Tài liệu Thi công nền đường

Ch−¬NG h−¬NG 1. 1. CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG 1.1. KHÁI NIỆM, YÊU CẦU ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG VÀ CÔNG TÁC THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG. 1.1.1. Khái niệm Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường, có tác dụng khắc phục địa hình thiên nhiên, nhằm tạo nên một tuyến đường có các tiêu chuấn kỹ thuật phù hợp với một cấp hạng đường nhất định, nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và độ ổn định của áo đường. Nó là nền tảng của áo đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền đường. 1.1.2. Yêu cầu đối với nền đường. + Đảm bảo ổn định toàn khối, + Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định, + Đảm bảo ổn định cường độ trong suốt thời kỳ khai thác. Yêu tố chủ yếu ảnh hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường bao gồm: + Tính chất của đất nền đường. (vật liệu xây dựng nền đường). + Phương pháp thi công đặc biệt là chất lượng đầm lèn. + Biện pháp thoát nước và biện pháp bảo vệ nền đường. Trong từng điều kiện cụ thể, có thể xảy ra các hiện tượng hư hỏng sau đối với nền đường : + Nền đường bị lún: + Nền đường bị trượt: do nền đường đắp trên sườn dốc mà không rẫy cỏ, đánh bậc cấp... + Nền đường bị nứt + Sụt lở mái ta luy: a)Lún b) Trượt trên sườn dốc c) Sụt ta luy 1.1.3. Yêu cầu với công tác thi công nền đường. Trong xây dựng đường, công tác làm nền đường chiếm tỷ lệ khối lượng rất lớn, nhất là đường vùng núi, đòi hỏi nhiều sức lao động máy móc, xe vận chuyển, cho nên nó còn là một trong những khâu mấu chốt ảnh hưởng tới thời hạn hoàn thành công trình. Mặt khác chất lượng của nền đường cũng ảnh hưởng nhiều đến chất lượng chung của công trình nền đường. http://www.ebook.edu.vn Trang 1 Vì vậy trong công tác tổ chức thi công nền đường phải bảo đảm: 1. Chọn phương pháp thi công thích hợp, 2. Chọn máy móc thiết bị thi công hợp lý, 3. Có kế hoạch sử dụng tốt nguồn nhân lực, máy móc, vật liệu và tận dụng triệt để công tác điều phối đất, 4. Các khâu công tác thi công phải được tiến hành theo kế hoạch thi công đã định, 5. Tuân thủ chặt chặt chẽ quy trình, quy phạm kỹ thuật và quy tắc an toàn trong thi công. 1.2. PHÂN LOẠI CÔNG TRÌNH NỀN ĐƯỜNG VÀ PHÂN LOẠI ĐẤT NỀN ĐƯỜNG. 1.2.1. Phân loại công trình nền đường: Đối với công tác thi công nền đường, thường căn cứ vào khối lượng thi công của công trình, chia làm hai loại: + Công trình có tính chất tuyến: khối lượng đào đắp không lớn và phân bố tương đối đều dọc theo tuyến. + Công trình tập trung: là công trình có khối lượng thi công tăng lớn đột biến trên một đoạn đường có chiều dài nhỏ, ví dụ: như tại các vị trí đào sâu, đắp cao. Việc phân loại này giúp ta xác định được tính chất của công trình, từ đó đề ra giải pháp thi công thích hợp. 1.2.2. Phân loại đất xây dựng nền đường: Có nhiều cách phân loại đất nền đường: 1.2.2.1. Phân loại theo mức độ khó dễ khi thi công: - - Đất: được phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường độ của đất tăng dần theo cấp đất). Đất cấp I, II thường không được dùng để đắp nền đường mà chỉ dùng đất cấp III và cấp IV. Đá: được phân thành 4 cấp: CI , CII , CIII , CIV (cường độ của đá giảm dần theo cấp đá). Đá CI : Đá cứng, có cường độ chịu nén >1000 daN/cm2. Đá CII : Đá tương đối cứng, có cường độ chịu nén từ 800-1000 daN/cm2. Đá CIII : Đá trung bình, có cường độ chịu nén từ 600 - 800 daN/cm2. Đá CIV : Đá tương đối mềm, giòn, dễ dập, có cường độ chịu nén < 600 daN/cm2. Trong đó đá CI, CII chỉ có thể thi công bằng phương pháp nổ phá, còn đá CIII và CIV có thể thi công bằng máy. Cách phân loại này dùng làm căn cứ để chọn phương pháp thi công hợp lý từ đó đưa ra được định mức lao động tương ứng và tính toán được giá thành, chi phí xây dựng công trình. (Ví dụ: đất đá khác nhau thì độ dốc ta luy khác nhau → khối lượng khác nhau, đồng thời phương pháp thi công cũng khác nhau → giá thành xây dựng khác nhau). 1.2.2.2. Phân loại theo tính chất xây dựng: http://www.ebook.edu.vn Trang 2 Cách phân loại này cho người thiết kế, thi công biết được tính chất, đặc điểm và điều kiện áp dụng của mỗi loại đất. Theo tính chất xây dựng người ta phân thành: - Đá: các loại đá phún xuất, trầm tích, biến chất ở trạng thái liền khối hoặc rạn nứt. Đá dùng để đắp nền đường rất tốt đặc biệt là tính ổn định nước. Tuy nhiên do có giá thành cao nên nó ít được dùng để xây dựng nền đường mà chủ yếu dùng trong xây dựng mặt đường. - Đất: là vật liệu chính để xây dựng nền đường; đất có thể chia làm hai loại chính: + Đất rời: ở trạng thái khô thì rời rạc, chứa không quá 50% các hạt >2mm, chỉ số dẻo Ip < 1; gồm các loại như: cát sỏi, cát hạt lớn, cát hạt vừa, cát hạt nhỏ và cát bột. + Đất dính: nhỏ hạt ở trạng thái khô thì dính kết, chỉ số dẻo Ip > 1, gồm các loại như: đất á cát, á sét, sét. Có rất nhiều loại đất khác nhau, tuy nhiên trong xây dựng nền đường thì vấn đề quan trọng nhất là phải chọn được loại đất phù hợp với từng công trình nền đường, đặc biệt là phù hợp với chế độ thuỷ nhiệt của nền đường. * Đất cát: Là loại vật liệu rất kém dính (c=0), trong đó không hoặc chứa rất ít hàm lượng đất sét. Do vậy đất cát là loại vật liệu có thể dùng cho mọi loại nền đường đặc biệt các đoạn chịu ảnh hưởng nhiều của nước. * Đất sét: Trong đất chứa nhiều thành phần hạt sét, có lực dính C lớn. Khi đầm chặt cho cường độ khá cao. Tuy nhiên do có nhiều hạt sét nên đất sét là vật liệu kém ổn định với nước, khi bị ngâm nước hoặc bị ẩm, cường độ của nó giảm đi rất nhiều. Do đó, đất sét thường chỉ dùng ở những nơi không hoặc ít chịu ảnh hưởng của nước. * Đất cấp phối, sỏi đồi: Là loại cấp phối tự nhiên, có nhiều ở vùng trung du, đồi núi thấp. Trong thành phần hạt, sỏi sạn chiếm tỷ lệ tương đối lớn, khi đầm chặt cho cường độ rất cao (E0 ≈ 1800daN/cm2). Tuy nhiên trong thành phần của nó cũng * chứa một hàm lượng sét nhất định nên nó cũng là loại vật liệu kém ổn định với nước. Do vậy, vật liệu này chỉ sử dụng ở những nơi ít chịu ảnh hưởng của nước, hoặc để làm lớp trên cùng của nền đường. Đất á sét, á cát: Là loại đất có tính chất ở mức độ trung bình giữa đất cát và đất sét, do vậy nó cũng được dùng phổ biến trong xây dựng nền đường. τ τ τ σ τ φ τ σ φ τ σ a) Đất sét σ b) Đất cát http://www.ebook.edu.vn σ c) Đất á cát, á sét Trang 3 * Các loại đất sau không dùng để đắp nền đường: Đất chứa nhiều chất hữu cơ, đất than bùn, đất chứa nhiều lượng muối hoà tan, đất có độ ẩm lớn. 1.3. TRÌNH TỰ VÀ NỘI DUNG THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG. Khi tổ chức thi công nền đường phải căn cứ vào điều kiện thiên nhiên, tình hình máy móc, thiết bị, nhân lực để phối hợp thực hiện theo một trình tự thích hợp. 1.3.1. Công tác chuẩn bị trước khi thi công. 1.31.1. Công tác chuẩn bị về mặt kỹ thuật: - Nghiên cứu hồ sơ, Khôi phục và cắm lại tuyến đường trên thực địa, Lên ga, phóng dạng nền đường, Xác định phạm vi thi công, Làm các công trình thoát nước, Làm đường tạm đưa các máy móc vào công trường. 1.3.1.2. Công tác chuẩn bị về mặt tổ chức: - Tổ chức bộ phận quản lý chỉ đạo thi công, Chuyển quân, xây dựng lán trại, Điều tra phong tục tập quán địa phương, điều tra tình hình khí hậu thủy văn tại tuyến đường v.v... 1.3.2. Công tác chính. + + + + Xới đất Đào vận chuyển đất. Đắp đất, đầm chặt đất. Công tác hoàn thiện: san phầng bề mặt, tu sửa mái dốc ta luy, trồng cỏ. 1.4. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG. Khi chọn các phương pháp thi công nên đường phải căn cứ vào loại tính chất công trình, thời hạn thi công, điều kiện nhân vật lực, thiết bị hiện có. Sau đây là các phương pháp thi công nền đường chủ yếu. 1.4.1. Thi công bằng thủ công. - Dùng dụng cụ thô sơ và các công cụ cải tiến, dựa vào sức người là chính để tiến hành thi công. Có chất lượng và năng suất thấp. Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng công tác nhỏ, cự ly vận chuyển ngắn trong điều kiện không sử dụng được máy móc (diện thi công quá hẹp, không đủ diện tích cho máy hoạt động). 1.4.2. Thi công bằng máy. http://www.ebook.edu.vn Trang 4 - Sử dụng các loại máy làm đất bao gồm: máy xới, máy ủi, máy đào, máy xúc chuyển, máy lu v.v... để tiến hành thi công. Phương pháp này cho năng suất cao, chất lượng tốt, là cơ sở để hạ giá thành xây dựng. Phương pháp thi công này thích hợp với công trình có khối lượng đào đắp lớn, yêu cầu thi công nhanh, đòi hỏi chất lượng cao. 1.4.3. Thi công bằng nổ phá. - - Sử dụng năng lượng lớn sinh ra từ phản ứng nổ của thuốc nổ để đào đắp đất đá xây dựng nền đường, bên cạnh đó dùng các thiết bị phụ trợ cần thiết: như thiết bị khoan lỗ mìn, đào buồng mìn, kíp nổ, mồi nổ... Thi công bằng thuốc nổ có thể đảm bảo nhanh chóng, không đòi hỏi nhiều nhân lực, máy móc nhưng yêu cầu phải tuyệt đối an toàn. Phương pháp này thường dùng ở những nơi đào nền đường qua vùng đá cứng hoặc các trường hợp phức tạp mà các phương pháp khác không thi công được. 1.4.4. Thi công bằng sức nước - Thi công bằng sức nước là lợi dụng sức nước xói vào đất làm cho đất tở ra, hòa vào với nước, đất lơ lửng ở trong nước rồi được dẫn tới nơi đắp. - Như vậy, các khâu công tác đào và vận chuyển đất đều nhờ sức nước. Nhận xét: Các phương pháp thi công chủ yếu trên có thể được áp dụng đồng thời trên các đoạn khác nhau, hay phối hợp áp dụng trên cùng một đoạn tuỳ theo điều kiện địa hình địa chất, thủy văn, điều kiện máy móc, thiết bị, nhân lực, điều kiện vật liệu mà áp dụng các phương pháp trên với mức độ cơ giới hoá khác nhau. Hiện nay ở nước ta chủ yếu kết hợp giữa thi công bằng máy và thủ công, trong những trường hợp gặp đất đá cứng thì kết hợp với phương pháp thi công bằng thuốc nổ. http://www.ebook.edu.vn Trang 5 CH−¬ng 2. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG 2.1. CÔNG TÁC KHÔI PHỤC CỌC. Nhận xét: Giữa thiết kế và thi công thường cách nhau một khoảng thời gian nhất định có thể dài hay ngắn; trong quá trình đó các cọc định vị trí tuyến đường khi khảo sát có thể bị hỏng hoặc mất do nhiều nguyên nhân. Do đó cần phải bổ sung và chi tiết hoá các cọc để làm cho việc thi công được dễ dàng, định được phạm vi thi công và xác định khối lượng thi công được chính xác. Nội dung công tác khôi phục cọc và định phạm vi thi công gồm: - Khôi phục cọc đỉnh: Cọc đỉnh được cố định bằng cọc bê tông đúc sẵn hoặc đổ tại chỗ. Khi khôi phục cọc đỉnh xong phải tiến hành giấu cọc đỉnh ra khỏi phạm vi thi công. Để giấu cọc có thể dùng các biện pháp sau: + Giao hội góc. + Giao hội cạnh. + Giao hội góc cạnh. + Cạnh song song (thường dùng những nơi tuyến đi song song với vách đá cao). - Khôi phục tại thực địa những cọc chủ yếu xác định vị trí tuyến đường thiết kế: + Điểm đầu, điểm cuối. + Cọc lý trình (cọc H, cọc kilomét). + Cọc chủ yếu xác định đường cong (NĐ, NC, TĐ, TC, P). + Cọc xác định vị trí các công trình (Cầu, cống, kè, tường chắn…) - Khôi phục cọc chi tiết và đóng thêm cọc phụ: + Trên đường thẳng: khôi phục như thiết kế. + Trên đường cong: khoảng cách giữa các điểm chi tiết tuỳ thuộc vào bán kính đường cong: R < 100m : khoảng cách cọc 5m R = 100 - 500m : khoảng cách cọc 10m R > 500m : khoảng cách cọc 20m + Có thể đóng thêm cọc phụ ở những đoạn cá biệt để tính khối lượng được chính xác hơn (Thiết kế kỹ thuật: 20-30m/cọc, khi cần chi tiết có thể 5-10m/cọc): * Các đoạn có thiết kế công trình tường chắn, kè... * Các đoạn có nghi ngờ về khối lượng. * Các đoạn bị thay đổi địa hình. - Kiểm tra cao độ mốc và có thể thêm các mốc cao độ mới để thuận tiện trong quá trình thi công (các mốc gần công trình cầu cống để tiện kiểm tra cao độ khi thi công). Thông thường khoảng cách giữa các mốc đo cao như sau: + 3km : vùng đồng bằng, http://www.ebook.edu.vn Trang 6 + 2km : vùng đồi, + 1km : vùng núi. + Ngoài ra còn phải đặt mốc đo cao ở các vị trí công trình: cầu, cống, kè, ở các chỗ đường giao nhau khác mức v.v... Tuỳ thuộc tầm quan trọng của công trình mà cao độ có thể được xác định theo mốc cao độ quốc gia hay mốc cao độ giả định. - Kiểm tra độ cao thiên nhiên ở tất cả các cọc chi tiết trên tuyến. 2.2. CÔNG TÁC LÊN KHUÔN ĐƯỜNG (LÊN GA) VÀ ĐỊNH PHẠM VI THI CÔNG - Mục đích: Công tác lên khuôn đường (còn gọi là công tác lên ga) nhằm cố định những vị trí chủ yếu của mặt cắt ngang nền đường trên thực địa để đảm bảo thi công nền đường đúng với thiết kế. Tài liệu dùng để lên khuôn đường là: bản vẽ mặt cắt dọc, bình đồ và mặt cắt ngang nền đường. Đối với nền đắp, công tác lên khuôn đường bao gồm việc xác định độ cao đắp đất tại trục đường và mép đường, xác định chân ta luy. Đối với nền đào các cọc lên khuôn đường phải rời ra khỏi phạm vi thi công, trên các cọc này phải ghi lý trình và chiều sâu đào đất: sau đó phải định đươc mép ta luy nền đào. Khi thi công cơ giới, các cọc lên khuôn đường có thể bị mất đi trong quá trình thi công
cần phải dời ra khỏi phạm vi thi công. Xác định phạm vi thi công, phạm vi giải phóng mặt bằng để tiến hành giả phóng mặt bằng. Nhận xét: Công tác GPMB thường rất phức tạp, tốn kém, ảnh hưởng nhiều đến tiến độ thi công công trình. Do đó, ngay từ khâu thiết kế cần lưu ý tới vấn đề này: có các phương án chỉnh tuyến cho hợp lý và trong quá trình thực hiện thì phải kết hợp nhiều cơ quan tổ chức. 2.3. CÔNG TÁC DỌN DẸP TRƯỚC KHI THI CÔNG Để đảm bảo nền đường ổn định và có đủ cường độ cần thiết thì trước khi thi công nền đường đặc biệt là các đoạn nền đường đắp phải làm công tác dọn dẹp. Công tác này bao gồm: - Bóc đất hữu cơ. - Nạo vét bùn. - Phải chặt các cành cây vươn xoè vào phạm vi thi công tới độ cao 6m, phải đánh gốc cây khi chiều cao nền dắp nhỏ hơn 1,5m hoặc khi chiều cao gốc cây cao hơn mặt đất tự nhiên 15-20cm. Các trường hợp khác phải chặt cây (chỉ để gốc còn lại cao hơn mặt đất 15cm). - Các hòn đá to cản trở việc thi công nền đào hoắc nằm ở các đoạn nền đắp có chiều cao nhỏ hơn 1,5m, đều phải dọn đi. Thường những hòn đá có thể tích trên 1,5m3 thì phải http://www.ebook.edu.vn Trang 7 CÇn xö lý H (1.5m) dùng mìn để phá nổ, còn những hòn đá nhỏ hơn có thể dùng máy để đưa ra khỏi phạm vi thi công. - Các hòn đá tảng nằm trong phạm vi hoạt động của nền đường cần phá bỏ để đảm bảo nền đồng nhất, tránh lún không đều. Vïng ho¹t ®éng cña nÒn ®−êng Kh«ng cÇn xö lý - Trong phạm vi thi công nếu có các đống rác, đầm lầy, đất yếu, đất muối, hay hốc giếng, ao hồ... đều cần phải xử lý thoả đáng trước khi thi công. Tất cả mọi chướng ngại vật trong phạm vi thi công phải phá dỡ và dọn sạch. + Trong phần nền đắp, các hố đào bỏ cây cối hoặc các chướng ngại vật đều phải được lấp và đầm chặt bằng các vật liệu thích hợp như vật liệu đắp nền đường thông thường. + Việc đổ bỏ, huỷ bỏ các chất thải do dọn dẹp mặt bằng phải tuân thủ pháp luật và các quy định của địa phương. Nếu đốt (cây, cỏ) phải được phép và phải có người trông coi để không ảnh hưởng đến dân cư và công trình lân cận. + Chất thải có thể được chôn lấp với lớp phủ dầy ít nhất 30cm và phải bảo đảm mỹ quan. + Vị trí đổ chất thải nếu nằm ngoài phạm vi chỉ giới giải phóng mặt bằng thì phải có sự cho phép của địa phương (qua thương lượng). + Vật liệu tận dụng lại phải được chất đống với mái dốc 1:2 và phải bố trí ở những nơi không ảnh hưởng đến việc thoát nước; phải che phủ bề mặt đống vật liệu. 2.4. BẢO ĐẢM THOÁT NƯỚC TRONG THI CÔNG Trong suốt quá trình thi công phải chú ý và đảm bảo thoát nước để tránh các hậu quả xấu có thể xẩy ra phải ngừng thi công một thời gian, phải làm thêm một số công tác do mưa gây ra hoặc có khi phải phá công trình để làm lại v.v... Để đảm bảo thoát nước trong thi công, cần chú ý tổ chức thi công đầu tiên các công trình thoát nước có trong thiết kế, đồng thời có thể phải làm thêm một số công trình phụ như mương rãnh tạm chỉ dùng trong thời gian thi công, các công trình phụ này cần được thiết kế trong khi lập thiết kế tổ chức thi công đường. Ngoài ra trong mỗi công trình cụ thể cũng cần phải có những biện pháp kỹ thuật và tổ chức để bảo đảm thoát nước: - Khi thi công nền đắp, phải đảm bảo cho bề mặt của nó có độ dốc ngang. Để đảm bảo an toàn cho máy làm đường và ô tô chạy, trị số độ dốc ngang không quá 10%. http://www.ebook.edu.vn Trang 8 - Khi thi công nền đường đào hoặc rãnh thoát nước phải thi công từ thấp lên cao. 2.5. CHUẨN BỊ XE MÁY THI CÔNG. - - Trong quá trình chuẩn bị, nhà thầu phải chuẩn bị và vận chuyển đến công trường các máy móc thiết bị đáp ứng được các yêu cầu thi công theo đúng các quy định trong hợp đồng thầu, phải đào tạo công nhân sử dụng các máy móc thiết bị đó và tổ chức bảo dưỡng sửa chữa chúng trong quá trình thi công. Trong quá trình chuẩn bị, nhà thầu phải bố trí một xưởng sửa chữa cơ khí để tiến hành công tác sửa chữa và bảo dưỡng máy trong khi thi công. Phải thực hiện tốt phương châm “phân công cố định người sử dụng máy, định rõ trách nhiệm, vị trí công tác”. http://www.ebook.edu.vn Trang 9 Ch−¬ng 3. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Khi thi công nền đường đào và nền đường đắp, có thể có nhiều phương án thi công khác nhau. Chọn phương án thi công nào, phải xuất phát từ tình hình cụ thể và phải thỏa mãn được yêu cầu sau: Máy móc và nhân lực phải được sử dụng thuận lợi nhất, phát huy được tối đa công suất của máy, phải có đủ diện thi công, đảm bảo máy móc và nhân lực làm việc được bình thường và an toàn. 3.1. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO 3.1.1. Phương án đào toàn bộ theo chiều ngang. - Trên toàn bộ chiều dài đoạn nền đường đào, tiến hành chia thành nhiều đoạn nhỏ, trên mỗi đoạn nhỏ tiến hành đào trên toàn bộ mặt cắt ngang nền đường (chiều rộng và chiều sâu) hạ xuống cao độ thiết kế, có thể đào từ một đầu hoặc từ cả hai đầu đoạn nền đào, tiến dần vào dọc theo tim đường. (hình 3-l). H−íng ®µo NÒn ®¾p 1: m NÒn ®µo A-A 1: m A a) A B b) BËc thø 1 B-B H−íng ®µo §−êng vËn chuyÓn ®Êt BËc thø 1 NÒn ®µo BËc thø 2 BËc thø 2 Phần đào sau cùng NÒn ®¾p B a) Đào trên toàn mặt cắt b) Đào theo bậc Hình 3.1. Đào toàn bộ theo chiều ngang. - Có thể dùng các giải pháp thi công sau: + Sử dụng máy xúc (máy đào), là loại máy thích hợp nhất để thi công. Tuy nhiên, để nâng cao năng suất của máy thì chiều cao mỗi bậc phải đảm bảo máy xúc đầy gầu (3- 4m, tuỳ theo loại đất và dung tích gầu). + Thi công bằng thủ công: Biện pháp này chỉ dùng khi nền đào có khối lượng nhỏ hoặc không thể thi công bằng máy. Chiều cao đào của mỗi bậc độ l,5 đến 2,0m để đảm bảo an toàn lao động và thi công thuận lợi http://www.ebook.edu.vn Trang 10 - Nếu nền đường sâu, có thể chia làm nhiều bậc để đồng thời tiến hành thi công, để tăng diện thi công nhưng phải đảm bảo mỗi bậc có đường vận chuyển đất và hệ thống thoát nước riêng tránh tình trạng nước ở bậc trên chảy xuống bậc dưới, ảnh hưởng tới công tác thi công ở bậc dưới. - Phương án này thích hợp với những đoạn nền đào sâu và ngắn. 3.1.2. Phương án đào từng lớp theo chiều dọc. - Tức là đào từng lớp theo chiều dọc trên toàn bộ chiều rộng của mặt cắt ngang nền đường (hình 3-2) và đào sâu dần xuống dưới. NÒn ®µo 1 3 5 2 4 6 7 NÒn ®¾p NÒn ®¾p Hình 3.2. Đào từng lớp theo chiều dọc - Có thể dùng các loại máy sau để thi công: + Nếu cự ly vận chuyển ngắn (<100m) thì có thể dùng máy ủi. + Nếu cự ly vận chuyển dài (1001000m thì có thể dùng máy xúc kết hợp ô tô vận chuyển hoặc máy ủi để đào kết hợp máy xúc và ô tô vận chuyển. - Để đảm bảo thoát nước tốt, bề mặt đào phải luôn luôn dốc ra phía ngoài. - Phương án này thích hợp khi địa chất của nền đào gồm nhiều tầng lớp vật liệu khác nhau mà có thể tận dụng vật liệu đào để đắp nền tuy nhiên, phương án này không thích hợp với nơi địa hình dốc và bề mặt gồ ghề không thuận tiện cho máy làm việc. 3.1.3. Phương án đào hào dọc. - Khi dùng phương án này, thì đào một hào dọc hẹp trước rồi lợi dụng hào dọc đó mở rộng sang hai bên hình (3-3), như vậy có thể tăng diện thi công, có thể lợi dụng hào dọc đó để làm đường vận chuyển và thoát nước ra ngoài. - Để đào hào dọc có thể dùng một trong hai phương trên. - Sau khi đào hào dọc xong, có thể dùng máy xúc hay nhân lực để thi công nền đường theo phương án này. 3 2 9 1 8 4 7 6 5 10 11 Hình 3.3. Đào hào dọc - Có thể lắp đường ray, dùng xe goòng để vận chuyển đất. - Phương án này thích hợp với các đoạn nền đào vừa dài vừa sâu. 3.1.4. Phương án đào hỗn hợp. http://www.ebook.edu.vn Trang 11 Có thể phối hợp phương án l và 3, tức là đào một hào dọc trước rồi đào thêm các hào ngang để tăng diện tích thi công (hình 3-4). Mỗi một mặt đào có thể bố trí một tổ hay một máy làm việc. Hµo ®µo däc Hµo ®µo ngang Hình 3.4 Đào hỗn hợp Nhận xét: Khi chọn phương án thi công, ngoài việc xét tính chất của công trình, loại máy móc và công cụ thi công ra, còn phải xét tới 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 đào từng lớp theo chiều dọc là hợp lý hơn (vì nó thoả mãn các yêu cầu đối với việc đắp nền đắp. Khi đổ đống đất bỏ của nền đào về phía trên sườn dốc thi cần đổ liên tục thành đê ngăn nước, dẫn nước ra ngoài không để chảy vào nền đường. Nếu đổ phía dưới sườn dốc, thì phải đổ gián đoạn để đảm bảo nước có thể thoát ra ngoài một cách thuận lợi . Khi đổ đất ở ven sông suối, không được chắn ngang hay làm hẹp lòng sông suối. Đường đào hoàn thành đến đâu phải làm ngay hê thống cống rãnh thoát nước đến đó, đảm bảo mặt đường luôn luôn khô ráo. 3.2. PHƯƠNG ÁN THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP 3.2.1. Xử lý nền đất thiên nhiên trước khi đắp. Trước khi đắp đất làm nền đường, để bảo đảm nền đường ổn định, chắc chắn không bị lún, trụt, trượt, thì ngoài việc đảm bảo yêu cầu về đắp đất ra, phải xử lý tốt nền đất thiên nhiên. a. Nền thông thường: căn cứ vào độ dốc sườn tự nhiên - Nếu độ dốc sườn tự nhiên is < 20% chỉ cần tiến hành rẫy cỏ, bóc đất hữu cơ ở phạm vi đáy nền tiếp xúc với sườn dốc. Nếu không rẫy hết cỏ thì mùa mưa, nước chảy trên sườn sẽ thấm theo lớp cỏ mục rũa đó, lâu dần làm xói đáy nền, làm giảm sức bám của nền với mặt đất tự nhiên và sẽ làm cho nền bị trượt. - Nếu độ dốc sườn tự nhiên is = 20 - 50% : cần đánh bậc cấp theo quy định sau: + Nếu thi công bằng thủ công thì bề rộng bậc cấp b = 1.0m http://www.ebook.edu.vn Trang 12 + Nếu thi công bằng máy thì chiều rộng bậc cấp phải đảm bảo đủ diện thi công cho máy làm việc, thường b = 2 - 4.0m. + Mỗi cấp cần dốc vào phía trong từ 2% đến 3%. - Nếu độ dốc sườn tự nhiên is > 50% : cần có biện pháp thi công riêng, làm các công trình chống đỡ như : tường chắn, kè chân, kè vai đường... 20% < is < 1:m 1 :m 2 - 3% 50 % b Hình 3.5. Cấu tạo bậc cấp b. Nền có đất yếu: Có thể dùng một số biện pháp sau: - Xây dựng nền đắp theo giai đoạn, - Tăng chiều rộng của nền đường, làm bệ phản áp, - Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu, - Giảm trọng lượng nền đắp, - Phương pháp gia tải tạm thời, - Thay đất hoặc làm tầng đệm cát, - Đắp đất trên bè, - Sử dụng đường thấm thẳng đứng (cọc cát, giếng cát, bấc thấm), - Cột ba lát, cọc bê tông cốt thép… c. Các trường hợp địa chất đặc biệt khác như: Karst, hang động ngầm phải có giải pháp xử lý phù hợp. 3.2.2. Chọn vật liệu đắp. Vật liệu đắp: Để đảm bảo nền đường ổn định, không phát sinh hiện tương lún, biến dạng, trượt v.v... thì cần chọn loại đất đắp thích hợp vì vậy, phải xét tính chất cơ lý của đất. Dùng đất thoát nước tốt để đắp nền đường là tốt nhất, do ma sát trong lớn, tính co rút nhỏ, ít chịu ảnh hưởng của nước. Đất dính thoát nước khó, kém ổn định đối với nước nhưng khi đảm bảo đầm chặt, thì cũng đạt được độ ổn định tốt, do đó nó thường được dùng ở những nơi nền đường khô ráo, không bị ngập, chân đường thoát nước nhanh, hoặc dùng đắp bao nền cát… Những loại đất sau đây không thể dùng để đắp nền đường: đất dính có độ ẩm lớn, đất có lẫn nhiều chất hữu cơ, đất có chứa muối hòa tan và thạch cao (tỷ lệ muối và thạch cao trên 5%), đất cát bột, đất bùn. 3.2.3. Nguyên tắc đắp nền đường bằng đất. a. Nguyên tắc đắp đất nền đường mới: http://www.ebook.edu.vn Trang 13 - Đất khác nhau phải đắp thành từng lớp nằm ngang khác nhau, không đắp lẫn lộn (Tránh hiện tượng lún không đều làm hư hỏng mặt đường). Nếu đất thoát nước tốt (đất cát, á cát) đắp trên đất thoát nước khó (sét, á sét) thì bề mặt lớp thoát nước khó phải dốc nghiêng sang hai bên với độ dốc không nhỏ hơn 4% để đảm bảo nước trong lớp đất trên thoát ra ngoài dễ dàng. §Êt tho¸t n−íc tèt 4% §Êt khã tho¸t n−íc 4% §Êt khã tho¸t n−íc - §Êt tho¸t n−íc tèt Nếu đất thoát nước tốt đắp dưới lớp thoát nước khó, thì bề mặt lớp dưới có thể bằng phẳng. § Êt khã tho¸t n−íc § Êt khã tho¸t n−íc § Êt tho¸t n−íc tèt § ¾p ®óng § Êt tho¸t n−íc tèt § ¾p sai - Không nên dùng đất thoát nước khó (đất sét) bao quanh, bít kín loại đất thoát nước tốt (đất cát, á cát). - Khi dùng đất khác nhau đắp trên những đoạn khác nhau, thì những chỗ nối phải đắp thành mặt nghiêng (dạng hình nêm) để chuyển tiếp dần từ lớp này sang lớp kia và dễ đầm chặt, tránh hiện tượng lún không đều . §Êt khã tho¸t n−íc §Êt tho¸t n−íc tèt b. Nguyên tắc đắp đất nền đường nâng cấp mở rộng: + Đất dùng để mở rộng tốt nhất là cùng loại với đất nền đường cũ. Trường hợp không có, thì dùng đất thoát nước tốt. + Trước khi mở rộng thì phải rẫy cỏ và đánh cấp. + Khi đắp đất, cần đắp từng lớp và đầm đạt độ chặt cần thiết. + Trong trường hợp thi công bằng máy mà chiều rộng mở thêm không đủ cho máy làm việc thì chuyển sang thi công bằng thủ công hoặc mở rộng thêm nền đường đủ diện cho máy hoạt động , sau đó thì bạt đi. + Tuỳ theo điều kiện cụ thể mà có thể mở rộng 1 bên hoặc 2 bên (mở rộng 2 bên thì mặt đường mới nằm trọn trên nền đường cũ
tăng độ ổn định, bù vênh ít. Nếu phần mở rộng quá hẹp, không đủ diện thi công cho máy thì tiến hành mở rộng 1 bên). Trang 14 http://www.ebook.edu.vn 3.2.4. Các phương pháp đắp nền đường bằng đất. Căn cứ các điều kiện địa hình, điều kiện vận chuyển và chiều cao đắp nền đường mà có thể dùng phương án sau: 3.2.4.1. Phương pháp đắp từng lớp ngang. - Đất được đắp thành từng lớp, rồi tiến hành đầm chặt. Chiều dày mỗi lớp phụ thuộc vào: + Loại đất đắp: tuỳ theo loại đất đắp mà chiều dày của lớp vật liệu có thể khác nhau. Ví dụ: cát thì chiều dày có thể lớn, còn đất sét thì chiều dày mỏng. + Loại lu (áp lực lu, chiều sâu, thời gian tác dụng của lu...) + Độ ẩm của đất: Ví dụ độ ẩm lớn thì chiều dày lớp đất lớn và ngược lại A A -A 3 2 1 3 2 1 A Thường chiều dày mỗi lớp từ 0.1m đến 0.3m. Trước khi đắp lớp bên trên phải được tư vấn giám sát nghiệm thu độ chặt. Đây là phương pháp đắp nền đường tốt nhất, phù hợp với những nguyên tắc đắp đã trình bày ở trên, tạo điều kiện đảm bảo chất lượng thi công. 3.2.4.2. Phương án đắp từng lớp xiên (đắp lấn): - Áp dụng khi đắp nền nền đắp qua khu vực ao hồ, vực sâu, hay địa hình dốc. Đất được đắp thành từng lớp xiên và kéo dài dần ra ngoài. Do chiều dày mỗi lớp là lớn nên để đảm bảo độ chặt thì : + Dùng lu có áp lực và chiều sâu tác dụng lớn. A A -A 3 2 1 A + Dùng đất cát hoặc á cát. 3.2.4.3. Phương án đắp hỗn hợp: A A -A 5 4 5 4 1 2 3 A - Nếu nền đường tương đối cao và địa hình cho phép thì có thể đắp lớp dưới theo phương án 3.2.4.2 còn lớp trên đắp theo phương án 3.2.4.1. 3.2.5. Phương án đắp đất ở cống: http://www.ebook.edu.vn Trang 15 - Yêu cầu : đắp đất để cống không bị dịch chuyển
phải đồng thời đắp đối xứng từng lớp mỏng (15 - 20cm) ở hai bên cống và đồng thời đầm chặt. Đất đắp phía trên cống phải đầm chặt đảm bảo lún đều, tốt nhất là dùng đất cát có hàm lượng sét là 10%. Nếu đắp bằng đá: Để đảm bảo cống chịu lực tác dụng đều thì dùng đá có d<15cm trong phạm vi sau: + Từ đỉnh cống lên phía trên là 1m. 6 5 4 4 3 3 2 2 1 1 >=2d + Từ trục cống ra hai bên một đoạn ít nhất bằng hai lần đường kính cống. 3.2.6. Phương án đắp đất ở đầu cầu: - Đắp từng lớp mỏng, 15 - 20cm và đầm chặt đạt độ chặt yêu cầu để tránh lún và giảm chấn động gây ra khi chạy xe vào cầu. Để đảm bảo nền đường ổn định, việc đắp đất ở sau lưng mố cầu được tiến hành theo sơ đồ sau: Cần đầm chặt và bảo đảm thoát nước tốt: H+2m 8 7 6 5 H 4 3 hi 2 1 2m - Sơ đồ đắp đất ở đầu cầu Việc đắp đất ở góc tư nón, phải tiến hành đồng thời với đắp đất sau mố, cách đắp giống trên, đảm bảo không có hiện tượng trượt ở mái dốc. Đất dùng để đắp tốt nhất là đất á cát hay đất thoát nước tốt. http://www.ebook.edu.vn Trang 16 Ch−¬NG h−¬NG 4. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY 4.1. NGUYÊN TẮC CHỌN VÀ SỬ DỤNG MÁY THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG. Khi thi công nền đường thì phải tiến hành công tác: xới, đào, vận chuyển, san, đầm nén và hoàn thiện nền đường phù hợp với thiết kế, cho nên thường phải dùng nhiều loại máy khác nhau phối hợp với nhau. + Với các công tác chính như: đào, đắp, vận chuyển, đầm lèn… thì cần dùng các loại máy chính. + Với các công tác phụ có khối lượng nhỏ như: máy xới, san, hoàn thiện… thì dùng máy phụ. Từ đó đưa ra các nguyên tắc chọn và sử dụng máy như sau: 1). Khi chọn máy phải chọn máy chính trước, máy phụ sau, trên nguyên tắc máy phụ phải đảm bảo phát huy tối đa năng suất của máy chính. Ví dụ: Thi công nền đào chữ L - Công tác chính: đào đất. → Máy chính: máy xúc, ủi. - Công tác phụ: xới đất, vận chuyển đất, lu lèn → máy phụ: xới, san, lu. 2). Khi chọn máy, phải xét một cách tổng hợp: tính chất công trình, điều kiện thi công khả năng cung cấp máy móc đồng thời phải tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật. Tính chất công trình bao gồm: - Loại nền đường (đào hay đắp), - Chiều cao đào đắp, - Cự ly vận chuyển: L < 100m: máy ủi; L < 500m: xúc chuyển có công suất nhỏ (3-6m3) hoặc L<1000m nếu máy xúc chuyển có dung tích lớn; L>1000m: dùng máy xúc + ôtô vận chuyển, - Khối lương công việc và thời hạn thi công. Điều kiện thi công bao gồm: - Loại đất (mềm hay cứng, lẫn đá hay không...), - Điều kiện địa chất thủy văn, - Điều kiện thoát nước mặt, - Điều kiện vận chuyển (độ dốc mặt đất trạng thái mặt đường, địa hình địa vật...) - Điều kiện khí hậu (mưa, nắng, gió, nhiệt độ, sương mù v.v...), - Điều kiện cung cấp vật liệu cho máy làm việc. Điều kiện thi công có ảnh hưởng rất lớn tới việc chọn máy, nhất là đối với máy chính. Đối với đất sét lẫn đá hay đất tương đối cứng có thế dùng máy đào. Máy xúc chuyển chỉ có thể thi công đất ứng với năng suất cao sau khi đã được xới tơi. Đối với công tác đào đất ngập nước, dùng máy đào gầu dây thì thích hợp hơn các loại máy khác. http://www.ebook.edu.vn Trang 17 Trong cùng một điều kiện thi công và tính chất công trình như nhau, có thể có nhiều phương án chọn máy khác nhau thì phải tiến hành so sánh kinh tế để chọn từng phương án thích hợp nhất. 3). Khi chọn máy, nên giảm số loại máy khác nhau trong cùng một đội máy và nên dùng loại máy làm được nhiều công việc khác nhau. 4). Khi sử dụng máy thì phải tìm mọi biện pháp để máy làm việc với năng suất cao nhất. Năng suất của máy trong một ca có thể xác định theo công thức tổng quát sau: N= TK1Q t T - Thời gian làm việc trong một ca (8 giờ). Kt - Hệ số sử dụng thời gian: xét đến thời gian dừng máy và thời gian máy không được sử dụng hoàn toàn gồm thời gian đi đến địa điểm làm việc, thời gian quay về nơi để máy, thời gian nghỉ của công nhân lái máy, thời gian điều máy trong quá trình làm việc, thời gian cho dầu, nước vào máy. Q - Khối lượng công việc hoàn thành được trong một chu kỳ làm việc (m; m2 hay m3). t - Thời gian của một chu kỳ làm việc để hoàn thành khối lượng công việc Q. ۞ Muốn tăng năng suất có thể có các biện pháp sau: - - - Tăng số ca làm việc trong một ngày để tăng năng suất làm việc trong một ngày (2 hoặc 3 ca). Tăng hệ số sử dụng thời gian Kt; thông thường người ta nên tận dụng tối đa thời gian làm việc của máy thi công để tăng hiệu suất làm việc của máy trong một ca và có thể có các giải pháp sau: + Phải bảo dưỡng sửa chữa và cung cấp vật tư, kỹ thuật tốt, bảo đảm máy móc làm việc ở trạng thái bình thường, tận dụng thời gian làm việc của máy. + Bố trí mặt bằng tập kết máy móc hợp lý, gần công trường thi công nhằm làm giảm thời gian đi và về của máy. Tăng khối lượng công việc hoàn thành được trong một chu kỳ làm việc Q: giá trị này càng lớn thì năng suất máy càng lớn, vì vậy cần căn cứ vào khối lượng thi công thực tế để lực chọn máy có năng suất phù hợp đồng thời với mỗi loại máy, có thể lắp thêm các thiết bị phụ trợ để làm giảm rơi vãi trong quá trình làm việc... Rút ngắn thời gian của một chu kỳ làm việc để hoàn thành khối lượng công việc Q. Muốn tăng năng suất thì phải cố gắng làm giảm thời gian làm việc của một chu kỳ bằng cách: + Công nhân lái máy cần được huấn luyện thành thạo, có kỹ thuật cao, + Nâng cao tinh thần trách nhiệm của người lái máy, + Xác định phương pháp thi công hợp lý, + Chọn sơ đồ làm việc của máy hợp lý, Trang 18 http://www.ebook.edu.vn 4.2. SỬ DỤNG MÁY XỚI TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG. - - Năng suất của các loại máy làm đất như máy ủi, máy xúc chuyển, máy san phụ thuộc rất nhiều vào loại đất, trạng thái và tính chất của nó. Đối với đất cứng, đất lẫn sỏi, lẫn rễ cây, máy làm đất đào khó khăn, có khi không đào được, năng suất rất thấp, cho nên để nâng cao năng suất của máy, cần phải xới tơi đất trước khi máy bắt đầu làm việc, Tùy từng loại máy mà có yêu cầu mức độ xới khác nhau. Đối với máy san yêu cầu xới lên toàn bộ, đối với máy ủi thì yêu cầu thấp hơn, có khi không cần xới cũng được. Hình 4-1. Máy ủi có bộ phận răng xới Chiều sâu xới thường từ 0,15m - 0,50m; có thể xác định bằng phương pháp thí nghiệm, cũng có thể tính theo công thức sau: h= - F − f .g bK (m) h - Chiều sâu xới đất, (m), F - Sức kéo của, máy kéo, (kG); f - Hệ số ma sát của sắt đối với đất, (kG/t); g - Trọng lượng máy xới, (t); b - Chiều rộng xới đất, (m); K - hệ số lực cản của đất (kG/m2), đối với đất sét cứng K = 8.000 kG/m2. Máy xới thường được đùng đối với các loại đất cấp III và IV trở lên. Khi tiến hành xới đất, tùy theo yêu cầu và phạm vi xới đất mà có những phương án thi công khác nhau. Năng suất của máy xới có thể tính theo công thức sau: N= T.H.B.L.K t β  1  + t .n   1000 v  (m 3 /ca) T - Số giờ làm việc trong một ca; L - Chiều dài đoạn xới (m); H - Chiều sâu xới đất (m); http://www.ebook.edu.vn Trang 19 B - Chiều rộng xới của một lần chạy (m); Kt - Hệ số sử dụng thời gian; β - Hệ số giảm của năng suất đo phải cạo đất bánh ở răng máy xới; v - Tốc độ chạy của máy (km/h); t - Thời gian của một lần quay đầu; n - Số lần xới cần thiết. 4.3. THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI. Máy ủi hay còn gọi là máy gạt, máy húc, là loại máy có năng suất cao, thi công được trong địa hình khó khăn, phức tạp do đó được dùng phổ biến trong các công trường làm đường. Máy ủi thuộc loại máy chủ đạo trong công tác đào và vận chuyển đất. 4.3.1 Phân loại máy ủi. Máy ủi thực chất là máy kéo được lắp lưỡi ủi ở phía trước. Phân loại máy ủi thường dựa vào cấu tạo của máy. Dựa vào kích thước của lưỡi ủi, chia làm 3 loại: + Máy ủi loại nhỏ (nhẹ) có chiều dài lưỡi ủi 1,7m - 2,0m; công suất động cơ 35 75ml; lực kéo từ 2,5 - 13,5 tấn. + Máy ủi loại vừa có chiều dài lưỡi ủi 2,0 - 3,2m; công suất 75 - 150ml; lực kéo từ 13,5 - 20 tấn. + Máy ủi loại lớn (nặng) có chiều dài lưỡi ủi 3,2 - 4,5m; công suất > 300ml; lực kéo 30 tấn. Dựa vào phương thức cố định của lưỡi ủi trên máy kéo, chia làm hai loại: + Máy ủi thường: lưỡi ủi chỉ có thể di chuyển theo phương vuông góc với trục dọc của máy. + Máy ủi vạn năng: lưỡi ủi có thể đặt chéo hay nghiêng, do đó máy có thể vừa ủi, vừa chuyển đất sang một bên, thường được đùng nhiều trong thi công nền đường đào hình chữ L, đào rãnh... Dựa vào cấu tạo của bộ phận di động, chia thành: + Máy ủi bánh xích: có khả năng làm việc trên các địa hình khó khăn do có sức bám tốt nhưng tính cơ động không cao. + Máy ủi bánh lốp: có ưu điểm là cơ động, tiêu hao ít năng lượng hơn. Dựa vào hệ thống điều khiển nâng hạ lưỡi ủi, chia làm hai loại: loại điều khiển bằng dây cáp và loại điều khiển bằng thủy lực. Tuỳ thuộc vào điều kiện cụ thể mà chọn loại máy ủi cho phù hợp, nhưng nên ưu tiên chọn máy điều khiển bằng thuỷ lực. http://www.ebook.edu.vn Trang 20