Bài giảng Thi công cơ bản và an toàn lao động - Chương I: Khái niệm mở đầu - Đặng Xuân Trường

© 2017 BY Đặng Xuân Trường HỌC PHẦN THI CÔNG CƠ BẢN VÀ ATLD Đặng Xuân Trường Email: truong.dang@ut.edu.vn dangxuantruong@hcmut.edu.vn Blog: www.dxtruong.blogspot.com Facebook: www.facebook.com/bkdxtruong © 2017 BY Đặng Xuân Trường 2 TÀI LIỆU THAM KHẢO  Kỹ thuật thi công tập 1 & 2– TS. Đỗ Đình Đức, PGS. Lê Kiều – NXB Xây dựng – Hà Nội 2004.  Kỹ thuật thi công – Nguyễn Đình Hiện – NXB Xây dựng – 2008.  Kỹ thuật thi công 1 – Lê Khánh Toàn – Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng.  Bài giảng Máy xây dựng– ThS. Đặng Xuân Trường – Trường Đại học GTVT TP.HCM © 2017 BY Đặng Xuân Trường 3 ĐÁNH GIÁ HỌC PHẦN Chuyên cần: 10% Tiểu luận: 20% Thi kết thúc học phần: 70%  Hình thức: Tự luận  Thang điểm : 10  Tài liệu: Được sử dụng © 2017 BY Đặng Xuân Trường 4 CHƯƠNG I: KHÁI NIỆM MỞ ĐẦU I. Định nghĩa về thi công  Thi công là một ngành sản xuất bao gồm công việc xây dựng mới, sửa chữa, khôi phục cũng như tháo dỡ di chuyển nhà cửa và công trình. Nó hình thành từ quá trình thi công.  Quá trình thi công là các quá trình sản xuất tiến hành tại hiện trường nhằm mục đích cuối cùng để xây dựng, sửa chữa, khôi phục, tháo dỡ di chuyển nhà cửa và công trình. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 5 II. Các dạng công trình và công tác đất 2.1. Các loại công trình đất: Có thể phân loại các công trình làm đất theo nhiều cách:  Theo mục đích sử dụng có hai loại là công trình bằng đất và công trình phục vụ  Các công trình bằng đất: đê, đập, mương máng, nền đường  Công trình phục vụ: hố móng, rãnh đặt đường ống © 2017 BY Đặng Xuân Trường 6  Theo thời gian sử dụng có hai loại:  Công trình sử dụng lâu dài: như đê đập, đường sá.  Công trình sử dụng ngắn hạn: như hố móng, rãnh thoát nước, đường tạm  Theo hình dạng công trình có hai loại là công trình chạy dài và công trình tập trung  Công trình chạy dài: nền đường, đê đập, mương  Công trình tập trung: hố móng, san mặt đường © 2017 BY Đặng Xuân Trường 7 2. Các dạng công tác đất  Đào: Là hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế, như đào móng, đào mương  Đắp: Nâng mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế như đắp nền, đê, đập đất  San: Làm phẳng một diện tích mặt đất (gồm cả đào và đắp) như san mặt bằng, san nền đường, san đất đắp  Bóc: Bóc lớp đất thực vật, đất mùn bên trên  Lấp: Lấp đất chân móng, lấp hồ ao, lấp rãnh  Đầm: Đầm nền đất mới đổ cho đặc chắc. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 8 III. Xếp hạng cấp đất Theo mức độ khó, dễ khi thi công và phương pháp thi công đất để phân cấp đất, cấp đất càng cao càng khó thi công, mức độ chi phí công lao động, máy thi công càng lớn.  Phân cấp đất dùng cho thi công thủ công: Phân làm 9 nhóm © 2017 BY Đặng Xuân Trường 9 Nhóm đất Tên đất Dụng cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất 1 - Đất phù sa, bồi cát, đất màu, đất mùn, đất đen, đất hoàng thổ - Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc loại đất nhóm 4 trở xuống) chưa bị nén chặt Dùng xẻng xúc dễ dàng. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 10 2 - Đất cát pha sét hoặc đất sát pha cát - Đất màu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo - Đất nhóm 3, nhóm 4 sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến trạng thái nguyên thổ - Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất bùn, đất nguyên thổ tơi xốp có lẫn rễ cây, mùn rác, sỏi đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg trong 1m3 Dùng xẻng cải tiến ấn nặng tay xúc được © 2017 BY Đặng Xuân Trường 11 3 - Đất sét pha cát - Đất sét vàng hay trắng, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mềm - Đất cát, đất đen, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rễ cây từ 10% đến 20% thể tích hoặc 150kg đến 300kg trong 1m3. - Đất cát có lượng ngậm nước lớn, trọng lượng từ 1,7 tấn/1m3 trở lên. Dùng xẻng cải tiến đạp bình thường đã ngập xẻng © 2017 BY Đặng Xuân Trường 12 4 - Đất đen, đất mùn - Đất sét, Đất sét pha cát ngậm nước nhưng chưa thành bùn. - Đất do thân cây, lá cây mục tạo thành, dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ vụn ra rời rạc như xỉ - Đất sét nặng kất cấu chặt - Đất mặt sườn đồi có nhiều cỏ cây sim, mua, dành dành - Đất nâu mềm. Dùng mai xắn được © 2017 BY Đặng Xuân Trường 13 5 - Đất sét pha màu xám (bao gồm màu xanh lam, màu xám của vôi) - Đất mặt sườn đồi có ít sỏi - Đất đỏ ở đồi núi - Đất sét pha sỏi non. - Đất sét trắng kết cấu chặt mảnh vụn kiến trúc hoặc rễ cây đến 10% thể tích hoặc 50kg đến 150kg trong 1 m3 - Đất đen, đất mùn, đất hoàng thổ có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc từ 25% đến 35% thể tích hoặc 300kg đến 500kg trong 1 m3 Dùng cuốc bàn cuốc được © 2017 BY Đặng Xuân Trường 14 6 - Đất sét, đất nâu rắn chắc cuốc ra chỉ được từng hòn nhỏ - Đất chua , đất kiềm thổ cứng - Đất mặt đê, mặt đường cũ - Đất mặt sườn đồi lẫn sỏi đá, có sim, mua, dành dành mọc lên dày - Đất sét kết cấu chặt lẫn cuội, sỏi, mãnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 10 % đến 20% thể tích hoặc 150kg đến 300kg trong 1m3. - Đá vôi phong hóa già nằm trong đất đào ra từng tảng được, khi còn trong đất thì tương đối mềm đào ra rắn dần lại, đập vỡ vụn ra như xỉ Dùng cuốc bàn cuốc chối tay, phải dùng cuốc chim to lưỡi để đào © 2017 BY Đặng Xuân Trường 15 7 - Đất đồi, lẫn từng lớp sỏi, lượng sỏi từ 20% đến 35% thể tích lẫn đá tảng, đá trái đến 20% thể tích - Đất mặt đường, đá dăm hoặc đường đất rải mãnh sành, gạch vỡ - Đất cao lanh, đất sét kết cấu chặt lẫn mãnh vụn kiến trúc, gốc rễ cây từ 20% đến 30% thể tích hoặc từ 300kg đến 500kg trong 1 m3 Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng đến 2,5kg © 2017 BY Đặng Xuân Trường 16 8 - Đất lẫn đá tảng, đá trái từ 20% đến 30% thể tích - Đất mặt đường nhựa hỏng - Đất lẫn vỏ loài trai, ốc (đất sò) kết dính chặt tạo thành tảng được (vùng ven biển thường đào để xây tường) - Đất lẫn đá bọt . Dùng cuốc chim nhỏ lưỡi nặng trên 2,5kg hoặc dùng xà beng đào được © 2017 BY Đặng Xuân Trường 17 9 - Đất lẫn đá tảng, đá trái lớn hơn 30% thể tích, cuội sỏi giao kết bởi đất sét - Đất có lẫn từng vỉa đá phiến, đá ong (loại đá khi còn trong lòng đất tương đối mềm) - Đất sỏi đỏ rắn chắc . Dùng xà beng, choòng, búa mới đào được © 2017 BY Đặng Xuân Trường 18 Phaân caáp ñaát duøng cho thi coâng cô giôùi: Phaân laøm 4 caáp Cấp đất Tên các loại đất I - Đất cát, đất phù sa cát bồi, đất màu, đất đen, đất mùn, đất cát pha sét, đất sét, đất hoàng thổ, đất bùn. - Các loại đất trên có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lại, không có rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên dạng nguyên thổ hoặc tơi xốp hoặc từ nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt tự nhiên. - Cát mịn, cát vàng có độ ẩm tự nhiên, sỏi, đá dăm, đá vụn đổ thành đống. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 19 II - Gồm các loại đất cấp I có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, gạch vỡ, đá dăm, mảnh chai từ 20% trở lên. Không lẫn rễ cây to, có độ ẩm tự nhiên hay khô. - Đất á sét, cao lanh, đất sét trắng, sét vàng, có lẫn sỏi sạn, mảnh sành, mảnh chai, gạch vỡ không quá 20% ở dạng nguyên thổ hoặc nơi khác đổ đến đã bị nén tự nhiên có độ ẩm tự nhiên hoặc khô rắn. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 20 III - Đất á sét, cao lanh, sét trắng, sét vàng, sét đỏ, đất đồi núi lẫn sỏi sạn, mảnh chai, gạch vỡ từ 20% trở lên có lẫn rễ cây. - Các loại đất trên có trạng thái nguyên thổ có độ ẩm tự nhiên hoặc khô cứng hoặc đem đổ ở nơi khác đến có đầm nén © 2017 BY Đặng Xuân Trường 21 IV - Các loại đất trong loại đất cấp III có lẫn đá hòn, đá tảng. - Đá ong, đá phong hóa, đá vôi phong hóa có cuội sỏi dính kết bởi đá vôi, đá quặng khác loại đã nổ mìn vỡ nhỏ © 2017 BY Đặng Xuân Trường 22 Phân cấp đất dùng cho công tác đóng cọc: Phân làm 2 cấp Cấp đất Tên các loại đất I Cát pha lẫn trên 3 ÷ 10% sét ở trạng thái dẻo, sét và á sét mềm, than, bùn, đất lẫn thực vật, đất đắp từ nơi khác chuyển đến. II Cát đã được đầm chặt, sỏi, đất sét cứng, cát khô, cát bảo hòa nước. Đất cấp I có chứa 10 ÷ 30% sỏi, đá © 2017 BY Đặng Xuân Trường 23 IV. Những tính chất của đất ảnh hưởng tới thi công Những tính chất của đất như trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, độ lèn chặt, tính ngậm nước, độ thấm nước, khả năng chống xói mòn, cấp đất là những yếu tố ảnh hưởng đến kỹ thuật thi công đất, năng suất làm đất, đến giá thành công trình đất. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 24 4.1. Khối lượng đơn vị của đất () Là khối lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái khô Trong đó: G – Khối lượng của mẫu đất ở trạng thái khô V – Thể tích của mẫu đất ở trạng thái tự nhiên Đất có trọng lượng riêng càng lớn, đất càng đặc chắc, công lao động chi phí để thi công càng cao. 33 /,/ mtcmkg V G  © 2017 BY Đặng Xuân Trường 25 4.2. Độ ẩm của đất (w) Là tỷ lệ tính theo phần trăm (%) của lượng nước chứa trong đất được xác định bằng công thức: hoặc Trong đó: Gu : Trọng lượng mẫu đất ở trạng thái tự nhiên Gkh : Trọng lượng mẫu đất sau khi sấy khô Gn : Trọng lượng nước trong mẫu đất %100. kh khu G GG W   %100. kh n G G W  © 2017 BY Đặng Xuân Trường 26 Căn cứ vào độ ẩm chia đất thành 3 loại: Đất có độ ẩm W ≤ 5% được gọi là đất khô Đất có độ ẩm 5%  W ≤ 30% gọi là đất ẩm Đất có độ ẩm W > 30% gọi là đất ướt © 2017 BY Đặng Xuân Trường 27 4.3. Độ dốc tự nhiên của mái đất Độ dốc tự nhiên của mái đất là góc lớn nhất của mái đất khi đào hay khi đắp mà không gây sụt lở, kí hiệu là i. Trong đó: i- độ dốc tự nhiên của đất  - góc của mặt trượt H – Chiều sâu của hố đào (đắp) B – Chiều rộng chân mái dốc B H tgi   © 2017 BY Đặng Xuân Trường 28 4.4. Độ tơi xốp Định nghĩa: Độ tơi xốp là độ tăng của một đơn vị thể tích ở dạng đã được đào lên so với đất ở dạng nguyên (tính theo phần trăm (%)).  Đất còn năm nguyên ở vị trí của nó trong vỏ trái đất gọi là đất nguyên thổ. Đất đã được đào lên gọi là đất tơi xốp.  Nếu có khối lượng đất nguyên thổ V1, khi đào lên khối lượng đất này có thể tích V2 (gọi là đất tơi xốp), khi đầm chặt lại có thể tích V3, ta luôn có V1 < V3 < V2. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 29  Độ tơi ban đầu: Là độ tơi khi đất nằm trong gầu máy đào hay trên xe vận chuyển (k1)  Độ tơi cuối cùng: Là độ tơi khi đất đã được đầm chặt (k0).  Công thức tính K Trong đó: K là độ tơi xốp của đất. (%)100 1 12 V VV K   © 2017 BY Đặng Xuân Trường 30 4.5. Khả năng chống xói lở của đất  Khả năng chống xói lở là khả năng chống lại sự cuốn trôi theo dòng nước của các hạt đất. Muốn tránh xói lở thì lưu tốc dòng nước chảy phải nhỏ hơn lưu tốc cho phép.  Lưu tốc cho phép là tốc độ tối đa của dòng nước mà không gây xói lở đất.  Đất có lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói lở càng cao.  Những công trình bằng đất có tiếp xúc với dòng chảy cần phải lưu ý đến tính chất này khi chọn đất thi công. © 2017 BY Đặng Xuân Trường 31 Loại đất Lưu tốc cho phép (m/s) Đất cát Đất thịt Đất đá 0,45 ÷ 0,8 0,8 ÷ 1,8 2 ÷ 3,5 Lưu tốc cho phép của một số loại đất: