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.