Đang tải... (xem toàn văn)
Bài giảng Kỹ thuật thi công: Phần 1 (Chương 1: Giới thiệu về công tác đất) cung cấp cho người học các kiến thức: Các loại công trình đất, các loại công tác đất, phân cấp đất theo biện pháp thi công thủ công, phân cấp đất theo thi công cơ giới, hệ thống phân loại đất thống nhất,... Mời các bạn cùng tham khảo.
2/23/2010 G IỚI THIỆU VỀ CƠNG TÁC ĐẤT ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ N ỘI DUNG Các loại cơng trình đất Các loại cơng tác đất Phân cấp đất theo biện pháp thi công thủ công Phân cấp đất theo thi công giới Hệ thống thố phân hâ loại l i đất thống thố hất Phân loại đất theo OSHA – Hoa Kỳ Các tính chất đất ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 C ÁC LOẠI CƠNG TRÌNH ĐẤT Loại cơng trình đất Theo thời gian sử dụng Lâu dài Theo mặt xây dựng Tạm thời Chạy dài Tập trung ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ C ÁC LOẠI CÔNG TÁC ĐẤT Đào (excavate, dig) Đắp (embark) San (cut, level) Bóc (strip) Lấp (fill, backfill) Đầm (compact) Nguồn: Peurifoy tác giả, 2005 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CƠNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất I Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ, đất đen Đất đồi sụt lở đất nơi khác đem đổ (thuộc nhóm đất IV trở lại) chưa bị nén chặt Dùng xẻng xúc dễ dàng II Dùng xẻng cải Đất cát pha thịt thịt pha cát tiến ấn nặng tay Đất cát pha sét Đất màu ẩm ướt chưa đến trạng thái dính dẻo xúc Đất nhóm III IV sụt lở đất nơi khác đem đến đổ bị nén chặt chưa đến trạng thái nguyên thổ Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ tơi xốp có lẫn gốc rễ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích, 50-150 kg/m3 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất III Đất sét pha thịt, đất sét pha cát Đất sét vàng hay cát trắng, đất thịt, đất chua, đất kiềm trạng thái ẩm mềm Đất cát pha thịt, thịt pha cát, cát pha sét có lẫn gốc rễ cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10% thể tích 50-150 kg/m3 ụ kiến Đất cát,, đất đen,, đất mùn có lẫn sỏi đá,, mảnh vụn trúc, mùn rác, gốc rễ 10-20% thể tích 150-300 kg/m3 Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng 1.7 t/m3 trở lên Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường ngập xẻng ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CƠNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất IV Đất đen, đất mùn Đất thịt, đất sét pha thịt, pha cát ngậm nước chưa thành bùn Đất thân mục tạp thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn ra, rời rạc xỉ Đất thịt, đất sét nặng, kết cấu chặt ặ , sườn đồi có nhiều cỏ lẫn câyy sim,, mua,, rành Đất mặt, rành Đất nâu mềm Dùng mai xắn ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CƠNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất V Đất thịt màu xám (bao gồm màu xanh lam, màu xám xanh vôi) Đất mặt sườn đồi có sỏi Đất đỏ đồi núi Đất sét trắng kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, lẫn gốc rễ chiếm 10% thể tích 50-150 k/m3 g thổ có lẫn sỏi đá,, Đất cát,, đất mùn,, đất đen,, đất hoàng mảnh vụn kiến trúc chiếm 25-35% thể tích 300-500 kg/m3 Dùng cuốc bàn cuốc ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN PHÁP THI CÔNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất VI Đất thịt, đất sét, đất nâu rắn chắc, cuốc nhỏ Đất chua, đất kiềm khơ cứng Đất mặt sườn đồi có lẫn sỏi đá, có sim, mua, rành rành mọc dầy Đất thịt, đất sét kết cấu chặt lẫn cuội sỏi, mảnh vụn kiến ặ 150-300 kg/m3 g trúc,, g gốc rễ câyy 10-20% thể tích Đá vơi phong hóa già nằm đất, đào mảng được, đất thi tương đối mềm, đào rắn dần lại, đập vỡ vụn xỉ Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN 10 PHÁP THI CÔNG THỦ CÔNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất VII Đất đồi lẫn lớp sỏi, lượng sỏi 25-35% lẫn đá tảng, Dùng cuốc nhỏ đá trái đến 20% thể tích lưỡi nặng đến Đất mặt đường đá dăm đường đất rải mảnh sành, 2,5 kg gạch vỡ Đất cao lanh, đất thịt, đất sét kết cấu chặt lẫn mảnh vụn kiến trúc, gốc rễ 20-30% thể tích 300-500 g kg/m3 VIII Đất lẫn đá tảng, đá trái 20-30% thể tích Đất mặt đường nhựa đường hỏng Đất lẫn vỏ lồi trai ốc, sò dính kết chặt, đào thành tảng (vùng ven biển thường đào để xây tường) Đất lẫn đá bọt Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng 2,5 kg, dùng xà beng đào ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 P HÂN CẤP ĐẤT THEO BIỆN 11 PHÁP THI CƠNG THỦ CƠNG Nhóm đất Tên đất Cơng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất IX Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn 30% thể tích cuội sỏi giao kết đất sét Đất có lẫn vỉa đá phiến, đá ong xen kẽ (loại đá lòng đất tương đối mềm) Đất sỏi đỏ rắn Dùng xà beng, chng búa đào ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ P HÂN CẤP ĐẤT THEO THI 12 CƠNG CƠ GIỚI Cấp đất Mơ tả Bao gồm đất trồng trọt, đất bùn, cát pha sét, cuội sỏi có kích thước nhỏ 80mm Bao gồm sét quánh, đất lẫn rễ cây, cát sỏi, cuội sỏi có kích thước lớn 80mm Bao gồm đất sét lẫn sỏi cuội, đất sét rắn Bao gồm đất sét rắn, hoàng thổ rắn chắc, đá làm tơi ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 13 H Ệ THỐNG PHÂN LOẠI ĐẤT THỐNG NHẤT Unified soil classification system Nguồn: Peurifoy tác giả, 2005 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 14 H Ệ THỐNG PHÂN LOẠI ĐẤT THỐNG NHẤT: CÁC KÝ HIỆU Nguồn: Peurifoy tác giả, 2005 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 15 P HÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – H OA KỲ Đá ổn định (stable rock): khống vật cứng tự nhiên đào thẳng đứng giữ chặt Loại A (type A): đất dính với qu > 144 kPa Đất khơng thuộc loại A nếu: bị nứt bị rung xe cộ, cộ đóng cọc, cọc hay tương tự có dốc với độ dốc 4H:1V hay lớn đất bị ảnh hưởng yếu tố mà cần xếp loại đất ổn định ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 16 P HÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – H OA KỲ Loại B (type B): đất dính với 48 kPa < qu < 144 kPa đất sỏi khơng dính đất bị tác động không rơi vào loại C đất có u cầu qu dính bám thuộc loại A bị nứt rung đá khô không ổn định đất có mái dốc khơng lớn 4H:1V, đất xếp loại B ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 17 P HÂN LOẠI ĐẤT THEO OSHA – H OA KỲ Loại C (type C): đất dính với qu < 48 kPa đất hạt (granular soil) sỏi, cát đất nước hay thấm nước tự đá d ới nước không khô ổn ổ định đị h đất có mái dốc 4H:1V hay dốc ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ C ÁC 18 TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT Độ tơi xốp (%): độ tăng đơn vị thể tích đất dạng đào lên so với đất dạng nguyên thổ Độ ẩm đất (%): tỷ lệ lượng nước chứa đất g chống g xói lở: khả g chống g lại Khả trơi dòng nước chảy hạt đất Độ dốc mái đất: phụ thuộc vào góc ma sát trong, độ dính, độ ẩm đất ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 2/23/2010 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ TƠI XỐP 19 Đất nguyên thổ (V1) < đất đầm chặt (V3) < đất đào lên (V2) Độ tơi xốp: K = V2 - V1 x100% V1 Độ tơi ban đầu: đất nằm gầu máy đào hay xe vận chuyển (k1) Độ tơi cuối cùng: độ tơi đầm chặt (k0) ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 20 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ TƠI XỐP Tên đất Hệ số chuyển từ tự nhiên sang tơi Cuội 1.26 – 1.32 Đất sét 1.26 – 1.32 Sỏi nhỏ trung 1.14 – 1.26 Đất hữu 1.20 – 1.28 Hoàng thổ 1.14 – 1.28 Cát 1.08 – 1.17 Cát lẫn đá dăm sỏi 1.14 – 1.28 Đá cứng nổ mìn tơi 1.45 – 1.50 Đất pha cát nhẹ 1.14 – 1.28 Đất pha cát nhẹ lẫn cuội sỏi, đá dăm 1.26 – 1.32 Ghi Đối với loại đất cụ thể phải thí nghiệm kiểm tra lại hệ số ố tơi xốp đất trường Đất pha cát nặng không lẫn cuội sỏi, đá dăm 1.24 – 1.30 ©2010 N D L ,T Đất cát pha có lẫn cuội, sỏi, đá dăm GUYỄN UY ONG IẾN SỸ 1.14 – 1.28 Nguồn: TCVN 4447-1987 10 2/23/2010 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ ẨM 21 Độ ẩm: w = w d d 100 Với w d trọng lượng riêng trạng thái tự nhiên (khi ướt )(wet) sau sấy khô (dry) Phân loại đất theo độ ẩm: Đất khô: w < 5% Đất ẩm: 5% < w < 30% Đất ướt: w > 30% ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: 22 KHẢ NĂNG CHỐNG XĨI LỞ Để đất khơng bị xói vận tốc dòng nước khơng lớn giá trị sau: Đất cát: 0.45 – 0.8 m/s Đất thịt: 0.8 – 1.8 m/s Đất đá: – 3.5 m/s ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 11 2/23/2010 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ DỐC CỦA MÁI ĐẤT 23 Độ dốc tự nhiên đất: i = tg = H/B Hệ số mái dốc (độ soải): m = 1/i = B/H ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ DỐC CỦA MÁI ĐẤT 24 Loại đất Độ dốc lớn cho phép chiều sâu hố đào 15m 1.5 3m 5m i i i Đất mượn 56 1:0.67 45 1:1 38 1:1.25 Đất cát cát cuội ẩm 63 1:0.5 45 1:1 45 1:1 Đất cát pha 76 1:0.25 56 1:0.67 50 1:0.85 Đất thịt 90 1:0 63 1:0.5 53 1:0.75 Đất sét 90 1:0 76 1:0.25 1:0 25 63 1:0.5 1:0 Hoàng thổ loại đất tương tự trạng thái khô 90 1:0 63 1:0.5 63 1:0.5 Chú thích: Nếu có nhiều lớp khác độ dốc xác định theo loại đất yếu Đất mượn loại đất nằm bãi thải tháng khơng cần nén Nguồn: TCVN 4447:1987 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 12 2/23/2010 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ DỐC CỦA MÁI ĐẤT 25 Chiều sâu hố móng tối đa có vách đứng khơng cần gia cố: Loại đất Chiều sâu hố móng (m) Đất cát, đất lẫn sỏi sạn 1.00 Đất cát pha 1.25 Đất thịt đất sét 1.50 Đất thịt đất sét 2.00 Nguồn: TCVN 4447:1987 ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ DỐC CỦA MÁI ĐẤT 26 Độ dốc tối đa cho phép theo OSHA – Hoa Kỳ: Loại đất Đá ổn định Độ dốc (H:V) tối đa cho phép cho hố đào sâu 20ft (6m) Thẳng đứng (90o) Loại A ¾:1 (53o) Loại B 1:1 (45o) Loại C 1½:1 (34o) Ghi chú: Tạo dốc hay bậc thang (benching) cho hố đào sâu 20ft (6m) phải thiết kế kỹ sư chuyên nghiệp ©2010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 13 ... 1. 32 Sỏi nhỏ trung 1. 14 – 1. 26 Đất hữu 1. 20 – 1. 28 Hoàng thổ 1. 14 – 1. 28 Cát 1. 08 – 1. 17 Cát lẫn đá dăm sỏi 1. 14 – 1. 28 Đá cứng nổ mìn tơi 1. 45 – 1. 50 Đất pha cát nhẹ 1. 14 – 1. 28 Đất pha cát nhẹ... sâu hố đào 15 m 1. 5 3m 5m i i i Đất mượn 56 1: 0.67 45 1: 1 38 1: 1.25 Đất cát cát cuội ẩm 63 1: 0.5 45 1: 1 45 1: 1 Đất cát pha 76 1: 0.25 56 1: 0.67 50 1: 0.85 Đất thịt 90 1: 0 63 1: 0.5 53 1: 0.75 Đất... m/s ©2 010 NGUYỄN DUY LONG, TIẾN SỸ 11 2/23/2 010 C ÁC TÍNH CHẤT CỦA ĐẤT: Đ Ộ DỐC CỦA MÁI ĐẤT 23 Độ dốc tự nhiên đất: i = tg = H/B Hệ số mái dốc (độ soải): m = 1/ i = B/H ©2 010 NGUYỄN DUY LONG,