Mô hình tính toán cho cọc xi măng đất để ứng dụng cho công trình dân dụng vừa và cao tầng

LVTS11 Mô hình tính toán cho cọc xi măng đất để ứng dụng cho công trình dân dụng vừa và cao tầng Đăng ngày 24062011 11:08:00 PM 644 Lượt xem 1570 lượt tải Giá : 0 VND Mô hình tính toán cho cọc xi măng đất để ứng dụng cho công trình dân dụng vừa và cao tầng Hãng sản xuất : Unknown Đánh giá : 5 điểm 1 2 3 4 5

Lời cảm ơn

Tôi xin cám ơn các thầy cô giảng dạy trong Khoa sau đại học- Trờng

Đại học Kiến trúc Hà Nội

Tôi xin chân thành cám ơn Phó giáo s, Tiến sĩ Ngô Hà Sơn là ngời hớngdẫn khoa học đã hết sức tận tâm nhiệt tình giúp tôi hoàn thành luận văn này

Tôi xin cám ơn sự quan tâm góp ý của Giáo s, Tiến sĩ Đỗ Nh Tráng.Tôi cũng xin cám ơn sự ủng hộ, động viên tinh thần nhiệt tình của gia

đình, bạn bè, đồng nghiệp trong thời gian thực hiện luận văn

Lời cam đoan

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung của luận văn là do tôi thực hiện dới

sự hớng dẫn khoa học của Phó giáo s, Tiến sĩ Ngô Hà Sơn

Tôi xin cam đoan nội dung của luận văn này không trùng lặp với bất cứ luận văn nào đã từng đợc công bố

Nghiên cứu tổng quan các giảI pháp gia cờng nền đất

1.1.1 Gia cố nền đất yếu bằng trụ vật liệu rời [20] 121.1.2 Gia cố nền đất yếu bằng vật liệu có chất kết dính [20] 16

1.2 Phơng pháp gia cố nền bằng cọc xi măng đất 18

1.2.4 Giới thiệu công nghệ trộn sâu [2] 241.2.5 Các phơng pháp tính toán gia cố nền bằng cọc xi măng đất [4] 29

1.3 So sánh giữa cọc xi măng đất và trụ vật liệu rời, cọc vôi 41

1.3.1 So sánh giữa cọc xi măng đất và trụ vật liệu rời 411.3.2 So sánh giữa cọc xi măng đất và cọc vôi 41

2.2.2 Thí nghiệm chất tải trọng cho cụm cọc ở hiện trờng 51

2.3 Kiểm chứng mô hình bài toán lý thuyết, xây dựng mô hình tính phù

2.3.1 Tính toán cọc XMĐ theo quan điểm cọc cứng 542.3.2 Tính toán cột xi măng đất theo quan điểm nền tơng đơng 572.3.3 Tính toán cột xi măng đất theo quan điểm hỗn hợp (sức chịu tải tính

nh cọc còn biến dạng tính nh nền tơng đơng) 602.3.4 So sánh kết quả tính toán giữa các mô hình tính với kết quả thí

Khảo sát trên mô hình số, xác định phạm vi ứng dụng

3.1.1 Thay đổi đờng kính cọc D (bán kính cọc r) 66

3.2 Xác định phạm vi ứng dụng của cọc xi măng đất với công trình dân

3.2.1 Khảo sát biến dạng của nền theo chiều dài cọc và tải trọng tác dụng 71

3.2.3 Ví dụ về gia cố nền bằng cọc xi măng đất cho bồn dầu (Tổng kho

1.1 Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo đất

2.1 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 462.2 Tải trọng thí nghiệm nén tĩnh 3 cọc đơn 472.3 Thời gian theo dõi độ lún và ghi chép số liệu 482.4 Bảng tổng hợp kết quả tải trọng - độ lún cọc 1-B-4 492.5 Bảng tổng hợp kết quả tải trọng - độ lún cọc 3-B-4 502.6 Bảng tổng hợp kết quả tải trọng - độ lún cọc 1-C-4 502.7 Sức chịu tải cho phép của 3 cọc 512.8 Kết quả thí nghiệm nén tĩnh cụm 36 cọc 532.9 So sánh kết quả tính toán giữa các mô hình tính

với kết quả thí nghiệm nén tĩnh tại hiện trờng 633.1 Tính toán sức chịu tải và biến dạng của cọc khi

3.2 Tính toán sức chịu tải và biến dạng của cọc khi

3.3 Tính toán sức chịu tải và biến dạng của cọc khi

1.4 Phơng thức phá hoại của móng cọc vôi 171.5 Tính toán lún khi cha vợt độ bền rão của cọc vôi 181.6 Gia cố cọc xi măng đất tại sân bay Cần Thơ 231.7 Gia cố cọc xi măng đất móng bồn dầu 231.8 Gia cố cọc xi măng đất Cảng dầu khí Vũng Tàu 231.9 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu 24

3.1 Quan hệ giữa bán kính cọc và sức chịu tải của cọc 673.2 Quan hệ giữa bán kính cọc và độ lún 673.3 Quan hệ giữa chiều dài cọc và sức chịu tải của cọc 693.4 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún 693.5 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún của nền gia

3.6 Quan hệ giữa chiều dài cọc và sức chịu tải của cọc 733.7 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún 733.8 Gia cố nền móng bồn dầu bằng cọc xi măng đất 78

Mở đầu

Cùng với sự phát triển nhanh chóng của nền kinh tế, ngành xây dựngViệt Nam cũng có sự chuyển mình mạnh mẽ, hàng loạt công trình cao tầngmọc lên ở các khu đô thị lớn Theo đó các công nghệ xử lý nền móng bằngcọc ép, cọc nhồi, cọc cát đã đợc khai thác và sử dụng triệt để Tuy nhiên giáthành nguyên vật liệu ngày một tăng cao đang là vấn đề nan giải gây thiệt hại

đối với nhà thầu và chủ đầu t

Công nghệ cọc ép, cọc nhồi bê tông cốt thép tuy có sức chịu tải lớn

nh-ng bên cạnh đó cũnh-ng bộc lộ nhữnh-ng nhợc điểm nh giá thành cao, thời gian thicông kéo dài, gây ô nhiễm môi trờng

Chính vì thế mà một công nghệ mới đã đợc nghiên cứu và đang đợc ápdụng rộng rãi ở nhiều nơi trên thế giới, đó chính là công nghệ cọc đất trộn ximăng (gọi tắt là “ cọc xi măng đất”, hay cũng có thể gọi là “ trụ xi măng

đất”)

So với các công nghệ móng cọc khác, công nghệ cọc xi măng đất tỏ ra

có hiệu quả kinh tế do tận dụng nguồn nguyên liệu tại chỗ ngay dới chân côngtrình Đặc biệt nó chính là một giải pháp vô cùng hợp lý cho các nền đất yếu

mà trong đó vùng Đồng bằng Nam Bộ của nớc ta là một điển hình

Công nghệ cọc xi măng - đất đã đợc nhiều đơn vị ở Việt Nam tiếp nhận,thiết kế và thi công có hiệu quả từ những năm 90 của thế kỉ trớc Tuy nhiênphạm vi áp dụng chủ yếu mới chỉ là xử lý nền móng cho các công trình giaothông thủy lợi và một số công trình công nghiệp Việc nghiên cứu áp dụng vào

xử lý nền móng cho công trình dân dụng vừa và cao tầng thay thế cho móngcọc bê tông cốt thép là rất đáng quan tâm Do đó trong luận văn này tôi nghiên

cứu mô hình tính toán cho cọc xi măng đất để ứng dụng cho công trình“

dân dụng vừa và cao tầng ” Công nghệ cọc xi măng đất với các u điểm nhgiá thành rẻ hơn các công nghệ khác do không tốn nhiều vật liệu, tận dụng đ-

ợc vật liệu tại chỗ, thiết bị thi công không quá phức tạp… nếu tính toán áp nếu tính toán ápdụng thành công thì sẽ đạt đợc hiệu quả rất lớn.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu đề xuất mô hình tính toán lý thuyếtcủa cọc xi măng đất, trên cở sở đó kiến nghị phạm vi áp dụng của mô hình

Phơng pháp nghiên cứu:

Luận văn sử dụng các phơng pháp nghiên cứu sau:

- Về nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu về vật liệu cọc, mô hình tính và lờigiải… nếu tính toán áp

- Về nghiên cứu thực nghiệm: thu thập, phân tích số liệu, kết quả thínghiệm hiện trờng

Nội dung nghiên cứu và cấu trúc của đề tài:

Nội dung của luận văn gồm ba chơng:

Chơng 1: Nghiên cứu tổng quan các giải pháp gia cờng nền đất yếu.

Giải pháp gia cờng bằng cọc xi măng đất

Chơng 2: Xây dựng mô hình tính cọc xi măng đất.

Chơng 3: Khảo sát trên mô hình số, xác định phạm vi áp dụng của cọc

xi măng đất cho các công trình dân dụng

Các kết quả nghiên cứu của luận văn có thể đợc sử dụng làm tài liệutham khảo, nghiên cứu và áp dụng cho chuyên ngành địa kỹ thuật, thi công vàxây dựng công trình ngầm đô thị, và nếu đợc hoàn thiện thêm, sẽ là cơ sở khoahọc để kiến nghị sử dụng rộng rãi phơng pháp gia cố nền bằng cọc xi măng

đất trong thực tiễn xây dựng các công trình vừa và cao tầng ở Việt Nam

CHƯƠNG 1 Nghiên cứu tổng quan các giảI pháp gia cờng nền đất

yếu giải pháp gia cờng bằng cọc xi măng đất

Trên thế giới và ở Việt Nam hiện nay đã và đang áp dụng nhiều phơngpháp cải tạo đất khác nhau, qua thử nghiệm và ứng dụng thực tiễn cho thấycác phơng pháp cải tạo đã có tác dụng làm tăng độ bền của đất, giảm độ lún

tổng cộng và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí xây dựng

và các hiệu quả khác

Nếu xét đến các yếu tố nh: tầm quan trọng của công trình, tải trọng, tácdụng, điều kiện thi công, thời gian xây dựng… nếu tính toán áp thì việc lựa chọn giải phápthích hợp cho từng loại đất riêng biệt sẽ rất quan trọng và đợc hệ thống trongbảng sau 1.1 [20]

Bảng 1.1 Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo đất cho các loại đất khác nhau.

hay phụt vữa

Đầm chặt

Thoát nớc Thời gian cải tạo Phụ thuộc sự tồn

tại của thể vùi

Tơng đối ngắn Lâu dài Lâu dài

Đất hữu cơ

Đất sét nguồn gốc núi lửa

Đất sét độ dẻo cao

Đất sét độ dẻo thấp

trạng thái đất)

(Thay đổi trạng thái đất)

Các phơng pháp gia cố nền đất yếu có thể đợc nhóm lại theo các nhóm nh sautùy thuộc vào chỉ tiêu phân nhóm:

* Theo đặc điểm của quá trình tơng tác giữa đất yếu và tác nhân gia cố, có thểphân biệt các nhóm gia cố sau:

- Phơng pháp gia cố bằng tác nhân cơ học: trong hệ phơng pháp này quá trìnhgia cờng chủ yếu là quá trình cơ học Đó là các phơng pháp trụ cát, giếng cát,phơng pháp trụ vật liệu rời, phơng pháp đầm nén chặt… nếu tính toán áp

- Phơng pháp gia cố bằng tác nhân hóa học: trong hệ phơng pháp này các quátrình hóa học mang lại hiệu quả chủ yếu Đó là phơng pháp silicat hóa, phơngpháp gia cố đất bằng vôi, xi măng, nhựa bitum… nếu tính toán áp

- Phơng pháp gia cố bằng tác nhân hóa lý học: trong hệ phơng pháp này, cácquá trình hóa lý học mang lại hiệu quả chủ yếu, đó là phơng pháp thẩm thấu,

điện thẩm thấu, điện silicat… nếu tính toán áp

- Ngoài ra còn có các phơng pháp gia cố bằng các tác nhân nhiệt, điện… nếu tính toán áp

* Theo vật liệu để gia cố, có thể phân biệt:

- Phơng pháp gia cố bằng các vật liệu vô cơ: vôi, xi măng, tro xỉ… nếu tính toán áp

- Phơng pháp gia cố bằng các vật liệu hữu cơ: bi tum, nhựa đờng

- Phơng pháp gia cố bằng vật liệu Polime: vật liệu carbamid, lignhin

* Theo mục đích gia cố:

- Phơng pháp gia cố làm tăng độ bền: đệm cát, trụ vật liệu rời… nếu tính toán áp

- Phơng pháp gia cố làm giảm tính biến dạng: Trụ xi măng đất, gia tải trớc… nếu tính toán áp

- Phơng pháp gia cố làm tăng nhanh quá trình cố kết: các phơng pháp sử dụngvật thoát nớc thẳng đứng

* Theo phạm vi gia cố có thể phân biệt:

- Phơng pháp gia cố nông: phạm vi gia cố chỉ ở bề mặt nh cấp phối thích hợp,

đệm cát

- Phơng pháp gia cố sâu: trụ vật liệu rời, trụ vôi, trụ xi măng đất… nếu tính toán áp

Dựa trên phân loại này, ngời ta đa ra các giải pháp kỹ thuật cụ thể phụthuộc vào mục đích sử dụng và tính hiệu quả kinh tế Sau đây luận văn sẽ giớithiệu tổng quan một số giải pháp gia cờng nền đất yếu

1.1 Một số giải pháp gia cờng nền đất yếu.

1.1.1 Gia cố nền đất yếu bằng trụ vật liệu rời [20].

* Khái niệm chung:

Trụ vật liệu rời cấu tạo bằng cát hay đá (cuội sỏi) đợc đa vào lớp đấtyếu bằng phơng pháp thay thế hoặc không thay thế

Gia cố nền đất yếu bằng trụ vật liệu rời là một phơng pháp gia cố sâu,trong đó với công nghệ thích hợp tạo dựng trong nền đất yếu cần gia cố mộttrụ có kích thớc xác định (đờng kính, độ sâu) bằng vật liệu rời (cát, sỏi, đádăm hoặc hỗn hợp của chúng) Các trụ vật liệu rời này đợc bố trí dới móng vớihình dạng, số lợng và khoảng cách phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của côngtrình xây dựng Trụ vật liệu rời thông dụng nhất là trụ sử dụng vật liệu nhồi là

đá dăm hay cát thô đầm chặt

Đất đợc cải tạo bằng trụ vật liệu rời gọi là đất hỗn hợp Khi chất tải, trụ

bị biến dạng phình lấn vào các tầng đất và phân bố lại ứng suất ở các mặt cắtbên trên của đất hơn là truyền ứng suất xuống các lớp đất dới sâu Điều đó làmcho đất chịu đợc ứng suất Kết quả là cờng độ và khả năng chịu lực của đấthỗn hợp có thể tăng lên và tính nén lún giảm Ngoài ra nó còn giảm đợc ứngsuất tập trung sinh ra trên các trụ vật liệu rời Thành phần của trụ là vật liệurời có tính thấm cao, nên trụ còn làm tăng nhanh độ lún cố kết, giảm trị số độlún của công trình sau xây dựng

Kết quả bàn nén phẳng hiện trờng giữa đất gia cố trụ vật liệu rời và đấtcha gia cố xem Hình 1.1

Hình 1.1 Kết quả bàn nén phẳng hiện trờng: 1- đất cha gia cố; 2- đất đã gia

cố

* Công nghệ thi công trụ vật liệu rời

Nhiều phơng pháp khác nhau để tạo trụ vật liệu rời đã đợc sử dụng trênthế giới, tùy thuộc vào khả năng ứng dụng thực tế của chúng và khả năng có

đợc các thiết bị thi công ở từng địa phơng Một số phơng pháp thi công trụ vậtliệu rời:

Có các loại phá hoại sau: a) phình ra bên; b) cắt qua trụ; c) trợt trụ

Hình 1.2 Cơ chế phá hoại trụ đơn vật liệu rời trong đất sét yếu đồng nhất

(theo Barksdale và Bachus, 1983.

* Khả năng chịu tải giới hạn của trụ đơn riêng biệt vật liệu rời

Đối với trụ đơn riêng biệt vật liệu rời, cơ chế phá hoại phình ra bên là

dễ xảy ra nhất Cơ chế này có thể xảy ra đối với loại trụ mà trụ còn ở trong lớp

đất sét yếu hoặc đã tựa vào lớp đất sét cứng chắc.ứng suất không nở hông giữtrụ thờng đợc xác định dựa vào sức kháng bị động giới hạn mà đất xung quanhtrụ có thể phát huy khi trụ phình ra phía ngoài Hầu hết các phơng pháp dựtính khả năng chịu tải giới hạn của trụ đơn đợc phát triển dựa vào mô hình pháhoại đã nêu ở trên

* Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm trụ vật liêu rời

Phơng pháp chung dự tính khả năng chịu tải giới hạn của nhóm trụ vậtliệu rời đều cho rằng góc ma sát trong của đất dính xung quanh trụ và lực dínhtrong trụ vật liệu rời là không đáng kể Hơn nữa cờng độ của trụ vật liệu rời vàcủa đất dính đều đợc phát huy đầy đủ Nhóm trụ cũng xem nh đợc chất tải bởimóng cứng

Khả năng chịu tải giới hạn theo Barksdale và Bachus (1983) đợc xác

định bằng bề mặt phá hoại gần đúng từ hai đoạn thẳng nh trên Hình 1.3

đơn nguyên đợc chất tải bởi tấm phẳng cứng tơng tự nh thí nghiệm cố kếtthấm một chiều Vì vậy đơn nguyên đợc giới hạn bởi một tờng cứng không có

ma sát và ứng suất thẳng đứng tại mọi vị trí nằm ngang đều giống nhau

Tỉ lệ giảm độ lún còn đợc biểu thị nh là hàm của tỉ diện tích thay thế a s,góc ma sát trong của vật liệu rời s, hệ số tập trung ứng suất… nếu tính toán áp

- Không nên sử dụng khi đất quá yếu với sức kháng cắt không thoát nớcnhỏ hơn 10 kPa và có bề dày lớn

1.1.2 Gia cố nền đất yếu bằng vật liệu có chất kết dính [20]

Vật liệu có chất kết dính ở đây thờng dùng là vôi, xi măng hoặc thạchcao Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất- vôi hoặc xi măng là một phơng pháp gia

cố sâu, trong đó một trụ đợc thi công tại chỗ từ hỗn hợp đất trộn lẫn vôi hoặc

xi măng bằng công nghệ thích hợp

* Giải pháp kỹ thuật

Sử dụng máy khoan và các thiết bị chuyên dụng (cần khoan, mũkhoan… nếu tính toán áp) khoan vào đất với đờng kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế Đấttrong quá trình khoan không đợc lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu,

đợc các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính

* Phơng pháp tính toán cho trụ vôi.

+ Khả năng chịu tải giới hạn của trụ vôi đơn (Nghiên cứu cho đất sét yếu ởBăng Cốc – Thái Lan)

Khả năng chịu tải giới hạn của trụ vôi đơn đợc quyết định bởi sứckháng cắt của đất sét yếu bao quanh (đất phá hoại) hay sức kháng cắt của vậtliệu trụ (trụ phá hoại) Loại phá hoại đầu phụ thuộc cả vào sức cản do ma sátmặt ngoài trụ và sức chịu ở chân trụ Còn loại sau phụ thuộc vào sức kháng cắtcủa vật liệu trụ

+ Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm trụ vôi

Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm trụ vôi phụ thuộc vào độ bền cắtcủa đất cha xử lý giữa các trụ và độ bền cắt của vật liệu làm trụ Sự phá hoạiquyết định khả năng chịu tải của khối với các trụ vôi hay khả năng chịu tảicủa khối ở rìa công trình khi các trụ vôi đặt xa nhau

Khả năng chịu tải giới hạn, có xét đến phá hoại cục bộ ở rìa khối trụvôi, phụ thuộc vào độ bền cắt trung bình của đất, dọc theo bề mặt phá hoạigần tròn nh trong Hình 1.4

Hình 1.4 Phơng thức phá hoại của móng cọc vôi.

* Độ lún tổng cộng.

Độ lún tổng cộng của một công trình đặt trên nền gia cố cọc vôi đợctính nh miêu tả trong Hình 1.5

Độ lún tổng cộng lớn nhất lấy bằng tổng độ lún cục bộ của khối đợc gia

cố h1và độ lún cục bộ của đất không ổn định nằm ở dới khối h2

Hình 1.5 Tính toán lún khi cha vợt độ bền rão của cọc vôi.

Độ lún tổng cộng:    h h1 h2

* Nhận xét.

Khả năng chịu tải giới hạn của trụ đơn hay nhóm trụ vôi đều phụ thuộcvào độ bền cắt của đất xung quanh trụ và của vật liệu trụ, điều này chứng tỏtrong tính toán trụ vôi tác giả đã quan niệm nền gia cố trụ vôi là nền tơng đ-

ơng trong đó trụ và đất xung quanh làm việc đồng thời

Trên đây luận văn đã trình bày hai phơng pháp gia cố nền bằng trụ vậtliệu rời và trụ vôi vì chúng có nhiều nét tơng đồng với cọc xi măng đất Chúng

sẽ làm cơ sở để so sánh và áp dụng trong việc nghiên cứu cơ chế làm việc vàphá hoại của cọc xi măng đất

1.2 Phơng pháp gia cố nền bằng cọc xi măng đất

1.2.1 Giới thiệu cọc xi măng đất [4]

Cọc xi măng đất (tên tiếng Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) đợc

nghiên cứu ở Nhật bởi giáo s Tenox Kyushu của Đại Học Tokyo vào khoảng

những năm 1960 Loại cọc này sử dụng cốt liệu chính là đất tại chỗ, gia cố

với một hàm lợng xi măng và chất phụ gia nhất định tùy thuộc vào loại và các

tính chất cơ - lý – hoá của đất nền Nó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao khi

địa chất là đất cát Cọc xi măng đất thờng đợc thi công bằng công nghệ trộn

sâu hay gọi tắt là DMM (Deep Mixing Method) Cọc xi măng - đất có thể làm

móng sâu, thay thế cọc nhồi (trong một số điều kiện áp dụng nhất định); làmtờng trong đất (khi xây dựng tầng hầm nhà cao tầng), gia cố nền Thông thờngloại cọc này không có cốt thép, song trong một số trờng hợp cần thiết, cốt thépcứng cũng có thể đợc ấn vào cọc vữa khi vừa thi công cọc xong

Sử dụng xi măng trộn cỡng chế với đất nền nhờ các phản ứng hoá học– vật lý xảy ra làm cho nền đóng rắn thành một thể cọc xi măng đất có độ ổn

định cao trở thành tờng chắn có dạng bản liên kết khối

Khi độ sâu hố móng từ 3-6m mà ứng dụng phơng pháp cọc xi măng đấtlàm kết cấu chống giữ sẽ thu đợc kết quả tốt

1.2.2 Ưu điểm của cọc xi măng đất [2]

Một số u điểm của cọc xi măng đất:

- Ngăn đợc nớc thấm vào hố đào;

- Dùng kiểu tờng trọng lực nên không phải đặt thanh chống, tạo điềukiện thi công hố móng rất thông thoáng Cọc trộn xi măng đất thờng có cờng

độ chịu kéo nhỏ hơn nhiều so với cờng độ chịu nén vì vậy cần triệt để sử dụngkiểu kết cấu tờng chắn lợi dụng trọng lợng bản thân;

- Thi công đơn giản, nhanh chóng;

- Sử dụng vật liệu có sẵn nên có, cốt liệu chính là đất tại chỗ (cát) nêngiá thành rất thấp, hiệu quả kinh tế cao;

- Thiết bị thi công không quá đắt (giá một thiết bị thi công cọc khoảng3,5 tỉ VNĐ cha kể trạm trộn & thiết bị bơm vữa xi măng);

- Quá trình khoan có thể kiểm tra đợc địa chất khoan nhờ thiết bị tự

động đo & ghi mômen xoắn ở đầu cần khoan);

- Khâu thi công đợc tự động hóa gần nh hoàn toàn, sau khi định vị, máykhoan sẽ tiến hành khoan một cách tự động, hàm lợng vữa xi măng sẽ đợc tự

động điều chỉnh cho phù hợp với tình hình địa chất tùy thuộc mômen xoắn đo

a) Trên thế giới [4].

Những n ớc ứng dụng công nghệ trộn sâu nhiều nhất l− μ Nhật bản vμcác n ớc vùng Scandinaver (Bắc Âu) Theo thống kê của hiệp hội cọc trộn−

sâu CDM (Nhật Bản), tính chung trong giai đoạn 80~96 có 2345 dự án, sử

dụng 26 triệu m3 hỗn hợp xi măng - đất Riêng từ 1977 đến 1993, l ợng đất−gia cố bằng trộn sâu ở Nhật vμo khoảng 23.6 triệu m3 cho các dự án ngoμibiển vμ trong đất liền, với khoảng 300 dự án Hiện nay hμng năm thi côngkhoảng 2 triệu m3 Đến 1994, hãng SMW Seiko đã thi công 4000 dự án trêntoμn thế giới với 12.5 triệu m2 (7 triệu m3)

Tạp chí Tin tức kỹ thuật (ENR) th ờng xuyên thông báo các th− μnh tựucủa DM ở Nhật Bản, chẳng hạn số 1983 đăng kết quả ứng dụng cho các côngtrình nền móng thi công trong n ớc, số 1989 về tác dụng chống động đất, số−

1986 về các t ờng chống thấm H− μng năm, các hội nghị về các công nghệgia cố nền đ ợc tổ chức tại Tokyo, trong hội nghị nhiều th− μnh tựu mới nhất

về khoan phụt vμ DM đã đ ợc trình b− μy

Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay

từ cuối những năm 1960, các kỹ s Trung Quốc đã học hỏi ph ơng pháp− −trộn vôi d ới sâu v− μ CDM ở Nhật bản Thiết bị trộn sâu dùng trên đất liềnxuất hiện năm 1978 vμ ngay lập tức đ ợc sử dụng để xử lý nền các khu công−nghiệp ở Th ợng Hải Tổng khối l ợng xử lý bằng trộn sâu ở Trung Quốc− −cho đến nay vμo khoảng trên 1 triệu m3 Từ năm 1987 đến 1990, công nghệtrộn sâu đã đ ợc sử dụng ở Cảng Thiên tân để xây dựng 2 bến cập t− μu vμ cảitạo nền cho 60 ha khu dịch vụ Tổng cộng 513000m3 đất đ ợc gia cố, bao−gồm các móng kè, móng của các t ờng chắn phía sau bến cập tầu −

Một số nghiên cứu khác liên quan tới trộn sâu ở Đông Nam á nh sử−dụng các cột vôi đất xử lý đất hữu cơ ở Trung Quốc (Ho, 1996), các hố đμosâu ở Đμi Loan (Woo, 1991) vμ một số dự án khác nhau ở Singapore (Broms ,1984)

Tại Châu âu, nghiên cứu vμ ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển vμ Phần Lan.Trong năm 1967, Viện Địa chất Thụy Điển đã nghiên cứu các cột vôi (SLC)theo đề xuất của Jo Kjeld Páue sử dụng thiết bị theo thiết kế của Linden-Alimak AB (Rathmayer, 1997) Thử nghiệm đầu tiên tại sân bay Ska Edebyvới các cột vôi có đ ờng kính 0.5m v− μ chiều sâu tối đa 15m đã cho nhữngkinh nghiệm mới về các cột vôi cứng hoá (Assarson vμ nnk, 1974) Năm

1974, một đê đất thử nghiệm (6m cao 8m dμi) đã đ ợc xây dựng ở Phần Lan−

sử dụng cột vôi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình dạng vμchiều dμi cột về mặt khả năng chịu tải (Rathmayer vμ Liminen, 1980)

b) ứng dụng cọc xi măng đất ở Việt Nam [2].

Công nghệ trộn sâu đã đ ợc miêu tả trong quyển “ Xử lý sự cố nền móng−công trình” của GS Nguyễn Bá Kế xuất bản năm 2000 Năm 2002, ViệnKHCN Xây dựng đã có đề tμi nghiên cứu về cọc xi măng - vôi Hiện nay, Bộxây dựng đã ban hμnh Tiêu chuẩn thiết kế cọc xi măng đất

Năm 2002, đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi măng đất vμo xâydựng các công trình trên nền đất yếu ở Việt nam Cụ thể nh : Dự án cảng Ba−Ngòi (Khánh hoμ) đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đ ờng kính 600cm−thi công bằng trộn khô; xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu đ ờng kính 35m,−cao 4m ở Cần Thơ Năm 2003, một Việt kiều ở Nhật đã thμnh lập công ty xử

lý nền móng tại TP Hồ Chí Minh, ứng dụng thiết bị trộn khô để tạo cọc ximăng đất lồng ống thép Cọc xi măng đất lồng ống thép cho phép ứng dụngcho các nhμ cao tầng (đến 15 tầng) thay thế cho cọc nhồi, rẻ vμ thi côngnhanh hơn Năm 2004 cọc xi măng đất đ ợc sử dụng để gia cố nền móng cho−nhμ máy n ớc huyện Vụ Bản (H− μ nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu

ở Đình vũ (Hải phòng) Các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độsâu xử lý trong khoảng 20m Tháng 5 năm 2004, các nhμ thầu Nhật bản đã sử

dụng Jet - grouting để sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh trì

(Hμ nội) Năm 2005, một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất nh : dự−

án thoát n ớc, khu đô thị Đồ Sơn - Hải phòng, dự án đ ờng cao tốc TP Hồ− −Chí Minh đi Trung L ơng, dự án cảng Bạc Liêu, −

Năm 2004, Viện Khoa học Thuỷ lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ

khoan phụt cao áp (Jet-grouting) từ Nhật bản Đề tμi đã ứng dụng công nghệ

vμ thiết bị nμy trong nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn vμ nhóm cọc, khảnăng chịu lực ngang, ảnh h ởng của h− μm l ợng − xi măng đến tính chất của ximăng đất, nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vμo xử lý đất yếu, chống thấmcho các công trình thuỷ lợi Nhóm đề tμi cũng đã sửa chữa chống thấm choCống Trại (Nghệ an), cống D10 (Hμ Nam), Cống Rạch C (Long an)

Một số hình ảnh về ứng dụng công nghệ cọc xi măng đất tại Việt Namxem Hình 1.6; Hình 1.7; Hình 1.8

1.2.4 Giíi thiÖu c«ng nghÖ trén s©u [2]

Trén s©u ph©n lo¹i theo chÊt kÕt dÝnh (xi m¨ng, v«i, th¹ch cao, trobay… nÕu tÝnh to¸n ¸p) vµ ph¬ng ph¸p trén (kh«/ít, quay/phun tia, guång xo¾n hoÆc lìi c¾t)

HiÖn nay phæ biÕn hai c«ng nghÖ thi c«ng trén kh« vµ trén ít cña c¸c

n-íc B¾c ¢u vµ NhËt B¶n

Các ứng dụng chính của công nghệ trộn sâu xem Hình 1.9.

a) Công nghệ thi công trộn khô.

Trộn khô là quá trình gồm xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trờng và trộn

bột xi măng khô với đất có hoặc không có phụ gia

Nguyên tắc chung của phơng pháp trộn khô đợc thể hiện trên Hình

1.10 Khí nén sẽ đa xi măng vào đất

Hình 1.9 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu

Mô hình bố trí trụ :

Tùy theo mục đích sử dụng một số mô hình thi công thể hiện trên các

hình 1.11, hình 1.12 Để giảm độ lún, bố trí trụ đều theo lới tam giác hoặc ô

vuông Để làm tờng chắn thờng tổ chức thành dãy

Hình 1.11 Bố trí trụ trộn khô

1 Dải; 2 Nhóm; 3 Lới tam giác; 4 Lới vuông

Hình 1.12 Bố trí trụ trùng nhau theo khối

b) Công nghệ thi công trộn ớt

Trộn ớt là quá trình gồm xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trờng và trộn

vữa xi măng gồm nớc, xi măng, có hoặc không có phụ gia với đất

Nguyên lý trộn ớt đợc mô tả trong Hình 1.13

c) Công nghệ trộn hỗn hợp

Có vài phơng pháp dùng kỹ thuật tơng tự trộn sâu Điển hình là kết hợptrộn cơ học với thủy lực Dới đây mô tả phơng pháp gia cố toàn khối, phun ápcao kết hợp trộn cơ học

* Gia cố toàn khối

Trong trờng hợp điều kiện đất nền rất xấu ví nh đất than bùn, sét hữucơ, bùn sét yếu, cần gia cố toàn khối đến độ sâu 2-3 m, độ sâu lớn nhất đã xử

lý là 5 m Hình 1.17 và Hình 1.18 thể hiện hai kiểu gia cố toàn khối

* Khoan phụt vữa cao áp – Jet Grouting

Phơng pháp mới kết hợp lợi thế của trộn cơ học với phun vữa lỏng (Jet

grouting) Máy có cả đầu trộn và vòi phun, có thể tạo nên các trụ đờng kính

lớn hơn đờng kính đầu trộn Công nghệ kiểu này và một vài kiểu khác nữa

đang áp dụng tại Nhật Bản (Tanaka 2002).

Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting:

- Công nghệ đơn pha S: tạo ra các cọc xi măng đất có đờng kính từ 0,8m Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền đất đắp, cọc

0,4-Hình 1.17 ổn định khối kiểu B

Hình 1.16 ổn định khối kiểu A

1 Bồn chứa và cân; 2 Máy đào; 3 Cần trộn; 4, 5 Đất xấu cần xử lý;

6 H ớng di chuyển; 7 Vải địa kỹ thuật; 8 Đất san nền, gia tải tr ớc.

- Công nghệ hai pha D: tạo ra các cọc xi măng đất có đờng kính từ 1,2m Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tờng chắn, cọc và hàochống thấm.

0,8 Công nghệ ba pha T: là phơng pháp thay thế đất mà không xáo trộn

đất Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, tờng ngăn chống thấm, có thể tạo racác cọc đờng kính tới 3m

Sơ đồ công nghệ Jet Grouting xem Hình 1.18

1.2.5 Các phơng pháp tính toán gia cố nền bằng cọc xi măng đất [4].

Hiện nay vấn đề tính sức chịu tải và biến dạng của nền đất gia cố bằngtrụ xi măng đất vẫn còn là vấn đề tranh luận nhiều Nhng tựu chung có 3 quan

điểm chính nh sau:

- Quan điểm trụ làm việc nh cọc (tính toán nh móng cọc)

- Quan điểm trụ và đất làm việc đồng thời (tính toán nh đối với nềnthiên nhiên)

- Một số nhà khoa học lại đề nghị tính toán theo cả hai quan điểm trên,nghĩa là sức chịu tải thì tính toán nh cọc, còn biến dạng thì tính toán nh nền

Sở dĩ các quan điểm trên còn cha thống nhất vì bản thân vấn đề phứctạp, những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm về vấn đề này cha nhiều

a) Phơng pháp tính toán theo quan điểm trụ làm việc nh cọc“ ”

Theo quan điểm này đòi hỏi trụ phải có độ cứng tơng đối lớn và các đầutrụ này đợc đa vào tầng đất chịu tải Khi đó lực truyền vào móng sẽ chủ yếu đi

Hình1.18 Công nghệ Jet Grouting Công nghệ S; b Công nghệ D; c Công nghệ

T

vào các trụ xi măng- đất ( bỏ qua sự làm việc của nền dới đáy móng) Trongtrờng hợp trụ không đợc đa xuống tầng đất chịu lực thì có thể dùng phơngpháp tính toán nh với cọc ma sát.

* Đánh giá ổn định các trụ gia cố theo trạng thái giới hạn 1

Khả năng chịu lực của công trình phụ thuộc vào số lợng và cách bố trícác trụ trong khối móng Kết quả phân tích tính toán thể hiện thông qua nộilực tác dụng lên trụ: M, N, Q

Để móng trụ đảm bảo an toàn cần thỏa mãn các điều kiện sau:

- Nội lực lớn nhất trong một trụ: Nmax Q ult/F s

- Mô men lớn nhất trong một trụ: Mmax   M gh  của vật liệu làm trụ

- Chuyển vị của khối móng:   y  y

Trong đó: Q ult- Sức chịu tải giới hạn của cọc xi măng đất

Việc tính toán nội lực trong thân cột M, N, Q và chuyển vị móng cột

y có thể dùng các phần mềm hiện có để tính toán Trong trờng hợp không

có phần mềm để tính toán các điều kiện ổn định trên có thể viết lại nh sau:

x y - khoảng cách từ trục chính của đài cọc đến mỗi trục cọc;

x, y – khoảng cách từ trục chính của đài cọc đến trục cọc khảo sát

* Đánh giá ổn định các trụ gia cố theo trạng thái giới hạn 2

Tính toán theo trạng thái giới hạn 2 đảm bảo cho móng trụ không phátsinh biến dạng và lún quá lớn:

Nói chung trong thực tế quan điểm này có nhiều hạn chế và có nhiều

điểm cha rõ ràng Chính vì những lý do đó nên ít đợc dùng trong tính toán

b) Phơng pháp tính toán theo quan điểm nh nền tơng đơng

Nền trụ và đất dới đáy móng đợc xem nh nền đồng nhất với các số liệucờng độ td;C E td; td đợc nâng cao ( đợc tính từ  ; ;C Ecủa đất nền xung quanhtrụ và vật liệu làm trụ) Công thức quy đổi tơng đơng td;C E td; td dựa trên độcứng của cột xi măng- đất, đất và diện tích đất đợc thay thế bởi cột xi măng-

đất Gọi m là tỉ lệ giữa diện tích cột xi măng- đất thay thế trên diện tích đấtnền

p s

A - diện tích đất nền cần gia cố

Theo phơng pháp tính toán này, bài toán gia cố đất có 2 tiêu chuẩn cầnkiểm tra:

- Tiêu chuẩn về cờng độ: td;C td của nền đợc gia cố phải thỏa mãn điềukiện sức chịu tải dới tác dụng của tải trọng công trình

- Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng của nền đợc gia cố E td phảithỏa mãn điều kiện lún của công trình.

Có thể dùng các công thức giải tích và các phần mềm địa kỹ thuật hiện

có để giải quyết bài toán này

c) Phơng pháp tính toán theo quan điểm hỗn hợp

* Cách tính toán của Viện kỹ thuật châu á A.I.T

+ Sức chịu tải của cọc đơn

Khả năng chịu tải của cọc xi măng đất đợc quyết định bởi sức kháng cắtcủa đất sét yêu bao quanh (đất bị phá hoại) hay sức kháng cắt của vật liệu cọc

xi măng đất ( cọc xi măng đất phá hoại) Loại phá hoại đầu phụ thuộc cả vàosức cản do ma sát mặt ngoài cọc xi măng đất và sức chịu chân cọc xi măng

đất, loại sau còn phụ thuộc vào sức kháng cắt của vật liệu cọc xi măng đất.Khả năng chịu tải giới hạn của cọc xi măng đất đơn trong đất sét yếu khi đấtphá hoại đợc tính theo biểu thức sau:

d- đờng kính của cọc xi măng đất;

Hc- chiều dài cọc xi măng đất;

Cu- độ bền cắt không thoát nớc trung bình của đất sét bao quanh,

đợc xác định bằng thí nghiệm ngoài trời nh thí nghiệm cắt cánh và xuyên côn

Giả thiết là sức cản mặt ngoài bằng độ bền cắt không thoát nớc của đấtsét Cu và sức chịu chân ở chân cọc xi măng đất tơng ứng là 9Cu Sức chịu ởchân cọc xi măng đất treo không đóng vào tầng nén chặt, thờng thấp so vớimặt ngoài Sức chịu ở chân cọc xi măng đất sẽ lớn khi cọc xi măng đất cắt quatầng ép lún vào đất cứng nằm dới có sức chịu tải cao Phần lớn tải trọng tácdụng sẽ truyền vào lớp đất ở dới qua đáy cọc xi măng đất Tuy nhiên sức chịu

ở chân cọc xi măng đất không thể vợt qua độ bền nén của bản thân cọc ximăng đất

Trong trờng hợp cọc xi măng đất đã bị phá hoại trớc thì các cọc ximăng đất đợc xem tơng tự nh một lớp đất sét cứng nứt nẻ Độ bền cắt của hỗnhợp sét ở dạng cục hay hợp thể đặc trng cho giới hạn trên của độ bền Khi xác

định bằng thí nghiệm xuyên hay cắt cánh, giới hạn này vào khoảng từ 2-4 lần

độ bền cắt dọc theo mặt liên kết khi xác định bởi thí nghiệm nén có nở hông

Đờng bao phá hoại của cọc xi măng đất trong đất dính đợc thể hiện trênHình 1.19





Hình 1.19 Sơ đồ phá hoại của đất dính gia cố bằng cọc xi măng đất

Đờng bao phá hoại tơng ứng trên hình 1-19 Khả năng chịu tải giới hạnngắn ngày do cọc xi măng đất bị phá hoại ở độ sâu z đợc tính từ quan hệ:

Giả thiết góc ma sát trong của đất là 30 0 Hệ số tơng ứng hệ số áp lực bị

Do hiện tợng rão, độ bền giới hạn lâu dài của cọc xi măng đất thấp hơn

độ bền ngắn hạn Độ bền rão của cọc xi măng đất Q rao coc,  (65% 85%)  Q gh coc, Giả thiết quan hệ biến dạng- tải trọng là tuyến tính cho tới khi rão nh Hình1.20 Có thể dùng quan hệ này để tính sự phân bố tải trọng rao coc, và mô đun

ép co của vật liệu cọc xi măng đất tơng ứng độ dốc của đờng quan hệ Khi vợtquá độ bền rão, tải ở cọc xi măng đất đợc coi là hằng số







Hình 1.20 Quan hệ ứng suất- biến dạng vật liệu xi măng- đất

* Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc xi măng đất

Hình 1.21 Phá hoại khối và phá hoại cắt cục bộ

Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc xi măng đất phụ thuộc vào độbền cắt của đất cha xử lý giữa các cọc xi măng đất và độ bền cắt của vật liệucọc xi măng đất Sự phá hoại quyết định bởi khả năng chịu tải của khối vớicọc xi măng đất

Trong trờng hợp đầu, sức chống cắt dọc theo mặt phá hoại cắt qua toàn

bộ khối sẽ quyết định khả năng chịu tải và khả năng chịu tải giới hạn củanhóm cọc xi măng đất đợc tính theo:

 

, hom 2 (6 9)

Trong đó: B, L và H- chiều rộng, chiều dài và chiều cao của nhóm cọc

xi măng đất Hệ số 6 dùng cho móng chữ nhật khi chiều dài lớn hơn chiềurộng nhiều (tức là L>>B) Còn hệ số 9 dùng cho móng vuông

Trong thiết kế kiến nghị không dùng khả năng chịu tải giới hạn vì phảihuy động sức kháng tải trọng lớn nhất làm cho biến dạng khá lớn, bằng 5-10%

bề rộng vùng chịu tải

Khả năng chịu tải giới hạn, có xét đến phá hoại cục bộ ở rìa khối cọc ximăng đất, phụ thuộc vào độ bền chống cắt trung bình của đất dọc theo mặtphá hoại gần tròn nh trong hình 1.21 Độ bền chống cắt trung bình có thể tính

nh khi tính ổn định mái dốc Khả năng chịu tải giới hạn có chú ý đến phá hoạicục bộ đợc tính theo biểu thức:

* Tính toán biến dạng

Hình 1.22 Sơ đồ tính toán biến dạng.

Tổng độ lún của công trình xây dựng trên nền đất gia cố bằng cọc ximăng đất nh trên Hình 1.22 Tổng độ lún lớn nhất lấy bằng tổng độ lún cục bộ

của toàn khối nền đợc gia cờng (h1) và độ lún cục bộ của tầng đất nằm dới

đáy khối đất đợc gia cờng phía trên (h2)

Tức là:    h h1 h2

Khi tính toán h có thể xảy ra 2 trờng hợp:

+ Tải tọng ngoài tác dụng tơng đối nhỏ và cọc xi măng đất cha bị rão:

Nếu độ lún dọc trục các trụ tơng ứng với độ lún phần sét yếu xungquanh, thì sự phân tải trọng dọc trục cọc sẽ phụ thuộc vào mô đun lún của vậtliệu cọc và của đất đã gia cờng, đợc tính theo công thức sau:

coc coc

d coc

a- diện tích tơng đối của cọc;

Md và Mcoc - mô đun biến dạng của đất nền xung quanh và của vậtliệu cọc

Tải trọng phân bố đều q (do công trình hay nền đất đắp bên trên truyềnxuống), một phần truyền cho trụ q1, phần khác truyền cho đất q2 Nếu trụ và

đất xung quanh có cùng chuyển vị tơng đối có thể dùng quan hệ sau:

Trong đó: h0- độ lún cuối cùng của tầng đất dới mũi cọc;

 - tỷ số giữa tổng độ lún của khối đất đã gia cờng bằng cọc xi măng

đất với tổng độ lún của chính khối đất đó ở trạng thái tự nhiên:

+ Tải trọng ngoài tác dụng lớn và cọc xi măng đất bị rão:

Nh trờng hợp 1, tải q đợc phân ra làm 2 phần q1 truyền cho cọc và q2truyền cho đất xung quanh cọc, chúng đợc tính toán nh sau:

, 1

* Cách tính theo quy phạm Trung Quốc DBJ 08-40-94

Lực chịu tải cho phép của cọc đơn xi măng đất nền xác định thông quathí nghiệm tải trọng cọc đơn, cũng có thể ớc tính theo công thức:

P  f A

Hoặc P a U pq l si i q F m c

Trong đó:

Pa- lực chịu tải cho phép cọc đơn (kN);

fcu- trị số bình quân cờng độ kháng nén (kPa) của mẫu thử ximăng đất trong phòng (khối lập phơng với chiều dài cạnh là 70,7mm) có côngthức phối trộn xi măng đất nh của thân cọc, 90 ngày tuổi và trong điều kiệnbảo dỡng tiêu chuẩn;

Fc- diện tích mặt cắt của cọc (m2);

- hệ số triết giảm cờng độ thân cọc, có thể lấy 0,3-0,4;

Up- chu vi cọc (m);

qsi- lực ma sát cho phép của lớp đất thử i xung quanh cọc Đối với

đất bùn có thể lấy 5-8 kPa; đối với đất lẫn bùn có thể lấy 8-12 kPa; đối với đấtsét có thể lấy 12-15 kPa;

li- chiều dày của lớp đất thứ i xung quanh cọc (m);

qm- lực chịu tải (kPa) của đất móng thiên nhiên mũi cọc;

 - hệ số triết giảm lực chịu tải của đất móng thiên nhiên ở mũicọc, có thể lấy 0,4-0,6

Lực chịu tải đất móng hỗn hợp cọc xi măng đất chịu lực nên thông quathí nghiệm tải trọng móng tổ hợp để xác định, cũng có thể ớc tính theo côngthức:

Trong đó: fsp- lực chịu tải cho phép của móng tổ hợp (kPa);

fs- lực chịu tải cho phép của đất móng thiên nhiên giữa các cọc(kPa);

m- tỷ lệ phân bố diện tích cọc và đất;

 - hệ số triết giảm lực chịu tải của đất giữa cọc Khi đất mũi cọc

là yếu, có thể lấy 0,5 -1; khi đất mũi cọc là đất cứng, có thể lấy 0,1-0,4 Cũng

có thể căn cứ yêu cầu công trình đạt tới lực chịu tải cho phép của móng tổhợp, tìm tỷ lệ phân bố diện tích cọc và đất theo công thức:

Khi tỷ lệ phân bố đất và cọc tơng đối lớn (m>20%), đồng thời lại không

bố trí theo hàng đơn, phải coi chùm cọc xi măng đất với đất giữa cọc là mộtmóng nặng toàn khối quy ớc Để kiểm tra cờng độ lớp đất mềm yếu dới đáymóng nặng toàn khối quy ớc, áp dụng công thức:

1 1

sp s s s

f A

Trong đó:

fsp- lực nén mặt đáy móng nặng toàn khối quy ớc (kPa);

G- trọng lợng móng nặng toàn khối quy ớc (kN);

As- diện tích bề mặt bên móng nặng toàn khối quy ớc (m2);

qs- lực ma sát bình quân bề mặt bên móng nặng toàn khối quy ớc(kPa);

fs- lực chịu tải cho phép của đất móng ở cạnh mép móng nặngtoàn khối quy ớc (kPa);

A1- diện tích mặt đáy móng nặng toàn khối quy ớc (m2);

f- lực chịu tải cho phép của đáy móng sau khi chỉnh sửa mặt đáymóng nặng toàn khối quy ớc (kPa)

* Tính toán biến dạng:

Tính toán biến dạng của đất móng hỗn hợp cọc xi măng đất chịu lựcphải bao gồm tổng của biến dạng co nén của cụm cọc xi măng đất và co nénbiến dạng của lớp đất cha gia cố dới mũi cọc Trong đó trị số biến dạng co néncủa cụm cọc có thể căn cứ kết cấu phần trên, chiều dài cọc, cờng độ thâncọc… nếu tính toán áp.lấy 20-40mm theo kinh nghiệm Trị số biến dạng co nén của lớp đất ch-

a gia cố dới đầu cọc xi măng đất tính toán nh đất nền thiên nhiên cha gia cố

1.3 So sánh giữa cọc xi măng đất và trụ vật liệu rời, cọc vôi.

1.3.1 So sánh giữa cọc xi măng đất và trụ vật liệu rời.

a) Quan điểm coi trụ xi măng đất làm việc nh cọc.

- Về giả thiết: bỏ qua sự làm việc của nền dới đáy móng, tải trọng ngoài

sẽ đợc truyền chủ yếu lên các cọc, ứng suất trong mọi mặt cắt ngang của cọc