Phương pháp TOP BASE

LVTS17 Phương pháp TOP BASE Đăng ngày 02072011 07:28:00 AM 577 Lượt xem 2029 lượt tải Giá : 0 VND Phương pháp TOP BASE Hãng sản xuất : Unknown Đánh giá : 1 điểm 1 2 3 4 5LVTS17 Phương pháp TOP BASE Đăng ngày 02072011 07:28:00 AM 577 Lượt xem 2029 lượt tải Giá : 0 VND Phương pháp TOP BASE Hãng sản xuất : Unknown Đánh giá : 1 điểm 1 2 3 4 5

MỤC LỤC MỞ ĐẦU 6 * Tính cấp thiết của đề tài: 6 * Mục đích nghiên cứu: 6 * Phạm vi nghiên cứu: 7 * Nội dung và phương pháp nghiên cứu: 7 * Lịch sử hình thành và phát triển: 7 * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: 8 Chương 1: Giới thiệu chung Top-Base 9 1.1. Lời nói đầu [15]: 9 1.2. Hình dạng và kích thước của Top-Block [15]: 10 1.3. Phương pháp thi công: 12 1.4. Tính ưu việt và phạm vi ứng dụng của phương pháp Top-Base [15]:. 13 1.4.1. Tính ưu việt của phương pháp Top-base: 13 1.4.2. Phạm vi ứng dụng của phương pháp Top-base: 13 1.5. Đặc điểm cơ lý của phương pháp Top-base [15]: 14 1.6. Công tác đào đất: 19 1.7. Công tác lắp đặt Top-block: 21 1.8. Đổ bêtông tại chỗ: 23 1.9. Chèn đá dăm: 24 1.10. Liên kết khoá đỉnh các khối phễu: 25 1.11. Cách xử lý một vài tình huống trong quá trình thi công Top-base: 27 1.11.1. Chèn đá dăm chưa đạt yêu cầu (do lượng đá dăm chưa đủ) 27 1.11.2. Khi đặt Top base trên nền đất rất yếu: 28 1.11.3. Trường hợp hố móng quá sâu: 28 1.11.4. Trường hợp đặt Top-base trên các độ cao khác nhau: 28 1.11.5. Trường hợp đặt Top-base trên nền đất đắp 29 1.12. Nghiệm thu thi công Top-base: 29 1.13. Một số ví dụ thực hành xây dựng [15]: 30 1.14. Các điểm cần lưu ý: 32 1.15. Những tiêu chuẩn kĩ thuật chung và các quy trình thử tải [15]: 33 1.15.1. Hình dáng, kích thước và chất lượng của sản phẩm Topbase 33 1.15.2. Quy trình thử tải nén nền Top-base: 33 Chương 2: Thiết kế Top-Base 36 2.1. Khái quát [15]: 36 2.1.1. Tổng quan về phương pháp: 36 2.1.2. Đặc điểm của Top-base: 38 2.1.3 Phạm vi áp dụng Top-base: 38 2.2. Các nguyên tắc [15]: 39 2.2.1. Mục đích gia cố nền 39 2.2.2. Cơ chế gia cố nền đất 44 2.3. Nguyên lý thiết kế [15]: 48 2.3.1. Lựa chọn phương pháp: 48 2.3.2. Tính toán thiết kế: 50 2.4. Các đặc tính kĩ thuật của sản phẩm và vật liệu [15]: 60 2.5 Phương pháp phần tử hữu hạn trong phân tích Top-Base: 62 2.5.1 Phần tử khối: 62 2.5.2. Mô hình phi tuyến phần tử khối: 65 Chương 3: Ứng dụng Top-base ở Việt Nam 4 3.1 Đánh giá điều kiện áp dụng Top-base tại Việt Nam: 4 3.1.1 Điều kiện địa chất tại các thành phố lớn ở Việt Nam 4 3.1.2 Đánh giá hiệu quả của phương pháp Top-base: 5 3.2 Phân tích thí nghiệm Top-Base theo phương pháp phần tử hữu hạn: 8 3.3 Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng của nền gia cố Top-Base: 11 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 18 TÀI LIỆU THAM KHẢO 19 CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH ẢNH SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN: Chương 1: Bảng 1 33 Hình 1.1 8 Hình 1.2. Kích thước và hình dạng chuẩn của Top-Block 8 Hình 1.3. Mặt cắt Top-Base 9 Hình 1.4. Mặt bằng Top-Base 9 Hình 1.5. Phương pháp thi công 10 Hình 1.6 11 Hình 1.7 12 Hình 1.8. Đặc tính của Top-base 12 Hình 1.9. Bánh xích dạng Top-shape của máy ủi 12 Hình 1.10 13 Hình 1.11. Phân phối cường độ của các loại móng khác nhau sau khi lún dài hạn 14 Hình 1.12 14 Hình 1.13 15 Hình 1.14. Biểu đồ Tải trọn Độ lún các loại móng 16 Hình 1.15. Ứng suất dưới đất Móng Top-Base 16 Hình 1.16. Phân bố ứng suất Móng Top-Base 16 Hình 1.17. Biến dạng ngang của Móng Top-Base 16 Hình 1.18. Chuyển vị ngang dưới Móng Top-Base 17 Hình 1.19. Khả năng chịu tải và Độ lún của các loại Móng 17 Hình 1.20 18 Hình 1.21 19 Hình 1.22 20 Hình 1.23 21 Hình 1.24 22 Hình 1.25 23 Hình 1.26 25 Hình 1.27 30 Hình 1.28.Cấu tạo Top-Block 31 Hình 1.29. Thí nghiệm thử tải ở công trường đã xây dựng xong 32 Hình 1.30. Thí nghiệm thử tải ở công trường chưa xây dựng 32 Hình 1.31 33 Chương 2: Bảng 2.1. Kết quả thử trong phòng thí nghiệm 38 Bảng 2.2. Các tiêu chuẩn ứng dụng phổ biến của phương pháp móng Top-base 50 Bảng 2.3. 54 Bảng 2.4. hệ số khả năng chịu tải của nền đất ban đầu và Top-base 55 Bảng 2.5: Các tham số của mô hình Mohr-Coulomb 66 Hình 2.1. Top-block bê tông và Top-base 34 Hình 2.2. Tên các bộ phận của móng top-base 35 Hình 2.3. Các loại móng thử lún trong thời gian dài 39 Hình 2.4. Đồ thị quan hệ độ lún – thời gian 39 Hình 2.5. Kết quả thí nghiệm lún trong phòng thí nghiệm 40 Hình 2.6. Kết quả thí nghiệm cho đất hóa lỏng trong thí nghiệm lún dài hạn 40 Hình 2.7. Các đường cong tải – lún(thử tải tại công trường) 43 Hình 2. 8. Các đường cong tải - lún (trong phòng thí nghiệm) 43 Hình 2.9. Phân bố ứng suất sau khi lún dài hạn 43 Hình 2.10. Sơ đồ phân bố biến dạng ngang 44 Hình 2.11. Sơ đồ khối chấp nhận phương pháp Top-base 46 Hình 2.12 53 Hình 2.13. Độ rộng tác dụng hiệu quả và hệ số k 1 dưới tải lệch tâm 54 Hình 2.14. Phương pháp lựa chọn hệ số K 2 (đất sét, Top-block φ500) 54 Hình 2.15. Biểu đồ hệ số khả năng chịu tải của Top-Base 55 Hình 2.16. Phương pháp tính toán độ lún 56 Hình 2.17. Khối bê tông dạng phễu dùng trong đất liền 58 Hình 2.18 59 Hình 2.19: Phần tử bốn mặt (trái), lăng trục (giữa), và phần tử sáu mặt (phải) 60 Hình 2.20: Hệ tọa độ tự nhiên của phần tử sáu mặt 62 Hình 2.21: Tiêu chuẩn dẻo Mohr-Coulomb 64 Hình 2.22: Tiêu chuẩn phá hoại Mohr-Coulomb trong không gian ứng suất chính 65 Hình 2.23: Xác định góc ma sát trong và lực dính đơn vị 67 Hình 2.24: Xác định góc giãn nở 67 Chương 3: Bảng 3.1: Những công trình đã áp dụng trên thực tế tại Việt Nam 71 Bảng 3.2: Bảng chỉ tiêu cơ lý các lớp đất dưới đáy móng 72 Bảng 3.3: Đặc trưng của loại nền 1 77 Bảng 3.4: Đặc trưng của loại nền 2 77 Bảng 3.5: Đặc trưng của loại nền 3 77 Hình 3.1. Quan hệ tải trọng - độ lún (từ thí nghiệm mô hình) 70 Hình 3.2: Mô phỏng thí nghiệm nén hiện trường bằng bàn nén 73 Hình 3.3: Chuyển vị của hệ khi có gia cố Top-Base 74 Hình 3.4: Chuyển vị của hệ khi không gia cố Top-Base 75 Hình 3.5: Mô hình tính toán 78 Hình 3.6: Sự gia tăng ứng suất lệch với đất nền loại 1 79 Hình 3.7: Sự gia tăng ứng suất lệch với đất nền loại 2 79 Hình 3.8: Sự gia tăng ứng suất lệch với đất nền loại 3 80 Hình 3.9: Độ lệch chuyển vị giữa đỉnh và đáy móng đất nền 2 80 MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài: Công nghiệp xây dựng Việt Nam đang ở giai đoạn phát triển mạnh mẽ nhằm đáp ứng yêu cầu của đất nước trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá. Thực tiễn đó thúc đẩy sự sáng tạo và áp dụng các công nghệ xây dựng mới đồng thời phải luôn cố gắng cải tiến các công nghệ xây dựng hiện có để phù hợp hơn với yêu cầu mới. Trong những năm gần đây, các công nghệ, phương pháp xử lý nền đất mới đã được đưa vào áp dụng rộng rãi ở Việt Nam. Nhưng hầu hết các công nghệ này chỉ mới chú trọng tới những công trình cao tầng có tải trọng lớn. Với sự quan tâm đặc biệt tới những công trình thấp tầng có tải trọng trung bình, trên nền đất yếu, tới môi trường tôi đã tìm hiểu và tiếp cận với Phương pháp TOP-BASE (TOP-BASE Method). Trong phạm vi đề tài này, tôi xin giới thiệu Phương pháp TOP-BASE cũng như sự nghiên cứu và ứng dụng nó trong điều kiện địa chất ở Việt Nam. * Mục đích nghiên cứu: Tìm hiểu về công nghệ xử lý nền bằng Top-Base và ứng dụng của nó trong điều kiện địa chất ở Việt Nam. Qua đó để thấy được sự hiệu quả khi sử dụng công nghệ Top-Base. * Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu tính toán và ứng dụng nền Top-Base trong điều kiện địa chất ở Việt Nam. Tuy nhiên, do không có điều kiện thực hiện thí nghiệm xác định khả năng chịu tải của Top-Base nên sẽ được thực hiện bằng phương pháp lý thuyết kết hợp với tài liệu nén tính của một số công trình thực tế do công ty đã thi công. * Nội dung và phương pháp nghiên cứu: Chúng tôi sẽ tiến hành phân tích sự làm việc của nền được gia cố bằng Phương pháp TOP-BASE theo hai hướng: - Hướng phân tích lý thuyết: Dựa vào mô hình nền biến dạng tuyến tính, phân tích sức chịu tải về biến dạng của nền, tài liệu do bên phía Hàn Quốc cung cấp. - Phân tích thực nghiệm: Dựa trên tài liệu nén tĩnh của một số công trình đã thi công. Từ các kết quả thu được sẽ đưa ra kết luận về sức chịu tải của nền đất khi áp dụng phương pháp TOP-BASE. * Lịch sử hình thành và phát triển: Phương pháp TOP-BASE được sử dụng lần đầu tiên tại Nhật Bản vào những năm 80 của thế kỷ XX. Trong thời gian đầu thì giải pháp này không được quan tâm nghiên cứu và phát triển. Sau trận động đất lớn ở Chibahien Nhật Bản vào năm 1987, người Nhật nhận thấy sự bền vững của những công trình được sử dụng phương pháp TOP- BASE. Từ đó họ bắt đầu tập trung nghiên cứu và phát triển chúng. Vào những năm 80 của thế kỉ XX, phương pháp TOP-BASE là sáng kiến kỹ thuật đặc biệt của Nhật Bản và đã trở thành một thuật ngữ quốc tế dưới tên gọi Phương pháp móng cọc dài phễu (TOP-BASE Method). Với việc chế tạo hàng loạt những top-block bằng bê tông trong nhà máy, Phương pháp TOP- BASE dễ dàng được sử dụng trong nhiều công trình tại Nhật Bản. Tuy nhiên, mỗi top-block nặng khoảng 75kg, việc vận chuyển chúng đến công trường rất phức tạp và đòi hỏi thi công bằng các thiết bị lớn. Nhận thấy tính ưu việt của Phương pháp TOP-BASE, các kỹ sư Hàn Quốc nhanh chóng nghiên cứu, ứng dụng và cải tiến mạnh mẽ công nghệ này. Thay cho việc đúc sẵn trong nhà máy, top-block được đổ ngay tại hiện trường với những khuôn nhựa được làm từ rác thải tái chế. Những cải tiến này góp phần giảm giá thành cũng như rút ngắn thời gian thi công và xử lý được một phần chất thải rắn khó phân huỷ. Năm 1995, Bộ giao thông xây dựng Hàn Quốc đã kiểm định và cho phép áp dụng rộng rãi Phương pháp TOP-BASE trên toàn lãnh thổ Hàn Quốc. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài: Phương pháp TOP-BASE có ưu điểm nổi trội trên ba phương diện sau đây: - Khắc phục hiện tượng lún không đều, giảm tối đa tác hại của chấn động (động đất, dư chấn khác ) - Thời gian thi công nhanh, giá thành hợp lý. - Thân thiện với môi trường Chương 1: Giới thiệu chung Top-Base 1.1. Lời nói đầu [15]: Một phương án móng mới gần đây được gọi là Phương pháp TOP-BASE đã thu hút sự quan tâm của các kỹ sư Nhật Bản và Hàn Quốc. Nó được sử dụng trên nền đất yếu để giảm độ lún cố kết và tăng khả năng chịu tải của nền. Phương pháp Top-base là phương pháp đặt các khối bê tông hình phễu trong nền đá dăm lên lớp đất yếu. Phương pháp Top-base đổ bê tông tại chỗ cho thấy độ lún cố kết giảm từ 1/10 ÷ 1/2 hoặc nhiều hơn, đồng thời tăng khả năng chịu tải của nền từ 50% - 200% hoặc nhiều hơn so với nền đất ban đầu chưa được xử lý. Phương pháp Top-base có tác dụng ngăn cản chuyển vị ngang của lớp đất yếu và làm giảm khả năng giãn nở dẫn đến giảm độ lún móng công trình, và phân phối ứng suất bên dưới đáy móng đều hơn dẫn đến tăng khả năng chịu lực của nền. Do sự gia tăng dân số, sự thiếu thốn về đất đai, và nhu cầu sử dụng đất yếu để xây dựng công trình đã thúc đẩy các kỹ sư xây dựng tìm ra các giải pháp cải thiện các khu vực nền đất yếu phục vụ công tác xây dựng sao cho tiết kiệm chi phí vật liệu và chi phí xây dựng, phương pháp này chỉ nên dùng cải thiện nền đất bề mặt và ngay dưới bề mặt. Gần đây, một phương pháp mới được phát minh mà liên kết các khối bê tông hình phễu và đặt chúng lên trên nền đất. Các nhóm Top-block có thể được sử dụng như phương án móng nông để thay thế móng cọc. Nó được gọi là “Móng Top-base”. Thực tế cho thấy nhiều công trình xây dựng ứng dụng 500 200 5020050 500 20050200 50 vßng thÐp phÇn trô nãn phÇn trô nãn phÇn cäc phÇn mòi v¸t khu«n nhùa tæng hîp t = 5 mm 135 Ø10 phương pháp này đem lại hiệu quả mạnh mẽ trong việc giảm độ lún và tăng khả năng chịu lực của nền đất. Hình 1.1. [15] Phương pháp móng cải tiến, Top-base, được sử dụng thành công nhằm cải thiện nền đất yếu trong hơn 10 năm qua tại Hàn Quốc. Có 2 loại móng Top- base: loại thứ 1 được đúc sẵn trong nhà máy, loại thứ 2 là đổ bê tông tại chỗ. Mặc dù cả 2 loại móng này có đặc tính như nhau, tuy nhiên phương pháp Top-base đúc tại công trường thi công dễ dàng hơn và chi phí rẻ hơn so với phương pháp Top-base sản xuất sẵn trong nhà máy. Vì vậy, hầu hết các kỹ sư nhận định rằng phương pháp móng Top-base đổ tại chỗ mà được phát triển và cải thiện bởi công ty Banseok Top-Base Co., Ltd là phương án móng tối ưu hơn cả. 1.2. Hình dạng và kích thước của Top-Block [15]: [...]... phờ duyt trc khi tin hnh o t 1.11.4 Trng hp t Top- base trờn cỏc cao khỏc nhau: Khi s dng Top- base, hu ht trng hp u b trớ Top- base ngay sỏt di múng nụng, nờn cú th xy ra tỡnh hung Top- base s c b tr ti cỏc cao khỏc nhau Tt nht nờn thi cụng Top- base ch sõu trc, thi cụng Top- base ch nụng hn sau Trong trng hp c bit phi thi cụng cun chiu khụng lm phn Top- base ch sõu trc thỡ cn cha li khụng ớt hn 4... lỳn cỏc loi múng, [15] di t Múng Top- Base, [15] Hỡnh 1.16 Phõn b ng sut 1.17 Bin dng ngang ca Múng Top- Base, [15] Múng Top- Base, [15] Hỡnh1.18 Chuyn v ngang di Múng Top- Base, [15] Hỡnh Hỡnh 1.19 Kh nng chu ti v lỳn ca cỏc loi Múng, [15] Topbase l mt phng phỏp gia c nn t rt hiu qu, cn c thc hin theo trỡnh t di õy: Di õy quy nh mt s yờu cu c th cho cụng tỏc thi cụng Top- base: 1.6 Cụng tỏc o t: t s c o... c im c lý ca phng phỏp Top- base [15]: Hỡnh 1.8 c tớnh ca Top- base, [15] Hỡnh 1.9 Bỏnh xớch dng Top- shape ca mỏy i, [15] (Hỡnh 1.8) l biu c tớnh ca Top- base: phn tr nún ca Topblock c t trong lp vt liu ri rc (ỏ dm) nm trờn nn t yu, phn cc ca Top- block cng c t trong phn a tng tng t, v phn ct thộp phớa trờn v phớa di cú tỏc dng ni cỏc Top- block thnh nhúm; vỡ vy phng phỏp múng Top- base tr thnh h kt cu múng... v múng ỏ dm cú ng phõn b ng sut khụng u, múng trờn nn Top- base cho kt qu ng phõn b ng sut ng u, cú ngha l múng trờn nn Top- base n nh hn Thc t, Top- base lm tng t 1,5 ữ 2,5 ln kh nng chu ti ca nn v lm gim 1/2 ữ 1/4 ln lỳn so vi nn t ban u Top- base khụng ch cú tỏc dng phõn phi u ti trng tỏc dng v lỳn, nú cũn lm gim cng ti trng truyn qua lp Top- base do s phõn phi li ng sut, vỡ vy ti trng tỏc dng s khụng... cha li khụng ớt hn 4 hng phu v mi phớa xung quanh h o sõu Ch thi cụng phn Top- base cha li ny sau khi thi cụng c Top- base v kt cu ngm ny vt trờn cao ca phn Top- base ú cha li 1.11.5 Trng hp t Top- base trờn nn t p Cn s dng loi t cú tớnh nộn lỳn tt, thun nht lm vt liu p Ch nờn p nn n cao t phu thỡ dng li, m nộn, thi cụng xong Top- base ri mi p tip nn cho din tớch xung quanh Nh vy khi lp t phu v bờ tụng... rt vng chc Trc khi ỳc bờ tụng múng cn iu chnh cao khi Top- block v lm cụng tỏc v sinh b mt cỏc Top- block Phng phỏp 2: Trng hp t i thi cụng Top- base c lp vi nh thu thi cụng phn múng bờ tụng phớa trờn lp Top- base Nu khụng cú s phi hp ca hai nh thu Top- base v thi cụng kt cu múng, thỡ phn thi cụng gia c nn Top- base cn l mt sn phm hon chnh nghim thu c lp nh cỏc sn phm khỏc Nh vy phi tn thờm bờtụng, chiu... cu top base, õy l cụng on quan trng nht trong phng phỏp thi cụng múng Top- base Theo ú, cn phi tin hnh cn thn v t m cụng tỏc chốn ỏ dm v m rung ỏ dm Trc ht, y ỏ dm trn mt cỏc khi Top- block ri dựng xng gt ỏ dm chốn dn lp y vo cỏc khe trng gia cỏc phu bờ tụng trong lỳc ú ng thi tin hnh m rung Cụng tỏc m ỏ dm cú th thc hin bng cỏch dựng cc thộp, thanh thộp chc th cụng nu khi lng Top- base nh Vi khi lng Top- base. .. cn bin dng ngang ca Topblock Hỡnh 1.3 Mt ct Top- Base, [15] õy l phng phỏp thi cụng Top- base mi lm gim chi phớ xõy dng do tit kim c thi gian thi cụng, n gin v gim chi phớ vt liu Hỡnh 1.4 Mt bng Top- Base, [15] 1.3 Phng phỏp thi cụng: Bc 1: Ni cỏc phu nha thnh khi Bc 2: Lp t cỏc khi phu nha Bc 3: bờ tụng cỏc phu nha Bc 5: Lp t cỏc thanh thộp ni phớa trờn Top- base Bc 4: Ri ỏ dm Bc 6: Hon thnh Múng Hỡnh... cỏch bc vi a k thut lờn n cao nh Top- base ỏ dm ch nm trong th tớch vi a k thut ú nh trc 1.12 Nghim thu thi cụng Top- base: Cỏc tiờu chớ qun lý trong quỏ trỡnh thi cụng xõy dng v nghim thu sn phm thi cụng Top- base nh sau: 1 Khụng cú h hi, nt v v.v, trờn cỏc Top- block bờ tụng 2 Cao lp t v v trớ ca cỏc phu bờ tụng phi tuõn theo ỳng vi cỏc bn v thit k 3 Khi lp t cỏc Top- block bờ tụng, phi m bo bng phng... trớ Topbase Khi ỏp dng phng phỏp m rng din tớch thi cụng, ch cú th t cỏc phu bờ tụng nhụ lờn hn 1 na chiu cao ca phu so vi ỏy múng, lp múng bờ tụng phớa trờn lờn phớa trờn ca lp phu Top- base do vy ti trng cú th c phõn b u trờn cỏc phu bờ tụng v.v 1.15 Nhng tiờu chun k thut chung v cỏc quy trỡnh th ti [15]: 1.15.1 Hỡnh dỏng, kớch thc v cht lng ca sn phm Topbase - Hỡnh dỏng v kớch thc ca khi Top- base . Hoàn thành Móng Top- base Hình 1.5. Phương pháp thi công, [18] 1.4. Tính ưu việt và phạm vi ứng dụng của phương pháp Top- Base [15]: 1.4.1. Tính ưu việt của phương pháp Top- base: - Đảm bảo an. kích thước của Top- Block [15]: 10 1.3. Phương pháp thi công: 12 1.4. Tính ưu việt và phạm vi ứng dụng của phương pháp Top- Base [15]:. 13 1.4.1. Tính ưu việt của phương pháp Top- base: 13 1.4.2 dụng Top- base tại Việt Nam: 4 3.1.1 Điều kiện địa chất tại các thành phố lớn ở Việt Nam 4 3.1.2 Đánh giá hiệu quả của phương pháp Top- base: 5 3.2 Phân tích thí nghiệm Top- Base theo phương pháp