Tài liệu CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU ppt

Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Nhóm chun mơn CHĐ-Nền Móng Bài giảng Nền Móng CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU ß1 KHÁI NIỆM 1.1 Khái niệm đất yếu Nền đất yếu đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền biến dạng nhiều, làm thiên nhiên cho cơng trình xây dựng Khi xây dựng cơng trình dân dụng, cầu đường, thường gặp loại đất yếu, tùy thuộc vào tính chất lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo cơng trình mà người ta dùng phương pháp xử lý móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình Trong thực tế xây dựng, có nhiều cơng trình bị lún, sập hư hỏng xây dựng đất yếu khơng có biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá xác tính chất lý đất Do việc đánh giá xác chặt chẽ tính chất lý đất yếu (chủ yếu thí nghiệm phịng trường) để làm sở đề giải pháp xử lý móng phù hợp vấn đề khó khăn, địi hỏi kết hợp chặt chẽ kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm tối đa cố, hư hỏng cơng trình xây dựng đất yếu 1.2 Một số đặc điểm đất yếu Thuộc loại đất yếu thường đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải bé (0,5 – 1kG/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a> 0,1 cm2/kG); Hệ sô rỗng e lớn (e > 1,0); Độ sệt lớn ( B > 1); Mo đun biến dạng bé (E< 50kG/cm2); Khả chống cắt bé (ϕ, c bé), khả thấm nước bé; Hàm lượng nước đất cao, độ bão hòa nước G> 0,8, dung trọng bé; 1.3 Các loại đất yếu thường gặp + Đất sét mềm: gồm loại đất sét sét tương đối chặt, trạng thái bão hịa nước, có cường độ thấp; + Bùn: Các loại đất tạo thành môi trường nước, thành phần hạt mịn ( 10m thì: lc ≥ 9m + 0,15b (nền sét); lc ≥ 6m + 0,10b (nền cát); Theo kinh nghiệm chiều dài cọc cát thường lấy đến độ sâu đáy móng xem hết lún (tại độ sâu có σ gl ≤ 0,2σ bt ) 4.3.3 Thi công kiểm tra cọc cát Việc thi công đóng cọc cát máy chuyên dụng Nếu móng cơng trình cần phải đào đào chừa lại 1m để sau thi cơng vét đất vị trí khơng Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG VI TRANG 145 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Bộ mơn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Nhóm chun mơn CHĐ-Nền Móng Bài giảng Nền Móng chặt Việc thi cơng đóng cọc nhờ phận chấn b) động, máy rung ấn ống thép (đường kính 40-60cm) a) vào lòng đất đến cao độ thiết kế Sau đóng xuống đất, ống thép có đàu đóng lại (hình 4.13a) Sau người ta nhấc phận chấn động Nhồi cát vào đặt máy chấn động vào rung khoảng 15 – 20 giây Tiếp theo bỏ máy chấn động rút ống lên chừng 0,5m đặt máy rung vào rung 10 – 15 giây cho đầu cọc mở (hình 4.13b) để cát tụt xuống Sau rút ống lên dần đều, vừa rút ống vừa rung cho cát chặt • Kiểm tra cọc cát: Sau thi công cần kiểm tra lại cọc cát phương pháp sau: Hình 4.13 - Khoan lấy mẫu đất cọc để xác định γnc, enc, c, ϕ sau nén chặt từ tính cường độ đất sau nén chặt - Dùng xuyên tiêu chuẩn để kiểm tra độ chặt cát cọc đất cọc - Thí nghiệm bàn nén tĩnh tải trường mặt cọc cát Diện tích bàn nén yêu cầu phải lớn (≥ 4m2) để chùm cọc để thí nghiệm 4.5 Xử lý cọc vơi cọc đất – xi măng 4.5.1 Đặc điểm phạm vi áp dụng Cọc vôi thường dùng để xử lý, nén chặt lớp đất yếu như: Than bùn, bùn, sét sét pha trạng thái dẻo nhão Cáưn khoan Việc sử dụng cọc vơi có tác dụng sau: ÄÚng dáùn - Sau cọc vôi đầm chặt, đường kính cọc vơi tăng lên 20% làm cho đất xung quanh nén Mạy âiãưu khiãøn Xilä chặt lại - Khi vôi lỗ khoan tỏa nhiệt lượng lớn làm cho nước lỗ rỗng bốc làm giảm độ ẩm tăng nhanh trình nén chặt Sau xử lý Hình 4.14: Sơ đồ máy thi công cọc đất - vôi cọc vôi đất cải thiện đáng kể: + Độ ẩm đất giảm 5-8%; + Lực dính tăng lên khoảng 1,5 –3 lần; Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG VI TRANG 146 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Bộ môn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Nhóm chun mơn CHĐ-Nền Móng Bài giảng Nền Móng + Modun biến dạng tăng lên 3-4 lần; + Cường độ đất cọc vơi tăng lên đến lần; Với ưu điểm cho thấy xử lý đất yếu cọc vơi có hiệu đáng kể Tuy nhiên gặp đất nhão, yếu (đất có B> 1) hiệu nén chặt cọc vơi bị hạn chế Với loại bùn gốc sét nhão yếu hiệu nén chặt vơi đất sét thấm nước yếu nên việc ép nước lỗ rỗng khó, hiệu 4.4.2 Thiết kế thi cơng cọc vơi Việc tính tốn thiết kế cọc vôi tương tự cọc cát, nhiên cần ý khả thoát nước chúng khác Với cọc cát khả nước thời gian dài với cọc vơi khả nước nhanh thời gian đầu sau giảm nhiều Thi cơng cọc vôi : Để thi công cọc vôi trước hết phải khoan tạo lỗ, lỗ khoan từ 240-400mm, thành lỗ khoan bị sạt lở hạ ống thép, sau cho lớp vôi sống dày khoảng 1m xuống lỗ khoan đầm chặt lớp hết chiều sâu Kết hợp vừa đầm vừa rút ống lên Hiệu nén chặt cọt vôi phụ thuộc vào chất lương đầm chặt thành phần hóa học vơi Độ chặt cường độ cọc vơi kiểm tra cọc cát 4.5.1 Cọc đất – vôi a Chế tạo cọc đất – vôi Việc chế tạo cọc đất – vôi phức tạp phải sử dụng máy chuyên dụng (Hình 4.14) Cấu tạo máy gồm hai phận: Phần máy điều khiển xi lô đựng vôi bột (máy Alimak Thụy Điển sản suất) Hoạt động máy sau: Lưỡi khoan có đường kính b/4 b b/4 khoảng 500mm có tác dụng tạo lỗ làm cho đất tơi chỗ, chiều sâu Coüc väi-âáút khoan đạt tới 20m, khoan đến độ sâu thiết kế bắt đầu q trình phun vơi Vơi bột chứa xi lơ dung tích 2,5m3 Khi máy vận hành, phận máy nén khí tạo nên áp lực xilơ áp lực đẩy vôi bột từ xi lô vào ống cao su dẫn qua cần khoan vào lỗ khoan chui lỗ nhỏ φ=30mm lưỡi khoan phun vào đất vôi bột tác dụng với nước lỗ rỗng tạo nên liên kết ximăng liên kết gắn kết hạt khoáng vật đất lại làm cho đất cứng Hình 4.15: Xử lý đất yếu cọc vôi – đất Đà nẵng 9/2006 CHƯƠNG VI TRANG 147 Trường ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐÀ NẴNG Bộ mơn Cơ sở kỹ thuật Xây dựng Nhóm chun mơn CHĐ-Nền Móng Bài giảng Nền Móng b Hiệu ứng dụng Khi tạo cọc vơi đất cường độ cọc phụ thuộc vào lượng vôi thời gian Kết nghiên cứu cho thấy lượng vơi nhiều độ cứng cọc tăng nhanh Ở nước ta với đất yếu có độ ẩm tự nhiên từ 40-70% dùng hàm lựợng vơi từ 6-12% hợp lý Với tỷ lệ cường độ cọc đạt 50% sau tháng 70 – 80% sau tháng Cọc đất – vôi xử lý làm tăng cường độ chống cắt đất lên hàng 10 lần, sử dụng cọc đất vơi làm tường cừ làm cho cơng trình Khoảng cách cọc vôi tùy thuộc đặc điểm tải trọng, theo kinh nghiệm lấy 0,75m, chiều dài cọc phải vượt chiều sâu chịu nén đất, lưới cọc trùm diện tích đáy móng b/4 với b bề rộng móng Việc kiểm tra sức chịu tải xử lý cần xác định thí nghiệm nén tĩnh trường, với kích thước bàn nén 100x100cm 4.5.4 Cọc đất – ximăng Việc chế tạo cọc đất – xi măng giống cọc đất – vôi, xi lô chứa xi măng phun vào đất với tỷ lệ định trước Lưu ý sàn ximăng trước đổ vào xilơ để đảm bảo ximăng khơng bị vón cục hạt ximăng có kích thước