BÀI 1. TÍNH LÚN NỀN ĐƯỜNG. 2 1.1. Các thông số nền đắp. 2 1.2. Các số liệu thí nghiệm để phục vụ tính lún 4 1.3. Tính toán các ứng suất phục vụ tính lún nền đường 4 1.3.1. Ứng suất do tải trọng nền đắp σz 4 1.3.2. Ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất σvz 5 1.4. Công thức tính lún và bảng tính triển khai. 5 1.5. Tính độ lún theo thời gian. 6 BÀI 2. XỬ LÝ ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 8 2.1. Tổng quan 8 2.2. Thiết lập các thông số đầu vào 8 2.3. Xác định độ cố kết theo thời gian sau khi cắm bấc thấm. 8 2.4. Trình tự tính toán nền được xử lý bằng PVD. 9 BÀI 3. XỬ LÝ ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT SD. 10 3.1. Tổng quan 10 3.2. Thiết lập các thông số đầu vào 10
HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 MỤC LỤC MODULE BÀI TÍNH LÚN NỀN ĐƯỜNG 1.1 Các thông số đắp 1.2 Các số liệu thí nghiệm để phục vụ tính lún 1.3 Tính tốn ứng suất phục vụ tính lún đường 1.3.1 Ứng suất tải trọng đắp σzz 1.3.2 Ứng suất trọng lượng thân lớp đất σzvz 1.4 Cơng thức tính lún bảng tính triển khai 1.5 Tính độ lún theo thời gian .6 BÀI XỬ LÝ ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 2.1 Tổng quan .8 2.2 Thiết lập thông số đầu vào 2.3 Xác định độ cố kết theo thời gian sau cắm bấc thấm 2.4 Trình tự tính tốn xử lý PVD BÀI XỬ LÝ ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT SD .10 3.1 Tổng quan 10 3.2 Thiết lập thông số đầu vào 10 Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 BÀI TÍNH LÚN NỀN ĐƯỜNG 1.1 Các thông số đắp Thông số đường gồm hạng mục sau: Hđắp: 7.02 m Bề rộng mặt B0 23.5 m Htk: 5.50 m Độ dốc mái taluy M0: Dung trọng đất đắp γ 1.85 T/m3 hqd kcad: Sgt: Chiều thấm: 0.22 m 1.3 m Chiều sâu mực nước ngầm Dw Hệ số cố kết trung bình Cvtb σzz/σzvz = Chiều sâu tính lún Za - m 5.08 10-4cm2/s 0.46 25.50 m b0 A B C h đắp htk 1/Mo Ghi chỳ: Cỏc ụ khụng bơi màu bảng tính tự động tính, bơi màu thơng số cần nhập vào Hđắp: Chiều cao đắp tính tốn Hđắp= Htk+ hqdkcad +Sgt Htk: Chiều cao đắp theo thiết kế Là hiệu cao độ cao độ đường đỏ cao độ đường đen mặt cắt ngang kiểm toán Hqd kcad: Chiều cao đắp phụ thêm khối lượng riêng phần kết cấu áo đường (Lớp K98, lớp CPDD lớp BTN) lớn khối lượng riêng đắp Cách tính thể bảng BẢNG QUY ĐỔI KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG Kết cấu mặt đường Lớp BT nhựa C12.5 Lớp BT nhựa C19 Lớp CPDD loại I Lớp CPDD loại II Lớp K=0,98 Chiều dày (m) 0.05 0.07 0.18 0.36 0.30 Dung trọng (T/m3) 2.45 2.45 2.4 2.4 2.00 Trọng lượng (T) 0.12 0.17 0.43 0.86 0.60 Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 Tổng cộng KCMD Dung trọng vật liệu đắp thi công Tổng trọng lượng lớp KCAD 0.96 1.85 T/m3 2.19 T/m3 Htb quy đổi theo dung trọng TC 1.18m Hqd kcad 0.22m Sgt: Là độ lún giả thiết, nhập vào để phục vụ công tác tính lập theo quy trình 262-2000 Đây giá trị thử dần, người dùng nhập vào thỏa mãn điều kiện S= Sgt= Htt- hqd kcad S tổng độ lún Dw: Chiều sâu mực nước ngầm Là khoảng cách mặt thiên nhiên đường mực nước ngầm Cvtb: Hệ số cố kết trung bình có giá trị za2 / za: Là tổng chiều dày lớp đất yếu phạm vi tính lún Phần mẫu số thể bảng tính Lớp hi (m) zi (m) 2A 3 3 3 3 3 3 5 5 5 5 5 5 0.5 1 1 1 1 1 1 0.5 1 1 1 1 1 1 0.5 0.25 10 11 12 12.75 13.5 14.5 15.5 16.5 17.5 18.5 19.5 20.5 21.5 22.5 23.5 24.5 25.25 Cvi (104cm2/s) 5.10 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.09 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 5.06 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.22 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.44 0.22 123.144 Cvi hệ số cố kết phân lớp địa chất Za: Chiều sâu tính lún, xác định độ ứng suất tải trọng đắp = 0.15 lần ứng suất trọng lượng thân lớp đất σzz = 15σzvz hết phạm vi lớp đất yếu Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 1.2 Lớp Số liệu đất nền: 2A 1.3 Các số liệu thí nghiệm để phục vụ tính lún Chiều dày Chiều sâu lớp đáy lớp Dung Hệ số cố Góc ma Hệ số cố Hệ số rỗng Chỉ số nén Chỉ số nén Áp lực tiến Hệ số nén Lực dính T.Thái bão trọng kết sát kết eo Cc lại Cr cố kết Pc a1-2 C hòa γw Cv φ OCR m m T/m 0.500 1.000 11.500 12.500 0.500 1.500 13.000 25.500 1.800 1.770 1.820 1.720 -4 2 10 cm /s 1.120 0.910 1.260 5.100 5.090 5.060 0.330 0.270 0.300 0.070 0.060 0.060 T/m Độ T/m2 7.550 7.700 7.460 11.150 13.130 14.050 1.310 2.320 1.860 Tính tốn ứng suất phục vụ tính lún đường 1.3.1 Ứng suất tải trọng đắp σzz Đây ứng suất xuất lớp địa chất gây tải trọng đất đắp Giá trị ứng suất giảm dần theo chiều sâu phụ thuộc vào chiều cao đắp, bề rộng nền, độ dốc mái taluy vị trí điểm tính ứng suất so với đường Thơng thường, độ lún đường tính vị trí tim, chân, vai vây σzz tính vị trí Cách tính σzz thể bảng đây: Lop hi zi atr/zi btr/zi Itr aph/z bph/z Iph 0.250 1.000 2.000 3.000 4.000 5.000 6.000 7.000 8.000 9.000 10.000 … 56.160 14.040 7.020 4.680 3.510 2.808 2.340 2.006 1.755 1.560 1.404 … 47.000 11.750 5.875 3.917 2.938 2.350 1.958 1.679 1.469 1.306 1.175 … 0.494 0.494 0.494 0.494 0.487 0.484 0.482 0.479 0.477 0.474 0.470 … 56.160 14.040 7.020 4.680 3.510 2.808 2.340 2.006 1.755 1.560 1.404 … 47.000 11.750 5.875 3.917 2.938 2.350 1.958 1.679 1.469 1.306 1.175 … 0.494 0.494 0.494 0.494 0.487 0.484 0.482 0.479 0.477 0.474 0.470 … I σzz (T/m2) 2A 3 3 3 3 … 0.500 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 1.000 … 0.988 0.988 0.988 0.988 0.975 0.968 0.964 0.958 0.954 0.948 0.939 … 12.831 12.831 12.831 12.831 12.656 12.577 12.517 12.436 12.386 12.317 12.195 … hi: Chiều dày phân lớp tính lún zi: Chiều sâu tính từ mặt thiên nhiên đến vị trí phân lớp tính lún atr= aph: khoảng cách từ vai đường đến chân ta luy (chân đến vai) btr: khoảng cách từ vị trí tính lún đến vai đường bên trái bph: khoảng cách từ vị trí tính lún đến vai đường bên phải Các giá trị Itr Iph tra bảng theo toán đồ osterberg tiêu chuẩn 262-2000 Tuy nhiên, cơng việc tra tốn đồ thời gian dễ nhầm lẫn, để tiện sử dụng, toán đồ osterberg số hóa thành bảng tra, giá trị Itr Iph tính phương pháp nội suy tuyến tính thay tra tốn đồ Gia trị I= Itr+Iph Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 Ứng suất σzz tính tính số I q (q = Hđắp * γđất đắpđất đắp) 1.3.2 Ứng suất trọng lượng thân lớp đất σzvz Đây ứng suất xuất lớp địa chất gây tải trọng trọng lượng thân lớp địa chất Giá trị ứng suất tăng dần theo chiều sâu, phụ thuộc vào trọng lượng riêng γtn lớp địa chất chiều sâu mực nước ngầm Đối với lớp đất phía mực nước ngầm giá trị đưa vào tính tốn σzvz γđn= γtn-1, lớp đất mực nước ngầm giá trị đưa vào tính tốn γtn Lớp hi (m) Z (m) 0.5 0.25 80 2A 1.00 77 γi γi x hi 0 40 2.00 82 1 3.00 82 4.00 82 99 5.00 6.00 82 7.00 82 45 8.00 9.00 82 10.00 82 … … 91 1.4 50 73 … 68 86 09 82 04 27 3 22 40 63 82 58 81 1 79 20 17 σvz (T/m2) 32 55 … 14 … … Cơng thức tính lún bảng tính triển khai Cơng thức tính lún phân lớp đất khác nhau, phụ thuộc vào tương quan giá trị ứng suất lớp đất cần tính lún.: Ứng suất tải trọng thân lớp đất, ứng suất đắp áp lực tiền cố kết hay nói cách khác phụ thuộc vào trạng thái cố kết đất cụ thể sau: TH1: σzvz =σzpz S=(hi/(1+eo) ) * (Cc x log (σvz + σz)/ σvz)vz + σvz + σz)/ σvz)z)/ σvz + σz)/ σvz)vz) TH2: σzvz < σzvz + σzz < σzpz S= (hi/ (1+eo) ) * (Cr * log (σvz + σz)/ σvz)vz + σvz + σz)/ σvz)z)/ σvz + σz)/ σvz)vz) TH3: σzvz < σzpz< σzvz + σzz S= (hi/ (1+eo))*(Cr*log (σvz + σz)/ σvz)pz/ σvz + σz)/ σvz)vz)+Cc*log (σvz + σz)/ σvz)vz + σvz + σz)/ σvz)z)/ σvz + σz)/ σvz)pz) Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 Bảng tính triển khai chi tiết sau: Lớp hi (m) Z (m) 0.5 2A 3 3 3 3 3 3 0.5 5 5 5 5 5 5 0.5 Chiều dày đất yếu za(m) = 0.25 1.00 2.00 3.00 4.00 5.00 6.00 7.00 8.00 9.00 10.00 11.00 12.00 12.75 13.50 14.50 15.50 16.50 17.50 18.50 19.50 20.50 21.50 22.50 23.50 24.50 25.25 Cci 0.33 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.27 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 0.30 25.00 Cr e oi 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 σpz (T/m2) γi 1.12 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 0.91 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 1.26 0.80 0.77 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.82 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 0.72 7.55 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.70 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 7.46 σzA Tim (T/m2) σzB Vai (T/m2) 12.83 12.83 12.83 12.83 12.66 12.58 12.52 12.44 12.39 12.32 12.20 12.03 11.88 11.76 11.61 11.30 11.04 10.87 10.66 10.48 10.30 10.05 9.79 9.56 9.35 9.16 9.03 σzC Chân (T/m2) 12.83 12.83 12.27 12.00 11.68 11.38 11.14 10.96 10.50 10.20 9.96 9.77 9.60 9.48 9.38 9.22 9.04 8.84 8.64 8.51 8.40 8.25 8.10 7.95 7.81 7.67 7.57 γi x hi SA Tim (m) σvz (T/m2) 0.07 0.40 0.20 0.29 1.17 0.79 0.58 1.99 1.58 0.87 2.81 2.40 1.14 3.63 3.22 1.41 4.45 4.04 1.66 5.27 4.86 1.90 6.09 5.68 2.12 6.91 6.50 2.32 7.73 7.32 2.51 8.55 8.14 2.69 9.37 8.96 2.84 10.19 9.78 2.95 10.60 10.40 3.06 11.32 10.96 3.18 12.04 11.68 3.29 12.76 12.40 3.39 13.48 13.12 3.48 14.20 13.84 3.56 14.92 14.56 3.63 15.64 15.28 3.69 16.36 16.00 3.74 17.08 16.72 3.78 17.80 17.44 3.82 18.52 18.16 3.85 19.24 18.88 3.86 19.60 19.42 Độ lún cố kết Sc Tổng độ lún S=1.2Sc SB Vai (m) 0.07 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.06 0.05 0.05 0.02 0.04 0.04 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.01 1.10 1.31 0.07 0.06 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.05 0.04 0.02 0.04 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.03 0.02 0.02 0.02 0.02 0.02 0.01 0.98 1.17 SC Chân (m) 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.00 0.01 0.01 0.02 0.02 0.02 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.01 0.26 0.32 Độ lún cố kết Sc tổng độ lún phân lớp Tổng độ lún bao gồm lún cố kết lún tức thời S=1.2=1.7 Sc Thông thường dự án lấy 1.2 Chỉ tính lún đến hết phạm vi tác dụng đường đến gặp lớp đất tốt từ dẻo cứng trở lên 1.5 Tính độ lún theo thời gian Độ cố kết đất đất U tính qua nhân tố thời gian Tv phương pháp nội suy bảng sau: Tv Uv Tv Uv 0.00 0.00 0.13 0.40 0.00 0.08 0.17 0.46 0.01 0.10 0.20 0.50 0.01 0.13 0.25 0.56 0.02 0.16 0.30 0.63 0.03 0.19 0.35 0.65 0.04 0.21 0.40 0.70 0.50 0.76 0.05 0.25 0.60 0.82 0.06 0.28 0.80 0.89 0.07 0.30 1.00 0.93 0.10 0.36 2.00 0.99 Tv = (Cvtb /H2) *t Cvtb đơn vị cm^2/s, H đơn vị m t tính giây H =Za: Nếu chiều sâu tính lún kết thúc lớp đất dính Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 H =1/2 Za: Nếu chiều sâu tính lún kết thúc lớp đất cát Tv 0.000 0.002 0.005 0.012 0.036 0.049 0.061 0.073 0.121 0.194 0.243 0.291 0.364 0.437 0.486 U(%) 0.000 0.049 0.085 0.126 0.215 0.248 0.278 0.305 0.393 0.496 0.554 0.619 0.664 0.722 0.754 St (m) 0.00 0.05 0.09 0.14 0.24 0.27 0.30 0.33 0.43 0.54 0.61 0.68 0.73 0.79 0.83 Sr(m) 1.10 1.04 1.00 0.96 0.86 0.82 0.79 0.76 0.66 0.55 0.49 0.42 0.37 0.30 0.27 BIỂU ĐỒ LÚN THEO THỜI GIAN Đường lún 0.00 -0.10 50 100 150 200 250 -0.20 -0.30 ĐỘLÚN (M) t (năm) 15 20 25 30 50 80 100 120 150 180 200 -0.40 -0.50 -0.60 -0.70 -0.80 -0.90 THỜI GIAN (NĂM) Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 BÀI 2.1 XỬ LÝ ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM Tổng quan Xử lý đất yếu bấc thấm (PVD) biện pháp xử lý thoát nước thẳng đứng Trong biện pháp PVD đóng vai trị ống để nước từ tầng yếu tác dụng tải trọng đắp hút lên phía bề mặt ngồi nhằm mục đích nhanh chóng đạt độ lún yếu cầu khoảng thời gian ngắn 2.2 Thông số Thiết lập thông số đầu vào bấc thấm Chiều dày bấc thấm (mm) Tỷ số Ch / Cv F(n) 2.60 Chiều rộng bấc thấm (mm) Đường kính tương đương De (mm) Khoảng cách bấc Dpvd (m) Kiểu bố trí Khoảng cách tính tốn l (m) 100 51.50 1.3 Hình vng 1.47 20 n = l / De 28.52 Kh/Ks ds/d Kh/qw -4 Ch(10 cm /s) 2.00 0.0001 10.15 Fs Fr F(n)+Fs+Fr 0.69 0.08 3.38 Chiều sâu cắm (m) Đường kính tương đương De tính trung bình cộng chiều dày chiều rộng bấc - Tỷ số Ch/Cv theo quy trình lấy từ 2-5 - l: khoảng cách tính tốn, lấy 1.13*Dpvd bố trí hình vng, 1.05*Dpvd bố trí hình tam giác - Fn= ln(n) – ¾: Nhân tố xét đến ảnh hưởng khoảng cách bố trí bấc thấm - Fs= (kh/ks-1)*ln(ds/d): Nhân tố xét đến ảnh hưởng xáo động o kh/ks=Ch/Cv, kh ks hệ số thấm theo phương ngang đất yếu chưa đóng bấc thấm sau cắm bấc thấm o ds/d: Tỷ số đường kính tương đương vùng đất bị xáo động xung quanh bấc thấm đường kính tương đương bấc thấm, lấy từ 2-3 - Fr= 2/3*pi *L^2*kh/qw: Nhân tố xét đến sức cản bấc thấm o L chiều dài tính tốn bấc thấm, có mặt thống phía L chiều dài cắm bâc, mặt thống L ½ chiều dài cắm bâc o kh/qw: lấy 0.00001-0.001 m-2 với đất sét sét, kh/qw =0.001-0.01 với than bùn 0.01-0.1 bùn cát o kh: hệ số thấm ngang đất yếu, qw (m3/s): khả thoát nước bấc thấm nhà sản xuất cung cấp 2.3 Xác định độ cố kết theo thời gian sau cắm bấc thấm - Sau cắm bấc thấm, tốc độ cố kết trăng lên nhiều độ cố kết theo phương đứng Uv, cịn có độ cố kết theo phương ngang Uh Trang HƯỚNG DẪN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THEO TIÊU CHUẨN TCVN - 262 200 o l đơn vị cm, Ch đơn vị cm2/s - Độ cố kết theo phương đứng Uv tính tương tự đất chưa cắm PVD - Độ cố kết tổng 2.4 Trình tự tính tốn xử lý PVD Lựa chọn biện pháp gia tải Hđắp GD1 Hđắp GD2 Hđắp GD3 Tổng Hđắp 4.00 m 3.02 m -m 7.02 m Chờ GD1 Chờ GD2 Chờ GD3 H đắp 2.00 tháng 7.00 tháng tháng 4.00 m S¥ Đồ Bố TRí BấC THấM, CọC CáT ĐƯờNG KíNH ảNH H¦ëNG Dsd/Dpvd DSD D D De De Dsd/Dpv D D 2.60 0.69 0.08 3.38 MạNG HìNH VUÔNG MạNG TAM GIáC - Bước 1: Lựa chọn thông số sau: o Chiều dài cắm bấc thấm cự ly bấc thấm o Số giai đoạn đắp, chiều cao đắp thời gian chờ cố kết giai đoạn o Tốc độ đắp giai đoạn o Lựa chọn chiều cao đắp tối thiểu, lựa chọn từ 3-4m - Bước 2: Với mối giai đoạn đắp, tính độ lún phân lớp cắm PVD hệ số cố kết Cvtb, từ tính giá trị Ch giai đoạn đắp theo Cvtb - Bước 2: Tính độ cố kết tổng U độ lún cắm PVD thời điểm: o Sau đắp xong o Sau kết thúc thời gian chờ cố kết giai đoạn xét - Bươc 3: Độ lún tổng cộng tổng độ lún sau kết thúc thời gian chờ cố kết tất giai đoạn, độ cố kết lấy độ cố kết sau kết thúc thời gian chờ cố kết giai đoạn đắp cuối - Bước 4: Lực dính c lớp đất yếu tăng dần theo thời gian, cần tính lại giá trị lớp đất giai đoan Su tính theo cơng thức sau: o c = c banđầu + (σzz +σzvz-σzpz)*U*tan φ Nếu σzz +σzvz-σzpz