Các tính chất của đất ảnh hưởng đến thi công

0
51

Đất là vật thể rất phức tạp về nhiều phương diện, có rất nhiều tính chất (cơ, lý, hóa…) đã được nói đến trong cơ học đất. Trong bài viết này chỉ đề cập đến 5 tính chất của đất ảnh hưởng nhiều đến kỹ thuật thi công đất. Những tính chất này gọi là tính chất kỹ thuật của đất như: Trọng lượng riêng, độ ẩm, độ dốc tự nhiên, độ tơi xốp, lưu tốc cho phép…

cac-tinh-chat-cua-dat-anh-huong-den-thi-cong

5 tính chất của đất ảnh hưởng nhiều đến kỹ thuật thi công

#1. Trọng lượng riêng của đất

Định nghĩa: Trọng lượng riêng là trọng lượng của một đơn vị thể tích đất, ký hiệu là γ

Công thức xác định: γ = G/V (T/m3, Kg/cm3…)

G: là trọng lượng của mẫu đất thí nghiệm (T, kg…)

V: thể tích của mẫu đất thí nghiệm (m3, cm3…)

Tính chất: Trọng lượng riêng của đất thể hiện sự đặc chắc của đất. Đất có trọng lượng riêng càng lớn thì càng khó thi công, công lao động chi phí để thi công càng cao.

#2. Độ ẩm của đất

Định nghĩa: Độ ẩm của đất là tỷ lệ phần tram (%) của trọng lượng nước chứa trong đất trên trọng lượng hạt của đất, ký hiệu là W

Công thức xác định

W = Gnước x 100 (%) / Gkhô

Hay W = (Gw – Gkhô) x 100 (%) / Gkhô

Gnước: là trọng lượng nước chứa trong mẫu đất thí nghiệm.

Gw: là trọng lượng tự nhiên của mẫu đất thí nghiệm.

Gkhô: là trọng lượng khô của mẫu đất thí nghiệm.

Tính chất:

  • Độ ẩm ảnh hưởng đến công lao động là đất rất lớn. Đất ướt quá hay khô quá đều làm cho thi công khó khan.
Ví dụ
Trong thi công đào đất nếu đất khô cứng quá thì để đào được đất cần tác dụng một lực đào phải lớn hơn, nếu đào bằng máy thì hao phí về nhiên liệu, thời gian tăng lên, còn nếu đào bằng thủ công thì năng suất đào giảm. Trường hợp đất quá ướt, dưới tác dụng của các tác nhân như lực đào đất, người đi lại… làm cho đất rời ra, sự bám dính giữa các hạt không còn nữa, nhiều loại đất tạo thành bùn, gây khó khăn rất nhiều trong việc đào cũng như vận chuyển đất, vệ sinh đáy hố móng…
  • Độ ẩm của đất ảnh hưởng rất lớn đến công tác thi công đất. Đối với mỗi loại đất, có một độ ẩm thích hợp cho thi công đất.
  • Căn cứ vào độ ẩm người ta chia đất ra ba loại:

Đất khô có độ ẩm W < 5%

Đất ẩm có độ ẩm 5% ≤ W ≤ 30%

Đất ướt có độ ẩm W > 30%

  • Theo kinh nghiệm có thể xác định gần đúng trạng thái ẩm của đất bằng cách bốc đất lên tay nắm chặt lại rồi buông ra, nếu:

Đất rời ra là đất khô.

Đất giữ được hình dạng nhưng tay không ướt là đất ẩm (dẻo).

Đất dính bết vào tay hay làm tay ướt là đất ướt.

#3. Độ dốc tự nhiên của mái đất

Định nghĩa: Độ dốc tự nhiên của mái đất là góc lớn nhất của mái đất khi đào hay khi đắp mà không gây sụt lở đất, ký hiệu là i.

do-doc-tu-nhien-cua-mai-dat
Độ dốc tự nhiên của mái đất
do-doc-tu-nhien-cua-mai-dat-1
Ví dụ
Khi ta đổ một đống đất thì đất sẽ chảy dài tạo thành một mái dốc so với mặt đất năm ngang. Cũng loại đất đó, ta đổ một đống đất lên cao hơn thì ta cũng có một mái dốc như vậy ta gọi góc dốc này là góc dốc tự nhiên của mái đất.

Khi ta đào một hố đào có mái đất thẳng đứng, dến một độ sâu nào đó các bờ hố sẽ sụt lở, tạo thành những bờ đất có góc dốc α so với mặt phẳng nằm ngang (α<90o).

i = tgα = B/H

Trong đó:

α: góc của mặt trượt

H: chiều sâu hố đào

B: chiều rộng chân mái dốc

Ngược lại với độ dốc, ta có một soải mái dốc hay hệ số mái dốc:

M = 1/i = B/H = cotgα

Tính chất:

– Độ dốc tự nhiên của đất phụ thuộc vào:

+ Góc ma sát trong của đất.

+ Độ dính của những hạt đất.

+ Tải trọng tác dụng lên mặt đất.

Ví dụ
Cùng một loại đất, nếu đào hai hố móng có độ sâu bằng nhau, nhưng hố móng có tải trọng tác dụng lên mái đất lớn hơn sẽ có hệ số mái dốc lớn hơn.
m2 > m1 hay α1 < α2

+ Chiều sâu của hố đào. Càng đào sâu càng dễ gây sạt lở, vì trọng lượng lớp đất ở trên mặt trượt sẽ lớn dần theo chiều sâu hố đào.

– Độ dốc tự nhiên của đất ảnh hưởng rất lớn đến biện pháp thi công đào, đắp đất. Biết được độ dốc tự nhiên của đất ta mới đề ra biện pháp thi công phù hợp, hiệu quả và an toàn nhất.

– Khi đào đất những hố tạm thời như các hố móng công trình, các rãnh đường ống…thì độ dốc mái đất không được lớn hơn độ dốc lớn nhất cho phép của bảng sau:

do-doc-cho-phep-cua-mai-dat

#4. Độ tơi xốp

Định nghĩa: Độ tơi xốp là tính chất thay đổi thể tích của đất trước và sau khi đào, ký hiệu là ρ.

Công thức xác định

ρ = (V – Vo) x 100 (%) / Vo

Trong đó

Vo : Thể tích đất nguyên thể

V: thể tích của đất sau khi đào lên.

Tính chất:

– Có hai hệ số tơi xốp:

+ Độ tơi xốp ban đầu ρo: là độ tơi xốp của đất mà khi đào lên chưa đầm nén.

ρo = (Vo – Vng.thể) / Vng.thể

+ Độ tơi xốp cuối cùng ρe : là độ tơi xốp của đất mà khi đào lên đã được đầm nén chặt.

ρe = (Vđ – Vng.thể) / Vng.thể

Trong đó: Vo, Vđ , Vng.thể là thể tích đất đào lên chưa đầm, đã đầm, nguyên thể.

– Đất càng rắn chắc thì độ tơi xốp càng lớn do đó thi công càng khó khăn.

– Đất xốp rỗng độ tơi xốp nhỏ, có trường hợp độ tơi xốp có giá trị âm.

Ví dụ: Đất chứa quá nhiều nước khí (đất quá rỗng, xốp) khi đào lên nước, khí thoát hết ra ngoài, các hạt đất dịch chuyển lại gần nhau hơn (độ rỗng giảm xuống) nên thể tích giảm: V < Vng.thể ➡️ V – Vo < 0 ➡️ ρ < 0.

#5. Lưu tốc cho phép

Định nghĩa: Lưu tốc cho phép là tốc độ tối đa 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 tiếp xúc trực tiếp với dòng chảy như đập, kênh, mương.. Ta cần phải quan tâm đến tính chất này khi chọn đất để thi công. Đối với nền công trình cần quan tâm đến tính chất này để có biện pháp phòng chống cuốn trôi của đất khi có dòng chảy chảy qua.

– Muốn chống xói lở thì lưu tốc dòng chảy không được lớn hơn một giá trị mà tại đó các hạt đất bắt đầu bị cuốn theo dòng chảy. Mỗi một loại đất khác nhau sẽ có một lưu tốc cho phép khác nhau, sau đây là lưu tốc cho phép của một số loại đất:

+ Đất cát có độ lưu tốc cho phép vcp = 0,45 ÷ 0,8 (m/s).

+ Đất thịt chắc có độ lưu tốc cho phép vcp = 0,8 ÷ 1,8 (m/s).

+ Đất đá có độ lưu tốc cho phép vcp = 2,0 ÷ 3,5 (m/s).

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

ĐỂ LẠI TRẢ LỜI

Please enter your comment!
Vui lòng nhập tên của bạn ở đây