Giáo trình Thi công đường ô tô - Phần 2: Xây dựng mặt đường

......................................................... 2 1.2. CÁC KIỂU NỀN ĐƯỜNG ................................................................................................. 3 1.2.1. Nền đường đắp thơng thường (hình 1-1) ..................................................................... 3 1.2.2. Nền đường đắp ven sơng (hình 1-2) ............................................................................ 4 1.2.3. Nền đường nửa đào, nửa đắp (hình 1-3) ...................................................................... 5 1.2.4. Nền đường cĩ tường giữ chân (tường chắn ở chân taluy) ........................................... 5 1.2.5. Nền đường cĩ tường giữ ở vai (hình 1-5) .................................................................... 5 1.2.6. Nền đường xây đá (hình 1-6) ....................................................................................... 6 1.2.7. Nền đường đào (hình 1-7) ............................................................................................ 6 1.2.8. Nền đường đắp bằng cát (hình 1-8) ............................................................................. 8 1.3. PHÂN LOẠI NỀN ĐƯỜNG VÀ ĐẤT NỀN ĐƯỜNG .................................................... 8 1.3.1. Phân loại theo mức độ đào khĩ dễ: .............................................................................. 9 1.4. TRÌNH TỰ VÀ NỘI DUNG THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG ............................................... 13 1.4.1. Cơng tác chuẩn bị trước thi cơng. .............................................................................. 14 1.4.2. Cơng tác chính. .......................................................................................................... 14 1.5. CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG ........................................................ 14 1.5.1. Thi cơng bằng nhân lực và phương pháp cơ giới hố một phần ................................ 14 1.5.2. Thi cơng cơ giới. ........................................................................................................ 14 1.5.3. Thi cơng bằng phương pháp thuỷ lực. ....................................................................... 14 1.5.4. Thi cơng bằng phương pháp nổ phá. .......................................................................... 15 CHƯƠNG 2: CƠNG TÁC CHUẨN BỊ THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG .......................................... 16 2.1. Nhà các LOẠI VÀ VĂN PHỊNG TẠI HIỆN TRƯỜNG ................................................ 16 2.1.1. Yêu cầu về bố trí nhà ở và nhà làm việc: ................................................................... 16 2.1.2. Yêu cầu đối với phịng thí nghiệm hiện trường: ........................................................ 16 2.1.3. Yêu cầu về xưởng sửa chữa: ...................................................................................... 19 2.2. CÁC CƠ SỞ SẢN XUẤT ................................................................................................. 19 2.3. ĐƯỜNG TRÁNH, ĐƯỜNG TẠM, ĐẢM BẢO GIAO THƠNG .................................... 19 2.4. CƠNG TÁC CHUẨN BỊ Ở CƠNG TRƯỜNG TRƯỚC KHI THI CƠNG ..................... 20 2.4.1. Cơng tác khơi phục cọc, xác định phạm vi thi cơng .................................................. 20 2.4.2. Cơng tác lên khuơn .................................................................................................... 21 CHƯƠNG 3: ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG .......................................................................... 26 3.1. KIHÁI NỆM CHUNG ...................................................................................................... 26 3.2. THI NGHIỆM PROCTOR................................................................................................ 27 3.3. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƠNG TÁC ĐẦM NÉN .................................... 32 3.3.1. Độ ẩm ......................................................................................................................... 32 3.3.2. Bề dày lớp đất đầm nén .............................................................................................. 35 3.3.3. Số lần đầm nén. .......................................................................................................... 35 3.3.4. Cường độ giới hạn của đất ......................................................................................... 37 3.4. Các phương pháp ĐẦM NÉN VÀ KỸ THUẬT LU LÈN ............................................... 38 3.4.1. Lu lèn đất. .................................................................................................................. 38 3.4.2. Đầm nén đất bằng chấn động. .................................................................................... 43 3.4.3. Kỹ thuật lu lèn đất: ..................................................................................................... 44 3.5. Các phương pháp KIỂM TRA ĐỘ CHẶT Ở HIỆN TRƯỜNG ....................................... 45 3.5.1. Phương pháp dao đai, đốt cồn: ................................................................................... 45 3.5.2. Phương pháp xác định nhanh độ chặt và độ ẩm của đất ở hiện trường bằng phao Cơvalep . .............................................................................................................................. 46 3.5.3. Phương pháp rĩt cát(22TCN 346-06) ........................................................................ 47 3.5.4. Xác định độ chặt và độ ẩm của đất bằng phương pháp dùng chất đồng vị phĩng xạ. .............................................................................................................................................. 51 CHƯƠNG 4: CÁC NGUYÊN TẮC VÀ PHƯƠNG PHÁP XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG ......... 54 4.1.1. Khi chọn phương án thi công phải xuất phát từ tình hình cụ thể và phải thoả mãn các yêu cầu sau: .............................................................................................................. 54 4.2. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG ĐÀO ................................................... 55 4.2.1. Phương án đào toàn bộ theo chiều ngang ............................................................. 55 4.2.2. Phương án đào dọc ................................................................................................ 56 4.3. CÁC NGUYÊN TẮC THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP ................................................ 57 4.2.2 XỬ LÝ NỀN ĐẤT TRƯỚC KHI ĐẮP ......................................................................... 58 4.2.3. Nguyên tắc đắp nền đường bằng đất ........................................................................ 59 4.4. CÁC PHƯƠNG ÁN THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP .................................................... 60 CHƯƠNG 5: THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY............................................................. 65 5.1. NGUYÊN TẮC CHỌN MÁY TRONG THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG .............................. 65 5.2. THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY ỦI ................................................................... 69 5.2.1. Phân loại máy ủi và phạm vi áp dụng .................................................................. 69 5.2.2. Các thao tác cơ bản của máy ủi ............................................................................ 70 5.2.3. Các phương pháp đào đắp nền đường bằng máy ủi: ............................................ 73 5.2.4. Tính năng suất máy ủi đến biện pháp nâng cao năng suất máy: .......................... 76 5.3. THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY XÚC CHUYỂN ............................................. 77 5.3.1. Máy xúc chuyển .................................................................................................... 77 5.3.2. Các thao tác của máy xúc chuyển ........................................................................ 79 5.3.3. Phương pháp đào đắp nền đường bằng máy xúc chuyển ..................................... 81 5.3.4. Phương pháp thi công nền đường đào, đắp kết hợp bằng máy xúc chuyển ......... 85 5.3.5. Tính săng suất máy xúc chuyển và biện pháp nâng cao năng suất...................... 86 5.4. THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG MÁY SAN ............................................................... 87 5.4.1. Phạm vi sử dụng máy san ..................................................................................... 88 5.4.2. Các thao tác cơ bản : ............................................................................................. 88 5.4.3. Đắp nền đường bằng máy san .............................................................................. 90 5.4.4. Đào rảnh thoát nước bằng máy san ...................................................................... 91 5.4.5. Xới đất bằng máy san ........................................................................................... 91 5.4.6. Đào khuôn áo đường bằng máy san ...................................................................... 91 5.4.7. Năng suất máy san và biện pháp nâng cao năng suất .......................................... 91 5.5. THI CƠNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG máy đào .................................................................... 92 5.5.1. Phân loại máy xúc................................................................................................. 92 5.5.2. Phạm vi sử dụng của máy xúc .............................................................................. 93 5.5.3. Thi công bằng máy xúc gầu thuận ........................................................................ 93 5.5.4. Năng suất của máy xúc và biện pháp nâng cao năng suất ................................... 93 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG QUA ĐỊA HÌNH ĐẶC BIỆT................................. 95 6.1. XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG CẢI TẠO NÂNG CẤP ...................................................... 95 6.1.1. Đặc điểm: ................................................................................................................... 95 6.1.2. Biện pháp thi cơng ..................................................................................................... 96 6.2. XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU ................................................... 101 6.2.1. ..................................................................................... Error! Bookmark not defined. 6.2.2. Cơng tác thi cơng nền đường qua nền đất yếu sử dụng biện pháp xử lý bằng bấc thấm. ................................................................................................................................... 104 6.2.3. Cơng tác thi cơng nền đường qua nền đất yếu sử dụng biện pháp xử lý bằng cọc cát. ............................................................................................................................................ 113 6.2.4. Sử dụng vải, lưới địa kỹ thuật để gia cường nền đường khi đắp trên nền đất yếu. . 115 CHƯƠNG 7: CƠNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆN THU NỀN ĐƯỜNG ........................... 121 7.1. MỤC ĐÍCH ..................................................................................................................... 121 7.2. NỘI DUNG CƠNG TÁC KIỂM TRA VÀ NGHIỆM THU .......................................... 121 7.2.1. Cơng tác kiểm tra ..................................................................................................... 121 7.2.2. Cơng tác nghiệm thu ................................................................................................ 121 7.3. THÀNH PHẦN NGHIỆM THU .................................................................................... 122 7.4. CƠNG VIỆC CẦN NGHIỆM THU ............................................................................... 122 7.4.1. Nghiệm thu vị trí tuyến và kích thước hình học của nền đường.............................. 122 7.4.2. Nghiệm thu hệ thống rãnh thốt nước ..................................................................... 122 7.4.3. Nghiệm thu chất lượng đầm nén và độ bằng phẳng ................................................ 122 7.4.4. Nghiệm thu việc khơi phục cọc lại sau khi thi cơng xong nền đường ..................... 122 7.4.5. Một số lưu ý khi kiểm tra và nghiệm thu nền đường ............................................... 123 PHẦN 2: XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG ..................................................................................... 124 CHƯƠNG 8: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG ....................... 124 8.1. MỘT SỐ ĐỊNH NGHĨA VÀ THUẬT NGỮ ................................................................. 124 8.1.1. Khái niệm ................................................................................................................. 124 8.1.2. Yêu cầu đối với mặt đường ...................................................................................... 124 8.2. CẤU TẠO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG .............................................................................. 125 8.2.1. Tầng mặt .................................................................................................................. 125 8.2.2. Tầng mĩng ............................................................................................................... 126 8.2.3. Lớp đáy mĩng (lớp trên nền đường) ........................................................................ 127 8.3. CÁC NGUYÊN LÝ SỬ DỤNG VẬT LIỆU LÀM MẶT ĐƯỜNG .............................. 127 8.3.1. Nguyên lý đá chèn đá (Nguyên lý Macadam) ......................................................... 128 8.4. TRÌNH TỰ CHUNG TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG ........................................ 132 8.4.1. Cơng tác chuẩn bị ..................................................................................................... 132 8.4.2. Cơng tác chủ yếu: ..................................................................................................... 133 8.4.3. Cơng tác hồn thiện.................................................................................................. 133 8.5. LU LÈN MẶT ĐƯỜNG – MĨNG ĐƯỜNG ................................................................. 133 8.5.1. Lý thuyết về đầm nén ............................................................................................... 133 8.5.2. Mục đích của đầm nén ............................................................................................. 133 8.5.3. Bản chất quá trình đầm nén ..................................................................................... 134 8.5.4. Chọn các phương tiện đầm nén mặt đường ............................................................. 135 CHƯƠNG 9: CÁC LOẠI MĨNG (MẶT) ĐƯỜNG LÀM BẰNG ĐẤT GIA CỐ CHẤT LIÊN KẾT VƠ CƠ VÀ HỮU CƠ ....................................................................................................... 141 9.1. KHÁI NIỆM CHUNG .................................................................................................... 141 9.2. LÝ THUYẾT VỀ ĐẤT GIA CỐ .................................................................................... 141 9.3. MĨNG (MẶT) ĐƯỜNG ĐẤT GIA CỐ CHẤT KẾT DÍNH VƠ CƠ (22TCN 81-84) . 142 9.3.1. Khái niệm chung ...................................................................................................... 142 9.3.2. Nguyên lý hình thành cường độ ............................................................................... 144 9.3.3. Ưu nhược điểm ........................................................................................................ 144 9.3.4. Phạm vi áp dụng ....................................................................................................... 144 9.3.5. Yêu cầu về vật liệu ................................................................................................... 145 9.3.6. Trình tự thi cơng mặt, mĩng đường đất gia cố xi măng, gia cố vơi: ....................... 146 9.4. MĨNG CÁT GIA CỐ XI MĂNG (22TCN 246-98) ...................................................... 148 9.4.1. Khái niệm ................................................................................................................. 148 9.4.2. Nguyên lý hình thành cường độ ............................................................................... 148 9.4.3. Ưu nhược điểm ........................................................................................................ 148 9.4.4. Phạm vi áp dụng ....................................................................................................... 149 9.4.5. Yêu cầu về cường độ đối với hỗn hợp cát gia cố xi măng ....................................... 149 9.4.6. Yêu cầu về vật liệu ................................................................................................... 150 9.4.7. Trình tự thi cơng lớp cát gia cố xi măng: ................................................................. 151 9.4.8. Kiểm tra, nghiệm thu lớp cát gia cố xi măng ........................................................... 153 9.5. MĨNG ĐẤT GIA CỐ NHỰA ........................................................................................ 154 9.5.1. Khái niệm ................................................................................................................. 154 9.5.2. Lý thuyết đất gia cố chất liên kết hữu cơ ................................................................. 154 9.5.3. Một số lưu ý về vật liệu sử dụng để gia cố chất kết dính hữu cơ ............................ 155 9.5.4. Thi cơng mặt, mĩng đường đất gia cố chất liên kết hữu cơ..................................... 156 CHƯƠNG 10: XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG CẤP PHỐI ĐÁ KHƠNG GIA CỐ .................... 157 10.1. MẶT ĐƯỜNG CẤP PHỐI ĐÁ DĂM (TCVN 8859 – 2011) ...................................... 157 10.1.1. Định nghĩa: ............................................................................................................. 157 10.1.2. Ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng: ......................................................................... 157 10.1.3. Cấu tạo mặt đường: ................................................................................................ 158 10.1.4. Yêu cầu vật liệu: .................................................................................................... 158 10.1.5. Trình tự thi cơng: ................................................................................................... 159 10.1.6. Thi cơng thí điểm ................................................................................................... 165 10.2. MẶT ĐƯỜNG CẤP PHỐI TỰ NHIÊN (TCVN 8857 – 2011) ................................... 167 10.2.1. Định nghĩa: ............................................................................................................. 167 10.2.2. Ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng: ......................................................................... 167 10.2.3. Cấu tạo mặt đường: ................................................................................................ 167 10.2.4. Yêu cầu vật liệu: .................................................................................................... 168 10.2.5. Trình tự thi cơng: ................................................................................................... 169 10.2.6. Cơng tác kiểm tra, nghiệm thu ............................................................................... 171 10.3. MẶT ĐƯỜNG CẤP PHỐI GIA CỐ XI MĂNG (TCVN 8858- 2011) ........................ 172 10.3.1. Định nghĩa: ............................................................................................................. 172 10.3.2. Ưu nhược điểm ...................................................................................................... 172 10.3.3. Yêu cầu vật liệu...................................................................................................... 173 10.3.4. Trình tự thi cơng .................................................................................................... 175 10.3.5. Kiểm tra nghiệm thu: ............................................................................................. 177 CHƯƠNG 11: XÂY DỰNG MẶT MĨNG ĐƯỜNG ĐÁ DĂM .............................................. 179 11.1. MẶT ĐƯỜNG ĐÁ DĂM NƯỚC ( 22TCN 06 – 77) ................................................... 179 11.1.1. Nguyên lý cấu tạo .................................................................................................. 179 11.1.2. Ưu nhược điểm ...................................................................................................... 179 11.1.3. Phạm vi sử dụng ..................................................................................................... 179 11.1.4. Những yêu cầu kỹ thuật đối với vật liệu ................................................................ 179 11.1.5. Trình tự thi cơng mặt đường đá dăm nước ............................................................ 181 11.1.6. Kiểm tra, nghiệm thu ............................................................................................. 184 11.2. MẶT ( MĨNG) ĐƯỜNG ĐÁ DĂM KẾT ĐẤT DÍNH ............................................... 185 11.2.1. Nguyên lý cấu tạo .................................................................................................. 185 11.2.2. Ưu nhược điểm ...................................................................................................... 185 11.2.3. Yêu cầu vật liệu...................................................................................................... 185 11.2.4. Trình tự thi cơng .................................................................................................... 185 11.2.5. Kiểm tra nghiệm thu. ............................................................................................. 186 11.3. MẶT ĐƯỜNG ĐÁ DĂM THẤM NHẬP VỮA XI MĂNG ........................................ 186 11.3.1. Nguyên lý cấu tạo .................................................................................................. 186 11.3.2. Ưu nhược điểm ...................................................................................................... 186 11.3.3. Phạm vi sử dụng: .................................................................................................... 186 11.3.4. Yêu cầu vật liệu...................................................................................................... 186 11.3.5. Trình tự thi cơng. ................................................................................................... 187 CHƯƠNG 12: XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG NHỰA ............................................................... 189 12.1. KHÁI NIỆM MẶT ĐƯỜNG NHỰA ........................................................................... 189 12.1.1. Khái niệm về mặt đường nhựa ............................................................................... 189 12.1.2. Phân loại. ................................................................................................................ 189 12.1.3. Yêu cầu chung về vật liệu: ..................................................................................... 189 12.2. MẶT ĐƯỜNG LÁNG NHỰA (TCVN 8863 – 2011) ................................................. 190 12.2.1. Khái niệm. .............................................................................................................. 190 12.2.2. Nguyên lí hình thành cường độ. ............................................................................. 190 12.2.3. Cấu tạo mặt đường. ................................................................................................ 190 12.2.4. Phân loại và phạm vi sử dụng: ............................................................................... 190 12.2.5. Yêu cầu vật liệu: .................................................................................................... 191 12.2.6. Định mức lượng đá và lượng nhựa : ...................................................................... 193 12.2.7. Trình tự thi cơng các lớp láng nhựa: ...................................................................... 193 12.2.8. Giám sát, kiểm tra, nghiệm thu: ............................................................................. 196 12.3. MẶT ĐƯỜNG THẤM NHẬP NHỰA (TCVN 8809 – 2011) ..................................... 198 12.3.1. Định nghĩa: ............................................................................................................. 198 12.3.2. Ưu nhược điểm, phạm vi sử dụng: ......................................................................... 198 12.3.3. Yêu cầu vật liệu: .................................................................................................... 199 12.3.4. Trình tự thi cơng: ................................................................................................... 200 12.3.5. Kiểm tra, giám sát, nghiệm thu: ............................................................................. 201 12.4. MẶT ĐƯỜNG ĐÁ TRỘN NHỰA ............................................................................... 203 12.4.1. Khái niệm: .............................................................................................................. 203 12.4.2. Phân loại ................................................................................................................. 203 12.4.3. Phạm vi áp dụng ..................................................................................................... 204 12.4.4. Trình tự thi cơng lớp đá dăm đen rải nguội. .......................................................... 204 12.5. MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG NHỰA NĨNG (TCVN 8819 – 2011) ............................... 204 12.5.1. Khái niệm : ............................................................................................................. 204 12.5.2. Nguyên lý hình thành cường độ. ............................................................................ 205 12.5.3. Ưu nhược điểm. ..................................................................................................... 205 12.5.4. Phạm vi áp dụng:.................................................................................................... 205 12.5.5. Phân loại. ................................................................................................................ 206 12.5.6. Yêu cầu vật liệu...................................................................................................... 208 12.5.7. Thi cơng lớp bê tơng nhựa ..................................................................................... 211 12.5.8. Cơng tác giám sát, kiểm tra và nghiệm thu lớp bê tơng nhựa ............................... 217 CHƯƠNG 13: XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG XI MĂNG ....................................... 223 13.1. KHÁI NIỆM CHUNG .................................................................................................. 223 13.1.1. Khái niệm. .............................................................................................................. 223 13.1.2. Ưu nhược điểm. ..................................................................................................... 223 13.1.3. Phạm vi áp dụng. .................................................................................................... 224 13.2. XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG CỐT THÉP ĐỖ TẠI CHỖ ......................... 224 13.2.1. Cơng tác chuẩn bị ................................................................................................... 224 13.2.2. Chuẩn bị mĩng ....................................................................................................... 224 13.2.3. Lắp đặt ván khuơn. ................................................................................................. 225 13.2.4. Gia cơng và lắp đặt cốt thép ................................................................................... 226 13.2.5. Trộn và vận chuyển bê tơng xi măng ..................................................................... 227 13.2.6. Rải và đầm nén hỗn hợp BTXM ............................................................................ 235 13.2.7. Hồn thiện bề mặt .................................................................................................. 237 13.2.8. Làm khe .................................................................................................................. 239 13.2.9. Bảo dưỡng bê tơng ................................................................................................. 240 13.2.10. Kiểm tra, nghiệm thu ........................................................................................... 241 13.3. XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG BÊ TƠNG CỐT THÉP LẮP GHÉP ............................ 242 TÀI LIỆU THAM KHẢO .......................................................................................................... 246 LỜI NĨI ĐẦU 2 PHẦN 1: XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG CHƯƠNG 1: CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG 1.1. YÊU CẦU ĐỐI VỚI CƠNG TÁC THI CƠNG Nền đường là bộ phận chủ yếu của cơng trình đường. Nhiệm vụ của nĩ là đảm bảo cường độ và độ ổn định của kết cấu mặt đường. Nĩ là nền tảng của áo đường; cường độ,tuổi thọ và chất lượng sử dụng của kết cấu áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền đường. Nền đường yếu, mặt đường sẽ biến dạng, rạn nứt và hư hỏng mau. Cho nên trong bất kỳ tình huống nào, nền đường cũng phải cĩ đủ cường độ và độ ổn định,đủ khả năng chống được các tác dụng phá hoại của các nhân tố bên ngồi. Yếu tố chủ yếu ảnh hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường là tính chất đất của nền đường, phương p...ửa chữa các trục trặc phát hiện khi sản xuất thử. 6. Trong quá trình chuẩn bị cần phải tổ chức đào tạo, bồi dưỡng tay nghề để cĩ đủ cán bộ, cơng nhân sử dụng tốt các xí nghệp đĩ. 2.3. ĐƯỜNG TRÁNH, ĐƯỜNG TẠM, ĐẢM BẢO GIAO THƠNG 1. Khi sử dụng đường hiện cĩ để vận chuyển phục vụ thi cơng thì nhà thầu phải đảm nhận việc duy tu bảo dưỡng con đường đĩ, bảo đảm cho xe chạy an tồn và êm thuận. 2. Khi thi cơng nâng cấp cải tạo hoặc làm lại con đường cũ thì nhà thầu phải cĩ biện pháp thi cơng kết hợp tốt với việc bảo đảm giao thơng sao cho các xe máy và xe cơng cộng khơng làm hại cơng trình và việc đi lại được an tồn. 3. Để bảo vệ cơng trình, đảm bảo an tồn giao thơng, nhà thầu phải bố trí đầy đủ các biển báo, rào chắn, thiết bị chiếu sáng và các thiết bị khác tại những vị trí mà việc thi cơng khơng gây 20 trởngại cho việc sử dụng bình thường con đường. Các biển báo phải sơn phản quang, các thiết bị an tồn khác phải cĩ chiếu sáng đảm bảo cĩ thể nhìn thấy chúng vào ban đêm. 4. Nhà thầu phải bố trí người điều khiển giao thơng bằng cờ ở các chỗ mà việc thi cơng gây trở ngại cho giao thơng, như các đoạn đường hẹp, xe chỉ đi lại một chiều, các đoạn phải chạy vịng quanh cơng trình, điều khiển giao thơng trong giờ cao điểm, trong trường hợp thời tiết xấu... 5. Nhà thầu phải đảm bảo cơng tác duy tu bảo dưỡng hiện hữu và việc điều khiển giao thơng trên đoạn đường mình nhận thầu trong suốt thời gian thi cơng, bảo đảm an tồn giao thơng. 6. Trong quá trình thi cơng, nhà thầu phải kịp thời dọn dẹp các chướng ngại vật gây cản trở và nguy hiểm cho giao thơng, nhất là các đống vật liệu và các xe máy đỗ trái phép. 2.4. CƠNG TÁC CHUẨN BỊ Ở CƠNG TRƯỜNG TRƯỚC KHI THI CƠNG 2.4.1. Cơng tác khơi phục cọc, xác định phạm vi thi cơng 2.4.1.1. Cơng tác khơi phục cọc Giữa thiết kế và thi cơng thường cách nhau một khoảng thời gian nhất định cĩ thể dài hay ngắn, trong quá trình đĩ các cọc xác định vị trí tuyến khi khảo sát cĩ thể bị hỏng hoặc mất do nhiều nguyên nhân: - Do tự nhiện: mối, mọt... - Do nhân tạo: ý thức của người dân, sữa chữa đường.  Cần bổ sung và chi tiết hĩa để các cọc để việc thi cơng được dễ dàng, định được phạm vi thi cơng, xác định thi cơng được chính xác. Ngồi ra trong khi khơi phục cọc của tuyến đường cĩ thể phải chỉnh tuyến ở một số đoạn cá biệt để cải thiện chất lượng tuyến hoặc giảm bớt khối lượng. Nội dung của cơng tác khơi phục cọc gồm: - Khơi phục cọc đỉnh: Cọc đỉnh được chơn ở trên đường phân giác kéo dài và cách đỉnh đường cong 0,5m ngay tại đỉnh gĩc và đúng dưới quả rọi của máy kinh vĩ, đĩng cọc khấc cao hơn mặt đất 10cm. Trường hợp đỉnh cĩ phân cự bé thì đĩng cọc cố định đỉnh ở trên đường tiếp tuyến kéo dài, khoảng cách giữa chúng là 20m. Khi khơi phục cọc đỉnh xong phải tiến hành giấu cọc ra khỏi phạm vi thi cơng bằng các phương pháp : giao hội gĩc, giao hội cạnh, giao hội gĩc cạnh, cạnh song song. - Khơi phục tại thực địa những cọc chủ yếu xác định vị trí tuyến đường thiết kế: + Điểm đầu, điểm cuối + Cọc lý trình (H, KM) 21 + Cọc chủ yếu của đường cong : NĐ,NC, TĐ, TC, P + Cọc xác định vị trí các cơng trình: cầu, cống, kè, tường chắn - Khơi phục cọc chi tiết và đĩng thêm cọc phụ: + Trên đường thẳng: như hồ sơ thiết kế + Trên đường cong : tùy thuộc vào bán kính R R< 100m Khoảng cách cọc 5m 100 = R = 500m Khoảng cách cọc 10m R>500m Khoảng cách cọc 20m + Đĩng thêm cọc phụ ở những chỗ cần thiết để tính tốn khối lượng được chính xác hơn ( HSTKKT 20 -30m/cọc nhưng cần cĩ thể 5-10m/cọc): các đoạn cĩ cơng trình tường chắn, kè ; các đoạn cĩ nghi ngờ về khối lượng; các đoạn cĩ địa hình thay đổi. - Kiểm tra cao độ ở các cọc mốc cao đạc và đĩng thêm các mốc cao đạc tạm thời để tiện trong quá trình thi cơng ( gần cầu cống). Thơng thường khoảng cách giữa các mốc đo cao như sau: + Vùng đồng bằng : 3Km/mốc + Vùng đồi : 2Km/mốc + Vùng núi : 1km/mốc - Kiểm tra cao độ tự nhiên của tất cả các cọc chi tiết trên tuyến. 2.4.1.2. Xác định phạm vi thi cơng: Phạm vi thi cơng là khu vực cần dọn dẹp, giải phĩng mặt bằng trước khi thi cơng. Cần phải vẽ sơ đồ phạm vi thi cơng cĩ ghi đầy đủ ruộng vườn, nhà cửa và các cơng trình phải di dời hoặc phá bỏ để làm cơng tác đền bù. 2.4.2. Cơng tác lên khuơn 2.4.2.1. Khái niệm: - Công tác lên khuôn đường ( còn gọi là công tác lên ga ) nhằm cố định những vị trí chủ yếu của mặt cắt ngang nền đường trên thực địa. - Tài liệu lên khuôn đường là bản vẽ mặt cắt dọc, ngang và bình đồ. - Đối với nền đắp công tác lên khuôn đường bao gồm: + Xác định độ cao đất đắp tại tim đường và mép đường. + Xác định chân ta luy và giới hạn thùng đấu. + Các cọc lên khuôn đường ở nền đắp thấp bố trí tại cọc 100m va 2 cọc địa hình, ở nền đắp cao được đóng cách nhau 20-40 m và ở đường cong cách nhau 5-10m. - Đối với nền đào các cọc thi công nền đường đều phải dời khỏi phạm vi thi công. * Khuôn áo đường là diện tích mặt cắt ngang đường dành dể thi công áo đường. 22 2.4.2.2. Các dạng lên khuôn nền đường 2.4.2.2.1. Trường hợp đắp lề hoàn toàn Tiến hành đắp nền đường đến cao độ nhỏ hơn cao độ thiết kế 1 độ cao ΔH , sau đó mới vận chuyển đất đắp để đắp lề đường tạo khuôn cho mặt đường. Hình 2.1: Trường hợp đắp lề hoàn toàn - Độ cao đất đắp tại mép đường phải nhỏ thua độ cao thiết kế một đoạn h : k kook im iibh h *1 )(*    (2.1) hmbo  - Lấy gần đúng: h = hk ; ob = mhk  Áp dụng: Thích hợp với nền đắp, trường hợp cải tạo tôn cao đường cũ . 2.4.2.2.2. Trường hợp đắp lề một nữa Tiến hành đắp nền đường đến độ cao nhỏ hơn độ cao tính toán 1 giá trị H (công thức tính ở dưới), Bề mặt nền đắp thường làm nằm ngang. Sau đó đào đất ở lòng đường đắp cho lề đường tạo khuôn mặt đường. Hình 2.2.: Trường hợp đắp lề một nữa Mép nền đường phải đắp thấp hơn cao độ thiết kế 1 đoạn H: B AS H   23 S : Diện tích mặt cắt ngang khuôn áo đường A: Diện tích mặt cắt ngang phần nền đường nằm trên mặt phẳng nằm ngang đi qua mép nền đường. (m 2 ) 2 * *** 2 2 k oooo ib bibibA  (2.2) B: Chiều rộng nền đường b: Bề rộng mặt xe chạy - Chiều rộng nền đường ở độ cao này lớn hơn chiều rộng thiết kế về mỗi phía một đoạn bằng mH. - Áp dụng: Có thể sử dụng cho cả nền đào và nền đắp.đất đào ở lòng đường ra không phải vận chuyển mà dùng để đắp lề 2 bên. 2.4.2.2.3. Trường hợp đào lề hoàn toàn: Tiến hành đắp nền đến cao độ thiết kế rồi sau đó mới đào khuôn đường. - Áp dụng : + Cho nền đường đào, trường hợp chiều sâu lòng đường nhỏ. + Nền đường đắp mà để lâu mới xây dựng tiếp mặt đường, qua thời gian phần trên mặt nền bị hư hỏng nhiều. Hình 2.3: Trường hợp đào khuôn hoàn toàn 2.4.2.3. Tính một số các thông số trên trắc ngang  Xác định khoảng cách từ tim đường đến chân ta luy đắp * Đối với nền đắp trên sườn dốc: ) 2 ( mH B mn n LD    (2.3) ) 2 ( mH B mn n LT    (2.4) 24 Hình 2.4: Nền đắp trên địa hình sườn dốc Trong đó: LD : Khoảng cách từ tim đường đến chân đắp ở phía dưới LT : Khoảng cách từ tim đường đến chân đắp ở phía trên n : Độ dốc tự nhiên của sườn dốc m : Độ dốc mái ta luy nền đường H : Chiều cao nền đắp tại tim đường * Đối với nền đào trên địa hình sườn dốc: (1:n) Hình 2.5: Nền đào trên địa hình sườn dốc ). 2 ( HmK B mn n LD    (2.5) ). 2 ( HmK B mn n LT    (2.6) Trong đó: LD :Khoảng cách từ tim đường đến chân đỉnh mái đào ở phía dưới LT :Khoảng cách từ tim đường đến đỉnh mái đào ở phía trên n :Độ dốc tự nhiên của sườn dốc m :Độ dốc mái ta luy nền đường H :Chiều sâu nền đào tại tim đường B :Bề rộng nền đường 25 K :Rộng rảnh biên Ví dụ: Một đoạn nền đường đào có các số liệu mặt cắt ngang như sau: độ dốc tự nhiên 1/5 (dốc lên từ trái sang phải) chiều rộng mặt đường 7m, lề gia cố 2 x 1m, lề đất 2 x 0,5m, độ dốc ngang mặt đường và lề gia cố là 3%, độ dốc ngang lề đất 6%, cao độ tư nhiên tại tim đường là +9.90m, cao độ thiết kế tại tim đường là +8.60m, dốc mái ta luy đào 1/1, bề rộng mặt rãnh dọc 1,2m, chiều sâu rảnh là 0.4m. Hãy tính toán và trình bày công tác lên khuôn nền đường cho trắc ngang nêu trên. Biết rằng phương pháp thi công bằng máy. * Tính khoảng cách từ tim đường đến đỉnh taluy đào: Bên phải Lp, bên trái Lt: * Tính cao độ vai đường và chiều sâu đào tại vai - Tính cao độ vai đường 8.435m - Cao độ tự nhiên tại vai H tn vaip = H tn tim + (Bm/2 + blgc +dld)/5 = 10.9m H tn vait = H tn tim - (Bm/2 + blgc +dld)/5 = 8.9m - Chiều sâu đào tại vai đường Hvaip = 10.9 – 8.435 = 2.465m Hvait = 8.9 – 8.435 = 0.465m * Lên khuôn nền đường khi thi công bằng máy: Để khi thi công bằng máy không làm mất các cọc lên khuôn. Cắm các sào tiêu cách điểm A, B một khoảng 0,5m trên đó có ghi khoảng cách từ sào đến tim và cao độ. 2.4.3. mmHK B mn n Lp 375.93,112,1 2 10 15 5 2                  mmHK B mn n Lp 25.63,112,1 2 10 15 5 2                   %6.5.0%3).12/7(6.8.)2/( lg lldncmtimvai ibibBHH 26 CHƯƠNG 3: ĐẦM NÉN ĐẤT NỀN ĐƯỜNG 3.1. KHÁI NIỆM CHUNG Trước đây khi xây dựng nền đường người ta khơng đầm nén đến độ chặt yêu cầu mà thường dựa vào tác dụng của các nhân tố tự nhiên và tác dụng của xe chạy làm cho nền đường trở nên ổn định, rồi mới tiến hành xây dựng mặt đường. Do phải để cho nền đường ổn định như vậy nên thời gian xây dựng đường bị kéo dài và khĩ đảm bảo cho mặt đường xây dựng trên đĩ đạt được ổn định cần thiết. Mấy chục năm gần đây, để giảm bớt những khĩ khăn của việc chạy xe trên nền đất mới đắp, để giảm bớt độ lún của nền đường sao cho cĩ thể xây dựng tốt mặt đường ngay sau khi đắp xong nền đất người ta tiến hành đầm nền đường bằng máy mĩc hoặc nhân cơng cho đến độ chặt yêu cầu. Mục đích của cơng tác đầm nén đất nền đường là để cải thiện kết cấu của đất, đảm bảo nền đường đạt độ chặt cần thiết, ổn định dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, của tải trọng xe chạy và của các nhân tố khí hậu thời tiết. Ngồi ra cơng tác đầm nén đất nền đường cịn cĩ tác dụng: - Nâng cao cường độ của nền đường, làm cho các lớp trên của nền đường cĩ mơđun biến dạng cao nhất, giảm bớt chiều dày mặt đường mà khơng ảnh hưởng tới cường độ của nĩ; - Tăng cường sức kháng cắt của đất, nâng cao độ ổn định của taluy nền đường, làm cho nền đường khĩ sụt lở; - Giảm nhỏ tính thấm nước của đất, nâng cao độ ổn định của đất đối với nước, giảm nhỏ chiều cao mao dẫn, giảm nhỏ độ co rút của đất khi bị khơ hanh. Cần chú ý rằng giá thành của cơng tác đầm nén đất khá rẻ cho nên dùng biện pháp đầm chặt đất để tăng cường độ và độ ổn định của nền đường cĩ thể mang lại những hiệu quả kinh tế nhất định do tiết kiệm vật liệu làm mặt đường hoặc giảm bớt khối lượng đất đắp taluy. Tuy nhiên để khẳng định điều này cần tiến hành so sánh kinh tế kỹ thuật cho từng trường hợp cụ thể. Quá trình đầm nén đất nền đường là quá trình tác dụng của tải trọng tức thời và tải trọng chấn động để sắp xếp các hạt trong đất, đẩy các hạt nhỏ lấp đầy khe hở các hạt lớn, làm tăng bề mặt tiếp xúc của các hạt lên. Quá trình đầm nén đất xẩy ra với hiệu quả và tốc độ khác nhau tuỳ thuộc vào loại đất (thành phần hạt của đất); trạng thái của đất (chủ yếu là độ ẩm khi đầm nén), phương tiện và phương pháp đầm nén. Vì vậy khi tiến hành cơng tác đầm nén đất cần nắm được lý luận đầm nén, biết được đặc điểm và phạm vi sử dụng của các loại máy đầm lèn và trên cơ sở đĩ mà chọn loại máy và phương pháp làm việc hợp lý của nĩ trong từng trường hợp cụ thể. Ngồi ra vấn đề kiểm tra chất lượng cơng tác đầm nén ở hiện trường cũng là một cơng tác khá phức tạp, cần phải được giải quyết tốt để cĩ thể kiểm tra nhanh chĩng, kịp thời và đảm bảo tơt chất lượng cơng tác đầm nén. 27 Chất lượng cơng tác đầm nén đất nền đường thường được quy định theo sơ đồ phân bố ứng suất theo chiều sâu nền đường theo sơ đồ này thì độ chặt yêu cầu của lớp trên nền đường là lớn nhất . 3.2. THÍ NGHIỆM PROCTOR Khi đầm nén một cách giống nhau các mẫu đất cùng loại ở các độ ẩm khác nhau ta thấy dung trọng khơ thay đổi và đi qua một cực đại. Dung trọng khơ cực đại này thu được ở một độ ẩm xác định gọi là độ ẩm tốt nhất. Thí nghiệm Proctor nhằm xác định độ ẩm tốt nhất và dung trọng khơ lớn nhất ứng với một cơng đầm nén cho trước. Thí nghiệm gồm việc đầm chặt mẫu đất nghiên cứu trong một cối tiêu chuẩn theo một trình tự quy định rồi xác định độ ẩm và dung trọng khơ của đất sau đầm lèn. Thí nghiệm được lặp đi lặp lại nhiều lần với các mẫu đất cĩ độ ẩm tăng dần. Như vậy sẽ được nhiều điểm của đường cong biểu diễn mối quan hệ giữa độ chặt (dung trọng khơ) và độ ẩm . Đường cong này cĩ một cực đại mà hồnh độ là độ ẩm tốt nhất và tung độ là độ chặt lớn nhất. Thí nghiệm Proctor được tiến hành với hai cơng đầm nén khác nhau. Tuỳ theo cơng đầm nén sử dụng mà thí nghiệm sẽ được gọi là: thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn hoặc thí nghiệm Proctor cải tiến. Thí nghiệm Proctor được tiến hành trong cối đường kính 152mm (cối CBR) hoặc trong cối cĩ đường kính 101,6mm (cối Proctor) nếu vật liệu hồn tồn lọt qua sàng 5mm. Đất cĩ chứa hạt trên sàng 20mm thì phải sàng bỏ (các hạt cịn lại trên sàng 20mm) rồi mới thí nghiệm. Phải điều chỉnh kết quả theo tỉ lệ các hạt quá cỡ đĩ. Cối Proctor gồm một ống kim loại đường kính 101.6mm cao 117mm cĩ đáy và nắp tháo được. Đầm để làm thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn nặng 2490g, chiều cao thả đầm 305mm. Cối CBR gồm một ống kính kim loại đường kính trong 152mm, cao 152mm cĩ đáy và nắp tháo lắp được. Ngồi ra cịn thêm một đĩa phân cách cĩ cùng đường kính và cao 25.4mm. Đầm để làm thí nghiệm Proctor cải tiến cĩ quả đầm nặng 4335g, chiều cao thả đầm 457mm. Mẫu thí nghiệm khi sử dụng cối Proctor lấy khoảng 15kg, khi sử dụng cối CBR là 33kg. Đất chỉ cĩ các hạt nhỏ hơn 5mm thì cĩ thể thí nghiệm trong cối Proctor hoặc trong cối CBR. Nên cố gắng thí nghiệm trong cối CBR. Với đất cĩ chứa hạt trên 5mm thì tiến hành thí nghiệm trong cối CBR, khi đất khơng chứa các hạt 20mm thì tiến hành thí nghiệm luơn. Nếu cĩ chứa hạt 20mm thì phải sàng qua sàng 20mm và làm thí nghiệm với nhĩm lọt qua sàng. Cĩ thể tĩm tắt các đặc trưng của hai thí nghiệm Proctor trong bảng 3-1 và hình 3-5. 28 Hình 3.1: Các đặc trưng của thí nghiệm Procter Cối Procter D = 101.6mm , H = 117mm Các đặc trưng của thí nghiệm Thí nghiệm Procter tiêu chuẩn Procter cải tiến Trọng lượng quả đầm 2490g 4535g Đường kính quả đầm 51mm 51mm Chiều cao thả đầm 305mm 457mm Số lớp 3 5 Số lần đầm mỗi lớp 25 25 Trọng lượng gần đúng của mỗi lớp 650g 400g Cối CBR D = 152mm, H= 152mm, cĩ dĩa ngăn cách H= 127mm Trọng lượng quả đầm 2490g 4535g Đường kính quả đầm 51mm 51mm Chiều cao thả đầm 305mm 457mm Số lớp 3 5 Số lần đầm mỗi lớp 55 55 Trọng lượng gần đúng của mỗi lớp 1700g 1050g 29 Hình 3-1: Cấu tạo cối đầm Hình 3-2: Cấu tạo chày đầm Trình tự thí nghiệm như sau: a) Thí nghiệm trong cối Proctor : - Chuẩn bị cối: Cân cối, lắp nắp cối vào và cố định chắc cối vào đế. - Cho lớp thứ nhất vào cối: hoặc là 650g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc là 400g (thí nghiệm Proctor cải tiến). - Đầm lớp thứ nhất bằng đầm Proctor tiêu chuẩn hoặc cải tiến, mỗi lớp 25 lần đầm phân bố đều trên tồn tiết diện cối trong 6 chu kì liên tiếp. - Lần lượt cho tiếp lớp 2 và thứ 3 vào mỗi lớp 650g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 4 lớp mỗi lớp 400g (thí nghiệm Proctor cải tiến) và lặp lại cùng các thao tác đầm như trên. 30 - Sau khi đầm lớp cuối cùng thì lấy nắp cối lên, gạt phần đất thừa ngang đỉnh cối và cân tồn bộ cối được trọng lượng P1. -Lấy hai mẫu đất nhỏ: một mẫu ở mặt trên, một mẫu ở đáy cối để thí nghiệm độ ẩm. Như vậy được điểm No1 trên đường cong. Lặp lại thí nghiệm sau khi thêm vào khoảng 50g, 100g, 150g, 200g nước để tìm các điểm No2, No3, No4, No5 và vẽ đường cong quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất. Hình 3-3a: Thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn Hình 3-3b: Thí nghiệm Proctor cải tiến. b) Thí nghiệm trong cối CBR: Chuẩn bị cối và đế, lắp nắp cối và đĩa ngăn cách vào, cố định chắc cối và đế - Cho lớp thứ nhất vào cối khoảng 1700g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 1050g (thí nghiệm Proctor cải tiến). - Dùng đầm Proctor tiêu chuẩn hoặc cải tiến đầm lớp thứ nhất 55 lần (đầm đều trên tồn mặt cối) bằng cách lặp lại 8 chu kì, 6 lần liền nhau ở mép cối và lần thứ 7 ở giữa chu kì cuối khơng cĩ lần ở giữa. - Lần lượt cho tiếp hai lớp khác mỗi lớp 1700g (thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn) hoặc 4 lớp mỗi lớp1050g (thí nghiệm Proctor cải tiến) và lặp lại cùng các thao tác đầm nén như trên. - Sau khi đầm xong lớp cuối thì tháo nắp cối gạt phần đất thừa ngang đỉnh cối và cân tồn bộ được trọng lượng P1. -Dùng bay lấy 2 mẫu đất (một ở trên mặt một ở đáy cối) để thí nghiệm độ ẩm. Như vậy điểm No1 của đường cong, lặp lại các thao tác trên sau khi cho thêm 110, 220, 330 và 400g nước ta được các điểm No2, No3, No4, No5 của đường cong và vẽ được đường cong quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất. Tìm dung trọng ẩm γw của mẫu đất theo cơng thức: V PP W 21  (3.1) Với : P1 - trọng lượng tồn bộ mẫu đất, thân cối dưới và đế cối xác định ở trên. 31 P2 – trọng lượng của thân cối và đế cối. V – thể tích của thân cối dưới. Từ dung trọng ẩm và độ ẩm đã tìm được xác định dung trọng khơ theo cơng thức: W W k 01.01    (3.2) Với : γk – dung trọng khơ của đất; γw – dung trọng ẩm của đất; w - độ ẩm của đất Hình 3-4: Đường cong điển hình cho quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất Độ chặt cần thiết của đất đảm bảo cho nền đường ổn định gọi là độ chặt yêu cầu. Nếu cĩ điều kiện thì nên đầm nén cho độ chặt yêu cầu bằng hoặc xấp xỉ với độ chặt tốt nhất. Tuy nhiên để đầm nén đến độ chặt tốt nhất phải tốn rất nhiều cơng, vì vậy thơng thường chỉ đầm nén nền đường đến độ chặt yêu cầu dyc nhỏ hơn độ chặt tốt nhất do một ít. Như vậy độ ổn định và cường độ sẽ giảm xuống một ít. Trị số yc tính theo cơng thức: Với K – hệ số đầm nén mà trị số của nĩ cĩ thể tham khảo ở bảng (Số liệu Việt Nam theo TCVN 4201-05 theo thí nghiệm Proctor tiêu chuẩn). Trị số K được quy định trên cơ sở khảo sát độ chặt của đất trong những nền đường cũ đã sử dụng lâu năm mà vẫn ổn định, trong các điều kiện khác nhau về địa hình, loại đất loại mặt đường và khu vực khí hậu. 32 3.3. CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CƠNG TÁC ĐẦM NÉN 3.3.1. Độ ẩm Độ ẩm hay lượng nước chứa trong đất là một trong những nhân tố quan trọng nhất ảnh hưởng đến quá trình đầm nén đất đắp nền đường. Để thấy rõ ảnh hưởng của độ ẩm đến quá trình đầm nén hãy phân tích đường cong điển hình biểu diễn quan hệ giữa độ chặt và độ ẩm của đất đắp nền trong điều kiện tiêu hao cơng đầm nén như nhau tìm được qua thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn. Nhìn hình vẽ lúc đầu khi độ ẩm tăng thì độ chặt tăng cho đến điểm cực B, nếu cứ tiếp tục tăng độ ẩm lên nữa thì độ chặt đất sẽ giảm xuống. Tại điểm B ta cĩ độ chặt lớn nhất. Độ chặt lớn nhất đĩ phụ thuộc vào cơng đầm nén và như đã nĩi ở trên gọi là độ chặt lớn nhất, độ ẩm tương ứng với độ chặt đĩ gọi là độ ẩm tốt nhất. Như vậy trong điều kiện hao phí số cơng đầm nén như nhau thì đầm nén ở độ ẩm tốt nhất sẽ cho ta độ chặt lớn nhất. Tăng độ ẩm đến một mức độ nhất định để tăng độ chặt của đất là phát huy tác dụng của nước trong đất. Khi đĩ nước bao quanh đất cĩ tác dụng như dầu mỡ, làm giảm sức ma sát giữa các hạt đất với nhau và tạo điều kiện cĩ lợi nhất để đảm bảo cho việc đầm nén được rễ dàng. Nếu tăng độ ẩm của đất lên nữa thì nước cĩ thể chiếm hết các lỗ rỗng trong đất, khi đĩ áp lực của cơng cụ đầm nén sẽ khơng trực tiếp truyền lên các hạt đất mà lại tác dụng lên hạt nước. Do đĩ muốn đầm nén chặt hơn nữa thì phải làm cho nước bị đẩy ra khỏi các lỗ rỗng trong đất. Điều đĩ phải nhờ vào tác dụng lâu dài của tải trọng chứ khơng thể dưạ vào tác dụng tức thời của cơng cụ đầm nén mà thực hiện được. Khi thay đổi số cơng đầm nén thì trị số độ ẩm tốt nhất và độ chặt lớn nhất của cùng một loại đất cũng thay đổi. Ví dụ: khi đầm nén đất á cát với búa nặng 2,5kg rơi từ độ cao 25cm thì Wo=12,2% và =1,82 g/cm3, khi tăng số lần rơi búa lên đến 60 lần thì Wo giảm xuống cịn 11% và δ thì tăng lên đến 1,93g/cm3. Như vậy để đầm chặt cùng một loại đất, nếu tăng số cơng đầm 33 nén lên thì W) sẽ giảm xuống cịn δ thì tăng lên. Nếu tăng trọng lượng búa và giữ nguyên số lần búa rơi thì cũng được các kết quả tương tự. Độ ẩm tốt nhất của đất xác định theo phương pháp đầm nén tiêu chuẩn rất gần với độ ẩm ở giới hạn dẻo (xác định theo thí nghiệm lăn tay). ở độ ẩm này nước trong đất đều nằm dưới dạng nước liên kết. Vì vậy khi đầm nén đất nền đường cĩ độ ẩm tốt nhất cho đến độ chặt lớn nhất thì nền đường rất khĩ thấm nước, do đĩ rất ổn định dưới tác dụng của nước. Trên hình vẽ trình bày sự thay đổi độ chặt và sự thay đổi mơ đun biến dạng của đất trước và sau khi làm ẩm. Qua hình vẽ trên ta thấy ở độ ẩm tốt nhất Wo = 0,6F (F - giới hạn nhão), độ chặt và mơ đun biến dạng của đất giảm ít nhất sau khi bị ẩm. Nếu đất cĩ độ ẩm W < Wo mà được đầm nén đến trị số dmax (đường 1’) thì sau khi bị ẩm độ chặt của đất bị giảm xuống rất nhiều (đường 2’). Hình 3-5: a) Đường biểu diễn ảnh hưởng của một số cơng đầm nén với Wo và do (Giữ nguyên trọng lượng búa,thay đổi số lần rơi búa) b) ảnh hưởng của cơng đầm nén đối với Wo và do thay đổi trọng lượng búa (giữ nguyên số lần rơi búa) Như vậy phương pháp đầm nén tiêu chuẩn xác định cho ta trạng thái của đất (độẩm tốt nhất và độ chặt tốt nhất) vừa đảm bảo sự ổn định của nền đường vừa đảm bảo tốn ít cơng đầm nén nhất. Cần chú ý rằng giả thiết “làm nhờn” chưa đủ để giải thích được ảnh hưởng của độ ẩm đến quá trình đầm nén cũng như đến cường độ của đát mà phải dùng lý luận “màng nước” để bổ sung. Theo lý luận “màng nước” thì nước bao quanh các hạt đất trong một trạng thái đặc biệt, khác với trạng thái lỏng của nước tồn tại với khối lượng lớn. Dưới dạng màng mỏng, nước cĩ tính chất của một vật thể đàn hồi dẻo và cĩ lực phân tử tác dụng với các bề mặt của các hạt đất. Chính các màng nước đĩ chống lại sự dịch chuyển của các hạt đất. Khi độ dày của màng nước tăng lên, lực phân tử đĩ giảm xuống đột ngột. Ví dụ lực phân tử của nước trong, sạch cĩ màng dày 0.9µ vào khoảng 2kg/cm2 nhưng khi chiều dày của màng tăng lên 0.5µ thì bằng 0. Tĩm lại, khi màng nước càng mỏng (ứng với độ ẩm nhỏ) thì cường độ của nĩ càng cao, khi màng nước càng dày thì cường độ của nĩ càng nhỏ và khẳ năng biến dạng của nĩ càng lớn. 34 Điều đĩ giải thích vì sao khi độ ẩm của đất tăng lên thì cường độ kháng cắt và mơ đun biến dạng của đất sẽ giảm xuống. Ngồi sự thay đổi của cơng đầm nén làm cho độ ẩm tốt nhất thay đổi ra, chế độ thuỷ nhiệt của nền đường (phản ánh và số ngày mà nền đường chịu ẩm ướt trong quá trình sử dụng) cũng cĩ thể làm thay đổi trị số của độ ẩm tốt nhất. Các số 0, 1, 2,, 6, 7 ghi bên cạnh đường cong là số ngày nền đường bị ẩm ướt sau khi đầm nén, khi số ngày bị ẩm ướt đến 7 ngày thì đất đầm nén ở độ ẩm tốt nhất Wo cũng sẽ cĩ cường độ cao nhất nhưng khi số ngày ẩm ướt chỉ cĩ 1 ngày, nước thấm vào đất cịn ít, chưa đủ để phá hoại cường độ do lực ma sát sinh ra thì đất vẫn cịn cường độ cao khi đầm nén ở độ ẩm thấp hơn độ ẩm tốt nhất. Khi số ngày ẩm ướt tăng lên thì điểm cĩ cường độ cao nhất dần dần dịch về phía W cho đến ngày thứ 7 thì trùng với W . Như vậy nếu đầm nén đất ở độ ẩm nhỏ hơn độ ẩm tốt nhất cho đến khi đạt độ chặt yêu cầu thì cường độ của đất ngay sau khi đầm nén sẽ lớn hơn, nhưng cường độ cao đĩ khơng ổn định và sẽ giảm xuống rất nhanh nếu nền đường bị ẩm ướt lâu ngày. Để đảm bảo ổn định độ chặt của đất khi đầm nén ở độ ẩm W<Wo phải đạt đến mức sao cho lượng khơng khí cịn lại trong đất giống như trong trường hợp đất được đầm nén chặt ở độ ẩm tốt nhất. Trị số độ chặt yêu cầu khi đĩ sẽ xác định theo cơng thức sau: (3.3) Trong đĩ: yc- độ chặt yêu cầu khi đầm nén đất khơ (W<Wo), g/cm3 0- độ chặt yêu cầu khi đầm nén ở độ ẩm tốt nhất, g/cm3 - tỷ trọng của đất, g/cm3 W và Wo - độ ẩm và độ ẩm tốt nhất của đất (W<Wo, %) Tuy nhiên đầm nén đất khơ cho đến độ chặt yêu cầu sẽ tốn kém vì vậy trong tổ chức thi cơng cần chú ý đem đất đào được từ nền đào hoặc thùng đấu để đắp và đầm nén ngay (vì đất ở trạng thái tự nhiên này thường cĩ độ ẩm tốt nhất). Nếu đất khơ thì cần tưới thêm nước. Nên tưới nước làm nhiều lần để đảm bảo cho đất ngấm nước đều. Trường hợp đất quá ẩm phải phơi đất hoặc trộn thêm vơi khơ vào để độ ẩm tự nhiên của đất giảm xuống xấp xỉ với độ ẩm tốt nhất. Tuỳ theo độ ẩm của đất mà cĩ thể dùng lượng vơi từ 1-4% trọng lượng đất. Trường hợp khĩ khăn thì cĩ thể nén chặt đất quá ẩm cho đến độ chặt yêu cầu với điều kiện là độ ẩm của đất khơng vượt quá độ ẩm giới hạn WMax xác định theo cơng thức: (3.4) 35 Trong đĩ: Wmax - độ ẩm cho phép giới hạn của đất, % 1– Trọng lượng riêng của nước (=1g/cm3) – Trọng lượng riêng của hạt đất (g/cm3) V - Lượng khí cịn lại trong đất (%) yc- Độ chặt yêu cầu g/cm3 3.3.2. Bề dày lớp đất đầm nén Khi đầm nén từng lớp đất nền đường, bề dày lớn nhất của lớp đất được đầm nén phải vừa đúng sao cho ở đáy của lớp đất này cũng đạt được độ chặt yêu cầu. Bề dày lớn nhất của lớp đất đầm nén chủ yếu được quyết định theo tính năng và loại hình cơng cụ đầm nén. Hình 3.8 biểu thị đường cong dung trọng khơ đo được khi đầm nén đất bụi bằng các loại lu khác nhau thay đổi theo chiều sâu. Từ hình vẽ cĩ thể thấy: Nếu dung trọng khơ yêu cầu đạt tới 1,77g/cm3 thì độ sâu đầm nén lớn nhất sẽ lần lượt là 50, 20 và 40 cm tương ứng với 3 loại lu A, B, C; nhưng bề sâu này sẽ tăng lên tuỳ theo sự giảm bớt của độ chặt yêu cầu. Bề dày lớn nhất của lớp đất được đầm nén là bề dày khơng những vừa để độ chặt của cả lớp đất đều đạt quy định mà cịn để sao cho cơng đầm nén tiêu hao ít nhất. Hình 3.9 biểu thị quan hệ giữa dung trọng khơ và cơng đầm nén đơn vị khi bề dày lớp đầm nén khác nhau. Cĩ thể thấy: nếu dung trọng khơ yêu cầu là 1,55g/cm3 trở lên thì nếu bề dày đầm nén quá 20cm, tiêu hao cơng đầm nén lúc đĩ tăng vọt. Do vậy, khi độ chặt yêu cầu cao, bề dày lớp đất đầm nén nên lấy nhỏ hơn một chút, như vậy mới tương đối hợp lý vềmặt kinh tế. Trị số áng chừng về bề dày lớp đầm nén tốt nhất của các loại cơng cụ đầm nén cĩ thể được tham khảo ở bảng Hình 3-6: ảnh hưởng của các loại lu khác nhau đối với bề dày đầm nén Hình 3-7: Quan hệ giữa bề dày đầm nén, độ chặt và cơng đầm nén 3.3.3. Số lần đầm nén. Dưới tác dụng lặp lại của cơng cụ đầm nén với lớp đất đắp cĩ chiều dày nhất định, quá trình tích luỹ biến dạng do đầm nén gây ra (hoặc quá trình tăng dung trọng khơ) đại loại tuân 36 theo quy luật hàm số lơgarit (hình 3-10). Do vậy hiệu quả đầm nén của các lần tác dụng ban đầu là tương đối cao, hiệu quả mỗi lần tác dụng sẽ nhanh chĩng giảm đi tuỳ theo sự tăng lên của số lần tác dụng, sau khi vượt quá một số lần nhất định trên thực tế là khơng cịn hiệu quả nữa. Hình 3-8: Quan hệ giữa số lần lu lèn và độ chặt (số lần lu lèn vẽ theo thước thang logarit) a) trị số lu ở bề mặt; b) độ chặt Nếu lớp đất đầm nén dày, để đạt được độ chặt yêu cầu thì thường phải đầm nén nhiều lần, hao phí cơng đầm nén đơn vị sẽ tăng lên (xem hình 3-9) như vậy sẽ khơng kinh tế. Thơng thường phải áp dụng phương pháp “lớp mỏng lu ít” tức là giảm mỏng bề dày một cách thích đáng, chỉ dùng số lần lu ít để đạt độ chặt yêu cầu, như vậy cĩ thể thu được hiệu quả kinh tế tương đối tốt. Khi dùng lu đầm nén các lớp đất, số lần lu cĩ quan hệ với tốc độ lu lèn. Nếu tăng tốc độ lu (thời gian tác dụng của ứng suất ngắn đi) thì số lần lu lèn cũng tăng lên mới cĩ thể bảo đảm khả năng đầm nén khơng thay đổi. Do vậy, cĩ tồn tại một tốc độ lu lèn tốt nhất, ở tốc độ đĩ cĩ thể đạt được năng suất cao nhất. Tốc độ lu lèn tốt nhất quyết định bởi các nhân tố như mức độ đầm nén khĩ dễ của đất, bề dày và yêu cầu đầm nén, tốc độ này cĩ thể xác định được thơng qua thí nghiệm đầm nén, vào khoảng 2-4km/h. Trong các tình huống thơng thường, số lần đầm nén cần thiết của các loại cơng cụ đầm nén cĩ thể tham khảo ở bảng 3-3. Thực tiễn chứng minh, để đảm bảo chất lượng đầm nén và tạo hiệu quả đầm nén, trong điều kiện bề dày lớp đất và số lần đầm nén đã được lựa chọn thì khi dùng lu để đầm nén, nên dùng lu nhẹ trước, lu nặng sau và trước lu chậm, sau lu nhanh, trình tự đầm nén nên từ mép đường (chỗ thấp) tiến hành lu lần lượt vào giữa đường (chỗ cao). Các vệt lu hoặc vệt đầm phải trùng lên nhau 15-20cm chú ý đầm nén đồng đều, khơng được bỏ sĩt. Bảng 3.3: Phạm vi hoạt động của các cơng cụ đầm nén 37 Chú thích bảng 3-3: 1. Cĩ thể dùng đầm cĩ tưới nước hoặc máy chấn động để đầm nén cát rời cĩ kích cỡhạt khác nhau; cát cĩ cỡ hạt đồng đều thì cĩ thể dùng đầm đầm chặt. 2. Nền đắp đá cĩ thể được đầm nén bằng cách sử dụng lu chấn động loại nặng. 3. Khi đầm nén đất ở độ ẩm tốt nhất thì số lần đầm nén được lấy giá trị thấp ở trong bảng. Phải xác định độ ẩm tốt nhất này bằng thí nghiệm đầm nén ở hiện trường. Để tham khảo, đối với đất dính cĩ thể lấy độ ẩm này tương đương với độ ẩm ở giới hạn dẻo, đối với đất khơng dính cĩ thể lấy bằng 0,65 lần độ ẩm ở ... + Đồng bằng Bắc Bộ: nằm giữa 2 con sơng Hồng và sơng Thái Bình, rộng khoảng 15000 km2 do bồi tụ trong kỷ thứ tư. Chiều dầy tầng đất yếu ở đây từ vài mét đến hơn 100 m. + Đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh: cĩ những khu vực bồi tụ xen kẽ nhau. So với đồng bằng Bắc Bộ, tầng trầm tích ở đây khơng dầy lắm. + Đồng bằng Nam Bộ: rộng 39 000 km2, cĩ thể chia làm 3 vùng dựa trên chiều dầy tầng đất yếu: - Dày từ 1 – 30 m: bao gồm các vùng ven thành phố Hồ Chí Minh, thượng nguồn sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm Cỏ Tây, phía Tây Đồng Tháp Mười, rìa quanh vùng Thất Sơn cho tới vùng biển Hà Tiên, Rạch Giá, rìa đơng bắc đồng bằng từ Vũng Tầu đến Biên Hồ. - Dày từ 5 – 30m: phân bố kề cận khu vực trên và chiếm đại bộ phận đồng bằng và khu trung tâm Đồng Tháp Mười. - Dày từ 15 – 300 m: bao gồm các tỉnh Vĩnh Long, Trà Vinh, Bến Tre tới vùng duyên hải các tỉnh Minh Hải cũ, Tiền Giang, Cần Thơ, Sĩc Trăng. Các lớp đất yếu thường nằm xen kẽ nhau hoặc xen kẽ các lớp đất cĩ khả năng chịu lực tốt hơn. Khi thiết kế xử lý các cơng trình trên nền đất yếu cần phải tiến hành cơng tác khảo sát địa chất khu vực thật kỹ càng chứ khơng được dùng các số liệu cĩ tính chất phổ quát cho cả khu vực. 103 6.2.1.3. Tổng quan chung về các biện pháp xử lý nên đất yếu. Cĩ rất nhiều giải pháp xử lý nền đất yếu. Tuỳ theo từng trường hợp cụ thể mà ta cân nhắc lựa chọn để cĩ được một giải pháp xử lý tối ưu đảm bảo tính kinh tế – kỹ thuật. * Trường hợp I: Khi độ lún tổng cộng nằm trong giới hạn cho phép. Dưới tác dụng của tải trọng, nền đường đắp trên nền đất yếu thường bị mất ổn định do lún trồi hoặc lún trượt. Để cải thiện tình trạng trên thì những biện pháp xử lý sau đây hay được áp dụng: - Đào bỏ hồn tồn tầng đất yếu: chỉ thực hiện với lớp đất yếu ở ngay trên bề mặt và cĩ chiều dầy mỏng. - Giảm trọng lượng nền đắp: giảm chiều cao đất đắp, sử dụng vật liệu nhẹ để giảm áp lực tryền xuống nến đất yếu. - Đào bỏ một phần tầng đất yếu: tăng độ ổn định của nền đường. - Tăng chiều rộng nền đường bằng cách làm thoải mái ta luy nền đắp: do tăng được diện truyền lực nên giảm nhỏ được áp lực truyền xuống nền đất yếu. - Làm bệ phản áp: vừa tăng được diện truyền lực vừa tạo ra được một áp lực ngược, triệt tiêu áp lực gây trượt nên cĩ thể giữ cho nền đường ổn định. - Đắp nền đường trên tầng đệm cát, tầng đệm đá sỏi, tầng đệm đất: các tầng đệm sẽ làm tăng cường độ của nền đất bên dưới nền đường đắp. - Sử dụng vải địa kỹ thuật, lưới vải địa kỹ thuật để gia cố nền đường: tăng cường độ, độ ổn định của nền đường. - Đắp nền đường trên bè cây: cơng trình khơng vĩnh cửu. Tuy nhiên trường hợp này thường xẩy ra khi chiều dầy của lớp đất yếu mỏng hay khơng lớn lắm. * Trường hợp II: Khi độ lún tổng cộng vượt quá giới hạn cho phép. Khi này đất yếu địi hỏi phải cĩ một thời gian lâu dài (cĩ khi hàng chục, vài chục năm) mới đạt tới độ lún tổng cộng. Để đẩy nhanh tốc độ cố kết xuống chỉ cịn vài thàng đến hơn 1 năm thì những biện pháp sau đây được đem áp dụng: - Giếng cát hay bấc thấm: tác dụng của giếng cát hay bấc thấm là đẩy nhanh quá trình thốt nước lỗ rỗng trong đất yếu, làm giảm nhỏ độ rộng tức là tăng dung trọng của đất. Khi dung trọng đất tăng lên thì sức chịu tải của đất nền cũng được tăng lên và cĩ thể tăng đến mức chịu được tải trọng mà cơng trình truyền xuống. Đồng thời giảm thời gian đạt được độ lún tổng cộng của nền đất yếu, cho phép cơng trình cĩ thể xây dựng trong thời gian ngắn. Tác dụng thốt nước ra khỏi nền đất yếu phụ thuốc vào áp lực đè xuống nền đường. Để tăng tốc độ cố kết thường kết hợp với biện pháp gia tải tạm thời. - Cọc cát hoặc cột ba lát: ngồi tác dụng giúp thốt nước nhanh chĩng như giếng cát, bấc thầm thì cọc cát, cột ba lát cịn cĩ tác dụng nén chặt đất xung quanh cột lại, làm tăng cường độ của đất nền và chịu một phần áp lực do nền đường truyền xuống. 104 - Cọc cứng: như cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tơng cốt thép: thay vì đặt tải trọng trên nền đất yếu thì mĩng cơng trình được đặt trực tiếp lên hệ thống cọc. Trường hợp này xẩy ra khi chiều dầy lớp đất yếu lớn. 6.2.2. Cơng tác thi cơng nền đường qua nền đất yếu sử dụng biện pháp xử lý bằng bấc thấm. 6.2.2.1. Phạm vi áp dụng: Bấc thấm chỉ dùng với những loại đất bão hồ nước. Thường là những loại bùn, đất loại sét (sét, sét pha, cát pha) ở trạng thái dẻo nhão. Những loại đất này thường cĩ: - Độ sệt lớn: IL > 1. - Hệ số rỗng lớn: e > 1. - Cĩ gĩc nội ma sát nhỏ:  < 100. - Cĩ cường độ lực dính theo kết quả cắt cánh nhanh khơng thốt nước: c < 0.15 daN/cm2 - Cĩ cường độ lực dính theo kết quả cắt cánh tại hiện trường: cu < 0.35 daN/cm2 - Cĩ sức chống mũi xuyên tĩnh qc < 0.1 MPa - Cĩ chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT: N < 5. Bấc thấm dùng thốt nước để gia cố nền đất yếu cho các loại cơng trình sau: - Xây dựng nền đường trên đất yếu cĩ yêu cầu tăng nhanh tốc độ cố kết, tăng nhanh cường độ của đất yếu để bảo đảm ổn định của nền đắp, hạn chế độ lún hoặc kết thúc lún trước khi làm kết cấu áo đường. - Xử lý nền mặt bằng cơng trình làm kho bãi, xây dựng các cơng trình dân dụng, cơng nghiệp. 6.2.2.2. Những vấn đề cần chú ý khi sử dụng bấc thấm: Phải chú ý đến chiều cao nền đắp cĩ thể sử dụng được bấc thấm. - Bấc thấm chỉ phát huy tác dụng thốt được nước khi ứng suất do tải trong cơng trình truyền xuống nền đất yếu z lớn hơn áp lực tiền cố kết c của đất yếu:z > c + Áp lực tiền cố kết c: cĩ nghĩa là trước đây nền đất đã được nén đến giá trị c. - Giá trị c được xác định bằng thí nghiệm nén lún: Vẽ đường cong nén nún: e = f(log) với e: hệ số rỗng, : áp lực nén Ta thấy đường cong nén lún cĩ 2 đoạn: ./ Đoạn 1: cĩ độ dốc nhỏ ./ Đoạn 2: cĩ độ dốc rất lớn: 105 ./ Giao điểm của 2 đường tiếp tuyến của 2 đoạn 1 và 2 là P sẽ tương ứng với áp lực tiền cố kết c của đất. Điều này hồn tồn hợp lý: do trước đây đất đã từng được nén đến áp lực c nên khi áp lực nén trong thí nghiệm < c thì độ lún của đất rất nhỏ (bởi vì biến dạng dư của đất đã bị giảm nhiều). Chỉ khi áp lực nén trong thí nghiệm vượt quá giá trị c thì đất bị lún rất mạnh. - So sánh giữa giá trị áp lực tiền cố kết c và áplực bản thân bt = i. hi do các lớp đất ở phía trên mẫu đất tác dụng lên mà ta cĩ các dạng: ./ c < bt = i. hi: ta cĩ đất thiếu cố kết: nghĩa là đấtchưa lún xong dưới tác dụng của trọng lượng bản thân các lớp đất phía trên. ./ c = bt = i. hi: ta cĩ đất cố kết bình thường: nghĩa là đất đã lún xong dưới tác dụng của trọng lượng bản thân các lớp đất đè lên nĩ. ./ c > bt = i. hi: ta cĩ đất thừa cố kết: nghĩa là trong lịch sử tồn tại của đất, nĩ đã từng bị nén lún ở một áp lực lớn hơn áp lực mà các lớp đất hiện tại đang đè lên nĩ. + Nếu chiều cao nền đắp nhỏ, áp lực nén z do nền đường đắp tác dụng lên nền đất yếu sẽ nhỏ hơn áp lực tiền cố kết c của nĩ. Khi này nền đất yếu bên dưới chỉ xảy ra biến dang lún rất nhỏ, áp lực tác dụng khơng đủ lớn để đẩy nước tự do thốt ra ngồi qua thân bấc nên bấc thấm khơng phát huy được vai trị thốt nước của mình. Trong trường hợp này, ta thường sử dụng biện pháp gia tải tạm thời. Chiều cao phần gia tải thêm phải do tính tốn quyết định đảm bảo sự ổn định của nền đắp và gây ra đủ 1 áp lực cần thiết để nước trong tầng đất yếu cĩ thể theo thân bấc thốt ra ngồi. + Phạm vi chiều sâu thực sự cĩ hiệu quả của bấc thấm Ha: Chiều sâu thực sự cĩ hiệu quả của bấc thấm là chiều sâu mà trong suất chiều dài bấc thấm đều cĩ áp lực z >= c. Thơng thường chiều sâu Ha kết thúc tại điểm cĩ: bt = (0.1 – 0.2) z log logc e P 1 2 bt z P Ha 106 Trong đĩ: z, bt: là ứng suất do tải trọng cơng trình và ứng suất do bản thân nến đất + Khi bên dưới lớp đất yếu cĩ tầng cát mịn chứa nước cĩ áp thì khơng cắm bấc thấm vào tầng cát mịn đĩ. 6.2.2.3. Qui định về cấu tạo và vật liệu: a. Bấc thấm: Bấc thấm là băng cĩ lõi polyproplylene, cĩ tiết diện hình răng khía phẳng hoặc hình chữ nhật cĩ nhiều lỗ rỗng trịn. Bên ngồi được được bao bọc bằng vỏ lọc vải địa kỹ thuật khơng dệt. Kích thước tiết diện bấc thấm: a = 100 mm b = 4 – 7 mm Bấc thấm thường được cuộn thành cuộn trịn cĩ tổng chiều dài tới hàng trăm m. Các chỉ tiêu cơ lý của bấc thấm: - Cường độ chịu kéo (cặp hết chiều rộng bấc thấm, theo ASTM – D4632): khơng dưới 1.6 kN. - Độ dãn dài (cặp hết chiều rộng bấc thấm, theo ASTM – D4632): lớn hơn 20%. - Khả năng thốt nước dưới áp lực 10kN/m2 với gradien thuỷ lực I = 0.5 là: (80 – 140). 10-6 m3/s (theo ASTM – D4716) - Khả năng thốt nước dưới áp lực 300kN/m2 với gradien thuỷ lực I = 0.5 là: (60 – 95). 10-6 m3/s (theo ASTM – D4716) - Vỏ bấc thấm: vải lọc địa kỹ thuật khơng dệt cĩ: ./ Hệ số thấm cao hơn hệ số thấm của đất kề nĩ theo tỉ lệ 3: 10 lần, nhưng vẫn ngăn cản được các hạt nhỏ chui qua: kvo lọc >= 1.4 x 10-4 m/ s ./ Đường kính của lỗ vỏ lọc khơng quá 0.08 mm Vỏ và lõi của bấc thấm phải đảm bảo khơng bị vỡ khi chịu ứng suất trong quá trình vận chuyển và lắp đặt. Bấc thấm phải được bảo quản cẩn thận, tránh tiếp xúc với tia cực tím trong nhiều ngày. b a 107 Phía trên tầng đệm cát phải cĩ một lớp cát phủ hạt trung hay hạt thơ dầy tối thiểu 25 cm để phủ kín đầu bấc thấm trước khi đắp đất nền đường. Khơng được đắp trực tiếp đất loại sét trên đầu bấc thấm. Khoảng cách cắm các bấc thấm do tính tốn thiết kế quyết định. Nhưng để khơng làm đất xáo động quá lớn thì khoảng cách tối thiểu giữa các bấc thấm qui định là 1.3m b. Cát làm tầng đệm: Chiều dầy tầng đệm cát được tính tốn lựa chọn trên cơ sở: - Phải lớn hơn độ lún tổng cộng dự báo từ 20 – 40 cm. - Phải đủ dầy để chịu được tải trọng của xe máy trong quá trình thi cơng. - Nhưng chiều dầy tối thiểu cũng phải lớn hơn 50 cm. Tầng đệm cát phải cắm được bấc thấm một cách dễ dàng. Tầng đệm cát phải thốt nước tốt. Cát làm tầng đệm phải là cát hạt thơ hoặc cát hạt trung, đạt các chỉ tiêu sau: - Tỉ lệ hạt lớn hơn 0.5 mm chiếm trên 50% - Tỉ lệ hạt nhỏ hơn 0.14 mm chiếm khơng quá 10% - Hệ số thấm của cát khơng nhỏ hơn 10-4 m/s - Hàm lượng hữu cơ khơng quá 5% - Cát khơng được chứa dăm sạn, cĩ thể lẫn sỏi. Độ đầm nén của tầng đệm cát phải thoả mãn 2 điều kiện: - Máy thi cơng phải di chuyển và làm việc ổn định. Cấu tạo lớp cát phủ đầu bấc thấm Bấc thấm >=25cm Nền đắp Tầng đệm cát 108 - Phù hợp với độ chặt yêu cầu Kyc trong kết cấu nền đường ứng với vị trí tầng đệm cát. Mái ta luy hai bên của tầng đệm cát phải thiết kế tầng lọc ngược bằng: đá sỏi theo cấp phối chọn lọc hoặc sử dụng vải địa kỹ thuật. c. Sử dụng vải địa kỹ thuật: Khi nền đất yếu ở trạng thái dẻo nhão, cĩ khả năng làm nhiễm bẩn lớp đệm cát thì phải dùng vải địa kỹ thuật để ngăn cách giữa lớp đất yếu và tầng đệm cát. Ghi chú: - Trường hợp lớp đất yếu khơng cĩ khả năng làm nhiễm bẩn tầng đệm cát thì khơng cần dùng vải địa kỹ thuật. - Sử dụng vải địa kỹ thuật ngồi tác dụng làm kết cấu tầng lọc ra nĩ cịn tăng được khả năng chống trượt của khối đắp bên trên. Vải địa kỹ thuật được sử dụng phải đạt được các chỉ tiêu sau: - Cường độ kép dãn khơng dưới 1 kN (theo ASTM – D4632) - Độ dãn dài <= 65% (theo ASTM – D4632) - Khả năng chống xuyên thủng từ 1500 – 5000 N (theo BS 6906 – 4) - Kích thước lỗ vải <= 0.15 mm (theo ASTM – D4751) - Hệ số thấm của vải >= 1.4 x 10-4 m/s (theo BS – 9606 – 3) 6.2.2.4. Cơng nghệ thi cơng: theo trình tự như sau: a. Chuẩn bị: Mặt bằng trước khi thi cơng cần: + Dọn sach gốc cây, cỏ rác và các vật liệu khác. + Định lại vị trí tim tuyến, phạm vi làm tầng đệm cát b. Rải vải địa kỹ thuật nếu cĩ: Khi thi cơng vải địa kỹ thuật chú ý nhất là chỗ nối tiếp. Tại chỗ nối tiếp hai mép vải phải chồng lên nhau khoảng 5 – 10 cm và được khâu lại bằng máy. c.Thi cơng tầng đệm cát: + Tiến hành thi cơng như thơng thường: cát được rải thành từng lớp nằm ngang, khoảng 20 – 30 cm (chiều dầy sau khi đầm). + Đầm nén đến độ chặt yêu cầu. d. Cắm bấc thấm *. Máy cắm bấc: Cuộn bấc thấm Trục cắm bấc 109 - Máy cắm bấc thường được di chuyển trên hệ bánh xích, cũng cĩ khi là hệ xích ống để giảm áp lực tác dụng lên đất nền. - Trục tâm để cắm bấc: là ống thép hình hộp, trong rỗng cĩ tiết diện 60 x 120 mm, dọc theo trục cĩ chia vạch đến cm để theo dõi độ sâu cắm bấc. Dọc trục cĩ hệ thống dọi hay con lắc để kiểm tra phương thẳng đứng khi cắm. - Máy phải cĩ lực ấn đủ lớn để cĩ thể cắm bấc đến độ sâu thiết kế. *. Neo đầu bấc: - Đầu neo cĩ tác dụng giữ chặt bấc thấm ở lại trong lịng đất khi máy rút ống cắm lên. - Kích thước của đầu neo 85 x 140 mm làm bằng tơn dầy 5 mm. Cấu tạo đầu neo như hình: Như vậy, khi cắm bấc, ống thép cắm bấc sẽ tì lên bề mặt bản tơn neo và ấn bản tơn neo cùng với đầu bấc đã liên kết chặt chẽ với nĩ xuống đất nền. Khi xuống đến cao độ thiết kế, máy sẽ rút ống thép lên. ống cắm rút lên đến đâu sẽ làm đất tràn vào đến đấy. Khi này bản neo nằm ngang cĩ tác dụng như một cái ngạnh giữ chặt khơng cho hệ neo – bấc thấm tuột lên theo ống cắm. Vịng thép Cấu tạo bản thép neo đầu bấc Tấm tơn Nối đầu bấc thâm vảo bản neo Ghim thép Ống cắm bấc Bản tơn neo Bấc thấm Mối gấp bấc Bản tơn neo Ống cắm bấc Bấc thấm Rút ống lên trên Đầu neo giữ bấc lại trong đất 110 *. Kỹ thuật, trình tự cắm bấc: - Định vị chính xác vị trí cắm bấc thấm trên mặt tầng đệm cát. Đánh dầu bằng các cọc định vị. - Lắp đặt bấc thấm vào trục cắm bấc. - Lắp neo vào đầu bấc thấm. Chiều dài gập lại của bấc thấm tại đầu neo tối thiểu là 30cm và được ghim chặt bằng ghim thép. - Cắm bấc thấm, tốc độ cắm trung bình khoảng 0.15 - 0.6 m/s. Sau khi tới cao độ thiết kế thì rút ống cắm lên. - Sau khi ống cắm đã kéo hết, tiến hành cắt đầu bấc. Đầu bấc được cắt nhơ lên khỏi mặt tầng đệm cát tối thiểu là 20 cm, tối đa là 25cm, được gấp và ghim lại. - Trình tự di chuyển của máy cắm phải đúng sơ đồ thiết kế sao cho hành trình di chuyển của máy là ít nhất. d. Thi cơng lớp cát phủ đầu bấc: - Lớp cát này cĩ chiều dầy tối thiểu là 25 cm, cĩ tác dụng để phủ kín đầu các bấc thấm trước khi đắp đất nền đường. - Cơng tác thi cơng hồn tồn như thi cơng tầng đệm. - Trước khi thi cơng lớp cát phủ này phải dọn dẹp sạch các mẩu vụn bấc thấm rơi vãi trên bề mặt. e. Thi cơng tầng lọc: ở mái ta luy tầng đệm cát. f. Tiến hành thi cơng nền đường đắp và phần gia tải (nếu cĩ) theo trình tự về cao độ đắp của các giai đoạn như thiết kế qui định. Việc thi cơng nền đường đắp hồn tồn như đối với nền đắp thơng thường. g. Khi nền đường đã đạt được mức độ cố kết yêu cầu thì tiến hành dỡ bỏ phần gia tải và tiến hành xây dựng kết cầu mặt đường trên đĩ như nền đường bình thường. h. Những vấn đề cần chú ý khi cắm bấc: + Nếu cần nối bấc thì đoạn nối phải chống lên nhau ít nhất 30 cm. + Khi rút cần ấn lên một đoạn thì bấc thấm bị đứt. Nguyên nhân do bùn chui vào trong ống cắm bấc làm cho lực ma sát giữa bấc thấm và bùn trong ống cắm bấc lớn hơn cường độ kéo đứt của bấc. Để tránh hiện tượng này thì cứ chừng nửa ca làm việc ta cần rửa sạch bùn trong lịng ống cắm bấc bằng vịi phun nước áp lực lớn. + Khi rút ống cắm bấc lên thì bấc cũng lên theo. Nguyên nhân vì đất quá yếu khơng giữ nổi đầu neo. Gặp các trường hợp trên đều phải cắm lại bấc thấm ở vị trí cách đĩ chừng 15 – 20cm. 111 + Trong quá trình cắm bấc cần đặc biệt chú ý: phải luơn tìm mọi biện pháp để đưa nước nhanh chĩng thốt ra khỏi phạm vi nền đường, cĩ như vậy mới tăng nhanh được tốc độ cố kết của đất nền. Nếu hạn chề về địa hình thì cấn bố trí máy bơm. 6.2.2.5. Các thiết bị đo kiểm tra: a. Đo độ lún: + Để kiểm tra xem độ lún thực tế của nền đường cĩ gần sát với độ lún dự báo trong thiết kế hay khơng cần phải tiến hành cơng tác theo dõi lún. + Sai số cho phép về dự báo độ lún cho phép khơng quá 25% với cơng trình đường, khơng qúa 10% với cơng trình nhà. + Thiết bị đo lún: - Đáy là tấm BTCT200#cĩ kích thước 80x80x15 cm - Thanh thép ống 20 một đầu được chơn chặt vào tấm bê tơng, đầu trên cĩ ren để cĩ thể nối dài - Ống nhựa bảo vệ bên ngồi đường kính 100 mm, cĩ tác dụng khơng cho đất nền xung quanh ảnh hưởng tới chuyển vị của ống thép bên trong. - Nắp đậy: cĩ tác dụng bảo vệ. Mỗi lần đo, ta mở nắp đậy, đặt mia lên đầu ống thép để theo dõi cao độ. + Thiết bị đo lún được đặt trên lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách giữa nền đất yếu và tầng đệm cát. Trường hợp khơng cĩ lớp vải địa kỹ thuật thì đế của thiết bị này được đặt giữa chiều dầy tầng đệm cát. + Số lượng và vị trí đặt mốc quan trắc độ lún do thiết kế qui định sao cho cĩ thể quan trắc đo lún của tồn bộ diện tích nền đắp. b. Đo chuyển vị ngang: + Khoảng cách giữa các trắc ngang cần bố trí các mốc theo dõi chuyển vị ngang: trung bình 10m/1 trắc ngang trong điều kiện địa chất phức tạp. Trong điều kiện bình thường ta bố trí 50 – 100m/1 trắc ngang. Bàn đo lún Thanh thép ống cĩ ren nối Tấm BTCT 200# Ống nhựa bảo vệ Nắp đậy 112 + Trên mỗi trắc ngang bố trí 6 mốc, mỗi bên 3 mốc. Cự ly giữa các mốc là 5 – 10 m. Mốc đầu tiên cách chân ta luy nền đắp 2 m. + Mốc quan trắc chuyển vị ngang làm bằng các thanh gỗ cĩ tiết diện 10x10 cm, đầu cĩ đĩng đinh mũ. + Các thanh gỗ làm mốc này được đĩng sâu vào trong tầng đất tối thiểu là 1m và nhơ lên cao khỏi mặt đất 2 – 3m. Hệ mốc chuẩn để theo dõi lún, theo dõi chuyển vị ngang phải được đặt ngồi phạm vi ảnh hưởng. Ghi chú: + Với đo lún và đo chuyển vị ngang, thường qui định 2 ngày đo 1 lần. + Cĩ thể tham khảo sử dụng các tiêu chuẩn quan trắc sau đây để khống chế tốc độ đắp (kể cả đắp nền và đắp gia tải): Lún <= 1 cm/ ngày đêm Chuyển vị ngang <= 2 – 3 mm/ngày đêm Nếu đang đắp phát hiện thấy lún hoặc chuyển vị ngang quá tiêu chuẩn nĩi trên thì nên tạm ngừng đắp để tìm hiểu nguyên nhân. Nếu vượt quá nhiều thì nên xét đến việc dỡ tải chờ ổn định rồi mới đắp tiếp. c. Đo áp lực nước lỗ rỗng: + Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng được lắp đặt trong nền đất yếu cĩ bấc thấm tối thiểu ở 3 độ sâu khác nhau (trên cùng, giữa và dưới cùng của lớp đất yếu). + Trên mỗi cơng trình bố trí đo 2 – 3 trắc ngang, mỗi trắc ngang bố trí 3 vị trí đo Bố trí các mốc đo chuyển vị ngang trên mỗi trắc ngang cần theo dõi 2 m 5 – 10 m 5 – 10 m Cọc gỗ Nền đắp 113 + Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng cĩ thể dùng loại khí nén hay đo điện. + Thường qui định 2 tuần đo 1 lần. 6.2.2.6. Cơng tác kiểm tra, nghiệm thu: a. Kiểm tra chất lượng vật tư trước khi thi cơng: + Kiểm tra chất lượng bấc thấm, vải địa kỹ thuật xem cĩ đạt yêu cầu như thiết kế đề ra hay khơng trước khi cho tiến hành sử dụng. + Kiểm tra chất lượng cát đắp tầng đệm. + Kiểm tra thiết bị cắm bấc thấm cĩ đủ năng lực yêu cầu khơng. b. Kiểm tra trong và sau khi thi cơng + Kiểm tra lớp vải địa kỹ thuật. + Kiểm tra tầng đệm cát: chiều dầy, độ chặt, . . + Kiểm tra cơng tác cắm bấc: - Vị trí cắm bấc khơng được sai quá 15 cm so với vị trí thiết kế. - Bấc thấm phải cắm thẳng đứng, khơng lệch quá 5 mm so với chiều thẳng đứng. - Chiều dài bấc thấm khơng được sai so với thiết kế quá 1% - Đầu bấc nhơ lên mặt tầng đệm cát tối thiểu 20cm, tối đa 25 cm. c. Kiểm tra theo dõi các thiết bị đo: + Căn cứ vào độ lún thực tế để đánh giá hiệu quả sử dụng bấc thấm. Nếu độ lún thực tế gần với độ lún tính tốn trong thiết kế thì việc sử dụng bấc thấm là đúng, cĩ hiệu quả. + Căn cứ vào chuyển vị ngang và hiện tượng nén phồng trồi đất ra xung quanh (tức là vấn đề ổn định của nền đường) để đánh giá việc đắp gia tải là phù hợp hay khơng. Nếu đất bị nén lún phồng trồi hoặc bị trượt thì phải cĩ giải pháp xử lý kịp thời. + Căn cứ vào lượng nước được ép thốt ra ngồi và áp lực nước lỗ rỗng giảm đi để đánh giá hiệu quả của việc gia tải. Nếu lượng ép thốt nước lỗ rỗng càng nhiều thì việc sử dụng bấc thấm càng cĩ hiệu quả. 6.2.3. Cơng tác thi cơng nền đường qua nền đất yếu sử dụng biện pháp xử lý bằng cọc cát. + Nén chặt đất bằng cọc cát là một phương pháp cĩ hiệu quả khi xây dựng các cơng trình trên nền đất yếu cĩ chiều dầy lớn. + Tác dụng của cọc cát: - Nén chặt đất xung quanh lại, làm cho độ rỗng của nền đất yếu giảm đi tức là tăng dung trọng của đất tăng lên do vậy cường độ của đất nền tăng lên. - Cĩ tác dụng thốt nước, đẩy nhanh quá quá trình cố kết của nền đất yếu giống như bấc thấm. 114 - Chia sẻ một phần tải trọng mà cơng trình truyền xuống nến đất bên dưới. + Tính ưu việt của cọc cát: - Khi sử dụng cọc cát, trị số mơ đuyn biến dạng ở trong cọc cát cũng như ở vùng đất được nén chặt xung quanh sẽ giống nhau. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền đất nén chặt bằng cọc cát cĩ thể xem giống như nền thiên nhiên. Tính chất này hồn tồn khơng thể cĩ được với các loại cọc cứng: cọc bê tơng, cọc cột ba lát, . . . - Các tác dụng tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu giống như bấc thấm. Điều này hồn tồn khơng cĩ đối với cọc cứng. - Tận dụng vật liệu địa phương: cát là vât liệu xây dựng cĩ sẵn phổ biến. - Cơng tác thi cơng đơn giản, khơng địi hỏi thiết bị thi cơng phức tạp. + Thường sử dụng cọc cát cĩ đường kính d = 20 – 60 cm. Trong xây dựng đường thường dùng d = 40 – 60 cm. + Chiều sâu tác dụng của cọc cát được lấy giống như với bấc thấm: z = 0.2 bt + Cự ly giữa các cọc cát do tính tốn quyết định. + Cát dùng làm cọc: cát dùng làm cọc phải là cát hạt trung hay hạt thơ. Cát phải sạch, hàm lượng hữu cơ và bùn sét lẫn vào khơng quá 3%. Cát khơng được cĩ lẫn những hịn đá sỏi quá to. Cĩ thể qui định cát làm cọc như đối với cát làm tầng đệm. + Hệ số đầm nén cát trong cọc: hệ số đầm nén này sẽ quyết định độ chặt của đất nền xung quanh. Hệ số đầm này thường được qui định thơng qua khối lượng cát cần thiết phải đầmtrong 1 m dài cọc: Trong đĩ: G: khối lượng cát cần thiết trong 1 m dài (tấn/m). fc: tiết diện cọc cát (m2) : dung trọng hạt (trọng lượng riêng) của cát (tấn/ m3) nc: hệ sỗ rỗng của đất nền đạt được sau khi được nén chặt bằng cọc cát W1: độ ẩm của cát khi thi cơng (%). + Tầng đệm cát: phải thiết kế tầng đệm cát phía trên để làm nhiệm vụ thốt nước ra ngồi. Cấu tạo, yêu cầu về tầng đệm cát hồn tồn giống như với bấc thấm. + Trình tự thi cơng: - Dọn dẹp mặt bằng. nc c W f G          1 100 1.. 1 115 - Thi cơng tầng đệm cát. - Định vị các vị trí cắm cọc cát. - Thi cơng tạo các cọc cát. - Đắp đất nền đường. + Việc thi cơng tạo cọc cát: được tiến hành bằng máy: - Khoan tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy khoan hay đĩng tạo lỗ bằng cọc ống thép rồi rút lên. - Nhồi cát vào lỗ thành từng lớp, đầm nén đến độ chặt yêu cầu rồi lại nhồi tiếp cát và đầm nén. Cứ tiếp tục như vậy đến khi cát nhồi đầy lỗ khoan. Việc đầm nén cát trong cọc tốt nhất dùng máy chấn động. - Cĩ thể tĩm tắt trình tự thi cơng cọc cát qua các bước chủ yếu như sau: + Hiện nay ngồi thực tế đã cĩ dàn thiết bị máy thi cơng cọc cát chuyên dụng với mức độ tự động hố rất cao. Đĩ là hệ thống dây chuyển thi cơng liên tục: từ việc khoan tạo lỗ, vận chuyển cát từ vị trí tập kết tới lỗ khoan bằng băng chuyền, dồn cát vào lỗ rồi đầm nén tới độ chặt yêu cầu. 6.2.4. Sử dụng vải, lưới địa kỹ thuật để gia cường nền đường khi đắp trên nền đất yếu. 6.2.4.1. Vải địa kỹ thuật: + Vải địa kỹ thuật được chế từ những sản phẩm phụ của dầu mỏ. Cĩ 3 loại sản phẩm sau: - Poliesto. - Polipropilen. - Poliamit. Các sản phẩm này được gọi chung là polime. + Vải địa kỹ thuật được chia làm 2 nhĩm: - Dệt: gồm các sợi dọc và ngang dệt lại giống như vải may mặc. Tầng đệm cát Khoan tạo lỗ Nhồi cát, đầm nèn Hồn thiện Quả đầm 116 Biến dạng của nhĩm này thường được thí nghiệm theo 2 hướng chính: ./ Hướng dọc máy, viết tắt là MD. ./ Hướng ngang máy, viết tắt là CD. Sức chịu kéo theo hướng dọc máy bao giờ cũng lớn hơn sức chịu kéo theo hướng ngang máy. - Khơng dệt: gồm những sợi ngắn, khơng theo một hướng nhất định nào, được liên kết với nhau bằng phương pháp hố (dùng chất dính), phương pháp nhiệt (dùng sức nĩng) hoặc cơ (dùng kim dùi). - Ngồi 2 nhĩm chính trên, cịn cĩ nhĩm đan. Ngược với nhĩm dệt, sức chịu kéo theo hướng ngang máy lớn hơn hướng dọc. + Nhĩm vải dệt cĩ độ dãn thấp, sức chịu kéo cao. Ngược lại nhĩm khơng dệt cĩ độ dãn lớn và sức chịu kép thấp hơn. + Ứng dụng của vải địa kỹ thuật: - Gia cường nền đất yếu ở phía dưới: vải địa kỹ thuật cĩ khả năng chịu kéo lớn nên đảm bảo cho nền đường khơng bị trượt, đặc biệt là thuận lợi cho quá trình thi cơng, giúp máy mĩc cĩ thể đi lại bình thường. VD: cơng trình QL5 được xử lý bằng vải địa kỹ thuật: trải 1 lớp vải địa kỹ thuật trên nền đất yếu, làm lớp đệm cát hạt trung hay hạt thơ dầy khoảng 30 – 50 cm cho xe cộ chở đất đi lại bình thường. Sau đĩ đắp đất tạo nền đường như bình thường sẽ đạt hiệu quả tốt. Tuy nhiên biện pháp này chỉ cĩ hiệu quả đối với nền đất yếu mỏng và cường độ khơng đến nỗi quá yếu. - Dẫn nước: dẫn nước từ trong đất chảy ra bên ngồi, nhờ vậy lực chống cắt của đất được gia tăng. Đặc điểm này chỉ cĩ ở những loại vải khơng dệt, kim dùi. - Làm tầng lọc thay cho vật liệu truyền thống: làm lớp lọc cho phép nước ngầm từ trong lịng đất chảy qua vải vào ống dẫn đồng thời ngăn chặn khơng cho đất lọt qua. Vải địa bọc tầng đệm cát Vải lọc địa kỹ thuật Ống dẫn Dăm sỏi đệm 117 - Ngăn cách: ngăn cản lớp đất mịn bên dưới xâm nhập lên tầng cát đệm bên trên. - Làm lớp bảo vệ mái taluy nền đường đào cũng như đắp, mái ta luy đê, đập, kề, . . . chống tác dụng xĩi mịn của nước - Tác dụng gia cố đất nền: ./ Khi này vải địa kỹ thuật cĩ tác dụng như cốt mềm, vải địa kỹ thuật sẽ chịu ứng lực kéo trong khối đất. Như vậy khả năng chịu kéo của vải địa kỹ thuật sẽ tăng cường sức chịu tải của nền đường, đảm bảo cho nền đường ổn định, đủ cường độ. ./ Thường dùng vải địa kỹ thuật để gia cố nền đường, tường chắn đất, đê đập. . . + Bố trí cấu tạo: vải địa kỹ thuật khi xây dựng nền đắp trên nền đất yếu được thực hiện như sau: + Khi sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp phân cách trên nền đất yếu thì: -Lớp đắp đầu tiên trên vải địa kỹ thuật phải là vật liệu thốt nước, thường lớp cát hạt trung trở nên cĩ các tiêu chuẩn chất lượng qui định như sau: - Tỉ lệ cỡ hạt lớn hơn 0.25 mm phải chiếm trên 50%. - Tỉ lệ cỡ hạt nhỏ hơn 0.14 mm phải chiếm khơng quá 10%. Tường chắn sử dụng vải địa kỹ thuật Lớp vải địa kỹ thuật gia cố Nền đường gia cường vải ĐKT >= 1m Nền đường thơng thường Đất yếu Lớp cát đệm Vải địa kỹ thuật Bố trí cấu tạo vải địa kỹ thuật trong nền đường 118 - Hàm lượng hữu cơ khơng quá 5%. + Khi sử dụng vải địa kỹ thuật với chức năng gia cường thì dùng 2 hay nhiều lớp tuỳ thuộc vào các tính tốn thiết kế. Tuy nhiên qui định khoảng cách tối thiểu giữa các lớp vải là 30 cm. Vật liệu đắp giữa các lớp vải và lớp đắp đầu tiên của lớp vải trên cùng tổi thiểu phải là cát hạt trung như qui định ở trên. + Qui định về tiêu chuẩn vải sử dụng: - Cường độ chịu kéo giật khơng dưới 1.8 kN (ASTM D4632) - Độ dãn dài <= 65% (ASTM D4632) - Khả năng chống xuyên thủng (CBR): 1500 – 5000N (BS 6906 – 4) - Đường kính lỗ lọc:  <= 1.5 mm (ASTM D4751) - Vải địa kỹ thuật phải được bảo quản cẩn thận, tránh tiếp xúc với ánh nắng mặt trời quá 3 ngày. + Qui định về chỉ khâu vải: phải là chỉ chuyên dụng, cĩ đường kính 1 – 1.5 mm, cường độ kéo đứt > 40N/ 1 sợi. + Khi thi cơng trải vải địa kỹ thuật ta chú ý đến phần nối giữa các tấm vải địa: Cĩ thể tham khảo bảng sau: Sức chịu lực của đất nền Chiều dài đoạn ghép nối (in), 1 in = 2.54 cm CBR Khơng khâu Cĩ khâu < 1 48 9 1 – 2 36 6 2 – 3 30 3 > 3 24 - + Trình tự thi cơng: - Chuẩn bị mặt bằng trước khi rải vải địa kỹ thuật: dọn sạch gốc cây, dọn cỏ, bơm hút nước cho khơ ráo, đầo đất tời cao độ thiết kế trải vải, san phẳng đất nền trước khi trải vải. - Trải vải địa kỹ thuật. Tại các chỗ nối tiếp các tấm vải phải khâu. Đường khâu cách mép biên tấm vải 5 – 15 cm, khoảng cách các mũi chỉ khâu từ 7 – 10 mm. 119 - Đắp đất: lớp đắp đầu tiên phải là cát hạt trung cĩ tiêu chuẩn như qui định trên. Nếu nền đất quá yếu thì lớp cát này cĩ thể lên tới 50 cm. Các lớp tiếp sau cĩ thể dùng đất đắp bình thường. + Cơng tác đắp, đầm lèn đất nền đường hồn tồn giống như thi cơng nền đắp thơng thường. + Cơng tác quan trắc khống chế lún khi thi cơng: - Tối thiểu mỗi cơng trình phải bố trí 3 trắc ngang theo dõi lún. - Cứ 10 m dài bố trí 1 mốc quan trắc chuyển vị ngang. Khống chế: Lún <= 1 cm/ ngày Chuyển vị ngang < 5 mm/ngày Nếu lún hay chuyển vị ngang vượt quá giới hạn trên thì nên tạm dừng đắp để theo dõi. Nếu thấy biến dạng khơng tiếp tục tăng nữa thì cho đắp tiếp. 6.2.4.2. Lưới địa kỹ thuật: + Lưới địa kỹ thuật giống như tờ bìa dày cĩ lỗ, cĩ thể cuộn trịn lại. Kích thước lỗ thay đổi tuỳ theo loại lưới địa kỹ thuật. Lỗ cĩ dạng chữ nhật hoặc bầu dục, rộng vừa đủ để cài chặt với đất, sỏi xung quanh. Lưới địa kỹ thuật làm bằng chất polipopilen (PP), polietilen (PE) hay bọc bằng polietilen-teretalat (PET) với phương pháp ép và dán dọc. Vật liệu làm lưới địa kỹ thuật cĩ sức kéo đứt rất lớn, khoảng 40 000 psi, so với thép là 36000 psi + Tựu chung cĩ 2 nhĩm: - Lưới 1 trục: cĩ sức chịu kéo theo một hướng (hướng dọc máy). Thường dùng để gia cố mái dốc, tường chắn đất, . . - Lưới 2 trục: cĩ sức chịu kéo cả 2 hướng, thường dùng để gia cố nền đường, nền mĩng cơng trình, . . Hướng ngang máy cĩ sức chịu kéo lớn hơn hướng dọc. + Do đặc điểm về cấu tạo như trên nên lưới địa kỹ thuật dùng: - Dùng gia cố nền đường, tường chắn đất: khi này lưới địa kỹ thuật cĩ tác dụng như cốt mềm chịu lực kéo. - Làm lớp bảo vệ mái ta luy nền đường, đê đập, . . . - Khơng cĩ tác dụng làm tầng lọc, làm lớp ngăn cách. + Mối nối lưới địa kỹ thuật. Thanh chèn 120 + Cơng tác đắp đất hồn tồn tương tự như thi cơng nền đắp thơng thường và những qui định như đối với vải địa kỹ thuật.