BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ ĐỊA CHẤT TIỂU LUẬN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VÀ VẬT LIỆU ĐỊA KỸ THUẬT TỔNG HỢP MÃ HỌC PHẦN 8040507 Đề tài Hãy lựa chọn và thiết kế giải pháp xử lý nền[.]
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT TIỂU LUẬN MÔN HỌC KỸ THUẬT XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VÀ VẬT LIỆU ĐỊA KỸ THUẬT TỔNG HỢP MÃ HỌC PHẦN: 8040507 Đề tài: Hãy lựa chọn thiết kế giải pháp xử lý đường đất yếu cho kiểu cấu trúc đất yếu GIẢNG VIÊN: PGS.TS NGUYỄN HUY PHƯƠNG HỌC VIÊN: VŨ HOÀNG DƯƠNG NGÀNH HỌC: KỸ THUẬT ĐỊA CHẤT (ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH) MÃ HỌC VIÊN: 2128102013 KHÓA: K43 Hải Dương, 2022 ĐỀ TIỂU LUẬN: Hãy lựu chọn thiết kế giải pháp xử lý đường đất yêu cho đoạn I đoạn II kiểu cấu trúc đất yếu gồm 02 lớp: Lớp 1: Sét dẻo, trạng thái dẻo chảy, tiêu lý cho bảng Lớp 2: Sét dẻo, trạng thái nửa cứng, tiêu lý cho bảng Nhiệm vụ: Thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp gia tải trước cho đoạn (hi = 25m), thời gian thi công 18 tháng Thiết kế xử lý đất yêu cọc đất xi măng cho đoạn (hi = 12m), thời gian thi công tháng Biết xử lý đất yếu cọc đất xi măng (ĐXM) với hàm lượng 250 kg/1m đất, giá trị cường độ kháng nén trục qu = 800 Kpa (8,00 kG/cm 2), mô đun đàn hồi cọc ĐXM lấy bằng: E50 = 50qu = 400 kG/cm2, φ = 330, C = 25 kG/cm2 Cho sơ đồ đường đắp cát hạt trung, đầm chặt có ɣ = 1,90 T/m3, E0 = 250 kG/cm, φ = 330, C = 0, kể đường lớp san lấp Bđ = 25 m Hđ = 3.0 m (Đoạn I) Hđ = 5.0 m (Đoạn II) Hình 1: Mặt cắt ngang đoạn tuyến đường 2|Page Bảng1 Tổng hợp tiêu lý lớp TT Tên tiêu Giá trị tiêu Kí hiệu đơn vị Thành phần hạt, P%: Nhóm cát Độ ẩm tự nhiên Khối lượng thể tích tự nhiên P % % % Khối lượng thể tích tự nhiên khơ W % chuẩn Nhóm bụi Nhóm sét 19.4 36.8 43.8 48.3 γw g/cm 1.66 γw g/cm3 1.12 Độ lỗ rỗng Δ g/cm Độ bão hòa eo - 1.356 Độ ẩm giới hạn chảy n % 57.5 10 Độ ẩm giới hạn dẻo S % 93.8 WL % 49.4 % 25.6 IP % 23.8 IS - 0.95 Khối lượng riêng Hệ số rỗng tự nhiên 11 Chỉ số dẻo 12 Độ sệt Thí nghiệm nén trục (CU) Góc ma sát 13 Lực dính kết đơn vị Góc ma sát hữu hiệu Lực dính kết hữu hiệu Thí nghiệm nén trục (UU) Góc ma sát 2.64 W P φcu độ 13038’ Cu kG/cm2 0.118 φ’ độ 23033’ C’ kG/cm2 0.109 φu độ 0050’ 3|Page 14 Lực dính kết đơn vị Cu kG/cm2 0.127 Thí nghiệm nén cố kết cm2/s 15 Hệ số cố kết Cv*10-7 0.4x103 Chỉ số nén Cc 0.15 Chỉ số nở Cr kG/cm Áp lực tiền cố kết Gv Bảng2 Tổng hợp tiêu lý lớp TT Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Nhóm bụi % P Độ ẩm tự nhiên Khối lượng thể tích tự nhiên 24.5 g/cm 1.90 W g/cm31.52 Khối lượng thể tích tự nhiên khơ γw g/cm3 2.68 - 0.763 Khối lượng riêng 43.0 Δ Hệ số rỗng tự nhiên chuẩn γw Giá trị tiêu 32.0 % Nhóm sét 0.47 27.0 41.0 Nhóm cát 0.78 eo % 87.0 % 42.7 Độ lỗ rỗng % 21.3 Độ bão hòa % 21.4 S Độ ẩm giới hạn chảy 10 Độ ẩm giới hạn dẻo WL WP 11 Chỉ số dẻo IP 12 Độ sệt IS -0.15 4|Page Thí nghiệm cắt phẳng 13 Góc ma sát φ độ 05’ Lực dính kết Nén nhanh C kG/cm2 0.248 Mơ đun tổng biến dạng E0 kG/cm2 195 a1-2 cm2/kG 0.019 14 Hệ số nén lún PHẦN ĐẶC ĐIỂM KỸ THUẬT TUYẾN ĐƯỜNG, ĐẤT NỀN VÀ DỰ BÁO VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH CHO NỀN ĐƯỜNG 5|Page Các thơng số kỹ thuật đường đắp tuyến đường Để tính tốn thiết kế giải pháp xử lý đất yếu cần thông số quy mô tải trọng, kích thước tuyến đường với thơng số kỹ thuật sau : Các lớp đất yếu có chiều dày lớn nên xây dựng sử dụng công trình xảy vấn đề ĐCCT sau: - Tải trọng thiết kế: H30-XB80 - Bề rộng mặt đường Bđ = 25m - Hệ số mái dốc: 1: m = 1:1 - Chiều cao đắp tim đường Hđ = 3,0m (Đoạn I) - Chiều cao đắp tim đường Hđ = 5,0m (Đoạn II) Đất đắp có tiêu lý sau: + Khối lượng thể tích: γ = 1,9 T/m3 + Góc ma sát trong: φđ = 33o + Lục dính kết: C = T/m2 Vấn đề ổn định cường độ đường đất yếu Vấn đề ổn định trượt mái dốc taluy đường đắp Vấn đề biến dạng lún Xác định tải trọng tính tốn đường Mục đích xác định tải trọng tính tốn để kiểm tra ổn định dự báo lún phần đất đắp đất yếu Tải trọng tính tốn bao gồm: - Tải trọng đắp; - Tải trọng xe cộ: Theo tiêu chuẩn 22TCN 262 - 2000, tải trọng xe cộ tải trọng số xe nặng tối đa lúc đỗ kín khắp bề rộng đường phân bố 1m chiều dài đường Tải trọng quy đổi tương đương thành lớp đất có chiều cao hx xác định theo cơng thức sau: (1.1) 6|Page Trong đó: G: trọng lượng xe (chọn xe nặng nhất), tấn; n: số xe tối đa xếp bề rộng phạm vi đường; : khối lượng thể tích đất đắp đường, T/m 3; l: phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc; Bảng Quan hệ tải trọng xe phạm vi phân bố tải trọng theo hướng dọc xe G (tấn) 13 30 80 l (m) 4,2 6,6 4,5 l e/2 b d b e/2 Hình Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu Bo: bề rộng phân bố ngang xe xác định theo sơ đồ 2.2 Bo = n.b+ (n-1)d+e (1.2) Bảng Quan hệ loại xe khoảng cách hai bánh xe 7|Page Loại xe Ơ tơ Xe xích b (m) 1,8 2,7 Trong đó: b: khoảng cách hai bánh xe (m); d: khoảng cách ngang tối thiểu xe, thường lấy d= 1,3 (m); e: bề rộng lốp đơi hay vệt bánh xích, thường e = 0,5÷0,8 (m); n: số lượng xe chọn tối đa phải đảm bảo B tính theo cơng thức nhỏ bề rộng đường Chọn: n = (chiếc); b = 1,8 (m); d = 1,3 (m); e = 0,7 (m) Vậy, B0 = 6*1,90+ (6-1)*1,3+ 0,7 = 18,0 (m) Thay vào cơng thức (1.1) ta có: hx = 0,8 (m) Chiều cao lớp đất đắp: Hđ = 3,0 (m) Chiều cao lớp đất đắp quy đổi từ tải trọng xe cộ: hx = 0,80 (m) Vậy, chiều cao lớp đất đắp kể đến tải trọng quy đổi tim đường: HR = Hđ + hx = 3,0 + 0,80 = 3,80 (m) Do đó, tải trọng tác dụng tim đường: qI = H đ = 3,8*1,90 = 7,22 (T/m2) Vấn đề ổn định lún trồi Khi đắp đường đất yếu, phần đường bị lún xuống đất yếu bị đẩy trồi lên hai chân mái dốc, gây nên tượng lún trồi Hình thức phá hoại thường xảy đất yếu xen kẹp hai lớp đất tốt phân bố bên đất đắp 8|Page Hình Nền đường bị phá hoại lún trồi Để tính tốn, tơi sử dụng cơng thức J.Mandel: K = (1.3) Nếu K > 1,2 đường ổn định Nếu K < 1,2 đường ổn định Trong đó: qgh - áp lực giới hạn đất yếu q - ứng suất đường gây tim đường tính theo công thức: q = Pđ + Pht (1.4) Với Pđ: áp lực tải trọng đất đắp (T/m ); Pht: áp lực tải trọng xe cộ (T/m2); Trường hợp đường có chiều rộng nhỏ so với chiều dày lớp đất yếu (B/H < 1,49) qgh = (π + 2)*Cu (1.5) Trường hợp đường có chiều rộng lớn so với chiều dày lớp đất yếu (B/h > 1,49 ) qgh = Nc*Cu (1.6) Trong đó: Cu- lực dính kết khơng nước lớp đất yếu Nc- hệ số thay đổi theo tỷ số B/H tra theo tốn đồ Pilot-Moreau (TCVN 9355-2012) hình 9|Page Hình Toán đồ Pilot-Moreau Đoạn I: Chiều dày đất yếu là: h = 25,0 (m), bề rộng đường Bn = (25 + 2*3) = 31 (m); nên bề rộng đường quy đổi Bqđ = Bn + 2*Hđ = (31+2*3) = 37,0 (m) Ta có: = 0,096*2/25 = 0,076 (kG/cm2); Ta có Cutb = 0,076 kG/cm2 = 0,76 T/m2 Ta có: = 37/25 = 1,48 < 1,49 tính theo cơng thức (1.5) qgh = (π + 2)*Cu qgh = (π + 2)*0,76 = 3,91 T/m2 Tải trọng tác dụng lên tim đường: Theo công thức (1.4) q = Pđ +Px = (Hđ +hx).γđ = 1,90*(3,0 + 0,8) = 7,22 (T/m2); Ta có: K = qgh/q = 3,91/7,22 = 0,54 < 1,2 Vậy đường đoạn I ổn định bị lún trồi Đoạn II: Chiều dày đất yếu là: h = 12,0m, bề rộng đường Bn = (25 + 5*2) = 35 (m); nên bề rộng đường quy đổi Bqđ = Bn + 2*Hđ = (35+2*5) = 45,0m 10 | P a g e