Giáo Trình Xây Dựng Công Trình Bề Mặt

Giáo trình kỹ thuật về xây dựng công trình bề mặt, biên soạn theo chương trình đào tạo chuẩn, hệ thống hóa kiến thức từ cơ bản đến nâng cao.

• Trường học: Trường Đại Học Công Nghiệp Quảng Ninh
• Chuyên ngành: Xây Dựng Công Trình
• Đề tài: Giáo Trình Xây Dựng Công Trình Bề Mặt Dành Cho Sinh Viên Đại Học
• Loại tài liệu: Giáo Trình
• Năm xuất bản: 2020
• Địa điểm: Quảng Ninh

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT
• 1.1. Các loại công trình và công tác đất
• 1.2. Các tính chất kỹ thuật và ảnh của nó đến thi công
• 1.3. Phân cấp đất
• 2. CHƯƠNG 2: TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT
• 2.1. Xác định kích thước công trình bằng đất và phương pháp tính khối lượng công tác đất
• 2.2. Tính khối lượng công tác đất theo hình khối
• 3. CHƯƠNG 3: CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH
• 3.1. Chuẩn bị mặt bằng thi công
• 3.2. Hạ mực nước ngầm
• 3.3. Định vị và giác móng công trình
• 4. CHƯƠNG 4: THI CÔNG ĐẤT
• 4.1. Thi công đất bằng phương pháp thủ công
• 4.2. Thi công đất bằng phương pháp cơ giới
• 4.2.1. Đào đất bằng máy đào gầu thuận
• 4.2.2. Đào đất bằng máy đào gầu nghịch
• 4.2.3. Đào đất bằng máy đào gầu dây
• 4.2.4. Đào đất bằng máy đào gầu ngoạm
• 4.2.5. Đào đất bằng máy đào nhiều gầu
• 4.2.6. Làm đất bằng máy ủi
• 4.3. Thi công đất bằng máy cạp
• 5. CHƯƠNG 5: THI CÔNG ĐẮP ĐẤT
• 5.1. Phương pháp thi công đắp đất
• 5.2. Phương pháp thi công đầm đất
• 6. THI CÔNG ĐÓNG CỌC VÁN CỪ
• 6.1. Các loại cọc và ván cừ
• 6.1.1. Cọc dùng gia cố nền
• 6.1.2. Các loại cọc của móng cọc
• 6.1.3. Một số loại cừ
• 6.2. Thiết bị đóng cọc và ván cừ

Tóm tắt

I. Tổng quan về Giáo Trình Xây Dựng Công Trình Bề Mặt

Giáo trình xây dựng công trình bề mặt là tài liệu quan trọng dành cho sinh viên đại học ngành xây dựng. Nó cung cấp kiến thức cơ bản về các loại công trình, công tác đất và các phương pháp thi công. Nội dung giáo trình không chỉ giúp sinh viên nắm vững lý thuyết mà còn áp dụng vào thực tiễn. Việc hiểu rõ về giáo trình này sẽ giúp sinh viên tự tin hơn trong quá trình học tập và làm việc sau này.

1.1. Khái niệm về công trình bề mặt

Công trình bề mặt bao gồm các công trình xây dựng như đường, cầu, và các công trình hạ tầng khác. Những công trình này đóng vai trò quan trọng trong việc phát triển kinh tế và xã hội.

1.2. Tầm quan trọng của giáo trình xây dựng

Giáo trình xây dựng công trình bề mặt giúp sinh viên hiểu rõ về quy trình thi công, từ khâu chuẩn bị đến hoàn thiện. Điều này rất cần thiết cho việc đảm bảo chất lượng công trình.

II. Các thách thức trong công tác xây dựng công trình bề mặt

Trong quá trình xây dựng công trình bề mặt, có nhiều thách thức mà sinh viên và kỹ sư phải đối mặt. Những thách thức này bao gồm việc lựa chọn vật liệu, điều kiện thời tiết, và các yếu tố môi trường. Việc nắm bắt và giải quyết những thách thức này là rất quan trọng để đảm bảo tiến độ và chất lượng công trình.

2.1. Vấn đề về vật liệu xây dựng

Việc lựa chọn vật liệu phù hợp là rất quan trọng. Các loại vật liệu như cát, đá, và xi măng cần phải được kiểm tra chất lượng trước khi sử dụng.

2.2. Ảnh hưởng của thời tiết đến thi công

Thời tiết có thể ảnh hưởng lớn đến tiến độ thi công. Mưa lớn hoặc nắng nóng có thể làm gián đoạn công việc và ảnh hưởng đến chất lượng công trình.

III. Phương pháp thi công công trình bề mặt hiệu quả

Để thi công công trình bề mặt hiệu quả, cần áp dụng các phương pháp hiện đại và khoa học. Việc sử dụng máy móc và công nghệ tiên tiến sẽ giúp tiết kiệm thời gian và chi phí. Ngoài ra, việc đào tạo kỹ năng cho sinh viên cũng rất quan trọng để họ có thể áp dụng những phương pháp này vào thực tế.

3.1. Thi công bằng phương pháp thủ công

Phương pháp thủ công vẫn được sử dụng trong nhiều trường hợp, đặc biệt là khi thi công các công trình nhỏ. Việc sử dụng các công cụ như cuốc, xẻng là cần thiết.

3.2. Thi công bằng máy móc hiện đại

Sử dụng máy móc như máy xúc, máy ủi giúp tăng năng suất lao động và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công. Đây là xu hướng hiện đại trong ngành xây dựng.

IV. Ứng dụng thực tiễn của giáo trình xây dựng công trình bề mặt

Giáo trình xây dựng công trình bề mặt không chỉ là lý thuyết mà còn có nhiều ứng dụng thực tiễn. Sinh viên có thể áp dụng kiến thức từ giáo trình vào các dự án thực tế, từ đó nâng cao kỹ năng và kinh nghiệm làm việc. Việc thực hành trên các công trình thực tế sẽ giúp sinh viên hiểu rõ hơn về quy trình và các vấn đề phát sinh trong thi công.

4.1. Thực hành trên công trình thực tế

Sinh viên có cơ hội thực hành trên các công trình thực tế, từ đó rút ra bài học quý giá cho bản thân. Việc này giúp sinh viên tự tin hơn khi ra trường.

4.2. Nghiên cứu và phát triển trong ngành xây dựng

Nghiên cứu và phát triển là rất quan trọng để cải tiến các phương pháp thi công. Sinh viên có thể tham gia vào các dự án nghiên cứu để đóng góp cho ngành xây dựng.

V. Kết luận và tương lai của giáo trình xây dựng công trình bề mặt

Giáo trình xây dựng công trình bề mặt là một phần không thể thiếu trong chương trình đào tạo ngành xây dựng. Tương lai của giáo trình này sẽ tiếp tục được cải tiến để đáp ứng nhu cầu ngày càng cao của thị trường. Việc cập nhật kiến thức mới và công nghệ hiện đại sẽ giúp sinh viên có nền tảng vững chắc để phát triển sự nghiệp.

5.1. Xu hướng phát triển giáo trình

Giáo trình sẽ được cập nhật thường xuyên để phản ánh những thay đổi trong ngành xây dựng. Điều này giúp sinh viên luôn nắm bắt được kiến thức mới.

5.2. Tầm quan trọng của việc học tập liên tục

Việc học tập không bao giờ dừng lại. Sinh viên cần phải tiếp tục học hỏi và nâng cao kỹ năng để đáp ứng yêu cầu của ngành xây dựng trong tương lai.

Nội dung chính

Tổng quan về giáo trình

Giáo trình Xây dựng công trình bề mặt do Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh biên soạn và xuất bản năm 2020 dưới hình thức lưu hành nội bộ, phục vụ trực tiếp cho chương trình đào tạo trình độ đại học ngành kỹ thuật xây dựng và công trình.

+-------------------------------------------------------------------------------+
| THÔNG TIN XUẤT BẢN & ĐÀO TẠO                                                  |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| Tên giáo trình    | Giáo trình Xây dựng công trình bề mặt                      |
| Cơ quan chủ quản  | Bộ Công Thương                                            |
| Đơn vị đào tạo    | Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh                      |
| Trình độ đào tạo  | Bậc Đại học (Lưu hành nội bộ)                             |
| Năm ban hành      | 2020                                                      |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+

Về vị trí môn học, học phần cung cấp khối kiến thức kỹ thuật thi công chuyên ngành, tập trung vào các giải pháp công nghệ xử lý đất nền, thi công phần ngầm và kết cấu móng trên bề mặt công trình. Mục tiêu học tập (learning outcomes) của giáo trình hướng đến việc trang bị cho người học:

• Khả năng phân loại và xác định các tính chất kỹ thuật của đất nền ảnh hưởng trực tiếp đến thi công;
• Phương pháp tính toán khối lượng đào, đắp, san bằng mặt bằng theo các điều kiện hình học và cao trình thiết kế;
• Quy trình chuẩn bị mặt bằng, công nghệ hạ mực nước ngầm và kỹ thuật giác móng công trình;
• Biện pháp tổ chức thi công đất bằng thủ công và cơ giới hóa (máy đào, máy ủi, máy cạp, thiết bị đầm);
• Công nghệ thi công gia cố nền móng bằng cọc tre, cọc bê tông cốt thép, cọc khoan nhồi, cọc Baret và hệ thống ván cừ thép/bê tông cốt thép.

Cấu trúc giáo trình được thiết kế theo trình tự logic của một chu trình thi công ngoài hiện trường: từ khảo sát phân cấp đất, lập bài toán khối lượng, chuẩn bị mặt bằng ngầm, đến thi công đào đắp và gia cố móng cọc. Điểm đặc thù của tài liệu là việc chuẩn hóa các bảng phân cấp đất dựa theo hệ thống Định mức dự toán xây dựng công trình của Bộ Xây dựng, kết hợp cùng các sơ đồ vận hành thiết bị cơ giới chi tiết.

---

Nội dung kiến thức cốt lõi

Các chương/chủ đề chính

Cấu trúc nội dung giáo trình được triển khai qua 6 chương chuyên đề trọng tâm:

• Chương 1: Khái niệm chung về công tác đất: Giới thiệu phân loại công trình và công tác đất theo phương pháp thủ công (Bảng 1-1) và cơ giới. Phân tích 4 tính chất kỹ thuật cốt lõi ảnh hưởng đến thi công gồm độ tơi xốp, độ ẩm, khả năng chống xói nở và độ dốc mái đất (Bảng 1-2). Trình bày hệ thống phân cấp đất theo Định mức 1776/BXD-VP và Quyết định 1091/QĐ-BXD cho công tác cọc (Cấp I, Cấp II), công tác đào đắp thủ công (Cấp 1 đến Cấp 4) và công tác đào vận chuyển bằng máy (Cấp I đến Cấp IV tại Bảng 1-4).
• Chương 2: Tính khối lượng công tác đất: Trình bày phương pháp tính toán kích thước hình học và thể tích hố móng, công trình đất chạy dài qua 3 trường hợp mặt cắt ngang (mặt đất ngang bằng, mặt đất có độ dốc, mặt đất vừa dốc vừa không phẳng). Hướng dẫn 2 bài toán san bằng mặt bằng: san theo cao trình cho trước và san theo điều kiện cân bằng khối lượng đào - đắp.
• Chương 3: Công tác chuẩn bị thi công phần ngầm công trình: Hướng dẫn quy trình thu dọn mặt bằng, tiêu thoát nước bề mặt, bố trí bãi đổ đất; 5 giải pháp hạ mực nước ngầm (hút nước lộ thiên, giếng thấm, giếng lọc kết hợp máy bơm hút sâu, ống kim lọc hút nông, ống kim lọc hút sâu); kỹ thuật định vị, giác móng bằng góc hướng, góc phương vị và công tác gửi, bảo quản mốc trắc địa khi thi công xen kẹt hoặc nhiều hạng mục.
• Chương 4: Thi công đất: Nguyên tắc chọn công cụ thi công thủ công (xà beng, cuốc chim, cuốc bàn, mai, xẻng) và xử lý độ ẩm; 3 phương pháp cơ giới hóa (dùng máy đào gầu, sức nổ, sức nước). Phân tích cấu tạo và sơ đồ làm việc của máy đào gầu thuận, gầu nghịch ($H < 6\text{ m}$), gầu dây, gầu ngoạm, máy đào nhiều gầu; sơ đồ di chuyển máy ủi (đào thẳng lùi, đào đổ bên, sơ đồ số 8); công nghệ máy cạp đất (dung tích $1{,}5 - 15\text{ m}^3$ hoặc $> 25\text{ m}^3$, cự ly $500 - 1000\text{ m}$, sơ đồ elip, số 8, số 8 dẹt, dích dắc).
• Chương 5: Thi công đắp đất: Các yêu cầu kỹ thuật đắp đất, chọn chiều dày lớp đầm rải; phương pháp đầm thủ công và đầm cơ giới (đặc biệt là công nghệ đầm chày trọng lượng $1{,}5 - 4\text{ tấn}$, độ cao rơi tự do $3 - 5\text{ m}$, đầm lớp đất dày xấp xỉ $2\text{ m}$).
• Chương 6: Thi công đóng cọc ván cừ: Kỹ thuật cọc gia cố nền gồm cọc tre (chọn tre đực già, thẳng, tươi, thành dày $1 - 1{,}5\text{ cm}$, dài $2 - 3\text{ m}$, đường kính $> 6\text{ cm}$, đóng từ ngoài vào trong) và cột xi măng đất; các loại cọc móng gồm cọc ống thép, cọc vít, cọc bê tông cốt thép đúc sẵn (tiết diện $35 \times 35\text{ cm}$, dài $2 - 8\text{ m}$ ép cho nhà dưới 10 tầng), cọc ứng suất trước, cọc nhồi, cọc Baret; các loại ván cừ thép (dạng phẳng, khum, Larsen) và cừ bê tông cốt thép; cấu tạo thiết bị giá búa thủ công và cần trục bánh xích máy đóng cọc.

Kiến thức nền tảng được xây dựng

Nội dung giáo trình hình thành hệ thống kiến thức nền tảng dựa trên các trục lý thuyết:

• Lý thuyết cơ học đất ứng dụng trong thi công: Mối quan hệ giữa độ ẩm tự nhiên, hệ số tơi xốp ban đầu, tơi xốp vĩnh viễn và độ dốc mái ta-luy hố đào khi không có vách chắn.
• Tiêu chuẩn hóa và định mức kinh tế kỹ thuật: Quy chuẩn nhận biết đất cấp I đến cấp IV tại hiện trường thông qua công cụ tiêu chuẩn đào xới (xẻng, mai, cuốc bàn, cuốc chim hoặc nổ mìn) theo Định mức 1776/BXD-VP.
• Nguyên lý thủy lực công trình ngầm: Cơ chế thu nước và hạ áp lực nước chân không/trọng lực thông qua hệ thống giếng kim lọc và giếng thấm lộ thiên.
• Nguyên lý cân bằng đào đắp: Phương pháp tối ưu hóa khối lượng vận chuyển đất thông qua bài toán cân bằng vật liệu đào và vật liệu đắp tại công trường san nền.

Kỹ năng phát triển

Thông qua các nội dung kỹ thuật, giáo trình rèn luyện các nhóm kỹ năng cụ thể:

• Kỹ năng tính toán kỹ thuật: Tính thể tích khối đào móng đơn, móng băng, móng công trình chạy dài theo công thức hình khối học; tính toán bảng lưới cao độ san nền và xác định đường phân giới đào - đắp.
• Kỹ năng lựa chọn thiết bị cơ giới: Căn cứ vào cấp đất, độ sâu hố đào và cự ly vận chuyển để chọn máy đào gầu nghịch (đứng trên miệng hố đào đất ướt $H < 6\text{ m}$), máy đào gầu thuận, máy ủi hoặc máy cạp ($500 - 1000\text{ m}$).
• Kỹ năng kiểm soát quy trình công nghệ: Thiết lập quy trình đóng cọc tre theo sơ đồ từ ngoài vào trong, kiểm tra quy cách cọc đúc sẵn $35 \times 35\text{ cm}$, tổ chức vận hành hệ thống giá búa bánh xích và quy trình thi công cừ Larsen chống sạt lở vách hố móng.

---

Phương pháp giảng dạy và học tập

Giáo trình được thiết kế phục vụ phương pháp giảng dạy tích hợp giữa thuyết giảng lý thuyết quy trình và giải quyết bài toán kỹ thuật hiện trường.

• Tiếp cận sư phạm (Pedagogical approach): Giảng viên sử dụng phương pháp phân tích kỹ thuật từ cơ sở lý thuyết (tính chất cơ lý của đất, mực nước ngầm) đến giải pháp công nghệ (chọn máy đào, máy đầm, giá búa). Các bước tính toán hình học được minh họa qua sơ đồ mặt cắt và hình chiếu không gian.
• Bài tập và phân tích trường hợp (Case studies & Exercises):
  • Bài toán tính thể tích hố móng và tuyến công trình chạy dài qua 3 dạng địa hình (địa hình phẳng, dốc đơn hướng, dốc phức tạp).
  • Bài toán cân bằng đào đắp cho khu đất san nền theo lưới ô vuông và cao trình thiết kế định trước.
  • Phân tích tình huống thi công công trình ngầm nằm sát các công trình đang khai thác hiện hữu, yêu cầu xác định biện pháp gửi mốc trắc địa, hạ mực nước ngầm và ép cọc tĩnh để chống lún nứt công trình lân cận.
• Thực hành kỹ thuật (Practical exercises): Sinh viên thực hiện các bài tập vẽ và lựa chọn sơ đồ di chuyển máy thi công (sơ đồ đào thẳng lùi hoặc số 8 cho máy ủi; sơ đồ elip, số 8 dẹt, dích dắc cho máy cạp); thực hành tra cứu cấp đất từ bảng định mức kỹ thuật 1-3 và 1-4.
• Phương pháp đánh giá (Assessment methods):
  • Đánh giá quá trình: Kiểm tra bài tập tính khối lượng đất đào đắp, kiểm tra kiến thức nhận dạng tính chất đất và thông số vận hành máy cơ giới.
  • Đánh giá tổng kết: Thi tự luận kết thúc học phần và bảo vệ đồ án/bài tập lớn về thiết kế biện pháp thi công phần ngầm, thi công hố móng và cọc ván cừ.
• Hướng dẫn tự học (Self-study guidelines): Người học cần chủ động đối chiếu các sơ đồ cấu tạo thiết bị (Hình 4.5 đến 4.9 cho máy đào; Hình 6.1 đến 6.8 cho cọc, cừ và giá búa) với các tài liệu quy chuẩn thi công hiện hành; rèn luyện kỹ năng đọc bản vẽ trắc địa và bản vẽ kết cấu móng.

---

Điểm nổi bật và cập nhật

Nội dung giáo trình phản ánh các quy chuẩn kỹ thuật và thực tiễn thi công xây dựng tại Việt Nam với các điểm cập nhật cụ thể:

+-------------------------------------------------------------------------------+
| CĂN CỨ ĐỊNH MỨC & PHÁP LÝ TRONG GIÁO TRÌNH                                     |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| Định mức dự toán  | Định mức 1776/BXD-VP (Bộ Xây dựng công bố ngày 16/8/2007) |
| Văn bản bổ sung   | Quyết định 1091/QĐ-BXD (Bộ Xây dựng ban hành 26/12/2011)  |
| Nội dung áp dụng  | Phân cấp đất cho công tác cọc, đào đắp thủ công & máy     |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+

1. Tích hợp hệ thống định mức xây dựng quốc gia: Giáo trình sử dụng trực tiếp các tiêu chuẩn phân cấp đất theo Định mức 1776-2007 và Quyết định 1091/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng. Việc phân cấp đất cho công tác đóng cọc (Cấp I, II), đào đắp thủ công (Nhóm 1 đến 8 chia thành 4 cấp) và đào máy (Cấp I đến IV xác định theo công cụ đào tiêu chuẩn) tạo tính pháp lý và độ chuẩn xác cho công tác lập dự toán, định mức ca máy.
2. Hệ thống hóa thiết bị cơ giới thi công đất: Tài liệu mô tả cụ thể các thông số kỹ thuật của thiết bị cơ giới chuyên dụng như máy đào gầu nghịch phục vụ thi công hố móng ngập nước ($H < 6\text{ m}$), máy cạp dung tích $1{,}5 - 15\text{ m}^3$ (và trên $25\text{ m}^3$) cho cự ly vận chuyển $500 - 1000\text{ m}$, máy đầm chày hạng nặng trọng lượng $1{,}5 - 4\text{ tấn}$ tạo năng lượng đầm sâu tới $2\text{ m}$.
3. Đa dạng hóa giải pháp kết cấu móng và cừ chắn: Giáo trình cập nhật đầy đủ từ giải pháp móng truyền thống (cọc tre gia cố nền đất ẩm ướt với tiêu chuẩn đường kính $> 6\text{ cm}$, chiều dài $2 - 3\text{ m}$, chiều dày thịt tre $1 - 1{,}5\text{ cm}$) đến các công nghệ cọc hiện đại: cột xi măng đất, cọc vít gang/thép, cọc bê tông cốt thép đúc sẵn ($35 \times 35\text{ cm}$), cọc bê tông ứng suất trước, cọc khoan nhồi, cọc Baret, ván cừ thép Larsen và cừ bê tông cốt thép.
4. Gắn liền điều kiện thi công thực tế: Nêu rõ các giải pháp công nghệ phù hợp với điều kiện xây dựng đô thị, nền đất yếu, khu vực có mực nước ngầm cao hoặc xây dựng công trình dưới 10 tầng.

---

Đối tượng sử dụng giáo trình

Giáo trình được biên soạn phục vụ các nhóm đối tượng cụ thể trong hệ thống đào tạo và hoạt động chuyên môn:

+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| NHÓM ĐỐI TƯỢNG    | PHẠM VI VÀ MỤC ĐÍCH SỬ DỤNG                               |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| Sinh viên đại học | Ngành Kỹ thuật Xây dựng, Công trình Mỏ, Hạ tầng đô thị    |
|                   | (Học phần: Kỹ thuật thi công / Công trình bề mặt)         |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| Giảng viên        | Làm giáo trình giảng dạy chính khóa, tài liệu ra đề thi,   |
|                   | hướng dẫn bài tập lớn và đồ án kỹ thuật thi công          |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+
| Kỹ sư hiện trường | Tra cứu phân cấp đất, lựa chọn thiết bị thi công đất móng |
| & Cán bộ kỹ thuật | và kiểm tra thông số kỹ thuật cọc, ván cừ chắn đất        |
+-------------------+-----------------------------------------------------------+

• Sinh viên bậc đại học: Dành cho sinh viên chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng, Kỹ thuật Công trình Xây dựng, Xây dựng Công trình Mỏ và Công trình Ngầm thuộc Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh cũng như các trường kỹ thuật. Môn học thường được bố trí trong chương trình đào tạo từ năm thứ ba.
• Kiến thức tiên quyết (Prerequisites): Để tiếp thu tốt nội dung giáo trình, sinh viên cần hoàn thành các học phần cơ sở ngành bao gồm:
  • Cơ học đất: Hiểu các chỉ tiêu cơ lý, độ ẩm, dung trọng, góc ma sát trong, góc dốc tự nhiên của đất.
  • Trắc địa đại cương & Trắc địa công trình: Nắm vững phương pháp đo góc hướng, góc phương vị, cao trình và kỹ thuật dẫn mốc.
  • Vật liệu xây dựng: Nắm vững đặc tính bê tông, cốt thép, gỗ, vật liệu kết cấu.
• Giảng viên: Sử dụng làm tài liệu giảng dạy chuẩn cho học phần Xây dựng công trình bề mặt hoặc Kỹ thuật thi công; làm cơ sở xây dựng ngân hàng câu hỏi thi, đề tài đồ án môn học và hướng dẫn thực tập hiện trường.
• Kỹ sư và cán bộ kỹ thuật tham khảo: Cung cấp tài liệu tra cứu nhanh về bảng phân cấp đất định mức 1776, sơ đồ công nghệ đào đất của máy xúc, máy ủi, máy cạp và các quy cách kỹ thuật đóng ép cọc ván cừ trong quản lý thi công công trường.

---

Câu hỏi thường gặp

1. Giáo trình này phù hợp với đối tượng người học nào?

Tài liệu được biên soạn phục vụ sinh viên bậc đại học các ngành kỹ thuật công trình xây dựng, hạ tầng, mỏ và các kỹ sư xây dựng cần tài liệu tra cứu về kỹ thuật thi công đất, công trình ngầm và xử lý nền móng.

2. Cần chuẩn bị những kiến thức nền tảng nào trước khi học?

Người học cần hoàn thành các môn học nền tảng gồm Cơ học đất (để tính toán mái dốc, độ tơi xốp, đầm nén), Trắc địa công trình (để định vị giác móng, tính toán lưới cao độ san nền) và Vật liệu xây dựng (để kiểm tra quy cách cọc, bê tông, ván cừ thép).

3. Điểm khác biệt của giáo trình này so với các tài liệu thi công chung là gì?

Giáo trình tích hợp chi tiết bảng phân cấp đất theo Định mức dự toán 1776/BXD-VP và Quyết định 1091/QĐ-BXD của Bộ Xây dựng cho cả công tác cọc, đào thủ công và đào máy; đồng thời cung cấp chi tiết các thông số kỹ thuật và sơ đồ di chuyển của từng loại máy cơ giới (máy gầu nghịch, máy cạp, máy ủi, giá búa bánh xích).

4. Làm thế nào để tự học và nắm vững kiến thức trong giáo trình?

Người học nên kết hợp học lý thuyết phân cấp đất ở Chương 1 với việc giải các bài toán tính thể tích hình khối và san nền ở Chương 2; sau đó đọc hiểu các sơ đồ cơ giới hóa ở Chương 4 và Chương 6, kết hợp tự vẽ lại các sơ đồ di chuyển máy và quy trình hạ cọc.

5. Giáo trình cung cấp những tài liệu và dữ liệu kỹ thuật bổ trợ nào?

Tài liệu cung cấp hệ thống các bảng tra kỹ thuật chuẩn (Bảng 1-1 phân loại đất; Bảng 1-2 độ dốc mái đất hố đào; Bảng 1-3 và 1-4 phân cấp đất định mức), cùng hệ thống sơ đồ máy đào (Hình 4.5 đến 4.9) và bản vẽ chi tiết các loại cọc, ván cừ Larsen, cấu tạo giá búa đóng cọc (Hình 6.1 đến 6.8).

---

Kết luận

Giáo trình Xây dựng công trình bề mặt (Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, 2020) là tài liệu học thuật chuyên ngành chuẩn hóa toàn bộ quy trình kỹ thuật thi công phần ngầm và bề mặt công trình xây dựng. Giáo trình cung cấp hệ thống kiến thức toàn diện từ lý tính đất nền, phương pháp tính toán thể tích đào đắp, công nghệ hạ mực nước ngầm, cơ giới hóa công tác đất cho đến kỹ thuật gia cố móng cọc và ván cừ.

Lộ trình học tập khuyến nghị bắt đầu từ việc nắm vững phân cấp đất và tính toán khối lượng đào đắp (Chương 1, 2), chuyển tiếp sang công tác chuẩn bị mặt bằng và hạ mực nước ngầm (Chương 3), sau đó làm chủ công nghệ thi công đất thủ công - cơ giới (Chương 4, 5) và hoàn thiện với giải pháp thi công cọc, ván cừ (Chương 6). Để phục vụ nghiên cứu chuyên sâu, người học cần kết hợp giáo trình với Định mức 1776/BXD-VP, Quyết định 1091/QĐ-BXD và các tiêu chuẩn thi công, nghiệm thu hiện hành của Bộ Xây dựng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

BỘ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP QUẢNG NINH GIÁO TRÌNH XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH BỀ MẶT DÙNG CHO BẬC ĐẠI HỌC (LƯU HÀNH NỘI BỘ) QUẢNG NINH - 2020 CHƢƠNG 1: KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT 1. Các loại công trình và công tác đất * Khái niệm chung: * Các loại công trình: để phân loại các công trình xây dựng cần căn cứ vào các yếu tố sau: * Công tác đất - Phân loại đất theo phƣơng pháp thi công thủ công (thể hiện ở bảng 1-1) Bảng 1-1. Bảng phân loại đất - Phân loại theo thi công cơ giới 1. 2 Các tính chất kỹ thuật và ảnh của nó đến thi công * Độ tơi xốp * Độ ẩm của đất * Khả năng chống xói nở của đất * Độ dốc của mái đất Bảng 1-2 Bảng độ dốc tiêu chuẩn của đất khi đào hố 1.3 Phân cấp đất Theo Định mức 1776-2007 dự toán Xây dựng công trình – Phần xây dựng.

Công bố kèm theo công văn số 1776/BXD-VP ngày 16/8/2007 của bộ Xây dựng (bao gồm phần bổ sung theo quyết định 1091/QĐ-BXD ngày 26/12/2011). 1/ Phân cấp đât trong công tác cọc: Bảng 1-3. Phân cấp đất trong công tác cọc Cấp đất Tên các loại đất I Cát phan lẫn 3 - 10% sét ở trạng thái dẻo, sét và á sét mềm, than, bùn, đất lẫn thực vật, đất đắp từ nơi khác chuyển đến. II Cát đã đƣợc đầm chặt, sỏi, đất sét cứng, cát khô, cát bão hòa nƣớc.

Đất cấp I có chứa 10 - 30% sỏi, đá. Phân cấp đất dùng cho công tác đào, vận chuyển và đắp đất bằng thủ công (tƣơng tự bảng 1-1): Cấp 1 bao gồm nhóm: 1,2,3; cấp 2 bao gồm nhóm 4,5; cấp 3 nhóm 5,6; cấp 4 nhóm 7,8. Phân cấp đất dùng cho công tác đào, vận chuyển và đắp đất bằng máy Bảng 1- 4 Phân cấp đất dụng trong công tác đào vận chuyển bằng máy Cấp Công cụ tiêu chuẩn Tên các loại đất đất xác định I Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất mầu, 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, mảnh chai từ 20% trở lại, không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp, hoặc từ nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt tự nhiên.

Cát mịn, cát vàng có độ ẩm tự nhiên, sỏi, đá dăm, đá vụn đổ thành đống. II Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá Dùng xẻng, mai dăm, mảnh chai từ 20% trở lên. Khônglẫn rễ cây to, có độ ẩm tự hoặc cuốc bàn sắn nhiên hay khô. Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, có lẫn đƣợc miếng mỏng sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ không quá 20% ở dạng nguyên thổ hoặc noi khác đổ đến đã bị nén tự nhiên có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn.

III Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi Dùng cuốc chim sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ từ 20% trở lên có lẫn rễ cây. mới cuốc đƣợc Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ có độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến có đầm nén. IV Các loại đất trong đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng. Đá ong, đá phong hóa, đá vôi phong hóa có cuội sỏi dính kết bởi đá vôi, xít non, đá quặng các loại đã nổ mìn vỡ nhỏ.

` CHƯƠNG 2: TÍNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT 2.1 Xác định kích thước công trình bằng đất và phương pháp tính khối lượng công tác đất 2.2 Tính khối lượng công tác đất theo hình khối * Tính khối lượng hố móng * Tính khối lượng các công trình đất chạy dài * Một số công thức tính tiết diện ngang của công trình đất chạy dài - Trường hợp 1: Mặt đất ngang bằng (hình 2-3); - Trường hợp 2: Mặt đất có độ dốc (hình 2.4) - Trường hợp 3: Mặt đất vừa dốc vừa không phẳng (hình 2.3 Tính khối lượng công tác đất trong san bằng Có hai trường hợp thiết kế san mặt bằng đó là: - San bằng theo cao trình cho trước - San bằng theo điều kiện cân bằng khối lượng đào đắp 2.1 Xác định khối lượng san băng mặt đất theo cao trình cho trước Cách tiến hành như sau: 2.2 Xác định khối lượng san bằng mặt đất với điều kiện cân đối khối lượng đào đắp CHƯƠNG 3 CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH 3.1 Chuẩn bị mặt bằng thi công Bao gồm: - Giải phóng, thu dọn mặt bằng - Tiêu nước bề mặt - Chuẩn bị vị trí đổ đất khi đào móng 3.1 Giải phóng thu dọn mặt bằng 3.2 Tiêu nước bề mặt 3. 3 Chuẩn bị vị trí đổ đất 3.2 Hạ mực nước ngầm 3.1 Hạ mực nước ngầm bằng phương pháp hút nước lộ thiên 3.2 Phương pháp giếng thấm 3. Hạ mực nước ngầm bằng giếng lọc và máy bơm hút sâu 3.3 Hạ mực nước ngầm bằng ống kim lọc hút nông 3.5 Phương pháp ống kim lọc hút sâu 3.3 Định vị và giác móng công trình 3. Định vị công trình căn cứ vào góc hướng và góc phương vị 3.2 Khi thi công công trình nằm gần các công trình đang khai thác khác 3.3 Khi thi công công trình nhiều hạng mục 3.4 Gửi mốc và bảo quản trong quá trình thi công CHƢƠNG 4 THI CÔNG ĐẤT 4.1 Thi công đất bằng phương pháp thủ công Để thi công có hiệu quả cần đảm bảo các nguyên tắc nhƣ sau: Nguyên tắc thứ nhất là phải chọn dụng cụ thích hợp với các loại đất nhƣ đất cứng thì dùng cuốc chim, xà beng, đất mềm thì dùng cuốc, mai, xẻng.

Nguyên tắc thứ 2 là có biện pháp làm giảm khó khăn trong thi công nhƣ tăng giảm độ ẩm hoặc làm khô bề mặt .2 Thi công đất bằng phương pháp cơ giới Thi công đất bằng máy cơ giới là biện pháp thi công sử dụng các thiết bị cơ giới để thay thế, giải phóng phần lớn sức lao động thủ công ví dụ nhƣ việc đào đất sử dụng các loại máy xúc, máy ủi; việc vận chuyển sử dụng ô tô, máy kéo… Hiện nay thƣờng sử dụng 3 phƣơng pháp cơ giới sau đây để đào đất: - Sử dụng các loại máy đào có gầuƣ; - Sử dụng sức nổ để đào phá; - Sử dụng sức nƣớc để đào phá ; 4.1 Đào đất bằng máy đào gầu thuận Hình 4.5 Sơ đồ đào đất bằng máy đào gầu thuận 4.2 Đào đất bằng máy đào gầu nghịch Các thông số cơ bản của máy đào gầu nghịch đƣợc mô tả nhƣ sau: Hình 4.6 Sự hoạt động và các thông số kỹ thuật của máy đào gầu nghich Đặc điểm của máy đào gầu nghịch - Chỉ đào đƣợc các hố có chiều sâu không lớn, H<6m - Khi đào máy đứng trên thành hố nên có thể đào đƣợc ở các vị trí có nhiều nƣớc, bùn - Không cần mở đƣờng cho xe vận tải - Có thể đào đƣợc các hố có vách tƣơng đối thẳng đứng.3 Đào đất bằng máy đào gầu dây Hình 4.7 Mô hình máy gầu dây 4.3 Đào đất bằng máy đào gầu ngoạm Hình 4. Mô hình máy gầm ngoạm 4.3 Đào đất bằng máy đào nhiều gầu Hình 4.9 Máy đào nhiều gầu 4.3 Làm đất bằng máy ủi 4.1 Khái niệm chung 4.1 Một số sơ đồ thi công * Sơ đồ đào thẳng về lùi * Sơ đồ đào đổ bên * Sơ đồ số tám 4.4 Thi công đất bằng máy cạp 4.1 Khái niệm chung Máy cạp là loại máy làm đất năng suất cao, ngoài chức năng đào đất nó còn có chức năng vận chuyển đến nơi đổ hoặc nơi đắp. Máy cạp thƣờng phù hợp với đất cấp I, II còn cấp III, IV thì cần phải làm tơi Máy cạp không leo đƣợc các dốc cao nên chỉ đào các hố có độ sâu nhỏ, cự ly vận chuyển phù hợp từ 500 đến 1000m tùy thuộc vào từng loại máy Máy cạp thƣờng có dung tích gầu từ 1,5 đến 15m3, loại đặc biệt dung tích gầu có thể trên 25m3 4.2 Một số sơ đồ thi công * Sơ đồ hình elip * Sơ đồ hình số 8 * Sơ đồ số 8 dẹt * Sơ đồ hình dích dắc CHƢƠNG 5 THI CÔNG ĐẮP ĐẤT 5.1 Phương pháp thi công đắp đất 5.2 Phương pháp thi công đầm đất 5.1 Chọn chiều dày lớp đẩm 5.2 Thi công đầm * Đầm thủ công * Đầm cơ giới - Đầm chày: Dùng trụ thép hoặc BTCT có trọng lƣợng từ 1,5 tấn 4 tấn, chày đƣợc treo vào các máy đóng cọc hay cần trục, cho chày rơi tự do từ độ caon 3-5m. Phƣơng pháp này có thể đầm đƣợc lớp đất dày xấp xỉ 2m.

THI CÔNG ĐÓNG CỌC VÁN CỪ 6. Các loại cọc và ván cừ 6.1 Cọc dùng gia cố nền 1. Cọc tre Ở nước ta, cọc tre được sử dụng để gia cường nền các công trình không quan trọng,ở nơi đất nền luôn ẩm ướt Tre làm cọc nên chọn loại tre đực, già, thẳng và tươi, mình dày tối thiểu từ 1- 1,5cm, chiều dài cọc từ 2-3m, đường kính >6cm. Đầu trên cách mấu 5cm, đầu dưới cách mấu khoảng 20cm và vát nhọn.

Khi đóng cần đảm bảo cọc không bị dập hoặc vỡ, nếu đầu cọc dập vỡ phải nhổ lên thay cọc khác. Cọc tre đóng bằng vồ, máy xúc, máy đóng cọc, đầm cóc. Cọc tre được đóng theo sơ đồ từ ngoài vào trong 2. Cột xi măng đất 4.2 Các loại cọc của móng cọc 1.

Cọc ống thép 2. Cọc vít bằng thép hoặc gang Hình 6.1 Một số loại cọc vít 3. Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn cốt thép (bảng 6. Quy cách cọc bê tông cốt thép Cọc bê tông cốt thép thường được hạ vào nền đất bằng phương pháp đóng hoặc ép.

Cọc dùng để ép thường có tiết diện 35x35, chiều dài mỗi đoạn từ 2-8m. Giải pháp ép cọc thường được dùng khi xây dựng các công trình đô thị, khu dân cư, nền yếu, nhà cao tầng dưới 10 tầng. Cọc bê tông ứng suất trước 6. Cọc nhồi bê tông cốt thép 7.

Cọc Baret (hình6. Tiết diện ngang cọc Baret 6.3 Một số loại cừ 1. Ván cừ thép Hình 6.4 Các loại móc nối của ván cừ Hình 6.5 Các loại ván cừ thép thép a- thẳng; b-khum; c-Lac-sen 2. Ván cừ bê tông cốt thép Hình 6.6 Mặt cắt ngang của cừ BTCT 6.2 Thiết bị đóng cọc và ván cừ 6.1 Giá búa đóng cọc Hình 6.

Giá búa đóng cọc di chuyển thủ công 1- Chân đế; 2. Thanh định hướng; 3- Thanh giằng xiên; 4- Dây cáp treo; 5- Dây các nâng búa; 6- Búa; 7- Tời.