Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu giải pháp xử lý nền khu vực lắp đặt dây chuyền thiết bị của nhà máy chính thuộc dự án nhà máy nhiệt điện Long Phú 1

Những vùng có điều kiện địa chất khá, tốt thì chỉ phí đầu tư xây dựng nềnmồng công tình thường thấp hơn so với những ving có điều kiện địa chất trung bình, yéu vì: 1 chỉ phí cho xử lý né

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRUONG ĐẠI HỌC THUY LỢI

LỜI CAM ĐOAN

“ác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết

‘qua nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ

bất kỳ một nguồn nao và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồntải liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tai liệu tham khảo đúng quy

định

"Tác giả luận văn

Tran Khánh Trình

LỜI CÁM ON

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng với đề tài

'Nghiên cứu các giải pháp xử lý nên Khu vực lắp đặt day chuyền thiết bị của

nhà máy chính thuộc Dự án Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1” được hoàn thành

với sự giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo, Cô giáo trong Bộ môn Địa kỹ thuật,

Khoa Công trình, Phòng Đào tạo Đại học và sau Đại học, Trường đại học Thủy lợi cùng các bạn bè và đồng nghiệp.

Tác giả xin chân thành cảm ơn các Thầy giáo, Cô giáo, Gia đình, Bạn bè &Đồng nghiệp đã hỗ trợ, ạo điều kiện cho tác giả trong suốt quá trình học tập vàthực hiện luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến.PGS.TS Hoàng Việt Hùng người đã hướng dẫn trực tiếp, nhiệt tình chỉ ra nhữngđịnh hướng khoa học cho luận văn, tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành

luận văn tốt nghiệp.

“Tuy bản thân đã có những cố gắng nhất định nhưng do thời gian có hạn và trình

độ còn hạn chế, vì vậy luận văn này không tránh khỏi những thiểu sót Tác giả

kính mong các Thay, Cô, Bạn bè & Đồng nghiệp góp ÿ đẻ tác giả tiếp tục họctập và nghiên cứu hoàn thiện dé tài

Xin chân thành cảm ơn !

MỤC LỤC DANH MỤC HINH ANH vi

DANH MỤC BANG BIEU vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TÁT ixCHƯƠNG 1 TONG QUAN VỀ DAT YEU CAC BIEN PHÁP XÂY DUNG CONGTRINH TREN NEN DAT YEU

1.1 Khai niệm đất yêu và nền đất yếu

4

4

1.1.1, Khái niệm về đít yêu 4

1.1.2, Các loại đất yêu 51.1.3 Nhận biết đất yếu 51.2, Các biện pháp về kết cầu công tin, 7

1.3, Các biện pháp về móng " 1.3.1 Thay đổi chiều sâu chôn móng, " 1.3.2 Thay đổi kích thước và hình đáng móng B 1.3.3 Thay đổi loại móng va độ cứng móng 13 1.4, Các biện pháp xử lý nền l6 1.4.1, Nhôm các phương pháp làm chat đt trên mặt bằng cơ học l6

1.4.2 Làm chặt đắt bằng phương pháp dim rung, ”

1.4.3 Nhóm các phương pháp làm chặt dit dưới sâu bing chắn động và thuỷ chắn

1.4.4, Nhóm các phương pháp gia cố nền bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng 19

1.4.5 Phương pháp gia cổ nền bằng năng lượng nỗ 21

1.4.6 Phương pháp gia cổ nền bằng vải địa ky thuật và bắc thắm 21.4.7 Nhóm các phương pháp gia cổ nền bằng chit kết dính 261.4.8, Nhóm các phương pháp gia cố nền bằng dung dich 27

1.4.9, Nhóm các phương pháp vật lý gia cổ nền dat yé 27

1.4.10 Nhóm các phương pháp gia cổ nền dit yếu bằng cọc cát, cọc vôi cọc đắt vôi

1.5, Các biện pháp thi công để xử lý n 2

1.5.1 Nén chặt đắt bằng cách hạ thấp mực nước ngằm 321.5.2 Không chế tốc độ thi công dé ci thiện điễu kiện chịu lực của nén đất 3#

1.53 Thay đổi tiền độ th công để cả thiện điều kiện biển dang của nÈn uM

1.6 Kết luận Chương 1 35

CHUONG 2 CƠ SỞ LÝ THUYET CUA MỘT SỐ GIẢI PHÁP XU LY NEN 36

2.1 Tính toán cọc cát 36 2.1.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dung 36 2.1.2 Thi công cọc cát 37

2.1.3 Tính toán thiết kế cọc cát 39 2.2, Phuong pháp nén trước 46

2.2.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng 46 2.2.2 Biện pháp thi công 4

2.3 Xử lý nền bằng bắc thắm kết hợp gia tải trước và bơm hút chân không 48

2.3.1 Xứ lý nên đất yếu bằng bắc thắm kết hop gia tai trước 4

2.3.2 Xử lý nền khối dip bằng bơm hút chân không 342.4 Két lug Chương 2 65CHUONG 3 TÍNH TOÁN UNG DUNG XỬ LY NEN NHÀ MAY NHIỆT ĐIỆN

LONG PHU - KHU VUC LAP ĐẶT DAY CHUYEN THIET BỊ 66

3.1 Dat vấn đề 66

3.2 Tổng quan về công trình 66

3.2.1 Nội dung phê duyệt 66

3.2.2 Về địa điểm xây dựng công trình 67

3.2.3 Cơ sở lựa chon địa điểm, 68 3.2.4 Lựa chọn địa điểm, 69 3.2.5 Mô tả địa điểm chọn 70

3.2.6 Điều kiện địa chất T0

3.2.7 Các giải pháp kiến trúc, xây dựng 14 3.2.8 Cảnh quan và cây xanh 16 3.3 Phân tích các giải pháp áp dung n 3.3.1 Giải pháp sử dụng bắc thắm kết hop gia tai trước 81

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1.1 Phối cảnh Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1

Hình 1.2 Làm chặt đắt nén đường bằng xe lu

Mình 1.3 Lam chat đắc nền đường bằng xe lu ung

Hình 1-4 Sơ đồ thiết bị nền chặt đất bằng thuỷ chấn

Hinh 1.5 Sơ đồ cl

Hình 1.6 Thi công cọc eat

ti

Hình 1.7 Thi công cắm bắc thắm.

Hình 1.8 Mái đốc taluy có vải địa kỳ thuật gia cường,

Hình 1.9 Mái i đốc có vải địa kỹ thuật gia cường, chống sat lớ tê thoát nước.

Hinh 1.10 Vai DKT làm lớp phân cách giữa nền dit đấp và đắt yéu nhằm duy t chiều

đ và tăng khả năng chịu tải của nền đường.

Hình 1.11 Vải địa kỹ thuật làm chức năng tiêu thoát nước/lọc ngược,

Hình 1.12 Thi công lắp đặt bắc thắm

Hình 1.13 Cấu tạo xứ lý nền đất yếu bằng bắc thắm

Hình 1.14 Trình tự thi công cọc ximăng đất

Hình 1.15 Coc ximang dat sau thi công.

Hình 1.16 Ảnh hưởng của tốc độ tăng di đến tốc độ cổ kết và cường độ chống cắt

Hình 2.1 Đưa cọc cát xuống bằng búa

Hình 2.2 Dưa cọ xuống bằng rung động

Hình 2.3 Tạo lỗ bằng nỗ min ép đất.

Hình 2.4 Sơ đồ bố trí cọc cát

24 35

26

26 29 29 34 38 38 39 41

Hình 2.5 So đồ xác định chiều dài cọc cát khi khống chế về biến dang theo TCVN,

4253-2012.

Hình 2.6 Sơ đồ xác định chiều đài cọc cát khi khống chế về ôn định

Hình 2.7 Sơ đồ tính toán ổn định của nén đất theo phương pháp mặt trụ tròn.

Hình 2.8 Sơ đồ tính lún của nền dat theo TCVN 4253-2012

Hình 2.9 Biểu dé quan hệ tải trong, độ lún theo thời gian.

Hình 2.10 Toán 8 xác định nhân tố xáo động F,

Hình 2.11 Toán đồ xác định c cần E,

4B 4

“ 45 48 33 5

Hình 2.12 Toán đỗ x: định độ cỗ kết

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý phương pháp MVC

theo phương ngang U,

Hình 2.14 Sơ đồ nguyên lý phương pháp thi công không cỏ mảng kin khí

Hình 3.1 Phối cảnh Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1

3.2 Mặt bằng xây dựng Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1

Hình 3.3 Mặt cắt dja tang (khảo sát của nhà thầu thi công trước khi xử lý nền)

Hình 3.4 Tính hin của nền khi chị tả 105 kN/m?, sơ đồ mô phỏng của bà toán

Hình 35 Kết quả tính lún của nền

Hình 3.6 Kết qua tính lún của nền trình bày kết hợp lưới phần từ biên ban đầu

Hình 3.7 Giao diện phin mềm FoSSA (2.0)

inh 3.8 Lựa chọn mô hình bài toán

Hình 39 Lựa chọn thông s tính lớn

Hình 3.10 Lựa chọn thông số thiết ké PVD (bắc thắm)

3.11 Thông số tính cổ kết của nền.

Hình 3.12 Điều kiện biên mô phỏng bài toán gia cổ nên cọc đắcxi mang

‘Hinh 3.13 Kết quả tính lún của nền có gia cố cọc dat xi măng

“ 5 56 or 68 T2 78 79

$0 _ 82 2 83

` 90 91

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 Phân loại đắt theo thành phần hạt (heo tiêu chuẩn 14 TCN 123)

Bảng 1.2 Xử lý nén theo mục đích sử dụng.

Bang 2.1 Xác định độ ci Uy

Bang 3.1 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất (khảo sát giai đoạn lập dự án) Bảng 3.2 Bảng kết quả thí nghiệm của Lớp 2.

Bảng 3.3 Bảng kết quả thí nghiệm của Lớp 3

Bang 3.4 Các thông số tính toán sử dung trong nghiên cứu.

Bang 3.5 Các thông số của đất nền va đất đắp,

Bảng 3.6 Bảng kết quả tính toán lún theo thời gian

& theo thBảng 3.7 Bảng kết quả nh oán độ cổ

TCVN —Tiguchuin Vigt Nam

TCXD “Tiêu chuẩn xây dựng

TCXDVN _ Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam

QCVN Quy chun Việt Nam

TCN “Tiêu chuẩn ngành

MVC ‘Menard Vacuum Consolidation

NXB ‘Nha xuất bản

1 Tính cấp thiết của đề tài

Các công tình xây dựng (gồm có công tình dân dụng, công nghiệp, giao thông, hạ

tầng kỹ thuật, nông nghiệp và phát triển nông thôn) đều có mục đích sử dụng khác.

nhau nhưng chúng đều có diém chung là xây dụng trên nền đất, trong lòng đất, gắnliền với dat Những vùng có điều kiện địa chất khá, tốt thì chỉ phí đầu tư xây dựng nềnmồng công tình thường thấp hơn so với những ving có điều kiện địa chất trung bình,

yéu vì: (1) chỉ phí cho xử lý nén giảm hoặc có thể không cần phải xử ý, (2) giải pháp

thiết kế móng ít tổn kém hơn, (3) chỉ phí bảo tì, bảo dưỡng, xử lý sau hoàn thiện do

yếu tổ đất nền gây ra cũng it hon,

'Ở nước ta, những phương pháp xây dựng công trình trên nền dat yếu đã được nghiêncứu, áp dụng từ sau cuộc kháng chiến chống thực dân Pháp kết thúc Cho tối nay, hẳu

hết các phương pháp xây dựng, phương pháp xử lý nỀn công tinh xây dụng trên nền

du đã có ấp dụng tại Việt Nam như: (1) Các biện pháp kết cfu để xử lý nđất yên, (2) Các biện pháp i tạo sự phân bổ ứng suất và điều kiện biển dạng của nề(3) Các biện pháp làm tăng độ chặt của nền đất yếu, (4) Các phương pháp xử lý nền

đất, nỀn đá bằng hóa lý Một số công nghệ xử lý nén thông dụng như: Bip theo

nhiễu đợc Thay thể nền, bệ phan ấp; Xử lý bằng cọc cất + gia tải thoát nước; Xử lýbằng bắc thẳm + gia tải thoát nước: Xử lý bằng bơm hút chân không + cắm bắc thắm +

gia tải thoát nước; Xử lý bằng cọc đất - ximăng; Xử lý bằng cọc bêtông cốt thép Việc

xử lý nén công trinh xây dựng thường tập trong vào các dự án đầu tư xây dụng các

công trình có quy mô lớn, mức độ toàn cao, công trình cấp I, cấp đặc biệt, công,

trình xây dựng trên nền đất yếu, công trình chịu tải trọng lớn,

Dự án Nhiệt điện Long Phú xây dựng trên khu đất 386,88 ha với ba dự án: Nhà máy Long Phú 1 (2x600MW ), Nhà máy Long Phú 2 (2x600MW), Nhà máy Long Phú 3 (2x100MW), Hiện dang đầu tu xây dựng Nhà máy Long Phú 1, điều kiện địa chất khu

vực xây dựng được đánh giá là bit lợi với xây dựng công trình với chiều dày lớp đất

này khoảng 17m,

“Xuất phát từ thực tế tên, luận văn này di sâu vào việc *Nghiên cứu các giải pháp xử.

ý nền Khu vực lắp đặt dây chuyển thiết bị của nhà máy chính thuộc Dự án Nhàmáy Nhiệt điện Long Phú 1” có tính cắp thiết, có cơ sở khoa học và thực tiễn

‘Hin 1.1 Phối cảnh Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1

2 Mye đích của đề tài

'Nghiên cứu các giải pháp xứ lý nền đất yếu

được sử dụng phổ biến

sn nay Phân tích, đánh giá các giải pháp.

ên nay trong việc xử lý nền đất yếu

'Trên cơ sở lý thuyết và tinh toán, chọn giải pháp xử lý nền hợp lý của Khu vực lắp đặtdây chuyển thiết bị của nhà máy chính thuộc Dự án Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1

à tập trung vào giải pháp đã lựa chọn.

3 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

ˆ* Cách tiếp cận:

~ Tìm hiễu các tài liệu đã được nghiên cứu và ứng đụng;

- Tìm hiểu các công trình thực tế đã thi công ở Việt Nam và Dang bằng sông Cứu Long.

«Tim hiễu các báo cáo, dé ài nghiên cứu khoa học của các chuyên gia

* Phương pháp nghiên cửu:

- Nghị

~ Thu thập tài liệu khảo sát địa chất của công trình:

cứu lý thuyết,

~ Phân tích và ính toán cho công tình thực tế

~ Mô phông mồ hình toán và phân tích ôn din và biển dạng của nỄn sau xử lý.

4 Nội dụng nghiên cứu

thing hóa các phương pháp xây dựng công tình trên nén dit yéu bao gồm giải

pháp về kết cầu công tình, giải pháp vỀ móng và giải php xử lý nền tim hiễu chính

ề các giải pháp xử lý nén đất yếu để có được cái nhì tổng thể về đất yếu và cách thức

xửlý

“Tóm tắt cơ sở lý thuyết của một số phương pháp chính, những phương pháp dự kiến

đáp dụng cho bài toán ứng dung để thấy được tru điểm, nhược ẳm và tính toán so sánh kinh tế, kỹ thuật và tính khả thi của giải pháp.

~ Tính toán so sánh giữa các phương án với số liệu cụ thể của bài toán ứng dụng

~ Mô phông bằng mô hình toán đễ đánh giá các thông số biến déi của nén đất trong

tính oán tide kế

5, Kết quả đạt được

- So sánh và lựa chọn giải pháp xử lý nền phù hợp nhất, có tính khả thi cho Khu vực.

lắp đặt day chuyển thiết bị của nhà máy chính thuộc Dự án Nhà máy Nhiệt điện Long

Phú I

~ Đánh giá, kiểm tra hiệu quả của giải pháp xử lý nén đã chọn.

6 Bố cục luận văn

Mé đầu

“Chương 1 Tổng quan về đắt yếu các biện pháp xây dựng công tinh rên nền đắt yếu

“Chương 2 Cơ sở lý thuyết của một số giải pháp xử lý nỀn

“Chương 3 Tinh toán ứng dụng và phân tích mô hình

Kết luận và kiến nghị

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VE DAT YEU CÁC BIEN PHÁP XÂY DỰNGCONG TRINH TREN NEN DAT YEU

1.1 Khái niệm đất yêu và nền đất yêu

1-1-1 Khái niệm về đắt yêu

Đất yếu gồm các loại đất sét mềm bão hod nước; các loại cát hạt nhỏ, min; than bùn:

các trim tích bj min hoá Chúng rit da dang về thành phần khoáng vật, nhưng.thường giống nhau về tính chất cơ lý và chit lượng xây dụng (kém)

ĐẤt yếu nói chung có các đặc điểm sau: hẳu như hoàn toàn bão hod nước, có hệ số

rng (ø) lớn thường > 1; khả năng chịu lực vào khoảng 50 - 100 kN/m” (hay 0,5 ~ 1

daNemi : tính nén lún mạnh, hệ số nén lún (a) lớn: môđun bi

5000kN/m)), trị số sức kháng cắt không đáng kể

dạng nhỏ (E <

Một quan niệm khác cho rằng [1], đất yếu được hiểu là các loại đất ở trạng thái tự

nhiên, độ dm của đất cao hơn hoặc gần bằng giới hạn chảy, đất yếu có hệ số rỗng lớnđất sốc e > 1.5: đất á sét e > 1), lực dính C theo thí nghiệm cắt nhanh không thoátnước nhỏ hơn 0,15 daN/cmẺ (tương đương kG/emỶ) góc nội ma sát ạ < 10” hoặc lựcdính từ kết quá cắt cánh hiện trường Cụ < 0,35 đaN/em”

Dit yếu có thé được phân loại theo trang thái tự nhiên dựa vào độ sf B

wwe Weh—-Wa

Trong đó

~W, Wg, Woy = độ Âm ở rạng th tự nhí

đất

giới hạn déo và giới hạn chảy (nhão) của

- Nếu B > 1 đất ở trạng thái chay

~ Nếu 0,15 < B < 1, đất ở tang thái đo chây

‘Theo quan điểm xây dựng của một số nước, đất yếu được xác định theo tiêu chuẩn vẻ

sức kháng cất không thoát nước S, và hệ số xuyên tiêu chuẫn như sau

~ Đất rat yếu (trang thái chảy): Sy (kPa) < 12,5 và Ny <2

~ Bit yến (mạng th do chay): Sy (KPa) <25 và Nụ <4

w búa đồng trong thi nghiệm xuyên tiêu chuẩn)

Nếu không có biện pháp xử lý đúng din thì việc xây dựng công trình trên nền đắt yêu

sẽ rit khó khăn hoặc không thé thực hiện được.

Xét theo nguồn gốc thi đất yếu có thé được tạo thành trong điều kiện lục dia, vùng

vịnh hoặc biển Nguồn gốc lục địa có thể là tan tích, sườn tích, bồi tích do gió, nước,

lũ bin đá, do con người gây ra» dn gốc vũng, vịnh có thể ở của sông, tam gi

châu hoặc vịnh biển Đắt yếu nguồn gốc biển được tạo thành ở khu vực nước nông

(không quá 200m), khu vục thém lục địa (200 - 3000m) hoặc khu vực

3000m)

én sâu (tên

Tay theo thành phẫn vật chất, phương pháp và điều kiện hình thành, vị trí trong khôngsian, điều kiện vật lý và khí hậu mà tổn tại các loại đất yếu khác nhau như đất sét

mềm, các hat mịn, than bùn, các loại tram tích bị mùn hóa, than bùn hóa,

“Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là đắt sét yếu bão hoa nước Loại đắt này cónhững tính chất đặc bit đồng thời cũng có các tính chit tiêu biểu cho các loại đắt yếu

- Cat chảy: gồm các loại cát mịn, cát hạt nhỏ, cát bụi chứa nước có thé tự chảy.

~ Dat có him lượng tạp chất hoà tan mudi clorua lớn hơn 5%, mudi sunphat hoặc mudi

sunpphat clorua lớn hơn 10% tính theo trọng lượng.

~ Bit phủ sa, đất bùn, đắt min vi các đất này khả năng chịu lực kém.

1.13 Nhận biết đắt yeu

Loại có nguồn gốc khoáng vật thưởng là sét hoặc á sét trim tích trong nước ở ven

biển, vùng vịnh, dim hỗ, đồng bằng tam giác châu; loại này có thé lẫn hữu cơ trong

‘qué trình trim tích (hàm lượng hữu cơ có thé tới 10 - 12 %) nên có thé có miu nâu

đen, xám đen, có mũi Đối với loại này, được xác định là đất yếu nếu ở trang thái tự

nhiên, độ Ẩm của chúng gan bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy Ngoài ra ở các ving

thung lũng còn có thể hình thành đắt yêu dưới dang bùn cát, bùn cát min (hệ số rồng e

> 1,0, độ bão hòa G > 0.8),

thành từ đầm lẫy, nơi nước tích đọng thưởng.Loại có nguồn gốc hữu cơ thường

xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rita và phân hủy,

go ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trim tích khoáng vậc Loại này thường gọi là đắt

đầm lẫy than bùn, him lượng hữu cơ chim tới 20 - 80%, thường có miu den hay nâusim, cấu trúc không mịn (vi lẫn các tin dư thực vit) Đối với loại này được xác định làđất yếu nêu hệ số rỗng và các đặc trưng sức chồng cắt của chúng có các trị số như nói

ở mụe 1.1.1

Đất yêu dam lay than bùn còn được phân theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong chúng:

~ Lượng hữu cơ có từ 20 - 30%: Đắt nhiễm than bùn

~ Lượng hữu cơ có từ 30- 60% Bt than bin

~ Lượng hữu cơ rên 60%: Than bùn

Bảng 1 Phân loại dt theo thành phần hạt theo tiêu chun 14 TCN 123)

mzlzlz|lzlilzlslzlšlzl:lil:l?ls

Z7|J?|?|32|2|2|2|7|2|7|5|7

=m | 8 XS | Smee lsgmsmIEE

‘Va nguyên ắc, khi gặp nền đất yếu phải xem xét cân nhắc các biện pháp sau:

biện pháp xử lý về kết cầu công trình.

- Các biện pháp xử lý về móng.

= Các biện pháp xử lý nễn.

"Việc áp dụng biện pháp nào là theo mục đích cin đạt

6

Bang 1.2 Xử lý nén theo mục dich sử dung

làm Ximăng Đấtcó Móng chặtđẤt hoá — cốt — sọc

Mục đích sử dụng - Thay - Thoátnu

thế đẤt va gia

"Nẵng cao sức chịu tải

và giảm độ lún trong x x x x x x giới hạn cho phếp,

“Ôn định mái doe x x x x Giảm áp lực at x x x x x Kiếm soát thi x x

XEiý Xulyndng Xử Xi XE Xử

ning visi” ning va cnôngVà - nông - nôngVà

1.2 Các biện pháp về kết cấu công trình

Khi thiết kế các công trình trên nền đắt yếu, điều cần thiết là phải nắm được các hình

trên công trình cũng như tính nhạy cảm của nó đối với độ

lún của nền đắc Độ nhạy lần của công tình chủ yếu phụ thuộc vio độ cứng Tay theo

độ cứng có thé phân chia kết cầu ra làm 3 loại

Loại kết cấu tuyệt đối cứng: như kết cấu khung nhiễu ting trên bản móng liên tực

mồ cầu, công tình thủy lợi toàn khi, ống khói, xi Đặc điểm của các loại kết cầunay là có độ cửng không gian rất lớn, do đó công trình không bị uốn, chỉ có khả nănglún đều hoặc nghiêng Đối với những loại kết cầu này, tinh nhạy lún kém, không yêu

iu có những biện pháp xử lý về phương diện kết cầu Trong trường hợp này et

tìm cách giảm bớt khả năng nghiêng là được nếu độ nghiêng này có ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình.

Cong trình bị nghiêng

do lún không đều

- Loại kết cấu mém: kết cấu mém như bản dy móng các bể chứa, cổng âu thuyỂn và

những cắn kiện độc lập lên kết khớp như cột trên móng đơn liên kết tự do với dần hoặc dim ngang, Cúc công tinh thuộc loi này có th bị tốn cong cùng cấp với khả

năng biển dang của đắt nền, do dé không gây những nội lực phụ trong kết cấu và

không ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình Đặc điểm của lại kết cấu này là có

tính nhạy lún kém khi nền đắt biển dạng không đều

- Loại kết cấu có độ cứng hữu hạn: như kết cấu khung siêu tĩnh trên các mồng don,

dim liên tục nhiễu nhịp, vồm Không khớp, Các công tình thuộc loi này thường hay

gập trong thực tế Khi nên đất có bién dạng không đều, đồng thời dưới để móng có sự

phân bổ lại ứng suất ip xúc tĩ tong kết cấu móng và kết cấu chịu lục sẽ xuất hiện

nội lực phụ cục bộ Nếu kết cấu không có khả năng tếp thu nội lực phụ th ở các ếdiện yếu (có nội lực tập trung) sẽ có những vết nức Hình dạng vết nút phát triển có

liên quan đến mức độ và tinh chất biến dang của công trình [1]

Đối với dit nỀn có tính nén lớn và lún không đều thi vige áp dụng những loại kết cấu

có tính nhạy lún ít (kết cầu tĩnh định, ) trong trưởng hợp này là hợp lý nhất Ở đây

cũng cần xét đến khả năng nghiêng có thể xảy ra do lún không dé Ngoài ra, đối với

kết cầu tinh định cũng cằn chú ý đến khả năng nghiêng giữa cột và tường chịu lực theo phương thẳng đứng

“Tuy nhiên, cũng cin chú ý rằng, trong một số trường hợp đặc bit việ thay sơ đồ kết

định điên kết khớp),

ấu nhưng điện tích các kết

cấu siêu tĩnh (có độ cứng không gian lớn) sang sơ đỏ kết

mặc dù nội lực phụ cục bộ không xuất hiện trong kế

chịu lực tăng lên một cách đáng kể dẫn đến hiệu quả không kinh tế Ngoài ra, việc

giảm độ cứng không gian sẽ dẫn đến sự giảm cường độ chung của kế cấu, có ảnh hưởng không tốt đến điều kiện sử dụng công trình.

Nồi chung, để đảm bio cho công tinh làm việc trong điều kiện binh thường khi xây

cưng trên nên dit lún không đều, có thể dùng những biện pháp kết sấu như bổ trí khelún, tăng cường độ và độ cứng của kết cấu bằng cách giảng gạch ct thp, bêtôngthép, xây các gối tựa cứng, hoặc áp dụng các biện pháp làm im độ kim không đều

của đất nền.

sa Nguyên nhân xử lý: kết cầu công trình có thé bị phá hỏng toàn bộ hay từng bộ phận do:

~ Cúc điều kiện về biển dang không được thỏa mãn (S> [Sy

~ Ap lực tác dụng lên mặt nền quá lớn (Ny > Ry)

b- Mục đích xử lý:

~ Giảm ti rong tác dụng lên móng (giảm áp lục tắc dụng lê nn,

- Tang khả năng chịu lực của kết cấu.

e Các biện pháp kết cấu công trình: Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ; Lam tăng độmim của công tình, Lâm ting cường độ cho kết cấu công trình

1 Ding vậtliệu nhẹ và kết cầu nhẹ

~ Mục đích của biện pháp này là lầm giảm trọng lượng của kết cầu công tình

+ Chủ ý: Đối với những công tình không chịu tác dụng của lực ngang lớn thì việc giảm trọng lượng kết cấu công trình sẽ không ảnh hưởng nhiều đến tính ôn định của

công trình Đối với những công trình thường xuyên chịu tác dung lực diy ngang lớn

thì khi giảm trọng lượng của công trình cần có những biện pháp khác để đảm bảo tỉnh

ổn định về trược

e2 Lim ting độ mm của công tình

ue dich: Giữa móng và kết cấu phần rên có liên kết với nhau, đo đồ độ cứng móngKhông nhồng do ban than móng quyết định mà còn phụ thuộc khả nhiễu vào kết cấu

mà

(kế cả móng) sẽ khử được ứng suắt phụ thêm phát sinh trong kết cấu công tình khi

trên (tường ngang, tường dọc, him, giàn ) Lâm tăng độ mềm của công trình

nÈn biển dạng không

- Biện pháp: Có hai biện pháp: (1) Dùng loại kết cấu tinh định, (2) Phân cit các bộ

phận cứng của công trình thành nhiều phan tách biệt bằng các khe lún.

2.1 Biện pháp dùng khe lún

~ Bố trí khe lún: Tại những chỗ có chiều dày lớp dat thay đổi đột biến và tính nén của

đất nền khác nhau lớn, tại chỗ thay đội lớn v8 chiều cao công tình hoặc chênh lệch

lớn v8 ải trọng, tại vị tí có sự thay đổi v8 bổ trí mặt bằng công tình

- Yêu cầu

+ Cần hạn chế số lượng khe lún tong một công tình, vì mặc dù tác dụng kỹ thuật tốt

nhưng tốn kém, thêm nhiều vật liệu xây dựng (phải làm thêm tường ngăn ngang, dọctại chỗ bổ trí khe lún, làm khớp nối và quản lý khổ khăn nhất là trong các công

trình thủy lợi

+ Các khớp nối bố trí ở các khe lún phải mềm mại và chịu được độ chênh lún giữa hai

bộ phận ở hai bn khe lớn (cOng tình thủy lợi dụng khóp nổi là tắm đồng omega) do

đó phải tính toán kiểm tra khớp nỗi

+ Chiều rộng khe lún phải được tính toán vừa đủ để cho các bộ phận đã được tách ra

không tựa xát bên nhau (làm nứt nẻ công trình) khi chúng bị lúa không đều hoặc bị

nghiêng,

2.2 Dùng kết cầu tĩnh định

~ Thay các mắt nối cứng giữa các bộ phân của công trình bằng mỗi nối khớp hoặc mỗi

nối tựa cũng có tie dụng lâm tăng độ mềm của công tình và khử được ứng suất phụ thêm phát sinh khi công trình bị biển dạng.

10

tính chất tĩnh định nên phần nào làm cho công trình nặng nẺ thêm và kém phần mỹ

thay các mối nối cứng bằng các mối nỗi tra) làm cho công trình có.

thuật Do dé cin hết sức giảm bớt khớp nổi mềm trong công tình

- Tốt nhất à dự tinh được các yếu tổ in dạng của công trình rồi từ đó tính toán được

nội lực trong kết cấu si nh của các bộ phận của công trình

2.3, Tang thêm cường độ cho kết cầu công trình

~Mục

+Lim ng thêm cường độ cho kết cấu công tinh để các bộ phận của nó đủ sức chịu thêm các ứng lực sinh ra do công tinh bị lún không đều là một phương hướng chủ

động ích cực khi thiết Aé công tình theo rạng thi giới hạn có xế đến ác dụng tương

hỗ giữa ba bộ phận của một công tình ké cấu phần trên, móng nỀn)

+ Không được làm ảnh hưởng nhiều đến độ mẻm của công trình

“Trong thiết kế thường lấy cốt thép cầu tạo là 5-1 5cm”

+C6d dùng biện pháp gia cổ cục bộ dé tăng cục bộ cường độ chống cắt của trồng

hay của bộ phận công trinh bằng cách đặt ging gia cường hoặc đặt thêm cốt thép tại

những nơi dự đoán có phát sinh ứng lực cắt lớn

1.3 Các biện pháp về móng

1.3.1 Thay đỗi chiều sâu chôn móng

“Chiều sâu chôn móng là một trong những vin đề quan trọng mà người thiết kế quan

tâm đến CI du sâu chôn móng phụ thuộc vào nhiễu yếu tổ, điều kiện địa chất thủy văn

khu vực iy dụng, trị số và tính chất truyền tải trọng của công trình lên nền đắt, đặc,

điểm và yêu cầu sử dụng công trình cũng như phương pháp thỉ cô mang, Những yêu

tổ töên có quan hệ hữu cơ với nhau và có ảnh hưởng đến việc lựa chọn phương ấn

Diu kiện dia chất và thủy văn là một trong những yếu tổ cơ bản có ảnh hưởng đến

việc lựa chọn chiều sâu chôn mồng Sự phân bổ địa ting; tính chit cơ, lý, hóa của từng

lớp đất: độ sâu của mực nước ngằm và sự thay đổi của nó theo thời gian cũng như mức

độ xâm thực của nước ngằm đổi với vật liệu xây móng là những yêu t trực tiếp

nh hưởng đến việc lựa chọn phương én mông

“Công thức tính sức chịu ti và cường độ tiêu chun của nền có dang chung là:

Py =Ayb + Bq + De Trong đó

A, B,D: Các hệ phy thuộc góc ma sát trong œ của đất.

y, c : trọng lượng riêng và lực dính đơn vị của đắt

b: chiều sâu chôn móng

4: tải trọng bên mồng

"Như vậy, khi tăng độ sâu đặt móng hm tức là tăng q (q = yh) thì khả năng chịu tải của nền được ting lên (ps tăng)

"Mặt khác, nền nói chung cỏ độ chặt tăng theo chiều sâu (lớp đắt dưới chặt hơn lớp đắt

trên) do đồ ting là đã đặt móng ti lớp đất tốt hơn, do đồ độ lún S giảm.

Xét hai trường hợp thực tế

= Trường hop cho phép thay đổi cao trình đặt móng

+ Trường hợp cao tình đặt móng thiết kế không thay đổi: do nhiều điều kiện khống

chế, móng thường phải đặt tại một cao trình thiết kế nhất định

Bio dim được cao trình đặt móng thiết kế (ức là bảo đảm cao trình của các bộ phận

công tình) là một vin đề quan trọng và khó khăn nhất đối với nén đt yêu

Ta thường gap hai trường hop:

- Để giảm bớt độ chênh lệch giữa cao trinh đặt móng thiết kế với cao trình đáy móng

sau khi lún 6 định thì thường phải năng cao trình đặt móng thiết kế lên một tị số dự

phòng, tính gin đúng theo công thức;

Sự, = UES +80) Trong đó.

Soy + độ nâng thêm của cao tình dự phòng

Š: độ hin én định do tinh toán

Sic : độ lún xảy ra khi thi công.

- Đối với các công tình din dụng công nghiệp xây trên nén đất loại ét có th lấy Sự,

=078

N gi kn không đều thi có thể dùng biện pháp thaycông trình cỗ nguy cơ bị nghỉ

đổi chiều sâu chôn móng để xử lý khi thiết kế thi công

“Gặp trường hợp ting đất yêu có chiều dầy thay đổi nhiễu, d& giảm chênh lệch lún, có

thể đặt móng ở nhiều cao trình khác nhau.

1.3.2 Thay đãi kích thước và hình đáng móng.

Tác dụng

- Thay đổi trục tiếp áp lực tác dụng lên mặt nén, do cải thiện được điều kiện chịu ti cũng như biến dang của nên.

- Nếu ting đắt có chiều diy chịu nén khác nhau, dùng biện pháp thuy đổi chiễu rộng

mồng để cân bằng lún cho toàn bộ công ình.

~ Trường hợp đắt nỀn có tính nên lồn tăng theo chiễu sâu thi việc mỡ rộng đây móng

thường không có tác dụng.

1.3.3 Thay déi loại móng và độ cứng móng.

Đối với nên đắt yêu, việc chọn loại mỏng xây trên 46 cũng đóng vai trỏ rit quan trọng không những chỉ thể hiện về mặt chịu lực mà còn có ý nghĩa kính tế lớn Chọn móng.

và kết cầu móng thường dựa vào những đặc điểm sau đây:

kết cấu của công trình cũng như tinh chất truyễn ải rong

bố trí các công trình ngầm (tang him, đường giao thông, dng dẫn nước, ) và

ve trình in cận có liên quan đến công trình đang thiết kể

~ Tình hình địa chất ở khu vực xây dựng.

- Điều kiện xây dựng móng như: phương tiện thi công, thời gian xây dựng móng,

Mong có nhiễu loại: móng khối độc lập, móng đơn, móng bing, mỏng bing có gi

mồng bản toàn khi I, mồng cọc, móng giếng chìm, móng giếng chim hơi ép, móng cọc

ống, Tay theo tinh hình địa chất và đặc diém kết cấu chịu lực mà chúng ta lựa chọn

loại móng thích hợp.

~ Móng khối độc lập thường thiết kế dưới các mỗ edu, tụ edu, ông khói, tháp nước,

Mặt bằng móng phụ thuộc vào hình dạng công trình

~ Móng đơn thường được thiết kế dưới các cột chịu lực trong các công trình din dụng

và công nghiệp.

Móng khối và mồng đơn chỉ áp dụng khi tải trọng công trình không lớn kim, nền đất

biến dạng ít và dạng

~ Mông bang được thiết kế dưới tường chịu lực dưới một hàng cột Khi nén đắt có biến

dạng lớn và biến dạng không đều, trong nhiều trường hợp, để làm tăng độ cứng của

móng và độ cứng của công tình có thể thiết kể móng băng có ging (mồng bang 2

phương) (hình minh họa)

~ Móng bản toàn khối thường được thiết kế dưới day các bể chứa nước, các trạm bơm,

Khi tải trọng của công trình không lớn và khả năng chịu lực c nền đất nhỏ, móng,

dưới các hàng cột đơn cũng được thiết kế đưới dang bản toàn khối không dim như mộtsin nim hoặc có dim ngang và dim dọc như một sin sườn Đôi với nhà nhiều tingxây đựng trên nền đất yêu, người ta có thể thiết kế móng bản hình hộp rỗng giữa bằngbetong cốt thép

Móng bản toàn khối có những ưu điểm sau

- Lâm tăng độ cứng chung của toàn bộ công trình.

khả năng hạn chế mức độ biển dạng không đều của đắt nền

- Biện pháp thi công đơn giản, không đồi hoi có những phương i ÿ thuật phúc tạp.

- Giảm bớt được khối lượng thi công đất

~ Đổi với móng bản hình hộp rỗng giữa, có thé tận dụng bản móng thành chỗ làm việc.Khi đưới lớp đắt yếu là lớp đất chịu lực tt th có thể ding móng cọc Nhiệm: vụ của

mồng cọc là tuyển tải rọng từ công tình xung lớp đất dưới mũi cọc và ra các lớp đất

xung quanh cọc Tay theo đặc tính làm việc của cọc ở trong đất mà người ta chia móng cọc ra làm bai loại: cọc chống và cọc ma sát Nếu cọc xuyên qua lớp đất yếu mà khả

năng lực ma sát xung quanh thân cọc không đáng ké và mỗi cọc tựa trên lớp đất cứng

hoặc đá cứng có đủ khả năng tiếp thu được toàn bộ tai trọng của công trình truyền

xuống thì loại cọc đổ là coe chống, Nếu cọc chủ yéu là đựa vào lực ma sát và một phần

phản lực ở dưới mũi cọc thi loại cọc đó gọi là cọc ma sát hoặc cọc treo.

Móng cọc bao gồm hai phần: cọc và đãi cọc Tùy theo vị tí của đãi cọc mà người ta

chia làm móng cọc đi cao và móng cọc dai thấp Móng cọc đời thấp có đãi cọc nằm

thấp hơn mặt dat, còn móng cọc đài cao thi dai cọc nằm trên mặt đất hoặc trên mặtnước Móng cọc đãi cao chị tải trong ngang kém hơn móng cọc đãi thấp nhưng thi

sông dễ hơn vi không phải thị công dưới mat đất hay dưới nước Móng cọc được áp

‘dung phổ biển ở nhiều nước vì có những tu điểm sau:

- Tiết kiệm được vật liệu xây móng.

~ Giảm bớt khỏi lượng thi công đất

- Có khả năng cơ giới hóa toàn bộ quá trinh thi công.

~ Khống chế được biến dạng ở dưới mũi cọc va biến dạng không đều khi nẻn đất có

tính nén lớn.

Khi chiễu dày lớp đắt yếu lớn thì người ta có thé dùng móng giếng chìm Giếng chìm

số dang bình vuông, chữ nhật, biu dục hoặc rồn và đượ thiết kế rỗng ở giữa Vo ngoảicủa giống chim có tác dụng chẳng đỡ đất trong quá tình hạ và tạo ra trọng lượng cầnthiết thắng sức ma sit của dit, Thứ tự thi công giếng chìm như sau: rước tiến đúcgiống ở trén mặt đất, sau đ đảo đất ở trong giếng nhờ có trong lượng bản thân nên

sidng sẽ hạ dẫn xuống Khi giếng chim hạ đến chiều sâu thiết kế (đến lớp đất tốt hoặc

đã cứng) thì sẻ đăng bé tông đã lắp đầy phần rng bên trong

ty tình hình phân bổ tải trong tác dụng lên móng và điều kiện địa chất mà chọn móng

cho thích hợp (móng đơn, móng băng, móng băng giao nhau, móng bản, móng hộp (có

độ cứng lớn, nhẹ)

“Tăng độ cứng của móng: khi độ võng móng AS quá lớn thì phải tăng độ cứng móng.

Dé tăng cường độ cứng của móng có thể ding các biện pháp: tăng chiều dày móng,

tăng cốt thép dọc, kết hợp với kết cầu phần tên, dùng loại móng hộp, độ cứng lớn và

nhọ.

1.4 Các biện pháp xử lý nền

Mue dich của xử lý nén i: làm giảm độ lún của nên, lim ting khả năng chịu ti của

nên, làm giảm tính thắm của nẻn.

Bit kỹ biện pháp xử lý nào nếu làm tăng được cường độ liên kết giữa các hạt đắt và

lâm tăng được độ chặt của đất nên thi đều thoả man được ba mục đích trên.

Hi nay có rit nhiễu phương pháp cải tạo gia cổ nỀn đắt yếu, nhưng nhìn chung có

thể xếp chúng vào một số nhóm phương pháp sau:

1.41 Nhóm các phương pháp làm chặt ắttrên mặt bằng cơ học

Phuong pháp làm chặt đất trên mặt là một phương pháp cỏ điển, đã được sử dụng từlâu trên thể giới, Bản chất của phương pháp là dùng các thi bị cơ giới như xe lu, búađầm, máy dim rung, làm chặt đất Các yếu tổ chính ảnh hưởng đến khả năng làmchặt đắt gdm: độ im, công dim, thành phin hạt thành phần khoáng hoá nhiệt độ của

đất và phương thúc tác dụng của ải trọng Để làm chặt

ẩm tốt nhất ứng với giáị khối lượng thể tích khô lớn nhất

Đầm nén bé mat là phương pháp đơn giản, có thể áp dụng cho cả công trình đất đắp

mới lẫn nén tự nhign, Khi tác dụng tải trọng lên nên đất, chỉ một phần đất ở độ sâu hạnché tiếp nhận được ảnh hưởng này Một mặt, anh hưởng của ải trọng nhanh chóng tắtdin theo độ sâu, mặt khác tii trọng từ đầm nén là các tác động trong thời gian ngắn.Giai pháp dim nén trực tiếp bé mặt dit do đó được áp dụng chủ yếu trong

nhân tạo (đất đấp mới), không phải là giải pháp thông dang cho xử lý nền Trong một

số trường hợp, hạng mục xây dựng chỉ chiếm di tích nhỏ trên toàn bộ công trình thì lựa chọ i pháp đầm nén cục bộ bé mặt là lựa chọn có tinh khả thi cần xem xét Có

thể nêu một số phương pháp làm chặt đất trên mặt bằng cơ học sau đây:

1 Làm chặt đất bằng đầm rơi.

2 Làm chặt đất bằng phương pháp dim lăn

16

"Hình L2 Làm chặt đất nền đường bằng xe lu1.4.2 Làm chặt đất bằng phương pháp dim rung

dung phương pháp,

Dùng các chin động tạo ra các dao động liên tục cổ tin số cao và biên độ nhị

cho ti h toàn khối của đất bị phá hoại, các hat cát di chuyển đến lắp những chỗ trống.

siữa các hạt có kích thước lớn hơn Tác dụng của dam rung lớn nhất khi xảy ra hiện

tượng cộng hưởng khi mà tin số dao động của máy trồng vớ tin số dao động của đấtim,

> Uu, nhược điểm của phương pháp.

Phuong pháp làm chat đất bằng dim rung chủ yêu dùng đẻ nén chặt dat cát Nếu hàm.

lượng hạt sét trong đắt nhỏ hơn 6% thi hiệu quả nén chặt thường gắp từ 4 đến 5 lần so

với các phương pháp đầm nén khác.

u day lớp đất được làm chặt bing đầm rung thường thay đổi từ 0,3 đến 1,5m đôi

khi đến 2.0m.

Hình 1.3 Làm chặt đất nên đường bằng xe lu rung

1.43 Nhóm cúc phương pháp làm chặt đắt dưới sâu bằng chắn động và thuỷ chinĐối với các loại đắt hạ rời (đất cát và đắt đắp), khử chiễu sâu lớn hơn 1.5m có thểding phương pháp chin động và thuỷ chin để nén chặt Phương pháp này hiện nayđược ứng dụng ở nhiều nước và có hiệu quá kinh tế rõ rệt

Theo kết quả nghiên cứu, nếu dũng phương pháp này thì độ rổng của dất giảm(10+20)% và sức chịu tải tăng lên (3,5+4,0) kG/cm”

1.4.3.1 Phương pháp nén chặt đất bằng chan động

a Nội dung phương pháp.

Để nén chat dit cất ở dưới sâu, người ta thường dùng các loại đầm chùy có tin số(2900:3000/vồng/phút Cúc yếu tổ ảnh hưởng ti hiệu quả nén chặt đt a gia tốc chấn

đàn hồi của đất và bán kính

động, độ âm của đất, khoảng cách giữa các vị trí

máy chấn động

b Ưu nhược điểm của phương pháp,

Khi lầm chặt đắt cát ở độ sâu nhỏ hơn 3.0m thi bán kính lim chất có thể đạt 1.5m Khi

bán kính máy chẩn động tăng thì gia tốc chấn động và hệ số nén chat chắn động cũng

tăng lên,

1.4.3.2 Phương pháp nén chặt đất bằng thuỷ chấn

ội dung phương pháp.

‘Vira phun nước, vừa tạo chắn động tác dụng vio cát Khi đó lực dính giữa các hạt

giảm đi, các hạt lớn sẽ lắng xuống còn các hạt nhỏ sẽ nỗi lên, ình thành chuyển động

xoắn ốc làm phát sinh cấp phối hạt mới và như vậy sẽ hình thành cắp phổi tốt nhất của

trạng thái nén chặt

Dé thi công nén chặt đất bằng phương pháp thuỷ chin, người ta đồng vào trong đấtnhững ống thép đường kính (19+25)mm và có đầu nhọn, phần ông dưới dài khoảng

(50:60)em, có dục ỗ xung quanh với đường kính (5+6)mm, Lợi dụng sức nước cao ấp

448 đưa ống thép và máy chắn động đến độ sâu thiết kế và cho máy chin động làm việc,

1 tiên, mỗi đoạn làm chặt thường (30:40)em trong Khoảng thời

từ dư nến chặt

gian (402130) giấy Sau khi am chất được lớp thứ nhất tì lại nâng may đầm lên làmchặt lớp thứ hai và như vậy lần lượt cho đến khi lên đến mặt đắt

Hình 1.4 Sơ đỗ thiết bị nén chặt đắt bằng thuỷ chin

b, Ưu nhược điểm của phương pháp,

Đối với nền cát nhân tạo có chiều day cần nén chặt lớn thì người ta dùng phương pháp

thuỷ chấn.

1.4.4 Nhóm các phương pháp gia cố nền bằng thiất bị tiêu mước thẳng đứng

Đối với các nền đất sét yếu, do hệ số thắm của dit sét nhỏ nên quá trình cổ kết của nền

ở điều kiện bình thường cin rất nhiỄu thôi giam, trong khi đồ, các công tình xây đựng

Tại đôi hỏi phải thi công nhanh, đảm bảo tiến độ yêu cầu Do vậy, người ta thường

dùng các thiết bị tiêu nước thăng đứng kết hợp với biện pháp gia tải trước để làm tăng

nhanh quá trình cổ kết của đất nén,

1 Phương pháp gia cổ bằng giếng cát

ing cát

Hình 1.5 Sơ đồ chất tải

Hình 1.6 Thi công cọc cát

2 Phương pháp gia cổ bằng bắc thim (PVD).

1.45 Phương pháp gia cổ nền bằng năng lượng nỗ

Dùng năng lượng nỗ để gia cổ dit yêu là một phương pháp được Viện Thiết kế BộGiao thông vận ti đưa vào sử dụng bắt đầu từ những năm chống chiến tranh phá hoại

của Mỹ,

Nội dung của phương pháp này như sau: trong phạm vi bŠ mặt và chiều đầy của lớpđất yêu cần được gia c sẽ b6 trí các quả min dài, theo một mạng lưới tam giác đềuNhững giếng được năng lượng nỗ tạo thành sẽ nén đắt ra quanh giếng Kích thướcgiống và khoảng cách giữa các trục của các giếng phải được tỉnh toán đã dim bảo nénđất đến độ chặt cần thiết một cách tương đổi đồng đều Sức chịu tả của nén đắt yêntăng lên có thé đơn thuần nhờ sức nỗ ép làm cho các hat đất được sắp xÉp li ít vàonhau hơn và cũng có thể do cá tác dụng của quá trình cố kết thắm qua các giếng cátKhi điều kiện địa chất và địa chất thủy văn cho phép Từ kết quả nghiên cứu và thi

công hàng loạt công trình thi phương pháp gia cổ đất yếu bằng năng lượng nỗ tỏ ra

thích hợp vớ cả loại đắt dính ở tạng thái từ chấy đến do chảy

`VỀ mặt kinh tế và kỹ thuật, phương pháp này đã đem lạ hiệu quả tốt như: nền đất yếnsớm đạt độ bên vững cao, thi công đơn giản, nhanh, dễ mớ rộng, khi lượng vật liệu ít

1.46 Phương pháp gia cỗ nền bằng vải địa kỹ thuật và bắc thắm

1.46.1 Phương pháp gia cổ nén bằng vải địa kỹ thật

“Trong giao thông vai địa kỹ thuật (ĐKT) gi i J 1scó thể làm tăng độ bền, tính ôn định cho các

tuyển đường đi qua những khu vực có nén đất yếu như đất sét mềm, bùn, than bùn,

‘rong thủy lợi, ding che chin bé mặt vách bờ bằng các ng vai địa kỹ thuật độn cátnhằm giảm nhẹ tác thủy động lực của đồng chảy lên bờ sông Còn trong xây dụng,dũng để gia cổ nền đất yêu ở dạng bắc thắm ứng dụng trong nén mồng Dựa vào mục

đích, công dụng chính người ta chia vải địa kỹ thuật thành 3 loại: phân cách gia cường, và tiêu thoát và lọc ngược.

a Chức năng phân cách

Các phương pháp thông thường để ổn định hoá lớp đắt đắp trên nên đắt

nước là phái ting thêm chigu day đất dp để bồ vào lượng đắt bị mắt do lún chim vào,

nền đất yếu trong quá trình thi công Mức độ tổn thất có thể hon 100% đối với đắt nền

có CBR (chỉ số biểu thị sức chịu tải của đất và vật liệu dùng trong tính toán thiết kể kết cấu của áo đường theo phương pháp của AASHTO) nhỏ hon 0,5 Vige sử dụng loại vải

địa kỹ thuật thích hợp đặt giữa đất yếu và nén đường sẽ ngăn cản sự trộn lẫn của hailoại dit Vải địa kỹ thuật phân cách ngăn ngừa tổn thất dit dip và vì vậy tiết kiệmđáng kể chi phí xây dựng Ngoài ra, vai địa kỹ thuật còn ngăn chặn không cho dat yêu

thâm nhập vào cốt liệu nền đường nhằm bảo toàn các tính chất cơ lý của vật liệu dip

và do đó nền đường có thé hap thụ và chịu đựng một cách hữu hiệu toàn bộ tải trong

Khi nền dit yếu ở trang thái déo nhão, có khả năng kim nhiễm ban lớp đệm cát trực

tiếp bên trên đầu bắc thắm thì ding vả địa kỹ thuật ngăn cách lớp

cất

Ð Chức năng gia cường

Dui tải trọng bánh xe khả năng chịu tải của nền đường có vải địa kỹ thuật chủ yếu là

do chức năng phân cách (nhằm duy tr chiều dày thiết kế và tính chất cơ học ban đầu

của các lớp cốt liệu nền móng đường) hơn là chức năng gia cường về khả năng chịu

kếo của kết cầu

“Trong trường hợp xây dựng đề, dip hay đường dẫn vào cầu có chiều cao đắt dip lớn,

s thé dẫn đến khả năng trượt mái hoặc chuyển vi ngang của đất dip, vải địa kỹ thuật

6 thé đồng vai trò cốt gia cường cung cắp lực chồng trượt theo phương ngang nhằmaia tăng Ổn định của mái đốc Trong trường hợp này vai địa kỹ thuật có chức năng gia

cường

Hình 1.9 Mái dốc có vải địa kỹ thuật gia cường, chống sat lỡ, tiêu thoát nước

Hinh 1.10 Vai ĐKT làm lớp phân cách giữa n đất đấp và đất yêu nhằm duy chiều

dy đất đắp và tăng khả năng chịu tải của nền đường

© Chức năng tiêu thoát lọc ngược

Đôi với các nên it yếu có độ âm tự nhiên lớn và độ nhạy cảm cao Vải địa kỹ thuật cổthể làm chức năng thoát nước nhằm duy ti và thậm chi gia tăng cường độ kháng cắtcủa đất nền và do đó làm gia ting khả năng ôn định tổng thể của công trình theo thờigian Vải địa kỹ thuật loại không độc, xuyên kim có chiều day và tính thấm nước cao làvật liệu có khả năng tiêu thoát tốt, cả theo phương đứng (thing góc với mặt vai) vàphương ngang (trong mặt vải) Vì thế, loại vải địa kỹ thuật này có thé làm tiêu tầnnhanh chóng áp lực nước lỗ rỗng thang dư trong quá trình thi công cũng như sau khixây dựng và dẫn đến sức kháng cất của nền dit yến sẽ được gia tăng Trong các công

trình thuỷ công, vải địa kỹ thuật được sử dụng làm lớp lọc ngược của công trình sau

tến, tường chắn

Hai tiêu chuẩn để đánh giá v8 đặc trưng lọc ngược là khả năng giữ dắt và hệ số thimcủa vải Vải địa kỹ thuật cần phải có kích thước lỗ hổng đủ nhỏ để ngăn chặn không.cho các hat đất cin bảo vệ đi qua đồng thời kích thước lỗ hồng cũng phải đủ lớn để có

đủ khả năng thắm nước bảo đảm cho áp lực nước lỗ rỗng được tiêu tán nhanh

Hình 1.11 Vai địa kỹ thuật làm chức năng tiêu thoát nước lọc ngược

* Lợi ích khi sử đụng vải dia kỹ thuật sử dụng vải địa kỹ thuật có các lợi ch sau đây

~ Cho phép tăng cường lớp đắt đắp bằng việc tăng khả năng tiêu thoát nước

- Giảm chiều sâu đào vào các lớp đất yêu

~ Giảm độ đốc má lớp đắt đắp yêu cầu và tăng tính ổn định của chứng:

~ Giữ được tốc độ kin đều cia ác lớp đắt, đặc biệt trong vùng chuyỂn tiếp

~ Cải thiện các lớp đắt dip và kéo di tuổi thọ công tình.

1.462 Phương pháp gia cổ nen bằng bắc thm

Bắc thắm thoát nước được dùng để gia cổ nén đắt yêu cho các loại công tinh sa

- Xây dựng nền đường trên đất yếu có yêu cầu ting nhanh độ cố kết và tăng nhanh

cường độ của đất yêu dé đảm bảo ôn định nền đắp và hạn chế độ lún trước khi làm kết

cấu áo đường

~ Tôn nén trên đất yếu dé làm mặt bằng chứa vật liệu, dé xây dựng các kho chứa mộttng, để xây đơng các công tình dân dụng và công nghiệp loại nh cổ ti trồng phân

ĐỒ trên diện rộng sau khi nề đã lún đến ôn định)

Khi sử dụng bốc thấm cin chủ ý:

- Sự phá vỡ kết cấu đắt khi thi công Sự phá hỏng kết cấu này làm tăng tổng độ lún và

làm giảm sức kháng cắt của đất

- Phạm vi chidu sâu thực sự có hiệu quả của bắc thắm,

~ Giá trị tải trọng nén trước đẻ việc thoát nước lỗ rỗng và có kết đất có hiệu quả

syne at yu ey visa iy thuật

tle doen 9) ThếtD op lục tước rồng

Hình 1.13 CẤu tạo xử lý nền đất yếu bằng bắc thấm,

1.4.7 Nhóm các phương pháp gia cố nên bằng chất kắt dính

Bản chất của các phương pháp này là đưa vào nền đất các vật liệu kết dính nhưximăng, vôi, bitum, nhằm tạo ra các liên kết mới bền vững hơn nhờ các quá trình.hoá lý và hoá học in ra trong đất, dẫn đến kim thay đổi tính chất co lý của dit nén

26

1 Gia cổ nỀn bằng phương pháp trộn vôi

2 Gia cổ nền bằng phương pháp trộn ximãng

3 Gia cổ nỀn bằng phương pháp trộn bitum

44 Giá cổ nỀn bằng keo polyme tổng hop

1.48 Nhóm các phương pháp gia cénền bằng dung dich

a, Noi dung phương pháp

Phương pháp phụt dung dich có tác dụng đảm bảo cho nền én định về cường độ khi

ic công

công trình chịu tải trọng ngang lớn hoặc tạo màng chống thảm phía dưới

trình thuỷ công, làm giảm tính thắm và p lực diy nỗi cia nước ngằm vào móng công

trình Các dung dịch thường được sử dung để gia có nên là dung dich ximang, dung

dịch bitum và dung dịch sileát

b Ưu, nhược điểm của phương pháp.

Phương pháp này đòi hỏi công nghệ thi công kỹ thuật cao, giá thành công trình cao nên it được áp dung phổ biến.

1 Phương pháp gia cổ nên bằng dung dịch vữa ximang

2 Phương pháp gia cổ nén bằng dung dịch silieát

3 Phương pháp gia cỗ nén bing nhựa bitum

1.49 Nhóm các phương pháp vật lý gia cổ nền đắt yeu

“Trong nhóm này gồm các phương pháp sa:

1 Gia cổ nền bằng phương pháp điện thắm

2 Gia cổ nền bằng phương pháp điện hoá học

1.4.10, Nhóm các phương pháp gia c yếu bằng cọc cát, cọc vôi, cục đất vôi, cọc đất - ximăng, cọc cát — ximăng - vôi

-1.4.10.1 Phương pháp gia có bằng cọc cát

a, Nội dung phương pháp,

ue dich của phương pháp này là đưa một lượng cát vào nỄn đất nhằm cải ạo đắt n

nâng cao sức chịu tải của nén, iam độ lún công trình Hiệu quả của việc nén chặt phụ thuộc vào thể edt được đưa vào nỀn, nghĩa là phụ thuộc vào số lượng, đường kính,

Khoảng cách cũng như hình dang bổ tr cọc

b Ưu nhược điểm của phương pháp.

Kết quả khi áp dụng cho một số công tình cho thấy nếu bổ trí hợp lý tì thời gian lún

rút ngắn từ 20 năm xuống còn 1 năm, sức kháng cắt của đất tăng lên khoảng hai lẫn,

dẫn đến sức chịu ải của ném đất ng lên tử hai đn ba lẫn

Nhurge điểm của phương pháp gia cố nén đất yếu bằng cọc et là: Tuy theo cấu trúcnên và độ sâu gia cố mà cọc cát có thé bị phá hoại theo các dạng khác nhau như: phỉnh

ra hai bên, cọc bị cất hay bị trượt Khi mực nước ngim trong nỀn dao động mạnh thi

dưới áp lực của dòng thắm, cọc cát có thé bị gãy, trượt, các hạt cát dị chuyển vào rong nin hoặc di nơi khác làm rồng chân cọc vả thường sau một thi gian như vậy thì khả

năng làm chat đất của cọc cát bị giảm, cọc bị phá hoại dẫn đến khả năng chịu tải của

đất nề bị giảm đi đáng kế

1.4.10.2 Phương pháp gia cổ bằng coc đắt - với, ddt-ximaing, cục cất ~ ximăng voi

Nội dung phương pháp.

Nguyên lý của phương pháp dùng cọc đắt vôi, dit - ximăng, cát - ximãng là dựa vào

nguyên lý cọc et tức à quá trình nén chặt cơ học Ngoài ra cồn có tác dụng lim tăng

nhanh quá trình cổ kế do vôi, ximäng hút nước làm tổn thắt một lượng lớn nước chứatrong đất, gia tăng cường độ cia cọc gia cổ và sức kháng cất của đất nỀn

6; Ưu nhược điểm của phương phíp.

Coe đất - vôi và ốt và tạo ra.at ximãng tuy cổ khả năng cải tạo đắt nén tương đố

được cọc hỗn hợp có cường độ chịu tai eao hơn đất xung quanh cọc, nhưng do him

lượng vôi và ximăng đưa vào nền không lớn nên không có tác dụng nén chặt ving xung quanh cọc,

Hình 1.15 Coe ximăng đất sau thi công.

1.4/11 BG phản áp

a, Nội dung phương pháp,

Nội dung của phương pháp xử lý này 1a dùng các vật liệu địa phương như đít, đá, cát

<p ở hai bên công trinh để chống trượt do sự phát iển của vùng biến dang déo gây

> Ưu nhược điểm của phương pháp

Bệ phản áp là một rong những biện phấp xử lý có.

đường, để, độ

cdụng phòng lũ, chống sóng chống thắm nước trên vũng đất yéu, So với việc làm thoải

qua khi xây đụng các nền

„ khi có điều kiện về không gian đất sử dụng Bệ phản áp còn có tác

độ đốc taluy, dip bệ phản áp với một khi lượng đắt bằng nhau sẽ có lợi hơn do giảm

được momen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở chân taluy.

Tuy nhiên muốn cho bệ phản dp phát huy được hiệu quả để có thể xây dựng nên dipmột gi đoạn thì thể tích của nó phải rất lớn Nếu chiều dày lớp đất yéu lớn hoặc tronglớp đắt yêu xuất hiện nước có áp lực cao tì việc áp dụng biện pháp này sẽ bị hạn chế

Vi vậy phương pháp này chỉ thích hợp néu vật liệu dip nén rẻ và phạm vi đấp đất

không bị hạn chế

1.412 Tang hệ số mái

a Nội dung phương pháp.

“Trong tiết kế để dam bảo an toàn cho công trình, cần phải inh toán, kiểm tra ổn định

cho công trình trong mọi di kiện làm việc Hệ số mái để được xác định thông qua tính toán, kiểm tra ôn định chống trượt của mái dé với các trường hợp khác nhau.

b, Uu nhược điểm của phương pháp.

Biện pháp tăng hệ là một trong những biện pháp xử lý được áp dụng khi vật

liệu đất đắp tại chỗ sẵn có mặt bằng hay nền công trình đủ lớn để có thể mở rộng chân

sông tình

1.413 Phương pháp nên trước

Đối với nền đất có tính nén lớn và biến dạng không đồng đều vượt quá giới hạn chophép, đồng thời biễn dang lại xảy ra trong một thôi gian di, thì để đảm bảo cho công

trình có thể sử dụng được ngay sau kh thi công, người ta có thể chọn biện pháp nền trước bằng tải trọng tĩnh.

a Nội dung phương pháp.

Trước khi xây dựng công tình dùng các loại vật liệu (cát sồi, gạch, 44 vv ) đống lên mặt đắt trong phạm vi xây dựng mồng dé gây ra một áp lực nén (gọi là nén

áp lực nén trước) tác dụng lên mặt nền làm cho đắt nền bị lún do dé dat được chặt lạiKhi dit nén đạt độ chặt yêu cằu, người ta đỡ áp lực nén trước ri tiến hành xây dưng

công trình Lúc này nền công trình vừa có cường độ đạt yêu cẳu vừa có tính nén lún

nhỏ.

30