Xây dựng đường ô tô: Giáo trình ĐH Giao thông Vận tải - PGS.TS Lã Văn Chăm

Chuyên khảo kỹ thuật phân tích Xây dựng đường ô tô, đánh giá các khía cạnh quan trọng, đề xuất hướng nghiên cứu tiếp theo., phục vụ nghiên cứu và ứng dụng thực tiễn

Người đăng

Ẩn danh
251
2
0

Phí lưu trữ

55 Point

Tóm tắt

I. Tổng quan quy trình xây dựng đường ô tô tiêu chuẩn hiện hành

Quy trình xây dựng đường ô tô là một chuỗi các công tác kỹ thuật phức tạp, đòi hỏi sự chính xác và tuân thủ nghiêm ngặt các tiêu chuẩn. Công trình đường bộ được cấu thành từ hai bộ phận chính: nền đường và mặt đường. Nền đường, hay còn gọi là kết cấu móng nền đất, là bộ phận chịu lực cơ bản, có nhiệm vụ đảm bảo cường độ và độ ổn định cho toàn bộ kết cấu phía trên. Chất lượng của nền đường ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ và khả năng khai thác của mặt đường. Một nền đường yếu sẽ nhanh chóng gây biến dạng, rạn nứt và hư hỏng kết cấu áo đường. Trong khi đó, mặt đường (kết cấu áo đường) là lớp vật liệu tiếp xúc trực tiếp với tải trọng xe và các yếu tố môi trường. Nó phải đáp ứng các yêu cầu về cường độ, độ bằng phẳng và độ nhám để đảm bảo an toàn và tiện nghi cho giao thông. Việc thi công phải dựa trên hồ sơ thiết kế chi tiết và các tiêu chuẩn kỹ thuật hiện hành, từ khâu chuẩn bị mặt bằng, phân loại đất đá cho đến việc lựa chọn phương pháp thi công phù hợp. Mỗi giai đoạn trong quy trình xây dựng đường ô tô đều có vai trò quyết định đến chất lượng tổng thể của công trình.

1.1. Vai trò và các yêu cầu đối với công tác xây dựng nền đường

Công tác xây dựng nền đường giữ vai trò nền tảng trong toàn bộ dự án. Nhiệm vụ chính của nền đường là tiếp nhận và phân tán tải trọng từ kết cấu áo đường xuống nền đất tự nhiên, đảm bảo cường độ và độ ổn định lâu dài. Theo giáo trình "Xây dựng đường ô tô", "Cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của kết cấu áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền đường". Vì vậy, nền đường phải có đủ khả năng chống lại các tác nhân phá hoại từ bên ngoài như tải trọng xe, sự thay đổi của thời tiết và thủy văn. Các yêu cầu cơ bản đối với công tác này bao gồm: đảm bảo thi công đúng hồ sơ thiết kế và tiêu chuẩn kỹ thuật; lựa chọn phương pháp thi công phù hợp với điều kiện địa hình, loại đất đá và thiết bị; điều phối hợp lý nhân lực, máy móc để tăng năng suất và giảm giá thành; và tuân thủ nghiêm ngặt các quy định về an toàn lao động.

1.2. Cấu tạo và chức năng của các lớp trong kết cấu mặt đường

Kết cấu mặt đường, hay kết cấu áo đường, gồm nhiều lớp vật liệu khác nhau, mỗi lớp có chức năng riêng biệt. Cấu tạo chung bao gồm tầng mặt và tầng móng. Tầng mặt là bộ phận chịu tác dụng trực tiếp của bánh xe và ảnh hưởng của thời tiết, do đó yêu cầu vật liệu phải có cường độ cao, khả năng chống mài mòn tốt và liên kết chặt chẽ. Tầng móng có nhiệm vụ truyền và phân bố lực thẳng đứng xuống nền đường, giảm ứng suất tác dụng lên nền đất. Vật liệu tầng móng thường có cường độ giảm dần từ trên xuống dưới để tiết kiệm chi phí. Đôi khi, dưới tầng móng còn có lớp đáy áo đường để tăng cường khả năng chịu tải, ngăn ẩm và tạo điều kiện thuận lợi cho thi công các lớp phía trên. Cấu tạo này áp dụng cho cả mặt đường mềm (ví dụ: bê tông nhựa) và mặt đường cứng (bê tông xi măng), dù số lớp và loại vật liệu có thể khác nhau.

1.3. Tầm quan trọng của việc phân loại đất đá trong thi công

Việc phân loại đất đá theo mức độ khó đào là công việc thiết yếu, ảnh hưởng trực tiếp đến việc lựa chọn phương pháp và máy móc thi công. Đối với thi công thủ công, đất được chia thành 9 nhóm dựa trên công cụ tiêu chuẩn cần dùng, từ đất phù sa dễ xúc bằng xẻng (Nhóm I) đến đất sỏi đỏ rắn chắc cần dùng choòng búa (Nhóm IX). Đối với thi công bằng máy, cách phân loại phụ thuộc vào tính năng của từng loại máy như máy xúc, máy ủi, máy san. Ví dụ, đất sét mềm, không lẫn sỏi sạn thuộc Cấp I đối với máy xúc, trong khi đất sét cứng có lẫn đá đã phá mịn thuộc Cấp IV. Việc phân loại chính xác giúp lập kế hoạch thi công hiệu quả, dự trù đúng loại thiết bị, tối ưu hóa năng suất lao động và đảm bảo tiến độ dự án xây dựng đường ô tô.

II. Các thách thức chính trong công tác làm đất nền đường ô tô

Công tác làm đất trong xây dựng đường ô tô phải đối mặt với nhiều thách thức kỹ thuật. Một trong những vấn đề cốt lõi là đạt được độ chặt yêu cầu cho nền đường. Việc đầm nén đất không đúng kỹ thuật sẽ dẫn đến nền đường không ổn định, dễ bị lún sụt dưới tác động của tải trọng và nước, gây hư hỏng toàn bộ kết cấu. Thách thức thứ hai là việc lựa chọn và xử lý vật liệu đắp. Không phải mọi loại đất đều có thể sử dụng để đắp nền. Các loại đất như đất bùn, đất hữu cơ, đất có độ trương nở cao phải được loại bỏ hoặc xử lý đặc biệt. Việc đảm bảo vật liệu đắp đạt các chỉ tiêu về sức chịu tải, đặc biệt là chỉ số CBR, là yêu cầu bắt buộc. Cuối cùng, việc tối ưu hóa điều phối đất – tức là vận chuyển đất từ nơi đào sang nơi đắp – là một bài toán kinh tế phức tạp. Xác định cự ly vận chuyển kinh tế để giảm thiểu chi phí mà vẫn đảm bảo tiến độ là một thách thức lớn, đòi hỏi phải tính toán kỹ lưỡng dựa trên biểu đồ phân phối đất.

2.1. Yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của công tác đầm nén đất

Hiệu quả của công tác đầm nén đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố. Độ ẩm là yếu tố quan trọng hàng đầu; việc đầm nén ở "độ ẩm tốt nhất" sẽ cho "độ chặt tốt nhất" với cùng một công đầm nén. Đất quá khô hoặc quá ẩm đều làm giảm hiệu quả. Bề dày lớp đất đầm nén cũng ảnh hưởng lớn; lớp quá dày sẽ khiến phần đáy không đạt độ chặt yêu cầu. Số lần đầm nén và tốc độ di chuyển của máy lu cũng cần được xác định qua thử nghiệm để tối ưu hóa. Ngoài ra, cường độ giới hạn của đất quyết định áp lực đầm nén tối đa có thể áp dụng. Nếu áp lực vượt quá giới hạn này, đất sẽ bị trồi lên thay vì được nén chặt. Việc kiểm soát đồng bộ các yếu tố này là thách thức lớn tại hiện trường.

2.2. Tiêu chuẩn lựa chọn vật liệu đắp nền đường đạt chuẩn CBR

Việc lựa chọn vật liệu đắp nền đường phải tuân thủ các quy định nghiêm ngặt về chất lượng. Tuyệt đối không được sử dụng các loại đất như đất bùn, đất than bùn, đất mùn có thành phần hữu cơ quá 10%, hay đất sét có độ trương nở cao. Tiêu chuẩn quan trọng nhất để đánh giá vật liệu đắp là sức chịu tải (CBR). Theo quy định, đối với đường cao tốc và đường cấp I, II, sức chịu tải CBR tối thiểu cho 30 cm trên cùng của nền đường là 8. Chỉ số này giảm dần cho các lớp sâu hơn và các cấp đường thấp hơn. Ví dụ, đối với đường cấp III, IV, chỉ số CBR yêu cầu cho lớp tương tự là 6. Việc đảm bảo vật liệu đầu vào đáp ứng các chỉ số này là điều kiện tiên quyết cho một nền đường chất lượng.

2.3. Vấn đề tối ưu hóa công tác điều phối đất trong thi công

Điều phối đất là quá trình vận chuyển đất thừa từ nền đào sang nền đắp nhằm tận dụng tối đa vật liệu tại chỗ và giảm chi phí. Thách thức ở đây là xác định "cự ly vận chuyển kinh tế". Vận chuyển đất đi quá xa sẽ không còn hiệu quả kinh tế so với việc bỏ đất đào và khai thác đất từ một mỏ gần vị trí đắp hơn. Việc tính toán này dựa trên các yếu tố như giá thành đào, giá thành vận chuyển trên một đơn vị khoảng cách, và cự ly đổ đất thừa hoặc lấy đất từ mỏ. Để giải quyết bài toán này, các kỹ sư thường sử dụng "đường cong tích lũy đất" để trực quan hóa khối lượng đào, đắp và xác định các phương án điều phối dọc tối ưu, đảm bảo công vận chuyển là nhỏ nhất.

III. Hướng dẫn thi công nền đường ô tô Đào và Đắp hiệu quả

Thi công nền đường là công tác cơ bản trong xây dựng đường ô tô, bao gồm hai hoạt động chính là thi công nền đường đào và thi công nền đường đắp. Thi công nền đường đào là quá trình hạ thấp địa hình tự nhiên để tạo ra mặt bằng cho tuyến đường. Công tác này phải được thực hiện từ trên xuống dưới, tuân thủ đúng độ dốc ta luy thiết kế để đảm bảo ổn định. Các phương án đào như đào ngang, đào dọc hay đào hỗn hợp được lựa chọn dựa trên quy mô công trình và loại máy móc. Ngược lại, thi công nền đường đắp là quá trình xây dựng một thân đường nhân tạo cao hơn địa hình tự nhiên. Quá trình này đòi hỏi phải xử lý kỹ nền tự nhiên, lựa chọn vật liệu đắp phù hợp và đắp thành từng lớp, mỗi lớp phải được lu lèn đạt độ chặt quy định. Việc tuân thủ đúng trình tự và nguyên tắc kỹ thuật trong cả hai công tác này là yếu tố quyết định đến sự ổn định và bền vững của toàn bộ công trình đường bộ.

3.1. Các phương án thi công nền đường đào đúng tiêu chuẩn

Có ba phương án chính cho thi công nền đường đào. Phương án đào toàn bộ theo chiều ngang thực hiện đào trên toàn bộ chiều rộng và chiều sâu nền đường, có thể tiến hành từ hai đầu vào hoặc từ một phía. Nếu nền đào sâu, có thể chia thành nhiều bậc để tăng diện thi công. Phương án đào dọc được chia thành đào từng lớp hoặc đào thành luống. Đào từng lớp tiến hành đào dần theo hướng dọc trên toàn bộ bề rộng, trong khi đào thành luống sẽ mở một luống dẫn đường trước rồi mở rộng ra hai bên. Phương án đào hỗn hợp kết hợp cả hai phương pháp trên, thích hợp cho các đoạn nền đào sâu và kéo dài. Việc lựa chọn phương án phụ thuộc vào kích thước nền, địa chất và loại máy móc thi công hiện có.

3.2. Quy trình và nguyên tắc thi công nền đường đắp kỹ thuật

Thi công nền đường đắp phải tuân thủ các nguyên tắc cơ bản để đảm bảo chất lượng. Nguyên tắc quan trọng nhất là phải đắp từng lớp từ vị trí địa hình thấp nhất lên cao dần. Mỗi lớp phải được san phẳng và đầm nén đạt độ chặt yêu cầu trước khi thi công lớp tiếp theo. Vật liệu trong cùng một lớp theo chiều ngang phải đồng nhất. Khi sử dụng các loại đất có tính thấm khác nhau, lớp thoát nước kém phải được đắp ở dưới và có độ dốc ngang tối thiểu 2% để thoát nước. Để tránh hiện tượng lún không đều giữa các đoạn thi công, mối nối dọc phải được tạo thành mặt dốc nghiêng hoặc bậc cấp. Bề rộng mỗi lớp đắp nên rộng hơn thiết kế từ 15-20 cm mỗi bên để đảm bảo vùng ta luy được đầm nén tốt.

3.3. Kỹ thuật xử lý nền đất tự nhiên trước khi bắt đầu đắp

Trước khi thi công nền đường đắp, mặt nền tự nhiên phải được xử lý cẩn thận. Đầu tiên, cần dọn sạch lớp đất hữu cơ, rễ cây. Đối với nền có độ dốc ngang dưới 20%, sau khi dọn dẹp cần lu lèn lớp trên cùng đạt độ chặt K≥0,9. Khi độ dốc ngang từ 20% đến 50%, phải tiến hành đánh bậc cấp với chiều rộng bậc lớn hơn 2m và mặt bậc có độ dốc vào trong. Biện pháp này giúp tăng cường liên kết giữa nền đắp và sườn dốc tự nhiên, chống trượt. Với độ dốc trên 50%, ngoài việc đánh cấp, thường phải có các công trình chống đỡ bổ sung như tường chắn. Việc xử lý nền tự nhiên đúng cách là bước khởi đầu quan trọng, đảm bảo sự ổn định của toàn bộ thân nền đường đắp phía trên.

IV. Bí quyết đầm nén đất nền đường đạt độ chặt tiêu chuẩn K

Đầm nén đất nền đường là công tác nhằm mục đích cải thiện kết cấu của đất, đảm bảo nền đường đạt độ chặt cần thiết, ổn định dưới tác dụng của tải trọng. Quá trình này giúp nâng cao cường độ của nền đường, tăng sức kháng cắt, giảm tính thấm nước và giảm khả năng co rút của đất. Chìa khóa để đầm nén hiệu quả là kiểm soát được mối quan hệ giữa độ ẩm và độ chặt của đất, được xác định thông qua thí nghiệm Proctor trong phòng thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm này cung cấp giá trị "độ ẩm tốt nhất" và "khối lượng thể tích khô lớn nhất" (độ chặt tốt nhất), làm cơ sở để kiểm soát quá trình thi công tại hiện trường. Việc áp dụng các phương pháp đầm nén phù hợp như lu, đầm, chấn động và thường xuyên kiểm tra độ chặt bằng các phương pháp hiện trường là quy trình bắt buộc trong việc xây dựng đường ô tô chất lượng cao, đảm bảo nền đường đạt hệ số đầm nén K theo yêu cầu thiết kế.

4.1. Thí nghiệm Proctor Xác định độ ẩm và độ chặt tốt nhất

Thí nghiệm Proctor (hay thí nghiệm đầm nén đất trong phòng) là phương pháp tiêu chuẩn để xác định các thông số đầm nén quan trọng của đất. Mục đích của thí nghiệm là tìm ra mối quan hệ giữa độ ẩm (w) và khối lượng thể tích khô (γd). Bằng cách đầm nén các mẫu đất với cùng một công đầm nhưng ở các độ ẩm khác nhau, người ta sẽ vẽ được một đường cong quan hệ. Đỉnh của đường cong này chính là điểm có "khối lượng thể tích khô lớn nhất" (γd max), hay còn gọi là độ chặt tốt nhất, và giá trị độ ẩm tương ứng được gọi là "độ ẩm tốt nhất" (w_opt). Có hai phương pháp chính là đầm nén tiêu chuẩn và đầm nén cải tiến, với công đầm nén khác nhau, được lựa chọn tùy theo yêu cầu của dự án.

4.2. Các phương pháp đầm nén đất nền đường phổ biến hiện nay

Có ba phương pháp đầm nén chính được sử dụng trong xây dựng đường ô tô. Lu lèn là phương pháp phổ biến nhất, sử dụng các loại lu như lu bánh cứng, lu bánh lốp và lu chân cừu. Mỗi loại lu phù hợp với một loại đất khác nhau. Đầm là phương pháp dùng các quả đầm rơi tự do để nén chặt đất, có hiệu quả với các lớp đất dày và ở những khu vực chật hẹp. Chấn động là phương pháp đặc biệt hiệu quả với đất rời (cát, sỏi). Rung động làm giảm ma sát giữa các hạt, giúp chúng sắp xếp lại một cách chặt chẽ hơn dưới tác dụng của trọng lượng bản thân và thiết bị. Hiện nay, lu chấn động là thiết bị kết hợp được sử dụng rộng rãi, mang lại hiệu quả cao.

4.3. Top 3 phương pháp kiểm tra độ chặt của đất tại hiện trường

Kiểm tra độ chặt tại hiện trường là công tác bắt buộc để nghiệm thu chất lượng đầm nén. Có nhiều phương pháp được áp dụng. Phương pháp dao đai (đốt côn) sử dụng một vòng thép có thể tích biết trước để lấy mẫu đất nguyên dạng, sau đó cân và xác định khối lượng thể tích. Phương pháp rót cát là phương pháp phổ biến và chính xác, hoạt động bằng cách đào một hố nhỏ, xác định khối lượng đất lấy ra, sau đó lấp đầy hố bằng cát tiêu chuẩn có khối lượng thể tích đã biết để xác định thể tích hố. Từ đó tính được khối lượng thể tích của đất. Ngoài ra, phương pháp dùng chất đồng vị phóng xạ (máy đo hạt nhân) là phương pháp hiện đại, cho kết quả nhanh chóng mà không cần phá hủy kết cấu, ngày càng được áp dụng rộng rãi.

V. Top 4 loại máy móc chủ đạo trong việc xây dựng đường ô tô

Cơ giới hóa là yếu tố then chốt quyết định năng suất và chất lượng trong xây dựng đường ô tô hiện đại. Việc lựa chọn và phối hợp các loại máy thi công phù hợp với tính chất công trình, loại đất và cự ly vận chuyển là cực kỳ quan trọng. Các máy làm đất chủ đạo bao gồm máy ủi, máy xúc chuyển, máy đào và máy san. Mỗi loại máy có tính năng và phạm vi sử dụng riêng biệt, đóng vai trò không thể thiếu trong các khâu từ đào, đắp, vận chuyển, san lấp cho đến hoàn thiện nền đường. Máy ủi mạnh mẽ trong việc san gạt và vận chuyển cự ly ngắn. Máy xúc chuyển là giải pháp tối ưu cho việc đào và vận chuyển đất với khối lượng lớn ở cự ly trung bình. Máy đào linh hoạt trong việc đào sâu và xúc vật liệu lên xe vận chuyển. Cuối cùng, máy san là công cụ không thể thiếu để hoàn thiện bề mặt với độ chính xác cao. Sự phối hợp nhịp nhàng của các loại máy này tạo thành một dây chuyền thi công hiệu quả.

5.1. Ứng dụng của máy ủi trong san lấp và vận chuyển đất đá

Máy ủi là loại máy kéo được lắp lưỡi ủi phía trước, có vai trò quan trọng trong giai đoạn đầu của công tác làm đất. Các thao tác cơ bản của máy bao gồm xén đất, vận chuyển đất và rải san đất. Do đất dễ bị rơi vãi trong quá trình di chuyển, cự ly vận chuyển hiệu quả của máy ủi thường được quy định không quá 100 mét. Máy ủi đặc biệt hữu dụng trong việc lấy đất từ thùng đấu để đắp nền đường có chiều cao thấp (dưới 1,5m), đào nền đường chữ L trên sườn dốc, dọn dẹp mặt bằng, và hỗ trợ kéo đẩy cho các máy khác như máy xúc chuyển. Để tăng năng suất, có thể áp dụng các biện pháp như vận hành hai máy song song hoặc đào thành luống để giảm lượng đất rơi vãi.

5.2. Tối ưu năng suất với máy xúc chuyển trong công tác đào đắp

Máy xúc chuyển (máy cạp) là loại máy chuyên dụng cho việc đào, vận chuyển và rải đất với năng suất cao. Ưu điểm lớn của máy là có thể tự thực hiện một chu trình làm việc hoàn chỉnh mà không cần nhiều máy phụ trợ, giúp tổ chức thi công đơn giản. Máy hoạt động theo chu trình bốn bước: đào đất vào thùng, vận chuyển, đỗ đất (thành đống hoặc theo lớp), và quay lại. Loại máy này đặc biệt hiệu quả khi thi công các công trình có khối lượng đất lớn, tập trung và cự ly vận chuyển trung bình (dưới 500m đối với một số loại). Việc lợi dụng địa hình dốc xuống khi đào có thể giúp tăng hiệu suất đào lên đáng kể.

5.3. Vai trò của máy đào và máy san trong hoàn thiện công trình

Máy đàomáy san là hai loại máy đóng vai trò bổ trợ và hoàn thiện quan trọng. Máy đào (thường là máy đào gầu nghịch hoặc gầu thuận) được sử dụng để đào nền đường ở những vị trí sâu, địa hình phức tạp, đào hố móng công trình hoặc xúc đất đá đã được phá vỡ lên xe vận chuyển. Trong khi đó, máy san là thiết bị không thể thiếu trong giai đoạn hoàn thiện. Với lưỡi san có thể điều chỉnh linh hoạt nhiều góc độ, máy san được dùng để tạo độ dốc ngang, san phẳng bề mặt các lớp vật liệu với độ chính xác cao, gọt mái ta luy, và đào rãnh thoát nước. Sự chính xác của máy san quyết định trực tiếp đến độ bằng phẳng của mặt đường.

VI. Kết luận Hướng tới xây dựng đường ô tô bền vững hiệu quả

Quá trình xây dựng đường ô tô là một hệ thống các công việc kỹ thuật liên kết chặt chẽ, từ khảo sát địa chất, thiết kế, đến thi công và nghiệm thu. Chất lượng của công trình phụ thuộc vào việc tuân thủ nghiêm ngặt các nguyên tắc kỹ thuật trong từng giai đoạn. Như tài liệu đã phân tích, từ việc xử lý nền đất, lựa chọn vật liệu, áp dụng đúng phương pháp đầm nén, cho đến việc sử dụng và điều phối máy móc thi công một cách khoa học đều là những yếu tố quyết định. Một nền đường ổn định và một kết cấu mặt đường bền vững là kết quả của việc kiểm soát chất lượng chặt chẽ và ứng dụng công nghệ thi công hiện đại. Trong tương lai, ngành xây dựng đường bộ sẽ tiếp tục phát triển theo hướng tự động hóa và sử dụng các vật liệu mới, bền vững hơn, nhưng nền tảng kỹ thuật về cơ học đất và công nghệ thi công vẫn luôn là cốt lõi không thể thay thế.

6.1. Tầm quan trọng của kiểm soát chất lượng trong mọi giai đoạn

Kiểm soát chất lượng là sợi chỉ đỏ xuyên suốt quá trình xây dựng đường ô tô. Nó bắt đầu từ khâu lựa chọn vật liệu, đảm bảo đất đắp đáp ứng các tiêu chuẩn về thành phần hạt và chỉ số CBR. Trong quá trình thi công, việc kiểm soát độ ẩm và đầm nén đúng quy trình dựa trên kết quả thí nghiệm Proctor là tối quan trọng. Cuối cùng, công tác nghiệm thu tại hiện trường thông qua các phương pháp kiểm tra độ chặt như rót cát hay dao đai để xác nhận nền đường đã đạt hệ số K yêu cầu. Bỏ qua bất kỳ khâu kiểm soát nào cũng có thể dẫn đến rủi ro về chất lượng, làm giảm tuổi thọ công trình và tốn kém chi phí sửa chữa sau này.

6.2. Hiện đại hóa máy móc thi công và tự động hóa quy trình

Việc chuyển đổi từ phương pháp thi công thủ công sang sử dụng máy móc thi công hiện đại như máy ủi, máy xúc chuyển, máy đào, máy san đã tạo ra một cuộc cách mạng về năng suất và chất lượng. Xu hướng tương lai là tiếp tục tự động hóa các quy trình này. Các công nghệ như hệ thống định vị toàn cầu (GPS) lắp trên máy san và máy ủi giúp kiểm soát cao độ và độ dốc với độ chính xác cao, giảm sự phụ thuộc vào con người. Các hệ thống lu thông minh có thể tự động điều chỉnh lực rung và số lần lu dựa trên độ cứng của nền, đảm bảo độ chặt đồng đều. Việc đầu tư vào công nghệ và hiện đại hóa thiết bị là hướng đi tất yếu để nâng cao hiệu quả ngành xây dựng đường bộ.

6.3. Hướng tới các giải pháp xây dựng bền vững và hiệu quả

Xây dựng bền vững không chỉ là sử dụng vật liệu thân thiện với môi trường mà còn là tối ưu hóa hiệu quả của toàn bộ quá trình. Việc áp dụng đúng các nguyên tắc kỹ thuật trong tài liệu là nền tảng cho sự bền vững. Một nền đường được đầm nén tốt sẽ có cường độ cao, giảm chiều dày kết cấu áo đường cần thiết, tiết kiệm vật liệu. Một kế hoạch điều phối đất thông minh sẽ giảm thiểu quãng đường vận chuyển, tiết kiệm nhiên liệu và giảm phát thải. Do đó, việc nắm vững và áp dụng chuẩn xác các kiến thức cơ bản về thi công nền mặt đường chính là giải pháp hiệu quả nhất để xây dựng những con đường vừa bền vững về kết cấu, vừa hiệu quả về kinh tế.

15/07/2025
Xây dựng đường ô tô

Trích đoạn nội dung tài liệu

chương 1 ._ Phân loại công trình nền đường và phân loại đất đá nền đá theo mức độ. đào khó dễ trong thi công. Trinh tu-chung xay dung nên đường. Cấu tạo và các yêu cầu chung đối với mặt đường.

Cầu tạo chung kết cấu mặt đường mêm và mặt đường cứng. _ Các nguyên lý sử dụng vật liệu làm mặt đường. - Trình tự chung xây dựng mặt đường. CONG TAC LAM DAT TRONG XAY DUNG NEN DUONG 2.

THI CONG NEN DUONG BAO 2. Nội dung cong tac thi công nền đường đào Công tác đào nền đường phải thực hiện từ trên xuống dưới, không được đào khoét hàm ếch. Khi đào đến gần cao độ đỉnh nền thiết kế, phải thường xuyên kiểm. tra để đảm bảo không đào quá cao độ thiết kế.

Trong quá trình thi cong, nếu phát hiện điều kiện địa chất sai khác so với hồ sơ thiết kế, phải đề xuất thay đổi độ dốc taluy, các biện pháp đảm bảoô ổn định taluy nền đường. Khi đào nếu phát lộ tầng hoặc vết lộ nước ngầm thì phải ngừng thi công và đề xuất, trình duyệt các giải pháp xử lý. Trong khi chờ xử lý phải thực hiện ngay các biện pháp thoát nước tạm thời, dẫn nước ngâm thoát ra khỏi phạm vi thi công, không được để nước ngầm chảy tự do thấm hoặc chảy tràn lan. đào đến cao độ thiết kế, phải lấy mẫu thí nghiệm trong phạm vi khu , vực tác dụng của nền đào để kiểm tra các chỉ tiêu như độ âm tự nhiên, giới hạn chảy, chỉ số dẻo, độ chặt, sức chịu tải và độ trương nở từ thí nghiệm xác định CBR để quyết định xem có cần phải thay đất trong phạm vi khu vực tác dụng hay không.

Chỉ sô sức chịu tải quy định déi voi nén dao xem Bang 2-1. Quy dinh vé strc chiu tai (CBR) déi với đất nên đường đào : Sức chịu tải (CBR) tối thiếu Nền đườn Nền đường cho Nền đường cho Phạm vi nền đường tính 2 VOEB | đường cấp III,IV | đường các cấp khác — ` 2 cao toc, cap , > v. ^ 2 ~ từ đáy áo đường trở ` £ có sử dụng mặt không sử dụng mặt k I va cap II ã k ` ri xuông / đường câp cao A{ |_ đường câầp cao AI - 30 cm trên cùng. § 6 5 - Từ 30 cm đến 100 cm đối với đường cao tốc, đường 5 4 3 cấp I, cấp II và đến 80 cm đối với đường các cấp khác.

Mỗi khi đào nền được từ 2 — 3 m nên kiểm tra và chỉnh sửa mặt mái taluy cho đúng vị trí và độ dốc (đặc biệt đối voi ta luy nền đường. đào sâu), Phải loại trừ i ngay các khối đá cô lập hoặc rời rạc nằm trên mái taluy.- Đất thừa cần phải đúng nơi quy định; Không được phép đổ đất thừa trọng phạm vi đất canh tác; không được đỗ xuống sông, suối Tàm cản trở dòng chảy gay XÓI x XDD * 15 lở thềm sông hoặc sườn dốc phía đưới nền đường đào hoặc gây ô nhiễm dòng chảy phía hạ lưu; Đỗ đất không được gây tác động xâu đến mức độ ôn định của bản thân nên đường: không được đồ đất thừa trên mái taluy nền đường đắp, trên mái thiên nhiên dưới nên đào nơi có địa chất xấu hoặc có mạch nước ngầm; không được đỗ dồn đồng trên đỉnh taluy nên đào. Các phương án đào nền ¡ đường Khi đào nền đảo, phải dựa vào kích thước nền đường, điều kiện địa chất thủy văn và loại máy móc thi công hiện có để chọn một trong các phương án dưới đây. Phương án đào toàn bộ theo chiều ngang Khi dùng phương án này, tiến hành đào trên toàn bộ chiều rộng và chiều sâu nền đường.

Khi đào có thẻ tiến hành đào từ hai đầu vào giữa hay đào từ đầu này sang đầu kia xem Hình 2. Huéng dao A-A Nén dao Hướng đảo , B-B | je Đường vận chuyển > ;. Bậc thứ I b) BY - Hình 2. Phương pháp đào nên đường theo chiều ngang a) Có một bác thi công; b) Có 2 bậc thi cong ° Có thể dùng máy đào hoặc nhân lực thi công.

Nếu nền đường sâu có thé chia làm nhiều bậc đồng thời tiễn hành thi công, để tăng diện thi công (xem Hình 2. Chiều cao bậc cấp được xác định tuỳ theo năng suất công tác và các yêu cầu an toàn. Nếu đào bằng thủ công thì thường lấy bằng 1,5+ 2,0 m, còn dùng máy đào thì có thé tăng lên đến 3 + 4 m tuỳ theo loại đất và dung tích gầu. Mỗi bậc cấp đều phải có đường vận chuyển đất riêng để tránh cản trở lẫn nhau, làm ảnh hưởng đến năng suất làm việc va mat an toàn lao động.

Phương án đào dọc Phương án này còn được phân thành2 loại đào từng lớp và đào thành luống (xem Hình 2. , Đào từng lớp: tiến hành đào dần từng lớp theo hướng dọc trên toàn bộ bề rộng nên đào và đào sâu dần xuống dưới. Mặt lớp đào nên dốc ra phía ngoài để tiện thoát nước. Khi dùng phương án này, có thể dùng máy ủi thi công nếu cự ly vận chuyển ngắn, hay dùng máy xúc chuyên nếu cự ly vận chuyên đài.

Phương án này không thích hợp với những nơi có địa hình dốc và bề mặt gồ ghề không thuận tiện cho máy làm việc. Đào thành luỗng: trước hết đào một luéng mở đường dọc theo đoạn nên đào, sau đó đào mở rộng ra hai bên, đồng thời lợi dụng luỗống mở đường để thoát nước và vận chuyển đất ra. Trường hợp đoạn nên đào sâu có thê được tiễn hành đảo dần từng tầng. Có thể dùng nhân lực hoặc máy đào đất để thi công, đồng thời lắp đường ray và dùng xe goòng hoặc ô tô để vận chuyển đất.

Phương pháp này thích hợp với các đoạn nên đảo dài có chiều sâu đảo lớn. | / 1 / / \ ⁄/7 2/ Nén` dao` Ww` ty\ \ 7/8/ /9 / \ / / Hinh 2. Phuong phap dao doc a) Đào từng lớp; b) Đào thành luống 2. Phương án đào hỗn hợp Đây là phương án sử dụng hỗn hợp phương pháp đào dọc Luống đào theo hướng dọc thành luống và đào ngang (xem rrr ri ey Ty Ð T Hình 2.

Theo đó, trước tiên a |\ _ đào một luống theo hướng dọc ma \ của nên đảo, rôi theo hướng h ngang đảo sang hai bên một sô hào phụ. Bằng cách này có thể J tập trung nhiêu nhân lực và máy / móc lân lượt theo hướng dọc, —— hướng ngang đồng thời thi Hào đào theo hướng ngang công. Phương án này thích hợp cho các đoạn nên đào sâu kéo Hình 2. Phương án đào hôn hợp dài.

TRƯỜ | NG BAI HOO BIAG THONG SS VAN T. 7 PHAN HIỆU TẠI THÀNH PHỐ Hỗ củ MINH THU VIEN J16219 XD*D17 Khi chọn phương án thi công nền đào, ngoài việc xét tính chất của công trình; loại máy móc thi công, còn phải xét đến mặt cắt địa chất của nền đào. Nếu đất của nền đào dùng để đắp mà có nhiều loại khác nhau, phân bố theo nhiều lớp nằm ngang thì dùng phương pháp đảo từng lớp theo chiều dọc là hợp lý hơn. THI CONG NEN DUONG DAP 2.

Nội dung công tác thi công nền đường dap 2. Chọn vật liệu đắp Không được sử dụng trực tiếp các loại đất dưới đây để đắp bat cứ bộ phận nào của nền đường: - Đất bùn, đất tham bùn (nhóm A-8 theo AASHTO M145); - Đất mùn lẫn hữu cơ thành phân hữu cơ quá 10%, đất có lẫn cỏ và rễ cây, lẫn rác thải sinh hoạt; - Đất lẫn thành phần muối dễ hòa tan quá 5%; - Đất sét có độ trương nở cao quá 3%; - Đất sét nhóm A-7-6 (theo AASHTO M145) có chỉ số nhóm từ 20 trở lên. Khi không có các loại đất khác, phải có biện pháp cải tạo các loại đất nói trên đề dùng làm vật liệu đắp nền đường như: loại bỏ các thành phần bất lợi, xử lý đất xâu bằng cách trộn thêm vôi, trộn thêm cát hoặc áp dụng các biện pháp tăng thêm độ chặt đầm nén, hạn chế nước thấm nhập.Các biện pháp nói trên phải được đánh giá thông qua thử nghiệm ở trong phòng, ở hiện trường và phải được phê duyệt theo các quy định về quản lý dự án. Không được dùng đất bụi nhóm A-4 và A-5 (theo phân loại ở AASHTO M145) để xây dựng các bộ phận nên đường dưới mức nước ngập hoặc mức nước ngầm và không nên dùng chúng trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường.

Vật liệu đắp nền đường phải có sức chịu tải (CBR) nhỏ nhất quy định tại Bảng 2-2. Quy định về sức chịu tải (CBR) đối với đất dap nên đường Sức chịu tải (CBR) tối thiểu ` | Nan đườn Nền đường cho : Nền đường cho Phạm vi nên đường tính 8 đường câp II, IV: | đường các câp khác a 2 cao tốc, cap , _ A 2 = - từ đáy áo đường trở. có sử dụng mặt không sử dụng mặt k I và cấp IÏ ` é ` ` Ấn. xudng duong cap cao Al | duéng cap cao Al 30 cm trên cùng § 6 5 30 cm dén 80 cm 5 4 - 3 80 cm đến 150 cm 4 3 3 150 em trở xuống ` 3 2 2 Trường hợp sử dung dat dap lẫn đá để đắp nền đường, kích cỡ hạt lớn nhất của các hạt sỏi cuội, đá lẫn trong đất là 100 mm Ahi dap trong:øhậm.

vi khu vực tác dụng của nền đường và là 150 mm |Khi cấp Phạm. dưới khủ:vực: tac dung. Khi dap trong bee - 18 * XDD tiệt phạm vi dưới khu vực tác dụng bằng loại đá có độ cứng vừa và cứng (cường độ chịu nén trên 20 MPa) thì cỡ hạt lớn nhất có thể cho phép bằng 2/3 bề dày lớp đất lẫn đá đầm nén. Nếu là loại đá mềm hoặc có nguồn gốc từ đá phong hóa mạnh (cường độ chịu nén từ 20 MPa trở xuống) thì kích cỡ hạt lớn nhất có thể băng với chiều dày đầm nén nhưng trị số chịu tải CBR vẫn phải đạt yêu cầu của Bảng 2-2.

Xử lý mặt nền tự nhiên trước khi dap than nén dwong Khi mặt nền tự nhiên có độ đốc ngang dưới 20% phải đào bỏ lớp đất hữu cơ rồi lu lớp nền tự nhiên trên cùng đạt độ chặt K=0,9 (với đường cao tốc, đường cấp I và cấp II) hoặc K=0,85 (với đường các cấp khác) trước khi rải vật liệu đắp các lớp thuộc thân nên đường phía trên. Khi mặt nền tự nhiên có độ dốc ngang từ 20% đến 50%, phải kết hợp đánh bậc cấp và đào bỏ lớp hữu cơ trước khi đặp. Chiêu rộng bậc câp nên lớn hon 2,0 m.

Nội dung được bảo vệ bản quyền — Tải xuống đầy đủ