›
›

Bài giảng Xây dựng đường ô tô F1 (Xây dựng nền đường) - Phần 2 - Đại học Giao thông Vận tải

pdf 41 trang ngocly 3460
Download
Bạn đang xem 20 trang mẫu của tài liệu "Bài giảng Xây dựng đường ô tô F1 (Xây dựng nền đường) - Phần 2 - Đại học Giao thông Vận tải", để tải tài liệu gốc về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên

Tài liệu đính kèm:

  • pdfbai_giang_xay_dung_duong_o_to_f1_xay_dung_nen_duong_phan_2_d.pdf

Nội dung text: Bài giảng Xây dựng đường ô tô F1 (Xây dựng nền đường) - Phần 2 - Đại học Giao thông Vận tải

  1. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ CHƯƠNG 6 THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ $1. KHÁI NIỆM 1.1. Khái niệm. - Trong nhiều trường hợp, nổ phá là phương pháp duy nhất để xây dựng nền đường. - Nổphá là tận dụng năng lượng to lớn sinh ra khi nổ của thuốc nổ để phá vỡ đất đá. 1.2. Ưu nhược điểm. 1.2.1. Ưu điểm : - Năng suất cao, giá thành hạ. - Tốc độ thi công nhanh. 1.2.2. Nhược điểm: - Độ an toàn kém. - Dễ gây chấn động đến các công trình xung quanh, có thể gây sụt lở nền đường về lâu dài sau khi thi công xong. - Ảnh hưởng đến môi trường sinh thái. 1.3. Phạm vi áp dụng. - Phương pháp nổ phá thường được sử dụng trong các trường hợp sau : + Xây dựng nền đường ở các đoạn gặp đá hoặc đất cứng. + Xây đựng nền đường trong trường hợp yêu cầu thi công nhanh gấp. + Xây dựng nền đắp cao hoặc các đập lớn. + Xây dựng đường hầm. + Phá cây, chướng ngại vật trong phạm vi xây dựng. + Khai thác vật liệu xây dựng. $-2 - THUỐC NỔ 2.1 Khái niệm. - Nổ là sự giải thoát cực kỳ nhanh chóng một năng lượng lớn và một khối lượng lớn chất khí. Lượng khí sinh ra khi nổ trong điều kiện nhiệt độ cao, thời gian ngắn sẽ tạo nên áp lực rất lớn phá vỡ môi trường xung quanh. - Một hợp chất hoá học hay một hỗn hợp cơhọc ở thể rắn, lỏng hay khí, có khả năng gây ra hiện tượng nổ khi chịu tác dụng của nhân tố bên ngoài (đốt, đập) gọi là thuốc nổ ( hoặc chất nổ). 2.2 Phân loại thuốc nổ. - Theo thành phần: thuốc nổ chia làm hai loại chính : + Hợp chất hóa học: là chất hoá học thuần nhất chứa các nguyên tố cần thiết (nguyên tố cháy và ôxy hoá) để tham gia phản ứng nổ. Các thành phần của Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 77
  2. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ thuốc nổ liên kết chặt chẽ với nhau không thể phân ly bằng các biện pháp vật lý đơn giản. Tiêu biểu cho loại này như Nitrôtoluen, Nitroglyxêrin, Trinitrôtôluen, Fuyminat thuỷngân Ví dụ : phản ứng hoá học nổ của nitroglyxerin là : 4C3H5(ONO2)3 = 12CO2 + 10H2O + 6N2 + O2 + Hỗn hợp cơhọc: Loại thuốc nổ gồm nhiều thành phần trộn với nhau theo một tỉ lệ nhất định, trong đó nhiều nhất là chất cháy (chứa các bon) và chất cung cấp ô xy. Các thành phần này không kết hợp hóa học nên dễ phân ly. Tiêu biểu cho loại này là Amônít, đinamit, thuốc nổ đen - Theo công dụng thực tế cũng có thể phân thuốc nổ thành mấy loại sau: + Thuốc gây nổ: là loại thuốc nổ có tốc độ nổ và độ nhạy rất lớn, thường dùng trong kíp nổ. Tốc độ nổ có thể đạt 2000-8000m/s. Chỉ cần va chạm mạnh hoặc nhiệt năng là nổ. Điển hình cho loại này là Fuyminat thuỷ ngân Hg(CNO)2, adit chì PbN6. + Thuốc nổ chính: là thuốc nổ chủ yếu dùng để nổ phá, có độ nhạy tương đối thấp, phải có thuốc gây nổ tác dụng thì mới có thể nổ được. Tuỳ theo tốc độ nổ được chia thành ba loại: Thuốc nổ yếu, có tốc độ nổ nhỏ hơn 1000m/s (thuốc đen). Thuốc nổ trung bình, tốc độ nổ khoảng 1000-3500m/s như Amoni nitorat NH4NO3. Thuốc nổ mạnh, có tốc độ nổ lớn hơn 3000m/s, có khi tới 7000m/s. Loại này có sức công phá mạnh nhưTNT, Diamit. 2.3 Thành phần, tính năng một số loại huốc nổ. + Thuốc đen: Là hỗn hợp Kali Nitrat (KNO3) hoặc Natri nitrat (NaNO3) với lưu huỳnh và than gỗ theo tỷ lệ 6:3:1. Thuốc đen rất dễ cháy, tốc độ nổ thấp (400m/s), sức nổ yếu, thường dùng làm dây cháy chậm. + Amôni nitrat NH4NO3: Đây chính là phân hoá học dùng trong nông nghiệp, tốc độ nổ khoảng 2000-2500m/s. Loại thuốc này tương đối an toàn, giá thành thấp nên được dùng rộng rãi. + Amônit: Hỗn hợp do amôn nitrat được trộn thêm một phần thuốc nổ khác và bột gỗ. Tốc độ nổ khoảng 2500m/s. Amônit không nhạy với va chạm, ma sát, không bắt cháy khi gặp lửa, khi nổ sinh ra ít khí CO2, do vậy tương đối an toàn và được dùng khá phổ biến. + Trinitrotoluen, gọi tắt là TNT: công thức hoá học là C6H2(NO3)CH3, là loại thuốc nổ mạnh, màu vàng nhạt, không tan trong nước, vị đắng. TNT độ nhạy không cao, là loại thuốc nổ an toàn. Khi nổ sinh ra nhiều khí độc CO nên chỉ dùng để nổ ngoài trời hoặc dưới nước, không dùng để nổ phá trong hầm, công trình ngầm. + Đinamit: Là hỗn hợp Nitroglyxêrin keo C3H5(ONO2)3 với Kali nitrat hoặc Amôn nitrat. Là loại thuốc nổ mạnh ở thể keo. Tốc độ nổ 6000-7000m/s. Điamit rất nhạy với tác dụng xung kích, ma sát, lửa, nhiệt độ nhất là nhiệt độ +100C (ở nhiệt độ này Đinamit kết tinh nên rất dễ nổ). Đinamit không hút ẩm, không sợ nước, nổ được cả dưới nước, khi nổ không sinh ra khí độc. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 78
  3. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ $. 3 - CÁC PHƯƠNG PHÁP GÂY NỔ VÀVẬT LIỆU GÂY NỔ Năng lượng gây nổ có thể tồn tại dưới dạng quang năng, nhiệt năng, cơnăng hay dùng năng lượng nổ phá của một khối thuốc nổ khác. 3.1 Gây nổ bằng kíp nổ thường - Vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ thường và dây cháy chậm. a) Kíp nổ 1- Ống kim loại hoặc ống giấy. 2- Thuốc nổ mạnh. 3- Đáy lõm. 4- Thuốc gây nổ. 5- Mắt ngỗng. 6- Dây cháy chậm. - Kíp nổ là một ống tròn bằng kim loại hoặc bằng giấy bìa cứng, đường kính ống khoảng 6-8mm, dài 35-51mm. Trong kíp nổ: một nửa phía đáy chứa thuốc nổ mạnh, tiếp đó trong phần mũ kíp chứa thuốc gây nổ (Fuyminat thuỷ ngân Hg(CN0)2 hoặc Adit chì PbN6). Phần đầu kíp có một đoạn ống dài 15mm để đưa dây cháy chậm vào. Đáy kíp lõm vào để tập trung năng lượng nổ của kíp nổ do đó dẽ ràng gây nổ các khối thuốc nổ. - Kíp nổ cần được bảo quản nơi khô ráo (tránh tình trạng kíp nổ không nổ, phải xử lý mìn câm), tránh va chạm hoặc xung kích mạnh. b) Dây cháy chậm. - Có đường kính khoảng 5-6mm, lõi dây chấy chậm là thuốc nổ đen, ở giữa lõi có sợi dây dẫn bằng dây gai, bên ngoài được quấn chặt bằng các sợi giấy phòng nước, rồi đến dây gai hoặc dây chất dẻo, ngoài cùng quét bitum phòng ẩm. Dây cháy chậm có hai loại: loại phổ thông có tốc độ cháy 100-200m/s, loại cháy chậm có tốc độ cháy 180-210m/s hoặc 240-350m/s. Thuốc nổ đen Cấu tạo dây cháy chậm - Ưu điểm: đơn giản, dễ sử dụng, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp. - Nhược điểm: + Không gây nổ đồng thời cho nhiều khối thuốc nổ được. + Khó kiểm soát được sự làm việc bình thường của hệ thống gây nổ. + Độ an toàn không cao do phải tiếp cận gần khối thuốc nổ, lượng khí độc hại thoát ra nhiều. 3.2 Gây nổ bằng kíp nổ điện - Vật liệu gây nổ cần thiết gồm kíp nổ điện , dây dẫn điện và nguồn điện. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 79
  4. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Kíp nổ điện có cấu tạo giống nhưkíp nổ thường có lắp thêm bộ phận dẫn điện và một dây tóc bóng đèn để điểm hoả làm cho kíp nổ. Điện trở của kíp điện từ 1-3,5, dây dẫn điện là dây đồng đường kính 0,5-1mm. 1- Ống kim loại hoặc ống giấy. 2- Thuốc nổ mạnh. 3- Đáy lõm. 4- Thuốc gây nổ. 5- Mắt ngỗng. 6- Dây tóc. 7- Thuốc cháy. 8-Dây dẫn điện - Điều kiện để cho kíp điện nổ là dòng điện tạo ra một nhiệt lượng đủ lớn làm cho thuốc cháy. Q = 0.24I2Rt Trong đó: I: Cường độ dòng điện. R: Điện trở của kíp. t: thời gian cháy của thuốc trong kíp. Nhưvậy, trong mạch điện, kíp có điện trở lớn sẽ nổ trước nên sẽ rất nguy hiểm và không đảm bảo yêu cầu nổ phá. Để tránh tình trạng trên, người ta quy định: điện trở các kíp nhỏ hơn 1.25thì các kíp phải có điện trở không được chênh nhau quá 0.25còn khi điệm trở của kíp lớn hơn 1.25thì điện trở của kíp không được chênh nhau quá 0.3. - Cường độ dòng điện cũng ảnh hưởng đên độ nhạy của kíp, vì vậy phải quy định độ lớn của dòng điện gây nổ. Khi dòng điện có cường độ nhỏ thì tốc độ tăng nhiệt của dây tóc chậm, thời gian toả nhiệt dài do vậy độ nhạy của kíp giảm đi. Ngược lại, nếu cường độ dòng điện lớn đến mức nào đó thì độ nhạy của kíp sẽ trở nên giống nhau mặc dù chúng có khác nhau về điện trở. Vì vậy phải quy định trị số dòng điện tối thiểu khi nổ. Thông thường, đối với dòng điện một chiều Imin = 1.8A và dòng xoay chiều Imin = 2.5A - Khi muốn nổ nhiều kíp thì mắc chúng thành mạch điện theo các sơđồ: song song, nối tiếp hoặc hỗn hợp. + Sơđồ mắc nối tiếp: giữa các kíp được mắc nối tiếp với nhau, đỡ tốn dây nhưng không tin cậy vì nếu có một kíp không nổ thì cả mạch sẽ hở và không nổ đồng loạt được. + Mắc song song: có thể đảm bảo độ tin cậy vì các kíp độc lập với nhau nhưng tốn dây. + Mắc hỗn hợp: mắc song song từng nhóm và từng nhóm mắc nối tiếp với nhau. - Nhiệm vụ của việc thiết kế gây nổ bằng điện là: chọn cách mắc điện, bố trí mạng lưới điện gây nổvà tính toán nguồn điện cần thiết. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 80
  5. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Chọn cách mắc điện tuỳ thuộc vào: số lượng, vị trí các lỗ mìn, các khối thuốc nổ. - Cần tính toán để xác định được yêu cầu của nguồn điện : căn cứ vào mạch điện, tính được cường độ dòng điện mạch ngoài, mạch nhánh và trên từng kíp điện. Để đảm bảo yêu cầu nổ được thì cường độ dòng điện thông qua mỗi kíp phải lớn hơn cường độ dòng điện tối thiểu gây nổ. - Khi thi công nổ phá gây nổ bằng năng lượng điện thì cần đặc biệt chú ý tới công tác kiểm tra trong và sau khi mắc điện để đảm bảo an toàn, hiệu quả. Nhận xét : phương pháp gây nổ bằng điện khắc phục được tất cả các thiếu sót của phương pháp gây nổ bằng kíp thường, thực hiện được mọi ý đồ nổ phá, nâng cao và phát huy được hiệu quả của thuốc nổ. Tuy nhiên để thực hiện được việc đó thì công tác tính toán, kiểm tra phải được thực hiện rất nghiêm ngặt và chính xác . 3.3 Gây nổ bằng dây nổ - Khác với các phương pháp gây nổ bằng kíp, phương pháp này chỉ cần dây nổ đặt trong mỗi khối thuốc nổ. - Dây nổ có dạng giống dây cháy chậm, vỏ ngoài có quấn sợi màu đỏ hoặc vân đỏ để phân biệt với dây cháy chậm. Ruột của dây nổ là loại thuốc gây nổ mạnh như trimêtilen-trinitin C3H6N3(NO2)3, ở giữa có sợi dây lõi để phân phối thuốc nổ cho đều. Vỏ chống ẩm của dây truyền nổ có thể bảo đảm cho dây không bị ẩm sau 12 giờ ngâm nước. - Do lõi thuốc của dây truyền nổ có tốc độ nổ rất lớn (6800-7200m/s) nên khi được gây nổ từ một kíp nổ, dây truyền nổ sẽ truyền nổ tức thì tới gói thuốc nổ. - Khi cần nổ nhiều khối thuốc nổ thì cũng tiến hành mắc thành mạng: song song hoặc nối tiếp. 1- Kíp nổ 2- Dây truyền nổ 3- Khối thuốc nổ a) Song song b) Nối tiếp c) Bó song song + Mắc song song: thường dùng khi chiều sâu đặt thuốc nổ lớn, cự ly giữa các lỗ thuốc xa. + Mắc nối tiếp: thường ít dùng vì độ tin cậy không cao. + Mắc bó song song: dùng khi các khối thuốc nổ bố trí rất sát nhau. - Cách nối dây truyền nổ: Có hai cách nhưhình vẽ sau: Dây cuốn hoặc băng dính Dây truyền nổ chính Hướng truyền nổ 30-50cm Dây truyền nổ nhánh Dây truyền nổ chính Hướng truyền nổ 30-40cm Dây truyền nổ nhánh Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 81
  6. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Phương pháp này có ưu điểm là đơn giản, khá an toàn do không phải cắm kíp vào khối thuốc nổ, đơn giảm và có thể gây nổ đồng thời hoặc thứ tự nhiều khối thuốc nổ. Áp dụng nhiều tại các mỏ khai thác lộ thiên. - Nhược điểm : khó kiểm tra được mạng lưới gây nổ, giá thành cao. $. 4 - TÁC DỤNG CỦA NỔ PHÁ VỚI MÔI TRƯỜNG XUNG QUANH PHÂN LOẠI TÁC DỤNG NỔ PHÁ 4.1 Tác dụng nổ phá với môi trường đất đá đồng chất và vô hạn - Khi nổ, khí nổ xung kích mạnh vào môi trường đất đá xung quanh tạo thành sóng nổ. Trong môi trường đồng chất, sóng nổ này sẽ lan truyền đều hình thành sóng nổ hình cầu. Ở vùng trung tâm thì áp lực của sóng nổ rất lớn những càng truyền xa thì áp lực càng giảm vì nó phải vượt qua sức cản của đất đá. - Nhờ áp lực của sóng nổ mà đất đá bị phá hoại hoặc bị di chuyển đi chỗ khác. - Tác dụng phá hoại phụ thuộc áp lực nổ nên càng ra xa thì tác dụng này càng yếu đi. - Tác dụng nổ phá trong môi trường đồng chất vô hạn được chia thành 4 vùng nhưsau: + Vùng l (R R3 sau khi nổ, mặt đất chỉ bị rung động và không có vết tích phá hoại, tác dụng nổ phá trong lòng đất tạo thành một khoảng trống ngầm. Trường lợp này được gọi là nổ ngầm . - Trường hợp b : R2 < W R3 : sau khi nổ, đất đá chỉ bị nứt nẻ vỡ thành hòn nằm tại chổ và mặt đất bị Vùng lên. Hình thức nổ nhưvậy gọi là nổ om Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 82
  7. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Trường hợp c : W R2 sau khi nổ, đất đá sẽ tạo nên một hình chóp nón gọi là phễu nổ. Một phần đất đá bị bắn đi xa và rơi ra xung quanh phễu, phần còn lại rơi trở lại lấp lòng phễu. Trường hợp này gọi là nổ tung. r r R W W R R3 W R2 R1 R3 R2 a) Nổ ngầm b) Nổ om c) Nổ tung Nhận xét: Trong môi trường đồng chất có mặt thoáng tự do, kết quả nổ phá (nổ ngầm, nổ om, nổ tung) phụ thuộc vào W (cách bố trí thuốc nổ) và bán kính R (lượng thuốc nổ, loại thuốc nổ và loại đất đá) 4.3 Phân loại tác dụng nổ phá. - Do R luôn thay đổi theo lượng thuốc nổ, loại thuốc nổ và loại đất đá nên để phân loại hình thức nổ, người ta thường dùng chỉ tiêu là chỉ số nổ n : r n W Trong đó: n: Chỉ số nổ. r : bán kính phễu nổ. W: đường kháng nhỏ nhất. Nếu: n > l :Nổ tung mạnh. n = 1,0 :Nổ tung tiêu chuẩn (tạo nên một phễu tiêu chuẩn). 0,75 < n < 1,0 :Nổ tung yếu . n = 0,75 :Nổ om tiêu chuẩn n < 0,75 : Chuyển từ hình thức nổ om sang nổ ngầm. - Tiến hành nổ phá theo hình thức nổ nào là tùy thuộc thuộc vào mục đích yêu cầu nổ phá, từ đó chọn chỉ số nổ n cho phù hợp. - Ví dụ: nổ ngầm thường chỉ dùng để mở rộng lỗ khoan tạo thành bầu chứa được nhiều thuốc nổ. Muốn đất đá được hất đi xa thì thiết kế cho nổ tung mạnh. Trong trường hợp nền đường qua vách đá cheo leo chỉ cần đá vỡ và tự lăn đi thì chỉ cần thiết kế cho nổ om . - Trong trường hợp có càng nhiều mặt tự do thì hiệu quả nổ phá càng tăng .Vì thế cần cố gắng lợi dụng địa hình để bố trí nổ phá trong điều kiện có nhiều mặt thoáng. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 83
  8. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ $-5 - TÍNH TOÁN LƯỢNG THUỐC NỔ. - Lượng thuốc phải tính toán sao cho đạt được hiệu quả nổ phá mà không gây ảnh hưởng đến sự ổn định của nền đường và an toàn thi công. - Công thức tính lượng thuốc nổ cần thiết Q(kg) cho trường hợp đất đá đồng chất, địa hình bằng phẳng, có một mặt tự do và cho nổ với hình thức nổ tung tiêu chuẩn là : Q = q V (kg) Trong đó : V: là thể tích hình phễu đất đá bị phá hoại sau khi nổ mìn. q: lượng thuốc nổ đơn vị (kg/m3). Là lượng thuốc nổ cần thiết để phá vỡ 1m3 đất đá và thuốc nổ là loại thuốc nổ tiêu chuẩn (Amonit số 9). Thể tích phễu nổ : r 2 W V 3 Vì nổ tung tiêu chuẩn nên: r n W =1 Do đó: W2 W W3 V W3 3 3 Vậy Q=qW3 - Khi dùng thuốc nổ không phải là thuốc nổ tiêu chuẩn thì: Q=eqW3 Trong đó: e là hệ số điều chỉnh lượng thuốc đơn vị q trong trường hợp thi công bằng loại thuốc nổ không phải thuốc nổ tiêu chuẩn. $-6 - CÁC PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ VÀ ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG 6.1. Phương pháp nổ ốp (nổ dán) Thuốc nổ - Đặt thuốc nổ vào chỗ lõm trên bề mặt vật định phá, sau đó lấp đất và cho nổ. - Ưu điểm của phương pháp này là rất đơn giản, không phải khoan, đào để tạo lỗ mìn nhưng hiệu quả nổ phá rất thấp, tốn thuốc nổ, không kinh tế. - Thường hạn chế dùng phương pháp này, chỉ áp dụng khi phá đá mồ côi, đào gốc cây hoặc khi không có điều kiện để khoan đào tạo lỗ mìn. 6.2. Phương pháp lỗ mìn. - Tiến hành khoan, đào, đục vào đá cần nổ phá theo 1 hướng nào đó (thẳng đứng, ngang hoặc xiên) các lỗ đặt thuốc nổ có đường kính F< 300mm : lỗ mìn. Sau đó tiến hành nạp thuốc nổ, lấp lỗ mìn và tiến hành gây nổ. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 84
  9. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Tuỳ theo đường kính, độ sâu lỗ mìn mà có thể chia thành 2 loại: + Lỗ mìn nông + Lỗ mìn sâu 6.2.1. Nổ phá lỗ mìn nông (lỗ nhỏ): - Đường kính lỗ mìn : F = 25 – 50mm. Tạo lỗ mìn bằng khoan hơi ép - Chiều sâu lỗ mìn : h 5m hoặc đục bằng choòng (nhân công) - Ưu điểm: + Thi công tạo lỗ khá đơn giản + Không bị hạn chế bởi địa hình (có thể bố trí các lỗ mìn có vị trí và phương khác nhau) + Ảnh hưởng do chấn động tới môi trường xung quanh là nhỏ. - Nhược điểm: Đường kính lỗ mìn nhỏ, lượng thuốc nạp bị hạn chế (khoảng 1,5kg) nên năng suất nổ phá không cao (một lỗ không quá 10m3). - Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong các trường hợp sau : + Đào nền đường nông (h 5m). + Đào rãnh, tu sửa ta luy. + Mở rộng nền đường trong trường hợp tuyến nâng cấp cải tạo + Phá đá mồ côi, phá gốc cây. + Đào hầm đặt thuốc nổ. Lỗ mìn phụ Lỗ mìn chính h 5m b Nền cũ Nền mới a) Nền đào nông b) Nền mở rộng 6.2.2. Nổ phá lỗ mìn sâu: - Đường kính lỗ mìn : F 75mm. -> Tạo lỗ mìn bằng máy khoan - Chiều sâu lỗ mìn : h > 5m - Ưu điểm: Đường kính lỗ mìn khá lớn -> nạp được nhiều thuốc nổ nên phương pháp này có một số ưu điểm như: + Năng suất cao, lượng đất đá phá được lớn. + Tăng nhanh được tiến độ thi công. - Nhược điểm: + Sau khi nổ phá thì có khoảng 10 – 15% đá tảng cần phải phá tiếp để làm nhỏ. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 85
  10. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ + Công tác di chuyển máy khoan đến công trường, mở mặt bằng thi công và làm đường tạm phức tạp. - Phương pháp này được áp dụng rộng rãi khi phá đá ở nền đường đào sâu, vùng đỉnh đèo, và áp dụng trong công tác khai thác đá. Lỗ mìn phụ Lỗ mìn chính h > 5m Máy khoan lỗ mìn Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 86
  11. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Chú ý: + Lỗ mìn có thể bố trí theo các sơđồ sau: b b a a a) Sơđồ chữ nhật b) Sơđồ hoa mai + Khi nổ phá theo phương pháp lỗ mìn người ta thường bố trí hai lỗ mìn đặc biệt ở sát ranh giới đào gọi là lỗ mìn gọt mặt và lỗ mìn tạo nứt. Nổ phá gọt mặt được tiến hành sau khi hoàn thành việc nổ phá phần chính. Mục đích là tạo sự bằng phẳng cho mái ta luy. Còn nổ phá tạo nứt thì lại thực hiện trước khi nổ phá phần chính. Mục đích là tạo khe nứt trước. Khe nứt này có tác dụng cách ly hoặc giảm chấn động khiến cho phần đất đá hoặc các công trình nằm ngoài ranh giới đào không bị chấn động, đồng thời khống chế để quá trình nổ phá không quá phạm vi yêu cầu. Hai lỗ mìn này phải được bố trí thuốc nổ trên suốt chiều sâu lỗ mìn. + Chiều sâu lỗ mìn phải đảm bảo: * phạm vi đào. * đường kháng nhỏ nhất W để tránh áp lực nổ phá tập trung cả vào lỗ mìn -> không hiệu quả. + Chiều dài nạp thuốc : Lthuốc = (1/2-1/3) chiều sâu lỗ mìn 6.3 Phương pháp nổ bầu - Phương pháp nổ bầu là phương pháp mở rộng thể tích ở đáy các lỗ mìn thông thường thành các bầu tròn để chứa được lượng thuốc nổ nhiều hơn. - Sau khi khoan tạo các lỗ mìn nhỏ, người ta cho nổ một lượng nhỏ thuốc nổ ở đáy lỗ khoan để tạo thành bầu chứa thuốc nổ. - Sau mỗi lần nổ tạo bầu cần vét sạch đất đá lên. Các lần nổ cách nhau từ 15 – 30’ để đảm bảo an toàn. Cần kiểm tra kích thước của bầu xem có đạt yêu cầu hay không. - Ưu điểm của phương pháp nổ bầu : + Tăng được hiệu quả nổ phá nhờ tác dụng tập trung thuốc nổ. + Hiệu suất nổ phá tính theo 1mét dài lỗ khoan tăng lên -> tiết kiệm được chi phí tạo lỗ khoan. - Nhược điểm của phương pháp nổ bầu : + Tốn thời gian cho công tác tạo bầu. + Khó áp dụng được với đá cứng. + Đá vỡ ra không đều. - Phương pháp này thích hợp với các loại đá mềm, đất cứng. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 87
  12. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ 6.4 Phương pháp hầm thuốc - Dùng mìn nhỏ để nổ phá tạo các đường hầm (hầm theo phương ngang hoặc giếng thẳng đứng), sau đó bố trí thuốc nổ và tiến hành nổ phá. - Trong xây dựng nền đường : có thể dùng các hầm thuốc chứa từ 20 – 200 kg thuốc nổ để tiến hành nổ phá trên các đoạn nền đào hoàn toàn hoặc nền đào chữ L trên sườn dốc có khối lượng đất đá đào lớn, tập trung. - Phương pháp này do dùng nhiều thuốc nổ nhiều thuốc nổ nên cho năng suất cao nhưng dễ gây mất ổn định cho nền đường và các công trình xung quanh. Do đó không áp dụng đối với các vùng địa chất không ổn định hoặc gần các công trình khác. Thông thường, dùng ở những nơi có khối lượng đất đá lớn, tập trung hoặc đoạn đường cần thi công gấp. 6.5 Phương pháp nổ vi sai - Nổ phá vi sai là phương pháp nổ khống chế cho các khối thuốc nổ nổ cách quãng nhau một thời gian rất nhỏ (phần trăm hoặc phần nghìn giây). - Nổ phá vi sai có ưu điểm là tận dụng năng lượng nổ, đợt nổ sau sẽ nổ vào lúc mà tác dụng phá hoại đất đá do đợt nổ trước sinh ra chưa triệt tiêu hết. Các đợt nổ sau vừa có thêm mặt tự do, vừa tận dụng được năng lượng nổ của các đợt nổ trước làm cho hiệu quả tăng lên, tạo điều kiện tăng cự ly giữa các khối thuốc nổ và giảm được lượng thuốc nổ cần thiết. - Nổ phá vi sai còn có thể giảm nhỏ được tác dụng phá hoại của sóng địa chấn tới các công trình xung quanh nhờ các đợt sóng địa chấn liên tiếp của các đợt nổ cản trở lẫn nhau. - Khi chọn phương pháp nổ vi sai thì vấn đề quan trọng là xác định khoảng thời gian t giữa các đợt nổ cho hợp lý: + t phải đủ dài để đợt nổ trước kịp tạo nên mặt tự do cho đợt nổ sau (thời gian này để khối đất đá nổ ra do đợt nổ trước tung lên cao nhất) + Nhưng t không được dài quá vì nhưvậy một phần đất đá sẽ rơi trở lại lấp mất phần nổ đợt trước, đồng thời có thể ảnh hưởng đến khối nổ thuộc đợt sau, ví dụ sẽ phá hoại hệ thống gây nổ làm đợt nổ sau bị câm. - Có rất nhiều công thức kinh nghiệm để tính t, nhưng phổ biến nhất là công thức sau: t = Kt.W Trong đó: W: đường kháng nhỏ nhất (m). -3 Kt: hệ số phụ thuộc tính chất của đất đá cần nổ phá (10 s/m). Có thể ham khảo Kt theo bảng sau: Loại đá Tính chất Kt 1. Đá granit, peridolit, poocfia, thạch anh, xienhit Rất cứng 3 2. Quắc zit có chứa sắt, sa thạch, phiến thạch biến chất Cứng 4 3. Đá vôi, cẩm thạch Cứng vừa 5 4. Macnơ, đá phấn, than đá Nứt nẻ, mềm yếu 6 - Theo kinh nghiệm sản xuất thì thường nên chọn 5 - 100% giây; ở nước ta theo kinh nghiệm tổng kết được (mỏ đá Núi Voi) nên chọn t = 30 - 70% giây Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 88
  13. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Để khống chế t thì có thể dùng các kíp nổ vi sai hay dùng máy khống chế vi sai. 6.6 Phương pháp nổ phá định hướng - Nổ phá định hướng có đặc điểm là sau khi nổ đất đá sẽ tung đi theo một hướng định trước với một cự li định trước. + Phương hướng định trước này trùng với hướng đường kháng bé nhất. + Cự ly định trước thì phụ thuộc rất nhiều yếu tố và hiện đang được nghiên cứu về lý thuyết tính toán cũng nhưthực nghiệm. - Công thức kinh nghiệm để ước tính phạm vi đất đá tung đến sau khi nổ x = 5n W , (mét) x: là phạm vi kể từ mặt tự do của hầm thuốc đến nơi xa nhất đất đá có thể tung đến được sau khi nổ (nhưvậy đất đá sẽ rơi trong phạm vi x). n: chỉ số nổ. W: đường kháng nhỏ nhất - Thiết kế nổ phá định hướng phải làm sao cho đất đá nổ ra tập trung rơi nhiều nhất vào vị trí đã định. Nhưvậy phải thiết kế sao cho phương hướng đường kháng bé nhất của tất cả các khối thuốc nổ có hình chiếu nằm tập trung giao nhau ở mộtđiểm tưc là trung tâm định vị. Trường hợp nổ có nhiều mặt thoáng thì phải khống chế vị trí khối thuốc nổ để đất đá tung đi được, để chắc chắn, khi thiết kế nổ phá định hướng phải cho nổ thí nghiệm trong điều kiện thực tế. - Trong ngành giao thông các nước cũng đã sử dụng khá nhiều nổ phá định hướng, ở nước ta cũng đã dùng trong một số trường hợp nhưđể đào kênh (giống nhưnền đào hoàn toàn) hoặc lắp hố bom, tuy nhiên mới là bước đầu. $-7 - ĐẢM BẢO AN TOÀN KHI THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG NỔ PHÁ. 7.1 Cự ly an toàn khi nổ phá - Cự ly bay xa nhất của đất đá : L = 20 n 2 W ,mét. Trong đó : + n : chỉ số nổ tung. + W: đường kháng nhỏ nhất. - Khoảng cách an toàn do chấn động khi nổ mìn đối với các công trình xung quanh : Rc = Kc. . 3 Q , mét Trong đó : + Kc : hệ số phụ thuộc tính chất của đất ở nền của các công trình xung quanh. + : hệ số phụ thuộc chỉ số nổ n . + Q : tổng khối lượng thuốc nổ của các hầm thuốc nổ có thời gian như nhau hoặc nổ chênh nhau không quá 2 phút và cự ly cách công trình cần bảo vệ như nhau (chênh nhau không quá 10%). - Khoảng cách an toàn do tác dụng xung kích của sóng không khí khi nổ : Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 89
  14. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ Rb = Kb. Q , mét Trong đó : + Kb : hệ số phụ thuộc cách bố trí thuốc nổ và mức độ hưhỏng của công trình. Với người chọn Kb = 5. + Q : lượng thuốc nổ nạp trong 1 lỗ mìn hoặc 1 hầm thuốc. - Khoảng cách an toàn đối với người khi nổ phá : + 400 m : Nổ mìn mặt ngoài, nổ lỗ mìn sâu, nổ hầm thuốc. + 300m : Nổ mìn hầm thuốc nhỏ. + 200m : Nổ lỗ nhỏ, nổ mìn bầu. + 50m : Nổ mở rộng bầu. 7.2 Quy định về an toàn khi thi công nổ phá - Phải có thiết kế chi tiết tổ chức thi công nổ phá (gọi là hộ chiếu) trong đó ghi rõ: sơđồ bố trí các lỗ mìn, hầm mìn, loại, chiều sâu lỗ mìn, hầm mìn lượng thuốc, loại chất nổ, loại kíp, chiều dài dây cháy chậm, chiều dài đoạn lấp lỗ, vật liệu lấp lỗ của mỗi lỗ mìn, hầm mìn, tổng số thuốc nổ dùng trong một đợt, phương pháp gây nổ - Hộ chiếu phải phổ biến kỹ cho tất cả cán bộ và công nhân trực tiếp thi công, yêu cầu chấp hành thật nghiêm chỉnh và sau khi nổ phải ghi kết quả kèm theo các nhận xét rồi nộp lại cho người có trách nhiệm theo dõi chỉ đạo. - Phải có người chuyên trách chỉ đạo thi công nổ phá trong bất cứ một trường hợp nào. Nhiệm vu là duyệt thiết kế, hộ chiếu, cho lĩnh thuốc nổ, chỉ huy thi công và chỉ huy lúc gây nổ cũng nhưgiải quyết các sự việc sau khi nổ. - Thợ mìn nên chuyên môn hóa và bắt buộc phải được huấn luyện (có kiểm tra đạt yêu cầu) trước khi thi công hoặc làm bất cứ một việc gì có liên quan đến vật liệu nổ (vận chuyển, bốc dỡ ). - Phải quy định thời gian nổ mìn (thường chọn vào thời gian thưa người qua lại) và phải được thông báo rộng rãi cho nhân dân quanh vùng. Phải có vọng gác cảnh giới, quản lý giao thông và người đi lại. - Tiếp xúc với vật liệu nổ không được hút thuốc lá, không được làm gì để phát sinh ra tia lửa trong vùng 100m cách vật liệu nổ. Không để bất cứ một vật gì, một hành động gì gây ra va đập vào vật liệu nổ hoặc đánh rơi vật liệu nổ, không được dùng dao, sắt, thép hoặc các dụng cụ có thể phát sinh ra tia lửa để cắt thuốc nổ, không được lôi kéo, xách dây dẫn điện của kíp điện. - Phải có hiệu lệnh nổ mìn, gồm hiệu lệnh báo trước (yêu cầu sơtán người và thiết bị), hiệu lệnh chuẩn bị nổ mìn (sẵn sàng để kiểm tra), hiệu lệnh gây nổ, hiệu lệnh báo yên (sau khi đã kiểm tra thấy bảo đảm an toàn). - Khi nổ mìn người chỉ huy phải tự mình hoặc phân công theo dõi số tiếng nổ để biết mìn đã nổ hết chưa. Nếu biết chắc chắn mìn nổ hết và đất đá nơi nổ mìn đã ổn định thì cũng phải đợi sau năm phút mới được rời nơi trú ẩn về kiểm tra. Nếu không nắm chắc hoặc biết có mìn câm thì phải đợi ít nhất 15 phút. Kiểm tra sau khi nổ, đối chiếu với hộ chiếu phát hiện những chỗ nghi là có mìn câm và những chỗ đất đá cheo leo dễ sụt gây tai nạn để kịp thời có biện pháp xử lý. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 90
  15. Chương 6: THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP NỔ PHÁ - Trường hợp có mìn câm (không nổ) phải báo hiệu. Công việc xử lý mìn câm phải hết sức ít người, và phải tiến hành dưới sự hướng dẫn của người có trách nhiệm chính. Trong mọi trường hợp cấm dùng tay hay bất cứ vật gì để moi hoặc rút dây lấy kíp trong lỗ mìn ra. Trường hợp thuốc nổ chỉ cháy phụt lên mà không nổ thì mặc dù còn hay hết thuốc cũng cấm đào hoặc khoan lại, phải đợi hết nóng mới được tìm cách nạp thuốc bắn lại. $-8 – TRÌNH TỰ TIẾN HÀNH NỔ PHÁ 8.1. Lập hộ chiếu nổ mìn: - Tài liệu: + Bản đồ, bình đồ khu vực trong đó thể hiện chi tiết về địa hình địa vật và các đực trưng của địa hình của đố tượng cần nổ phá. - Nội dung của hộ chiếu (bản thiết kế tổ chức thi côngnổ phá) + Sơđồ bố trí các lỗ mìn, số lượng lỗ mìn. + Chiều sâu và đường kính lỗ mìn, lượng thuốc nổ, chiều sâu nạp thuốc, chiều dài đoạn lấp lỗ, vật liệu lấp lỗ của mỗi lỗ mìn, loại chất nổ, loại kíp, chiều dài dây cháy chậm, tổng sốthuốc nổ dùng trong một đợt, phương pháp gây nổ + Xác định được khoảng cách an toàn đối với người và công trình xung quanh. + Vị trí của các trạm gác. + Vị trí ẩn nấp của công nhân, thợ nổ mìn. 8.2. Trình duyệt cơquan chức năng. - Sau khi đã thiết kế xong hộ chiếu nổ mìn thì phải trình hộ chiếu lên các cơ quan chức năng phê duệt ( thanh tra kỹ thuật an toàn của nhà nước, công an tỉnh thành phố ) 8.3. Thi công - Sau khi hộ chiếu nổ mìn được phê duyệt thì tiến hành thi công theo trình tự sau: + Tạo lỗ mìn bằng thủ công, máy hơi ép hoặc máy khoan. + Chuẩn bị các vật liệu nổ. + Nạp thuốc nổ và đấu ghép mạng lưới nổ. + Lấp lỗ. + Kiểm tra. + Tiến hành cho nổ theo mệnh lệnh. 8.4. Kiểm tra và xử lý mìn câm. - Xác định vị trí mìn câm. - Khoanh vùng để đảm bảo an toàn, cắm cờ báo hiệu. - Dùng máy nén khí để thổi vật liệu lấp lỗ mìn. - Bố trí hệ thống gây nổ và cho nổ lại. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 91
  16. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU CHƯƠNG 7 XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU $.1 - KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT YÊÚ 1.1. Khái niệm. Đường ô tô qua mọi vùng khác nhau với địa hình, địa chất thuỷ văn khác nhau. Hầu nhưở vùng nào, trên đất nước ta cũng có thể gặp đất yếu. Ở vùng đồng bằng, thường có các lớp bùn sét, bùn cát ở dưới. Vùng biển thường có đất ngập mặn, Vùng Tây nguyên có đất đỏ bazan có tính trương nở lớn khi gặp nước. Các vùng đất yếu thường gặp ở nước ta là: - Vùng đồng bằng Bắc bộ. - Đồng bằng Thanh – Nghệ – Tĩnh. - Đồng bằng ven biển miền trung. - Đồng bằng Nam bộ. Trong xây dựng đường ở nước ta đã có không ít hiện tượng sụt lở nghiêm trọng do đất yếu. Đầu năm 1999, nền đắp đầu cầu Hàm Rồng (Thanh Hoá) cao 8m, coa gia cố bấc thấm ở dưới và vải địa kỹ thuật ở ta luy, nhưng mới đắp cao 6m đã bị lún sụt 2m và làm trồi ruộng lúa hai bên cao lên 75 – 85cm. Quốc lộ 57 (Thanh Chương – Nghệ An) và Quốc lộ 1 (Km121 – Bắc Giang) bị sụt lở xé đôi tim đường hàng cây số. Những sự cố trên đây có thể do thiết kế hoặc thi công nhưng trước hết cho ta thấy tính chất phức tạp của đất yếu. Tính chất chung của đất yếu: - Đất yếu là đất có khả năng chịu lực thấp (<1daN/cm2). - Có tính nén lún mạnh. - Góc nội ma sát ( ) và lực dính đơn vị (C) nhỏ: ( <100, C <0.15 daN/cm2). - Hàm lượng nước cao, khối lượng thể tích nhỏ. - Độ thấm nước rất nhỏ. Một số loại đất yếu thường gặp: * Đất sét mềm: là các loại đất sét hoặc á sét bão hoà nước. Các hạt sét (kích thước <0.05mm) và hoạt tính của nó với nước trong đất làm cho đất sét mang những tính chất mà những loại đất khác không có: khi bị thấm nước thì hoá mềm, nhưng khả năng thoát nước rất chậm. * Bùn: Là các lớp đất tạo thành trong môi trường nước ngọt hoặc nước mặn, gồm các hạt rất nhỏ (<0.02mm), các chất hữu cơdưới 10%. Theo thành phần hạt, bùn có thể là á cát, á sét, sét và cát mịn. Bùn được tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tạicác đáy biển, vũng, vịnh, hồ, ao hoặc các bãi bồ cửa sông. Bùn luôn no nước và yếu về mặt chịu lực * Than bùn: được hình thành do sự phân huỷ chất hữu cơ(chủ yếu là thực vật). Hàm lượng hữu cơchiếm 20-80%, thường có màu đen hoặc nâu sẫm, cấu trúc Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 92
  17. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU không mịn. Dung trọng khô rất thấp (0,3-0,9T/m3). Độ ẩm tự nhiên cao (85-95%), hệ số nén lún lớn. * Cát chảy: là cát mịn, rời rạc, có nhiều chất hữu cơhoặc hạt sét, hàm lượng hạt bụi (0.05-0.002mm) chiếm 60-70% hoặc lớn hơn nữa. Khi bị bão hoà nước có thể bị pha loãng. Khi bị chấn động hoặc chịu ứng suất thuỷ động thì chuyển sang trạng thái lỏng nhớt gọi là cát chảy. * Đất bazan: Có độ rỗng rất lớn và dung trọng khô rất nhỏ. Thành phần hạt gần giống á sét, khả năng thấm nước khá cao. 1.2. Tổng quan các phương pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu. - Khi thiết kế gặp đất yếu, thì biện pháp nghĩ đến đầu tiên là đưa tuyến ra khỏi khu vực có đất yếu. - Trong trường hợp không tránh được thì phải tiến hành khảo sát các tiêu chuẩn kinh tế kỹ thuật để lựa chọn các phương pháp xử lí trên cơsở các nguyên tắc sau: + Ý nghĩa cấp hạng kỹ thuật của đường. + Khả năng kinh phí, vốn đầu tư. + Dựa vào tiến độ thi công. + Tính chất và chiều dầy của đất yếu. + Phương tiện thi công. - Trên thực tế các biện pháp xử lí khi xây dựng nền đường trên đất yếu có thể phân làm ba nhóm sau: + Thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế (giảm chiều cao nền đắp, di chuyển vị trí tuyến đến khu vực không có đất yếu hoặc có nhưng chiều dày mỏng). Đây là biện pháp tốt nhất nên cố gắng áp dụng. + Các biện pháp liên quan đến việc bố trí thời gian (XD nền đắp theo giai đoạn), các giải pháp về vật liệu (đắp bằng vật liệu nhẹ, bệ phản áp, đào bỏ một phần đất yếu), hoặc liên quan đến cả hai biện pháp trên (gia tải tạm thời). + Các giải pháp xử lí bản thân nền đất yếu (nhưcọc ba lát, cọc cát, bấc thấm ). $.2 - CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU 2.1. Các biện pháp xử lí dưới tác dụng của thời gian hoặc tải trọng. Mục đích: - Bảo đảm sự ổn định của nền đắp trong khi xây dựng. - Đạt được một tốc độ lún phù hợp với thời gian thi công. 2.1.1. Xây dựng nền đắp theo giai đoạn. - Cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp do vậy để cho nền đường ổn định thì cần tăng dần cường độ của nó lên bằng cách đắp từng lớp một, chờ một thời gian cho nền ổn định, cường độ đất nền tăng lên, khả năng chịu tải lớn hơn thì mới đắp lớp tiếp theo. - Phương pháp này có nhược điểm là thời gian xây dựng kéo dài. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 93
  18. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU 2.1.2. Tăng chiều rộng của nền đường, làm bệ phản áp. - Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu quá nhỏ, không đủ để xây dựng nền đắp theo giai đoạn hoặc khi cần tiến độ thi công nhanh htì có thể dùng bệ phản áp. - Bệ phản áp có tác dụng nhưmột đối trọng làm tăng ổn định, giảm khả năng trồi đất ra hai bên. - Biện pháp này có nhược điểm là chiếm dụng diện tích mặt bằng lớn. 2.1.3. Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu. - Tuỳ theo chiều dày và tính chất của đất yếu mà có thể đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu. - Có thể áp dụng biện pháp này trong các trường hợp sau: + Khi thời hạn đưa vào sử dụng là rất ngắn. + Các đặc trưng cơhọc của đất yếu nhỏ. (VD: nhỏ). + Cao độ thiết kế rất gần cao độ thiên nhiên. 2.1.4. Giảm trọng lượng nền đắp. Có thể giảm trọng lượng nền đắp trên đất yếu bằng hai cách: - Giảm chiều cao nền đắp đến trị số tối thiểu cho phép căn cứ vào điều kiện địa chất thuỷ văn (đảm bảo chiều cao tối thiểu của nền đường cũng nhưchiều cao tối thiểu trên mực nước tính toán theo quy phạm). Nếu là nền đường ở bãi sông có thể giảm mực nước dâng bằng cách tăng khẩu độ cầu. - Dùng vật liệu nhẹ để đắp. Vật liệu này phải bảo đảm các yêu cầu sau: + Dung trọng nhỏ. + Không ăn mòn bê tông và thép. + Có khả năng chịu nén tốt nhưng độ nén lún nhỏ. + Không gây ô nhiễm môi trường. - VD: Dăm bào, mạt cưa, tro bay, xỉ lò cao 2.1.5. Phương pháp gia tải tạm thời. - Dùng một tải trọng đặt lên nền đắp (thường là 2-3m nền đắp bổ sung) trong một thời gian sao cho trong thời gian đó nền đường sẽ đạt được độ lún dự kiến. Phương pháp này cho phép đạt được một độ cố kết yêu cầu trong thời gian ngắn. - Trong các trường hợp sau biện pháp gia tải tạm thời không nên áp dụng: + Chiều cao nền đắp lớn (nếu đắp thêm sẽ mất ổn định) + Chiều dày lớp đất yếu lớn (>5m). 2.1.6. Biện pháp cải tạo điều kiện ổn định và biến dạng của đất yếu. - Khi lớp đất yếu có chiều dày không lớn và nằm trực tiếp dưới nền đắp thì có thể dùng các biện pháp nhưlàm lớp đệm cát, đệm đá Trong thực tế thường dùng đệm cát, đệm sỏi đá để thay thế lớp đất yếu chiều dày dưới 3m cho móng các công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp, dưới bản đáy các công trình thuỷ lợi. - Biện pháp này không áp dụng khi chiều dày đất yếu lớn hoặc trong các lớp đất yếu có nước ngầm. 2.1.6.1. Làm lớp đệm cát. - Áp dụng khi: + Chiều cao nền đắp từ 6-9m. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 94
  19. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU + Lớp đất yếu không quá dày. NÒn ®¾p §Öm c¸t §Êt yÕu a) Líp ®Öm c¸t ®Æt trùc tiÕp trªn ®Êt yÕu. NÒn ®¾p §Öm c¸t §Êt yÕu b) Líp ®Öm c¸t sau khi ®· ®µo bá mét phÊn ®Êt yÕu. + Có nguồn cát ở gần. 2.1.6.2. Làm lớp đệm đá sỏi. Khi đất yếu dưới nền đắp ở trạng thái bão hoà nước, có chiều dày nhỏ hơn 3m và dưới lớp đất yếu là lớp chịu lực tốt đồng thời xuất hiện nước có áp lực cao dùng lớp đệm cát không thích hợp thì có thể sử dụng đệm đá hộc, đá dăm, sỏi sạn. 2.1.7. Đắp đất trên bè. - Bè có thể làm bằng tre, gỗ, nứa, bó cành cây. - Bè có tác dụng mở rộng diện tích truyền tải trọng và phân bố lại tải trọng tác dụng lên đất yếu. - Phương pháp này có ưu điểm là thi công đơn giản, vật liệu dễ kiếm, rẻ tiền. 2.2. Tăng tốc độ cố kết của đất yếu bằng cách sử dụng đường thấm thẳng đứng. 2.2.1. Mục đích. - Nếu nền đất yếu có chiều dày lớn hoặc có hệ số thấm rất nhỏ thì quá trình lún cố kết của nền đất yếu dưới tải trọng của nền đắp sẽ rất lâu. Do vậy, để tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta làm các đường thấm thẳng đứng bằng cọc cát hoặc bấc thấm nhằm tạo ra các dòng thấm ngang vào cọc cát hoặc bấc thấm, tiếp tục thoát dọc theo cọc cát hoặc bấc thấm lên mặt đất sau đó thoát ra ngoài qua tầng đệm cát. Nền đắp Đường thấm ngang Đệm cát Đất yếu Đường thấm thẳng đứng 2.2.2 Bản chất của phương pháp. - Đất yếu chặt lại, sức chịu tải, góc nội ma sát và lực dính đơn vị tăng lên là do sự thoát nước của đất yếu (gọi là sự cố kết). Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 95
  20. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU - Để nước trong đất yếu có thể thoát ra ngoài cần có hai điều kiện: + Phải tạo ra một áp lực lớn hơn áp lực tiền cố kết (áp lực tiền cố kết là áp lực mà đất yếu đã từng chịu trong lịch sử hình thành của nó). + Tạo ra một đường thoát nước. 2.2.3 Dùng cọc cát (Sand pile). 2.2.2.1. Ưu nhược điểm. Ưu điểm - Cọc cát không chỉ thoát nước mà còn có tác dụng làm chặt đất và cải tạo nền đất yếu. Nếu đường kính cọc cát càng lớn thì nền đất yếu càng được cải thiện tốt. - Khi dùng cọc cát thì trị số mô đun biến dạng của cọc cát và vùng đất được nén chặt xung quanh giống nhau nên sự phân bố ứng suất trong nền đất sẽ đồng đều. - Tận dụng vật liệu địa phương (cát). - Thoát nước khá tốt. - Dùng cọc cát quá trình cố kết của nền tiến triển nhanh hơn khi dùng cọc bêtông cốt thép. - Nếu so với cọc cứng (cọc BTCT) thì cọc cát thì giá thành rẻ hơn rất nhiều. Theo kinh nghiệm nước ngoài, giá thành rẻ hơn hai lần so với cọc bê tông cốt thép. Ở Việt Nam, giá thành rẻ hơn khoảng 45% so với cọc bê tông cốt thép. Nhược điểm - Tốc độ thi công chậm (4-5 tiếng cho một cọc cát sâu 15m). - Vùng xáo trộn lớn: Khi khoan lỗ để hạ cọc cát làm đất xung quanh cọc cát bị xáo trộn nhiều, làm bịt chặt các lỗ thoát nước. - Đối với đất quá yếu cọc cát có thể bị gãy. Đường kính cọc cát thường từ 30-40cm. 2.2.1.3.Trình tự thi công. - Trải lớp vải địa kỹ thuật. Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt. Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật. - Thi công tầng đệm cát có chiều dày khoảng 1m với hai nhiệm vụ chính: + Làm đường thoát nước ngang. + Tạo điều kiện cho máy móc hoạt động dễ dàng trong quá trình thi công. + Tầng đệm cát cũng phải chia thành từng lớp có chiều dày thích hợp và được đầm nén đến độ chặt yêu cầu. - Định vị tất cả các vị trí cọc cát theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơ thiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị. - Khoan tạo lỗ: có thể dùng các phương pháp sau. + Tạo lỗ bằng khoan ruột gà. + Tạo lỗ bằng phương pháp xói nước. + Tạo lỗ bằng phương pháp nổ mìn dài. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 96
  21. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU + Tạo lỗ bằng cách đóng một ống thép xuống đất có mũi bằng gỗ hoặc bốn lá thép tự mở. - Khi đến cao độ thiết kế, tiến hành nhồi cát vào trong ống và tưới nước cho cát chặt lại. - Rút ống thép lên (nếu tạo lỗ bằng ống thép). - Đắp nền đường lên trên. Khoan các lỗ bằng Các bước làm cọc cát phương pháp xói nước bằng phương pháp nổ mìn dài 1 2 3 4 5 Khoan tạo lỗ bằng ống thép có mũi tự đóng mở Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 97
  22. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Thiết bị dùng để đóng ống thép xuống nền đất yếu Nhận xét: Thi công cọc cát nhưtrên thường có một số nhược điểm: - Khó kiểm tra được mức độ đầm chặt của cát trong ống khi thi công - Khi nhổ ống thép lên, do áp lực ngang của đất sẽ làm cho đường kính cọc cát nhỏ lại. - Cát trong ống phần tiếp xúc với thành ống thường bị tơi ra khi rút ống lên. 2.2.2. Dùng bấc thấm (Wick drain). 2.2.2.1. Khái niệm. - Bấc thấm là thiết bị thoát nước thẳng đứng gồm hai thành phần chính: + Vỏ lọc (jacket): có chức năng chính là thấm nước qua lỗ rỗng theo chiều ngang và lọc không cho các hạt đất chui vào làm tắc lõi. Thường làm bằng vải địa kỹ thuật không dệt. + Lõi (core): có tác dụng chính là dẫn nước thấm dọc từ đất yếu lên mặt đất để thoát ra ngoài, đồng thời là thành phần chính chịu lực căng khi lắp đặt và lực ngang của đất để không bị bẹp làm mất khả năng thoát nước dọc. Thường làm bằng Polypropylene. - Bấc thấm có chiều rộng 100mm, dày từ 4 đến 7mm và được cuốn thành cuộn có tổng chiều dài hàng trăm mét. - Độ sâu bấc thấm có thể tới 40m, nhưng thường dùng là 15-20m Lõi Vỏ lọc Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 98
  23. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Cấu tạo bấc thấm - Bấc thấm có ưu điểm là: + Khối lượng vật tư(bấc thấm) gọn nhẹ hơn nhiều so với vật liệu cát. + Tốc độ thi công nhanh: 10 phút cho một bấc thấm sâu 15m + Giá thành rẻ hơn so với cọc cát (bằng khoảng 1/4 giá thành cọc cát). + Đơn giản, dễ thi công, vùng xáo trộn nhỏ. + Có thể thích hợp với nhiều loại đất yếu do có thể chọn loại bấc thấm thích hợp với tính chất cơ- lý – hoá của nền đất. - Tuy nhiên bấc thấm cũng có nhược điểm sau: + Vật liệu bấc thấm hiện nay vẫn phải nhập ngoại, chúng ta chưa sản xuất được. + Hiệu quả thoát nước của bấc thấm không cao. NÒn ®¾p V¶i ®Þa kü thuËt §Öm c¸t §Êt yÕu 2.2.2.2. Các chỉ tiêu cơbản. - Chỉ tiêu về hệ số thấm (cm/s). - Chỉ tiêu về độ bền của sợi (hệ số kéo đứt). 2.2.2.3. Trình tự thi công. - Phải thiết kế sơđồ di chuyển cho máy cắm bấc thấm. Sơđồ di chuyến của máy phải đảm bảo điều kiện: + Không được đè lên bấc thấm đã cắm. + Hành trình di chuyển của máy là ít nhất - Thi công lớp vải địa kỹ thuật. Lớp vải địa kỹ thuật có tác dụng ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát, làm cho lớp đệm cát luôn sạch và thoát nước tốt. Trong trường hợp đất yếu không làm bẩn tầng đệm cát thì không cần lớp vải địa kỹ thuật. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 99
  24. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Lớp vải địa kỹ thuật và tầng đệm cát - Thi công một phần của tầng đệm cát, phần còn lại phải đủ phủ lên bấc thấm một đoạn tối thiểu là 2cm. Tầng đệm cát có tác dụng: + Tạo đường thấm ngang để nước có thể thoát ra ngoài. + Để cho máy cắm bấc thấm di chuyển. Trong trường hợp trên mặt gặp lớp đất tốt, máy cắm bấc thấm có thể hoạt động được thì có thể làm lớp đệm cát sau khi cắm bấc thấm. - Định vị tất cả các vị trí cắm bấc thấm theo hàng dọc và hàng ngang đúng với hồ sơthiết kế, dùng cọc tre đánh dấu từng vị trí đã định vị. - Lắp neo vào đầu bấc thấm. Các đầu neo phải có kích thước phù hợp với bấc thấm, kích thước của đầu neo thường là 85x150mm bằng tôn dày 5mm. Đầu neo có tác dụng giữ đầu bấc thấm khi bấc thấm được cắm đến độ sâu thiết kế. Đầu bấc thấm được gập lại tối thiểu 30cm. - Cắm bấc thấm bằng máy cắm bấc thấm. Máy cắm bấc thấm có các đặc trựng kỹ thuật nhưsau: + Trục dùng để lắp và cắm bấc thấm có tiết diện: 60x120mm, dọc trục có vạch chia đến cm để theo dõi chiều sâu cắm bấc thấm và có quả dọi để kiểm tra độ thẳng đứng khi cắm bấc thấm. + Máy phải có lực đủ lớn để cắm bấc thấm đến độ sâu thiết kế. - Khi bấc thấm đến độ sâu thiết kế thì kéo ống cắm bấc thấm lên sau đó cắt bấc thấm. Đầu bấc thấm phải cao hơn tầng đệm cát 20cm. - Thi công nốt tầng đệm cát. - Thi công tầng lọc ngược: làm bằng sỏi đá, cấp phối chọn lọc hoặc vải địa kỹ thuật. - Đắp nền đường lên trên. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 100
  25. Chương 7: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU Máy cắm bấc thấm Lỗ luồn bấc thấm Cấu tạo trục cắm bấc thấm Ngoài ra còn có các phương pháp nhưcột ba lát, cột đất gia cố vôi, nền đường đắp trên cọc. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 101
  26. Chương 8: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN CẢI TẠO NÂNG CẤP CHƯƠNG 8 XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾNCẢI TẠO - NÂNG CẤP 8.1. Các công việc cần tiến hành trong quá trình cải tạo nâng cấp tuyến đường Cải tạo đường là công tác đưa đường lên cấp kỹ thuật cao hơn và thường dẫn tới phải xây dựng đường theo các tiêu chuẩn mới (về bình đồ, trắc dọc và trắc ngang ). Do vậy, khi tiến hành cải tạo nâng cấp một tuyến đường thì nhiệm vụ xây dựng nền đường thường gồm các công việc sau: - Mở rộng nền đường cũ để đạt được bề rộng theo tiêu chuẩn cấp hạng mới: tùy theo vị trí tuyến đường cải tạo trùng hoặc dịch chuyển nhiều hay ít so với tuyến đường cũ, nền đường cũ sẽ phải mở rộng cả hai bên đối xứng hay không đối xứng hoặc về một bên. + Nếu mở rộng một bên: Diện thi công rộng hơn do vậy dễ áp dụng máy trong quá trình thi công. Tuy nhiên, do phần mặt đường mới nằm lệch so với mặt đường cũ nên dễ xảy ra sự hưhỏng phần mặt đường: nứt dọc theo vệt tiếp xúc giữa mặt cũ và mặt mới. + Mở rộng hai bên: kết cấu mặt đường mới cơbản nằm trong phạm vi mặt đường cũ nên có thể đảm bảo ổn định trong suốt quá trình khai thác. Tuy nhiên, diện thi công bị thu hẹp do vậy khó khăn trong việc thi công, nhất là thi công bằng máy. - Đắp nâng cao hoặc đào hạ thấp nền đường cũ để đạt cao độ thiết kế mới. - Xây dựng các đoạn nền đào hoặc đắp hoàn toàn mới ở những nơi vì yêu cầu kinh tế kĩ thuật mà tuyến cải tạo đi cách xa, bỏ hẳn tuyến cũ. - Gia cố taluy và các biện pháp cần thiết khác để trừ bỏ các hiện tượng trụt lở nền đường hoặc xói lở nền đường do nước mặt gây ra. 8.2. Đặc điểm thi công tuyến đường cải tạo nâng cấp. - Thuận lợi: Khi thi công tuyến cải tạo nâng cấp thì đã có sẵn tuyến đường cũ nên rất thuận tiện trong quá trình triển khai thi công: không phải làm đường tạm, thuận lợi trong quá trình vận chuyển nguyên vật liệu, máy móc thi công. - Khó khăn: + Đa số các trường hợp công việc thi công sẽ tiến hành trong điều kiện phải đồng thời bảo đảm giao thông bình thường trên tuyến. Để đảm bảo giao thông có thể phải làm đường tạm, thậm chí phải làm mặt đường cứng lắp ghép trên đường tạm khi mật độ giao thông cao, thuy nhiên nhưvậy sẽ gặp khó khăn trong công tác giải phóng mặt bằng và làm tăng giá thành công trình. Biện pháp thường làm hiện nay là thu hẹp diện thi công và tiến hành thi công trên một phần 1/2 chiều rộng đường và 1/2 đường còn lại để đảm bảo giao thông. Khi thi công phải có barie chắn, có biển chỉ công trường, biển hạn chế tốc độ, có người gác hai đầu đoạn thi công để điều khiển xe qua lại, ban đêm cần có đèn báo. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 102
  27. Chương 8: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN CẢI TẠO NÂNG CẤP + Diện thi công chật hẹp, không đều do vậy khó khăn trong việc tổ chức thi công bằng cơgiới. + Việc đảm bảo chất lượng đồng đều giữa phần đắp mở rộng và phần nền mới đồng thời đảm bảo sự tiếp xúc tốt giữa phần nền mới và phần nền cũ là khó khăn. Chính do những đặc điểm này cho nên việc thi công nền đường tuyến nâng cấp mở rộng nhiều khi khó khăn và phức tạp hơn so với thi công tuyến mới. Yêu cầu đối với thi công nền đường trong trường hợp tuyến nâng cấp mở rộng cũng nhưđối với các biện pháp và kỹ thuật thi công, về cơbản, là giống nhưviệc thi công đối với tuyến đường mới. Tuy nhiên có thêm một yêu cầu cần đặc biệt chú ý, đó là cần thi công sao cho đảm bảo được chất lượng phần nền mới làm, mới mở rộng đạt được nhưphần nền cũ. Nhất là phần nền dưới mặt đường, cũng nhưbảo đảm tiếp xúc giữa phần mới và phần cũ được tốt. 8.3. Xây dựng nền đường tuyến nâng cấp mở rộng. 8.3.1. Thi công nền đường đào. Nền đào chữ L hoặc đào hoàn toàn ở tuyến đường nâng cấp mở rộng đều có thể có trường hợp vừa mở rộng vừa gọt thấp độ cao hay chỉ mở rộng chứ không thay đổi độ cao. 8.3.1.1. Nền đào chỉ mở rộng mà không thay đổi độ cao. Tùy theo bề rộng mở thêm b lớn hay bé mà có thể áp dụng các biện pháp thi công dưới đây + Nếu bề rộng mở thêm tương đối lớn ( b 4m) và theo chiều dọc đủ dài để bảo đảm máy làm việc được an toàn thì có thể đưa máy ủi lên phía trên đỉnh ta luy nền đường cũ tiến hành mở rộng bằng cách đào từ trên xuống dưới nhưsơđồ. Máy ủi 1 (hoặc máy xúc) Máy ủi 2 hoặc máy san b Đất đào ra đẩy hết xuống phần nền đường cũ và ở đây lại trí máy ủi hoặc máy san chuyển tiếp đến chỗ đổ đất thừa (có thể là đẩy chéo qua phần mặt đường cũ sang phía vực hoặc chuyển dọc nếu là trường hợp nền đào hoàn toàn). Chú ý rằng muốn đưa máy lên trong trường hợp địa hình khó khăn thì phải dùng nhân lực mở đường và tạo nên một dải bằng phầng rộng hơn 4,0m ở phía trên đỉnh taluy nền đường cũ để máylàm việc được an toàn Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 103
  28. Chương 8: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN CẢI TẠO NÂNG CẤP + Nếu bề rộng mở thêm hẹp b 6,0m) hoặc khi gặp đá cứng thì dùng phương án thi công nổ phá kết hợp máy ủi để vận chuyển đất đá sau khi cổ phá. Thiết kế nổ phá phần nền mở rộng có thể cho nổ tung sụp toàn bộ (đại bộ phận đất sẽ đổ xuống nền đường cũ) hoặc cho nổ tung với chỉ số n thích đáng để phần đất có thể tung qua nền đường (nhưvậy dễ dàng khai thông đường một cách nhanh chóng). Khi chọn phương án cần đặc biệt chú ý khả năng mất ổn định của ta luy do nổ phá gây nên. Sau khi nổ phá phải tập trung máy chuyển đất khẩn trương để chống tắc đường bảo đảm giao thông. Trường hợp thi công nền đào mở rộng không thay đổi độ cao này còn cần phải chú ý đến chất lượng việc thi công đắp lại các rãnh biên của nền cũ. Trước khi đắp phải vét sạch cỏ và phải đầm nén kỹ, nếu không mặt đường sau dễ bị phá hoại tại đây,lấp rãnh cũ phải làm từ trên dốc dần xuống thấp để đảm bảo thoát nước trong quá trình thi công 8.3.1.1. Nền đào vừa mở rộng vừa thay đổi độ cao. + Đào phần mở rộng cho đến khi đạt cao độ nền đường cũ, cách tiến hành tương tự trên. + Sau khi đã mở rộng đạt đến độ cao nền đường cũ mới bắt đầu thi công hạ thấp độ cao đồng thời cả phần nền cũ và mới. Chú ý: + Để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công nền đào tuyến nâng cấp mở rộng cần đảm bảo: - Phá đất đến đâu phải chuyển hết đến đó, mỗi ngày đều phải gạt sạch đất rơi vãi trên mặt đường cũ để phòng mưa xuống gây trơn lầy. - Đảm bảo thoát nước thi công tốt; - Cố gắng bố trí thi công sao cho mặt đường cũ được giữ đến sau cùng (đến lúc bắt buộc phải phá để tiếp tục thi công các bước sau). để thuận tiện cho máy móc làm việc. + Để đảm bảo cường độ nền đất phần mới mở rộng đạt tương tự nhưphần nền cũ đã có xe chạy qua lâu, khi thi công cần xáo xới và lu lèn thích đáng trên phạm vi nền đào mới mở rộng. 8.3.1. Thi công nền đường đắp. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 104
  29. Chương 8: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN CẢI TẠO NÂNG CẤP 8.3.1.1. Nền đắp chỉ mở rộng mà không thay đổi độ cao. Thi công phần nền đắp mở rộng phải giải quyết vấn đề lấy đất đắp ở đâu cùng với vấn đề chọn biện pháp thi công tùy theo bề rộng mở thêm và chiều cao nền đắp. Đất đắp tốt nhất nên dùng cùng loại với nền đường cũ, nếu không có thì chọn các loại đất có thoát nước tốt. Trình tự thi công nhưsau: - Xử lý nền đất tự nhiên trước khi đắp nền đường mở rộng: bóc đất hữu cơ, vét bùn - Để đảm bảo tiếp xúc tốt giữa phần nền mới với nền cũ và bảo đảm cường độ phần nền mới đắp, nên yêu cầu chung đối với mọi trường hợp đều phải đánh cấp mái ta luy nền đắp cũ trước khi đắp phần mở rộng. - Phải đắp theo từng lớp nằm ngang từ dưới lên có đầm nén đạt độ chặt yêu cầu. Trước khi đắp lớp tiếp theo phải được tưvấn giám sát nghiệm thu độ chặt. Tuyệt đối không đắp mở rộng theo lối lấn ngang vì không đảm bảo đầm nén, mưa lũ dễ làm lún gây, sụt lở. - Tuỳ theo bề rộng phần nền mở rộng mà có thể thi công bằng máy hoặc thủ công. Về biện pháp thi công nói chung có thể tùy trường hợp mà sử dụng cơgiới là chính hoặc thủ công là chính. Trong trường hợp bề rộng mở thêm đủ rộng để máy có thể đi lên được và đất lấy từ thùng đấu ngay bện cạnh thì vẫn cò thể dùng máy ủi đẩy đất lên hoặc dùng máy xúc chuyển đi theo sơđồ hình líp hoặc các sơđồ khác để đắp phần mở rộng. Trong điều kiện đia hình bằng phẳng và đoạn đắp tương đối dài cũng có thể dùng máy xúc chuyển cao. Trường hợp bề rộng mở thêm hẹp (3,0 - 4,0m) hoặc trường hợp đắp đất trên sườn dốc mà phần mở thêm lại ở phía thấp thì không thể dùng máy lấy đất trực tiếp từ các thùng đấu bên cạnh để đắp được, lúc này hoặc là dùng biện pháp thi công thủ công,hoặc là dùng phương án chuyển đất bằng các loại máy (ủi, xúc chuyển, ô tô ) từ các đoạn nền đào mở rộng hay từ các mỏ đất dọc tuyến đến và từ trên phần đường cũ đẩy đất xuống để đắp phần mở rộng. Chú ý rằng đất đổ xuống đến đâu phải dùng nhân lực san thành lớp và đầm nén đến đó. Trong các trường hợp nói trên, nói chung nên dùng các loại máy đầm có khả năng làm việc trên diện công tác hẹp nhưđầm nhảy cóc diêzen, đàm bản hay dùng các loại máy ủi, máy xúc chuyển (trường hợp thi công bằng các loại máy này) để tiến hành đầm nén đất. Chỉ cần đưa các loại máy lu xuống khi địa hình cho phép, khối lượng công tác lớn, đắp mở thêm trên các đoạn dài, và đặc biệt khi bề rộng mở thêm đủ rộng (> 4,0m). 8.3.1.1. Nền đắp vừa mở rộng vừa thay đổi độ cao. - Thi công phần mở rộng trước nhưtrên. - Đắp tôn cao cả phần đường cũ và mới hoặc đào hạ thấp nền cũ đến cao độ thiết kế. Sau khi đã hoàn thành phần việc thi công mở rộng thì có thể dùng mọi biện pháp nhưđối với việc xây dựng nền đường mới để tiếp tục tôn cao nền đắp đạt đến độ cao thiết kế mới. Tuy nhiên cần phải tùy theo bề dày cần tôn cao so với mặt đường cũlà lớn hay nhỏ để có biện pháp xử lý thích đáng. Vấn đề này phải xét đến ngay từ khi thiết kế tuyến, và nói chung phải xử lý sao cho tận dụng được mặt đường cũ, Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 105
  30. Chương 8: XÂY DUNG NỀN ĐƯỜNG TUYẾN CẢI TẠO NÂNG CẤP cũng nhưtránh được tình trạng phải đắp thêm lên một lớp đất quá mỏng trên mặt đường cũ rồi mới làm mặt đường mới. Nếu bề dày cần tôn cao chỉ lớn hơn bề dày toàn bộ kết cấu mặt đường mới sau khi nâng cấp không nhiều lắm và nếu không quá tốn kém thì thêm thì khi thi công, có thể đề xuất biện pháp tăng dày tầng vật liệu rẻ tiền trong kết cấu mặt đường để đạt được độ cao thiết kế mới. Các trường hợp khác có bề dày cần tôn cao lớn thì nói chung khi thi công đều cần suy xét xem có nên đào xáo xới lấy lại các vật liệu lớp mặt đường cũ rồi mới tiếp tục đắp đất lên hay cứ tiếp tục đắp đất lên lớp mặt đường cũ. Trong điều kiện vật liệu địa phương khan hiếm, chất lượng vật liệu mặt đường cũ còn sử dụng được và trường hợp lớp đất cần đắp thêm quá mỏng thì nên đào xới lại vật liệu lớp mặt đường cũ, lúc này có thể dùng máy cày cày mặt đường cũ và dùng máy san hay máy ủi gạt vật liệu mặt đường cũ vừa cày lên để đánh đống ở những chỗ không trở ngại cho quá trình thi công đắp tiếp theo. Một biện pháp khác để thi công các nền đắp tương đối thấp trên các tuyến nâng cấp mở rộng là phá bỏ phía trên nền đắp cũ và lấy đất đó đắp sang phần nền mở rộng. Cho đến khi nào độcao giữa nền cũ và phần mở rộng bằng nhau thì lại tiếp tục lấy đất ở thùng đấu hoặc ở các nơi khác đắp tiếp đến độ cao thiết kế (hình 7-7). Ưu điểm của biện pháp thi công này là có thể hoàn toàn thi công bằng cơgiới ngay cả trường hợp nền đấp có bề rộng mở thêm hẹp, đồng thời bảo đảm chất lượng đầm nén vì cường độ nền đường được đồng đều trên toàn bề rộng nền đường mới nâng cấp. Nhược điểm của nó là không tận dụng được mặt đường cũ, cũng nhưphần nền cũ có cường độ cao nhờ đã trải qua thời gian chịu tác dùng của xe cháy, đồng thời có khó khăn về mặt bảo đảm giao thông trong lúc thi công phá bỏ phía trên phần nền cũ. Để tranh thủ sử dụng cơgiới nhằm tăng tốc độ thi công trong trường hợp nền đắp có bề rộng mở thêm hẹp đôi khi cũng có thể phải chịu đắp rộng hơn so với bề rộng mở thêm thiết kế sao cho máy có đủ diện công tác cần thiết, dù rằng nhưvậy khối lượng đắp có thể tăng lên. Để đảm bảo giao thông trong quá trình thi công nền đắp tuyến nâng cấp mở rộng cũng nhưcần chú ý các biện pháp nhưđã nói ở trên đối với quá trình thi công nên đào tuyến nâng cấp mở rộng. Trên đây đã trình bày các đặc điểm và biện pháp thi công nền đường tuyến nâng cấp mở rộng đối với các trường hợp khác nhau. Cần nhấn mạnh rằng: Nếu không quán triệt quan điểm thi công nhưtrên trong khi tiến hành lập đồ án thiết kế một tuyến đường nâng cấp mở rộng thì quá trình thi công sau đó sẽ có thể gặp rất nhiều khó khăn, nhất là trong điều kiện dùng cơgiới để thi công. Vì thế trước khi thi công cần phải xem xét lại đồ án thiết kế và trên cơsở vẫn đảm bảo các yêu cầu toàn diện khác cố gắng đề xuất những ý kiến sửa đổi thích đáng nhằm tạo thuận lợi cho quá trình xây dựng tuyến nâng cấp mở rộng. Riêng về mặt thi công nền đường, cụ thể là: sửa đổi sao cho bảo đảm được diện công tác tối thiểu để có thể dùng các loại máy tiến hành thi công, cũng nhưsao cho tranh thủ được chỗ lấy đất, đổ đất thuận tiện cho quá trình thi công. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 106
  31. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY CHƯƠNG 9 CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY 9.1. Khái niệm chung. Trong quá trình thi công nền đường bằng các phương pháp khác nhau (bằng máy, bằng nổ phá ), hình dạng thực tế của nền đường sau khi thi công thường không đúng với hình dáng thiết kế: mái ta luy không bằng phẳng, mặt nền đường bị lồi lõm, nhiều chỗ thừa thiếu chiều rộng và trong nền đào thì có nhiều chỗ đất sót chưa đào xong. Vì vậy, sau khi kết thúc công tác đào đắp cần phải tiến hành công tác hoàn thiện và gia cố mái ta luy để làm cho nền đường có hình dạng đúng với thiết kế, đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật và mỹ thuật, đảm bảo việc thoát nước và nâng cao độ ổn định của công trình. Công tác hoàn thiện là công tác sửa sang bề mặt của các nền đắp, nền đào và thùng đấu, sửa chữa các chỗ nền đường bị thừa thiếu bề rộng và độ cao, gọt mái ta luy đào và vỗ mái ta luy đắp, đào rãnh biên, cấu tạo độ nghiêng của nền đường và dọn dẹp sạch khu vực nền đường. Nội dung của công tác gia cố là củng cố các mái ta luy của nền đắp, nền đào cũng nhưđáy thùng đấu và rãnh thoát nước không để cho nước, gió xói mòn làm hư hỏng. Phải căn cứ vào tốc độ của nước và gió, điều kiện khí hậu, điều kiện làm việc của nền đường, tính chất của đất dùng để xây dựng nền đường, tình hình vật liệu địa phương dùng để gia cố, khả năng cơgiới hoá mà chọn kiểu kết cấu thích hợp để gia cố. Biện pháp thông thường, đơn giản mà kinh tế là trồng cỏ trên mái ta luy, tạo thành một thảm cỏ tránh cho mái ta luy bị gió và nước xói mòn. Những đoạn nền đắp ven bãi sông, đắp qua vùng ngập nước, mái ta luy bị xói mòn nghiêm trọng hơn, cần phải chọn loại kết cấu chắc chắn hơn ví dụ nhưlát đá hoặc lát các tấm bê tông để gia cố. 9.2. Công tác hoàn thiện. Công tác hoàn thiện bao gồm các nội dung chính là sửa sang bề mặt nền đường, bề mặt mái ta luy, rãnh cho đúng với hình dạng và cao độ thiết kế. Công tác hoàn thiện cần phải được thực hiện ngay sau khi đào đắp xong nền đường. Trong quá trìnd8 6th thi công phải thường xuyên kiểm tra độ dốc mái ta luy, bề rộng nền đường để đảm bảo nền đường được thi công đúng với kích thước thiết kế, hạn chế tình trạng thiếu bề rộng nền đường. Với nền đường đắp, sau khi đắp xong phải tiến hành bạt mái ta luy, đầm lại mái ta luy. Công việc này có thể tiến hành bằng máy xúc, máy san và có thể dùng máy kéo con lăn để đầm mái ta luy. Cũng có thể dùng nhân lực để tu sửa bề mặt mái ta luy và đầm mái ta luy. Trong trường hợp nền đắp thiếu chiều rộng, thì khi đắp phụ thêm phải tiến hành đánh cấp và đầm nén đảm bảo liên kết tốt giữa phần cạp thêm và phần nền đã đắp. Với nền đường đào, phải tiến hành gọt phẳng mái ta luy đảm bảo đúng với độ dốc thiết kế. Công việc này có thể dùng máy xúc, máy san hoặc nhân công. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 107
  32. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY Thông thường, với các nền đào sâu, đắp cao thì công tác hoàn thiện mái ta luy được tiến hành cùng với công tác làm đất, chiều cao mỗi lần bạt gọt phục thuộc vào từng công cụ hoặc máy móc dùng để bạt gọt mái ta luy. Với rãnh dọc, thông thường cùng nhân công thi công, tuy nhiên cũng có thể dùng máy san có gắn thêm các thiết bị phụ trợ để đào và hoàn thiện rãnh. Đầm mái taluy nền đường bằng máy kéo con lăn 9.3. Công tác bảo vệ và gia cố ta luy nền đường. Để cho mái ta luy nền đường không bị nước và gió xói mòn và để ngăn ngừa các lớp đất đá ở mái ta luy không bị phong hoá, sụt lở, căn cứ vào tình hình địa chất, độ dốc mái ta luy, tình hình vật liệu địa phương mà có thể chọn một trong các biện pháp sau: 9.3.1. Lát cỏ. Cỏ mọc trên mái ta luy không những có thể giữ đất, làm chặt đất, điều tiết độ ẩm của đất, đề phòng nước mưa và gió xói mòn mà còn có tác dụng ngăn ngừa đất, đá nứt nẻ làm cho nền đường vững chắc, ổn định. Nên tiến hành lát cỏ vào mùa đông hoặc mùa thu, không nên lát cỏ vào mùa đông, lạnh cỏ rễ bị tàn lụi không phát triển được. 9.3.1.1. Trồng cỏ. Thích hợp với các mái ta luy thoải và không ngập nước. Nên chọn các loại cỏ nhiều rễ, bò sát mặt đất và sinh trưởng trong nhiều năm. Nếu đất ở mái ta luy không thích hợp trồng cỏ thì trước tiên cần phải phủ một lớp đất màu dày từ 5-10cm, gieo hạt cỏ xong thì bừa đều và đầm chặt làm cho lớp cỏ bám chặt vào mái ta luy. Trước khi rải lớp đất màu cần đánh cấp mái ta luy có chiều dài theo mái ta luy là 100cm và chiều sâu 10-15cm. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 108
  33. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY m 10 5c 0 -1 cm 10 Đánh cấp mái ta luy trước khi trồng cỏ 9.3.1.2. Lát cỏ. Dùng các vầng cỏ được đánh từ nơi khác đến để lát kín trên toàn bộ diện tích mái ta luy. Đây là phương pháp được dùng khá phổ biến, các vầng cỏ được lát từ chân lên đỉnh mái ta luy thành hàng song song với nhau rồi dùng các cọc tre dài 0.2 đến 0.3m để ghim chặt. Các vầng cỏ nên xắn vuông đều nhau để có thể lát kín và so le với nhau: VÇng cá Cäc tre dµi 0.2-0.3m a) Mặt chính b) Mặt cắt Lát cỏ kín mái ta luy 9.3.1.3. Lát cỏ thành các ô vuông. Dùng các vầng cỏ lát thành các hình vuông có cạnh 1-1.5m, ở giữa đắp đất màu và gieo cỏ. Các vầng cỏ lát thành những hàng chéo với mép ta luy một góc 45o. Khi thi công trước hết đào các rãnh nông trên ta luy để sau đó lát cỏ lên. Các cạnh trên và dưới của ta luy cũng dùng các vầng cỏ để lát thành hàng. Cũng có thể thay việc lát các vầng cỏ bằng việc lát các tấm bê tông đúc sẵn tạo thành các hình vuông sau đó đổ đất màu và gieo cỏ vào trong. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 109
  34. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY 45° 5m 1. 1- Lát cỏ theo hình vuông 9.3.1.4. Lát chồng các vầng cỏ. Những nơi có tốc độ nước chảy tương đối lớn hoặc mái ta luy tương đối dốc thì có thể lát chồng các vầng cỏ lên nhau, có thể lát chồng các vầng cỏ thành hình bậc cấp hoặc chồng đứng các vầng cỏ theo hướng gần thẳng góc với mái ta luy. Khi lát chồng, cần làm cho các vầng cỏ áp chặt với nhau và gắn chặt vào mái ta luy, mặt cỏ có thể hướng lên trên hoặc xuống dưới nhưng với lớp trên cùng thì mặt cỏ phải hướng lên trên. Dùng các cọc nhọn bằng tre hoặc gỗ dài khoảng 1m để ghim chặt các vầng cỏ vào mái ta luy, ở chân ta luy nên lát sâu xuống 1 ~ 3 lớp, làm cho mặt các vầng cỏ ngang bằng với mặt đất. .5 1 :1 : 1 1 ~ 1 > 1: c è èc d d é é § § Cäc gç hoÆc tre dµi 1m a) Theo kiểu bậc cấp b) Theo kiểu lát đứng Lát chồng các vầng cỏ 9.3.2. Lát đá. Các mái ta luy được lát đá có thể chống các dòng nước chảy với tốc độ cao ở những nơi bị ngập nước, chống sụt lở và xói mòn ta luy do nước mặt chảy tràn trên mái dốc. Có thể dùng các biện pháp sau: 9.3.2.1. Lát đá khan. Là biện pháp hay dùng khi mái taluy bị ngập trong nước. Khi lát đá phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Đá phải chắc, không bị phong hoá. - Dưới lớp đá nên có một lớp đệm bằng đá dăm, sỏi sạn dày 10-20cm, lớp này có tác dụng đề phòng cho đất dưới lớp đá khan không bị xói rỗng, đồng thời Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 110
  35. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY cũng làm cho lớp đá có tính đàn hồi. Lớp này có thể thay bằng lớp vải địa kỹ thuật hoặc màng nhựa địa kỹ thuật. Không nên dùng cát làm lớp đệm vì cát đễ bị nước xói mất. - Khi lát phải tiến hành lát từ dưới lên, các hòn đá lát xen kẽ nhau chặt chẽ và dùng đá dăm nhét kín tất cả các khe hở giữa các hòn đá. Nếu dùng đá cuội lấy ở sông suối thì phải lát thành hàng và xếp đứng các hòn đá thẳng góc với mép ta luy. - Lớp đá khan có thể lát một lớp hoặc hai lớp tuỳ theo tốc độ nước chảy. Thông thường một lớp được dùng khi vận tốc nước chảy v = 3.0 ~ 4.5m/s, hai lớp được dùng khi vận tốc nước chảy v = 3.5 ~ 5.5m/s. - Với ta luy nền đào, trường hợp có nước ngầm chảy ra, người ta thường làm lớp đệm theo nguyên tắc tầng lọc ngược, dùng các vật liệu từ nhỏ đến to tính từ trong ra ngoài để đề phòng nước ngầm xói và cuốn đất của mái ta luy đi. h h MNTT hsãng + 0.5m MNTT h sãng + 0.5m TÇng ®¸ xÕp khan TÇng ®¸ xÕp khan dµy 20-25cm (2 líp) > 1.5m Líp ®Öm dµy 10-20cm > 1.5m Líp ®Öm dµy 10-20cm > 0.5m > 0.5m a) Lát một lớp b) Lát hai lớp Lát đá khan gia cố mái ta luy 9.3.2.2. Lát đá có kẻ mạch. Biện pháp này được dùng ở những nơi nước chảy mạnh và tác dụng của sóng tương đối lớn. Chiều dày lớp đá lát từ 0.3 ~ 0.5m. Khi lát đá phải đảm bảo các yêu cầu sau: - Việc sử dụng vật liệu theo các thao tác thi công phải tuân theo đúng quy trình quy phạm thi công hiện hành. - Dưới lớp đá xây nên rải một lớp đệm bằng đá dăm hoặc sỏi sạn dày 10- 40cm. - Các ta luy nền đường sẽ xây đá thì phải đắp và đầm nén kỹ, tốt nhất là đợi cho lún xong mới xây dựng để tránh lớp đá bị phá hoại do nền đường tiếp tục bị lún. - Cách 10 ~ 15m thì chừa một khe co giãn, những chỗ nền đường có khả năng lún phải chừa khe phòng lún, phía dưới chân ta luy phải chừa lỗ thoát nước. 9.3.2.3. Tường bảo vệ. Thích hợp gia cố các mái ta luy dễ bị phong hoá, đường nứt phát triển nhưng không dễ bị xói mòn. Loại tường bảo vệ này có tác dụng ngăn ngừa không cho ta luy bị phong hoá thêm. Có thể xây đá, đổ bê tông hoặc làm bằng các vật liệu khác. Tường bảo vệ thường không chịu áp lực ngang. Nếu xây thành khối liền thì phải bố trí các khe co giãn và lỗ thoát nước. Cũng có thể xây tường bảo vệ cục bộ ở những chỗ đá bị mền yếu hoặc những lõm trên mái ta luy để tiết kiệm vật liệu. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 111
  36. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY Trước khi xây tường bảo vệ trước hết cần dọn sạch đá phong hoá, cây cỏ, rác bẩn, đắp các chỗ lõm cho bằng và làm cho tường tiếp xúc chặt với mái ta luy. 9.3.3. Láng phủ mặt, phun vữa, bịt đường nứt. Thích hợp với các ta luy đá dễ bị phong hoá. Bịt đường nứt chủ yếu để đề phòng nước mưa thấm qua đường nứt chảy vào lớp đá gây tác dụng phá hoại. Trước khi thi công cần phải dọn sạch mặt đá, bỏ các lớp đá phong hoá và các hòn đá rời rạc, bù đá nhỏ vào, lấp bằng các chỗ lõm, lấy hết rễ cỏ và rễ cây trong kẽ nứt để vữa có thể gắn chặt với đá. Vữa láng có thể là vữa xi măng, vữa xi măng cát tỷ lệ 1: 3 ~ 1:4. Loại vữa để phủ mặt tương đối kinh tế là vữa tam hợp gồm vôi, xi măng, cát hoặc vữa tứ hợp gồm: vôi, xi măng, cát và đất sét. 9.3.4. Gia cố chống xói lở ta luy ở nền đường ven sông. Với các nền đường đắp ven sông, để chống xói lở chân và mái ta luy, ngoài các biện pháp đã nêu ở trên còn có các biện pháp sau: 9.3.4.1. Rọ đá. Thường dùng các rọ đựng đá hộc đan bằng các sợi dây thép đường kính 2.5~4mm. Các rọ đá có thể lát nằm trên mái ta luy hoặc lát ở chân ta luy nền đường. MNTT hsãng + 0.5m MNTT hsãng + 0.5m Rä ®¸ Rä ®¸ a) Lát ở chân ta luy b) Lát nằm trên mái ta luy Dùng rọ đá để gia cố mái ta luy Rọ đá thường làm thành các hình hộp chữ nhật để dễ lát, tại những dòng sông nước chảy mạnh thì nên làm thành các hình trụ tròn để sau khi bỏ đá xong có thể lăn rọ xuống sông. Mắt lưới của rọ có thể đan thành hình vuông hoặc hình sáu cạnh. Mắt lưới hình vuông dễ đan nhưng cường độ thấp hơn và sau khi bị hỏng một mắt thì dễ bị hỏng tiếp sang các mắt khác. Để cho lưới của rọ không bị đứt, khi bỏ đá vào rọ không nên ném mạnh và phải để các đầu nhọn của đá lòi ra ngoài lưới. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 112
  37. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY a) Hình hộp; b) Hình trụ; c) Mắt lưới của rọ. Rọ đá 9.3.4.2. Ném đá hộc gia cố mái ta luy Nếu địa phương có nhiều đá thì có thể ném đá hộc xuống bộ phận taluy đã ngập nước để gia cố. Đá có thể ném xuống nước tuỳ tiện, độ dốc của phần taluy đá dưới nước thường vào khoảng 1:1,25; 1:1,5 và những nơi nước chảy mạnh thì có thể lên đến 1:2; 1:3. Khi xây dựng nền đường mới có thể ném đá đắp bộ phận chân taluy. Kích thước hòn đá dùng để ném xuống nước gia cố taluy xác định theo tốc độ nước chảy, thường dùng các hòn đá 0,3-0,5m. Đá phải ném thành nhiều lớp (ít nhất là hai lớp) và các hòn đá lớn phải ném sau để đè lên các hòn đá nhỏ hơn. m m 5 MN Cao 5 MN Cao . . 0 0 > > > 1m > 0.5m m m 1 MN ThÊp 1 MN ThÊp > > a) Ném đá gia cố chân taluy b) Ném đá gia cố taluy. Gia cố taluy bằng phương pháp ném đá Phương pháp ném đá đơn giản, không sợ lún và có thể cơgiới hoá hoàn toàn. 9.3.4.3. Gia cố bằng các tấm bê tông lắp ghép. Gia cố bằng các tấm bê tông cốt thép (hình 9-19): dùng để gia cố mái taluy ở những đoạn nền đường đắp thường xuyên hoặc thỉnh thoảng bị ngập nước và các mái taluy ở dọc bờ sông chịu tác dụng của sóng lớn hơn 3 m. Thường dùng các tấm kích thước từ 2,5 x 1,25m đến 2,5 x 3,0m, chiều dày từ 10; 15 hoặc 20cm bằng bê tông cốt thép mác 200. Khi thi công dùng cần trục để đặt tấm trên lớp móng đá dăm hoặc cuội sỏi đã chuẩn bị sẵn. Sau khi đặt xong thì liên kết các tấm lại với nhau thành từng mảng lớn 40 x 20m ( khi chiều cao sóng dưới 1,5m) hoặc 40 x 15m (khi chiều cao sóng lớn hơn 1,5m) bằng cách hàn hoặc buộc cốt thép liên kết và đổ vữa xi măng tỉ lệ 1:3 vào khe nối rồi đầm chặt. Liên kết các tấm bê tông thành mảng nhưvậy để đề phòng tác dụng phá hoại do nhiệt độ và lớp móng lún không đều gây ra. Khi chiều cao sóng dưới 1,0m thì không cần liên kết các tấm bê tông thành từng mảng nhưtrên. Gia cố các tấm bê tông thường: dùng khi chiều cao sóng dưới 0,7m, tốc độ chảy của nước dưới 4m/s. Khi mái taluy là taluy 1:2 dùng các tấm 1 x 1 x 0,16(0,20)m và đặt trên lớp móng đá dăm hoặc cuội sỏi. Công tác gia cố mái taluy bằng các tấm bê tông lắp ghép hoặc bằng cách xây đá chỉ được tiến hành sau khi mái taluy đã ổn định để đề phòng hưhỏng do mái taluy bị lún không đều. Trước khi gia cố phải đầm chặt và hoàn thiện mặt mái taluy. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 113
  38. Chương 9: CÔNG TÁC HOÀN THIỆN NỀN ĐƯỜNG VÀ GIA CỐ MÁI TA LUY Thường dùng máy xúc có gá lắp thiết bị đầm, đầm chấn động, lu để đầm chặt mái taluy. Đồng thời với việc chuẩn bị mái taluy cần phải đào hố để xây móng bê tông dưới chân taluy. Công tác rải lớp móng đá dăm và cuội sỏi chủ yếu là bằng tay. Cũng có thể dùng máy san ủi, san tự hành và máy xúc có thiết bị đặc biệt để rải san và đầm lèn lớp móng. MNCN h sãng + 0.5m MNCN h sãng + 0.5m 2 2 1 1 3 a) Trường hợp lớp móng ở chân nền b) Trường hợp cần bảo vệ đá đường đắp đủ ổn định của dòng chảy khi bị xói mòn Gia cố mái taluy nền đường đắp bằng các tấm bê tông cốt thép 1. Lớp bê tông hoặc bê tông cốt thép 2. Đá dăm hoặc cuội sỏi 3. Móng bê tông hoặc đá Dùng cần trục để lát các tấm bê tông vào mái taluy và lát dần từ chân lên đỉnh. Với các tấm bê tông kích thước nhỏ hơn thì có thể lát bằng nhân lực. Để gia cố mái taluy chống sóng có thể tham khảo kinh nghiệm của nhân dân trồng cây cúc tần, dùng tre hoặc các bó cành cây để lát vào phần taluy bị sóng vỗ. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 114
  39. Chương 10: CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG 10 CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU NỀN ĐƯỜNG 10.1. Mục đích. Mục đích chung của công tác kiểm tra và nghiệm thu nhằm đảm bảo quá trình thi công xây dựng nền đường đạt được chất lượng tốt, phù hợp với hồ sơthiết kế cũng nhưcác yêu cầu của bản vẽ thi công. Công tác kiểm tra và nghiệm thu sẽ phát hiện những sai sót về mặt kỹ thuật nhằm kịp thời đưa ra các yêu cầu và biện pháp để nâng cao chất lượng thi công nền đường, có thể cả biện pháp để nâng cao năng suất, hạ giá thành của công tác xây dựng đồng thời, nhằm xác nhận khối lượng công tác đã hoàn thành của đơn vị thi công để làm cơsở thanh quyết toán khối lượng cho đơn vị thi công. Nhưvậy, rõ ràng công tác kiểm tra và nghiệm thu là một khâu không thể thiếu được trong quá trình xây dựng nền đường nhằm góp phần thực hiện phương trâm: nhanh - nhiều - tốt – rẻ trong thi công. Mỗi cán bộ kỹ thuật cần quán triệt ý nghĩa quan trọng của công tác kiểm tra, nghiệm thu, nhiều khi không kiểm tra kịp thời mà gây ra những sai sót kỹ thuật đáng tiếc, cũng nhưkhông nghiệm thu kịp thời sẽ gây ảnh hưởng đến việc thanh quyết toán và đời sống của công nhân. 10.2. Nội dung Bao gồm công tác kiểm tra và công tác nghiệm thu. Công tác kiểm tra: Công tác kiểm tra được tiến hành thường xuyên trong suốt quá trình thi công do các cán bộ kỹ thuật của đơn vị thi công và cán bộ tưvấn giám sát (hoặc chủ đầu tư) đảm nhiệm. Để công tác kiểm tra được nhanh chóng và thuận lợi cần phải tổ chức mạng lưới thí nghiệm đầy đủ tại hiện trường. Công tác nghiệm thu: Công tác nghiệm thu cũng là một loại công tác kiểm tra nhưng không tiến hành thường xuyên mà tiến hành vào từng thời điểm cần thiết trong quá trình xây dựng nền đường nhằm kiểm tra chất lượng và khối lượng công tác hoàn thành để tiến hành bàn giao từng phần hoặc toàn bộ công trình hoàn thành. Thường gồm các loại nghiệm thu sau: - Nghiệm thu các công trình ẩn dấu: là những bộ phận công trình mà quá trình thi công sau đó sẽ hoàn toàn che khuất nó, nếu không kiểm tra chất lượng và khối lượng thì sau đó không có cách nào kiểm tra được nữa. Ví dụ công tác đánh cấp, rẫy cỏ, vét bùn, bóc hữu cơ, độ chặt của đất sau khi đắp xong một lớp . - Nghiệm thu định kỳ 1/2 tháng, 1 tháng trong toàn phạm vi thi công để xác nhận chất lượng và khối lượng công việc mà đơn vị thi công đã hoàn thành trong thời gian đó, làm cơsở cho việc cấp phát vốn và thanh toán giữa chủ đầu tưvà đơn vị thi công cũng nhưgiữa đơn vị thi công và công nhân trực tiếp sản xuất. - Nghiệm thu xác nhận việc hoàn thành từng công trình hoặc toàn bộ công trình nền đường để bàn giao và làm cơsở thanh quyết toán. Ví dụ nhưhoàn thành hẳn một đoạn đường nào đó trước khi làm mặt đường. Để tiến hành công tác nghiệm thu nền đường thường thành lập đoàn nghiệm thu gồm: chủ đầu tư(hoặc tưvấn giám sát), phòng kỹ thuật thi công, phòng lao động tiền lương của công ty và các đại diện các đơn vị trực tiếp thi công đoạn nền đường cần nghiệm thu. Tuỳ theo mục đích nghiệm thu, có thể mời thêm đại diện các đơn vị quản lý, khai thác tuyến đường sau này, cũng có thể chỉ tổ chức nghiệm thu nội bộ của đơn vị thi công mà không cần đại diện của chủ đầu tư. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 115
  40. Chương 10: CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU NỀN ĐƯỜNG Cơsở chính để tiến hành công tác kiểm tra nghiệm thu là hồ sơthiết kế, bản vẽ thi công và các quy trình kỹ thuật thi công, các tiêu chuẩn do cơquan có thẩm quyền ban hành. Phương pháp tiến hành là đối chiếu tình hình thực tế thi công với những yêu cầu và quy định về chất lượng của các hồ sơ, văn bản trên, đồng thời khi nghiệm thu còn phải xác định khối lượng công việc thực tế đã thi công. Muốn vậy, phải tiến hành đo đạc và tiến hành các thí nghiệm cần thiết ngay tại hiện trường như đo đạc kích thước hình học của nền đường (bề rộng, cao độ, độ dốc mái ta luy, kích thước rãnh, độ dốc dọc ) hoặc thí nghiệm xác định độ chặt sau khi đầm nén. Việc xác định khối lượng công việc thực tế đã thi công có thể bằng cách ước lượng số ca, số lần máy đẩy đất, số gầu máy xúc đất nhưng chỉ với mục đích là kiểm tra tiến độ thi công. Còn trong mọi trường hợp, đều phải xác định bằng cách đo đạc thực tế ngoài hiện trường. Cần chú ý xác nhận cả cự ly vận chuyển đất thực tế. Nếu xây dựng nền đường bằng phương pháp nổ phá thì khi nghiệm thu cũng phải xác định rõ khối lượng đất đá tung đi và khối lượng đất đá bị rơi tại chỗ. Công tác kiểm tra nghiệm thu phải bám sát theo các trình tự thi công nền đường. Cụ thể là phải nghiệm thu từ công tác khôi phục tuyến (về vị trí và biện pháp chôn giữ, đánh dấu cọc ) cho đến tất cả các trình tự thi công sau: - Kiểm tra và nghiệm thu công tác vét bùn, bóc hữu cơ, thay đất dưới nền đắp, công tác rẫy cỏ, đánh cấp, đào gốc cây, công tác đầm nén nền đất tự nhiên. - Kiểm tra công tác lấy đất ở thùng đấu hoặc mỏ đất: có loại bỏ tầng đất hữu cơkhông, có đảm bảo chất lượng đắp hay không? - Công tác xây dựng tường chắn và các loại kè chống đỡ nền đắp. - Kiểm tra và nghiệm thu vị trí tuyến (cắm lại cọc, đo góc ngoặt và chiều dài, cao độ tim, mép đường và đáy rãnh), kích thước hình học của nền đường (bề rộng, dốc ngang, dốc mái ta luy, kích thước rãnh) và chất lượng thi công nền đường đào cũng nhưnền đường đắp (việc đắp theo từng lớp, chất lượng đầm nén của từng lớp). - Kiểm tra và nghiệm thu việc xây dựng các công trình thoát nước. - Kiểm tra và nghiệm thu công tác hoàn thiện và gia cố nền đường (chất lượng bạt ta luy, trồng cỏ, gia cố mái ta luy ) Trong quá trình thi công, nhất là về mùa mưa cần kiểm tra các biện pháp thoát nước, độ ẩm của vật liệu đất và việc xử lý bùn đất nhão sau khi mưa. Công tác kiểm tra nên chú trọng các đoạn nền đầu cầu (cả 1/4 nón mố) nền đường trên cống, nền đắp qua hồ, ven hồ, qua ruộng, nền đường dùng nhiều loại đất đắp, nền đắp mở rộng và tiếp giáp giữa hai đơn vị thi công 10.3. Sai số cho phép. 10.3.1. Về vị trí tuyến và kích thước hình học của nền đường. - Sau khi thi công xong nền đường, không được thêm đường cong, không được tạo độ dốc dọc và làm thay đổi độ dốc quá 5% độ dốc thiết kế. - Bề rộng nền cho phép sai số ±10cm. - Tim đườngđược phép lệch 10cm so với tim thiết kế. - Cao độ tim đường cho phép sai số ±10cm. - Độ dốc siêu cao nền đường không được vượt quá 5% độ dốc siêu cao thiết kế. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 116
  41. Chương 10: CÔNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU NỀN ĐƯỜNG - Độ dốc mái ta luy không được dốc quá 7% của độ dốc mái ta luy thiết kế khi chiều cao mái ta luy H ≤ 2m, không quá 4% khi chiều cao mái ta luy 2m ≤ H ≤ 6m và không quá 2% khi chiều cao mái ta luy H > 6m. Tuy nhiên đoạn sai về độ dốc mái ta luy này không được kéo dài liên tục quá 30m và tổng cộng chiều dài các đoạn sai không được chiếm quá 10% chiều dài đoạn thi công. 10.3.2. Về hệ thống rãnh thoát nước. - Bề rộng đáy và mặt trên của rãnh không được nhỏ hơn 5cm. - Độ dốc dọc của đáy rãnh không được sai số quá 5% độ dốc rãnh thiết kế. - Độ dốc ta luy rãnh biên nhưquy định với nền đường. - Độ dốc ta luy rãnh đỉnh, rãnh ngang thì không được sai quá 7% so với độ dốc ta luy thiết kế. 10.3.3. Về chất lượng đầm nén và độ bằng phẳng. - Mỗi Km phảo kiểm tra chất lượng đầm nén ở ba mặt cắt, mỗi mặt cắt phải thí nghiệm ở ba vị trí và mẫu đất phải lấy sâu dưới mặt nền 15cm. Độ chặt đạt được không nhỏ hơn độ chặt quy định 2%. Phải kiểm tra thường xuyên độ chặt trong quá trình đắp. - Mặt nền phải nhẵn, cho phép nứt nẻ nhỏ nhưng không liên tục, không bóc từng mảng. Độ bằng phẳng đo bằng thước 3m khe hở không được quá 3cm. 10.3.4. Về cọc khôi phục lại sau khi làm xong nền đường. Phải có đủ cọc đỉnh, cọc đường cong (20m phải có một cọc) và cọc đường thẳng (50m phải có một cọc). Chú ý: Khi tiến hành công tác kiểm tra và nghiệm thu, đơn vị thi công cần phải chuẩn bị sẵn và trình bày các tài liệu sau: - Bản vẽ thi công trong đó có vẽ lại và ghi chú đầy đủ các chỗ thay đổi đã được duyệt so với đồ án thiết kế. - Nhật ký thi công của đơn vị (có ghi cả những ý kiến chỉ đạo thi công của cán bộ cấp trên). - Biên bản nghiệm thu các công trình ẩn dấu từ trước. - Biên bản thí nghiệm thử đất và đầm nén từ trước. - Các sổ sách ghi các mốc cao độ và các tài liệu có liên quan đến công tác đo đạc để kiểm tra. Sau khi tiến hành kiểm tra và nghiệm thu, cần phải lập biên bản có chữ ký của tất cả các đại diện tham gia công việc nghiệm thu trong đó nên rõ các văn bản dùng làm cơsở cho việc kiểm tra và các kết luận về chất lượng cũng nhưkhối lượng thi công. Bài giảng Xây dựng nền đường Trang 117