Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún nền đường đầu cầu tại khu vực tỉnh bình định luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng cầu hầm

Bộ GIáO DụC Và ĐàO TạO TRƯờNG ĐạI HọC GIAO THÔNG VậN TảI - - Ngun viƯt tân Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún đ-ờng đầu cầu khu vực tỉnh bình định CHUYÊN NGàNH: XÂY Dựng cầu hầm MÃ số: 60.58.02.05.04 LUậN V¡N TH¹C SÜ Kü THT h-íng dÉn khoa häc: pgs.TS ngun thÞ tut trinh TP Hå ChÝ Minh - 2016 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ LÚN NỀN ĐƢỜNG ĐẦU CẦU HIỆN NAY 1.1 Tổng quan vấn đề thiết kế thi công đƣờng đầu cầu 1.1.1 Giới thiệu 1.1.2 Các yêu cầu thiết kế đường đầu cầu đắp cao đất yếu 1.1.3 Các vấn đề ổn định 1.1.4 Các vấn đề biến dạng 1.1.5 Các vấn đề ảnh hưởng đường đầu cầu đắp cao 1.2 Tổng quan nghiên cứu giới Việt Nam cố lún đƣờng đầu cầu 17 1.2.1 Một số nghiên cứu giới 17 1.2.2 Một số nghiên cứu Việt Nam 22 1.2.3 Các giải pháp gia cố áp dụng cho đường đầu cầu 26 1.2.4 Các giải pháp xử lý gia cố cho đường đầu cầu đắp đất yếu 26 CHƢƠNG 2: PHÂN TÍCH CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ LÚN NỀN ĐƢỜNG ĐẦU CẦU 34 2.1 Tổng quan giải pháp xử lý lún đƣờng đầu cầu 34 2.2 Phân tích, đánh giá giải pháp để xử lý lún đƣờng đầu cầu 34 2.2.1 Giải pháp sử dụng cọc đất gia cố xi măng 34 2.2.2 Giải pháp sử dụng sàn giảm tải kết hợp cọc bê tông cốt thép 43 2.2.3 Giải pháp cọc bê tông cốt thép kết hợp vải địa kỹ thuật 44 2.2.4 Nhóm giải pháp sử dụng phương pháp nước thẳng đứng 45 2.2.5 Giải pháp kết hợp độ 50 CHƢƠNG 3: NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ LÚN ĐƢỜNG ĐẦU CẦU PHÙ HỢP VỚI ĐỊA CHẤT TỈNH BÌNH ĐỊNH 54 3.1 Phân tích đặc điểm địa chất khu vực tỉnh Bình Định 54 3.1.1 Giới thiệu sơ lược tỉnh Bình Định 54 3.1.2 Đặc điểm địa chất tỉnh Bình Định 56 3.1.3 Đặc điểm địa chất khu dự án Cầu đường Quy Nhơn - Nhơn Hội 77 3.2 Phân tích nguyên nhân lún đƣờng đầu cầu cơng trình cầu khu vực tỉnh Bình Định 88 3.2.1 Phân tích tượng lún đường đầu cầu 88 3.2.2 Các nguyên nhân chủ yếu gây lún đường đầu cầu Bình Định 92 3.3 Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún đƣờng đầu cầu khu vực tỉnh Bình Định 97 3.3.1 Các sở việc đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu 97 3.3.2 Đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu phù hợp với địa chất tỉnh Bình Định 108 3.3 Nghiên cứu áp dụng thử nghiệm phƣơng pháp xử lý lún đƣờng đầu cầu cho cầu Thị Nại, tỉnh Bình Định 110 3.3.1 Tổng quan cầu Thị Nại 110 3.3.2 Cơ sở lý thuyết sàn giảm tải xử lý lún lệch đường dẫn đầu cầu 114 3.3.3 Phân tích đường dẫn đầu cầu đất đắp cao xử lý sàn giảm tải cọc BTCT theo phương pháp cân giới hạn 120 3.3.4 Đánh giá giải pháp sử dụng sàn giảm tải kết hợp cọc bê tông cốt thép cho cầu Thị Nại 128 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 130 TÀI LIỆU THAM KHẢO 132 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Chiều dài độ 51 Bảng 3.1: Giá trị Ktgδ theo thực nghiệm 100 Bảng 3.2: Độ lún cố kết cho phép lại ΔS trục tim đường sau hồn thành cơng trình 103 Bảng 3.3: Độ lún cho phép móng mố trụ 106 Bảng 3.4: Độ lún sau thi công cho phép Trung Quốc 107 Bảng 3.5 Độ dốc dọc lớn cấp thiết kế đường TCVN 4054:2005 117 Bảng 3.6: Chiều dài lớn dốc dọc 118 Bảng 3.7: Độ dốc ngang yếu tố mặt cắt ngang 118 Bảng 3.8: Bảng tính tốn ma sát bên đơn vị sau 123 Bảng 3.9: Bảng tính tốn độ lún hệ cọc sàn giảm tải cầu theo tổng phân tố 127 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Nền đất yếu bị lún phình trồi Hình 1.2: Nền đất yếu bị trượt sâu Hình 1.3: Sơ đồ lực gây cọc biến dạng đất yếu khu vực đường đầu cầu sau mố Hình 1.4: Một khe hở 9-inch bên dẫn vỡ nứt bê tông dẫn 10 Hình 1.5: Sự vỡ nát bê tơng bảo vệ mái dốc xói mịn 10 Hình 1.6: Lộ cọc H xói mịn đất bên mố cầu 11 Hình 1.7: Tường tai bị nghiêng trình xây dựng cầu 11 Hình 1.8: Nhánh cầu Rạch Chiếc (từ quận Thủ Đức quận 2) sụt lún làm xuất ổ gà (Nguồn dẫn: Sưu tầm từ internet) 13 Hình 1.9: Hiện tượng lún lún lệch cầu Cái Tắc - TP Cần Thơ 14 Hình 1.10: Hố sâu mố cầu vị trí tiếp giáp đường dẫn mố cầu Cái Tắc bị lún 14 Hình 1.11: Đường dẫn đầu cầu Trà Niền - TP Cần Thơ bị trượt ngang 14 Hình 1.12: Sụt lún đầu cầu Đất Sét - Hậu Giang 15 Hình 1.13: Lún đường dẫn sau mố cầu Bình triệu 2- phía quận Thủ Đức 15 Hình 1.14: Lỗ thủng đường dẫn rộng 10 cm, dài 30 cm (cầu Bình triệu2) 15 Hình 1.15: Đường dẫn lên cầu vượt (Cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh) 16 Hình 1.16: Lỗ thủng có đường kính 30 cm phía quận (Cầu Văn thánh 2) 16 Hình 1.17: Đường dẫn lên cầu Phú Mỹ (TP.HCM) bị lún, nứt 16 Hình 1.18: Lún sau mố đoạn tuyến Sài Gòn Trung Lương 17 Hình 1.19: Giải pháp kết hợp xử lý đoạn chuyển tiếp (Serridge Synac, 2007) 18 Hình 1.20: Giải pháp kết hợp cọcvật liệu rời đầm chặt tường chắn có cốt để xử lý đường đầu cầu (Bergado cộng sự,1996) 19 Hình 1.21: Giải pháp sử dụng đường đắp cọc đóng (Hsi,2007) 20 Hình 1.22: Xử lý đoạn đường chuyển tiếp đầu cầu DCM đất sét yếu ven biển (Lin Wong, 1999) 21 Hình 1.23: Cắt dọc bình đồ đoạn chuyển tiếp cọc đất-xi măng (Shen,2007) 22 Hình 1.24: Nguyên nhân gây cố lún đường dẫn sau mố theo nghiên cứu Briaud 25 Hình 1.25: Mặt cắt ngang đường dẫn vào cầu 26 Hình 1.26: Mặt cắt dọc đường dẫn xử lý sàn giảm tải 27 hệ cọc 27 Hình 1.27: Thi cơng Sàn giảm tải đường dẫn vào cầu 27 Hình 1.28: Thi cơng đóng cọc sàn giảm tải đường dẫn vào cầu 28 Hình 1.29: Thi cơng cọc xi măng đất 28 Hình 1.30: Thi cơng cọc vít ATT 29 Hình 1.31: Sơ đồ bố trí bệ phản áp mặt cắt ngang 29 Hình 1.32: Các phương án thay đất 30 Hình 1.33: Dùng vải địa kỹ thuật chịu lực để gia cố đất yếu 30 Hình 1.34: Bố trí phương tiện nước thẳng đứng 30 Hình 1.35: Thi công bấc thấm 31 Hình 1.36 : Thi cơng giếng cát 31 Hình 1.37: Nền đường gia cố cọc kết hợp vải địa kỹ thuật 31 Hình 1.38 Trình tự thi cơng cọc cát đầm 32 Hình 2.1: Bố trí cọc theo hình vng 48 Hình 2.2: Bố trí cọc theo hình tam giác 48 Hình 3.1: Tồn cảnh thành phố Quy Nhơn tỉnh Bình Định 55 Hình 3.2: Lún cục vị trí tiếp giáp đường dẫn mố 89 Hình 3.3: Lún kéo dài đường dẫn đầu cầu 89 Hình 3.4: Lún sụt – trượt trồi đắp đất yếu 91 Hình 3.5: Lún sụt – trượt sâu đắp đất yếu 91 Hình 3.6: Lún sụt - trượt sâu đường vào cầu 92 Hình 3.7: Sự phân bố lực dọc theo cọc chịu ma sát âm 99 Hình 3.8: Lực đẩy ngang tác dụng lên cọc mố cầu xây dựng đất yếu 100 Hình 3.9: Phạm vi đắp đoạn tiếp giáp sau mố cầu 102 Hình 3.10: Minh họa bước nhảy đường đường đầu cầu cho đường cao tốc đường cấp 80 105 Hình 3.11: Cầu Thị Nại trình khai thác 111 Hình 3.12: Hiện tượng lún lệch xuất nhiều phần đường tiếp giáp mố 112 Hình 3.13: Sụt lún đừờng dẫn gây khó khăn cho phương tiện lưu thơng 112 Hình 3.14: Sụt lún 10cm lỗ thủng sâu gây nguy hiểm 112 Hình 3.15a: Sụt lún gây tượng tách nhựa đường dẫn đầu cầu 113 Hình 3.15b: Lún khe tiếp giáp đường dẫn mố cầu 113 Hình 3.16: Hiện tượng lún xuất hai phía đầu cầu 113 Hình 3.17: Vết nứt ngang rộng 114 Hình 3.18: Sơ họa diễn biến lún cắt dọc đường dẫn vào cầu 114 Hình 3.19: Sơ đồ tính lún sàn giảm tải hệ cọc theo lớp phân tố 119 Hình 3.20: Đường cong nén đất 120 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Bình Định tỉnh duyên hải Nam Trung bộ, nằm vùng kinh tế trọng điểm miền Trung Phía Bắc giáp tỉnh Quảng Ngãi, phía Nam giáp tỉnh Phú Yên, phía Tây giáp tỉnh Gia Lai phía Đơng giáp biển Đơng Cách Hà Nội 1.065 km phía Nam, cách thành phố Hồ Chí Minh 649 km phía Bắc Hệ thống giao thông đồng bộ, bao gồm nhiều tuyến đường quan trọng hệ thống cầu nằm rải rác tuyến đường Quốc lộ 1A (qua tỉnh 118 km), có cầu như: cầu Gành gần ngã cầu Bà Di, cầu Ơng Đơ Tuy Phước, cầu Đôi đường Hùng Vương, cầu Đại Thanh Phù Mỹ… cầu lớn tuyến; với Quốc lộ 1D (dài 33 km) trọng điểm cầu Long Vân gần công viên Long Vân, Quốc lộ 19 (qua tỉnh 70 km) nối Cảng Quy Nhơn với bên ngồi thuận lợi, đáng ý cầu Phú Phong, cầu Tây Sơn huyện Tây Sơn Tồn tỉnh có 465 km đường tỉnh lộ, đáng ý có tuyến đường ven biển nối từ Nhơn Hội đến Tam Quan tạo điều kiện phát triển kinh tế – xã hội, khai thác tiềm ven biển, hầu hết xã có đường tơ đến trung tâm.Trong đó, Cầu Thị Nại hay Cầu Nhơn Hội cầu vượt biển dài Việt Nam, nằm hệ thống cầu đường Nhơn Hội dài gần km nối thành phố Quy Nhơn với bán đảo Phương Mai (khu kinh tế Nhơn Hội), gồm cầu vượt đầm Thị Nại, cầu nhỏ qua sơng Hà Thanh đường dẫn đầu cầu.Cơng trình xây dựng cầu Thị Nại khởi công vào ngày tháng 11 năm 2002 hoàn thành vào ngày 12 tháng 12 năm 2006 Ngồi cịn có số cầu dẫn vào khu kinh tế Nhơn Hội Tuy nhiên, nhiều cơng trình cầu nước nói chung hệ thống cầu Bình Định nói riêng bị tượng lún đường đầu cầu, tượng làm giảm lực thơng hành, gây hỏng hóc phương tiện, hàng hóa, phát sinh tải trọng xung kích phụ thêm lên mố cầu, tốn cho cơng tác tu bảo dưỡng, gây cảm giác khó chịu cho người tham gia giao thông làm ATGT Ở số cơng trình, lún phần đường chuyển tiếp tượng lún sụt trượt trồi, lún kéo dài đường dẫn sau mố, lún cục vị trí tiếp giáp đường dẫn mố cầu… Lún phần đường chuyển tiếp gây hậu nghiêm trọng, nhiều cơng trình bị kéo dài thời gian xây dựng cố xảy trình thi cơng Việc khắc phục cố địi hỏi thời gian chi phí lớn Vì vậy, việc “Nguyên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu khu vực tỉnh Bình Định” vấn đề cần quan tâm nguyên cứu cách khoa học Đề tài tập trung nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu khu vực tỉnh Bình Định nói chung nghiên cứu áp dụng thử nghiệm phương pháp xử lý lún đường đầu cầu cho cầu Thị Nại, tỉnh Bình Định nói riêng Đối tƣợng nghiên cứu Hiện tượng lún đường đầu cầu khu vực tỉnh Bình Định Phạm vi nghiên cứu Nền đường đầu cầu cho cầu Thị Nại số cầu khác Bình Định Mục tiêu nghiên cứu đề tài Nghiên cứu địa chất khu vực tỉnh Bình Định Nguyên cứu, tìm hiểu thêm hệ thống cầu Bình Định Nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu đường tác giả ngồi nước Phân tích, đánh giá giải pháp sử dụng phổ biến việc xử lý lún đường đầu cầu Trên sở nghiên cứu lý thuyết, giải pháp xử lý trên.Đề xuất giải pháp xử lý tình trạng lún đường đầu cầu phù hợp với địa chất khu vực tỉnh Bình Định Ứng dụng kết nghiên cứu để áp dụng thử nghiệm phương pháp xử lý lún đường đầu cầu cho cầu Thị Nại, tỉnh Bình Định Phƣơng pháp nghiên cứu *Nghiên cứu lý thuyết: Thu thập hình ảnh, tài liệu thực tế tượng lún đường đầu cầu Việt nam đánh giá sơ Tham khảo quy trình quy phạm, cơng trình, nghiên cứu trước liên quan đến luận văn Phân tích nguyên nhân gây tượng lún đường đầu cầu Tìm hiểu giải pháp xử lý tượng lún đường đầu cầu Đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu khu vực tỉnh Bình Định * Tính toán lún đường đầu cầu phương pháp cân giới hạn: Kết cấu luận văn: Ngoài phần mở đầu, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo, luận văn có kết cấu gồm 03 chương: Chương 1: Tổng quan giải pháp xử lý lún đường cầu Chương 2: Phân tích giải pháp xử lý lún đường đầu cầu Chương 3: Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý lún đường đầu cầu phù hợp với địa chất tỉnh bình định 118 Trong đó:  S : Chênh lệch lún tính tốn đường dẫn vào cầu  i: Độ dốc dọc thiết kế đoạn đường dẫn vào cầu  La: Chiều dài đoạn đường dẫn thiết kế Chiều dài đoạn đường dẫn thiết kế không vượt giá trị cho phép theo bảng sau, vượt quy định cho phép phải có đoạn chêm dốc 2.5% có chiều dài đủ bố trí đường cong đứng Bảng 3.6: Chiều dài lớn dốc dọc Độ dốc dọc, % Tốc độ thiết kế Vtk , km/h 20 30 40 60 80 100 120 1200 1100 1100 1100 900 800 - 1000 900 900 800 700 - - 800 700 700 600 - - - 700 600 600 500 - - - 600 500 500 - - - - 400 400 - - - - - 10 11 300 - - - - - - Ghi chú: đơn vị tính m Độ dốc ngang đường dẫn quy định theo bảng sau: Bảng 3.7: Độ dốc ngang yếu tố mặt cắt ngang Yếu tố mặt cắt ngang Độ dốc ngang, % 1) Phần mặt đường phần lề gia cố Bê tông xi măng bê tông nhựa Các loại mặt đường khác, mặt đường đá tốt, phẳng 1.5-2.0 2.0-3.0 3.0-3.5 Mặt đường đá chất lượng trung bình 3.0-3.5 119 Mặt đường đá dăm, cấp phối, mặt đường cấp thấp 2) Phần lề không gia cố 3) Phần dải phân cách 4.0-6.0 Tùy vật liệu phủ lấy tương ứng theo 3.3.2.3 Tính tốn độ lún sàn giảm tải hệ cọc bê tông cốt thép Độ lún đất đường xảy phạm vi hoạt động Vì thiết kế đường đầu cầu cần phải xác định độ lún xác định giải pháp hợp lý cho việc xử lý độ lún đường dẫn vào cầu mố cầu Do ảnh hưởng chiều cao đắp đường dẫn vào cầu thay đổi dần nên cần phải thay đổi khoảng cách cọc, chia sàn giảm tải thành nhiều đoạn nhỏ cần khống chế độ lún phân đoạn Xác định vùng hoạt động Ha Xác định móng khối quy ước Tính lún sàn theo lớp phân tố hay lớp đàn hồi (phụ thuộc bề rộng B) Hình 3.19: Sơ đồ tính lún sàn giảm tải hệ cọc theo lớp phân tố 120 Độ lún sàn giảm tải: S e1i e2i hi e1i (3.4)  A e1i: Hệ số rỗng ứng với với áp lực p1  A e2i: Hệ số rỗng ứng với với áp lực p2  Các giá trị e1i, e2i xác định theo đường cong áp lực sau: Hình 3.20: Đường cong nén đất 3.3.3 Phân tích đường dẫn đầu cầu đất đắp cao xử lý sàn giảm tải cọc BTCT theo phương pháp cân giới hạn 3.3.3.1 Số liệu tính tốn Cọc bê tơng cốt thép: Loại cọc: Kích thước cọc: vng 25x25 cm Bản sàn bê tơng cốt thép dày 0,3m Tính tốn tải trọng tác dụng lên sàn giảm tải Cao trình mặt đường thiết kế trung bình là: +4,35m Cao trình mặt sàn giảm tải thiết kế: +1,80m 121 Chiều cao cát đắp Hcát đắp: 2,0m ( tính trung bình sàn giảm tải ) Dung trọng tự nhiên vật liệu cát đắp γ1 : 20kN/m³ Chiều dày kết cấu áo đường Háo đường : 0,55m Dung trọng tự nhiên kết cấu áo đường: γ2 : 23kN/m³ Dung trọng tự nhiên bê tông: γ3 : 25kN/m³ Chiều dài đoạn sàn giảm tải L: 25,0m Chiều rộng sàn giảm tải B: 35,0m Chiều dày sàn giảm tải hs: 0,3m Tải trọng xe quy đổi tải trọng tương đương ωs: 10,67 (kN/m2) Hệ số vượt tải tĩnh tải n1: 1,1 Hoạt tải xe chạy: Tải trọng xe cộ xem 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, chiều cao hx xác định sau: hx S n.G B.l x130 11,6 x4,2 10,67(kN / m ) Trong đó:  G =130kN trọng lượng xe nặng  n = xe; số xe tối đa xếp phạm vi bề rộng đường  l = 4,2m; phạm vi phân bố tải trọng theo hướng dọc  d = 1,3m khoảng cách ngang tối thiểu xe  b = 1,8m bề rộng ngang xe ô tô  e = 0,5m; bề rộng vệt bánh xe 122  B = n.b + (n - 1)d + eo bề rộng xe đỗ đường theo phương ngang (m) B = 4x1,8 +(4-1)x1,3+0,5 = 11,6(m) Tổng tải trọng tác dụng xuống sàn giảm tải Ptt = Hcát đắp x γ1 x n1 + Haó đường xγ2x n1 + s Ptt =2x20x1,1+0,55x23x1,1+10,67 = 68,6 (kN/m2) 3.3.3.2 Độ lún hệ cọc sàn giảm tải Khả chịu tải cọc Số liệu tính tốn cọc:  Kích thước cọc (cạnh cọc): 0,25m  Chiều dài cọc: 22m  Cao độ đáy bệ móng: +1,5m  Cao độ mặt đất tự nhiên: +1,5m  Cao độ đỉnh cọc: +1,5m  Cao độ mũi cọc: -20,5m  Cao độ mực nước ngầm tính tốn: +0,5m  Bê tơng cọc: 30 Mpa Tính sức chịu tải cọc theo vật liệu: QVL  ( Rb Ab Rs A s )(kN ) : hệ số uốn dọc cọc 1, 028 0, 0000288 l0 r Với 12 0,25 0,87 0, 0016 48  Thép CIII có: Rs= 3650 (kG/cm2) =36,5 (kN/cm2) 123  Bê tông M300: Rb = 130 (kG/cm2) = 1,3(kN/cm2) As 22 4x Ab 25x25 12,56 612,44(cm ) Qvl 12,56(cm ) ( Rb Ab Rs As 0,87 * (1,3x612,44 36,5 x12,56) 1.091,5(kN ) Tính sức chịu tải cọc theo cường độ đất nền:  Sức chịu tải cực hạn cọc theo đất xác định theo công thức sau (theo phụ lục B TCXD 205-1998) [10] Qu As f s Ap q p  Sức chịu tải cho phép cọc tính theo cơng thức: Qp Qs FS s Qa FS p (kN) Xác định sức chịu tải cực hạn ma sát Qs Qs u f sili Cơng thức tính ma sát bên đơn vị tác dụng lên cọc xác định: caiI f si ' hi ksi ' vi ' h tan I với ksi sin i , ' vp '.z Bảng 3.8: Bảng tính tốn ma sát bên đơn vị sau Lớp đất Độ sâu Độ sâu (m) lớp fs li (m) ‘ i c i (kN/m2) ksi fs l i (kN/m2) (kN/m) (m) Lớp K1 +1,53 ÷ -0,77 1,15 Lớp -0,77 ÷ -9,07 Lớp -9,07 ÷ -16,27 -12,67 Lớp -16,27 ÷ -20,5 -18,39 -4,92 2,3 21,2 39,79 0,843 26,513 60,98 25 77,14 0,577 21,755 180,57 140,41 0,913 21,52 154,94 4,23 66,6 17 186,28 0,708 106,922 452,28 8,3 7,2 10,3 Tổng 848,77 124 Qs=4x0,25x849=849kN Sức chịu tải cực hạn kháng mũi Qp Qp Ap q p  Theo Terzaghi: qp (1,3.c.N c ' v N q d N ) Mũi cọc cắm vào lớp lớp sét có φ=170 Tra bảng ta có Nq=5,451, Nc=14,559, Nγ=3,299 qp=(1,3x66,6x14,559+278x5,451+0,4x9,5x0,25x3,299)=2.779kN/m2 Qp=Apqp=0,25x0,25x2.779=173,69kN => Qu=Qs + Qp=849+173,69=1.022,69kN Qa 849 173.69 482, 4kN Sức chịu tải cọc QaTk =482,4kN Tính toán số cọc thiết kế cho sàn giảm tải nc N tt QaTk Với Ntt=(q+hs x 3)xLxB=(68,6+0,3x25)x25x35 = 66.888kN Với β hệ số phụ thuộc mô ment tải trọng ngang , lấy β=1.5 nc 1,5 x 66.888 482, 208 Chọn n= 13x17=221 cọc Tính tốn biến dạng Tổng lực tác dụng xuống đáy sàn giảm tải: 66.888kN Chiều dài đáy: 25m 125 Chiều rộng đáy: 35m Dung trọng đất mũi cọc: =19,5kN/m3 Chiều dài cọc thiết kế đất: 22m Tiết diện cọc thiết kế: 0.0625m2 Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên tới đáy móng: 0m Số cọc thiết kế: 221 Chiều dày đáy: 0,3m Hệ số rỗng đất mũi cọc: 0,782 Xác định khối móng qui ước Tính tb (250 x8,3 170 x 4, 23) 12,5 l i i tb Ltb 22, 40  Xác định Bqu, Lqu từ khối móng quy ước: Bqu 22, 40 xLtb x tan( ) 35 x12,5x tan( ) 37, 45m 4 tb Bs Lqu=Ls=25m Tính lún sàn giảm tải theo lớp phân tố Xác định:  Ứng suất gây lún: * gl N tc F tb h h  Diện tích khối móng quy ước Fqu = Bqu x Lqu =37,45x25=936,3m2  Khối lượng đất móng qui ước 126 qd Fqu x i hi =936,3x(17,3x2,3+9x8,3+7,2x7,2+9,5x4,2)=143.93kN =936,3x206=192.878kN  Khối lượng bê tơng móng khối quy ước qbt =ApγbtLcn=0,25x0,25x25x22x216=7.425kN  Khối lượng đất mà bê tơng thay móng qui ước qdc nAp Hi I 216 x0, 0625 x206 2.781kN  Khối lượng tổng móng qui ước Qqu=qd + qbt - qdc = 192.878 + 7.425 – 2.781=197.522kN  Tải trọng quy đáy móng khối qui ước tc Nqu tc N san Qqu 66.888 197.522 255.686kN 1,15  Ứng suất đáy móng khối qui ước tc N qu tc tb P 255.686 936,3 Fqu 273kN / m2  Áp lực gây lún tc gl Ptbtc ' i i h 273 206 67kN / m2  Ứng suất trọng lượng thân: z=∑ i hi Tại đáy móng khối quy ước: 20,5 =17,3x2,3+9x8,3+7,2x7,2+9,5x4,2=206kN/m2  Ứng suất gây lún theo độ sâu: tc gl tc gl k0 * Với k0 phụ thuộc vào l/b z/b Điều kiện tính lún phạm vi nền: p ≤ 0,2 z 127 Bảng 3.9: Bảng tính tốn độ lún hệ cọc sàn giảm tải cầu theo tổng phân tố Độ sâu z (m) z/b -21,5 -22,5 -23,5 -24,5 -25,5 -26,5 -27,5 -28,5 -29,5 -30,5 -31,5 -32,5 szi s1i s1i s2i (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (kN/m2) (m) -20,5 k0 -1 -2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 - 1,000 37,27 0,03 1,000 37,26 0,05 0,998 37,20 0,08 0,993 37,03 0,11 0,985 36,72 0,13 0,973 36,26 0,16 0,956 35,63 0,19 0,935 34,86 0,21 0,911 33,95 0,24 0,884 32,93 -10 0,27 0,854 31,83 -11 0,29 0,823 30,67 -12 0,32 0,791 29,47 e1i e2i Độ lún (cm) 206,00 210,75 248,02 0,570 0,563 0,463 220,25 257,48 0,568 0,561 0,463 229,75 266,86 0,566 0,559 0,462 239,25 276,12 0,564 0,557 0,460 248,75 285,24 0,562 0,555 0,455 258,25 294,20 0,561 0,554 0,449 267,75 303,00 0,559 0,552 0,441 277,25 311,65 0,557 0,550 0,431 286,75 320,19 0,555 0,549 0,419 296,25 328,63 0,553 0,547 0,407 305,75 337,00 0,551 0,545 0,393 315,25 345,32 0,550 0,544 0,378 215,50 225,00 234,50 244,00 253,50 263,00 272,50 282,00 291,50 301,00 310,50 320,00 5,221 128 Vậy độ lún hệ cọc sàn giảm tải Ss=5,221cm 3.3.4 Đánh giá giải pháp sử dụng sàn giảm tải kết hợp cọc bê tông cốt thép cho cầu Thị Nại Sử dụng giải pháp xử lý đường dẫn vào cầu xây dựng đất yếu sàn giảm tải kết hợp cọc bê tông cốt thép giải số vấn đề sau: Cơng trình đắp cao, mái taluy bị khống chế; khu vực không đủ diện tích thi cơng; u cầu cơng trình thi cơng phải khơng ảnh hưởng đến cơng trình lân cận u cầu khắc khe độ lún, độ ổn đinh rút ngắn thời gian thi công; giảm thiểu đến mức tối đa khả gây lún lún lệch đường dẫn vào cầu mố cầu; giảm áp lực ngang tác dụng lên cọc mố cầu mố cầu Giải pháp sàn giảm tải kết hợp với cọc bê tơng cốt thép ngồi việc sử dụng đường dẫn vào cầu cịn sử dụng cơng trình khác cơng trình kho bãi nhà cơng nghiệp, nhà kho siêu thị, xí nghiệp Đánh giá kết tính tốn thử nghiệm phương pháp cân giới hạn: Các số liệu địa chất tham khảo tài liệu thiết kế công ty Tư vấn thiết kế đường thuộc Tổng công ty tư vấn thiết kế GTVT Theo kết tính tốn, độ lún đường dẫn vào cầu xử lý sàn giảm tải đạt điều kiện độ lún giới hạn cho phép móng cọc theo TCVN (22TCN 262 – 2000) Sự chênh lệch lún đường dẫn vào cầu: Ss=5,221cm