Tải bản đầy đủ

Kenhsinhvien vn chương 3

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN
3.1 ĐỆM CÁT.
3.1.1 Phạm vi áp dụng.
Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như sét
nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần
thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay
thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn.
Đệm cát có các tác dụng sau đây :
- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình
truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền.
- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố
lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát.
- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của
nền và rút ngắn quá trình lún.
Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp
sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa
lỏng do tác dụng của tải trọng động.
Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát :
- Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều
dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.

- Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và
đệm cát không ổn định.
Kích thước đệm cát được xác định bằng tính toán nhằm thoả mãn 2 điều kiện
: ổn định về cường độ và đảm bảo độ lún của công trình sau khi có đệm cát nằm
trong giới hạn cho phép.
3.1.2 Tính toán đệm cát.
Kích thước đệm cát được xác định từ điều kiện :
1 + 2  Rđy
(3.1)
Trong đó :
1 : ƯS thường xuyên do trọng lượng bản thân đất trên cốt đáy móng và của
đệm cát tác dụng trên mặt lớp đất yếu dưới đáy đệm cát.
2 : ƯS do công trình gây ra, truyền trên mặt lớp đất yếu đáy đệm cát.
2 = Ko(otc - hM)
(3.2)
Trong đó :
Ko : hệ số phụ thuộc vào m = 2z/b và n = l/b, được tra bảng.
otc : ứng suất tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng xác định như sau :
Trường hợp móng chịu tải trọng đúng tâm :


otc =
(3.3)
Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm :
otc =
(3.4)
(3.5)
Trong đó :
: tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng của công trình tác dụng lên móng;
: tổng moment do tải trọng công trình tác dụng vào móng;
F : diện tích đáy móng;
W : moment chống uốn của tiết diện đáy móng;
tb : dung trọng trung bình của móng và đất đắp lên móng.

otc=hM

1





b

hM

N0tc

2

Rđy

Hình 3.1 Sơ đồ tính toán đệm cát.

Cướng độ tính toán tại mặt lớp đất yếu, dưới đáy lớp đệm cát xác định theo
công thức :
Rđy = (AbyII + BHy’II + DcII - ’IIho)
(3.6)
Trong đó :
A,B,D : tra bảng phụ thuốc vào II;
by : bề rộng móng quy ước, xác định như sau :
+ Đối với móng băng :
by =
(3.7)
+ Đối với móng chữ nhật :
by = ;  =
(3.8)
(3.9)
Để đơn giản, chiều dày đệm cát có thể được tính toán theo công thức :
hđ = K.b
(3.10)


R1
R2
6,0
l =1
b

5,0

4,0
l =2
b

3,0

2,0
l =x
b
1,0
0,0

0,5

1,0

K
1,5

Hình 3.2 Biểu đồ xác định hệ số K.

Trong đó :
K : hệ số phụ thuộc vào tỷ số l/b và
R1/R2 tra trên biểu đồ hình 3.2.
R1 : cường độ tính toán của đệm cát,
thường được xác định bằng thí nghiệm nén
tĩnh tại hiện trường hoặc theo công thức
quy phạm.
R2 : cường độ tính toán của lớp đất
yếu nằm dưới đệm cát, thường được xác
định bằng bàn nén tại hiện trường hoặc
tính toán theo CII; II.
Chiều rộng đệm cát xác định như
sau :
bđ = b + 2hđ.tg
(3.11)
 : góc truyền lực của cát hoặc có
thể lấy trong khoảng 30 – 45o.

Kiểm tra về độ lún :
S = S1 + S2  Sgh
(3.12)
Trong đó : S1 : độ lún của đệm cát; S2 : độ lún của các lớp đất nằm dưới đệm
cát trong vùng chịu nén; Sgh : độ lún cho phép.
3.1.3 Thi công đệm cát.
Hiệu quả của đệm cát phụ thuộc phần lớn vào công tác thi công, do vậy phải
đầm nén đảm bảo đủ độ chặt và không làm phá hoại kết cấu của lớp đất bên dưới.
Trường hợp không có nước ngầm, cát được đổ từng lớp dày khoảng 20cm, làm chặt
bằng đầm lăn, đầm rung… khi có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ mực nước
ngầm hoặc dùng biện pháp thi công trong nước.
Độ ẩm đầm nén tốt nhất của cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công
thức sau đây :
(3.13)
Trong đó :
e : hệ số rỗng của cát trước khi đầm nén;
n : trọng lượng riêng của nước = 10 KN/m3;
s : trọng lượng riêng của cát.
Sau khi đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt của đệm cát bằng cách sử dụng
xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh hoặc xuyên động.


3.1.4 Trình tự thiết kế móng sử dụng đệm cát.
3.1.4.1 Chọn độ sâu chôn móng.
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình và tải trọng tác dụng, phân tích để
lựa chọn phương án, từ đó chọn độ sâu chôn móng (độ sâu này có thể điều chỉnh
trong quá trình tính toán chi tiết).
Thông thường độ sâu chôn móng trên đệm cát được chọn bình thường giống
như đặt trên nền đất tốt (sơ đồ số 1).
3.1.4.2 Xác định kích thước đáy móng và kiểm tra điều kiện áp lực.
Gồm các bước sau :
- Xác định cường độ tính toán quy ước của cát làm đệm (theo công thức
quy đổi của quy phạm).
- Xác định diện tích đế móng và xác định kích thước móng.
- Xác định chiều dày của đệm cát : để đơn giản, chiều dày thường được
chọn trước sau đó kiểm tra lại, nếu không đạt có thể tăng chiều dày đệm,
nhưng đệm không nên dày quá 3m, lúc này có thể chuyển sang phương án
móng khác).
- Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu (đáy đệm cát).
- Tính toán độ lún của móng.
- Tính toán các kích thước của đệm cát (theo mặt bằng).
- Tính toán độ bền và cấu tạo móng (giồng như móng nông trên nền thiên
nhiên).
Cùng nguyên tắc với đệm cát, còn dùng đệm đất, đệm đá sỏi… tùy theo khả
năng cung cấp ở từng khu vực xây dựng.
3.2 CỌC CÁT.
3.2.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
Cọc cát được sử dụng trong các trường hợp sau đây : Công trình chịu tải
trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày > 3m.
Những trường hợp sau đây không nên dùng cọc cát :
Đất quá nhão yếu, lưới cọc cát không thể lèn chặt được đất (khi
hệ số rỗng nén chặt enc > 1 thì không nên dùng cọc cát.
Chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng > 3m, lúc này dùng đệm
cát tốt hơn.
Tác dụng của cọc cát :
Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng thể
tích, modun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên.
Do nền đất được nén chặt, nên sức chịu tải tăng lên, độ lún và
biến dạng không đều của đất nền dưới đế móng giảm đi đáng kể.
Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất được nén chặt
xung quanh cọc cùng làm việc đồng thời, đất được nén chặt đều trong
khoảng cách giữa các cọc. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền được


nén chặt bằng cọc cát có thể được coi như một nền thiên nhiên.
Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn
nhiều so với nền thiên nhiên hoặc nền gia cố bằng cọc cứng. Phần lớn độ
lún của công trình diễn ra trong quá trình thi công, do vậy công trình mau
chóng đạt đến giới hạn ổn định.
Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành
giảm 50%, so với cọc gỗ giảm 30%), không bị ăn mòn, xâm thực. Biện pháp thi
công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi công phức tạp.
3.2.2 Tính toán và thiết kế cọc cát.
3.2.2.1 Hệ số rỗng của nền được gia cố bằng cọc cát.
Từ điều kiện :
ta có : enc = emax – ID (emax – emin) (4.1)
Trong đó :
emax : hệ số rỗng của cát ở trạng thái xốp nhất.
emin : hệ số rỗng của cát ở trạng thái chặt nhất.
ID : độ chặt tương đối = 0,7-0,8.
3.2.2.2 Diện tích nén chặt.
Fnc = 1,4b (l + 0,4b)
(4.2)
Trong đó :
b : chiều rộng đáy móng (m).
l : chiều dài đáy móng (m).
(Kích thước phạm vi nén chặt mở rộng về mỗi phía 0,2b).
Tỷ lệ diện tích của tất cả các cọc cát Fc đối với diện tích đất nền được nén
chặt Fnc được xác định như sau :
(4.3)
3.2.2.3 Số lượng cọc cát.
n=
(4.4)
Trong đó : fc - diện tích mặt cắt ngang của mỗi cọc cát (lấy bằng diện tích
mặt cắt ngang của ống thép tạo lỗ cọc cát).
0,2b

b

d

0,2b

L

A
Fmoù
ng

Fneù
n chaë
t

C

B
L

Hình 4.1 Bố trí cọc cát để nén chặt nền

Hình 4.2 Sơ đồ để xác định khoảng cách giữa
tim các cọc cát


3.2.2.4 B trớ cc cỏt.
Cc cỏt thng c b trớ theo hỡnh tam giỏc, ú l s cú li nht lm
cht t khong gia cỏc cc cỏt. Khong cỏch gia cỏc cc l :
(4.5)
Trng lng riờng ca t sau khi nộn cht bng cc cỏt :
(4.6)
Trong ú :
W : m ca t trng thỏi t nhiờn.
s : trng lng riờng ca t trng thỏi t nhiờn.
d : ng kớnh cc cỏt.
enc : h s rng ca nn sau khi gia c bng cc cỏt.
3.2.3 Thi cụng cc cỏt.
Cc cỏt c thi cụng bng mỏy chuyờn dựng. S dng ng thộp to l v
nhi cỏt vo trong ng. Cn lu ý khi o h múng khụng o sõu n cao trỡnh
thit k m li khong 1m, sau ny khi thi cụng múng mi o tip vỡ cỏt on
u trờn ca cc thng khụng cht. Ong thộp c h xung bng chn ng n
sõu cn thit, nhi cỏt v rỳt ng lờn t t.
Sau khi thi cụng cn kim tra li bng cỏc phng phỏp sau õy :
- Khoan ly mu t gia cỏc cc cỏt xỏc nh trng lng riờng ca t
c nộn cht nc, h s rng nộn cht enc v c, sau khi nộn cht. T ú tớnh ra
cng ca t nn sau khi nộn cht.
- Dựng xuyờn tiờu chun kim tra cht ca cỏt trong cc v t gia
cỏc cc cỏt.
- Th bn nộn tnh ti hin trng, trờn mt nn cc cỏt. Din tớch bn nộn
phi ln trựm qua c ớt nht 3 cc cỏt.
Thụng thng, nu cc cỏt c thi cụng tt, sc chu ti ca t nn cú th
tng lờn gp 2-3 ln so vi ban u.
3.3 TR T XI MNG.
3.3.1 Phm vi ỏp dng.
Phơng pháp này mới đc giới thiu vào nớc ta nhng điu kin s dng rng
rãi còn hạn ch. Đây là bin pháp c ý ngha kinh t cao, nên đc thí đim nhiu nhà
hơn nữa đ c kt quả nhân rng din s dng.
Loại gia c nn theo công ngh này c th làm mng cho nhà c đ cao tới 12
tầng.
3.3.2 Mụ t v cụng ngh.
Dng máy đào kiu gàu xoay, b gàu và lắp lỡi khuy đt kiu lỡi chém ngang
đ làm tơi đt trong h khoan mà không ly đt khi lỗ khoan. Xoay và n cần xoay


đn đ sâu đáy tr. Ta đc mt tr mà bên trong đt đc khuy đu. Khi mi khuy
đáy tr thì bắt đầu bơm sữa xi măng đc dn trong lòng cần khoan đn mi
khoan. Đt lại đc trn với sữa xi măng thành dạng xn xt c xi măng. Va rt va bơm
sữa xi măng và trn. Cui cng khi cần khoan nâng mi lên đn mt đt, ta đc cc đt
trn xi măng. Xi măng s phát trin cng đ nh tính toán.
Những tr đt xi măng trn ớt thng b trí sát nhau dới chân mng băng, đng
kính tr n sát tr kia. Lng xi măng dng cho 1m3 tr t 250kg đn 350 kg. T l Nớc/Ximăng là 60% đn 120% với sữa xi măng bơm xung cc. Sau 28 ngày, khoan ly
mu trong các tr này cng đ đạt 17 kG/cm2 với lng xi măng là 250 kg/m3 và hơn
nữa tu thuc loại đt tại chỗ.
Phơng pháp này đã đc các nớc Hoa k, Anh, Pháp, Đc và nhiu nớc châu Âu
khác s dng. Nớc Nht cng xây dng nhiu nhà với loại tr này. Với tr này c th
xây dng nhà t 8 tầng đn 10 tầng.
Nht bản giới thiu với thị trng nớc ta loại máy làm tr loại này là
TENOCOLUMN.
Các ch tiêu khi s dng máy TENOCOLUMN nh sau:
Loại đt tại chỗ
Cát
Bn,sét
á cát
Đt ln hữu cơ
Than bn

Lng ximăng/m3
250
226
250
350
325

T l N/X
%
120
100
60
60
60

Cng đ mu
KG/cm2
41,8
30
17,1
15,7
16,4

Với những ch tiêu trên đây, phơng pháp t ra hữu hiu khi qui đi sc chịu tải
dới nn thành trị s đng nht dng khi tính toán mng băng dới công trình. Với sc chịu
ca tr khoảng 15 kG/cm2 c th qui đi sc chịu đáy mng băng thành bình quân
5~7 kG/cm2 là điu c ý ngha khi thit k mng.
Vt liu
trn
Khoan phỏ kt
cu t

Hng xoay
mi khoan
Hng i vt
liu

Phun vt liu
liờn kt v trn
vi t

Trn u t v
vt liu trn

Trn u v
m cht


Quy trỡnh to tr t trn vi vụi hoc xi mng

3.3.3 Cỏc gii phỏp thit k.
3.3.3.1 Nguyờn lý thit k.
Đt x lý trn sâu đc thit k sao cho công trình xây dng đạt các yêu cầu v
tính khả thi, kinh t và lâu dài, chịu đc các tác đng và ảnh hng trong quá trình
thi công và s dng, tc là tha mãn các điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, và
trạng thái giới hạn s dng.
Thit k thng theo phơng pháp lp, trong đ kt quả ca nhiu phơng pháp thí
nghim kim tra là mt phần quan trng.
Thit k sơ b da trên kt quả thí nghim mu trn trong phòng. Tơng quan cng đ
nén không hạn ch n hông giữa mu thân tr hin trng và mu trn trong phòng c th
chn theo kinh nghim t 0.2 đn 0.5 ty theo loại đt và t l trn. Nu kt quả thí
nghim hin trng không đáp ng yêu cầu thì phải điu chnh thit k công ngh và
khi cần thit điu chnh cả thit k chc năng.


Xác lp các điu kin thit k

Kt quả khảo sát
Thí
hin
nghim
trng trong phòng với đt đại din
Cơ và
s dữtheo
liu
t l
v trn
tơng
khác
quan
nhau
giữa cng đ trong phò

Xác lp cng đ thit k

Đ xut giải pháp thi công và sơ b xác định kích thớc khi gia c

Phân tích thit k đ đáp ng các yêu cầu chc năng tng th

Điu chnh tính năng trn nu cng đ và đ đng nht cha đạt
Ch tạo tr th đ xác nhn cng đ d tính và đ đng n

Thit k k thut thi công, thi công đại trà theo quy trình đã đảm bảo c

Quy trình thit k lp, gm thí nghim trong phòng, thit k chc năng, th hin trng và thit k
công ngh

3.3.3.2 Quy trỡnh thit k, thi cụng tr t xi mng.
- Khảo sát địa cht công trình, thí nghim xác định hàm lng xi măng
thích hp trong phòng thí nghim.
- Thit k sơ b nn gia c theo điu kin tải trng tác dng ca kt cu bên trên (căn
c vào kt quả thí nghim mu trong phòng và kinh nghim tích ly);
- Thi công tr th bằng thit bị d kin s dng;
- Tin hành các thí nghim kim tra (xuyên cánh, xuyên tnh, nén tnh, ly
mu...);
- So sánh với các kt quả thí nghim trong phòng, đánh giá lại các ch tiêu cần
thit;
- Điu chnh thit k (hàm lng cht gia c, chiu dài hoc khoảng cách giữa các
tr);


- Thi công đại trà theo công ngh đã đạt yêu cầu và tin hành kim tra cht lng phc v nghim thu.
3.3.3.3 Thớ nghim.
Đt x lý trn sâu đc thit k sao cho công trình xây dng đạt các yêu cầu v
tính khả thi, kinh t và lâu dài, chịu đc các tác đng và ảnh hng trong quá trình
thi công và s dng, tc là tha mãn các điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, và
trạng thái giới hạn s dng.
3.3.3.4 Tng quan gia cỏc c tớnh ca t x lý.
Đt x lý trn sâu đc thit k sao cho công trình xây dng đạt các yêu cầu v
tính khả thi, kinh t và lâu dài, chịu đc các tác đng và ảnh hng trong quá trình
thi công và s dng, tc là tha mãn các điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, và
trạng thái giới hạn s dng.
3.3.3.5 Phng hng thit k.
a. V n nh.
Cng đ kháng cắt ca nn gia c tính theo công thc :
Ctb = Cu (1- a) + a Cc
Trong đ :
Cu là sc kháng cắt ca đt, tính theo phơng pháp trng s cho nn nhiu lớp;
Cc là sc kháng cắt ca tr;
a là t s din tích, a = n Ac/Bs;
n là s tr trong 1m chiu dài khi đắp;
Bs là chiu rng khi đắp;
Ac là din tích tit din tr.
b. V lỳn.
Đ ln tng (S) ca nn gia c đc xác định bằng tng đ ln ca bản thân khi
gia c và đ ln ca đt dới khi gia c:
S = S1 + S2
Trong đ: S1 - đ ln bản thân khi gia c
S2 - đ ln ca đt cha gia c, dới mi tr
Đ ln ca bản thân khi gia c đc tính theo công thc:

Lsc

Trong đ:
q - tải trng công trình truyn lên khi gia c (kN);
H - chiu sâu ca khi gia c (m)
a - t s din tích, a = (nAc / BL), n- tng s tr, Ac - din tích tit din tr, B,
kích thớc khi gia c;
Ec- Mô đun đàn hi ca vt liu tr; C th ly Ec = (50100) Cc trong đ Cc là
kháng cắt ca vt liu tr.


Es - Mô đun bin dạng ca đt nn giữa các tr. (C th ly theo công thc thc
nghim Es = 250Cu, với Cu là sc kháng cắt không thoát nớc ca đt nn).
Đ ln S2 đc tính theo nguyên lý cng ln tng lớp (xem ph lc 3 TCXD 4578). áp lc đt ph thêm trong đt c th tính theo li giải cho bán không gian bin dạng
tuyn tính (tra bảng) hoc phân b giảm dần theo chiu sâu với đ dc (2:1) nh hình
trên. Phạm vi vng ảnh hng ln đn chiu sâu mà tại đ áp lc gây ln không vt quá
10% áp lc đt t nhiên (theo quy định trong tiêu chun thit k nn nhà và công trình
TCXD 45 - 78).
Đ thiên v an toàn, tải trng (q) tác dng lên đáy khi gia c xem nh khôngthay
đi sut chiu cao ca khi.
cng đ chịu nén ca mt s hỗn hp gia c Đt - xi măng

Cng đ kháng nén 1trc,
kg/cm2

Đc trng đt t nhiên
Loại đt

Địa
đim

k

0

LL

LP

G/cm3

%

%

%

IP

Cu

7%XM

12% XM

kg/cm2

28
ngày

90
ngày

28
ngà
y

90
ngày

Sét pha

Hà Ni

1,30

45

37

24

13

0,16

3,36

3,97

4,43

4,48

Cát pha

Nam


-

41

-

-

-

-

-

2,24

-

3,21

Sét pha
xám đen

Hà Ni

-

62

36

23

13

0,23

-

-

7,39

9,42

Sét pha
xám nâu

Hà Ni

-

35

35

27

8

0,21

-

-

4,28

4,82

Sét pha
hữu cơ

Hà Ni

-

30

30

19

11

0,23

3,00

4,07

-

-

Sét pha

Hà Ni

1,60

52

37

24

13

0,10

0,61

0,66

2,13

2,50

Sét xám
xanh

Hà Ni

-

51

-

-

-

0,10

-

-

2,39

2,55

Đt sét
hữu cơ

Hà Ni

-

95

62

40

22

0,21

-

-

0,51

0,82

Sét pha

Hà Ni

1,43

37

30

19

11

0,32

-

-

11,0

19,0

Bn sét
hữu cơ

Hà Ni

w
1,51

74

54

35

19

0,39

-

-

-

1,22

Bn sét
hữu cơ

Hà Ni

119

54

36

18

0,19

-

-

0,42

0,50

Sét pha

Hải D-

36

27

18

9

-

6,18

6,50

9,13

9,53

w
1,54
1,35


¬ng
C¸t pha

H¶i D¬ng

1,35

26

27

19

6

-

3,55

4,21

6,75

7,92

SÐt

H¶i
Phßng

1.16

50

46

28

18

0.28

1.63

1.85

3.01

3.95

3.4 NÉN TRƯỚC BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH.
3.4.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
Nén trước bằng tải trọng tĩnh sử dụng trong trường hợp gặp nền đất yếu như
than bùn, bùn, sét và sét pha dẻo nhão… Mục đích của gia tải trước là :
Tăng cường sức chịu tải của đất nền.
Tăng nhanh thời gian cố kết, tức là làm cho lún ổn định nhanh
hơn.
Muốn đạt được mục đích trên, người ta dùng các biện pháp sau đây :
Chất tải trọng bằng cát, sỏi, gạch, đá… bằng hoặc lớn hơn tải
trọng công trình dự định xây dựng để cho nền chịu tải trước và lún trước
khi xây dựng.
Dùng giếng cát (biện pháp ở phần trên) hoặc bản giấy thấm để
thoát nước lỗ rỗng, tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền.
3.4.2 Điều kiện về địa chất công trình.
Để đạt được mục đích nén chặt đất và nước trong lỗ rỗng thoát ra, điều kiện
cơ bản là phải có chỗ cho nước thoát ra được. Những sơ dồ về địa chất sau đây
được xem là phù hợp cho phương pháp này :
a.
Sơ đồ theo hình 4.5a : khi bị ép, nước sẽ bị
ép xuống lớp cát bên dưới.
b.
Sơ đồ theo hình 4.5b : khi bị ép, nước sẽ bị
ép theo hai hướng lên trên và xuống lớp cát bên dưới.
c.
Sơ đồ theo hình 4.5c : khi bị ép, nước sẽ
thoát theo hướng lên lớp cát phía trên.
Để đạt được hiệu quả tốt, chiều dày lớp đất yếu nên được hạn chế hđy  3m.


q (KPa)

a)

Đấ
t đắ
p. đấ
t
trồ
ng trọt
Đấ
t yế
u


t

b)

q (KPa)

t

c)

q (KPa)

t

Đấ
t yế
u

Đấ
t yế
u


t

Đấ
t sé
t

Các điều kiện địa chất cơng trình để dùng phương pháp gia tải nén trước khơng dùng giếng thốt
nước.

3.4.3 Tính tốn gia tải trước.
Lựa chọn áp lực nén trước như sau :
+ Dùng áp lực nén trước bằng đúng tải trọng cơng trình sẽ xây dựng.
+ Dùng áp lực nén trước lớn hơn tải trọng cơng trình (khoảng 20%) để tăng
nhanh q trình cố kết, khơng nên chọn q lớn sẽ làm cho nền đất bị phá hoại.
Độ lún dự tính của nền đất yếu dưới tác dụng của tải trọng nén trước được
xác định theo cơng thức kinh nghiệm sau :
(4.19)
Trong đó :
St : độ lún dự tính trong thời gian t nào đó;
t : thời gian nén trước;
 : hệ số kinh nghiệm xác định theo cơng thức :
(4.20)
Trong đó :
S : độ lún ổn định trong q trình nén trước, xác định theo quan trắc thực tế.
(4.21)
ở đây, St1 và St2 là độ lún quan trắc ở thời điểm t1 và t2.
3.4.4 Biện pháp thi cơng.
Có hai cách gia tải nén trước :
- Chất tải trọng nén trước ngay trên mặt đất, tại vị trí sẽ xây móng, đợi một
thời gian theo u cầu để độ lún ổn định, sau đó dỡ tải và đào hố thi cơng móng.
- Có thể xây móng, sau đó chất tải lên móng cho lún đến ổn định, sau đó dỡ
tải và xây các kết cấu bên trên.
Lưu ý chất tải tăng dần theo từng cấp. Mỗi cấp khoảng 15 – 20% tổng tải
trọng. Cần tiến hành theo dõi, quan trắc độ lún để xem độ lún có đạt u cầu khơng,
nếu khơng đạt cần có biện pháp tích cực hơn để nước tiếp tục thốt ra.


3.5 GIẾNG CÁT.
3.5.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
Giếng cát là một trong những biện pháp gia tải trước được sử dụng đối với
các loại đất bùn, than bùn cũng như các loại đất dính bão hòa nước, có tính biến
dạng lớn… khi xây dựng các công trình có kích thước và tải trọng lớn thay đổi theo
thời gian như nền đường, sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi…
Giếng cát có hai tác dụng chính :
- Giếng cát sẽ làm cho nước tự do trong lỗ rỗng thoát đi dưới tác dụng của
gia tải vì vậy làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, làm cho công trình nhanh đạt
đến giới hạn ổn định về lún, đồng thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng
đều.
- Nếu khoảng cách giữa các giếng được chọn thích hợp thì nó còn có tác
dụng làm tăng độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của đất nền tăng lên.
Những điểm giống và khác nhau giữa giếng cát và cọc cát :
- Kích thước (đường kính và chiều dài) tương tự như nhau, nhưng khoảng
cách giữa các giếng cát thì lớn hơn cọc cát.
- Nhiệm vụ của chúng khác nhau :
+ Cọc cát làm chặt đất là chính, làm tăng SCT đất nền, thoát nước lỗ rỗng là
phụ.
+ Giếng cát để thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình cố kết, làm
cho độ lún của nền nhanh chóng ổn định. Làm tăng sức chịu tải của nền là phụ.
3.5.2 Tính toán và thiết kế giếng cát.
Cấu tạo của giếng cát gồm có ba bộ phận chính (hình vẽ) là hệ thống các
giếng cát, đệm cát và lớp gia tải.
3.5.2.1 Đệm cát.
Có nhiệm vụ tạo điều kiện cho công trình lún đều, Chiều dày lớp đệm cát
tính theo công thức kinh nghiệm :
hđ = S + (0,3 – 0,5m)
(4.12)
Trong đó :
hđ : chiều dày lớp đệm cát;
S : độ lún tính toán của nền đất.
Cát làm lớp đệm thường sử dụng cát hạt trung hoặc hạt to.


q
Đệ
m cá
t

L

d

Đấ
t yế
u

Giế
ng cá
t

L
Tầ
ng khô
ng thấ
m nướ
c

Cấ
u tạo giế
ng cá
t trê
n mặ
t bằ
ng.

Sơ đồ cấu tạo giếng cát.

3.5.2.2 Lớp gia tải.
Xác định chiều cao của lớp gia tải :
h=
(4.13)
Trong đó :
 : áp lực do tải trọng ngồi.
Và :   Rtc hay qat
Rtc tính với đất yếu  = 0 và đất đắp ngay trên mặt nên h = 0; vì vậy R tc = c.
Nếu điều kiện trên khơng thỏa mãn thì phải đắp lớp gia tải nhiều lần hoặc dùng bệ
phản áp.
Qat =
(4.14)
3.5.2.3 Giếng cát.
Đường kính giếng cát tốt nhất dc = 35 - 45cm, chiều dài của giếng thường lấy
bằng chiều sâu chịu nén cực hạn của đất nền dưới móng :
+ Móng đơn : lg  2 – 3b (b : chiều rộng móng).
+ Móng băng : lg  4b.
+ Móng bè :
Nếu nền đất yếu có gốc là đất loại sét, thì : lg  9m + 0,15b.
Nếu nền đất yếu có gốc là đất loại cát, thì : lg  6m + 0,10b.
Khoảng cách giữa các giếng cát : Khoảng cách giữa các giếng cát phụ thuộc
vào đường kính giếng cát cũng như tốc độ cố kết của nền đất. Theo kinh nghiệm,
khoảng cách giữa các giếng trong khoảng 1,0 – 5,0m.
3.5.2.4 Tính biến dạng của nền.
Độ lún của nền đất yếu khi chưa có giếng cát :
(4.15)
Trong đó : e1đ; e2đ ; hệ số rỗng của đất ở xung quanh giếng cát trước và sau
khi có tải trọng.
h : chiều dày lớp đất yếu có giếng cát.
Khi nền đất có nhiều lớp khác nhau thì dùng phương pháp tổng độ lún để xác
định.


lỳn ca nn t yu khi cú ging cỏt cú th xỏc nh theo cụng thc kinh
nghim ca Evgờnev :
(4.16)
Trong ú :
eo : h s rng ca nn t trng thỏi t nhiờn;
ep : h s rng ca nn t khi cú ti trng ngoi;
dc : ng kớnh ging cỏt;
L : khong cỏch gia cỏc trc ging cỏt;
h : chiu dy lp t cú ging cỏt.
lỳn theo thi gian :
(4.17)
Mc c kt :
(4.18)
Trong cỏc cụng thc trờn :
mv : h s nộn ca t;
e1 : h s rng ban u ca t;
q : ti trng phõn b u ca cụng trỡnh;
Pn(z,r,t) : ỏp lc nc l rng;
h : chiu dy lp t cú ging cỏt.
3.5.3 Thi cụng ging cỏt.
Quỏ trỡnh thi cụng ging cỏt núi chung ging nh cc cỏt. Cú th h ng thộp
xung bng mỏy úng hoc mỏy rung. Ging cỏt núi chung cha c s dng ph
bin nc ta.
3.6 GIA C NN BNG BC THM.
3.6.1 Phm vi ỏp dng.
Đây là bin pháp mới đc s dng nớc ta và với những công trình đã đc
thoát nớc theo phơng thẳng đng ca bc thm chng t tc đ c kt ca nn đt yu là nhanh
so với các phơng pháp khác. Bin pháp này c th s dng đc rng rãi vì theo kinh
nghim nớc ngoài, đây là bin pháp hữu hiu trong bài toán giải quyt tc đ c kt
ca nn đt yu.
Công ngh này thích dng cho vic xây dng nhà c s tầng c s tầng 3 - 4
tầng xây dng trên nn đt mới lp mà dới lớp đt lp là lớp bn sâu.
3.6.2 Mụ t v cụng ngh.
Nn đt sình lầy, đt bn và á sét bão hoà nớc nu ch lp đt hoc cát lên trên, thi
gian đ lớp sình lầy c kt rt lâu kéo dài thi gian ch đi xây dng. Cắm xung đt
các ng c bc thoát nớc thẳng đng xung đt làm thành lới ô với khoảng cách mắt lới ô
là 500 mm. Vị trí ng c bc nằm mắt lới. ng thoát nớc c bc thng cắm sâu khoảng
18 - 22 mét.


ng thoát nớc c bc c đng kính 50 - 60 mm. V ng bằng nha c rt nhiu lỗ
châm kim đ nớc t do qua lại. Trong ng đ bc bằng si pôlime dc theo ng đ nớc dn
theo bc lên, xung, trong ng.
Phơng pháp này đc gi là phơng pháp thoát nớc thẳng đng (vertical drain).
Vic cắm ng xung đt nh loại máy cắm bc thm.
Khi nn đt đc đ các lớp cát bên trên đ nâng đ cao đng thi dng làm lớp
gia tải gip cho s chắt bớt nớc lớp dới sâu đ lớp đt này c kt đ khả năng chịu tải,
nớc trong đt bị áp lc ca tải làm nớc tách ra và lên cao theo bc, đt c kt nhanh. Khi
giảm tải, nớc cha trong ng c bc mà không hoc ít tr lại làm nhão đt. Kt hp s
dng vải địa k thut tip tc chắt nớc trong đt và đ cát bên trên s cải thin tính
cht đt nn nhanh chng.

Cm bc thm vo nn sột yu
3.7 GIA C NN BNG VI A K THUT.
3.7.1 Gia c nn ng.
i vi nn t p, vic t vo 1 hoc nhiu lp vi a k thut s lm tng
cng chu ko v ci thin n nh ca nn ng chng li s trt trn. Mt
khc, vi a k thut cn c tc dng lm cho ln ca nn t p c ng u
hn.


Phạm vi p dụng : xử lý cục bộ sự mất ổn định của nền đất đắp, sử dụng nhiều
trong cc cơng trình giao thơng hoặc nền gia cố bằng đệm ct, giếng cát, gia cường
cho tường chắn, …
Một số lưu ý khi gia cố nền đường :
Nn sử dụng cc vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (vải địa kỹ thuật, lưới kỹ thuật)
có cường độ cao, biến dạng nhỏ, lu lo hĩa lm lớp thảm tăng cường cho nền đất đắp.
Hướng dọc hoặc hướng có cường độ cao của lớp thảm phải thẳng gĩc với tim
đường.
Việc sử dụng vật liệu địa kỹ thuật khơng bị hạn chế bới điều kiện địa chất,
nhưng khi nền đất cng yếu thì tc dụng cng r. Số lớp thảm tăng cường phải dựa vo
tính toán để xác định, cĩ thể bố trí 1 hoặc nhiều lớp, cch nhau khoảng 15 – 30cm.
Phải bố trí đủ chiều dài đoạn neo giữ, trong chiều dài đoạn neo, tỷ số của lực
ma st với mặt trn v mặt dưới của lớp thảm P f v lực ko thiết kế của lớp thảm P j phải
thỏa mn điều kiện :
Gĩc ma st giữa lớp thảm v vật liệu đắp f nn dựa vo kết quả thí nghiệm để
xác định, nếu không làm được thí nghiệm, cĩ thể xác định theo cơng thức sau :
Trong đó q l gĩc ma st trong xác định bằng thí nghiệm cắt nhanh của vật liệu
đắp tiếp xc với lớp thảm.
3.7.2 Gia cố tường chắn đất.
Hiện nay người ta chọn phương pháp gia cố phần đất đắp sau lưng tường
bằng vải địa kỹ thuật hay các lưới kim loại để tạo ra các tường chắn đất mềm dẻo
nhằm thay thế cc loại tường chắn thông thường bằng tường cứng. Cc lớp vải địa kỹ
thuật ny sẽ chịu p lực ngang từ khối đất sau lưng tường.
Cấu tạo tường chắn như sau :


Ghi ch :

Pa1 = KẫH;
Pa2 = Kaq;
Sv : khoảng cch giữa cc lớp vải (chiều dy lớp đất);
Le : chiều dài đoạn neo giữ cần thiết, Le ≥ 1m.
Lr : chiều di lớp vải nằm trước mặt trượt;
Lo : chiều dài đoạn vải ghp chồng.

Tồng chiều di :

∑L = Le + Lr + Lo + Sv

Chiều di thiết kế :

L = Le + Lr

Tính tốn khoảng cch v chiều di lớp vải :

Xt p lực ngang tc dụng ln 1m di tường :
- Tính tốn được khoảng cch giữa cc lớp vải :
Trong đĩ :

FS - hệ số an tồn lấy bằng 1,3 – 1,5;

T : cường độ chịu ko của vải (T/m; KN/m), được cung cấp từ nh sản xuất ty
theo mỗi loại vải.
- Tính tốn chiều di neo giữ cần thiết :
≥ 1m.
- Tính tốn chiều di lớp vải nằm trước mặt trượt :
Lr = (H-Z)tg(450-ư/2)
- Tính tốn chiều di đoạn vải ghp chồng :


≥ 1m.
Ngồi ra cần kiểm tra về điều kiện chống trượt v chống lật đổ của tường chắn
như cc loại tường chắn thơng thường.



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

Tải bản đầy đủ ngay

×

×