1 | P a g e LỜI MỞ ĐẦU Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý hiệu quả, không đánh giá chính xác được các tính chất.
LỜI MỞ ĐẦU Trong thực tế xây dựng, có nhiều cơng trình bị lún, sập xây dựng đất yếu khơng có biện pháp xử lý hiệu quả, khơng đánh giá xác tính chất lý đất để làm sở đề giải pháp xử lý móng phù hợp Đây 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 Cho đến nước ta, việc xây dựng đắp đất yếu vấn đề tồn tốn khó người xây dựng, đặt nhiều vấn đề phức tạp cần nghiên cứu xử lý nghiêm túc, đảm bảo ổn định độ lún cho phép công trình Nền đất yếu đất khơng đủ sức chịu tải, không đủ độ bền biến dạng nhiều, thiên nhiên cho công trình xây dựng Khi xây dựng cơng trình dân dụng, cầu đường, thường gặp loại đất yếu, tùy thược tính chất cảu lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo cơng trình mà người ta dúng phương pháp xử lý móng nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải đất, cải thiện số tính chất lý đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt đất… Các biện pháp xử lý thông thường: Các biện pháp học: Bao gồm phương pháp làm chặt đầm, đầm chấn động, phương pháp làm chặt giếng cát, loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi…), phương pháp thay đất, phương pháp nén trước, phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát… Các biện pháp vật lý: Gồm phương pháp hạ mực nước ngầm, phương pháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm… Các biện pháp hóa học: Gồm phương pháp keo kết đất xi măng, vữa xi măng, phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa… 1|Page NỘI DUNG I Khái niệm giếng cát: Giếng cát cột cát liên tục có tiết diện ngang hình trịn, đường kính khơng đổi hình thành sau q trình đưa lượng cát chọn lọc vào tầng đất yếu qua ống vách phương pháp ấn rút ống vách Giếng cát dùng để dẫn nước từ đất yếu lên tầng đệm cát phía ngồi, nhờ tăng tốc độ cố kết, tăng nhanh sức chịu tải thay đổi số tiêu lý học sức kháng cắt thân đất yếu Nó biện pháp gia tải trước sử dụng loại đất bùn, than bùn loại đất dính bão hịa nước có tính biến dạng lớn Khi xây dựng cơng trình lớn có kích thước tải trọng lớn thay đổi theo thời gian theo thời gian theo Hình 1.Biện pháp xử lý đất yếu phương pháp giếng cát Hình Giếng cát Polymer 2|Page II Đặc điểm phạm vi áp dụng: 1) Đặc điểm: Về mặt cấu trúc, giếng cấu trúc thủy lực chơn thẳng đứng Trong q trình hoạt động, tiếp xúc với nước ngầm nước thải, khắc nghiệt nhiệt độ mùa đơng lạnh tan băng sau Vật liệu sản xuất phải có khả chống lại yếu tố này, khơng độ kín bể đặt câu hỏi Các giếng cát khác đường kính vịng bên nở Các yếu tố bền, khoảng trống xuất hiện, khó để sửa chữa chúng Tùy chọn tốt trường hợp thay hoàn tồn phần bị rị rỉ Hình 3: Cấu trúc giếng cát Ưu điểm: -Sử dụng vùng có đất yếu lớn, chiều sâu xử lý lớn 20m -Tốc độ cố kết nhanh bậc thấm, nên thời gian chờ lún cố kết nhỏ Độ lún dư sau xử lý nhỏ -Mực độ rủi ro thấp, diễn biến lún không phức tạp -Khả chống ổn định trượt sau cao bậc thấm, ngồi tác dụng nước để cố kết, cịn tác dụng cải thiện đất ngau q trình thi cơng giếng cát Nhược điểm: -Phải có thiết bị thi cơng, cần cắm giếng cát sâu 20m -Phải tốn cát có hệ số thấm cao để lấp giếng 3|Page -Có thể xảy tượng cát nhồi bị ngắt quãng giếng, tác dụng dẫn nước bị giảm -Tiến độ thi công chậm bậc thấm -Cần lưu ý sử dụng giếng cát gia cố đất yếu cần đảm bảo đạt độ đồng đêu cát suốt chiều dại giếng cát, tránh tượng đứt đầu giếng cát tác dụng loại tải trọng Xử lý đất yếu giếng cát phát huy hiệu cao đất yếu có hàm lượng hữu khơng lớn (thường < 10%) tải trọng đắp lớn áp lực tiền cố kết đất yếu 2) Phạm vi áp dụng: Giếng cát thoát nước dùng để gia cố đất yếu cho loại cơng trình sau: Trong xây dựng cơng trình giao thơng: Xây dựng đường đất yếu (gọi tắt đường đắp) để tăng nhanh tốc độ cố kết tăng nhanh cường độ đất yếu để đảm bảo ổn định đắp hạn chế độ lún trước làm kết cấu áo đường; Trong cơng trình dân dụng công nghiệp: Tôn đất yếu (gọi tắt đắp) đề làm mặt chứa vật liệu, để xây dựng kho chứa tầng, để xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp loại nhỏ có tải trọng phân bố diện rộng (sau lún đến ổn định) III Trình tự thi cơng: Trình tự thi cơng gia cố đất yếu giếng cát thực theo bước sau: Bước 1: Chuẩn bị thi công; Bước 2: Thi công lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách; Bước 3: Thi cơng lớp đệm cát nước ngang hệ thống nước bề mặt; Bước 4: Thi cơng giếng cát (thi cơng thí điểm; thi cơng đại trà); Bước 5: Thi công hệ thống quan trắc; Bước 6: Đắp vật liệu gia tải dỡ tải Hình 4: Một số hình ảnh thi cơng giếng cát 4|Page IV Kiểm tra nghiệm thu: 1) Kiểm tra trước thi công: Kiểm tra thiết bị, vật liệu, mặt thi công theo hồ sơ thiết kế Kiểm tra chiều dày, cao độ tầng đệm cát theo hồ sơ thiết kế 2) Kiểm tra q trình thi cơng: Trong q trình thi cơng giếng cát, giếng cát phải kiểm tra nội dung sau: Vị trí cắm ống vách; kiểm tra phương thẳng đứng ống vách so với dây dọi; chiều dài giếng cát; lượng cát thi công; kết lực cắm ống vách; tốc độ cắm rút ống vách vị trí giếng cát quy định Trong trường hợp có cố thi cơng giếng cát dẫn đến lượng cát tính tốn khơng đủ cho giếng cát cần kiểm tra tính liên tục thơng qua thí nghiệm xun tĩnh Nếu kết kiểm tra phản ánh cát giếng cát không liên tục phải để thiết kế bố trí bổ sung giếng cát thay Kiểm tra chất lượng vật liệu: - Kiểm tra chất lượng cát thi công giếng cát theo tần suất 100 m3 thí nghiệm mẫu - Kiểm tra chất lượng cát thoát nước theo tần suất 500 m3 phải thí nghiệm kiểm tra mẫu - Kiểm tra chất lượng thoát nước ngang theo tần suất 500 m thí nghiệm mẫu thay đổi lô hàng nhập - Kiểm tra chất lượng vải địa kỹ thuật theo tần suất 10.000 m2 thí nghiệm mẫu thay đổi lơ hàng nhập Khối lượng kiểm tra trung bình 1.000 m dài đường may mối nối vải thí nghiệm mẫu 3) Kiểm tra nghiệm thu sau hoàn thành: Trước nghiệm thu nhà thầu phải -Tự kiểm tra chất lượng hạng mục thi công theo quy định -Phải dọn trường thi công theo yêu cầu Kiểm tra phục vụ cho việc nghiệm thu phải thực với nội dung sau: - Kiểm tra biên thực q trình thi cơng - Kiểm tra yếu tố hình học Nếu kết kiểm tra cho thấy số nội dung chưa đạt yêu cầu, phải yêu cầu nhà thầu bổ sung, sửa chữa kiểm tra đạt văn nghiệm thu Việc nghiệm thu hạng mục cơng trình giếng cát phải thực theo quy định hành 5|Page V Xử lý đất yếu phương pháp giếng cát đường liên tỉnh 25A, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai: Tóm tắt: Dự án nâng cấp, mở rộng đường liên tỉnh 25A, nối từ QL51, tỉnh Đồng Nai đến Cát Lái, TP Hồ Chí Minh Có đoạn điều chỉnh tuyến, qua vùng đất bùn sét yếu có chiều dày 12m - 17m Bài báo trình bày nghiên cứu xử lý đất yếu phương pháp giếng cát Sử dụng hai cách tính tốn: Lập bảng tính Excel sử dụng phần mềm Plaxis 2D, qua có so sánh rút kết luận cần thiết, phù hợp với thực tế Đặt vấn đề: Đồng Nai tỉnh có tốc độ phát triển cơng nghiệp nhanh chóng hàng đầu nước Nhu cầu vận chuyển từ nhà máy, khu công nghiệp đến bến cảng để xuất - nhập hàng hóa lớn Tuyến đường liên tỉnh 25A tuyến đường trọng điểm địa bàn huyện Nhơn Trạch, cảng Cát Lái, có yêu cầu cao, kể lưu lượng tải trọng trục xe Tuyến đường đường cũ, có số đoạn chỉnh sửa tuyến, phải qua vùng địa chất có đất yếu bùn sét, với chiều dày trung bình từ 12m đến 17m, cần phải xử lý để đảm bảo ổn định độ lún đạt tiêu chuẩn cho phép So sánh nhiều giải pháp xử lý đất yếu khác nhau, lựa chọn phương pháp giếng cát cho công trình Đặc điểm địa chất cơng trình: Hồ sơ khảo sát địa chất bổ sung chủ yếu khoan vị trí xuất đất yếu, đoạn đường qua đất đồi ổn định không khoan bổ sung mà sử dụng hồ sơ tài liệu khoan trước Địa chất cơng trình có đặc điểm lớp đất sau: [1] - Đất đắp: Đất san lấp đường hữu đất đắp bờ kênh, bờ ruộng, bờ ao Đây lớp đất đường hữu đất đắp bờ kênh, bờ ruộng bờ ao khu vực tuyến khảo sát, có chiều dày từ 0,70m ÷ 1,20m Lớp đất có chiều dày mỏng phân bố gián đoạn khu vực tuyến khảo sát Do vậy, mô tả chi tiết lớp đất phiếu hình trụ hố khoan, khơng thể mặt cắt địa chất cơng trình - Lớp 1: Bùn sét lẫn mùn thực vật màu xám đen; trạng thái chảy đến dẻo chảy + Lớp bùn sét nằm khu vực nghiên cứu Lớp có chiều dày lớn 12,70 ÷ 17,00m phân bố gián đoạn đất tuyến khảo sát Thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT (27 thí nghiệm) có giá trị N = ÷ Giá trị cho thấy tầng đất yếu vị trí khoan khảo sát - Lớp 2: Sét màu xám vàng, xám tro, trạng thái dẻo cứng + Lớp sét phân bố khu vực hố khoan (HK3-BS) theo tài liệu địa chất khu vực, lớp phân bố giãn đoạn lộ bề mặt tuyến khảo sát nơi địa hình cao chân sườn đồi Chiều dày hố khoan HK3-BS 5,80m 6|Page + Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (3 thí nghiệm) có giá trị N = ÷ 15 - Lớp 3: Sét pha màu xám vàng, xám trắng, đốm tím, trạng thái dẻo cứng + Lớp sét pha phân bố khu vực hố khoan (HK3-BS) theo tài liệu địa chất khu vực, lớp phân bố giãn đoạn tuyến khảo sát nơi địa hình cao chân sườn đồi Chiều dày hố khoan HK3-BS 4,20m + Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (2 thí nghiệm) có giá trị N = ÷ - Lớp 4:Cát hạt mịn đến thơ lẫn bụi sét màu xám trắng, xám vàng, nâu đỏ, chặt vừa + Lớp nằm lớp 3, chiều dày >1,00 ÷ 7,00m phân bố rộng khắp đất khảo sát cầu, bắt gặp tất hố khoan + Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT (10 thí nghiệm) có giá trị N = ÷ 17 - Lớp 5: Sét màu xám trắng, xám tro, trạng thái dẻo cứng + Lớp sét nằm lớp lớp chiều sâu nghiên cứu, chiều dày lớn chưa xác định, khoan vào lớp 1,50m, bắt gặp hố khoan HK5-BS + Thí nghiệm xun tiêu chuẩn SPT (1 thí nghiệm) có giá trị N = 11 Bảng 2.1 Thống kê số tiêu - lý lớp đất 7|Page Hình 2.1: Ảnh chụp đoạn chỉnh tuyến qua vùng đất yếu Hình 2.2: Ảnh chụp đoạn chỉnh tuyến qua vùng đất yếu Tính toán xử lý gia cường đất yếu phương pháp giếng cát: - Bố trí giếng cát: Sử dụng giếng cát D = 0,3m, bố trí lưới tam giác cạnh @ = 2,5m, kết hợp với lớp vải địa kỹ thuật hệ thống rãnh thoát nước chân ta-luy đắp - Chiều dài giếng dự kiến: Tùy vào địa chất vị trí cầu thiết kế chiều sâu khác nhau, từ 11 đến 15m [2] 3.1 Tính tốn xử lý Sử dụng hai phương pháp tính để so sánh kết quả: Tính bảng tính Excel tính phần mềm Plaxis 2D (Version 8.5) 3.1.1 Tính bảng tính Excel Cơng thức tính: [3] 8|Page Trong đó: Hi - Chiều dày lớp đất; eoi - Hệ số rỗng lớp đất tính tốn; Cic - Chỉ số nén lún (trong phạm vi σibt > σip); Cir - Chỉ số nén lún (trong phạm vi σ ibt < σip); σibt - Áp lực trọng lượng thân lớp đất tự nhiên nằm lớp i, σbti= γi.hi +σbti-1; σip - Áp lực tiền cố kết lớp i; 3.1.2 Tính phần mềm Plaxis 2D Ver 8.5 9|Page 3.2 Một số kết tính tốn: Bảng 3.1 Kết tính tốn xử lý giếng cát phần mềm Plaxis - Đoạn Bảng 3.2 So sánh kết tính tốn lập bảng tính Excel phần mềm Plaxis Đoạn 10 | P a g e Một số hình ảnh q trình thi cơng: Kết luận - Xử lý đất yếu bùn sét đường đắp giếng cát phương pháp phổ biến, thi công đơn giản giá thành rẻ nhiều so với giải pháp xử lý cọc xi măng đất, đặc biệt nơi có sẵn nguồn cát sông dồi ven sông Đồng Nai công trình đường liên tỉnh 25A - Kết tính tốn phương pháp lập bảng tính Excel sử dụng phần mềm Plaxis 2D tương đồng Tuy nhiên, Plaxis cho thấy kết tổng quát hơn, bao gồm biến dạng, độ lún, độ ổn định, đường đồng mức chuyển vị thể cung trượt nguy hiểm - Khi tính tốn xác định độ lún cố kết cuối đất yếu nên sử dụng cách tính theo 22TCN 262-2000 cách tính có xét đến đặc trưng cố kết đất yếu, cho kết phù hợp với thực tế Trong tính tốn cần chia bước phù hợp với điều kiện thi công phải xét đến thời gian tác dụng tải trọng đắp tính độ lún độ cố kết theo thời gian 11 | P a g e MỤC LỤC LỜI MỞ ĐẦU .1 NỘI DUNG I Khái niệm giếng cát: II Đặc điểm phạm vTi áp dụng: 1) Đặc điểm: Ưu điểm: Nhược điểm: 2) Phạm vi áp dụng: III Trình tự thi cơng: IV Kiểm tra nghiệm thu: 1) Kiểm tra trước thi công: 2) Kiểm tra q trình thi cơng: 3) Kiểm tra nghiệm thu sau hoàn thành: V Xử lý đất yếu phương pháp giếng cát đường liên tỉnh 25A, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai: Đặt vấn đề: Đặc điểm địa chất cơng trình: Tính tốn xử lý gia cường đất yếu phương pháp giếng cát: 3.1 Tính tốn xử lý 3.1.1 Tính bảng tính Excel 3.1.2 Tính phần mềm Plaxis 2D Ver 8.5 3.2 Một số kết tính tốn: 10 Một số hình ảnh trình thi cơng: 11 Kết luận 11 Tài liệu tham khảo: TCVN 11713-2017 https://tapchigiaothong.vn https://engineer.decorexpro.com https://toc.123docz.net 12 | P a g e 13 | P a g e ... cải thiện đất ngau q trình thi cơng giếng cát Nhược điểm: -Phải có thiết bị thi công, cần cắm giếng cát sâu 20m -Phải tốn cát có hệ số thấm cao để lấp giếng 3|Page -Có thể xảy tượng cát nhồi... trình thi cơng: Trong q trình thi cơng giếng cát, giếng cát phải kiểm tra nội dung sau: Vị trí cắm ống vách; kiểm tra phương thẳng đứng ống vách so với dây dọi; chiều dài giếng cát; lượng cát thi... quãng giếng, tác dụng dẫn nước bị giảm -Tiến độ thi công chậm bậc thấm -Cần lưu ý sử dụng giếng cát gia cố đất yếu cần đảm bảo đạt độ đồng đêu cát suốt chiều dại giếng cát, tránh tượng đứt đầu giếng