bg nen mong cong trinh xay dung chuong 6 619

CONSTRUCTION ON SOFTSOILS XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VIỆN KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH ĐẶC BIỆT Instructor: Nguyễn Tương Lai Course: Nền móng CTXD 4.1 Concept/Khái niệm   Nền đất yếu: đất không đủ sức chịu tải bị biến dạng lớn Đặc điểm đất yếu:     Sức chịu tải bé ( 0,5÷1kG/cm2); Khả chống cắt nhỏ ( , c bé); Độ sệt lớn ( B > 1); đất bão hịa nước (G > 0,8); Mơ đun biến dạng bé (E< 50kG/cm2); Hệ số rỗng lớn (e > 1,0); Đất có tính nén lún lớn (a> 0,1 cm2/kG); Khả thấm cao; Đất có chứa nhiều tạp chất hữu Một số loại đất yếu thường gặp:    Đất dính no nước: sét, sét bão hòa nước, trạng thái dẻo mềm đến nhão; Bùn, than bùn Cát mịn xốp rời; Nếu no nước dễ bị hóa lỏng chịu tải động Đất bazan: xốp rỗng, dễ bị lún sập 4.1 Concept/Khái niệm  Yếu tố ảnh hưởng đến xây dựng cơng trình đất yếu:    Đặc điểm cơng trình: liên quan đến tải trọng tác dụng lên nền, ảnh hưởng biến dạng đến cơng trình,… Đặc điểm đất: cấu trúc địa chất, lịch sử chất tải Các biện pháp xây dựng cơng trình đất yếu:     Các biện pháp kết cấu cơng trình: làm cho cơng trình thích nghi với điều kiện làm việc (giảm tải trọng, tăng độ bền kết cấu); Các biện pháp kết cấu móng: lựa chọn giải pháp móng phù hợp để phân bố hợp lý tải trọng xuống chống ảnh hưởng biến dạng không nền; Các biện pháp xử lý, gia cố nền: tăng khả chịu lực, giảm mức độ biến dạng xây dựng cơng trình; Các biện pháp thi cơng để xử lý nền: điều chỉnh tốc độ thi công để cải thiện tính chất nền; 4.2 Các biện pháp kết cấu cơng trình Áp dụng biện pháp kết cấu cơng trình nhằm mục đích giảm tải trọng xuống móng tăng khả chịu lực kết cấu cơng trình    Các biện pháp thường dùng:  Sử dụng vật liệu nhẹ kết cấu nhẹ giảm tải trọng xuống móng  Làm tăng độ mềm cơng trình để giảm nội lực phụ thêm lún không (sử dụng kết cấu tĩnh định, phân tách phận có độ cứng khác biệt khe lún);  Tăng cường độ cho kết cấu cơng trình: gia cường cục bộ, sử dụng vật liệu cường độ cao Chú ý cấu tạo khe lún:  Phân chia cơng trình thành khối độc lập từ móng đến mái;  Chiều rộng khe lún tối thiểu 5cm theo tính tốn độ nghiêng;  Khi tính biến dạng khối phải xét ảnh hưởng móng lân cận 4.2 Các biện pháp kết cấu cơng trình  Sử dụng vật liệu nhẹ kết cấu nhẹ: xây tường gạch ống, sử dụng kết cấu sàn bóng, sử dụng kết cấu liên hợp thép-bê tông, kết cấu dàn thép, kết cấu mái treo,…  Làm tăng độ mềm công trình: bố trí khe lún phù hợp để giảm ảnh hưởng lún lệch, sử dụng kết cấu tĩnh định ngoài,…  Tăng cường độ cho kết cấu cơng trình: sử dụng vật liệu cường độ cao, gia cường cục (vật liệu FRP) 4.3 Các biện pháp móng Các biện pháp móng: nhằm điều chỉnh áp lực đáy móng xuống nền, sức chịu tải nền, độ lún độ cứng móng cho phù hợp     Thay đổi độ sâu đặt móng; Thay đổi kích thước đáy móng; Thay đổi giải pháp móng phù hợp; 4.3 Các biện pháp móng Các biện pháp móng: nhằm điều chỉnh áp lực đáy móng xuống nền, sức chịu tải nền, độ lún độ cứng móng cho phù hợp  LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG Tải trọng nhỏ Nền đất yếu Tải trọng trung bình phân bố diện rộng Nền đất tốt trung bình Tải trọng lớn lệch tâm lớn Tầng hầm Nền đá LỰA CHỌN GIẢI PHÁP MÓNG Tải trọng nhỏ Tải trọng trung bình phân bố diện rộng Tải trọng lớn phân bố diện hẹp Sét dẻo đến mềm Cát chặt Đá cứng 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố Xử lý đất yếu 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 mô đun biến dạng, tăng cường độ chống cắt đất,…  Các biện pháp gia cố thường dùng cho cơng trình dân dụng cơng nghiệp: Thay đất đáy móng lớp đệm cát  Làm chặt đất đầm nén trước: đầm rung, đầm sâu  Gia cố trụ vật liệu rời: cọc cát, cọc đất xi măng, cọc đất vôi  Gia tải nén trước khối đắp, khối đắp kết hợp hút chân không, bấc thấm  Gia cố cọc cứng Lựa chọn giải pháp phù hợp: tùy thuộc vào quy mô gia cố, khả TTB công nghệ, giá thành,… để đảm bảo hiệu  4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng): Nguyên lý: Sử dụng dung dịch chất kết dính (xi măng, vơi) bơm vào trộn với đất tự nhiên, sau thủy hóa liên kết hạt đất thành trụ khối, cải tạo đất yếu  Công dụng:  Giảm lún (tăng e, E), ngăn thấm  Tăng khả chịu tải  Tăng khả cố kết      Phạm vi áp dụng: Cơng trình dân dụng, cơng nghiệp Cơng trình xây dựng đường Hố đào, cơng trình thủy,… 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng): 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng): Nguyên lý thiết kế: lặp LT-TN Xác lập điều kiện thiết kế  Tính tốn ổn định, sức chịu tải, độ lún sử dụng phần mềm địa kỹ thuật Kết khảo sát Thí nghiệm phịng Cơ sở liệu tương trường với đất đại diện theo tỷ quan cường độ lệ trộn khác phòng trường PLAXIS, GEOSTUDIO,…  Tài liệu tham khảo: Xác lập cường độ thiết kế  TCVN 9403-2012 Gia cố đất yếu Đề xuất giải pháp thi công sơ phương pháp trụ đất xi măng xác định kích thước khối gia cố  Masaki Kitazume, Masaaki Terashi Phân tích thiết kế để đáp ứng yêu cầu chức tổng thể “The Deep Mixing Method” CRC Press, Taylor & Francis Group 2013 Điều chỉnh tính trộn Chế tạo trụ thử để xác nhận  cường độ độ đồng chưa đạt cường độ dự tính độ đồng Thiết kế kỹ thuật thi công, thi công đại trà theo quy trình đảm bảo chất lượng yêu cầu 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng): 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng):  Thi công: theo công nghệ trộn ướt (Jet Grouting – wet method) 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.3 Gia cố phương pháp trộn sâu (cọc đất xi măng):  Thi công: theo công nghệ trộn khô (Mechanical Grouting – dry method) 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước:  Nguyên lý: tác dụng áp lực tạm thời lên đất yếu để tạo độ lún trước xây dựng cơng trình; kết hợp với giải pháp nước tăng nhanh q trình ép thoát nước lỗ rỗng, tăng nhanh tốc độ cố kết đất yếu, làm cho lún trước, lún ổn định Công dụng:  Giảm lún (tăng e, E)  Tăng khả chịu tải  Tăng khả cố kết  Phạm vi áp dụng:  Cơng trình dân dụng, cơng nghiệp  Cơng trình xây dựng đường  Nền đắp đất yếu,…  4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước: Cấu tạo : Phần đắp gia tải nén trước; Nền đắp; Đệm cát; Bấc thấm (PVD); Nền đất yếu; Vải địa kỹ thuật; Mốc đo lún; Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước: Tính tốn, thiết kế:  Căn vào đặc điểm đất yếu thời gian gia tải cần thiết để đạt độ lún cố kết cho trước Theo TCVN 9355-2012 Gia cố đất yếu bấc thấm thoát nước  Tính tải trọng nén trước:  1,2 lần tổng tải trọng cơng trình  Chọn loại bấc thấm tính d=2(a+b)/(a+b)/2 với a, b kích thước chiều rộng chiều dày bấc thấm  Tính đ/k ảnh hưởng PVD: D=1,05L hay D=1,13L  Tính nhân tố thời gian:  Xác định độ cố kết từ toán đồ  , ; theo , , 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước:  Tính tốn, thiết kế: Tốn đồ xác định độ cố kết 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước: Tính tốn, thiết kế:  Tính độ cố kết chung:  Tính độ lún cố kết chưa gia cố  khi   gia cố Kiểm tra ổn định đất yếu gia tải nén trước Tiếp tục tính tốn móng nông thiên nhiên : 4.4 Các biện pháp xử lý, gia cố 4.4.4 Gia cố phương pháp bấc thấm (PVD) + gia tải nén trước: Thi cơng:  Định vị vị trí đặt PVD thi công cắm PVD máy chuyên dùng;  Trải vải địa kỹ thuật, đặt hệ thống quan trắc lún nước lỗ rỗng;  Tiến hành đắp lớp đệm cát làm tầng lọc;  Tiến hành đắp gia tải lớp theo giai đoạn kết hợp với quan trắc để xử lý kịp thời tránh gây ổn định đất yếu điều chỉnh tiến độ;  Khi đạt độ lún thiết kế, tiến hành dỡ tải theo lớp; không dỡ tải cục để tránh gây ổn định đất yếu;  Dọn trường, thí nghiệm kiểm tra đặc trưng sau gia cố;  Thi cơng móng cơng trình  4.5 Các biện pháp thi cơng để xử lý 4.5.1 Hạ mực nước ngầm: Khi hạ mực nước ngầm đất bị nén chặt gia tăng áp lực nén P giảm ảnh hưởng đẩy nước ngầm;  Khi hạ mực nước ngầm, áp lực thuỷ động nước theo chiều hướng xuống làm cho đất chặt thêm 4.5.2 Điều chỉnh tốc độ thi công để cải thiện điều kiện chịu lực nền: Tốc độ gia tải khác (hình a), hệ số rỗng thay đổi khác (hình b) sức kháng cắt thay đổi khác (hình c)  1a  1b  1c 2a  2b  2c 3a  3b  3c Hướng dẫn học A Lý thuyết: Điều kiện để xác định đất yếu? Các đặc trưng đất yếu? Phân tích nguyên tắc xây dựng cơng trình đất yếu So sánh nguyên tắc thi công, công dụng, phạm vi áp dụng biện pháp gia cố thuờng dùng thực tế xây dựng Trình bày biện pháp đệm cát gia cố nền: Nguyên lý cấu tạo thi cơng (có vẽ hình), cơng dụng, đặc trưng cần thiết kế (vật liệu, kích thuớc), điều kiện xác định đáy móng đệm cát thay phần lớp dất yếu Tương tự trình bày biện pháp cọc cát gia cố Tương tự trình bày biện pháp nén truớc kết hợp vật nuớc đứng B Bài tập: - Kiểm tra kích thước đáy móng (móng đơn, móng băng) biết chiều dày đệm cát; Kiểm tra sức chịu tải đất yếu đáy đệm cát - Xác định số lượng cọc cát, khoảng cách cọc cát, bố trí cọc cát gia cố cho số liệu móng, tải trọng đất yếu - Lựa chọn giải pháp móng khả thi cho nhà thấp tầng xây dựng đất yếu