Khái quát khối lượng đào đắp

CHƯƠNG 7 KHỐI LƯỢNG ĐÀO ĐẮP Để phục vụ cho việc thi công tuyến đường ta cần biết khối lượng đào đắp của từng phương án. Đồng thời khi biết khối lượng đào đắp sẽ giúp ta lập được các khái toán và dự trù máy móc khi thi công. Nền đường là một công trình bằng đất có tác dụng : - Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đủ rộng dọc theo tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc (độ dốc)…, trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận, kinh tế. - Làm cơ sở cho áo đường : lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chịu đựng tác dụng của xe do đó có ảnh hưởng rất lớn đến cường độ và tình trạng khai thác của cả kết cấu áo đường. Để bảo đảm làm tốt các yêu cầu nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đường cần phải đạt các yêu cầu sau : - Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định toàn khối : nghĩa là kích thước hình học và hình dạng của nền đường trong mỗi hoàn cảnh không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc thông xe. - Nền đường phải bảo đảm có cường độ nhất định : tức là đủ độ bền khi chịu cắt trượt và không bị biến dạng quá nhiều (hay không được tích lũy biến dạng) dưới tác dụng của áp lực bánh xe chạy qua. - Nền đường phải đảm bảo ổn định về cường độ : nghĩa là cường độ của nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo khí hậu, theo thời tiết một cách bất lợi. Trên trắc dọc đường đỏ thực tế là gồm nhiều đoạn thẳng, xong đường đen lại không phẳng do cấu tạo địa hình, vì thế việc xác định chiều dài của các lớp đất trên mặt đất tự nhiên là khó chính xác và mất thời gian (các cọc có khoảng cách và độ dốc ngang thay đổ từ mặt cắt này sang mặt cắt khác). Do độ dốc ngang của sườn IS <1/5. Do đo ta tính như sườn phẳng. Ta tính theo diện tích của mặt cắt giữa đoạn (Ftb ). 7.1.NỀN ĐẮP: Được thiết kế tại những nơi sườn dốc thoải hoặc có độ dốc ngang rất nhỏ, vùng đồng bằng có mực nước ngầm cao. Trước khi đắp cần phải xử lý sườn dốc nếu địa chất đất nền không ổn định. Khi xây dựng nền đường đắp trên sườn dốc thì cần phải có các biện pháp cấu tạo chống đỡ nền đường để chúng không bị trượt trên sườn dốc. - Nếu sườn dốc tự nhiên nhỏ hơn 20% thì chỉ cần áp dụng biện pháp rẫy hết cây cỏ ở phạm vi đáy nền tiếp xúc với sườn dốc. Nếu không rẫy hết cây cỏ đó thì mùa mưa nước chảy trên sườn dốc sẽ thấm theo lớp cỏ mục rũa đó, lâu dần xối đáy nền, làm giảm sức bám của nền với mặt đất thiên nhiên và nền sẽ bị trượt. - Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 20%-50% thì bắt buộc phải dùng biện pháp đánh bậc cấp. Bề rộng bậc cấp tối thiểu là 1m. - Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 50% trở lên thì phải thì không thể đắp đất với mái dốc taluy 1:1,5 được nữa vì mái taluy sẽ kéo rất dài mới gặp sườn tự nhiên do đó khó bảo đảm ổn định toàn khối. Trường hợp này có thể áp dụng các biện pháp đắp xếp đá, biện pháp dùng kè chân, hoặc tường chắn. Đất đắp có thể lấy từ nền đào, từ thùng đấu hoặc từ các mỏ đất, đất được đắp thành từng lớp, và đắp cùng loại đất. Nếu khác loại đất thì phải đắp thành từng lớp xen kẻ nhau, lớp đất thoát nước tốt đắp bên trên lớp đất khó thoát nước. Đối với nền đường đắp thì ta cần vét thêm lớp hữu cơ trên bề mặt. Mặt cắt ngang của nền đắp Diện tích nền đắp Fđắp = (B+mH)*H Công thức xác định khối lượng đắp : Trong đó: Hi : cao độ thi công của cọc thứ i. L : khoảng cách giữa 2 cọc. 7.2.NỀN ĐÀO: Thường có hai kiểu : kiểu đào hoàn toàn và kiểu đào chử L. Nền đào khi xây dựng sẽ phá hoại thế cân bằng của các tầng đất thiên nhiên, nhất là trường hợp khi đào trên sườn dốc sẽ tạo nên hiện tượng sườn dốc bị mất chân. - Trắc ngang đào hoàn toàn thiết kế tại những nơi có địa chất ổn định. Mực nước ngầm tại những nơi này tương đối thấp, không có hiện tượng nước chảy ra từ mái taluy (nước ngầm) hai bên có bố trí rảnh dọc. - Trắc ngang đào hình chữ L thường thiết kế tại những chổ không thể dùng trắc ngang đào hoàn toàn do khối lượng đào quá lớn. - Trắc ngang nền đường nửa đào nửa đắp thường thiết kế ở nơi có sườn dốc thoải, địa chất ổn định, đất ở bên đào được đắp sang bên đắp trước khi đắp cần phải xử lý đào bỏ lớp hưu cơ rồi đắp trực tiếp. Đối vơi nền đường đào thì trong bảng khối lượng ta tính về nền đường đào đã có xét đến khối lượng của đào rãnh ở trong đó. Mặt cắt ngang nền đào Diện tích đào wk : diện tích rãnh. Công thức xác định khối lượng đào : Trong đó: Hi : cao độ thi công của cọc thứ i. L : khoảng cách giữa 2 cọc. bk =1,5h + 0,4 +1,5h =1,5x0,4 + 0,4+1,5x0,4 = 1,6 (m). B = 9m (bề rộng nền đường). B1 = 9 + 2(0,4 + 2x1x0,4)=11,4m m =1 (hệ số mái dốc nền đường). Sau khi tính khối lượng đào đắp dọc theo chiều dài tuyến ta chưa xét đến khối lượng lượng hiệu chỉnh do chênh lệch thi công, do xây dựng kết cấu áo đường, do đào bỏ lớp đất hữu cơ. Kết quả tính toán được lập thành bảng. Xem bảng 3, bảng 4 phần phụ lục Một số loại nền đường trong trường hợp thông thường < 1m A. NỀN ĐẮP Trường hợp đất đắp thấp hơn 1m thì mái dốc ta luy thường lấy 1/1,5 ¸ 1/3 để tiện cho máy thi công láy đất từ thùng đấu đắp nền hoặc tiện cho máy đào rãnh. Nếu nền đất đắp thấp quá thì phải cấu tạo rãnh dọc hai bên để đảm bảo thoát nước tốt. H =1 ¸ 6m 5m Thùng đấu Trường hợp đất đắp cao H = 1¸6 m thì độ dốc mái ta luy lấy 1:1,5 và thùng đấu lấy ở phía cao hơn và phải có đoạn 5 m để bảo vệ chân mái ta luy. Nếu độ dốc ngang sườn núi < 20% thì ta phải rẫy cỏ ở phạm vi đáy nền tiếp xúc với sườn dốc. Nếu độ dốc ngang sườn núi từ 20¸50% thì bắt buộc phải dùng biện pháp đánh cấp. Bề rộng bậc cấp tối thiểu la 1.0 m, nếu thi công bằng cơ giới thì phải rộng từ 3 ¸ 4 m. H Nếu sườn dốc núi lớn hơn 50% thì lúc này không thể đắp đất với mái dốc ta luy được nữa vì mái ta luy sẽ kéo rất dài mới gặp sườn tự nhiên do đó khó bảo đảm ổn định toàn khối. Khi đó phải áp dụng biện pháp xếp đá ở phía chân ta luy để cho phép mái dốc ta luy lớn hơn. H = 6¸12m h1= 6¸8m h2 Trường hợp nền đường đắp đất cao H = 6¸12 m thì phần dưới h2 có độ dốc thoải hơn (1:1,75), phần trên h1 = 6¸8 m vẫn làm theo độ dốc 1:1,5 H > 0,5m > 0,5m Thượng lưu Hạ lưu Nếu nền đường đầu cầu và dọc sông có thể bị ngập nước thì phải cấu tạo mái dốc ta luy thoải 1:2 cho đến mức thiết kế 0,5 m. Đồng thời phải căn cứ vào tốc độ nước chảy và loại đất đắp để thiết kế phòng hộ hoặc gia cố ta luy cho thích đáng. B. NỀN ĐÀO H Đối với nền đường đào khi xây dựng sẽ phá hoại thế cân của các tầng đất thiên nhiên, nhất là trường hợp đào trên sườn dốc sẽ tạo nên hiện tượng sườn dốc bị mất chân, vì thế mái ta luy đào phải có độ dốc nhất định để bảo đảm ổn định cho ta luy và cho cả sườn núi. Theo qui phạm 4054-05 của bộ giao thông, mái dốc ta luy nền đào được thiết kế theo các giá trị ghi trong bảng sau: Loại đất đá Chiều cao mái dốc nền đào (m) Độ dốc lớn nhất của mái dốc 1. Đá cứng - có phong hoá nhẹ - dễ phong hoá 16 16 1 : 0,2 1: 0,5 ¸ 1:1,5 2. Các loại đá bị phong hoá mạnh 6 1 : 1 3. Đá rời rạc 6 ¸ 12 1 : 1,5 4. Đất cát, sét ở trạng thái cứng, dẻo chặt 12 1 : 1,5 C. NỀN NỬA ĐÀO, NỬA ĐẮP