Đang tải... (xem toàn văn)
Xây dựng nền đường ô tô
PGS.TS NGUYỄN QUANG CHIÊU TS. LÃ VĂN CHĂM XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ (Tái bản có sửa chữa bổ sung) NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI HÀ NỘI – 2008 XDNDOT • 3 LỜI NÓI ĐẦU Xây dựng đường ô tô là một công tác tổng hợp, gồm nhiều công việc khác nhau, từ công tác giải phóng mặt bằng đến việc xây dựng nền đường, mặt đường, các công trình trên đường (như cầu, cống, tường chắn…) cho đến các công trình phòng hộ và khai thác đường. Khi xây dựng đường thành phố nó còn gồm công tác xây dựng đường xe đạp, đường người đi, quảng trường, các công trình ngầm, công tác trồng cây và trang trí đường… Tuy nhiên do sự hạn chế về s ố tiết học nên trong giáo trình này chỉ nghiên cứu những vấn đề liên quan đến công tác xây dựng nền đường và mặt đường trong các điều kiện khác nhau, bằng vật liệu khác nhau. Phần “Xây dựng nền đường ô tô” chủ yếu trình bày các biện pháp và kỹ thuật thi công công trình nền đường trong các điều kiện khác nhau về địa hình, địa chất và trang thiết bị thi công. Phần này còn có chương 10 giới thiệu về kỹ thuật thi công các công trình nhỏ trên đường là các công trình liên quan chặt chẽ với việc xây dựng nền đường. Khi biên soạn lần tái bản này, chúng tôi đã dựa vào quy trình thi công nền đường, các tiêu chuẩn kỹ thuật liên quan đến công tác làm đất hiện hành, yêu cầu nền đường theo TCVN 4054-05, đồng thời cố gắng cập nhật các kỹ thuật thi công mới nhất ở trong và ngoài nước, các máy thi công nền hiện đại, đặc biệt trình bày tương đối chi tiết về các biện pháp xử lý, khi xây dựng nền đường trên đất yếu và về kỹ thuật đầm nén đất là những vấn đề mới khi xậy dựng nền ở nước ta. Là môn học thi công, môn xây dựng đường ô tô, nhất là phần xây dựng nền đường, phải gắn liền với thực tiễn sản xuất và tổng kết kinh nghiệm của thực tế xây dựng ở nước ta và trên thế giới. Dù đã cố gắng cập nhật các quy trình quy phạm, kinh nghiệm thi công mới ở trong và ngoài nước, nhưng do thời gian và kinh nghiệm có hạn nên quyển sách chắc còn thiếu sót. Rất mong bạn đọc góp ý bổ sung. Các tác giả 1 Chơng 1 Các vấn đề chung về xây dựng nền đờng 1.1 yêu cầu đối với công tác thi công Nền đờng là bộ phận chủ yếu của công trình đờng. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo cờng độ và độ ổn định của kết cấu mặt đờng. Nó là nền tảng của áo đờng; cờng độ, tuổi thọ và chất lợng sử dụng của kết cấu áo đờng phụ thuộc rất lớn vào cờng độ và độ ổn định của nền đờng. Nền đờng yếu, mặt đờng sẽ biến dạng, rạn nứt và h hỏng mau. Cho nên trong bất kỳ tình huống nào, nền đờng cũng phải có đủ cờng độ và độ ổn định, đủ khả năng chống đợc các tác dụng phá hoại của các nhân tố bên ngoài. Yếu tố chủ yếu ảnh hởng tới cờng độ và độ ổn định của nền đờng là tính chất đất của nền đờng, phơng pháp đắp, chất lợng đầm lèn, biện pháp thoát nớc và biện pháp bảo vệ nền đờng. Công tác xây dựng nền đờng nhằm biến đổi nội dung các phơng án và bản vẽ thiết kế tuyến và nền đờng trên giấy thành hiện thực. Trong quá trình này cần phải tiết kiệm tiền vốn, nhân lực làm sao hoàn thành đợc nhiệm vụ, đúng khối lợng, đúng chất lợng, đúng tiến độ. Do vậy, khi xây dựng nền đờng, phải thực hiện các yêu cầu cơ bản dới đây: 1. Để bảo đảm nền đờng có tính năng sử dụng tốt, vị trí, cao độ, kích thớc mặt cắt, quy cách vật liệu, chất lợng đầm nén hoặc sắp xếp đá của nền đờng (bao gồm: thân nền và các hạng mục công trình có liên quan về thoát nớc, phòng hộ và gia cố) phải phù hợp với hồ sơ thiết kế và các quy định hữu quan trong quy phạm kỹ thuật thi công. Yêu cầu này có nghĩa là phải làm tốt công tác lên khuôn đờng phục vụ thi công, phải chọn vật liệu sử dụng một cách hợp lý, phải lập và hoàn chỉnh các quy trình thao tác kỹ thuật thi công và chế độ kiểm tra, nghiệm thu chất lợng. 2. Chọn ph ơng pháp thi công thích hợp tuỳ theo các điều kiện về địa hình, tình huống đào đắp, loại đất đá, cự ly vận chuyển, thời hạn thi công và công cụ thiết bị. Phải điều phối và sử dụng nhân lực, máy móc, vật liệu một cách hợp lý, làm sao tận dụng đợc tài năng con ngời và của cải để tăng năng suất lao động, hạ giá thành và bảo đảm chất lợng công trình. 3. Các hạng mục công tác xây dựng nền đờng phải phối hợp chặt chẽ, công trình nền đờng cũng phải phối hợp tiến độ với các công trình khác và tuân thủ sự bố trí sắp xếp thống nhất về tổ chức và kế hoạch thi công của toàn bộ công việc xây dựng đờng nhằm hoàn thành nhiệm vụ thi công đúng hoặc trớc thời hạn. 4. Thi công nền đờng phải quán triệt phơng châm an toàn sản xuất, tăng cờng giáo dục về an toàn phòng hộ, quy định các biện pháp kỹ thuật đảm bảo an toàn, nghiêm túc chấp hành quy trình làm việc an toàn, làm tốt công tác đề phòng tai nạn, bảo đảm thi công thực sự an toàn. Tóm lại: Cần phải chú trọng về các mặt kỹ thuật thi công và tổ chức quản lý để thực hiện đợc các yêu cầu về chất lợng tốt, rẻ, nhanh và an toàn. - 2 - Tuỳ theo cấp đờng, tiêu chuẩn kỹ thuật kết hợp với điều kiện địa hình, địa chất, thuỷ văn, tình hình đào đắp của địa phơng mà có thể có các kiểu nền đờng sau: 1.1.1. Nền đờng đắp thông thờng (hình 1-1) b B 1: m Hình 1-1 Trong đó: B Chiều rộng của nền đờng (m) b Chiều rộng của dải hộ đạo đợc bố trí khi chiều cao từ vai đờng đến đáy thùng đấu lớn hơn 2m. Với đờng cao tốc và đờng cấp I, b không đợc vợt quá 3m, với các cấp đờng khác b rộng từ 1-2m. m - Độ dốc của taluy nền đắp đợc xác định theo loại đất đắp, chiều cao taluy và điều kiện địa chất công trình của đáy nền đờng. Khi chất lợng của đáy nền đắp tốt m đợc lấy theo bảng 1-1. Bảng 1-1 Độ dốc mái taluy nền đắp (theo TCVN 4054) Chiều cao mái taluy nền đắp Loại đất đắp Dới 6m Từ 6-12m Các loại đá phong hoá nhẹ 1:1-1:1,3 1:1,3-1:1,5 Đá dăm, sỏi sạn, cát lẫn sỏi sạn, cát hạt lớn, cát hạt vừa, xỉ quặng 1:1,5 1:1,3-1:1,5 Cát nhỏ, cát bột, đất sét, á cát 1:1,5 1:1,75 Đất bụi, cát mịn 1:1,75 1:1,75 1.1.2. Nền đờng đắp ven sông (hình 1-2) Mặt cắt ngang của nền đờng đắp ven sông và ở các đoạn ngập nớc có thể có dạng nh hình 1-2. Cao độ vai đờng phải cao hơn mực nớc lũ thiết kế kể cả chiều cao sóng vỗ và cộng thêm 50cm. Tần suất lũ thiết kế nền đờng ôtô các cấp cho ở bảng 1-2. Bảng 1-2 Tần suất lũ thiết kế nền đờng Cấp đờng Đờng cao tốc, cấp I Đờng cấp II Đờng cấp III Đờng cấp IV,V Tần suất lũ thiết kế 1/100 1/50 1/25 Xác định theo tình hình cụ thể - 3 - 1:m B Mực nớc thiết kế thờng xuyên Mực nớc Hình 1-2 Phải căn cứ vào dòng nớc, tình hình sóng gió và xói mòn mà gia cố taluy nền đắp thích hợp. 1.1.3. Nền đờng nửa đào, nửa đắp (hình 1-3) B >5m Hình 1-3 Khi độ dốc ngang của mặt đất tự nhiên dốc hơn 1:5 thì phải đánh cấp mái taluy tiếp giáp giữa nền đờng và sờn dốc (kể cả theo hớng của mặt cắt dọc) chiều rộng cấp không nhỏ hơn 1m, đáy cấp phải dốc nghiêng vào trong 2-4%. Trớc khi đánh cấp phải đào bỏ đất hữu cơ và gốc cây. Khi mở rộng nền đờng do nâng cấp cải tạo thì phải đánh cấp mái taluy tiếp giáp giữa nền đờng cũ và nền đờng mở rộng. Chiều rộng cấp của đờng cao tốc, đờng cấp I thờng là 2m, loại đất đắp nên dùng đất đắp nền đờng cũ. 1.1.4. Nền đờng có tờng giữ chân (tờng chắn ở chân taluy) Khi đất tơng đối tơi xốp dễ trợt chân taluy thì nên làm tờng giữ chân (hình 1- 4). Tờng chân tơng đối thấp, chiều cao không quá 2m, đỉnh rộng 0,5 - 0,8m, mặt trong thẳng đứng, mặt ngoài dốc 1:0,2 - 1:0,5 bằng đá xây hoặc xếp khan. Hình 1-4 - 4 - Với nền đờng đắp qua các đoạn ruộng nớc, có thể làm tờng giữ chân cao không quá 1,5 m bằng đá xây vữa ở chân mái taluy đắp. 1.1.5. Nền đờng có tờng giữ ở vai (hình 1-5) Nền đờng nửa đào nửa dào nửa đắp trên sờn dốc đá cứng, khi phần đắp không lớn nhng taluy kéo dài khá xa khi đắp thì nên làm tờng giữ ở vai. Tờng giữ ở vai đờng không cao quá 2m, mặt ngoài thẳng đứng, mặt đáy dốc nghiêng vào trong 1:5 làm bằng đá tại chỗ. Khi tờng cao dới 1m, chiều rộng là 0,8m, tờng cao trên 1m chiều rộng là 1m, phía trong tờng đắp đá. Chiều rộng bờ an toàn L lấy nh sau: Nền đá cứng ít phong hoá: L = 0,2- 0,6m; nền đá mềm hoặc đá phong hoá nặng L = 0,6 - 1,5m; đất hạt lớn đầm chặt L = 1,0 - 2,0m. Với đờng cao tốc, đờng cấp I thì làm bằng đá xây vữa, các đờng khác chỉ xây vữa 50cm phía trên. 1.1.6. Nền đờng xây đá (hình 1-6) Nền đờng nửa đào nửa đắp ở các đoạn đá cứng chắc (khó phong hoá) khi khối đắp tơng đối lớn, taluy kéo dài tơng đối xa khó đắp, thì có thể làm nền đờng đá xây. Đắp đá Xây đá B L Hình 1-6 Nền đờng xây bằng đá hộc khó phong hoá, khai thác tại chỗ, bên trong đắp đá. Chiều rộng tờng đá là 0,8m, mặt đáy dốc vào trong 1:5, chiều cao xây đá từ 2-15m. Chiều rộng dải an toàn phía ngoài L lấy nh mục 1.1.5. 1.1.7. Nền đờng có tờng chắn đất (hình 1-7) Tờng chắn đất phải thiết kế phù hợp với quy định của Quy phạm kỹ thuật thiết kế tờng chắn đất. Tờng vai Đắp đá 1 : 5 1 : n BL Hình 1-5 - 5 - Tờng vai B 1 : n Hình 1-7 1.1.8. Nền đờng có tờng chân (hình 1-8) Khi nền đờng đắp trên sờn dốc có xu hớng trợt theo sờn dốc hoặc để gia cố đất đắp trả phần đánh cấp ở chân taluy thì có thể dùng nền đờng có tờng chân. Tờng chân có mặt cắt hình thang, đỉnh tờng rộng trên 1m, mặt ngoài dốc từ 1:0,5 - 1:0,75, chiều cao không quá 5m xây đá. Tỷ số mặt cắt ngang của tờng trên mặt cắt ngang của nền đờng 1:6 - 1:7. B 1 : n Tờng chắn Hình 1-8 1.1.9. Nền đờng đào (hình 1-9) Độ dốc mái taluy nền đào đất phải căn cứ vào độ dốc của các tuyến đờng hiện hữu gần đó và tình hình ổn định của các hòn núi tự nhiên, tham khảo bảng 1 - 3 để quyết định. 1 : m 1 : m B >5m Đất Đá Hình 1-9 - 6 - Bảng 1-3 Độ dốc mái taluy nền đào Chiều cao taluy(m) Độ chặt < 20 20-30 Keo kết 1:0,3-1:0,5 1:0,5-1:0,75 Chặt, chặt vừa 1:0,5-1:1,25 1:0,75-1:1,5 Tơng đối xốp 1:1-1:1,5 1:1,5-1:1,75 Ghi chú:- Với đờng cao tốc, đờng cấp dùng độ dốc mái taluy tơng đối thoải. - Đất loại cát, đất sỏi sạn và các loại đất dễ mất ổn định sau khi ma thờng phải dùng đọ dốc mái taluy tơng đối thoải. - Đất cát, đất hạt nhỏ thì chiều cao mái taluy không quá 20m. Độ dốc mái taluy đào đá phải căn cứ vào loại đá, cấu tạo địa chất, mức độ phong hoá của đá, chiều cao taluy, tình hình nớc ngầm và nớc mặt mà xác định. Trong trờng hợp bình thờng độ dốc mái taluy đào đá có thể xác định theo bảng 1-4. Bảng 1-4 Độ dốc mái taluy đào đá Chiều cao taluy Loại đá Mức độ phong hoá <20 20-30 ít phong hoá 1:0,1-1:0,3 1:0,2-1:0,5 Các loại đá phún xuất, đá vôi cứng, sa thạch, đá phiến ma, thạch anh Phong hoá mạnh 1:0,5-1:1 1:0,5-1:1,25 ít phong hoá 1:0,25-1:0,75 1:0,5-1:1 Các loại đá yếu, diệp thạch Phong hoá mạnh 1:0,5-1:1,25 1:0,75-1:1,5 1.1.10. Nền đờng đắp bằng cát (hình 1-10) Nền đờng đắp bằng cát để đảm bảo cho cây cỏ sinh trởng và bảo vệ taluy thì bề mặt taluy phải bọc đất dính dày 1 - 2m, lớp trên của nền đờng phải đắp bằng đất hạt lớn dày 0,3 - 0,5m. Hình 1-10 - 7 - 1.2 phân loại công trình nền đờng và phân loại đất nền đờng Đối với công tác thi công nền đờng, thờng căn cứ vào khối lợng thi công của công trình, chia làm hai loại: Công trình có tính chất tuyến và công trình tập trung. Nơi nào có khối lợng đào đắp không lớn thì thuộc công trình có tính chất tuyến. Nếu nền đào sâu, đắp cao hay khối lợng đào đắp 3000 - 5000m 3 trên 100m dài thì thuộc công trình tập trung. Khối lợng tập trung của công trình ảnh hởng rất lớn tới việc chọn phơng pháp thi công, tới công tác thi công, điều kiện làm việc của máy, hiệu suất công tác và tiến độ thi công. Đất là vật liệu chủ yếu để làm nền đờng, có phổ biến ở các nơi. Thành phần của nó rất phức tạp, tính chất phụ thuộc vào tỉ lệ các thành phần hạt, thành phần vật liệu khoáng chất và trạng thái của đất (độ ẩm). Ngoài đất ra có khi còn gặp đá trong thi công nền đờng. Trong xây dựng nền đờng phân loại đất theo: 1.2.1. Phân loại đất theo tính chất xây dựng, chia ra: -Đá: các loại đá phún xuất, trầm tích, biến chất ở trạng thái liền khối hoặc rạn nứt. -Đá mảnh: các hòn đá rời nhau, có trên 50% (theo trọng lợng) các mảnh vỡ của nham thạch kích cỡ trên 2mm. -Đất cát: ở trạng thái khô khi rời rạc, chứa không quá 50% các hạt > 2mm, chỉ số dẻo I p <1. -Đất dính: nhỏ hạt ở trạng thái khô thì dính kết, chỉ số dẻo I p >1. Đất cát (đất rời) và đất dính lại đợc phân loại nh sau: (bảng 1- 5 và 1- 6). 1.2.2. Phân loại theo mức độ đào khó dễ: Đối với phơng pháp thi công bằng thủ công đất đợc chia ra làm 9 nhóm (bảng 1- 7). Đối với phơng pháp thi công bằng máy, cách phân loại đất phụ thuộc vào cấu tạo và tính năng của máy (bảng 1-8). Bảng 1-5 Các loại đất rời Khả năng sử dụng trong xây dựng đờng Loại Hàm lợng hạt theo kích cỡ(% trọng lợng) Xây dựng nền Gia cố bằng chất kết dính Cát sỏi Trọng lợng các hạt >2mm chiếm 25-50% Rất tốt Rất thích hợp để gia cố xi măng nếu có cấp phối tốt Cát to Hạt>0,5mm chiếm trên 50% Thích hợp nt Cát vừa Hạt>0,25mm chiếm trên 50% Thích hợp nt - 8 - Cát nhỏ Hạt>0,1mm chiếm trên 75% Thích hợp nhng kém ổn định hơn cát vừa ít thích hợp so với cát to Cát bột Hạt>0,05mm chiếm trên 75% ít thích hợp nt Bảng 1-6 Các loại đất dính Khả năng trong xây dựng đờng Đất Ip Hàm lợng cát(% trọng lợng) Loại đất dính Xây dựng nền Gia cố bằng chất kết dính 1-7 >50 á cát nhẹ hạt lớn Rất tốt Rất tốt 1-7 <50 á cát nhẹ Thích hợp Thích hợp 1-7 20-50 á cát bụi ít thích hợp Thích hợp Cát 1-7 <20 á cát bụi nặng Không thích hợp ít thích hợp 7-12 >40 á sét nhẹ Thích hợp Thích hợp 7-12 <40 á sét nhẹ bụi ít thích hợp Thích hợp 12-17 >40 á sét nặng Thích hợp Thích hợp nhng hạn chế sét 12-17 <40 á sét bụi nặng ít thích hợp nt 17-27 >40 đất sét nhẹ Thích hợp ít thích hợp 17-27 Không quy định đất sét bụi ít thích hợp ít thích hợp sét >27 Không quy định đất sét béo Không thích hợp Không thích hợp Bảng 1-7 Bảng phân nhóm đất Nhóm đất Tên đất Công cụ tiêu chuẩn xác định nhóm đất I đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất đen, đất hoàng thổ, đất mùn đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ(thuộc nhóm 4 trở xuống) cha bị nén chặt Dùng xẻng xúc dễ dàng II đất cát pha thịt hoặc đất thịt pha cát đất cát pha sét đất màu ẩm ớt nhng cha đến trạng thái dính dẻo đất nhóm III nhóm IV sụt lở, đất nơi khác mang đến đổ đã Dùng xẻng cải tiến ấn nặng tay xúc đợc [...]... trớc nền đờng Khi dùng phơng pháp tổ chức thi công dây chuyền, để tránh ảnh hởng tới thi công nền đờng, thì các công trình nhân tạo nhỏ thờng phải tiến hành thi công trớc công trình nền đờng Trình tự thi công nền đờng nh sau: A- Công tác chuẩn bị trớc thi công 1 Công tác chuẩn bị về kỹ thuật Bao gồm các công tác chuẩn bị sau: khôi phục và cắm lại tuyến đờng, lập hệ cọc dấu, xác định phạm vi thi công,... kiểm tra hàng ngày cho kỹ s trởng theo mẫu quy định 3.3 xây dựng nền đắp 3.3.1 Các yêu cầu đối với xây dựng nền đắp thông thờng 1 Yêu cầu độ chặt nền đờng đắp theo TCVN 4054 (Tiêu chuẩn đầm nén theo 42011995) cho ở bảng 3-3 Bảng 3-3 Yêu cầu độ chặt nền đờng đắp Chiều đờng dày mặt Độ chặt K Độ sâu tính từ đáy áo đờng xuống Đờng ô tô có Vtt Đờng ô tô có Vtt (cm) 40km/h 60cm 30 0.98 0.95 . khi xây dựng nền đường trên đất yếu và về kỹ thuật đầm nén đất là những vấn đề mới khi xậy dựng nền ở nước ta. Là môn học thi công, môn xây dựng đường ô tô, nhất là phần xây dựng nền đường, . Xây dựng đường ô tô là một công tác tổng hợp, gồm nhiều công việc khác nhau, từ công tác giải phóng mặt bằng đến việc xây dựng nền đường, mặt đường, các công trình trên đường (như cầu,. thuật thi công các công trình nhỏ trên đường là các công trình liên quan chặt chẽ với việc xây dựng nền đường. Khi biên soạn lần tái bản này, chúng tôi đã dựa vào quy trình thi công nền đường,