TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG
UNIVERSITY OF CIVIL ENGINEERING

BÀI GIẢNG

KỸ THUẬT THI CÔNG

LOGO
TH.S CAO TUẤN ANH


PHẦN A :

Công nghệ thi công phần Ngầm(30T)

TH.S CAO TUẤN ANH


PHẦN A: CÔNG NGHỆ THI CÔNG PHẦN NGẦM (40T)

CHƯƠNG I

CHƯƠNG II

CHƯƠNG III

ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT (3T)

TÍNH TOÁN KHỐI LƯỢNG CÔNG TÁC ĐẤT (4T)

CÔNG TÁC CHUẨN BỊ VÀ PHỤC VỤ THI CÔNG PHẦN NGẦM CÔNG TRÌNH

(4T)

CHƯƠNG IV

KỸ THUẬT THI CÔNG ĐÀO ĐẤT (9T)

CHƯƠNG V

KỸ THUẬT THI CÔNG ĐẮP ĐẤT (9T)

CHƯƠNG VI

THI CÔNG ĐÓNG CỌC VÀ VÁN CỪ (6T)
TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I :

ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

BÀI 1. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT
Trong xây dựng, đa số các công trình đều có phần công tác đất. Công tác đất chiếm một tỷ trọng tương đối lớn, nó quyết định chất lượng và tiến độ thi
công công trình. Nếu tách riêng công tác đất với khối lượng lớn thì có thể coi nó là một công trình làm đất.
Có thể phân loại các công trình làm đất theo nhiều cách khác nhau.
1. CÁC LOẠI CÔNG TRÌNH ĐẤT

1.1. Chia theo độ bền công trình
Có 2 loại công trình: Công trình vĩnh cửu và công trình tạm thời

•

Công trình vĩnh cửu: Là công trình có thời gian sử dụng lâu dài: nền đường bộ, đường sắt, đê đập, kênh mương…. 

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

•

Công trình tạm thời: chỉ phục vụ trong thời gian thi công: hố móng, rãnh đặt đường ống, sau khi thi công xong thì lấp.

1.2. Chia theo hình dạng công trình
Công trình chạy dài và công trình tập trung:

•

Công trình chạy dài: đê, đập, đường sá…là các công trình có tiết diện ngang nhỏ so với tổng chiều dài công trình

•

Công trình tập trung: hố móng, san mặt bằng… là các công trình có kích thước theo hai phương gần bằng nhau

TH.S CAO TUẤN ANH



CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

2. CÁC LOẠI CÔNG TÁC ĐẤT
Trong công tác thi công thường có các loại công tác đất sau:

•

Đào: hạ độ cao mặt đất tự nhiên xuống độ cao thiết kế, thể tích đất đào: V+, ví dụ: đào hố móng rộng, đào kênh, đào đường hầm… 

•

Đắp: nâng độ cao mặt đất tự nhiên lên độ cao thiết kế, thể tích đất đắp: V-, ví dụ: đắp nền, đắp đê, đắp đập đất…

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

•

San: làm phẳng một diện tích đất, san bao gồm đào và đắp, lượng đất được giữ nguyên. San có thể kết hợp với đào và đắp, ví dụ: san bằng mặt đất,
san đồi, san nền đường, san đất đắp

•

Hớt (bóc): lấy lớp đất không sử dụng ở trên (đất mùn, đất thực vật, đất ô nhiễm), hớt theo độ dày lớp đất lấy đi.

TH.S CAO TUẤN ANH



CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

•

Lấp: là việc làm cho chỗ đất trũng cao bằng khu vực xung quanh, lấp đất phụ thuộc độ cao tự nhiên của khu vực xung quanh, ví dụ như lấp rãnh,
lấp móng, lấp quanh công trường vừa xây xong… 

•

Đầm đất: tức là sau khi đổ lớp đất thứ nhất thì tiến hành lu lèn đầm chặt, sau đó đổ lớp thứ 2, đầm tiếp, đổ lớp thứ 3, lại đầm... mục đích để tăng
độ đặc chắc, giảm độ rỗng...

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

BÀI 2. NHỮNG TÍNH CHẤT KỸ THUẬT CỦA ĐẤT ẢNH HƯỞNG ĐẾN THI CÔNG
1. KHÁI NIỆM
Đất là một môi trường phức tạp có nhiều yếu tố ảnh hưởng (cơ, lý hoá). Trong giáo trình này chỉ đề cập tới các tính chất có ảnh hưởng lớn nhất tới
kỹ thuật thi công đất và đến giá thành công trình đất và năng suất thi công của máy làm đất: trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu
tốc cho phép …

2. TRỌNG LƯỢNG RIÊNG CỦA ĐẤT

•

Định nghĩa: là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất ở trạng thái tự nhiên.

•


3
Công thức xác định: γ = G/V ( kG/cm ) với G trọng lượng của khối đất có trong thể tích V

•

Tính chất: Đất có trọng lượng riêng càng lớn→ đất chắc→công lao động chi phí để thi công càng cao. Ngược lại, đất có trọng lượng riêng bé→
đất tơi xốp→ dễ thi công.

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

3. ĐỘ ẨM CỦA ĐẤT

•

Định nghĩa: Là tỷ lệ % của nước chứa trong một thể tích đất, kí hiệu là W.

•

Công thức xác định: W= (G-Go)/Gx(%) với G, G o: trọng lượng tự nhiên và trọng lượng khô của mẫu thí nghiệm.

•

Tính chất:
Độ ẩm của đất ảnh hưởng đến công lao động làm đất rất lớn. Độ ẩm của đất thể hiện độ tồn tại của nước trong thể tích đất. Mặc dù khi xét đến
mức độ khó dễ đến công tác thi công ta phải xét đến nhiều yếu tố khác nữa nhưng nhìn chung độ ẩm ảnh hưởng khá lớn đến công tác thi công. Đất
ướt quá hay khô quá đều làm quá trình thi công đất khó khăn.

Đất khô quá làm cho chi phí việc đào đất tăng lên, làm giảm năng suất đào đất.
Đất ướt quá thì gây dính, cản trở độ cơ động của các thiết bị thi công, vệ sinh lao động trên công trường.

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến quá trình đầm đất. Mỗi loại đất muốn đạt được năng suất và hiệu quả cao trong quá trình đầm thì phải đạt được độ
ẩm đầm nén tối ưu. Thông thường mỗi loại đất có một độ ẩm mà ở đó đất có thể đầm chặt nhất (lúc đó nước trong đất đóng vai trò như dầu mỡ bôi trơn
trên bề mặt hạt đất tạo lực dính giữa các hạt đất và làm cho đất có độ chặt cần thiết)
Dựa vào độ ẩm mà người ta phân ra các loại đất như sau :

-

Đất khô có : W <5%

-

Đất ẩm có : W = 5% - 30%

-

Đất ướt có : W > 30%
Có thể xác định gần đúng trạng thái của đất bằng cách bốc đất kiểm tra thử.

4. ĐỘ DỐC TỰ NHIÊN CỦA ĐẤT

•


Định nghĩa : là góc nội ma sát của đất lớn nhất của mái dốc khi ta đào hay đắp mà không gây sụt lở đất. Ký hiệu là i.

TH.S CAO TUẤN ANH


H
B
CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT
t ¶i t r ä n g

H

i = tgα =

B
Hình 1 - Độ dốc tự nhiên của mái dốc

Công thức:

Trong đó:

i = tgα =

H
B

α: góc của mặt trượt
B: Chiều rộng của mái dốc
H: Chiều cao hố đào


TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

•

Ngược lại với góc dốc thì ta có độ soải của mái dốc

1 B
m= =
= cotgα
i H

•

Độ dốc tự nhiên phụ thuộc vào:
Góc ma sát trong của các hạt đất
Độ dính của đất
Tải trọng tác dụng lên mặt đất
Chiều sâu hố đào (càng đào sâu càng dễ gây sụt lở, do đó càng đào sâu thì càng phải đào xoải hơn, còn nếu đào nông thì có thể đào dốc hơn)
Khi góc dốc ϕ của khối đất vượt qua góc dốc tự nhiên α thì sự cân bằng của mái dốc được giữ bởi lực ma sát Ntgϕ và lực dính C (AC) tác dụng

lên mặt phẳng trượt. Khi tổng các lực này nhỏ hơn lực trượt T⇒ mái dốc sẽ bị sụp đổ.
Q : trọng lượng của khối lăng trụ ABC
θ : góc giữa mặt phẳng trượt và mặt phẳng nằm ngang

TH.S CAO TUẤN ANH



CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

b

T

c

q

n

a

Hình 2 - Điều kiện cân bằng của mái dốc
Độ dốc tự nhiên có ảnh hưởng rất lớn tới các biện pháp thi công đào, đắp đất. Biết được các độ dốc tự nhiên của đất ta mới đề ra được biện
pháp thi công có hiệu quả. VD: thi công có mái dốc hay không có, bố trí các máy móc thi công nằm ngoài khu vực đào hố móng, bố trí các đống đất đổ
trên mặt bằng, nếu mặt bằng chật hẹp thì phải chống tường hố đào.

Khi đào đất tạm thời phải tuân theo độ dốc cho phép cho ở bảng 1

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Bảng 1. Độ dốc mái đất của các hố đào tạm thời
Độ dốc lớn nhất cho phép khi chiều số hố móng bằng (m)

1,5m


3m

5m

Góc nghiêng

Tỉ lệ

Góc nghiêng

Tỉ lệ

Góc nghiêng

Tỉ lệ

mái dốc

độ dốc

mái dốc

độ dốc

mái dốc

độ dốc

Đất đắp


59

1:0.60

45

1:1

38

1:1.25

Đất cát và cát cuội ẩm

63

1:0.50

45

1:1

45

1:1

Đất cát pha

76


1:0.25

56

1:0.67

50

1:0.85

Đất thịt

90

1:0

63

1:0.50

53

1:0.75

Đất sét

90

1:0


76

1:0.25

63

1:0.5

Hoàng thổ và những loại đất tương tự trong trạng

90

1:0

63

1:0.50

63

1:0.5

Loại đất

thái khô

TH.S CAO TUẤN ANH



CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Chiều sâu của một số hố đào vách thẳng đứng mà không cần chống đỡ trong các loại đất khác nhau :
Bảng 2. Bảng hạn chế về chiều sâu hố đào không cần chống

Chiều sâu không vượt quá

Loại đất
Đất cát và đất lẫn sỏi sạn

1m

Đất cát pha

1,25m

Đất thịt và đất sét

1,5m

Đất thị chắc và đất sét chắc (khi đào phải dùng

2m

cuốc chim, xà beng)

Có thể dùng công thức sau để tính toán chiều sâu thẳng đứng mà không cần phải chống đỡ là:

C
cos ϕ

γ
H th =
o
2  90 − ϕ 

sin 
 2 
2.

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Nhưng giá trị tính toán không được lớn hơn giá trị trên (chú ý công thức trên chưa kể hệ số an toàn.)
5. ĐỘ TƠI XỐP

•

Định nghĩa: Là tính chất thể hiện khả năng thay đổi thể tích của đất trước và sau lúc đào. Ký hiệu: ρ (%)

•

Công thức xác định: .(V-Vo)/Vx100%

Trong đó :
V0 - Thể tích đất nguyên thổ, là thể tích đất còn nằm nguyên vị trí của nó ở vỏ trái đất khi kiến tạo
V - Thể tích đất sau khi đào lên trong gàu máy xúc, đổ đống trên bờ hoặc trong thùng xe vận chuyển

•


Tính chất:
ρ0 : là độ tơi xốp ban đầu khi đất đào lên chưa đầm nén
ρ : là độ tơi xốp sau khi đất đã đầm nén.

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Bảng 3. Độ tơi xốp của đất

Loại đất

Độ tơi xốp ban đầu

Độ tơi xốp sau khi đầm

8 - 15%

1 - 2,5%

Đất dính cấp I – IV

20 - 30%

3-4%

Đất đá


30 - 45%

10 - 30%

Đất cát, sỏi

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Phụ lục 3 - TCVN 4447-1987
Tên đất

Hệ số chuyển từ tự nhiên sang đất tơi

Ghi chú

Cuội

1,26 – 1,32

Đối với từng loại đất cụ thể, phải thí nghiệm kiểm tra lại

Đất sét

1,26 – 1,32

Sỏi nhỏ và trung


1,14 – 1,26

Đất hữu cơ

1,20 – 1,28

Hoàng thổ

1,14 – 1,28

Cát

1,08 - 1,07

Cát lẫn đá dăm và sỏi

1,14 – 1,28

Đất cứng đã nổ mìn tơi

1,45 – 1,50

Đất pha cát nhẹ

1,14 – 1,28

Đất pha cát nhẹ nhưng lẫn cuội, sỏi, đá dăm

1,26 – 1,32


Đất pha sét nặng không lẫn cuội, sỏi, đá dăm

1,24 – 1,30

Đất cát pha có lẫn cuội, sỏi, đá dăm

1,14 – 1,28

hệ số tơi xốp của đất tại hiện trường

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Đất càng rắn chắc hay cấp đất cáng lớn thì độ tơi xốp càng lớn, khi thi công sẽ gặp nhiều khó khăn, giá thành thi công tăng. Tăng khối lượng
đất thừa phải vận chuyển ra khỏi mặt bằng
Đất xốp, rỗng có độ tơi xốp nhỏ, có khi có giá trị âm. VD : loại đất bùn chứa nhiều lỗ rỗng, khi đào lên nước chảy hết, các hạt đất dịch chuyển
lại gần nhau → giảm thể tích V < Vo→ ρ < 0.

6. LƯU TỐC CHO PHÉP

•

Định nghĩa : Là tốc độ của dòng chảy mà không gây xói lở đất.

•

Tính chất:
Đất có lưu tốc cho phép càng lớn thì khả năng chống xói mòn càng cao.

Đối với các công trình bằng đất có tiếp xúc với dòng chảy như đập, kênh , mương… cần quan tâm đến tính chất này khi chọn đất thi công.

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

Muốn tránh xói lở đất thì lưu tốc dòng nước chảy theo mặt đất không được lớn hơn một trị số ở đó các hạt đất bắt đầu bị lôi cuốn đi.

•

Một số lưu tốc cho phép của một số loại đất.

Bảng 4. Bảng lưu tốc cho phép
STT

•

Loại đất

1

Đất cát

2

Đất thịt chắc

3


Đất đá

Lưu tốc cho phép Vcp (m/s)

0,45 - 0,8

0,8 - 1,8

2 - 3,5

Khi thi công các công trình gặp dòng chảy có tốc độ lớn hơn lưu tốc cho phép ta phải tìm cách giảm tốc độ dòng chảy (giảm độ dốc mặt
đất) để bảo vệ công trình hoặc không cho dòng chảy tác dụng trực tiếp vào công trình (đắp đê, chuyển hướng dòng chảy).

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT

BÀI 3. PHÂN CẤP ĐẤT
1. ĐỊNH NGHĨA:

•

Là cách phân loại đất dựa trên mức độ khó dễ khi thi công ( bằng thủ công hoặc bằng máy ).

•

Cấp đất càng cao thì càng khó thi công.

•


Phân cấp bằng bằng phương pháp thủ công: dựa vào mức độ hao phí thời gian của người công nhân, khi đào một khối lượng nhất định. Thời
gian đào trên thể tích càng lớn thì cấp đất càng cao.

Phân cấp theo cơ giới: dựa vào mức độ hao phí ca máy của máy đào 1 gàu khi đào một khối lượng đất nhất định V. Số ca máy đào trên đơn vị thể tích
càng cao thì cấpp đất càng lớn hay loại đất đó càng rắn

TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT
2. PHÂN CẤP ĐẤT DỰA TRÊN VIỆC THI CÔNG ĐẤT BẰNG THỦ CÔNG:
Có thể phân thành 9 cấp theo bảng sau:
Bảng 5. Phân cấp đất trong thi công thủ công
Cấp đất

Tên các loại đất

Công cụ tiêu chuẩn xác định

 

- Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ, đất đen

Dùng xẻng xúc dễ dàng

 

- Đất đồi sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ (thuộc đất nhóm IV đổ xuống) chưa bị nén chặt


I

 

- Đất cát pha thịt hoặc thịt pha cát

Dùng xẻng cải tiến ấn nặng

 

- Đất cát pha sét

tay xúc được

 

- Đất màu ẩm ướt nhưng chưa đến trạng thái dính dẻo

 

- Đất nhóm III, nhóm IV sụt lở hoặc đất nơi khác đem đến đổ đã bị nén chặt nhưng chưa đến

II

trạng thái nguyên thổ
- Đất phù sa, cát bồi, đất màu, đất mùn, đất hoàng thổ, tơi xốp có lẫn gốc rễ cây, mùn rác, sỏi
đá, gạch vụn, mảnh sành kiến trúc đến 10% thể tích, hoặc 50 – 150 kg trong 1m

3


TH.S CAO TUẤN ANH


CHƯƠNG I: ĐẤT VÀ CÔNG TÁC ĐẤT
 

- Đất sét pha thịt, đất sét pha cát

Dùng xẻng cải tiến đạp bình

 

- Đất sét vàng hay cát trắng, đất thịt, đất chua, đất kiềm ở trạng thái ẩm mềm

thường đã ngập xẻng

III

- Đất cát pha thịt, thịt pha cát, cát pha sét có lẫn gốc rễ cây, sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc đến 10% thể tích
hoặc 50 – 150 kg trong 1m

3

- Đất cát, đất đe, đất mùn có lẫn sỏi đá, mảnh vụn kiến trúc, mùn rác, gốc rễ cây 10-20% thể tích hoặc
150- 300 kg trong 1m

3

3
- Đất cát có lượng ngâm nước lớn trọng lượng 1,7 T/m trở lên


 

- Đất đen, đất mùn, ngâm nước mất dính

 

- Đất thịt, đất sét pha thịt, pha cát ngâm nước nhưng chưa thành bùn

IV

Dùng mai xắn được

- Đất do thân lá cây mục tạo thành dùng mai cuốc đào không thành tảng mà vỡ mịn ra, rời rạc như xỉ
- Đất thịt, đất sét nặng, kết cấu chặt
- Đất mặt, sườn đồi có nhiều cỏ lẫn cây sim, mua, rành rành
- Đất nâu mềm

TH.S CAO TUẤN ANH