CHƯƠNG I:  KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẤT

Mục tiêu:

Sau khi học xong chương này SV ñược trang bị các kiến thức về Kỹ thuật thi công ñất như:  Kỹ

thuật ñào ñất, Kỹ thuật ñắp ñất. Ngoài ra sinh viên biết tính toán khối lượng công tác ñất một

công trình cụ thể, sinh viên biết các công tác chuẩn bị phục vụ thi công phần ngầm công trình

như công tác ñịnh vị, giác móng công trình; công tác chống vách ñất hố ñào...

ß1. KHÁI NIỆM CHUNG VỀ CÔNG TÁC ĐẤT

1. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

1.1. Các loại công trình bằng ñất  

 1.1.1. Theo mục ñích sử dụng

Theo mục ñích sử dụng, công trình bằng ñất ñược chia thành 2 loại: công trình bằng ñất và công

tác ñất phục vụ các công tác khác.

+ Công trình bằng ñất: Đê, ñập, kênh mương, nền ñường...(thường có khối lượng lớn).

+ Công tác ñất phục vụ các công tác khác: Hố móng, rãnh ñặt ñường ống...

1.1.2. Theo thời gian sử dụng

Theo thời gian sử dụng, công trình bằng ñất ñược chia thành 2 loại: công trình sử dụng lâu dài

và công trình sử dụng ngắn hạn.

+ Công trình sử dụng lâu dài: nền ñường bộ, nền ñường sắt, ñê, ñập, kênh, mương...

+ Công trình sử dụng ngắn hạn: hố móng, rãnh ñặt ñường ống...

1.1.3. Theo hình dạng công trình  

Theo hình dạng, công trình bằng ñất ñược chia thành 2 loại: công trình ñất chạy dài và công

trình ñất tập trung.

+ Loại công trình ñất chạy dài: Các công trình chạy dài như nền ñường, ñê, ñập, kênh, mương...

+ Loại công trình ñất tập trung: Các công trình ñất dạng tập trung như hố móng trụ, hố móng bè,

san mặt bằng...

1.2. Các loại công tác ñất  

Trong thi công ñất có các loại công tác ñất như sau:

1.2.1. Đào  

+ Đào là hạ cao trình mặt ñất tự nhiên xuống ñến cao trình thiết kế.  

+ Để thi công ñào ñất ta có thể dùng biện pháp ñào ñất bằng thủ công, ñào bằng máy hay kết

hợp cả hai...  

+ Thể tích ñất ñào thường ñược qui ước dấu dương (V+)

1.2.2. Đắp  

 + Đắp là nâng cao trình mặt ñất tự nhiên ñến cao trình thiết kế. Ví dụ ñắp ñất bờ ñê, ñắp nền

ñường...

+ Tương tự như ñào, ñắp ta cũng có thể áp dụng biện pháp ñắp bằng thủ công hay ñắp bằng cơ

giới. Có thể dùng máy ñào ñể ñào ñất và ñổ trực tiếp vào nơi cần ñắp, hay dùng các ôtô vận

chuyển ñất ñến ñổ vào nơi cần ñắp, cũng có thể dùng máy ủi ñể vận chuyển ñất ñể ñắp.

 15

+ Công tác ñắp ñất cần phải ñược thực hiện xen kẽ với công tác ñầm ñất.

+ Thể tích ñất ñắp thường ñược qui ước mang dấu âm (V-)

 1.2.3. San  

+ San là làm phẳng một diện tích mặt ñất, bao gồm cả ñào ñất và  ñắp ñất. Ví dụ san mặt bằng

của một sân vân ñộng hay một khu vui chơi, thể thao...

+ Dựa vào tổng khối lượng ñất ñào và ñất ñắp cần cho quá trình san ta có các dạng san mặt bằng

như sau:

- San mặt bằng theo ñiều kiện cân bằng ñào ñắp. Trường hợp này tổng khối lượng ñất ñào bằng

tổng khối lượng ñất ñắp ΣV+ = ΣV-.  

- San mặt bằng theo cao trình sau khi san (Ho) cho trước. Trường hợp này có thể phải lấy bớt

ñất ñi nơi khác (ΣV+ > ΣV-) hay phải ñổ thêm ñất vào (ΣV+ < ΣV-).

- San mặt bằng sau khi ñổ thêm vào công trình hoặc lấy bớt từ công trình một khối lượng ñất

cho trước.

1.2.4. Bóc  

+ Bóc là lấy một lớp ñất (không sử dụng ) trên mặt ñất tự nhiên như lớp ñất mùn, ñất ô nhiễm...

ñi nơi khác. Bóc là ñào ñất nhưng không theo một ñộ cao nhất ñịnh mà phụ thuộc vào ñộ dày

của lớp ñất lấy ñi.

1.2.5. Lấp  

+ Lấp là làm cho chổ ñất trũng cao bằng khu vực xung quanh. Lấp là ñắp nhưng ñộ dày lớp ñất

ñắp phụ thuộc vào cao trình của mặt ñất tự nhiên của khu vực xung quanh.

 1.2.6. Đầm  

+ Đầm là truyền xuống ñất những tải trọng có chu kỳ nhằm ép ñẩy không khí, nước trong ñất ra

ngoài, làm tăng ñộ chặt, tăng mật ñộ hạt trong 1 ñơn vị thể tích, tạo ra một kết cấu mới cho ñất .

2. NHỮNG TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA ĐẤT VÀ SỰ  ẢNH HƯỞNG CỦA NÓ ĐẾN

KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẤT

2.1. Khái niệm  

Đất là vật thể rất phức tạp về nhiều phương diện, có rất nhiều tính chất (cơ, lý, hóa...) ñã ñược

nói ñến trong Cơ học ñất. Trong giới hạn chương trình ta chỉ ñề cập ñến một số tính chất của ñất

ảnh hưởng nhiều ñến kỹ thuật thi công ñất. Những tính chất này gọi là tính chất kỹ thuật của ñất

như : Trong lượng riêng, Độ ẩm, Độ dốc tự nhiên, Độ tơi xốp, Lưu tốc cho phép...

 2.1.1. Trọng lượng riêng của ñất  

a/ Định nghĩa :

Dung trọng của ñất là trọng lượng của một ñơn vị thể tích ñất, ký hiệu là γ.

b/ Công thức xác ñịnh :

                                               γ = VG  (T/m3)

G: là trọng lượng của mẫu ñất thí nghiệm (T)

V: thể tích của mẫu ñất thí nghiệm (m3)

c/ Tính chất :

Trọng lượng riêng của ñất thể hiện sự ñặc chắc của ñất. Đất có dung trọng càng lớn thì càng khó

thi công, công lao ñộng chi phí ñể thi công càng cao.

2.1.2. Độ ẩm của ñất :

a/ Định nghĩa :

Độ ẩm của ñất là tỷ lệ phần trăm (%) của lượng nước chứa trong ñất, ký hiệu là W

b/ Công thức xác ñịnh :

W =(Gn/Gk)*100%

Gnước : là trọng lượng nước chứa trong mẫu ñất thí nghiệm.

GW : là trọng lượng tự nhiên của mẫu ñất thí nghiệm.

Gkh : là trọng lượng khô của mẫu ñất thí nghiệm.

c/ Tính chất :

Độ ẩm ảnh hưởng ñến công lao ñộng làm ñất rất lớn. Đất ướt quá hay khô quá ñều làm cho thi

công khó khăn . 

Ví dụ : trong thi công ñào ñất móng, nếu ñất khô cứng quá thì ñể ñào ñược ñất cần tác dụng

một lực ñào phải lớn hơn, nếu ñào bằng máy thì hao phí về nhiên liệu, thời gian tăng lên, còn

nếu ñào bằng thủ công thì năng suất ñào giảm. Trường hợp ñất quá ướt, dưới tác dụng của các

tác nhân như lực ñào ñất, người ñi lại ... làm cho ñất rời ra, sự bám dính giữa các hạt không

còn nữa, nhiều loại ñất tạo thành bùn, gây khó khăn rất nhiều trong việc ñào cũng như vận

chuyển ñất, vệ sinh ñáy hố móng...

Đặc biệt ñộ ẩm của ñất ảnh hưởng rất lớn ñến công tác ñầm ñất. Đối với một loại ñất, một loại

ñầm cụ thể, ñể việc ñầm ñất có hiệu quả thì ñất phải có ñộ ẩm thích hợp.

Căn cứ vào ñộ ẩm người ta chia ñất ra ba loại :

  + Đất khô có ñộ ẩm W <5%

  + Đất ẩm có ñộ ẩm 5% ≤ W≥ 30%

    +Đất ướt có ñộ ẩmW >30%

Theo kinh  nghiệm có thể xác ñịnh gần ñúng trạng thái ẩm của ñất bằng cách bốc ñất lên tay

nắm chặt lại rồi buông ra, nếu :

  +Đất rời ra là ñất khô.

   +Đất giữ ñược hình dạng nhưng tay không ướt là ñất ẩm (dẻo).

   +Đất dính bết vào tay hay làm tay ướt là ñất ướt.

2.1.3. Độ dốc tự nhiên của ñất :

a/ Định nghĩa :

Độ dốc tự nhiên của ñất là ñộ dốc của mái ñất ứng với góc lớn nhất của mái dốc mà khi ñào hay

khi ñắp không gây sụt lỡ ñất, ký hiệu là i.

 Ví dụ : Khi ta ñổ một ñống ñất thì ñất sẽ chảy lài và tạo thành một mái dốc so với mặt

ñất nằm ngang. Cũng loại ñất ñó, ta ñổ một ñống ñất cao hơn và thì ta cũng có một mái dốc như

vậy, thì góc dốc này gọi là góc dốc tự nhiên.

 Khi ta ñào một hố ñào mà có mái ñất thẳng ñứng, ñến một ñộ sâu nào ñó các bờ hố sẽ sụt

lỡ, tạo thành những bờ ñất có góc dốc α so với mặt phẳng nằm ngang (α <90o).

 Hình 1-1: Độ dốc tự nhiên của mái ñất

 17

Hình 1-2: a- Mái dốc ñất ñổ ñống; b-Phần ñất gây sụt lở mái ñất thẳng ñứng; c- Tính toán ñộ

dốc

Ví dụ: Khi ta ñổ một ñống ñất thì ñất sẽ chảy dài tạo thành một mái dốc so với mặt ñất nằm

ngang. Cũng loại ñất ñó, ta ñổ một ñống ñất cao hơn thì ta cũng có một mái dốc như vậy, ta gọi

góc dốc này gọi là góc dốc tự nhiên của mái ñất. Khi ta ñào một hố ñào có mái ñất thẳng ñứng,

ñến một ñộ sâu nào ñó các bờ hố sẽ sụt lở, tạo thành những bờ ñất có góc dốc α so với mặt

phẳng nằm ngang (α <90o)

b/ Công thức xác ñịnh : 

i=tgα =H/B

α : góc của mặt trượt

H : chiều cao hố ñào

B : chiều rộng mái dốc

Ngược lại với ñộ dốc, ta có ñộ soải mái dốc :

m = 1/i =B/H

c/ Tính chất :

*Độ dốc tự nhiên của ñất phụ thuộc vào :

+Góc ma sát trong của ñất.

+Độ dính của những hạt ñất.

+Tải trọng tác dụng lên mặt ñất.

Ví dụ : cùng một loại ñất, nếu ñào hai hố móng có ñộ sâu bằng nhau, nhưng hố móng có tải

trọng tác dụng lên mái ñất lớn hơn sẽ có ñộ soải mái dốc lớn hơn m2 > m1       hay   α2 <  α1

+Chiều sâu của hố ñào. Càng ñào sâu càng dễ gây sụt lỡ, vì lớp ñất gia tải ở trên càng lớn. Khi

ñó mái ñất có thể làm nhiều ñộ soải, càng xuống sâu ñộ soải càng lớn.

*Độ dốc tự nhiên của ñất ảnh hưởng rất lớn ñến biện pháp thi công ñào, ñắp ñất. Biết ñược ñộ

dốc tự nhiên của ñất ta mới ñề ra biện pháp thi công phù hợp và có hiệu quả. Ví dụ ta phải biết

ñộ dốc tự nhiên của ñất ñế bố trí các thiết bị thi công như xe tải, cần trục tháp ... ngoài phạm vi

mặt trượt của mái ñất tại các hố móng.

 18

*Khi ñào ñất những hố tạm thời như các hố móng công trình, các rãnh ñường ống... thì ñộ dốc

mái ñất không ñược lớn hơn ñộ dốc lớn nhất cho phép γ của bảng sau:

Độ dốc cho phép Loại ñất

h= 1,5m h= 3m h= 5m

Đất ñắp 1 : 0,6 1 : 1 1 : 1,25

Đắp cát 1 : 0,5 1 : 1 1 : 1

Cát pha 1 : 0,75 1 : 0,67 1 : 0,85

Đất thịt 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,75

Đất sét 1 : 0 1 : 0,25 1 : 0,5

Sét khô 1 : 0 1 : 0,5 1 : 0,5

2.1.4. Độ tơi xốp :

a/ Định nghĩa :

Độ tơi xốp là tính chất của ñất thay ñổi thể tích trước và sau khi ñào, ký hiệu là ρ

b/ Công thức xác ñịnh : 

ρ = ((V-Vo)/Vo)* 100%

VO : thể tích ñất nguyên thổ.

V   : thể tích của ñất sau khi ñào lên.

c/ Tính chất :

Có hai hệ số tơi xốp :

Độ tơi xốp ban ñầu  ρo  : là ñộ tơi xốp của ñất mà  khi ñào lên chưa ñầm nén.

Độ tơi xốp cuối cùng ρ : là ñộ tơi xốp của ñất mà khi ñất ñã ñược ñầm nén.

 Trong ñó:Vcñ, Vñ, Vng.thổ  là thể tích ñất ñào lên chưa ñầm, ñã ñầm, nguyên thổ.

Đất càng rắn chắc thì ñộ tơi xốp càng lớn do ñó thi công càng khó khăn, dẫn ñến giá thành thi

công tăng.

Đất xốp rỗng ñộ tơi xốp nhỏ, có trường hợp ñộ tơi xốp có giá trị âm.

Ví dụ : ñất chứa quá nhiều nước hay khí ( ñất quá rỗng, xốp) khi ñào lên nước, khí thoát hết ra

ngoài, các hạt ñất dịch chuyển lại gần nhau hơn(ñộ rỗng giảm xuống) nên thể tích giảm tức

V<VO => V - VO < 0 => ρ < 0.

2.1.5. Lưu tốc cho phép :

  * Định nghĩa: Lưu tốc cho phép là tốc ñộ tối ña của dòng chảy mà không gây xói lở 

ñất.

  * Tính chất  

+ Đất có lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói mòn càng cao.

+ Đối với các công trình bằng ñất tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy như ñập, kênh, mương... ta

cần phải quan tâm ñến tính chất này khi chọn ñất ñể thi công. Đối với nền công trình cần quan

tâm ñến tính chất này ñể có các biện pháp phòng chống sự cuốn trôi của ñất khi có dòng chảy

chảy qua.

 19

+ Muốn chống xói lở thì lưu tốc dòng chảy không ñược lớn hơn một giá trị mà tại ñó các hạt ñất

bắt ñầu bị cuốn theo dòng chảy. Mỗi một loại ñất khác nhau sẽ có một lưu tốc cho phép khác

nhau, sau ñây là lưu tốc cho phép của một số loại ñất:

- Đất cát có ñộ lưu tốc cho phép vcp = 0,45 - 0,8 (m/s).

- Đất thịt chắc có ñộ lưu tốc cho phép vcp = 0,8 - 1,8 (m/s).

- Đất ñá có ñộ lưu tốc cho phép vcp = 2,0 - 3,5 (m/s).

+ Khi thi công các công trình gặp dòng chảy có lưu tốc lớn hơn lưu tốc cho phép ta phải tìm

cách giảm lưu tốc dòng chảy ñể bảo vệ công trình hoặc không cho dòng chảy tác dụng trực tiếp

lên công trình (bằng cách chia nhỏ dòng chảy, giảm ñộ dốc của mặt ñất, ñắp bờ ñê, chuyển

hướng dòng chảy... ).

3. PHÂN CẤP ĐẤT

3.1. Cấp ñất  

+ Cấp ñất là mức phân loại dựa trên mức ñộ khó hay dễ khi thi công hay là mức

ñộ hao phí công lao ñộng (thủ công hay cơ giới) nhiều hay ít. Cấp ñất càng cao càng

khó thi công hay hao phí công lao ñộng càng nhiều.

+ Trong thi công việc xác ñịnh cấp ñất là rất quan trọng. Mỗi một loại cấp ñất

ứng với một loại dụng cụ hay máy thi công, do ñó việc xác ñịnh cấp ảnh hưởng trực

tiếp ñến năng suất thi công và hiệu quả kinh tế của công trình.

3.2. Phân loại cấp ñất :

a/ Phân loại cấp ñất theo phương pháp thi công thủ công :

Dựa vào dụng cụ thi công ñất ta phân ra bốn cấp sau :

Cấp ñất Tên ñất Công cụ tiêu chuẩn ñể xác ñịnh

I

Đất phù sa, cát bồi, ñất hoàng thổ, ñất sụt

lở...

Đất á sét, á cát, ñất nguyên thổ có lẫn rễ

cây...

Đất cát, ñất mùn có lẫn sỏi ñá...

Dùng xẻng cải tiến ñạp bình thường

ñã ngập xẻng, hoặc ấn mạnh tay

xúc ñược.

II

Đất sét, ñất sét pha cát ngậm nước nhưng

chưa thành bùn, ñất mầu mền, ñất mặt

sườn ñồi có nhiều cỏ cây sim...

Đất mặt sườn ñồi có ít sỏi, ñất sét pha sỏi

non...

Dùng mai xắn ñược hoặc dùng

cuốc bàn cuốc ñược.

III

Đất sét, ñất nâu cuốc ra ñược nhiều cục

nhỏ, ñất mặt ñê, mặt ñường cũ, ñất mặt

sườn ñồi có lẫn sỏi ñá...

Đất ñồi lẫn từng lớp sỏi ñá, ñất mặt

ñường, ñá dăm hoặc ñường ñất rãi mãnh

sành, gạch vụn...

Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, dùng

cuốc chim to lưỡi hoặc nhỏ lưỡi

nặng ñến 2,5kg ñể ñào.

IV

Đất lẫn ñá tảng, ñất mặt ñường nhựa

hỏng, ñất lẫn ñá bọt...

Đất sỏi ñỏ rắn chắc...

Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng

>2,5kg hoặc xà beng, choòng mới

ñào ñược

b/ Phân loại cấp ñất theo phương pháp thi công cơ giới :

Dựa vào sức tiêu hao năng lực của máy hoặc theo năng suất của máy ñào gàu ñơn, ta chia thành

bốn cấp sau :

Cấp ñất Tên ñất

I

Đất bùn không lẫn rễ cây, ñất trồng trọt, hoàng thổ có ñộ ẩm thiên nhiên.

Đất cát pha sét, ñất cát các loại, cát lẫn sỏi cuội, các loại cuội có ñường

kính hạt < 80mm.

II Đất bùn có rễ cây, ñất trồng trọt có lẫn sỏi ñá. Đất thịt quách. Đất sét pha cát các loại hoặc sét lẫn sỏi cuội. Các loại cuội có ñường kính >80mm.

III Đất sét chắc nặng, ñất sét có lẫn nhiều sỏi cuội. Các mùn rác xây dựng ñã kết dính.

IV Đất sét rắn chắc. Hoàng thổ rắn chắc. Thạch cao mền. Các loại ñất ñá ñã ñược làm tơi lên.

ß2. XÁC ĐỊNH KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT

1. XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC CÔNG TRÌNH BẰNG ĐẤT VÀ PHƯƠNG PHÁPTÍNH

KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT.

1.1. Xác ñịnh kích thước công trình bằng ñất

 a. Mục ñích  

+ Việc tính toán khối lượng công tác ñất có ý nghĩa quan trọng trong việc thiết kế 

và thi công các công trình liên quan ñến công tác ñất.  

 + Về mặt thiết kế, tính ñược khối lượng công tác ñất mới tính ñược dự toán các công trình liên

quan ñến công tác ñất, tính ñược số công hoặc số ca máy cần thiết ñể hoàn thành công việc và

tính ñược giá thành thi công.

 + Về mặt thi công, việc xác ñịnh khối lượng công tác ñất ñể biết ñược khối lượng công việc, từ

ñó xác ñịnh phương pháp thi công ñất cho phù hợp. Từ khối lượng công tác ñất xác ñịnh ñược,

ñơn vị thi công tiến hành phân tích lựa chọn biện pháp, thiết bị thi công cho phù hợp, ñạt hiệu

quả cao nhất.

  + Công trình bằng ñất thường có kích thước rất lớn theo không gian như các công trình ñê, ñập,

nền ñường, kênh mương... vì vậy, việc xác ñịnh kích thước nếu bị sai lệch sẽ dẫn ñến kết quả

tính toán sai khối lượng công tác ñất, làm ảnh hưởng ñến kết quả tính toán dự toán công trình,

dẫn ñến sai lệch trong tổ chức thi công, làm cho việc thi công công trình kém hiệu quả. Do ñó

việc xác ñịnh kích thước công trình bằng ñất mang một ý nghĩa rất lớn.

+ Mỗi dạng công trình bằng ñất khác nhau sẽ có cách xác ñịnh kích thước khác nhau. Sau ñây ta

xác ñịnh kích thước cho hai dạng công trình bằng ñất thường gặp trong thực tế thi công là loại

công trình bằng ñất (như ñê, ñập, nền ñường, kênh, mương...) và loại công trình phục vụ (như

các hố móng, rãnh ñặt ñường ống...).

b. Nguyên tắc tính toán

Hình 1-3: Ví dụ xác ñịnh kích thước công trình ñất

+ Dựa vào các công thức hình học khi công trình có dạng khối ñơn giản rõ ràng.

+ Phân chia công trình có hình dạng phức tạp thành những khối hình học ñơn giản và  áp dụng

các công thức hình học ñã có.

+ Khi công trình có hình dạng quá phức tạp không thể phân chia

thành các khối hình học ñơn giản thì tiến hành phân chia công trình thành những khối hình học

gần ñúng ñể tính toán.

c. Kích thước các công trình bằng ñất

+ Đối với những công trình này

thì kích thước tính toán khối lượng ñất ñúng bằng ñúng kích thước công trình.

Ví dụ : Để tính toán khối lượng ñất cho một con kênh có chiều dài là L và tiết diện của con kênh

như hình 1-3 .thì kích thước dùng ñể tính khối lượng thi công ñất là:

+ Chiều dài của kênh là: L

+ Tiết diện ngang: là tiết diện của hình thang có ñáy lớn là a, ñáy bé là b, chiều cao là h và ñộ

soải mái dốc là m.

 d. Kích thước những công trình phục vụ 

Đối với những công trình dùng ñể phục vụ thi công những công trình khác như hố móng, rãnh

ñặt ñường ống... khối lượng công tác ñất phụ thuộc vào biện pháp thi công, tính chất của ñất và

chiều sâu hố ñào quyết ñịnh hệ số mái dốc của hố ñào.  

Nếu biện pháp thi công là thủ công thì kích thước của hố ñào phải lấy lớn hơn kích thước thật

của công trình tối thiểu 0,3m - 0.5m về mỗi bên ñể thao tác trong thi công như ghép ván khuôn,

chống ñỡ ván khuôn... hoặc khi các hố móng gặp nước ngầm hay thi công trong mùa mưa, ñể

thoát nước trong hố móng, ta cần tạo một rãnh xung quanh hố móng, do ñó kích thước ñáy hố

móng lớn hơn kích thước công trình một khoảng ñủ ñể tạo rãnh thoát nước và thi công

 Hình 1-4: Xác ñịnh kích thước công trình ñất phụ vụ thi công

Ví dụ : Xác ñịnh kích thước hố ñào cho một móng công trình có thước ñáy    F = am x bm, chiều

sâu ñáy hố móng là h.

Căn cứ vào cấp ñất và chiều sâu chôn móng h ñể xác ñịnh hệ số mái dốc (ñộ soải) m.

Chiều sâu hố ñào ñược xác ñịnh theo công thức : H = h + hbtl.

Trong ñó : h : ñộ sâu ñặt móng (lấy theo thiết kế)

hbtl : ñộ cao lớp bê tông lót(thông thường hbtl = 100mm)

Xác ñịnh kích thươc ñáy hố ñào :

a = am + 2btc

b = bm + 2btc

Trong ñó : 

am, bm : chiều dài, chiều rộng ñáy hố ñào.

btc : khoảng cách thi công (btc ≥ 300mm)

Xác ñịnh kích thước miệng hố ñào :

c = a + 2mh

d = b + 2mh

Nếu thi công bằng cơ giới thì kích thước của hố ñào phải lấy lớn hơn kích thước thật của công

trình từ 2 - 5m, tùy theo loại máy thi công.

1.2. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐÁT THEO HÌNH KHỐI 

1.2.1. Các dạng hình khối thường gặp

Phương pháp tính toán khối lượng công tác ñất dựa vào các công thức tính thể tích hình học

không gian.

Khi công trình có hình dạng ñúng với các hình thông thường như hình hộp, hình nón… thì chỉ

cần áp dụng những công thức có sẵn ñể tính toán.

Những công trình có hình dạng phức tạp không ñúng với các hình ñã sẵn có công thức tính toán

, ví dụ như hố móng của các móng công trình (móng nhà, móng máy…), ñể tính  khối lượng

công tác ñất trong những trường hợp này ta phải ñưa về những cách tính gần ñúng, sao cho sai

số nằm trong phạm vi cho phép. Để nâng cao ñộ chính xác, ta phải chia công trình thành nhiều

hình  khối.

 Ví dụ : ñể tính khối lượng công tác ñất cho các hố móng hay các khối ñất ñắp có hình

dáng và kích thước như hình vẽ, ta chia hình khối thành nhiều hình khối nhỏ , mỗi hình khối có

hình dáng giống với các khối hình học ñã có công thức tính thể tích. Cách chia như sau :

Từ bốn ñỉnh của ñáy nhỏ A, B, C, D dựng bốn ñường vuông góc lên ñáy lớn và cắt ñáy lớn lần

lược tại A’, B’, C’, D’.

Qua A, B, C, D và A’, B’, C’, D’ ta lần lượt dựng bốn mặt phẳng thẳng ñứng : (AB,A’B’),

(CD,C’D’), (AD,A’D’), (BC, B’C’). Các mặt phẳng này chia hình khối thành 9  hình khối nhỏ

như hình vẽ, các hình khối này có thể sử dụng các công thức hình học ñã có sẵn ñể tính toán.

Thể tích của khối ñất ñược xác ñịnh theo công thức sau :

V = V1 + 2V2 + 2V3 +4 V4   (1)

V=1/6 H (ab+(a+c)(b+d)+cd)

Lưu ý :

a, b : chiều dài và chiều rộng mặt ñáy.

c, d : chiều dài và chiều rộng mặt trên.

H : chiều sâu (hay chiều cao) của khối ñất.

Công thức (2) càng chính xác khi mặt ñáy và mặt trên song song nhau.

1.2.2. Tính khối lượng công tác ñất ñối với công trình bằng ñất có dạng chạy dài :

1.2.3. Tính khối lượng công tác ñất cho móng băng, móng bè 

a. Miong bang

b. Móng bè 

Gồm vô số móng băng

 Trñó: 

L, Bi,Hi là chiều dài, chiều rộng và chiều cao trung bình của khối thứ i (hình 1-9 ).

1.3. TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT TRONG SAN BẰNG

1.3.1. Các trường hợp san bằng

Gọi Vo = ñaoV − ñăpV  . Ta có các trường hợp san bằng:

* San bằng theo qui hoạch cho trước: San theo ñộ cao qui hoạch cho trước, trường hợp này

lượng ñất thi công trong mặt bằng có thể thay ñổi (Vo≠ 0), có thể ñắp thêm ñất vào (Vo < 0), có

thể ñào bớt ñi (Vo > 0).Trường hợp này áp dụng khi khối lượng san bằng không lớn.

 *San bằng tự cân bằng ñào ñắp: Chỉ san phẳng mặt ñất không mà cần theo ñộ 

cao nhất ñịnh nào cả, ñất thi công trong mặt bằng không thay ñổi (Vo = 0, nghĩa là Vñào = Vñắp),

không ñào ñi cũng không thêm vào. Thường áp dụng khi mặt san rộng, khối lượng san lớn.

Trình tự tính toán trong cả 2 trường hợp giống nhau và tuân theo các bước sau:

+ Xác ñịnh ñộ cao mặt ñất sau khi san Ho (ñộ cao thiết kế của mặt san). Độ cao này lấy ở tâm

mặt san.

+ Xác ñịnh ñộ cao tại các ñiểm cần chú ý trên mặt san (HTK). Khi tại mọi ñiểm

trên mặt san có cùng HTK khi ñó HTK = Ho. Khi mặt san nghiêng thì:

HTK = Ho± iL

Với: i là Độ dốc mặt san, L là khoảng cách từ tâm mặt san ñến ñiểm cần xác ñịnh HTK.

+ Xác ñịnh ñộ cao thi công tại các ñiểm trên mặt san (hi).

hi = Hi - HTK

Với: Hi là cao trình tự nhiên tại các ñiểm cần xác ñịnh hi. Hi ñược xác ñịnh bằng

phép nội suy ñường ñồng mức.

+Xác ñịnh khối lượng ñất ñào (V+), ñất ñắp (V-).

+ Xác ñịnh ranh giới ñào, ñắp.

+ Xác ñịnh hướng và khoảng cách vận chuyển.

1.3.2. Các phương pháp tính khối lượng ñất san bằng

+ Phương pháp tính theo mạng ô vuông.

+ Phương pháp mạng ô tam giác.

+ Phương pháp theo tỉ lệ cao trình.

a. Phương pháp tính toán khối lượng ñất san bằng theo mạng ô tam giác

*.Trường hợp áp dụng

Khi ñịa hình khu vực san phức tạp, ñường ñồng mức dày, cong lượn phức tạp, ñộ chênh cao lớn. 

  *.Trình tự tính toán 

     + Trên bản ñồ ñịa hình mặt bằng khu vực cần san có thể hiện ñường ñồng mức với tỷ lệ xác

ñịnh, phân chia ô ñất bằng lưới ô vuông với cạnh hình vuông a = 30 ÷ 100 mét sao cho bề mặt

trong mỗi ô vuông tương ñối bằng phẳng. Phân chia các ô vuông thành các ô tam giác bằng cách

vẽ các ñường chéo hình vuông sao cho càng xuôi theo ñường ñồng mức càng tốt. 

 28

+ Đánh số thứ tự của tất cả các ñỉnh ô tam giác, kí hiệu jiH , trong ñó chỉ số i là số thứ tự ñỉnh,

chỉ số j là số ñỉnh ô tam giác hội tụ vào ñỉnh thứ i ñó.

+ Xác ñịnh cao  trình tự nhiên tại các ñỉnh ô tam giác (Hi) bằng phương pháp nội suy ñường

ñồng mức. Dùng thước và compa xác ñịnh các thông số: ∆H, l, x và tính toán theo tỉ lệ cho trước

(hình 1-10).

 Hình 1-10: Phân chia m

ạng ô tam giác và xác ñịnh cao trình tự nhiên tại các ñỉnh ô tam giác

theo phương pháp nội suy ñường ñồng mức.

+ Xác ñịnh cao trình san bằng Ho 

  - Trường hợp tự cân bằng ñào ñắp:

Trong ñó:      ∑ 1iH , ∑ 2iH ,∑ 8iH lần lượt là tổng giá trị ñộ cao tự nhiên của  ñỉnh thứ i có 1,

2,...,8 ñỉnh tam giác hội tụ vào.

 n: là số ô tam giác có trên mặt bằng. 

Trường hợp không tự cân bằng ñào ñắp: 

 Trong ñó:      a là cạnh hình vuông  

Vo = Vñào - Vñắp;

   Vo Lấy dấu (+) khi Vñào > Vñắp và ngược lại. 

 + Xác ñịnh ñộ cao thi công của các ñỉnh ô tam giác (hi). 

hi = Hi - HTK

   hi > 0 khu vực ñào.    

   hi < 0 khu vực ñắp. 

+ Xác ñịnh khối lượng ñất các ô tam giác.

 - Nếu h1, h2, h3 cùng dương thì Vi> 0 Đây là ô ñất ñào. 

- Nếu h1, h2, h3 cùng âm thì Vi< 0 Đây là ô ñất ñắp. 

  - Nếu h1, h2, h3 trái dấu nhau ñây là ô chuyển tiếp. Ô chuyển tiếp có cả phần ñào và phần ñắp.

Vi > 0 là lượng ñất thừa cần chuyển ñi, Vi < 0 là lượng ñất thiếu cần bổ xung vào. Xác ñịnh

 29

khối lượng ñất ô chuyển tiếp như sau: Gọi h1 là ñỉnh trái dấu với hai ñỉnh còn lại là h2 và h3,

dựng các mặt phẳng thẳng ñứng qua hai cạnh chung ñỉnh h1 ( hình 1-11). 

Hình 1-11: Ô ñất chuyển tiếp

- Thể tích khối chóp tam giác:

- Sau khi biến ñổi:

 Thể tích khối hình nêm còn lại: 

Vnêm = Vi - ∆V 

Trong ñó: h1, h2, h3 dưới mẫu số công thức lấy giá trị tuyệt ñối và như vậy ∆V  luôn cùng dấu với

h1.   Vnêm, Vi, ∆V  lấy theo giá trị ñại số. Vnêm luôn trái dấu với ∆V . 

+ Xác ñịnh khối lượng các ô mái dốc: Ô mái dốc ở biên của khu ñất ñược thi 

công ñể tránh hiện tượng sập mái ñất (Hình 1-12.): 

Hình 1-12: Ô ñất mái dốc

 Dấu VI lấy theo dấu h1, dấu VII lấy theo dấu h1 và h2 

+ Lập bảng tính toán khối lượng:

 30

b. Phương pháp tính toán khối lượng ñất san bằng theo mạng ô vuông

*. Trường hợp áp dụng

Khi ñịa hình khu vực san ñơn giản, ñường ñồng mức thưa, ít cong lượn phứctạp, ñộ chênh cao

nhỏ.

*.Trình tự tính toán

+ Tiến hành phân chia lưới ô vuông, ñánh số thứ tự các ñỉnh ô vuông, xác ñịnh cao trình tự

nhiên các ñỉnh ô vuông theo các nguyên tắc và phương pháp tương tự như phương pháp mạng ô

tam giác.

+ Xác ñịnh cao trình san bằng Ho.

Trong ñó:

∑ 1iH , ∑ 2iH ,...∑ 4iH  Lần lượt là tổng giá trị ñộ cao tự nhiên của các ñỉnh có 1, 2,...,4 ñỉnh ô

vuông hội tụ vào. 

    m: là số ô vuông có trên mặt bằng. 

+ Xác ñịnh khối lượng ñất các ô vuông.

1.3.3. Xác ñịnh hướng và cự li vận chuyển trung bình khi san ñất 

a. Mục ñích 

 Xác ñịnh hướng và cự li vận chuyển trung bình ñể ñưa ra các biện pháp kỹ thuật 

và tổ chức thi công san ñất sao cho công vận chuyển là nhỏ nhất. 

b. Phương pháp 

 + Hướng vận chuyển ñất luôn hướng từ vùng ñào ñến vùng ñắp. 

 + Khoảng cách vận chuyển trung bình ñược tính từ trọng tâm vùng ñào ñến trọng 

tâm vùng ñắp. 

 *. Trường hợp ñịa hình ñơn giản 

 Trong trường hợp ñịa hình ñơn giản có thể sử dụng phương pháp giải tích như 

sau:

+ Dựng hệ trục tọa ñộ xoy trùng với hai cạnh của ô ñất, chia ô ñất thành những ô hình học ñơn

giản (hình 2-9.). 

+ Gọi iñaox  , iñaoy , iñăpx , iñăpy   lần lượt là các tọa ñộ trọng tâm của các ô ñất ñào và các ô ñất ñắp. 

 + Gọi iñắpiñào iñaov  , iñăpv   lần lượt là khối lượng của các ô ñất ñào và các ô ñất ñắp. 

 + Gọi iñaoX  , iñaoY , iñăpX , iñăpY  lần lượt là các tọa ñộ trọng tâm vùng ñào và vùng ñắp. 

+ Xác ñịnh khoảng cách vận chuyển trung bình:

 31

 Trong trường hợp ñịa hình phức tạp, không thể xác ñịnh chính xác trọng tâm vùng ñào và vùng

ñắp, có thể áp dụng phương pháp biểu ñồ CUTINOV như sau:

+ Trên mặt bằng sau khi ñã xác ñịnh khối lượng các ô ñất ñào, ñắp bằng các phương pháp ñã

biết và ghi trực tiếp trên mặt bằng. Lập hệ trục tọa ñộ theo cả hai phương. Ở mỗi phương, trục

ñứng thể hiện khối lượng ñất san, trục hoành thể hướng vận chuyển.

+ Vẽ biểu ñồ CUTINOV cho cả hai phương bằng cách cộng dồn khối lượng ñất từ trên xuống

dưới, từ trái qua phải, vẽ riêng cho ñường ñào và ñường ñắp (hình 1-13).

+ Biểu ñồ CUTINOV thể hiện:

- Khối lượng ñất ñào, ñắp tại một ñiểm bất kỳ trên mặt san tính từ gốc tọa ñộ ñã chọn.

- Mặt bằng tự cân bằng ñào ñắp, hai ñường ñào và ñắp gặp nhau ở cuối biểu ñồ. Khi mặt bằng

không tự cân bằng ñào ñắp hai ñường ñào và ñắp không gặp nhau ở cuối biểu ñồ, khoảng hở

cuối biểu ñồ chính là lượng ñất sẽ phải ñào ñi hoặc ñắp thêm vào (Vo≠ 0 ).

 Hình 1-13: Biểu ñồ CUTINOP

- Phần diện tích giữa hai ñường ñào ñắp là công vận chuyển ñất.

- Đường ñào nằm trên ñường ñắp, hướng vận chuyển theo phương ñó trùng với chiều trục toạ ñộ

ñã chọn và ngược lại.

- Nếu hai ñường ñào ñắp cắt nhau thì tại ñiểm cắt theo hướng ñang xét ñánh dấu ranh giới giữa

hai khu vực tự cân bằng ñào ñắp. Từ ñiểm cắt dóng thẳng ñứng lên mặt bằng sẽ chia mặt bằng ra

các khu vực tự cân bằng ñào ñắp (hình 1-14.).

+ Công vận chuyển ñất ñược xác ñịnh:

+ Khoảng cách vận chuyển theo các phương:

 32

 Hình 1-14: Biểu ñồ CUTINOP khi mặt san có nhiều khu vực tự cân bằng ñào ñắp

 *. Xác

ñịnh khoảng cách và hướng vận chuyển cho công trình chạy dài

Đối với các công trình chạy dài (nền ñường, ñê, ñập...), khoảng cách vận chuyển theo phương

ngang rất nhỏ hầu như không ñáng kể. Hướng và khoảng cách vận chuyển theo phương dọc có

thể áp dụng phương pháp CUTINOV như sau:

+ Chia công trình thành những ñoạn nhỏ với thể tích là Vi. Dựng mặt cắt dọc của công trình

(hình 1-15), ghi khối lượng Vi trực tiếp trên mặt cắt ñó.

+ Vẽ biểu ñồ CUTINOV theo phương chạy dài của công trình bằng cách cộng dồn khối lượng từ

trái qua phải (không phân biệt khối lượng ñất ñào hay ñất ñắp). Biểu ñồ vừa vẽ gọi là ñường tích

phân công tác ñất. Tính chất của biểu ñồ là:

   - Biểu ñồ ñạt cực trị tại ñiểm ranh giới ñào, ñắp (O1, O2).

   - Tại vị trí biểu ñồ cắt trục ox ñánh dấu khu vực tự cân bằng ñào ñắp (ñiểm B).

   - Diện tích giới hạn bởi ñượng tích phân và trục ox là công vận chuyển ñất.

Phần diện tích nằm trên trục ox (W>0) cho biết hướng vận chuyển ñất trùng với chiều trục Ox

và ngược lại.

+ Khoảng cách vận chuyển trong mỗi khu vực cân bằng ñào ñắp ñược xác ñịnh:

+ Khoảng cách vận chuyển trong mỗi khu vực cân bằng ñào ñắp ñược xác ñịnh:

 Trong ñó:   

 Lvc: là khoảng cách vận chuyển trung bình trong khu vực tự cân bằng ñào ñắp. 

 W: Công vận chuyển ñất trong khu vực ñang xét, chính là phần diện tích nằm giữa ñường tích

phân và trục ox.    

 33

Max∑V : Giá trị lớn nhất của ñồ thị trong khu vực ñang xét.

 Hình 1-15: Biểu ñồ CUTINOP cho công trình chạy dài

§3. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ PHỤC VỤ THI CÔNG PHẦN NGẦM

1. CÔNG TÁC CHUẨN BỊ MẶT BẰNG THI CÔNG

Công việc chuẩn bị ñể thi công ñất gồm:

   + Giải phóng và thu dọn mặt bằng.

   + Tiêu nước bề mặt.

1.1. Giải phóng mặt bằng

Giải phóng mặt bằng bao gồm các việc: Đền bù di dân, chặt cây, phá dỡ các công trình cũ nếu

có, di chuyển các hệ thống kỹ thuật (ñiện nước, thông tin...), mồ mả ra khỏi khu vực xây dựng

công trình, phá ñá mồ côi trên mặt bằng nếu cần, xử lý thảm thực vật thấp, dọn các chướng ngại

vật tạo thuận tiện cho thi công.

 a. Phá dỡ công trình cũ 

+ Khi phá dỡ các công trình xây dựng cũ phải có thiết kế phá dỡ, bảo ñảm an toàn và tận thu vật

liệu tái sử dụng ñược. Thời ñiểm phá dỡ phải ñược tính toán cụ thể ñể có thể tận dụng các công

trình này làm lán trại tạm phục vụ thi công.

+ Những công trình kỹ thuật như ñiện, nước khi tháo dỡ phải bảo ñảm ñúng các quy ñịnh di

chuyển.

b. Đánh các bụi rậm, cây cối

+ Bằng phương pháp thủ công: dùng dao, rựa, cưa, ñể ñánh bụi rậm cây cối.

+ Bằng phương pháp cơ giới: dùng máy ủi, máy kéo, tời ñể phát hoang bụi rậm hay ñánh ngã

cây cối.

 c. Di dời mồ mả 

+ Phải thông báo cho người có mồ mả biết ñể di dời. Khi di dời phải theo ñúng phong tục và vệ

sinh môi trường.

 34

1.2. Tiêu nước bề mặt cho khu vực thi công

 a. Ý nghĩa của việc tiêu nước bề mặt cho khu vực thi công

+ Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt ñới có lượng mưa trung bình hằng năm rất lớn nên việc

tiêu nước mặt và hạ mực nước ngầm cho công trình xây dựng là việc làm quan trọng không thể

thiếu.

+ Có những công trình có ñịa ñiểm xây dựng nằm trong vùng ñất trũng, nên mỗi khi có mưa lớn

thường bị ngập nước. Nước ứ ñọng gây nhiều cản trở cho việc thi công ñào, ñắp ñất.  

+ Tiêu nước bề mặt ñể hạn chế không cho nước chảy vào hố móng, giảm bớt các khó khăn cho

quá trình thi công ñất.

 b. Các phương pháp tiêu nước mặt công trình

+ Để bảo vệ những công trình khỏi bị nước mưa tràn vào, ta ñào những rãnh ngăn nước mưa về

phía ñất cao và chạy dọc theo các công trình ñất hoặc ñào rãnh xung quanh công trường ñể có

thể tiêu thoát nước một cách nhanh chóng (hình 1-16.). Nước chảy xuống rãnh thoát nước ñược

dẫn xuống hệ thống cống thoát gần nhất. Kích thước rãnh ngăn nước phụ thuộc vào bề mặt lưu

vực và ñược xác ñịnh theo tính toán.  

+ Để tiêu nước mặt cho các hố móng ñã ñào xong do gặp mưa hay do nước ngầm, ta tạo các

rãnh xung quanh hố móng với ñộ dốc nhất ñịnh tập trung về các hố thu, rồi ñặt máy bơm ñể tiêu

nước. Đối với những hố móng có kích thước lớn thì ta có thể bố trí nhiều hố thu gom tại các góc

của hố móng (hình 1-17.).

 Hình 1-16: T

ạo rãnh thoát nước mặt

 Hình 1-17: Hệ thống thoát nước mặt cho hố móng

1. Rãnh ; 2. Hố ga gom nước; 3. Ống bơm; 4. Máy bơm

 35

2. HẠ MỰC NƯỚC NGẦM

2.1. Mục ñích

Khi ñào hố móng hoặc thi công các công trình nằm sâu trong lòng ñất mà ñáy hố 

móng hoặc công trình nằm dưới mực nước ngầm, nước ngầm chảy vào hố móng hoặc

công trình gây cản trở cho các quá trình thi công hoặc sụt lở vách ñất... Cần thiết kế 

biện pháp hạ mực nước ngầm (hình 1-18).  

 Hình 1-18: Nước ngầm trong hố móng và hạ mực nước ngầm

Hạ mực nước ngầm là làm cho mức nước ngầm hạ thấp cục bộ ở một vị trí nào ñó, bằng các

phương pháp nhân tạo, ñào giếng sâu trong tầng chứa nước và hạ thấp mực nước trong ñó bằng

cách bơm liên tục tạo nên hình phễu trũng. Một giếng chỉ làm khô ñược một phạm vi hẹp nhất

ñịnh nào ñấy, muốn làm khô một vùng thì xung quanh khu vực ñất ñó phải làm hệ thống giếng

và từ các giếng nước ñược bơm liên tục.

Hiện nay ñể hạ mực nước ngầm có ba loại thiết bị chủ yếu :

+ Ống giếng lọc với bơm hút sâu

+ Thiết bị kim lọc hạ mức nước nông

+ Thiết bị kim lọc hạ mức nước sâu.

2.2. Các phương pháp hạ mực nước ngầm

 a. Phương pháp giếng lọc với máy bơm hút sâu

 Hình 1-19: Giếng lọc máy bơm hút sâu

a) Cấu tạo: 1. Ống giếng; 2. Máy bơm trục ñứng; 3. Lớp dây thép; 4. Lưới lọc; 5. Lớp cát lọc;

6. Thành giếng

b) Hạ giếng bằng phương pháp xói nước:

1. Ống giếng; 2. Phần lọc; 3.Ống dẫn nước cao áp; 4. Mũi ống

 36

*. Cấu tạo

+ Giếng lọc với máy bơm hút sâu: là bộ thiết bị gồm các bộ phận: ống giếng lọc, tổ máy bơm

ñặt trong mỗi giếng, ống tập trung nước, trạm bơm và ống xả nước. Máy bơm phổ biến dùng

loại máy bơm trục ñứng .

+ Ống giếng lọc: là  ống bằng thép có ñường kính 200 ÷ 450mm, phía dưới có nhiều khe nhỏ ñể

hút nước gọi là phần lọc. Phần lọc có cấu tạo như hình vẽ. Chiều dài phần lọc tuỳ theo ñịa chất

có thể kéo dài từ 6 ÷ 15m.

+ Máy bơm trục ñứng ñược ñặt sâu trong ống giếng, ñể quay máy bơm là ñộng cơ. Hiện nay phổ

biến là dùng loại máy bơm trục ñứng có nhóm bánh xe công tác ñặt ở thân máy và bắt chặt vào

trục ñứng chung với ống hút có lưới ở ñầu dưới

*.Nguyên lý 

 Nước ngầm sau khi theo các khe nhỏ của ống giếng lọc chảy vào trong ống sẽ ñược máy bơm

trục ñứng liên tục hút lên trên  

  *. Kỹ thuật hạ giếng:

+ Nếu ñất thuộc loại cát pha sét hay cát, hay loại ñất dễ bị xói lở thì áp dụng biện pháp xói bằng

tia nước ñể hạ  ống. Khi ñó ở ñầu dưới ống lắp thêm một mũi ống ñể phun ra những tia nước áp

lực và nối ống ñó với một ống dẫn nước cao áp  (8÷16atm). Nước phun ra từ mũi ống sẽ phá vỡ

kết cấu ñất và ống giếng tự tụt dần xuống ñến ñộ sâu thiết kế thì vặn ống dẫn nước cao áp ra và

lấy lên.  

+ Khi hạ ống trong ñất lẫn sỏi, sau khi xói nước cát lẫn sỏi sẽ lấp khoảng trống xung quanh ống,

tạo ra màng lọc tự nhiên.

+ Trường hợp ñất thiếu những thành phần tạo ra màng lọc tự nhiên,  muốn làm tăng bề mặt hút

nước, tăng khả năng làm việc của giếng, ta tự tạo ra xung quanh giếng một màng lọc cát sỏi

bằng cách ñổ các hạt có ñường kính từ 3 ÷ 10mm xung quanh ống giếng theo một ống bao. Ông

bao này rộng hơn ống giếng từ 80 ÷ 100mm. Đổ sỏi ngay sau khi hạ xong ống xuống ñộ sâu quy

ñịnh, rồi bơm nước áp lực nhỏ ñể có thể dễ dàng rút ống bao lên.

+ Nếu ñất rắn chắc thì phải khoan lỗ ñể ñặt ống giếng. Sau khi hạ xong ống giếng thì lắp máy

bơm hút sâu vào trong ống giếng.

  *. Ưu  và nhược ñiểm của phương pháp  

- Ưu ñiểm  

+ Hiệu suất cao, năng suất lớn.

+ Có thể nâng nước lên cao (80 ÷ 100m ) nghĩa là có thể hạ mực nước ngầm xuống sâu.

+ Mỗi giếng có thể hạ mực nước ngầm ñộc lập.

- Nhược ñiểm

+ Công tác hạ ống phức tạp, tốn nhiều thời gian và chi phí cao.

+ Máy bơm chóng hỏng nếu nước hút lên có  lẫn cát.

*. Áp dụng

+ Khi hạ mực nước ngầm xuống sâu, mà các loại thiết bị khác không ñủ khả năng.

+ Khi ñịa chất phức tạp (ñất nứt nẻ, ñất bùn, ñất sét, sét pha cát xen kẽ với những lớp cát) những

trường hợp này phải ñổ nhiều loại vật liệu thấm nước xung quanh ống lọc.

+ Khi hố móng rộng, lượng nước thấm lớn.

+ Khi thời gian làm việc trong hố móng kéo dài.

 b. Phương pháp dùng ống kim lọc hút nông

*. Cấu tạo(hình 1-20)

 37

 Hình 1-20: Cấu tạo ống kim lọc

 1. Đoạn ống hút; 2. Khớp nối; 3. lưới lọc; 4 lưới thép bảo vệ; 5. Đoạn ống ngoài ( có dục lỗ);

6. Đoạn ống trong không ñục lỗ; 7. Van vành khuyên; 8.Van cầu; 9.Lò xo.

Hệ thống kim lọc gồm ba phần: ñoạn ống trên, ñoạn ống lọc và ñoạn cuối.

+ Đoạn ống trên: là ống thép hút dẫn nước, ñược nối lại với nhau từ nhiều ñoạn ống có ñường

kính 50 ÷ 68mm, số ñoạn ống này tuỳ thuộc ñộ sâu cần ñặt ñoạn lọc. Đoạn ống trên ñược nối

với bơm hút hay bơm ñẩy cao áp.

+ Đoạn lọc: gồm hai ống thép lồng nhau.

   - Ống trong: không ñục lỗ, ñược nối với ống trên.

   - Ống ngoài: ñược ñục lỗ và có ñường kính lớn hơn ñường kính ống trong một ít.  

   - Bên ngoài ñược cuốn dây thép và ñược bao bởi lưới lọc.

+ Đoạn cuối: gồm có van vành khuyên, van cầu và bộ phận xói ñất.

   b. Nguyên lý 

* Hạ ống kim lọc

+ Đặt thẳng ñứng ñể ñầu kim lọc ñúng vào vị trí thiết kế.

+ Dùng búa gõ nhẹ ñể phần ñầu cắm vào trong ñất.

+ Cho bơm nước cao áp vào trong ống lọc. Dưới áp suất lớn nước ñược nén vào trong kim lọc,

ñẩy van vành khuyên ñóng lại và nén van cầu mở ra. Nước phun ra ngoài theo các lỗ răng nhọn.

+ Các tia nước phun ra với áp suất cao làm xói lở ñất ở ñầu kim lọc, và ñẩy chúng lên mặt ñất.

Dưới trọng lượng bản thân kim lọc từ từ chìm vào trong lòng ñất. Đến ñộ sâu thiết kế thì dừng

bơm nước  kết thúc giai ñoạn hạ kim lọc.

* Hoạt ñộng hút nước ngầm của ống kim lọc

+ Chèn vào xung quanh phần lọc một lớp sỏi và cát hạt to ñể tạo thêm lớp lọc.

Chèn một lớp ñất sét trên miệng lỗ ñể giữ không cho không khí lọt vào trong ống kim lọc.

+ Cho bơm hút hoạt ñộng, dưới tác dụng của chân không, van cầu bị hút ñóng lại. Nước ngầm ở

ngoài thấm qua lưới lọc vào trong ống ngoài ñẩy van vành khuyên mở ra, chảy vào ống trong và

ñược hút lên.

* Sơ ñồ bố trí ống kim lọc

+ Sơ ñồ kết hợp hai tầng hạ nông. 

 38

Hệ thống ống kim lọc có thể hạ mực nước ngầm từ 4 ÷ 5 m, ñể hạ sâu hơn ta kết hợp nhiều tầng

kim lọc  xuống thấp dần.

+ Sơ ñồ bố trí ñối với mặt bằng hẹp: Bố trí một hàng ống kim lọc chạy dọc công trình.

+ Sơ ñồ bố trí ñối với mặt bằng rộng: Bố trí hệ thống ống kim lọc xung quanh hố móng.

+ Lưu lượng nước của hệ thống nếu bố trí theo chuỗi:  

 + Lưu lượng nước của hệ thống nếu bố trí theo vòng

Hình 1-21. Sơ ñồ kết hợp hai tầng kim lọc hạ nông

1. Mực nước ngầm trước khi hạ. 2. Mực nước ngầm sau khi hạ 3. Hệ thống kim lọc

 Hình 1-22. Sơ ñồ bố trí hệ thống ống kim lọc

a) Bố trí theo vòng khép kín; b) Bố trí theo chuỗi

1. Ống kim lọc; 2. Ống gom nước; 3. Máy bơm,

4. Mực nước ngầm trước khi hạ 5. Mực nước ngầm sau khi hạ.

 39

c. Phương pháp dùng ống kim lọc hút sâu

* Cấu tạo(hình 1-23)

 Hình 1-23:

Ống kim lọc hút sâu

1. Ống ngoài; 2. Óng trong; 3. miệng phun; 4 khớp nối; 5. Ống lọc trong; 6. Ống lọc ngoài; 7.

Van bi

+ Ống kim lọc hút sâu có cấu tạo khác với kim lọc hút nông là ñường kính to hơn, phần thân

ống và phần lọc dài hơn, trong ống lọc có thêm một ống thứ hai mang miệng phun nhằm ñưa

nước lên cao. Cấu tạo ống kim lọc hút sâu như hình 1-23.

 *. Nguyên lý 

+ Đầu tiên hạ ống lọc ngoài (ống 1), có phần lọc và phần chân ống xuống ñất bằng phương pháp

xói nước tương tự như khi hạ ống kim lọc hút nông. Sau ñó thả vào trong ống (1) ống nhỏ hơn

(ống 2) mang miệng phun (3) ở phần dưới

+ Máy bơm ñẩy nước cao áp với áp suất 7,5 ÷ 8 at vào ống kim lọc, nước chảy trong khoảng

trống giữa hai ống (1) và (2) rồi ñến miệng phun. Tia nước chảy qua các lỗ nhỏ của miệng phun

và phun lên với một lưu tốc rất lớn, làm giảm áp suất không khí trong khoảng không gian phía

dưới của ống trong, hút theo nước ngầm dưới ñất lên cao.

+ Hỗn hợp nước ngầm và nước ban ñầu ñược hút lên chảy vào một hệ thống ống dẫn ñến bể

chứa nước. Máy bơm lại lấy nước trong bể này ñể bơm vào ống kim lọc làm nước mồi. Nước

thừa trong bể ñược bơm dẫn ñi nơi khác.

 40

 Hình 1-24: S

ơ ñồ làm việc của hệ thống ống kim lọc sâu 

1. Máy bơm; 2. Ống dẫn nước mồi; 3. phần ống lọc; 4 phần thân ống; 5. Mực nước ngầm; 6.

máng gom nước; 7. bể chứa nước.

+ Đối với những nơi ñất cát, ñất cát lẫn sỏi thì không cần ñổ màng lọc xung quanh ống kim lọc

hút sâu. Nhưng khi dùng ở những nơi ñất sét pha cát, ñất ít thấm thìphải ñổ màng lọc xung

quanh ống.

*. Phạm vi áp dụng  

+ Dùng ñể hạ mực nước ngầm xuống sâu, khi mà ống kim lọc hút nông không hạ ñược.

+ Dùng ống kim lọc hút sâu có thể hạ mực nước ngầm xuống ñến ñộ sâu 18m. Tuy nhiên không

nên dùng thiết bị này ñể hạ mực nước ngầm xuống quá sâu vì phải cần một lượng nước mồi quá

lớn.

+ Trong trường hợp nguồn nước thấm lớn (trên 5 lít/giây cho một ống kim lọc) và thời gian hạ

mực nước ngầm khá dài thì nên áp dụng phương pháp ống giếng lọc có máy bơm hút sâu, vì nó

có hiệu suất cao hơn phương pháp ống kim lọc hút sâu.

3. ĐỊNH VỊ CÔNG TRÌNH

3.1. Cắm trục ñịnh vị

+ Từ cọc mốc chuẩn, cao trình chuẩn (ñược bên mời thầu bàn giao), dựa trên bản vẽ thiết kế mặt

bằng ñịnh vị, triển khai các trục của công trình theo hai phương bằng máy trắc ñạt, thước thép,

nivô,  quả dọi, dây thép φ1

 41

 Hình 1-25. Hệ cọc ñơn ñịnh vị

a) : Cọc gỗ,         b) : Cọc thép

1. Đinh ñịnh vị tim;        2. Rãnh ñịnh vị tim, 3. Cọc gỗ 40x40x1000;  4. Cọc thép φ 20 ;            

5. Bêtông giữ cọc.

+ Mỗi một trục ñược xác ñịnh bởi hai cọc (hay nhiều cọc tuỳ theo mặt bằng công trình). Các cọc

ñịnh vị này ñược bố trí tại những vị trí sao cho dễ nhìn thấy, không ảnh hưởng ñến công tác thi

công và ñược bảo vệ cẩn thận trong suốt quá trình thi công.  

+ Các cọc ñịnh vị có thể làm bằng gỗ với tiết diện 40x40x100 hay ñược làm bằng cọc thép φ 20.

+ Khi cắm trục ñịnh vị dùng hệ cọc ñơn như trên có ưu ñiểm là ít gây cản trở trong quá trình thi

công, dễ bảo quản. Tuy nhiên việc dùng hệ cọc ñơn có nhược ñiểm là trong quá trình ñịnh vị tim

trục của công trình, việc ñóng cọc xuống ñất (ñể vạch tim) rất khó chính xác, thường nếu không

ñể ý khi ñóng xong cọc thì ñường tim của công trình không còn nằm trên ñầu cọc nữa (vì cọc ñã

bị ñóng lệch). Để tránh hiện tượng này trong quá trình ñóng phải thường xuyên kiểm tra bằng

máy kinh vĩ.  

+ Ngoài hệ thống cọc ñơn, ta còn dùng giá ngựa ñể ñánh dấu tim, trục ñịnh vị (hình 1-26).

Hình 1-26. Hệ thống giá ngựa

a) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên ñầu cọc,b) Giá ngựa có ván ngang liên kết trên thân cọc,

1. Cọc;  2. Thanh ngang; 3. Đinh làm dấu tim 4. Đinh liên kết; 5. Bêtông giữ chân cọc.

Giá ngựa ñơn: Gồm hai cột và một tấm ván ñược bào nhẵn, thẳng ñóng ngang vào phía sau cột,

ñể khi căng dây ván không bị  lôi bật khỏi cột. Cũng có thể ñóng nằm ván trên hai ñầu cột.

 Giá ngựa kép: Hệ thống gòm nhiều giá ngựa ñơn ghép lại với nhau. Để ñánh dấu tim trục công

trình ta dùng chì vạch trên ván ngang rồi dùng ñinh ñóng ñể làm dấu và dùng ñể căng dây sau

này.

+ Khi dùng giá ngựa ñể làm dấu một tim, trục công trình thì ñộ dài ván ngang (khoảng cách giữa

hai cột) là l = 0,4 ÷ 0,6m.

 42

+ Khi dùng giá ngựa ñể ñánh dấu nhiều tim (trục) của công trình thì chiều dài ván ngang phụ

thuộc vào  khoảng cách giữa hai tim(trục) biên.

+ Hệ thống giá ngựa khắc phục ñược nhược ñiểm của cọc ñơn, việc ñịnh vị công trình rất dễ

dàng và chính xác. Tuy nhiên nếu dùng hệ thống Gavari lớn (dài) ñể ñịnh vị hết công trình sẽ

gây cản trở trong giao thông phục vụ thi công. Chính vì vậy mà tuỳ theo ñịa hình mà chọn hệ

thống cọc ñơn hay hệ thống giá ngựa hoặc kết hợp cả hai sao cho hợp lý.

+ Đối với những công trình xây chen: Trong trường hợp này mặt bằng thi công không cho phép

ta cắm cọc hay giá ngựa ñể làm dấu tim trục công trình ở những cạnh giáp với công trình lân

cận. Do ñó mốc công trình ñược gửi trực tiếp lên công trình lân cận. Dấu mốc tim, trục công

trình phải ñược sơn rõ ràng tại vị trí dễ quan sát, dễ bảo quản.

 Hình 1-27. Hệ thống giá ngựa ñể ñịnh vị công trình

1. Mặt bằng công trình;  2.  Giá ngựa;  3. Đinh;  4. Dây căng

3.2. Giác móng công trình  

+ Dựa vào các bản vẽ thiết kế móng, tính chất của ñất ñể xác ñịnh kích thước hố ñào.

+ Từ các trục ñịnh vị triển khai các các ñường tim móng.

+ Từ ñường tim phát triễn ra bốn ñỉnh của hố ñào.

+ Dùng vôi bột rải theo chu vi của hố ñào.

+ Tại mỗi hố ñào, hay nhiều hố gần nhau phải có một cao ñộ chuẩn ñể tiện kiểm tra cao trình hố

móng.    

4. CHỐNG VÁCH  ĐẤT HỐ ĐÀO

4.1. Mục ñích

Cần phải chống vách ñất hố ñào khi ñào hố với vách thẳng ñứng. Việc ñào hố với vách thẳng

ñứng thường gặp trong những trường hợp sau:

+ Đào theo ñộ dốc tự nhiên ñể tránh hiện tượng sụt lở mái dốc hố ñào sẽ làm tăng khối lượng

ñào cũng như ñắp dẫn ñến tăng giá thành công trình nên phải ñào vách thẳng ñứng.

+ Địa hình không cho phép ñào hố có mái dốc vì có những công trình xung

quanh (thường gặp trong các công trình xây chen).

+ Tuy nhiên khi ñào với một ñộ sâu không lớn, ñất có ñộ dính kết tốt, ñất bị nén chặt theo thời

gian ta có thể ñào vách thẳng ñứng mà không cần phải chống vách ñất. Ứng với mỗi loại ñất

khác nhau, chiều sâu hố ñào cho phép ñào ñất thẳng ñứng htñ ñược tính theo công thức hay tra

bảng như sau

 43

Trong ñó:  

γ  (kg/cm3, T/m3): Trọng lượng riêng của ñất.

ϕ (ñộ): Góc ma sát trong của ñất.

c (kg/cm2, T/m2): Lực dính ñơn vị của ñất.  

q (kg, T): tải trọng ñè lên mặt ñất.

k Hệ số an toàn: ( k = 1,5 ÷ 2,5).

+ Khi chiều sâu ñào ñất vượt quá các quy ñịnh cho phép hoặc mực nước ngầm cao hơn ñáy hố

ñào, trường hợp này nếu không chống vách ñất thì mái ñất dễ bị sụt lở, gây khó khăn trong thi

công cũng như gây nguy hiểm cho người và thiết bị thi công.

4.2. Các biện pháp chống vách ñất hố ñào thẳng ñứng (hố ñào nông)

 a. Chống vách ñất bằng ván ngang

* Chuẩn bị và thi công

+ Ván tấm ghép lại với nhau thành những mảng có chiều rộng từ 0,5 ÷ 1m.

+ Đào hố móng xuống sâu từ 0,5 ÷ 1m tuỳ theo từng loại ñất sao cho vách ñất vẫn không bị sạt

lở.

+ Tiến hành chống ñỡ bằng cách ép sát các tấm ván song song với mặt ñất vào các mặt của hố

ñào rồi dùng các thanh chống ñứng ñỡ ở phía ngoài, dùng các thanh néo (khi mặt bằng phía trên

rộng rãi), thanh văng ngang (nếu hố ñào hẹp) hay thanh chống xiên (nếu hố dào rộng) ñể ñỡ hệ

ván lát ngang. Tấm ván trên cùng phải ñặt cao hơn mặt ñất một khoảng 5 ÷ 10cm ñể ngăn không

cho ñất, ñá trên mặt ñất rơi xuống hố móng (hình 1-28).

+ Đối với thanh chống xiên và thanh văng ngang thường ảnh hưởng ñến mặt bằng thi công,

thanh néo chỉ áp dụng khi mặt bằng thi công rộng rãi ñủ chỗ ñể liên kết thanh néo với vùng ñất

ổn ñịnh xung quanh

Hình 1-28. Chống chéo hỗ trợ chống ñứng

 44

 Hình 1-29. Phương pháp néo gia cố thành hố tạo thông thoáng mặt bằng thi công ñáy hố ñào

 Hình 1-30. Chống vách ñất bằng ván lát ngang – hố ñào hẹp

+ Tiếp tục ñào sâu từng ñợt 0,5 ÷ 1m rồi lại chống ñỡ vách ñất cho ñến ñộ sâu thiết kế.

* Phạm vi áp dụng  

Khi ñào hố ở những loại ñất có ñộ kết dính nhỏ, không có nước ngầm hoặc có nước ngầm rất ít.

Chiều sâu hố ñào từ 2 ÷ 4m.

 b. Chống vách ñất bằng ván lát dọc

  * Chuẩn bị và thi công

+ Ván tấm ñược vát nhọn một ñầu.

+ Các thanh chống ngang, nẹp ñứng gối tựa.

+ Dùng ván dọc ñóng dọc theo chu vi cần ñào hố .

+ Tiến hành ñào ñất ñến ñộ sâu thiết kế.

+ Dùng nẹp ngang liên kết các tấm ván lại với nhau.

+ Dùng các thanh chống ñứng ñể ñỡ các nẹp ngang.

+ Dùng thanh chống ngang, thanh néo hay văng ngang ñỡ các thanh ñứng .

* Phạm vi áp dụng:

Khi ñào hố ở những loại ñất có ñộ kết dính nhỏ, rời rạc, ñất ẩm ướt hoặc ñất chảy, chiều sâu hố

ñào từ 2 ÷ 4m

 45

Hình 1-31. Chống vách ñất bằng ván lát ñứnga) Dùng chống xiên b) Dùng thanh néo

§4. KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẤT

1. THI CÔNG ĐẤT BẰNG PHƯƠNG PHÁP THỦ CÔNG

Thi công ñất thủ công là phương pháp thi công truyền thống. Dụng cụ dùng ñể làm ñất là dụng

cụ cổ truyền như xẻng, cuốc chim, kéo cắt ñất, xà beng, cuốc chim v.v... Để vận chuyển ñất,

người ta dùng quang gánh, xe rùa, xe bò...

1.1. Các nguyên tắc thi công

 a. Nguyên tắc 1  

Lựa chọn dụng cụ thi công thích hợp tuỳ theo từng loại ñất.

Ví dụ : Xúc ñất dùng xẻng vuông, xẻng cong; Đào ñất dùng xẻng tròn, thẳng; Đất cứng dùng

cuốc chim, xà beng; Đất lẫn sỏi, ñá dùng choòng, cuốc chim; Đất dẻo mềm dùng kéo cắt, mai

ñào.

 b. Nguyên tắc 2

Phải có biện pháp làm giảm thiểu khó khăn cho thi công.

Ví dụ : Khi thi công ñào ñất mà gặp ñất quá cứng thì ta phải làm mềm ñất trước khi ñào bằng

cách tưới nước hay dùng xà beng, choòng, ñể làm tơi trước. Hoặc khi ñang thi công thì gặp trời

mưa hay gặp mực nước ngầm cao phải có biện pháp tiêu nước mặt, hạ mực nước ngầm...

 c. Nguyên tắc 3

Tổ chức thi công hợp lý.  

Phải phân công các tổ ñội theo các tuyến làm việc, tránh tập trung nhân công tại một vị trí. Tổ

chức vận chuyển phải hợp lý, thông thường thì hướng ñào ñất và hướng vận chuyển thẳng góc

với nhau hoặc ngược chiều nhau.  

1.2. Một số biện pháp thi công 

 Hình 1-32. Đào hố khi có nước ngầm hay trong trời mưa

I, II, III : Rãnh tiêu nước

1, 2, 3, 4: thứ tự lớp ñào

 46

+ Nếu hố ñào sâu thì chia ra làm nhiều ñợt, chiều dày ñào ñất của mỗi ñợt tương ứng với dụng

cụ thi công. Có thể mỗi ñợt do một tổ ñào, các tổ ñào cách nhau sao cho mái dốc của hố ñào nhỏ

hơn ñộ dốc tự nhiên của ñất. Tổ ñào ñất cuối cùng ñi ñến ñâu thì công việc cũng hoàn tất, không

còn người, phương tiện ñi lại làm phá vỡ cấu trúc của ñất.

+ Khi ñào ñất ở khu vực có nước hoặc trong mùa mưa, ñể ñề phòng nước chảy tràn trên mặt

công trình, ta cần tạo rãnh sâu thu nước vào một chỗ ñể bơm thoát ñi. Rãnh thu nước luôn thực

hiện trước mỗi ñợt ñào.

+ Khi ñào ñất gặp cát chảy, bùn chảy ta phải làm hố có tầng lọc ngược ñể gạn lấy nước trong rồi

mới bơm nước ñi. Không ñược bơm nước trực tiếp có cát. Nếu bơm trực tiếp nước có cát sẽ làm

rỗng ñất, phá hỏng cấu trúc ñất nguyên ở xung quanh, gây hư hỏng các công trình lân cận. Đối

với hố ñào rộng, có bùn chảy, phải làm hàng cọc chống, lót phên và rơm ñể ngăn không cho cát

chảy xuống phía dưới. Nếu ñào sâu thì cần làm theo dạng bậc thang

Hình 1-33. Đào ñất nơi có bùn, cát chảy

1. Cọc tre (hay cọc gỗ); 2. Phên nứa; 3. Rơm...

2. THI CÔNG ĐÀO ĐẤT BẰNG CƠ GIỚI

2.1. Đào ñất bằng máy ñào gàu thuận

 47

 a. Các thông số kỹ thuật (hình 1-34)

+ RI = Rmin: là bán kính nhỏ nhất mà máy có thể thực hiện ñược tại một vị trí ñứng tương ứng

với chiều cao ñào ñất HI.

+ RII: là bán kính ñào ñất ở cao trình máy ñứng, chiều cao tương ứng là HII = 0.

+ RIII = Rmax: là bán kính ñào lớn nhất mà máy có thể thực hiện ñược tại vị trí ñứng, ứng với

chiều cao ñào ñất là HIII.

+ RIV: là bán kính ñào tương ứng với chiều cao ñào ñất lớn nhất mà máy có thể thực hiện ñược

tại cao trình ñứng HIV = Hmax.

+ r1: là bán kính ñổ ñất tương ứng với chiều cao ñổ ñất lớn nhất h1= hmax mà máy thực hiện ñược

tại vị trí ñứng.

+ r2 = rmax: là bán kính ñổ ñất lớn nhất mà máy có thể thực hiện ñược tại vị trí ñứng, có chiều

cao gàu ñổ tương ứng là h2

Ghi chú:

+ Các kích thước ñều tính từ  trục quay của máy ñào.

+ Bán kính ñào ñất tính ñến lưỡi dao của gàu ñào. Bán kính ñổ ñất tính ñến trọng tâm gàu.

+ Chiều cao ñào ñất tính từ mặt ñất lên ñến lưỡi dao, còn chiều cao ñổ ñất tính ñến ñiểm thấp

nhất của ñáy gàu khi mở nắp.

 Hình 1-34. Các thông số kỹ thuật của máy ñào gàu thuận

 48

 b. Các kiểu ñào của máy ñào gàu thuận  

* Đào dọc

+ Là cách ñào mà máy ñào tuần tự di chuyển dọc theo chiều dài của hố ñào, hướng ñào trùng

hoặc song song với trục tuyến ñào.

+ Đào dọc ñược áp dụng cho những hố ñào chạy dài như kênh mương, lòng ñường.

+ Có  hai kiểu ñào dọc bằng máy ñào gàu thuận:

♦ Đào dọc ñổ bên: Xe vận chuyển ñất ñứng ngang với máy ñào và chạy song song với ñường di

chuyển của máy ñào. Áp dụng khi khoang ñào rộng ñủ chỗ bố trí xe vận chuyển.

+ Máy ñào và ôtô vận chuyển có thể ở cùng cao trình hoặc máy ñào có thể ñứng thấp hơn ôtô

vận chuyển một ít  

+ Theo cách ñào này máy ñào và ôtô vận chuyển ñất làm việc dễ dàng. Có thể sử dụng mọi loại

xe tải to hay nhỏ ñể vận chuyển ñất.

+ Theo cách ñào này máy ñào chỉ thực hiện 1/4 vòng quay ñể ñổ ñất do ñó năng suất ñào tăng.

♦ Đào dọc ñổ sau: Ôtô vận chuyển ñất ñứng ở phía sau máy ñào.

+ Cách ñào này áp dụng khi ñào những hố hẹp, chỉ có một ñường cụt dẫn ñến chỗ ñào, trong hố

ôtô vận chuyển khó xoay sở.

+ Để vào lấy ñất ôtô phải chạy lùi trong khoang.

+ Để ñổ ñất ñược vào trong ôtô vận chuyển máy ñào phải quay cần 1/2 vòng quay, nên thời gian

ñổ ñất tăng dẫn ñến giảm năng suất máy ñào.

 Hình 1-35. Đào dọc ñổ bên

(Máy ñào ñứng thấp hơn ôtô vận chuyển)

Hình 1-36. Đào dọc ñổ sau

* Đào ngang

+ Hướng ñào vuông góc với trục tiến của máy. Khi khoang ñào rộng thì mới bố trí ñào ngang.

 49

+ Theo cách ñào này ñường vận chuyển ñất có thể ngắn hơn.

Chú ý 

+ Khi chiều sâu hố cần ñào lớn hơn chiều cao ñào lớn nhất Hmax thì có thể chia thành nhiều lớp

ñể ñào.

+ Trong khoang ñào, nếu cao trình máy ñào thấp hơn cao trình xe vận chuyển thì kiểu ñào này

gọi là ñào theo bậc, còn khi máy ñào và xe vậnchuyển ñứng trên cùng một cao trình thì kiểu ñào

này gọi là ñào theo ñợt.

+ Trong thực tế ñể chọn cách ñào và cách ñổ ñất vào phương tiện vận chuyển, ta thường dựa vào

bề rộng của khoang ñào. Sau ñây là một số trường hợp cụ thể:

   - Khi chiều rộng khoang ñào B < 1,5Rmax ( = 1,5RIII ) thì bố trí máy ñào chạy dọc ñổ sau. Xe

vận chuyển ñất ñược bố trí ñứng chếch sau máy ñào, nghĩa là máy ñào ñứng gần một bên bờ hố

ñào, còn ôtô vận chuyển ñứng sát về bờ bên kia của hố ñào.  

   - Khi chiều rộng hố ñào B = (1,5 ÷ 1,9)Rmax thì cho máy ñào chạy dọc ở giữa và ñổ ñất lên các

xe vận chuyển ñứng hai bên phía sau.

   - Nếu chiều rộng hố ñào B lên ñến 2,5Rmax thì cho máy ñào chạy rộng thành hình chữ chi

(hình dích dắc), vẫn ñào theo kiểu ñào dọc ñổ sau.

   - Khi chiều rộng hố ñào B ñến 3,5Rmax có thể cho máy ñào ngang hố móng và tiến dần lên

theo kiểu chạy dọc ñổ sau. Những máy ñào loại nhỏ (dung tích gàu từ 0,25÷ 0,65m3 ) chạy chữ

chi một cách dễ dàng. Trong các hố ñào ñược mở rộng như vậy, máy ñào ñổ ñất lên xe tải dể

dàng.

- Nếu hố ñào rộng hơn 3,5Rmax thì ban ñầu ñào một tuyến theo kiểu chạy dọc ñổ sau, các tuyến

ñào sau sẽ thi công theo kiểu ñào dọc ñổ bên

 Hình 1-37. Đào ngang

1. Hướng di chuyển của ô tô vận chuyển ñất; I hướng di chyển của máy ñào

 50

 Hình 1-38. Các kiểu ñào theo bề rộng hố móng

- Nếu hố ñào khá sâu và rộng thì phải cho máy ñào thành nhiều bậc. Trong phạm vi tiết diện hố

ñào thiết kế sao cho số tuyến ñào nhỏ nhất, sao cho một ñường vận chuyển ñất phục vụ ñược cả

ba tuyến ñào và sao cho lượng ñất sót lại sau khi ñào là nhỏ nhất. Muốn giảm lượng ñất sót ở

các mái dốc, nghĩa là muốn hình dạng ñào sát mái dốc phải nhỏ.  

 Hình 1-39. Đào hố móng sâu và rộng

1. Các khoang ñược ñánh số thứ tự từ Ibarb2rightXI; 2. Đất còn sót lại sau khi ñào

c. Ưu nhược ñiểm của máy ñào gàu thuận

* Ưu ñiểm

+ Máy ñào gàu thuận có tay cần ngắn và xúc thuận nên ñào rất khỏe có thể ñào ñược những hố

ñào sâu và rộng với cấp ñất từ cấp I ÷ IV.

+ Máy ñào gàu thuận thích hợp dùng ñể ñổ ñất lên xe chuyển ñi. Kết hợp với xe chuyển ñất nên

bố trí quan hệ giữa dung tích gàu và dung tích thùng xe hợp lí sẽ cho năng suất cao, tránh rơi vãi

lãng phí.

+ Nếu bố trí khoang ñào thích hợp thì máy ñào gàu thuận có năng suất cao nhất trong các loại

máy ñào một gàu.

* Nhược ñiểm

+ Khi ñào ñất máy ñào phải ñứng dưới khoang ñào ñể thao tác, vì vậy mà máy ñào gàu thuận chỉ

làm việc tốt ở những hố ñào khô ráo không có nước ngầm.

+ Tốn công và chi phí làm ñường cho máy và phương tiện vận chuyển lên xuống khoang ñào.

2.2. Đào ñất bằng máy ñào gàu nghịch

 51

 a. Các thông số kỹ thuật (hình 1-40)

Hình 1-40. Các tông số kỹ thuật của máy ñào gầu nghịch

+ RI: Bán kính ñổ ñất với chiều cao tương ứng là HI. Mỗi máy sẽ có Rñổ max.

+ RII = Rmax: Bán kính ñào ñất lớn nhất với chiều cao ñào tương ứng là HII = 0.

+ Rmin: Bán kính ñào ñất nhỏ nhất ứng với cao trình ñào HII = 0.

+HII = Hmax: Chiều sâu ñào ñất lớn nhất máy có thể thực hiện ñược.

Máy xúc ñào WZ30-25

Máy ñào thuỷ lực 3235-9

 52

b. Các kiểu ñào của máy ñào gàu nghịch

* Đào dọc

Máy ñứng trên bờ hố ñào, dịch chuyển lùi theo trục của hố ñào.

* Đào ngang

+ Máy ñứng trên bờ hố ñào, dịch chuyển song song với trục hố ñào.

+ Áp dụng ñào những hố ñào có chiều rộng lớn.

 Hình 1-41. Các kiểu ñào của máy ñào gàu nghịch: a) : Đào dọc, b) : Đào ngang

c. Ưu nhược ñiểm của máy ñào gàu nghịch

* Ưu ñiểm

+ Máy ñào gàu nghịch cũng có tay cần ngắn nên ñào rất khoẻ, có thể ñào ñược cấp ñất từ cấp I ÷

IV.

+ Cũng như máy ñào gàu thuận, máy ñào gàu nghịch thích hợp ñể ñào và ñổ ñất lên xe chuyển

ñi hoặc ñổ ñống.

+ Máy có cơ cấu gọn nhẹ nên thích hợp ñể ñào các hố ñào ở những nơi chật hẹp, các hố ñào có

vách thẳng ñứng, thích hợp ñể thi công ñào hố móng các công trình dân dụng và công nghiệp.

+ Do ñứng trên bờ hố ñào ñể thi công nên máy có thể ñào ñược các hố ñào có nước và không

phải tốn công làm ñường lên xuống khoang ñào cho máy và phương tiện vận chuyển.

* Nhược ñiểm

+ Khi ñào ñất máy ñào ñứng trên bờ hố ñào ñể thao tác, vì vậy cần quan tâm ñến khoảng cách từ

mép máy ñến mép hố ñào ñể ñảm bảo ổn ñịnh cho máy.

+ Năng suất thấp hơn năng suất máy ñào gàu thuận có cùng dung tích gàu.

+ Chỉ thi công có hiệu quả với những hố ñào nông và hẹp, với các hố ñào rộng và sâu, dùng máy

ñào gàu nghịch không thích hợp, năng suất thấp.

 53

2.3. Đào ñất bằng máy ñào gàu dây

 54

 a. Các thông số kỹ thuật (hình 1-42)

 Hình 1-42. Thông số kỹ thuật của máy ñào gàu dây

Hình 1-43. Các kiểu ñào của máy ñào gàu dây

a) Đào dọc; b) Đào ngang

+ RI: Bán kính quăng gàu lớn nhất.

+ RII: Bán kính ñổ ñất.

+ HI : chiều sâu lớn nhất mà máy ñào ñược ở vị trí máy ñứng

+ HII : chiều cao ñổ ñất lớn nhất. Khi ñào dọc, máy dịch chuyển từ C ñến C1 với bước dịch

chuyển là a thì có thể ñào sâu ñến H’I.

b. Ưu nhược ñiểm của máy ñào gàu dây

*Ưu ñiểm

+ Do có tay cần dài, lại có khả năng văng gàu ñi xa nên thích hợp cho việc thi công các hố ñào

sâu và rộng. Thường ứng dụng ñể thi công các loại móng sâu, nạo vét kênh mương, lòng sông...

+ Máy ñào gàu dây có thể thi công các loại ñất mềm, tới ñất cấp II.

+ Do ñứng trên bờ hố ñào ñể thi công nên có thể thi công ñược ở những nơi có nước, không tốn

công làm ñường lên xuống khoang ñào cho máy và phương tiện vận chuyển.

+ Thích hợp cho thi công ñổ ñống.

* Nhược ñiểm

 55

+ Khi ñào ñất máy ñào ñứng trên bờ hố ñào ñể thao tác, vì vậy cần quan tâm ñến khoảng cách từ

mép máy ñến mép hố ñào ñể ñảm bảo ổn ñịnh cho máy.

+ Khi phạm vi ñào ñất vượt quá khả năng của tay cần, phải thực hiện quăng gàu, chu kì công tác

tăng, năng suất giảm. Chỉ thực hiện quăng gàu khi thực sự cần thiết.

+ Năng suất ñào và ñổ lên phương tiện vận chuyển thấp hơn các loại máy ñào gàu thuận và gàu

nghịch có cùng dung tích gàu do tốn công ñiều khiển gàu ñổ ñúng vị trí.

2.3. Năng suất của máy ñào một gàu

 a. Năng suất lí thuyết

 Trong ñó

+ q (m3): dung tích gàu.

+ KS: Hệ số ñầy vơi.

+ ρo: Hệ số tơi xốp ban ñầu của ñất.

+ T (s): Chu kỳ ñào ñất trong một ñơn vị thời gian.  

T = t1 + t2 + t3 + t4 (s).

t1: Thời gian ñào ñất ñầy gàu ( t1 = const)

t2: Thời gian quay máy ñến vị trí ñổ.

t3: Thời gian ñổ ñất ( t3 = const).

t4: Thời gian quay máy về vị trí ñào mới.

 b. Năng suất thực tế của máy ñào

 Trong ñó

NLT: Năng suất lí thuyết.

Z: Số giờ làm việc trong một ca ( Z = 7÷8 giờ).

ktg: Hệ số sử dụng thời gian ( ktg= 0,8 ÷ 0,85).

Nhận xét

Để nâng cao năng suất của máy ñào, về mặt kĩ thuật phải giảm chu kì công tác của máy và phải

nâng cao hệ số ñầy vơi khi ñào ñất. Muốn vậy, ñòi hỏi phải giảm t2  và t4, nghĩa là phải bố trí

tuyến vận chuyển so với vị trí ñào hợp lí. Ngoài ra ñòi hỏi người ñiều khiển máy phải có tay

nghề chuyên môn cao, có kinh nghiệm và kỹ thuật cao. Về mặt tổ chức, cần phải nâng cao hệ số

tận dụng thời gian Ktg. Để nâng cao hệ số Ktg cần phải bố trí khoang ñào, ñường di chuyển của

máy, của phương tiện vận chuyển cho phù hợp.

2.4. Máy ñào nhiều gầu:

a. Cấu tạo máy xúc nhiều gầu

Cả 2 loại máy xúc nhiều gầu hệ xích và hệ Rôto ñều gồm: 

- Đầu kéo bánh xích 

- -Bộ công tác 

- Thiết bị chuyển tải 

Đầu kéo làm nhiệm vụ di chuyển khi ñào cũng như di chuyển chổ ñào. 

Đầu kéo thường dựa trên cơ sở máy kéo bánh xích nhưng cơ cấu di chuyển ñược kéo dài hơn ñể

giảm áp lực riêng trên ñấtvà ñể ổn ñịnh dọc trục những trương hợp cần thiết phải bổ sung thêm

ñối trong 

b. Nguyên lý hoạt ñộng

Thông thường có từ 10-24 gàu trên 1 máy. Mỗi gàu cũng làm việc theo 1 chu kỳ nhất ñịnh 

VD: một gàu nào ñó bắt ñàu ăn ñất thì gàu trước nó dang thực hiện ñào ñất hoặc ñã hoàn thành

nguyên công này. Còn gàu tiếp theo nó lại trở về vị trí cũ sau khi thực hiện ñổ ñất. Vì vậy, ở

cùng 1 thời ñiểm nào ñó cógàu thực hiện nguyên công ñào, có gàu thực hiện nguyen công vận

chuyển, có gàu ñổ ñất, có gàu trở về tầng ñào 

 56

- Các méo cắt của gàu ( răng gàu, lưỡi cắt) chuyển ñộng phức tạp. Vừa chuyển ñộng theo

Rôto hay dải xích vừa chuyển ñộng theo máy trong quá trình làm việc

c. Ưu ñiểm

- Do máy ñào nhiều gàu hoạt ñộng liên tục nên năng suất thường gấp 1,5- 2,5 lần so với năng

suất của máy ñào 1 gàu khi chúng có cùng 1 công suất. 

- Khối lượng riêng ( tính trên 1 ñơn vị năng suất) của máy xúc nhiều gầu nhỏ hơn máy xúc1 gầu.

nhất là vơi những máy ñào có năng suất từ 100- 150 m3 trở lên. 

Với 2 máy cùng năng suất: 

- Khối lượng của máy xúc nhiều gầu nhỏ hơn máy xúc 1 gầu từ 1,5- 2 lần. 

- Năng lượng tiêu hao( tính trên 1 ñơn vị dung tích gàu) của máy xúc nhiều gầu nhỏ hơn. 

- Việc cơ giới hoá, ñồng bộ 1công trình, hoàn thiện tầng ñào, thi công theo tuyến, ñiều khển dể

dàng và nhẹ nhàng hơn 

d. Nhược ñiểm

- máy xúc nhiều gầu thiếu tính vạn năng, giá thành chế tạo, mua sắm, chi phí bảo trì lớn... 

e. Phạm vi sử dụng

Việc sử dụng máy xúc nhiều gầu chỉ có hiệu quả kinh tế cao hơn máy xúc 1 gầu ở những công

việc cần ñịnh hình hoá và chuyên môn hoá caovới khối lượng công việc lớn và tập trung. 

*Máy xúc nhiều gầu lớn nhất thế giới Bagger 288

 Bagger 288 do công ty Krupp của Đức sản xuất năm 1978 theo ñơn ñặt hàng của công ty khai

mỏ Rheinbraun. Bagger 288 có tổng khối lượng lên tới 13.500 tấn Bagger 288 dài 240 m, cao 96

m, rộng 46 m (tương ñương một ngôi nhà 35 tầng)

Bagger có khả năng xúc ñược 240.000 m3 ñất ñá một ngày ñêm (tương ñương lượng ñất ñá chất

ñầy một sân bóng ñá với chiều cao bằng ngôi nhà 10 tầng)

Tổng công suất của các ñộng cơ vận hành Bagger 288 lên tới hàng chục MW, tương ñương với

lượng tiêu thụ năng lượng của một thành phố nhỏ.

Bagger di chuyển nhờ hệ thống gồm 12 bánh xích (crawler-transporter của NASA chỉ có 8 bánh

xích), mỗi bánh xích rộng 3,8 m. Áp lực mà Bagger 288 tạo ra là 1,7kg/cm2.

Tốc ñộ di chuyển của Bagger 288 là 10 m/phút. Mặc dù có thể tự di chuyển, nhưng quãng

ñường xa nhất mà Bagger 288 từng ñi là 22 km khi phải chuyển từ mỏ Hambach sang mỏ

Garzweiler vào năm 2001.

3. LÀM ĐẤT BẰNG MÁY ỦI

 57

3.1. Đặc ñiểm-phân loại

+ Máy ủi là loại máy làm ñất có thể làm việc ñộc lập hay kết hợp với những máy khác. Là loại

máy vừa ñào vừa vận chuyển.

+ Dùng máy ủi ñể ñào hố, rãnh với chiều sâu không quá lớn, thích hợp với những hố ñào nông

và rộng, dài.

+ Có thể dùng máy ủi ñể ñắp nền ñất với chiều cao cần ñắp từ 1 ÷ 1,5m .

+ Sử dụng máy ủi ñể san lấp mặt bằng, bóc các lớp ñất không sử dụng.

+ Đào gốc, phá ñá, làm máy kéo hoặc ñể hỗ trợ lực ñẩy cho máy cạp hoặc các loại máy khác,

sửa chữa ñường...

+ Khoảng cách vận chuyển thích hợp của máy ủi từ 25 ÷ 100m, hợp lí nhất trong khoảng 50m

+ Các loại máy ủi thông dụng hiện nay: DT75, T130, T140, D7...ben ủi ñược ñiều khiển bằng

thuỷ lực. Ben ủi có thể nâng lên hạ xuống, thay ñổi góc nghiêng so với mặt phẳng san ủi hoặc

thay ñổi góc nghiêng so với trục dọc máy (hình 1-44).

 Hình 1-44. Trạng thái của ben máy ủi

3.2. Các sơ ñồ vận hành

 a. Sơ ñồ ñi thẳng về lùi (hình 1-45)

+Máy ủi chạy thẳng ñể ñào ñất vận chuyển ñến nơi ñổ sau ñó trở về vị trí ñào bằng cách chạy

giật lùi.

+ Khi ñào và vận chuyển trong khoảng 10 ÷ 50m ñể ñổ hay lấp các hố, vũng sâu thì nên áp dụng

sơ ñồ này. Hay nói cách khác: áp dụng sơ ñồ này khi khoảng cách ñào và vận chuyển không lớn,

yêu cầu tập trung ñất về một phía của công trình.

Hình 1-45. Sơ ñồ ñi thẳng về lùi 

b. Sơ ñồ ñi thẳng về quay (hình 1-46)

Hình 1-46. Sơ ñồ ñi thẳng về quay

 58

+ Máy ủi chạy thẳng ñể ñào và vận chuyển ñất ñến nơi ñổ sau ñó quay ñầu lại tiếp tục ủi về

hướng ban ñầu.

+ Áp dụng khi tiến hành san ủi mặt bằng, khi khoảng cách ñào và vận chuyển lớn, ứng dụng ñể

ñào và vận chuyển ñất về một hoặc cả hai phía của công trình.

 c. Sơ ñồ ñào thẳng ñổ bên (hình 1-47)

 Hình 1-47. Sơ ñồ ñào ñổ bên

+ Máy ủi ñất chạy dọc ñến nơi ñổ ñất rồi quay sang bên ñể ñổ ñất. Sau ñó chạy giật lùi hoặc

quay ñầu trở về.

d. Sơ ñồ ñào bậc (hình 1-48)

Hình 1-48. Sơ ñồ ñào bậc

Máy ủi ñất,  vận chuyển ñến nơi ñổ rồi giật lùi về nơi ñào mới, cứ thế ñất ñược ñào thành từng

bậc. Sơ ñồ này thích hợp khi thi công ở những mặt bằng rộng.

  e. Sơ ñồ số tám (hình 1-49)

 + Máy ủi ñào, vận chuyển ñất ñến nơi ñổ (hay ñắp) theo lộ trình hình số tám. Theo cách ñào

này máy ủi chỉ tiến khônglùi.

  + Sơ ñồ này thích hợp khi ñường vận chuyển lớn hơn 50m và nơi ñắp (hay ñổ)

Hình 1-49. Sơ ñồ số tám

 59

3.3. Năng suất của máy ủi

a. Năng suất lí thuyết giữa hai nơi ñào hay ngược lại

 Trong ñó :  

+ 3600: hệ số quy ñổi giờ thành giây.

+ Ki: Hệ số tận dụng ñộ dốc.

+ Kr:Hệ số rơi vãi.

+ TCK: Chu kì công tác.

 + l

ñ, lvc (m): quãng ñường ñào ñất, vận chuyển ñất.

+ vñ, vvc (m/s): vận tốc khi máy ñào và khi máy vận chuyển ñất.

+ vo (m/s): vận tốc khi máy chạy lùi.

+ to (s): thời gian quay, cài số, nâng hạ bàn gạt.

+ q (m3): Thể tích ñống ñất trước ben ủi

+ L (m): Chiều dài ben ủi.

+ H(m): Chiều cao ñống ñất trước ben ủi.

+ Kñ: Hệ số kể ñến hình dạng của ñống ñất trước ben ủi.

 b. Năng suất thực tế của máy ñào

NTT = NLT Z ktg   (m3/ca)

Trong ñó:

+ NKT: năng suất lí thuyết.

+ Z: số giờ làm việc trong một ca ( Z=7÷8 giờ)

+ ktg: hệ số sử dụng thời gian ( kt= 0,8 ÷ 0,85).

3.4. Các biện pháp tăng năng suất của máy ủi

a. Chọn sơ ñồ di chuyển hợp lí.

b. Giảm cản lực.

+ Lợi dụng ñịa hình cho máy ñi xuống dốc khi ủi.

+ Chọn chiều dày lớp ñất cắt hợp lí.

+ Trong nhiều trường hợp phải làm tơi, làm ẩm ñất.

 c. Hạn chế sự rơi vãi của ñất ra ngoài ben ủi  

* Biện pháp ñào rãnh (hình 1-50)

 60

 Hình 1-50: Biện pháp ñào kiểu rãnh

Cho máy ñào thành từng rãnh liền nhau, mỗi rãnh có chiều rộng bằng chiều rộng của ben ủi, sâu

0,6÷1m, cách nhau từ  0,4÷0,6m. Sau ñó cho máy chạy nghiêng khoảng 30ovới rãnh vừa ủi ñể

gạt nốt phần bờ còn sót lại. Biện pháp này làm giảm lượng ñất rơi vãi nhưng làm tăng cản lực

tác dụng lên máy trong quá trình ủi.

*Biện pháp ghép máy (hình 1-51)

 Hình 1-51: Bi

ện pháp ghép máy ủi

a) ghép song song; b) ghép so le

Ghép hai hay nhiều máy chạy song song với nhau (ñi ngang nhau hoặc so le nhau), cách nhau

những khoảng từ  30÷50cm. Áp dụng biện pháp này khi mặt bằng thi công rộng rãi và năng lực

thi công của ñơn vị thi công cho phép sử dụng nhiều máy. Tuy nhiên khi quãng ñường vận

chuyển quá dài thì biện pháp này cũng không thực sự hiệu quả vì khi ñó ñất vẫn rơi vãi nhiều ra

khỏi ben ủi.

* Ủi dồn ñống (hình 1-52)

Khi quãng ñường ủi và vận chuyển ñất quá dài, không thể chạy máy ủi một lượt vì khi ñó ñất sẽ

rơi vãi ra ngoài ben ủi, hiệu quả không cao.Khi ñó cho máy

 Hình 1-52: Biện pháp ủi ñống

 61

* Lắp thêm hai cánh vào ben ủi

Lắp thêm hai cánh vào hai bên ben ủi ñể tăng lượng chứa trước ben ủi.

4.4. THI CÔNG ĐẤT BẰNG MÁY CẠP

4.4.1. Đặc ñiểm-phân loại

 a. Đặc ñiểm

+ Máy cạp hay còn ñược gọi là máy xúc chuyển là loại máy làm ñất cơ bản, nó có thể ñào, vận

chuyển, rải ñất và san phẳng ñịa hình trong quá trình làm việc.  

+ Có thể sử dụng ñào hố móng khi chiều sâu hố móng không lớn nhưng chạy dài theo tuyến.

+ Máy có thể làm việc tới loại ñất cấp III, tuy nhiên khi ñất quá cứng nên làm ẩm, làm tơi hoặc

hỗ trợ lực ñẩy cho máy.

+ Máy cạp không leo ñược những dốc lớn, nên chỉ ñào ñược những hố nông. Hoạt ñộng kém

năng suất ở những nơi có ñịa hình mấp mô (∆h >± 0,5 ÷ 0,6m ), ñất lẫn ñá to, cây cối ... hoặc ñất

quá dính.

+ Các loại máy cạp thường có dung tích thùng cạp từ 1,5÷25m3, trường hợp ñặc biệt, dung tích

của máy có thể còn lớn hơn nhiều. Để sử dụng có hiệu quả máy cạp, ngoài việc phụ thuộc vào

ñịa hình, mặt bằng cũng như tổng khối lượng ñào hoặc ñắp, cần lựa chọn máy cạp có dung tích

thùng phù hợp với chiều dài quãng ñường vận chuyển:

+ Đối với Lt/b = 300m  -> dung tích thùng cạp: q = 3m3

+ Đối với Lt/b = 400m-500m -> dung tích thùng cạp: q = 6-8m3

+ Đối với Lt/b≥  500m -> dung tích thùng cạp: q > 10m3

Cự li hoạt ñộng hiệu quả của máy cạp từ 500m÷5000m.

 b. Phân  loại máy cạp

* Theo dung tích thùng cạp

+ Loại nhỏ, có dung tích thùng cạp từ 1.5÷4m3.

+ Loại trung bình, có dung tích thùng cạp từ  5÷12m3.

+ Loại lớn, có dung tích thùng cạp từ  15÷18m3.

* Theo khả năng di chuyển

+ Tự hành

+ Bán tự hành.

+ Loại có rơ mooc kéo theo

* Theo cách thức nâng hạ thùng cạp

Điều khiển bằng thuỷ lực, ñiều khiển bằng cáp. ủi dồn ñống theo từng ñoạn, sau ñó tiếp

tục ủi các ñống ñi. Khoảng cách ủi hiệu quả của máy ủi là từ 30÷60m tuỳ thuộc từng loại máy

ủi.

 Hình 1-53. Máy cạp tự hành

 1.Đầu máy kéo, 2.Trục nối, 3.Khung kéo, 4.Nắp thùng 5.Thùng 6.Xilanh ñóng mở nắp 7.Bánh

sau 8.Tấm ñẩy 9.Thành gạt 10.Dao cắt 11.Khung treo thùng 12.Xilanh nâng hạ thùng 13.Xilanh

lái hướng máy 14.Bánh trước

 62

4.4.2. Kỹ thuật thi công ñất bằng máy cạp

&feature=player_embedded

&feature=related

a. Các giai ñoạn làm việc của máy cạp

Quá trình làm việc của máy cạp trải qua 4 giai ñoạn:

+ Giai ñoạn cắt ñất tích ñầy thùng: lưỡi dao thùng cạp cắm sâu xuống ñất từ 0.12m ñến 0.32m

tuỳ thuộc ñất rắn hay mềm và khả năng của máy. Máy di chuyển chậm.

+ Giai ñoạn vận chuyển ñất: Máy cạp vận chuyển ñất tới vị trí ñổ. Giai ñoạn này máy di chuyển

nhanh hơn nhiều so với giai ñoạn cắt ñất.

+ Giai ñoạn dỡ tải: Máy cạp  ñổ ñất hoặc rải ñất, máy ñi giật lùi.

+ Giai ñoạn quay về vị trí ñào: Máy di chuyển về vị trí ñào với vận tốc nhanh. 

Chiều dài quãng ñường cạp ñất ñầy thùng:

Trong ñó: 

q(m3)-dung tích thùng cạp; 

b(m)-chiều rộng lưỡi dao thùng cạp;

h1(m)-chiều dày lớp ñất cắt; 

Ks-hệ số chứa cho theo bảng tra phụ thuộc vào loại ñất;

ρo-hệ số tơi xốp ban ñầu.

Chiều dài ñoạn ñường rải ñất:

 Trong ñó:

 h2(m)-chiều dày lớp ñất rải.

b. Hình dáng nhát cắt và sơ ñồ di chuyển của máy cạp

* Hình dáng nhát cắt

 63

Hình 1-54: Các hình dáng nhát cắt của máy cạp

1. Cắt theo hình tam giác; 2. Cắt theo hình răng cưa;  3. Cắt theo hình thang

Tuỳ theo ñộ dính và tính chất của ñất, ta có các hình dáng nhát cắt như hình 1-54. Ta có:

h1>h2>h3; l1<l2<l3

Việc cắt ñất theo các hình dáng nhát cắt như trên còn tuỳ thuộc vào tay nghề cũng như kinh

nghiệm của người vận hành máy cũng như kinh nghiệm của người vận hành máy.

Hình 1-55: Sơ ñồ di chuyển

a) Hình elip, b) Sơ ñồ di chuyển hình bình hành

* Các sơ ñồ di chuyển

- Sơ ñồ hình elíp (hình 1-55) 

Là sơ ñồ vòng kín, nhược ñiểm của sơ ñồ này là trong suốt quá trình làm việc máy chỉ chuyển

hướng theo một phương và lên dốc ñột ngột khi ñào ñất ñầy thùng và di chuyển ñể ñổ ñất.

Để giảm ñộ dốc khi vận chuyển ñất có thể bố trí cho máy chạy theo sơ ñồ hình elip lệch (sơ ñồ

hình bình hành-hình 1-55). Với sơ ñồ này ñường lên xuống sẽ không thẳng góc với trục của

kênh ñào nên tránh ñược sự lên dốc quá cao có hại cho máy.

- Sơ ñồ hình số tám (hình 1-56)

 64

Hình 1-56: Sơ ñồ di chuyển hình số tám

1. Cạp ñất; 2. Vận chuyển ñất; 3. Rải ñất; 4. Trở về vị trí ñào

Là sơ ñồ kết hợp của 2 sơ ñồ hình elíp hoặc elíp nghiêng  áp dụng khi diện tích mặt bằng rộng

rãi, khối lượng ñào ñắp lớn. Một chu kỳ làm việc theo sơ ñồ này gồm hai lần cạp ñất và hai lần

ñổ ñất. Khi máy hoạt ñộng theo sơ ñồ này, vòng quay luôn thay ñổi nên làm cho người lái ñỡ

mỏi mệt và máy cũng ñỡ bị mòn lệch về một phía.  

- Sơ ñồ zích zắc (hình 1-57) 

 Hình 1-57: Sơ ñồ di chuyển hình díc dắc

 Các máy cạp nối ñuôi nhau chạy dọc công trình, vừa ñào vừa ñổ ñất. Áp dụng sơ ñồ này trong

những công trình ñất chạy dài.

- Sơ ñồ hình con thoi(hình 1-58) 

 Một chu kì ñào ñất theo sơ ñồ này gồm hai lần ñào ñất và hai lần ñổ ñất. Áp dung sơ ñồ này khi

bóc lớp thực vật trên nền công trình ñêm ñổ ñi nơi khác hayñào ñất trên mặt kênh, hố móng

rộng. Ngoài những sơ ñồ nêu trên, do yêu cầu tính chất công việc có thể áp dụng sơ ñồ số tam

kết hợp với sơ ñồ dích dắc hoặc sơ ñồ số tám dẹt.

 Hình 1-58: Sơ ñồ di chuyển hình con thoi

4.3. Năng suất của máy cạp

 a. Năng suất lí thuyết

Trong ñó :  

3600: Hệ số quy ñổi giờ thành giây.

q (m3): Dung tích thùng chứa.

KS: Hệ số ñầy vơi.

ρo: Hệ số tơi xốpban ñầu của ñất.

T (s): Chu kỳ làm việc

 65

11, l2, l3, l4 (m): Quãng ñường cạp ñất, vận chuyển, rải ñất, quay về vị trí.  

v1, v2, v3, v4 (m/s): Vận tốc tương ứng khi máy cạp ñất, vận chuyển, rải ñất, quay về vị

trí ñào.

to: Thời gian thao tác quay máy, nâng, hạ gàu, sang số (s).

 b. Năng suất thực tế 

 Trong

ñó :  

NKT: Năng suất kỹ thuật.

Z: Số giờ làm việc trong một ca ( Z=7÷8h).

Ktg: Hệ số sử dụng thời gian ( Kt = 0,8 ÷ 0,85).

4.4. Các biện pháp tăng năng suất của máy cạp

 a. Giảm cản lực nền ñất tác dụng lên máy ñể làm tăng tốc ñộ di chuyển khi cắt ñất, như vậy sẽ

giảm chu kì công tác, bằng cách:

+ Lợi dụng ñịa hình cho máy ñi xuống dốc.

+ Làm ẩm, làm tơi ñất khi ñất quá khô và cứng.

+ Hỗ trợ lực ñẩy cho máy cạp.

+ Chọn sơ ñồ cắt ñất hợp lí ñể làm giảm cản lực.

b. Cho máy làm việc với hñào  lớn nhất có thể: như vậy ñoạn ñường ñào ñất sẽ giảm, chu kì

công tác giảm, năng suất tăng.

 c. Lựa chọn sơ ñồ di chuyển hợp lí

 d. Chọn máy cạp có dung tích thùng chứa phải phù hợp với ñoạn ñường vận chuyển:

Vận chuyển xa thì dùng máy có dung tích lớn và ngược lại. Máy kéo có công suất lớn có thể kéo

cùng lúc nhiều thùng cạp.

e. Thường xuyên sửa chữa ñường di chuyển của máy: ñể tăng vận tốc di chuyển, giảm chu kì

công tác. Ngoài ra, muốn tăng năng suất máy cạp, cần tăng hệ số tận dụng thời gian và tăng tối

ña số giờ làm việc trong ca.

ß5. ĐÀO ĐẤT TRONG HỐ MÓNG BỊ NGẬP NƯỚC  :

Ở khu vực ngập nước, với dạng móng có bệ ngập sâu vào trong nền người ta tiến hành ñóng

vòng vây cọc ván xung quanh phạm vi móng và ñào ñất trong vòng vây ñể tạo hố thi công bệ

móng. Sau khi ñào lấy ñất ñến cao ñộ thiết kế  ñáy móng ñược ñổ một lớp bê tông và bơm cạn

nước.  Đào ñất  hố móng trong ñiều kiện ngập nước bằng một trong hai biện pháp: dùng máy

ñào gầu ngoạm và bằng biện pháp xói hút. 

 Hình 1-59 : Đào ñất hố móng trong ñiều kiện ngập nước bằng máy ñào gầu ngoạm.

a) Trường hợp nước ngập nông. b) Trường hợp nước ngập sâu.

1- Vòng vây cọc ván.        2- ñường công vụ.  3- sà lan.

So với MNTC, nếu chiều sâu ngập nước Hn < 2m, thiết bị ñào và vận chuyển ñất  thải phải ñứng

và di chuyển trên ñường công vụ hoặc trên sàn ñạo. Với chiều sâu ngập nước Hn ≥ 2m , sử dụng

các phương tiện nổi là sà lan hoặc hệ phao làm mặt bằng thi công trên mặt nước. Với nền sét, sét

 66

pha hoặc cát thô, cát lẫn sỏi sạn, trong hố móng không bị vướng các ñầu cọc thì nên sử dụng

máy ñào gầu ngoạm có dung tích gầu từ 1,2÷2,5m3. Khi Hn <2m, bố trí xe cẩu di chuyển trên

ñường công vụ ñể ñào lấy ñất ở các vị trí của hố móng và ñất thải ñược ñổ sang bên cạnh.  Khi

Hn ≥ 2m ñặt xe cẩu ñứng cố ñịnh trên phao thả gầu lấy ñất ở trong hố móng rồi ñổ ñất ra sông

hoặc ñổ vào xà lan vận chuyển. Với nền cát, cát lẫn sỏi cuội rời rạc và ñặc biệt nền ñào bị vướng

các ñầu cọc ñào ñất hố móng bằng biện pháp xói hút hoặc hút thủy lực.  

Khi gặp nền ñất chặt, sử dụng thiết bị xói hút có các ñầu vòi xói nước ñể phá ñất  nền thành bùn

với các hạt rời và dùng ñầu hút ñể hút hỗn hợp bùn thải ra ngoài. Máy  hút bùn có hai loại : máy

hút khí ñộng thổi bằng hơi ép và máy hút thủy lực dùng bơm ép  nước. Cấu tạo máy hút khí

ñộng bao gồm ống hút có ñường kính 100÷250mm, ñi kèm song song với ống hút là ñường ống

dẫn hơi ép xuống buồng hút bó trí gần sát cửa hút ở phía dưới. Tại ñây ñường ống hơi ép ñổi

chiều và thổi vào trong buồng hút một góc chéo 20÷250 so với phương thẳng ñứng rồi theo

ñường ống ñi ngược lên  tạo nên một buồng chân không tại khu vực cửa hút,  do ñó nước và bùn

bị cuốn vào rồi theo luồng khí ép chảy dọc theo ống hút ñể xả ra ngoài. Máy có thể cuốn theo

lên cả những viên ñá kích cỡ lớn lớn có thể làm tắc ñường ống,  do ñó ở miệng ống người ta hàn

lưới ñể chặn lại chỉ cho những viên ñá có kích thước nhỏ hơn  1/4 ñường kính ống lọt qua. Biện

pháp xói hút không áp dụng ñược ñối với nền sét dẻo bởi dễ bị làm tắc ñường ống trong quá

trình bơm hút.  

 Hình 1-60: Cấu tạo máy xói hút khí ñộng và biện pháp tổ chức ñào ñất bằng máy xói hút.

a- Cấu tạo chung của máy xói hút ; b- ñầu xói ; c- ñầu hút

Để ñào xói ñất phải có máy bơm áp lực nước 90m và lưu lượng 90m3/h,  năng suất  của máy hút

từ 2÷4m3/h. Chỉ tiêu hơi ép cho 1m3 bùn hút lên phụ thuộc vào ñộ sâu ñào và xác ñịnh theo ñồ

thị  trong hình vẽ dưới ñây,  trong ñó  h là ñộ cao ñưa bùn lên khỏi mặt nước còn H  tính từ cao

ñộ ñặt máy ñến cao ñộ ñầu hút.

Hình  1-61: Chỉ tiêu hơi ép và thông số kỹ thuật của một số máy hút khí ñộng.

Thiết bị xói hút ñược gắn trên giá chữ A và ñược di chuyển trên mặt sàn ñạo  dựng trên mặt

vòng vây của hố móng.                                                                                           

 67

Cấu tạo của máy hút thủy lực tương tự như máy hút khí ñộng nhưng dùng dòng nước bơm với

áp lực nước 1,0÷1,5 Mpa và lưu lượng 150m3/h ñể tạo thành dòng hút  

Với nền cát rời mềm thì không cần vòi xói ñể ñào phá mà có thể dùng ñầu hút trực tiếp hút ñất

cát lên. Trước tiên tạo lỗ lòng chảo sâu hơn mặt nền xung quanh 20÷30cm và thả ñầu hút xuống

sát mặt nền , khi hút nước bị cuốn vào rồi tạo thành dòng chảy tốc ñộ lớn làm xói ñất nền và

cuốn theo.  Dùng cần cẩu hoặc giá chữ A di chuyển dần ñầu hút ñể có thể ñào rộng ra xung

quanh và sâu dần xuống ñến cao ñộ cần thiết.    

Khi những viên ñá có kích cỡ lớn không lọt qua cửa hút của máy hút bùn ñọng lại ở dưới ñáy hố

móng với khối lượng lớn người ta dùng một loại thiết bị gọi là lồng hút ñá hoạt ñộng theo

nguyên lý của máy hút thủy lực nhưng chỉ hút những viên ñá kích thước 10÷25cm. Các viên ñá

này hút vào lồng chứa bằng thép, khi ñầy cả ñầu hút ñược lấy lên ñể xả ñá ra.  

 Hình 1-62: Cấu tạo máy hút thủy lực (a) và lồng hút ñá (b).

1- lồng chứa. 2-ống bơm nước. 3- buồng hút.  4- ống hút. 5- lưới chắn.  6- ñá cuội ñược

hút lên.

ß6. CÔNG TÁC NỔ MÌN

 Nổ mìn là sử dụng sức công phá của thuốc nổ ñể phá vỡ một khối lớn, rắn chắc. Trong xây

dựng nổ mìn ñược dùng ñể ñào phá ñá mở ñường, ñào hầm và khai thác ñá trong các mỏ vật

liệu, phá dỡ công trình cũ, tạo mặt bằng.. .  Trong thi công cầu một số trường hợp sau ñây cũng

cần phải áp dụng biện pháp nổ mìn ñể phối hợp với những công tác thi công khác :  

-  Phá những tảng ñá mồ côi.  

- Đào phá ñá dưới ñáy hố móng.  

- Phá móng và mố trụ cầu cũ.  

- Phá dỡ kết cấu nhịp cầu cũ.  

Khi gặp phải những trường hợp trên,  ñơn vị thi công thường phải thuê những ñơn vị khác có

chuyên môn và tư cách pháp nhân về nổ mìn thực hiện. Nếu ñơn vị thi công có chứng chỉ về nổ

mìn và xin cấp phép thì có thể tự tổ chức nổ phá. Dù sao người kỹ sư xây dựng cũng cần phải có

kiến thức cơ bản về nổ phá mìn.  

 68

1- Khái niệm về nổ mìn :

Nổ là một phản ứng hóa học cực nhanh kèm theo giải phóng một năng lượng lớn,  tại tâm nổ

nhiệt ñộ lên tới 30000C,  áp suất cao và tăng ñột ngột làm cho  môi trường xung quanh tâm nổ

sinh ra làn sóng lan truyền va ñập với vận tốc lớn,  những tác dụng này có sức công phá và hủy

hoại ghê gớm,  càng gần tâm nổ ảnh hưởng này càng lớn.  Quan sát môi trường sau khi nổ người

ta phân biệt ba vùng tác dụng gồm  : 

- Vùng nén, môi trường bị nén chặt ñột ngột và bị nát vụn.  

-  Vùng phá rời : môi trường bị chia cắt, phá vỡ  

- Và vùng chấn ñộng: làn sóng va ñập không ñủ phá vỡ kết cấu mà chỉ làm chấn ñộng các phần

tử tạo nên môi trường, vùng này ñược coi là còn nguyên vẹn sau khi nổ. Trong nổ phá chúng ta

chỉ quan tâm ñến hai vùng trong và gọi chung là vùng phá hoại.

 Hình 1-63: Các vùng tác d

ụng của nổ.

1-Vùng nén (nát vun). 2- Vùng phá rời. 3- Vùng chấn ñộng

 Hình 1-64: Ba hình th

ức nổ mìn :

nổ hạn chế n<1 ; b) nổ tung n=1 ;c) nổ văng xa n>1

Một lượng thuốc nổ tập trung ñược chuẩn bị ñể nổ gọi là một phát mìn. Phát mìn ñặt nằm áp sát

vào ñối tượng cần phá gọi là mìn ñắp hay mìn ốp,  phát mìn nằm  sâu ở trong ñối tượng nổ phá

gọi là mìn nạp. Loại mìn phổ biến ñược sử dụng là mìn nạp. Với mìn nạp, khối thuốc ñược ñặt

vào trong môi trường cần phá và nén chặt lại,  khi nổ năng lượng ñược giải phóng và sẽ phá

nhiều về phía nào có lớp bảo vệ mỏng hơn. Một môi trường nổ phá có thể có một hoặc nhiều

mặt thoáng. Khoảng cách ngắn nhất từ tâm nổ ñến mặt thoáng  gọi là ñường kháng và kí hiệu là

w,  còn bán kính ñường tròn vĩ tuyến giao cắt giữa vùng phá hoại với mặt thoáng gọi là bán kính

phễu nổ r. Nếu cùng một lượng thuốc nổ,  ñối với những ñường kháng khác nhau thì hình dạng

và kích thước phễu nổ sẽ khác nhau. Căn cứ vào hình dạng của phễu nổ người ta chia ra làm ba

hình thức nổ mìn nạp : nổ hạn chế, nổ tung và nổ văng xa ( bắn mìn). Giữa giá trị ñường kháng

và kích thước phễu nổ có mối quan hệ với nhau, ñồng thời liên quan ñến ba hình thức nổ trên. 

Để tạo ra các vụ nổ theo hình thức ñã ñịnh người ta sử dụng một ñại lượng phản ánh mối quan

hệ này gọi là chỉ số tác dụng của phát mìn,  tính bằng tỉ số giữa bán kính phễu nổ và ñường

kháng.   

  n<1 – nổ mìn hạn chế, không bắn ñi xa và ít chấn ñộng xung quanh, trong ñó: 

 n ≤0,35 - nổ tạo bầu trong ñất.  

 69

 n = 0,7 nổ om,  ñất ñá vỡ nát nằm nguyên tại chỗ 

 n=1 - nổ tung, tạo thành phễu nổ.  

 n>1 : nổ văng xa, ñất ñá bị phá vụn và ñẩy ra xa.  

2. Vật liệu nổ :  

Thuốc nổ : là một chất hoặc hợp chất hoá học trộn lẫn với một số chất phụ gia.  

Những chỉ tiêu cơ bản của thuốc nổ : 

+ Độ nhạy :khả năng phát nổ do tác dụng của một xung lượng nào ñó.  

+ Sức nổ : khả năng sinh công phá hoại môi trường nổ ( cm3).  

+ Sức công phá : khả năng phá hoại của thuốc nổ tác dụng vào môi trường nằm gần phát mìn.

(mm) 

+ Tốc ñộ kích nổ  m/s  

+ Độ chuyền nổ : khả năng kích nổ khi khởi nổ một thỏi thuốc trong một phát thuốc nổ có nhiều

thỏi.  Thử ñộ nhạy bằng cách cho rơi một quả nặng 8daN xuống 0,05g thuốc và xác ñịnh hai

thông số : chiều cao rơi tối thiểu ñể quả nặng rơi xuống thuốc nổ gây ra nổ (cm) và tính % số lần

nổ khi cho rơi từ chiều cao 25cm.  Thử sức nổ bằng cách cho 10g thuốc nổ vào lỗ tạo sắn  kích

thước φ 25mm, dài 125mm trong khối chì hình trụ φ 200mm, cao  200mm và kích nổ bằng kíp.

Sau khi nổ lỗ trong khối chì bị biến dạng thành hình quả lê. Đo thể tích dãn ra trừ ñi thể tích lỗ

trước khi nổ ta ñược sức nổ tính bằng cm3.  

Thử sức công phá bằng cách cho 50g thuốc nổ gói chặt  trên một miếng thép dày 10mm, miếng

thép này ñặt trên thỏi chì nguyên chất φ 40mm,cao 60mm. Đáy thỏi chì ñặt trên ñế thép dày

20mm. Sau khi  kích gói thuốc nổ bằng kíp,thỏi chì bị ép xuống, ñộ chênh lệch chiều cao cho

biết sức công phá của thuốc nổ.  

a/Một số chất nổ công nghiệp thông dụng : 

TNT ( Trinitrôtôlin) : Là loại thuốc nổ ñơn chất, kết tinh mầu vàng, mùi thơm, vị ñắng và rất

ñộc. TNT sản xuất dưới dạng bột khô,vảy trấu, hoặc ép bánh. Đây là loại có sức nổ trung bình,

an toàn, có thể nổ trong nước, tạo nhiều khói.  

Amônít : Là loại thuốc nổ hỗn hợp, thành phần gồm TNT, NaCl, bột nhôm, mùn cưa.. .  Hạt nhỏ

cứng và rời ñược ñóng  thành thỏi mầu vàng nhạt.  Amônít ñược chia thành nhiều nhóm theo số

hiệu. Amônít có sức nổ kém TNT nhưng sức công phá lại lớn hơn, an toàn, tan trong nước, khi

nổ ít tạo khói.  

Dynamít : Là thuốc nổ hỗn hợp,  thành phần chủ yếu là Nitro glyxêrin. Dẻo mầu nâu sẫm,  sức

nổ mạnh,kích nổ khi va chạm chà xát và nhiệt ñộ >80C,  vì vậy kém  an toàn. Dynamít nổ ñược

trong nước, và khi nổ không tạo ra khí ñộc.

b/Phương tiện gây nổ : 

Để làm nổ một phát mìn cần cung cấp cho nó một năng lượng nhất ñịnh gọi là xung lượng kích

nổ. Chất kích nổ là một lượng thuốc nổ nhỏ nhưng mạnh và nhạy, ñược chế tạo sẵn dưới dạng

kíp nổ hoặc dây nổ. Đối với phát mìn lớn thì chất kích nổ chia làm 2 tầng: kích nổ - mồi nổ -

khối thuốc nổ. Mồi nổ là lượng thuốc nổ gắn sau kíp có sức công phá mạnh.  

 70

 Hình 1-65: Cấu tạo kíp ñốt và kíp ñiện

1-vỏ nhôm hoặc ñồng. 2-thuốc kích nổ  lần 2. 3-vỏ dựng thuốc kích nổ lần 1.4-thuốc kích nổ lần

1. 5-ñiểm hoả ( mắt ngỗng). 6-chất cháy chậm.7-dây tóc bốc cháy. 8-dây ñiện; 9- chất cách ly.

c/Kíp nổ có hai loại : kíp nổ ñốt và kíp ñiện.  

Kíp  ñốt ñược gắn vào dây cháy chậm,  khi ñốt một ñầu dây thuốc cháy dần ñến kíp và làm cho 

chất nổ  trong kíp phát nổ.  

Kíp ñiện khác với kíp ñốt là ở phía ñuôi kíp có bộ phận gây cháy bằng dây tóc và ñốt nóng bằng

dòng ñiện dẫn vào bằng dây dẫn.  

Cả hai loại kíp có vỏ bằng ñồng hoặc nhôm, ñường kính φ =5,5÷7mm và có chiều dài theo số

hiệu của kíp. Các bộ phận của  hai loại kíp thể hiện trong hình 2.14. 

Để làm cho kíp phát nổ dùng biện pháp ñốt nóng lượng thuốc kích nổ cực nhạy 4, khối này tiếp

tục làm cho lượng thuốc 2 có sức công phá lớn ở ñầu kíp  phát nổ tạo thành xung lượng kích nổ 

làm cho khối thuốc chính của quả mìn phát nổ.   

Nguồn nhiệt ñốt nóng lượng thuốc số 4 là do ñốt dây cháy chậm  hoặc nung nóng dây tóc bằng

dòng ñiện dẫn từ nguồn ở xa vào.  

Dây cháy chậm là một sợi dây có ñường kính 5÷6mm,  trong lõi ñặt chất dẫn cháy gồm thuốc nổ

ñen+bột than+diêm tiêu  bọc bằng 3 lớp sợi bông phía ngoài  phủ hắc ín ñể chống ẩm. Dây chấy

chậm ñược sản xuất thành cuộn dài,  khi sử dụng phải cắt ra từng ñoạn có chiều dài tính toán và

lắp vào kíp ñốt.  

Dây dẫn nổ : Dùng ñể truyền nổ từ nơi phát nổ ñến quả mìn. Dây nổ có lõi là 

thuốc nổ mạnh ( Hexoghen,Têtrin) nhưng với lượng nhỏ bên ngoài có vỏ bọc bằng nhựa bảo vệ,

dây dẫn từ vị trí ñiểm hoả ñến quả mìn,  trên vỏ dây có chỉ hướng truyền nổ. Tốc ñộ truyền nổ

7000m/s. Nếu dùng dây dẫn nổ quấn quanh vật cần phá và cho nổ có thể cắt ñứt hoặc phá vỡ 

vật ñó. Như vậy dây dẫn nổ là một loại mìn sợi dài. Để làm cho 

dây dẫn phát nổ phải dùng kíp buộc ốp vào ñầu dây và ñiểm hỏa,  kíp nổ làm cho lõi thuốc trong

dây kích nổ và khối thuốc nổ ở cuối dây nổ theo.  

3. Biện pháp nổ mìn :  

Có ba biện pháp nổ mìn : nổ mìn ốp,  nổ mìn lỗ và nổ mìn buồng. Trong thi công cầu chỉ sử

dụng biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ và nổ ốp.  

Nổ mìn ốp dùng ñể phá ñá mồ côi, cắt ñứt kết cấu. Thuốc nổ ñược gói chặt thành quả bộc phá và

buộc vào khối ñá hoặc gài xuống phía dưới khối ñá,  trong gói thuốc nổ ñã gài kíp nổ. Lượng

thuốc tính tóan ñủ ñể làm vỡ khối ñá thành những hòn nhỏ ñể có  thể vận chuyển ñi ñược.  

 71

 Hình 1-66: Biện pháp nổ ốp mìn.

a) phá ñá tảng trên cạn. b) phá ñá và cắt cọc ở dưới nước.

1- Gói bộc phá. 2- Dây cháy chậm có gài kíp.  3- Đất dẻo hoặc bột dẻo ñắp ngoài

Khi nổ mìn ñể cắt kết cấu thép có tiết diện tổ hợp,  ứng với mỗi bộ phận của tổ hợp tiết diện bố

trí một lượng nổ riêng. Các lượng nổ ñặt dối diện nhau ñể tăng hiệu ứng cắt.  

 Hình 1-67: Bố trí lượng nổ cắt kết cấu thép, các số chỉ vị trí các gói thuốc nổ, ñơn vị

tính bằng mm .

Nổ mìn lỗ nhỏ ñể phá ñá hố móng hoặc phá dỡ  kết cấu bê tông. Lỗ khoan có ñường kính

φ 42÷60mm. Chiều dài lỗ khoan căn cứ vào chiều dày lớp ñá cần ñào hoặc của kết cấu bê tông

cần phá.  

Cấu tạo một quả mìn nạp bao gồm : phía ñáy lỗ mìn là thuốc nổ ñược lèn chặt,  phần thuốc trên

cùng có gài kíp và nối ra ngoài lỗ mìn bằng dây cháy chậm hoặc dây ñiện. Phần lỗ mìn còn lại

phải ñược lèn chặt bằng mùn khoan của lỗ mìn,  bằng ñất sét dẻo. Phần  chèn lấp này gọi là bua

mìn, bua càng chặt, hiệu quả nổ phá càng cao. Chiều dài của ñoạn bua  phải không ñược nhỏ

hơn  1/3 chiều dài toàn bộ lỗ mìn. 

 72

Hình 1-68: Bố trí các lỗ mìn  ñào phá ñá trong hố móng (a) và cấu tạo quả mìn nạp sử dụng kíp

ñiện . 1- các thỏi thuốc nổ. 2- kíp ñiện 3- bua mìn

Nạp thuốc nổ : Thuốc nổ gói thành gói nhỏ,  buộc chặt, có ñường kính nhỏ hơn ñường kính lỗ và

thả nhẹ từng thỏi xuống lỗ khoan. Hoặc nếu là thuốc bột thì dùng phễu bằng bìa cứng rót ít một

thuốc vào lỗ khoan, sau một lượt rót thuốc  dùng gậy gỗ nén chặt rồi rót tiếp. Thỏi thuốc sau

cùng gắn kíp. Nếu là kíp ñốt, ñầu dây cháy chậm  giữ cố ñịnh trên miệng lỗ khoan bằng một

khúc gỗ nhẹ. Nếu là kíp ñiện, hai ñầu dây dẫn mảnh dễ bị ñứt nên dùng hai mảnh nứa buộc ốp

ñể bảo vệ , ñầu dây  kéo chờ trên miệng lỗ khoan.  

Mìn nạp dùng ñể ñào hố móng trong nền ñá,  các lỗ khoan ñược bố trí theo hình mắt sàng trên

diện tích ñáy hố móng. Cự ly giữa các lỗ khoan xác ñịnh theo chỉ số tác dụng nổ n thông qua các

công thức kinh nghiệm sau : 

 Chi

ều dài ñường kháng w lấy bằng chiều sâu cần ñào. Chiều sâu lỗ khoan Lk bằng 1,1w.  

Tại giữa hố móng khoan 4 lỗ xiên chéo vào nhau tạo thành hình phễu gọi là các lỗ mìn moi. Các

lỗ mìn này nổ trước tạo thêm mặt thoáng cho các lỗ mìn nổ phá sau     

Khoan một lượt cho xong hết các lỗ khoan,  sau khi khoan xong một lỗ phải dùng 

nút ñóng kín. Dưới ñáy hố móng thường có nước ngầm nên cần lưu ý sử dụng loại thuốc nổ

không bị tan có khả năng nổ ñược trong nước và sử dụng kíp ñiện. Các mối nối dây dẫn phải

ñảm bảo không bị thấm nước, chống chập hay dò ñiện. Kíp dùng cho các quả 

mìn nổ phá là kíp vi sai hẹn chậm giờ so với các kíp của lỗ mìn moi khoảng 100 µs. Vật 

liệu ñể lấp bua là ñất sét dẻo.  

4-Tính toán lượng nổ :  

Mục tiêu của một vụ nổ là phá vỡ ñược một khối lượng ñất, ñá hoặc kết cấu có thể tích là V(m3),

tạo thành những viên có kích cỡ ñã ñịnh. Vụ nổ theo một hình thức ñã chọn trước. Ngoài ra phải

ñảm bảo những yêu cầu về ñiều kiện an toàn của chấn ñộng do vụ nổ gây ra ñối với các công

trình bên cạnh và khống chế tuyệt ñối các tai nạn do ñá bay.  

Để ñạt ñược những mục tiêu trên,  trước mỗi vụ nổ cần phải lập hồ sơ kỹ thuật thiết kế vụ nổ gọi

là hộ chiếu nổ mìn ( Document of Blasting Operation) trong ñó nội dung quan trọng là tính toán

khối lượng thuốc nổ cần thiết vừa ñủ cho vụ nổ.  

Lượng nổ là khối lượng thuốc nạp trong một quả mìn.  

Đối với biện pháp nổ mìn lỗ nhỏ theo hình thức nổ om,  lượng nổ ñược xác ñịnh theo công thức 

: 

 trong

ñó : 

 q-  lượng thuốc nổ tiêu chuẩn Amônít N09 cần thiết  ñể phá vỡ 1m3 ñất ñá    ( kg/m3) 

W- ñường kháng nhỏ nhất tính từ tâm nổ ñến mặt thoáng   ( m) 

            Khi dùng loại thuốc nổ khác  lượng nổ ñược  nhân với hệ số α.  

Hệ số α lấy theo từng loại thuốc nổ trong bảng 

Khi nổ theo hình thức nổ tung hoặc văng xa,  lượng nổ ñược tính theo công thức của Bôrexcốp :

 Khối lượng thuốc sử dụng trong một vụ nổ bằng lượng nổ nhân với số lượng  N quả mìn.       

 73

 Lượng nổ ñể phá vỡ tảng ñá có thể tích V≤ 15m  bằng chỉ tiêu nổ ốp nhân với thể tích của tảng

ñá :

                   q

1 – chỉ tiêu nổ ốp ñối với ñá lấy bằng 1,8÷0,2  (kg/m3) 

Lượng nổ ñể cắt gốc cây, cọc gỗ bằng hệ số k nhân với bình phương ñường kín của cây gỗ :

 k – hệ số tính với thuốc TNT, gỗ tạp khô lấy bằng 1; gỗ ướt hoặc tươi nhân lên 1,25. Gỗ hồng

sắc, hoặc tứ thiết nhân lên 1,5 ÷2 lần.  

d- ñường kính cây gỗ  (cm ).  

Lượng nổ ñể cắt kết cấu thép xác ñịnh theo công thức :

 q- chỉ tiêu thuốc nổ Amônit N 9   lấy bằng 0,077 kg.  

a- chiều dài vết cắt của liều nổ                           cm 

h- chiều dày của chi tiết thép cần cắt ñứt           cm           

Khối lượng thuốc phát nổ ñồng thời trong một vụ nổ không ñược vượt quá lượng khống chế ñể

chấn ñộng của nó không ảnh hưởng ñến công trình nằm cách tâm nổ một khoảng cách Dva và

sức ép của sóng nổ không nguy hiểm ñối với người ở khoảng cách Dep xác ñịnh theo những

công thức dưới ñây.  

Khoảng cách an toàn ñối với công trình: 

 Khoảng cách an toàn ñối với sức ép:       

Khoảng cách bay xa của những viên  ñá lẻ có thể ñến   140 m.  

5- Điều khiển nổ : 

Những phương tiện ñiều khiển nổ giúp chúng ta chủ ñộng gây nổ ở một khoảng cách an toàn

cách xa nơi xảy ra vụ nổ.  

 74

Có ba biện pháp ñiều khiển nổ là : dùng dây cháy chậm, dùng dây dẫn nổ và dùng ñiện. Cả ba

biện pháp ñều dùng kíp ñể kích nổ.  

a) Điều khiển nổ bằng dây cháy chậm : 

Khi ñốt mìn,  một người có thể ñốt nhiều quả sau ñó chạy về chỗ ẩn nấp an toàn ñể chờ các quả

mìn phát nổ. Chiều dài ñoạn dây cháy chậm của quả mìn châm ñầu tiên ñược xác ñịnh theo công

thức :

 trong

ñó:  n    - số lượng quả mìn do một người ñốt.  

t1    - thời gian  ñốt một dây cháy chậm  ( 2s).  

t2    - thời gian ẩn nấp 60s/100m.  

50  - thời gian dự trữ (s).  

ν   - tốc ñộ cháy của dây xác ñịnh theo biện pháp ñốt thử    (cm/ s).  

Những quả mìn tiếp theo theo thứ tự ñốt, chiều dài dây cháy chậm cắt ngắn dần mỗi lần  số

lượng mìn ñốt n bớt ñi 1 quả.   Khi cắt dây cháy chậm phải dùng dao sắc cắt ngọt một nhát,

không ñược cắt nhiều lần sẽ làm rơi mất thuốc cháy ở trong lõi hoặc làm cho nhựa ñường ở vỏ

miết vào che kín làm lõi thuốc không bắt cháy ñược. Một ñầu dây cắt thẳng,  một ñầu cắt vát.

Luồn ñầu dây cắt thẳng vào trong ñầu kíp, không ñược chạm mạnh vào mắt ngỗng của kíp.

Dùng kìm chuyên dụng kẹp chặt vỏ ñuôi kíp vào ñầu dây ñể giữ không cho dây tuột khỏi kíp.  

 Hình 1-69: Lắp dây cháy chậm vào kíp ñốt

Khi châm  lửa dùng mồi châm hoặc áp ñầu que diêm vào lõi thuốc rồi quẹt lửa, không ñốt bằng

cách hơ trên ngọn lửa,  làm như vậy thuốc khó bắt cháy do nhựa ñường bị ñốt nóng chảy che kín

mất lõi thuốc.  

Điều khiển nổ bằng dây dẫn nổ : Dùng dây dẫn nổ ñể truyền nổ từ vị trí ñiểm hỏa ñến khối

thuốc nổ nằm cách xa một khoảng cách an toàn. Dùng dây dẫn nổ ñể nối nhiều quả mìn lại với

nhau thành một mạng cùng chung một lần ñiểm hỏa. Các quả mìn ñược nối với nhau bằng dây

dẫn nổ sẽ phát nổ ñồng thời và gần như ngay lập tức sau khi ñiểm hỏa. Dây dẫn nổ có thể buộc

nối với nhau ñể kéo dài thêm hoặc chia thành nhánh từ ñường truyền nổ chính ñến các phát mìn

riêng rẽ theo sơ ñồ nối tiếp hoặc song song.  Khi buộc thành nhánh phải nối dây nhánh xuôi theo

hướng truyền nổ,  nếu buộc ngược lại,  dây dẫn sẽ không truyền nổ.

6 - Biện pháp nổ mìn có che chắn : 

Trong thi công chúng ta thường gặp phải những trường hợp phải tổ chức nổ phá trong ñiều kiện

ở xung quanh có những công trình không thể di dời ñược,  ñể bảo vệ những công trình này tránh

khỏi chấn ñộng do sóng xung kích ta phải tính toán lượng nổ trong một lần phát nổ không ñược

vượt quá khối lượng Q ñể khoảng cách Dva ở trên nhỏ hơn khoảng cách từ ñiểm phát nổ ñến

công trình cần bảo vệ. Ngoài ảnh hưởng của sóng chấn ñộng, công trình ở xung quanh còn chịu

va ñập của các mảnh vỡ của ñá hay của vật liệu bị phá văng ra, khoảng cách bay xa của những

mảnh này lớn,  trong ñiều kiện công trường rất khó kiểm soát hiện tượng này. Để khắc phục

người ta áp dụng biện pháp nổ mìn có che chắn. Vật liệu che chắn phải là những vật liệu mềm , 

ñàn hồi và rẻ tiền như rơm rạ, cây cỏ. Hiệu quả nhất là nùn rơm  bện thành tấm chắn quây kín

xung quanh  những quả mìn hoặc ñậy hẳn lên vùng nổ. Nếu không có sẵn nùn rơm  có thể dùng

 75

nhiều tấm lưới B40 căng trên khung thép làm thành tấm chắn ñặt che về phía chống ñá bay. 

Không nên dùng thép tấm ñậy lên vùng nổ,  tấm thép sẽ bị phá hoại.  

7. – Một số nguyên tắc cần thiết khi tổ chức nổ mìn trên công trường : 

1.  Chỉ ñược phép tổ chức nổ mìn khi có sự cho phép của cơ quan phòng cháy chữa 

cháy và bộ phận an toàn lao ñộng.  

2.  Phải lập hộ chiếu nổ mìn và hộ chiếu này phải ñược duyệt trước khi tổ chức nổ phá.  

3.  Chỉ có những người ñược ñào tạo và có chứng chỉ chuyên nghiệp mới ñược tham gia  công

tác nổ phá mìn.  

4.  Kho thuốc nổ và các phương tiện nổ phải ñúng tiêu chuẩn theo qui ñịnh của cơ quan phòng

cháy và chữa cháy.  

5.  Trước khi nổ mìn,  những công trình và thiết bị có khả năng bị hư hại do ñá văng phải ñược

che chắn kỹ.  

6.  Sơ tán mọi thành viên không có phận sự ra khỏi khu vực ảnh hưởng. Mọi lối vào khu vực nổ

mìn phải có canh gác cảnh giới nghiêm ngặt.  

 76

§7. THI CÔNG ĐẮP VÀ ĐẦM ĐẤT

1. THI CÔNG ĐẮP ĐẤT  

1.1 Những yêu cầu về ñắp ñất

+ Đất dùng ñể ñắp phải ñảm bảo ñược cường ñộ và ổn ñịnh lâu dài và ñộ lún nhỏ nhất cho công

trình.

+ Các loại ñất thường ñược dùng ñể ñắp: ñất sét, á sét, á cát, ñất cát.

+ Không nên dùng các loại ñất sau ñể ñắp:  

  - Đất phù sa, ñất bùn, ñất mùn vì các ñất này không chịu lực kém.

  - Đất thịt, ñất sét ướt vì khó thoát nước.

  - Đất thấm nước mặn vì luôn luôn ẩm ướt.

  - Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác vì một thời gian sau sẽ bị mục nát, ñất bị rỗng, chịu lực kém.

1.2. Kỹ thuật ñắp ñất

+ Bóc lớp thảm thực vật, chặt cây, ñánh rễ...  

+ Phải tiêu nước mặt, vét sạch bùn.

+ Đánh sờm bề mặt nếu ñộ dốc mặt bằng cần ñắp là nhỏ.

+ Khi mặt bằng cần ñắp có ñộ dốc lớn ( i > 0,2 ) trước khi ñắp, ñể tránh hiện tượng tụt ñất ta

phải tạo bậc thang với bề rộng bậc từ 2-4m.

+ Khi ñất dùng ñể ñắp không ñồng nhất thì ta phải ñắp riêng theo từng lớp và phải ñảm bảo

thoát ñược nước trong khối ñắp.

+ Đất khó thoát nước ñược ñắp ở dưới, còn ñất dễ thoát nước ñược ñắp ở trên.

Hình 1-70. Các cách ñắp ñất

a) Lớp ñất khó thoát nước ở dưới       b) Lớp ñất khó thoát nước ở trên

c ) Đắp một loại ñất khó thoát nước.

1. Lớp ñất dễ thoát nước; 2. Lớp ñất khó thoát nước

i. Độ dốc (i = 0,04 ÷ 0,1);  h1. Chiều cao của lớp ñất thứ 1.

 77

 Hình 1-71. Quan hệ giữa số lần ñầm và khối lượng thể tích.

 Hình 1-72. Quan hệ giữa số lần ñầm, chiều dày lớp rải và  khối lượng thể tích.

+ Lớp dễ thoát nước nằm dưới lớp không thoát nước thì ñộ dày của lớp thoát nước phải lớn hơn

ñộ dày mao dẫn.

+ Khi ñắp một loại ñất khó thoát nước thì ta nên ñắp xen kẽ vài lớp mỏng ñất dễ thoát nước ñể

quá  trình thoát nước trong ñất ñắp ñược dễ dàng hơn.

+ Chiều dày từng lớp ñất ñắp phải thoả mãn các yêu cầu khi ñầm máy ñầm sử dụng. Có thể xác

ñịnh các thông số nêu trên thông qua các biểu ñồ quan hệ giữa số lần ñầm và khối lượng thể tích

ñất sau khi ñầm (hình 1-71) hay biểu ñồ quan hệ số lần ñầm-chiều dày lớp rải-khối lượng thể

tích (hình 1-72). Các biểu ñồ nêu trên sẽ ñược vẽ thông qua thí nghiệm.

+ Không nên rải ñất quá dày hoặc quá mỏng so với bán kính tác dụng của loại ñầm sử dụng.

Nếu rải quá dày, các lớp ñất phía dưới không nhận ñược tải trọng ñầm sẽ không ñược ñầm nén

tốt. Nếu rải quá mỏng, ñầm nhiều lượt cấu trúc ñất có thể bị phá hoại.

2. THI CÔNG ĐẦM ĐẤT

2.1. Bản chất của ñầm ñất

 a. Định nghĩa

Đầm là truyền xuống ñất những tải trọng với chu kỳ dồn dập lên một vị trí ñể ép ñẩy không khí,

nước trong ñất ra ngoài, làm tăng ñộ chặt, tăng mật ñộ hạt trong một ñơn vị thể tích, tạo ra một

kết cấu mới cho ñất có cường ñộ tăng và biến dạng giảm khi chịu tải trọng so với ñất trước khi

ñầm nén. Hiệu quả của công tác ñầm hay sự biến dạng dẻo hay sự thay ñổi thể tích của ñất,

phụ thuộc vào loại ñất, thành phần hạt, ñộ ẩm của ñất khi ñầm và các thông số của tải trọng

ñầm. 

 78

b. Các thông số của tải trọng ñầm ảnh hưởng ñến hiệu quả công tác ñầm 

Các thông số của tải trọng ñầm là: 

Trị số tải trọng, tốc ñộ ñầm, thời gian ñầm, tần số ñầm. Trị số của các tham số tải trọng theo

thực nghiệm khi ñầm những ñất có ñộ ẩm thích hợp ñược cho trong bảng sau:

 + Bi

ến dạng của ñất xảy ra chậm hơn ứng suất tăng trong ñất, cho nên nếu tốc ñộ thay ñổi ứng

suất nhanh thì biến dạng tổng cộng sẽ nhỏ hơn khi tốc ñộ thay ñổi ứng suất chậm. Vì vậy nên

ñầm với tốc ñộ chậm.

+ Không nên dùng tải trọng ñầm quá lớn, vì khi ñó ứng suất lớn nhất phát sinh trong ñất ñầm

vượt quá cường ñộ cực hạn của ñất, kết cấu ñất bị phá hoại, ñất sẽ mất sức chịu tải. Các trị số

cường ñộ cực hạn σñkhi ñầm những ñất có ñộ  ẩm thích hợp ñược cho ở bảng sau:

 + Không nên dùng ñầm quá nhẹ ñể ñầm ñất vì khi ñó ứng suất phát sinh trong ñất quá nhỏ, tốn

nhiều công ñầm, hơn nữa, khi ñó chiều dày lớp ñất ñược ñầm cũng giảm.

+ Tải trọng ñầm ñược tính toán, lựa chọn sao cho ứng suất ñầm thích hợp sinh ra trong ñất là:

σmax = (0,8 ÷ 0,9) σñ

σmax  : ứng suất ñầm lớn nhất trên mặt.

σñ     : cường ñộ cực hạn của ñất.

+ Đối với một loại ñất cụ thể, thời gian ñầm ñất càng lâu thì ñất càng ñặc chắc. Tuy nhiên khi

ñất ñã ñạt ñược ñộ ñặc chắc theo yêu cầu mà vẫn tiếp tục ñầm thì không những tốn công ñầm

mà cơ cấu nền ñất còn bị phá hoại theo thời gian ñầm.

 c. Sự ảnh hưởng của ñộ ẩm ñến hiệu quả ñầm ñất

+ Độ  ẩm hay lượng nước chứa trong ñất là nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng trực tiếp ñến

hiệu quả ñầm nén.

+ Với ñất khô (ñộ ẩm trong ñất thấp): nước trong ñất chỉ là một màng ẩm, các hạt ñất liên kết

với nhau bằng lực phân tử lớn, ma sát của các hạt lớn, do ñó ñể dầm loại ñất này phải tốn nhiều

công ñể làm dịch chuyển các hạt ñất.

+ Với ñất ướt, quá ướt (ñộ ẩm trong ñất lớn): nước trong ñất quá thừa, chiếm ñầy các lổ rỗng,

lúc này áp lực ñầm không trực tiếp tác dụng lên các hạt ñất mà tác dụng lên hạt nước, sinh ra các

áp lực phụ làm giảm hiệu quả của ñầm. Do ñó việc ñầm nén khó ñạt ñến ñộ chặt thiết kế và tốn

rất nhiều công ñầm, ngoài ra nước quá nhiều cũng cản trở và gây khó khăn cho việc thi công

ñầm.

+ Nếu ñất ñủ ẩm, lượng nước trong ñất bây giờ ñóng vai trò bôi trơn các hạt ñất, làm giảm ma

sát giữa các hạt ñất, do ñó việc ñầm nén trở nên dễ dàng hơn. Mỗi loại ñất có một ñộ ẩm thích

 79

hợp là ñộ ẩm mà khi ñầm bằng một loại máy ñầm nhất ñịnh với một chiều dày ñầm nén nhất

ñịnh nào ñó thì ñất sẽ ñạt ñược ñộ chặt theo thiết kế mà tốn ít công ñầm nhất (Wo).

+ Một số loại ñất có ñộ ẩm thích hợp trong những giới hạn sau:

- Đất cát hạt to         Wo = 8 ÷ 10%.

- Đất cát hạt nhỏ và ñất cát pha sét       Wo = 12 ÷15%.

- Đất sét pha cát xốp        Wo = 15 ÷ 18%.

- Đất sét pha cát chắc và ñất sét     Wo = 18 ÷ 25%.

Khi tiến hành ñầm ñất cần tiến hành xác ñịnh ñộ ẩm thích hợp ñể ñảm bảo hiệu quả tốt nhất cho

công tác ñầm.

d. Ảnh hưởng của loại ñất ñến hiệu quả công tác ñầm

+ Đất dính: Thành phần hạt chứa nhiều hạt mịn, diện tích tiếp xúc giữa các hạt lớn, do ñó nội ma

sát trong ñất lớn, khi ñầm nước khó thoát ra ngoài, tốn nhiều công ñầm ñể ñạt ñược ñộ ñặc chắc

theo yêu cầu.

+ Đất rời (ñất không dính hoặc ít dính): Thành phần hạt chứa nhiều hạt lớn, diện tích tiếp xúc

giữa các hạt nhỏ, do ñó nội ma sát trong ñất nhỏ, khi ñầm nước dễ dàng thoát ra ngoài, tốn ít

công ñầm ñể ñạt ñược ñộ ñặc chắc theo yêu cầu.

e. Ảnh hưởng của thành phần hạt ñến hiệu quả công tác ñầm

+ Đất hạt nhỏ: Các hạt ñất có kích thước nhỏ nên diện tích tiếp xúc giữa các hạt lớn, tốn nhiều

công ñể ñầm ñất ñạt ñược ñộ ñặc chắc theo yêu cầu.

+ Đất hạt to: Các hạt ñất có kích thước lớn nên diện tích tiếp xúc giữa các hạt nhỏ, tốn ít công ñể

ñầm ñất ñạt ñược ñộ ñặc chắc theo yêu cầu.

+ Đất có thành phần hạt không ñồng ñều: Với loại ñất này, thực nghiệm cho thấy tốn ít công

ñầm nhất ñể ñạt ñược ñộ ñặc chắc theo yêu cầu. Cùng các yếu tố ñầm như nhau, dung trọng khô

của ñất sau cùng thời gian và ñiều kiện ñầm như nhau tăng theo thứ tự: ñất hạt nhỏ - ñất hạt thô -

ñất có thành phần hạt không ñồng ñều.

2.2 Thi công ñầm ñất

a. Đầm ñất bằng thủ công

Thường sử dụng các loại ñầm gỗ, ñầm gang hoặc thép, ñầm bê tông.

* Đầm làm băng gỗ (hình 1-73)

+ Loại ñầm gỗ 2 người ñầm có trọng lượng từ 20 ÷ 25kg, bằng gỗ tốt có ñường kính mặt ñáy

ñầm 0,25 ÷ 0.3m, thân ñầm cao khoảng 50÷60cm, có 4 tay cầm cao 60cm hoặc 4 dây kéo.

 80

Hình 1-73. Các loại ñầm gỗ                                    Hình 1-74: Đầm gang

        a), b) Đầm 2 người ñầm; c)Đầm 4 người ñầm

+ Loại ñầm gỗ 4 người ñầm có trọng lượng từ 60 ÷ 70kg, bằng gỗ tốt, thân ñầm cao khoảng 60

÷ 70cm, ñường kính mặt ñáy 0,3 ÷ 0,35cm, có 4 cán ngang gắn vào thân ñầm.

* Đầm làm bằng gang (hình 1-74)

+ Có trọng lượng từ 5 ÷ 8 kg,  

+ Dùng cho một người ñầm.

+ Được sử dụng khi ñầm ở các góc nhà, các khe nhỏ mà các loại ñầm lớn không ñầm ñược.

*Đầm bê tông  

Được ñúc bằng bê tông có ñường kính 0,35÷0,4m cao 0,4 ÷ 0,6m, nặng 70 ÷140kg, có 4 thanh

ngang dùng cho 4 ÷ 8 người ñầm.

* Kỹ thuật ñầm

+ Rải ñất thành từng lớp mỏng tuỳ theo trọng lượng ñầm

- Trọng lượng ñầm 5 ÷ 10kg, lớp ñất ñổ dày 10cm.

- Trọng lượng ñầm 30 ÷ 40kg, lớp ñất ñổ dày 15cm.

- Trọng lượng ñầm 60 ÷ 70kg, lớp ñất ñổ dày 20cm.

- Trọng lượng ñầm 75 ÷100kg, lớp ñất ñổ dày 25cm.

+ Trong quá trình rải ñất phải vệ sinh ñất: nhặt rễ cây, các tạp lẫn chất lẫn trong ñất.

+ Điều chỉnh ñộ ẩm trong ñất ñể ñạt ñược ñộ ẩm thích hợp nhất: ñất khô thì phải tưới thêm

nước; ñất ướt quá phải làm khô bớt bằng cách xới tơi.

+ Đầm ñược nâng lên cao khỏi mặt ñất từ 30 ÷ 40cm và thả rơi tự do xuống ñất. Nhát ñầm sau

phải ñè lên nhát ñầm trước một nửa nhát ñầm.

+ Chia thành nhiều tổ ñội, mỗi tổ ñội phụ trách một khu vực ñầm.

+ Đầm thành nhiều lượt ñầm ñến khi ñạt ñược ñộ chặt thiết kế, rồi rải lớp ñất tiếp theo và tiến

hành ñầm, cứ thế cho ñến khi ñạt ñộ cao thiết kế.

* Trường hợp áp dụng

Áp dụng khi khối lượng công tác ñầm không lớn, chiều dày lớp ñầm nhỏ, khi không thể sử dụng

các loại ñầm khác ñể thi công.

 81

* Đầm cóc:

b. Đầm ñất bằng cơ giới

*Các loại máy ñầm ñất và trường hợp sử dụng

Hình 1-75. Đầm ñất bằng ñầm lăn

1. Máy kéo; 2. Quả dầm lăn

* Đầm lăn 

Đầm lăn là loại ñầm ñất thông dụng nhất, dùng ở nơi mặt bằng công tác rộng lớn, chiều dài từ

100m trở lên. Một máy kéo có thể kéo một lúc ñược nhiều ñầm lăn. Các loại ñầm lăn thông

dụng: ñầm lăn mặt nhẵn; ñầm lăn có vấu, ñầm lăn bánh hơi.

   I.Đầm lăn mặt nhẵn 

Có thể là loại tự hành (xe lu), có thể cấu tạo từ những quả lăn nhẵn mặt, trong quả lăn có thể

chứa vật liệu rời như cát hay sỏi ñể tăng hay giảm tải trọng ñầm. Các quả lăn này ñược kéo bởi

máy kéo. Tải trọng của ñầm lăn mặt nhẵn từ 4 ÷20 tấn.

+ Dùng ñể ñầm ñất rời hoặc ñất ít dính (cát pha sét)

+ Diện tích tiếp xúc giữa ñầm và ñất ít nên ứng suất dầm giảm nhanh theo chiều sâu, do ñó

chiều sâu mỗi lớp ñất ñầm ít và phụ thuộc vào tải trọng ñầm:

- Nếu trọng lượng  ñầm là 3 ÷ 4 tấn thì chiều dày lớp ñất ñược ñầm  là 10÷20cm.

 82

- Nếu trọng lượng của ñầm là 15 tấn thì chiều dày ñó là 30cm.

- Mỗi chỗ thường phải ñược ñầm từ 8 ÷ 16 lần mới coi là xong.

+ Khi mới ñầm bằng ñầm lăn mặt nhẵn, ñất phía trước quả lăn có hiện tượng “nổi sóng” (hình 1

-76) vì tổng hợp lực của trọng lượng ñầm và lực kéo hướng về phía chuyển ñộng, dẫn những hạt

ñất trượt theo quả lăn. Muốn giảm hiện tượng sóng thì trước tiên phải dùng ñầm lăn nhẹ, sau

mới dùng ñầm lăn nặng. Hoặc dùng máy kéo hai, ba ñầm lăn, ta bố trí ñầm lăn ñi ñầu nhẹ hơn,

còn các ñầm lăn sau nặng hơn. Ngoài ra còn phải khống chế tốc ñộ di chuyển của ñâm, ñầm

không ñược di chuyển quá nhanh vì như vậy tổng hợp lực hướng về phía trước sẽ lớn.

 Hình 1-76. Hiện tượng “nổi sóng” khi ñầm bằng ñầm lăn

+ Khi ñầm bằng ñầm lăn mặt nhẵn với ñộ ẩm thích hợp, lớp ñất phía trên cùng tiếp xúc với ñầm

nhận ñược tải trọng ñầm nén tốt nhất nhanh chóng trở nên ñặc chắc trở thành một lớp vỏ cứng,

chịu ñựng hầu hết trọng lượng của ñầm, ngăn cản tác dụng của tải trọng ñầm truyền sâu xuống

dưới. Cần quan tâm ñến hiện tượng này ñể ñảm bảo chiều dày lớp ñầm, tránh hiện tượng rải ñất

quá dày làm cho các lớp ñất phía dưới không nhận ñủ tải trọng ñầm, chất lượng ñầm nén giảm

theo chiều sâu.

+ Xác ñịnh ứng suất lớn nhất phát sinh trong ñất:

 Trong

ñó:

q=Q/l : Áp suất tuyến tính dọc theo chiều dài quả ñầm.

Q (kg)-Trọng lượng quả ñầm.

l (m)-Chiều dài quả ñầm.

E (kg/cm2)-Mô ñun biến dạng của ñất.

R (m)-Bán kính trống ñầm.

+ Bề dày lớp ñất ñầm hiệu quả:

Đất dính

 Đất rời

 Trong ñó: W, W

o lần lượt là ñộ ẩm tự nhiên và ñộ ẩm thích hợp của ñất.

 II. Đầm lăn có vấu (ñầm chân cừu)

 83

 Hình 1-77. Đầm lăn có vấu

1. Vấu ñầm; 2. Trống ñầm; 3. Cửa gia trọng

4. Khung; 5. Móc càng; 6. Máy kéo

 Hình 1-78. Tác dụng ñầm dưới ñáy vấu

Vùng a: Đất ñược ñầm bằng tải trọng thẳng ñứng

Vùng b: Đất bị lèn ép ngang bởi vấu

Vùng c: Đất bị hất tung và tơi ra

+ Đầm lăn có vấu tạo ra áp suất lớn lên ñất. Chỉ nên sử dụng ñầm lăn có vấu ñể ñầm những loại

ñất dính, nhất là ñất cục. Nếu dùng ñể ñầm những ñất rời thì hiệu quả  sẽ kém, vì những hạt ñất

này dễ chuyển dịch ra các phía và bị vấu ñầm làm tung lên, do ñó cơ cấu ñất bị phá hoại.

+ Khi ñầm lăn qua một vị trí, ñất ñầm ñược tạo thành 3 lớp a, b, c (hình 1-78), chỉ có những lớp

ñất ở dưới vấu ñầm (lớp a) là ñược ñầm tốt, còn lớp ñất b bị lèn ép ngang, chưa nhận ñược tải

trọng ñầm nén tốt nhất. Lớp ñất c bị hất tung lên. Các lớp ñất b và c sẽ ñược ñầm sau khi ñổ lớp

ñất mới lên trên.

+ Đầm lăn có vấu không chỉ lèn ñất ở dưới ñáy vấu, nơi trực tiếp chịu áp lực thẳng ñứng, mà

còn lèn ép ñất ở giữa các vấu ñầm về phía bên.

+ Xác ñịnh số lượt ñầm ñể ñầm có hiệu quả:

Trong ñó: 

F (m2)-diện tích xung quanh quả ñầm; 

f (m2)-diện tích bề mặt vấu ñầm; 

m-tổng số vấu ñầm có trên trống ñầm; 

K- hệ số kể ñến sự không ñồng ñều khi ñầm, K= 1,3.

+ Để  ứng suất lớn nhất phát sinh trong ñất thoả mãn:  σmax  = (0,8 ÷ 0,9) σñ thì trọng lượng thích

hợp của quả ñầm là:

Q = P.N.f (kg)

Trong ñó: 

N-số vấu ñầm trên một hàng dọc;

P (kg/cm2)-Áp suất ñấy vấu; 

f(m2)- diện tích bề mặt vấu ñầm.

+ Chiều dày lớp ñầm thích hợp:

 84

ho = 1,5l (m) ; l (m)  -chiều dài một vấu.

+ Đầm lăn có vấu không gây ra hiện tượng sóng. Chất lượng ñất ñầm ñồng ñều. Đầm lăn có vấu

tạo ra mặt nhám, tạo ñiều kiện liên kết tốt giữa những lớp ñất với nhau.

III. Đầm lăn bánh hơi

Hình 1-79. Đầm lăn bánh hơi

1. thùng chứa vật liệu gia trọng; 2 bánh hơi; 3 khung kéo

+ Đầm lăn bánh hơi là một loại xe rơ moóc có một hoặc hai trục, mỗi trục có từ  4 ÷ 6 bánh hơi,

mang những tải trọng thay ñổi tuỳ theo yêu cầu của công tác ñầm.

+ Đầm lăn bánh hơi có thể dùng ñể ñầm cả ñất dính và ñầm rời.

+ Đầm lăn bánh hơi khác các loại ñầm lăn khác là khi ñầm thì không phải chỉ có ñất biến dạng,

mà cả bánh hơi cũng biến dạng. Trong những lượt ñầm ñầu tiên, khi ñất còn ở trong trạng thái

xốp thì biến dạng của bánh hơi nhỏ so với biến dạng của ñất, ñến những lượt ñầm sau, khi ñất ñã

ñược lèn chặt tương ñối, thì hiện tượng lại xảy ra ngược lại.

+ Ứng suất cực ñại trong ñất ñược xác ñịnh:

    Trong ñó:

P-Áp suất khí nén bên trong bánh hơi; 

e-Độ cứng của bánh hơi. 

Như vậy ứng suất phát sinh trong ñất không phụ thuộc vào tải trọng khi ñầm mà  chỉ phụ thuộc

vào áp suất khí nén bên trong bánh hơi và ñộ cứng e của bánh hơi ñó.

 85

+ Tải trọng ñặt lên xe truyền qua khối khí ép trong các bánh xe xuống ñất. Nhưng chính khối khí

ép này quyết ñịnh trị số ứng suất cực ñại trong ñất khi ñược ñầm. Có thể  thay ñổi áp suất khí

trong bánh xe ñể tìm ra những ứng suất thích hợp nhất, ñể có thể  ñầm chặt bất kỳ loại ñất nào

(ñối với ñất dính lấy áp suất khí là  5÷6kg/cm2 ) trong phạm vi cường ñộ cực hạn của ñất.

+ Chiều dày lớp ñất rải hiệu quả:

Hình 1-80. tương quan biến dạng của bánh hơi và nền ñất

Vậy tải trọng ñầm quyết ñinh ñến chiều dày lớp ñất rải chứ không quyết ñịnh ñến ñộ lớn của

ứng suất trong ñất.

+ Áp lực truyền từ xe ñầm lăn lên ñất phụ thuộc vào mặt tiếp xúc của bánh xe với ñất. Càng tăng

tải trọng lên bánh xe thì bề  mặt tiếp xúc cũng tăng, nhưng áp suất trung bình lên ñất không thay

ñổi.

+ Bề mặt tiếp xúc giữa bánh hơi và ñất có hình elip. Ứng suất tại mặt ñất tăng lên rất nhanh ñến

trị số cực ñại, và giữ trị số ñó trên phần bánh lốp bị nén bẹp, như vậy thời gian tác dụng của

bánh hơi lên ñất dài hơn so với quả lăn cứng. Điều này làm tăng hiệu quả ñầm ñất theo chiều

sâu.

 Hình 1-81. Sự phân bố ứng suất trong ñất khi ñầm.

a) Dưới quả lăn cứng; b) Dưới bánh hơi

+ Càng tăng tốc ñộ di chuyển của xe ñầm lăn, thời gian tác dụng của bánh hơi lên ñất càng ngắn,

thì ñộ sâu ñược ñầm càng giảm. Vậy ñầm lăn bánh hơi cũng như ñầm lăn mặt nhẵn cần có một

tốc ñộ ñầm thích hợp và cần phải ñầm nhẹ sơ bộ trước.

+ Muốn ñầm ñược ñều như nhau ở mỗi nơi thì tải trọng phải ñược phân bố ñều lên các bánh xe,

không phụ thuộc ñộ gồ ghề của mặt ñất, và sức chịu ñựng của mặt ñất ở mỗi nơi. Do ñó khung

bánh xe phân ra thành nhiều phần, mỗi phần có thùng chứa vật liệu riêng, ñể mỗi bánh xe dễ ăn

theo mặt ñất gồ ghề và có thể ñầm ñược ở những chổ  ñất sâu và ñất yếu hơn các chỗ khác

 86

   a2. Đầm chày

+ Cấu tạo gồm một quả nặng từ 1,4 ÷ 4 tấn, bằng thép hay bằng bê tông, ñược gắn vào cần của

máy cơ sở.

+ Khi ñầm quả nặng ñược nâng lên khỏi mặt ñất từ 3÷ 5 m, rồi cho rơi xuống ñất ñể ñầm.

+ Chiều dày lớp ñất ñầm từ  1÷2 m, thích hợp ñể  ñầm các loại ñất rời, ñất dính, thích hợp ñể thi

công ñầm ñất khi mặt bằng thi công rộng rãi, dùng ñể ñầm ñáy hố móng có diện tích lớn.

 Hình 1-82. Đầm gia cường ñất bằng ñầm chày

+ Chỉ số ñặc trưng của ñầm chày chính là xung lực I

 Trong

ñó: 

m (N)-trọng lượng chày;

F (m2)-diện tích bề  mặt ñầm; 

H (m)-ñộ cao nâng chày; 

g (m/s2)-gia tốc trọng trường.

Đầm chày có  xung lực càng lớn,ñầm càng mạnh.

+ Trình tự ñầmbằng ñầm chày: Trước tiên nên ñầm nhẹ sơ bộ bằng cách giảm chiều cao rơi của

tấm chày khoảng 4 lần. Nếu lân cận có móng hoặc công trình khác thì phạm vi ñầm phải cách

những công trình ñó khoảng 2m ñể tránh ảnh hưởng. Sau ñó mới tiến hành nâng chày lên cao

như thiết kế ñã qui ñịnh. Chỉ ñược dừng ñầm khi ñất ñã ñạt ñược ñộ chối qui ñịnh, ñó chính là

ñộ lún ổn ñịnh của nền ñất sau loạt ñầm cuối cùng. Để tránh ñầm sót nên ñầm với dải ñầm có bề

rộng bằng 0,9a (a là cạnh ñầm). Để  tận dụng lực ñầm nên ñầm ñất từ 2 phía vào trong. Đầm ñất

cách cao trình thiết kế 15cm ñể sau ñó bóc bỏ lớp ñất ñã bị phá hoại.

   a3. Đầm rung

+ Dùng ñộng cơ lệch tâm ñể tạo ra lực chấn ñộng. Dưới tác dụng của chấn ñộng liên tục với tần

số cao và biên ñộ nhỏ do ñầm chấn ñộng gây ra, những hạt cát di ñộng và chuyển ñộng xuống

sâu, tới vị trí ổn ñịnh của chúng.

+ Các hạt ñất chuyển dịch càng nhanh khi lực dính kết giữa chúng càng nhỏ và khi ñộ chênh

lệch kích thước các hạt càng lớn. Cho nên ñối với ñất rời, gồm những hạt có ñộ thô khác nhau,

có lực dính kết nhỏ thì việc áp dụng ñầm chấn ñộng là rất hiệu qủa.

+ Tác dụng của ñầm rung lớn nhất khi tần số chấn ñộng của máy trùng với tần số chấn ñộng của

ñất ñầm, nghĩa là có hiện tượng công hưởng. Khi này ma sát giữa các hạt ñất giảm ñi nhiều,

những hạt nhỏ dễ dàng di chuyển ñến lấp những chỗ trống giữa các hạt lớn.

+ Độ ẩm cũng ảnh hưởng ñến hiệu quả ñầm rung rất nhiều, với loại ñầm này, ñộ ẩm tốt nhất

thực tế của ñất lớn hơn 10  ÷ 30% ñộ ẩm thích hợp trong ñầm nén.

  b. Kỹ thật ñầm

+ Rải ñất thành từng lớp có ñộ dày phù hợp với thiết bị ñầm hiện có.

+ Dựa vào ñộ ẩm thích hợp (kết quả thí nghiệm) ñể ñiều chỉnh ñộ ẩm trong ñất cho phù hợp.

 87

+ Cho thiết bị ñầm chạy theo một sơ ñồ nhất ñịnh.

+ Đường lu sau phải ñè lên ñường lu trước bề rộng khoảng 15÷25 cm.

+ Tải trọng ñầm phải tăng một cách từ từ ñể tránh hiện tượng lực ñầm quá lớn gây mất ổn ñịnh

và phá hoại cho ñất.

+ Khi ñầm lăn là ñầm bánh hơi, phải xác ñịnh ñường ñầm sao cho hợp lý ñể tăng năng suất ñầm.

Không ñược quá dài vì ñất dễ bị khô phải tăng số lần ñầm hay tưới nước.

+ Ứng suất ñầm phải nhỏ hơn cường ñộ chịu tải lớn nhất của ñất (σñầm =0,9R ñất) ñể tránh  hiện

tượng gây phá hoại ñất nền.

+ Những lượt ñầm ñầu và hai lượt ñầm cuối cùng nên ñầm với tốc ñộ chậm, (2÷ 2,5 km/h ) còn

những lượt ñầm giữa có thể ñầm với tốc ñộ nhanh hơn (8÷10km/h ).

Nội dung ôn tập chương 1 : 

Câu 1. Phân loại các loại công tác ñất và các dạng công trình bằng ñất.

Câu 2. Trình bày nội dung của các tính chất kỹ thuật của ñất ảnh hưởng ñến thi công.

Câu 3. Mục ñích của vịêc phân cấp ñất và cơ sở của việc phân cấp ñất.

Câu 4. Các nội dung chính của việc xác ñịnh kích thước hố ñào.

Câu 5. Những nội dung chính về Kỹ thuật thi công ñào và thi công ñắp ñất.

Câu 6. Bài tập :

Một công trình có mặt bằng móng như hình vẽ : 

 Cho biết : 

Cao ñộ mặt ñất tự nhiên : Htn = -0,4(m)

Cao ñộ ñáy móng : Hñm = -2,2(m)

Chiều cao lớp bê tông lót móng : HBTL = 0,1(m)

Đất cấp 3 có ñộ soải mái ñất : m = 0,67

Khoảng cách thi công : btc = 0,3(m)

Các kích thước :   L1 = 5m;   L2 = 2,2m;   B = 3,6m;   

a1 = 1m;   a2 = 0,8m; b = 1,4m

Số trục móng theo phương dọc công trình là :  N = 15

Giả sử toàn bộ khối lượng ñất ñược ñào bằng cơ giới.

Yêu cầu :

1/ Chọn biện pháp hố ñào? (2 ñiểm)

2/ Xác ñịnh kích thước hố ñào? (3 ñiểm)