Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu mô hình tính toán cọc đất xi măng xử lý nền đất yếu khu vực Sóc Trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRUONG ĐẠI HOC THUY LỢI

QUACH KIET MAU

Chuyên ngành: Dia kỹ thuật xây dung

Mã số : 60-58-02-04

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI VAN TRUONG

HÀ NOI, 2017

OL CAM DOAN

Tôi xin cam đoan toàn bộ nội dung của luận văn là do ôi thực biện đưới sự bướng dẫncủa PGS.TS Bùi Văn Trường

Tôi xin cam doan nội dung của luận văn này không trùng lặp với bắt cứ luận văn nào

đã từng được công bo.

“Tác giả luận văn

“Quách Kiết Mậu

LỜI CẢM ON

Tôi xin cảm ơn các thy cô giảng dạy của bộ môn Địa kỹ thuật - Trường Đại học ThủyLợi Hà Nội

“ôi xin chân thành cám ơn PGS.TS, Bai Văn Trường là người đã tận tỉnh giúp đỡ,

hướng dẫn và đưa ra nhiều ý kiến quý báo, cũng như tạo điều kiện thuận lợi cho tôi

trong quá trình thực hiện luận văn này.

Tôi xin cám ơn sự quan tâm góp ý của PGS.TS Nguyễn Việt Hùng

“Sau cùng tôi cũng xin cầm on sự ủng hộ, động viên tỉnh thin nhiệt tinh của giabạn bè, đồng nghiệp trong thời gian thực hiện luận văn.

1.1 Tinh hình nghiên cửu, ứng dung xi lý nén đất yu bằng chit kết dính 5 1.1.1 Gia cổ nền đất yến bằng trụ vật liệu rời 7 1.1.2, Gia cố nền đất yếu bằng vật liệu có chất kết dinh " 1.2 Giải pháp xử lý nền bằng phương pháp trộn vôi: i 1.3 Giả pháp xử lý nên bằng cọc đất xi mang “

1.3.1, Khái quất chung “1.3.2 Một số ứng dụng và um điểm của cọ đất xi mang, “1.4 Kết luận chương 1 21CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC DAT XI MĂNG23

2.1 Khái quát chung về các mô hình tính toán cọc i mang 23

2.2 Tinh toán cọc ĐXM theo mô hình cọc cứng 32.3 Tĩnh toán coe đắt xi măng theo mô hình nén tương đương 25

2.4 Tinh toán cọc đắt xi măng theo mô hình nền hỗn hợp 26

2.4.1, Cách tính toán của Viện kỹ thuật châu á A.LT 26

2.42, Cách tính theo quy phạm Trung Quốc DBI 08-40-94 31

2.5 Phin tic các mô hình tính toán 42.5.1 Phương phip tinh toán theo quan điểm cọc BXM làm việc như cọc cứng 34

5.2 Phương pháp tính toán theo quan điểm coi trụ xi mang dat và đất nền làm việc.

đồng thời (phương pháp nền tương đương) 34

2.5.3, Phương phip tinh toán theo quan điểm tính toán khả năng chịu ti tinh toán như.coe, côn biến dang tinh ton như nỀn 35

2.6 Quy trình thiết kế cọc đất xi ming 35

2.6.1, Kiểm tra theo vật liệu cọc 72.6.2 Kiém tra theo dat nén 382.6.3, Kiểm ta sức chị ti của nhóm cọc đơn 382.7 Kết luận chương 2 3o

'CHƯƠNG 3:NGHIEN CỨU LỰA CHON MÔ HÌNH TÍNH TOÁN COC ĐẮT XI MĂNG XỬ LÝ NEN BAT YÊU KHU VUC SOC TRĂNG 40 3.1 Đặc điểm nên dit yêu khu vc Sóc Trăng 40 3.11 Bac điểm cấu trú nền dt yêu 4

3.1.2 Tính chất cơ lý của đất nền 41

3.2 Khảo sit các mô hình tính toắn cọc DXM xử lý nên đắt ếu ở Sóc Trăng 42 3.2.1 Khái quit chung về công trinh và giải pháp xử lý nỀ đất yêu 4 3.2.2 Khảo sit các mô hình tỉnh toán cọc DXM bằng phương pháp giải ích 44 3.33 Khảo sắt các mô hình tính toán cọc ĐXM bằng phương pháp số s

3.2.4 Khảo sát các thông số tính toán cọc ĐXM 63

3.3 Nghiên cứu thực nghiệm cọc DXM tại hiện trường 67

3.3.2 Thi nghiệm nén tỉnh nén xử lý bằng cụm cọc ĐXM ở hiện trường n3.4 Phân ch, đỀ xuất mô hình tính tn cọc ĐXM ?

3.5 Kết luận chương 3 16

KET LUAT VA KIÊN NGHỊ 7

TAI LIEU THAM KHẢO 80

DANH MỤC HÌNH ANH

Hình 1.1 Kết qua bàn nén phẳng hiện trường: 8 Hình 1.2 Cơ chế phá hoại trụ don vit liệu rời trong đt sết yếu đồng nhất 9

Hình 1.3 Phân tich nhóm trụ vật iệu rời (theo Barksdale và Bachus, 1983 10Hình 1.4 Phương thức phá hoại của mồng cọc vôi R

Hình 1.5 Tinh toán lún khi chưa vượt độ ben rao của cọc vôi 13

Hình 1.6 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu 16Hình 1.7 Sơ đồ thi công trộn khô "Hình 1.8 Bố tí r trộn khô "

Hình 1.9 Bố trí trụ trùng nhau theo khôi 18

Hình 1.10 Sơ đỗ thi công trộn ướt 18

Hình 1.11 Bố trí trụ trộn ướt trên mặt đất 19 Hình 1.12, Bổ tí trụ rồng nhau theo công nghệ rộn ướt 19 Hình 1.13, ôn định khối kiểu A 20

Hình I.14, ôn định khối kiểu B 20Hinh1.15 Công nghệ Jet Grouting 21

Hình 2.1 Sơ đỗ phi hoại của đất dinh gia cổ bằng cọc đắt xi măng mr Hình 2.2 Quan hệ ứng suất- biến dang vật liệu xi mãng- đất 28 Hình 2.3 Phá hoại khối và phá hoại cắt cục bộ 28

Hình 24 Sơ đồ tinh toán biển dang, 30Hình 2.5: Sơ đồ quy trình thiết kế cọc dat xi mang Ạ6

Hình 3.1 Ban dé hành chính tỉnh Sóc Trăng 40

Hình 3.2 Sơ đỗ ính lún theo quan điểm cọc cứng 46Hình 3.3-Sơ đồ tinh in theo quan điểm nên tương đương 49

Hình 3.4 Mô hình phần tử hữu han mô phỏng giải pháp xử lý nền bằng cọc BXM theo

“quan điểm cọc cứng 58

Hình 3.5 Mô hình phẳn tử hầu bạn mô phỏng giải pháp xử lý nén bằng cọc ĐXM theo

quan điểm nên tương đương, 58lh 36 Chuyển vị tưới của nỀn công tình xử ý bằng cọc ĐXM theo quan điểm cọc

cứng 39

Hình 3.7 Chuyển vị thẳng đứng của nén công tình xử lý bằng cọc ĐXM theo quan

Hình 3.10, Chuyển vị thủng đứng của nén công trinh xử lý bằng coe ĐXM theo quan diễm nền tương đương 2

Hình 3.11 Lin nền của nén công trình xử ý bằng cọc BXM theo quan điểm nềntương đương 2

Hình 3.12 Quan hệ giữa bản kính cọc và sức chịu tảilà cọc 6Hình 3.13 Quan hệ giữa bán kinh cọc và độ lún của nên gia 6

Hình 3.14 Quan hệ giữa chiều dài cọc và sức chịu tải của cọc 65

Hình 3.15 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lần của nên gia cố 66Hình 3.16 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lớn của nén gia có 6Hình 3.17 Sơ đồ thí nghiệm nén tĩnh cọc ĐXM 68

Hình 3.18 Dé thị quan hệ tải trong- chuyển vị của cọc 1-B-4 TỊ Hình 3.19 Đỗ thị quan hệ ti trong- chuyển v của cụm cọc T4

DANH MỤC BANG BIEU

Bảng 1.1 Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo cho các loại đắt khác nhau 6 Bảng 3.1 Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu ở Sóc Trăng 4

Bảng 3.2 Bảng tổng hợp chi tiêu cơ lý của các lớp đắt 43Bảng 33 Bảng tổng tính Kin theo mô hình cọc cứng 41

Bang 3.4 Bang tổng tinh lún theo mô hình nền tương đương SI Bang 3.5 Các thông số đất nền dé xây dựng mô hình tinh trong Plaxis 57 Bảng 3.Sb Bang tổng hợp kết quả tinh toán chuyển vị nén công trình xử lý bằng cọc

Bảng 3.8 Tính toán sức chịu ti và biển dang của cọc khi mit độ cọc thay đổi 66

Bảng 3.9 Tải trọng thí nghiệm nén tỉnh 3 cọc đơn 68Bảng 3.10 Thời gian theo dB độ lún và ghỉ chép ố iệu “

Bang 3.11, Bảng tổng hợp kết quả tai trong - độ lún cọc 1-B-4 T0 Bảng 3.12 Bang tổng hợp kết quả tái trọng = độ lần cọc 3-B-4 70 Bảng 3.13 Bang tổng hợp kết quả tai trọng độ lần cọc 1-C-4 n

Hình 3.18, Đồ thị quan hệ ải trong: chuyển vi của cọc 1-B-4 mBảng 3.14 Sức chịu tải cho phép của 3 cọc ứng với độ lún 8mm n

Bang 3.15 Kết qua thí nghiệm nén tinh cụm 36 cọc 73 Bảng 3.16 Tổng hop kết quả tinh ton cọc ĐXM theo các mô hình với

nghiệm nén tình tại hiện trường 5

MỞ DAU

1 Tính cấp thiết của đề tài

“Công với sự phát tiển nhanh chống của nền kinh tế,tuành xây dựng Việt Nam cũng

có sự chuyển mình mạnh mẽ, hàng loạt công trình cao ting mọc lên ở các khu đô thị

lớn Theo đó, các công nghệ xử ly nền móng bằng cọc ép, cọc nhồi, cọc cát đã được.

khai thác và sử dụng trệt để, Tuy nhiên giá thành nguyên vật liệu ngảy một tăng cao.

dang là vẫn đề nan giải gây thiệt hại đối với nhà thầu và chủ đầu tr,

“Công nghệ cọc Ép, cọc nhỏi bé tông cốt thép, uy có sức chịu tải lớn nhưng bên cạnhđồ cũng bộc lộ những nhược điểm như giá than cao, thai gian thi công kéo di, gây ônhiễm mỗi trường.

Chính vì thé mả một công nghệ mới đã được nghiên cứu vả đang được áp dụng xông rã ở nhiều noi trên thể giới, đồ chính là công nghệ cọc đất trận xi mang (goi

tắt là “ege đất xi mang”, hay cũng có thể gọi là “try đất xi mang”), So với các côngnghệ móng cọc khác, công nghệ cọc đất xi măng tỏ ra có hiệu quả kinh tế

chính là một giải pháp hợp lý cho các công trình có tải trọng không lớn.

Tuy nhiên, hiện nay thực tế Khi tính toán cọc đắt xi măng (ĐXM) đang được thực hiện theo các mô hình khác nhau, nhiễu trường hợp còn chưa được phù hợp và thiếu chính xác ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế - kỳ thuật của công trình Do vậy nghiên cứu lựa chọn mô hình tính toán phủ hợp với đặc điỂm nén đắt ở địa phương

là nhu cầu thiết yêu có ý nghĩa khoa học và thực tiễn

Mục dich của đề tà

Mye địch chính của đề ti là nghiên cứu đề xuất phương pháp, mô hình tinh toán, thiết

kế cọc đất xi măng phủ hợp với xây dựng công trình dân dụng trên nền dat yếu ở khu.

vực Sóc Trăng.

ội dung nghiên cứu.

Nội dung nghiên cửu của luận vin gồm ba chương:

“Chương 1: Tổng quan về giải php xử lý nền bằng chất kết dình.

Chương 2: Cơ sở lý thuyết mô hình tính toán.

Chương 3: Nghiên cứu lựa chọn mô hình tin toán cọc đất xi mang xử lý nén đắt yếu

khu vực Sóc Trăng.

Các kết quả nghiên cứu của luận văn có thể được sử dụng làm tà liệu tham khảo

nghiên cứu và áp dụng cho chuyên ngành địa kỳ thuật, thi công và xây dựng côngtrình, và nếu được hoàn thiện thêm, sẽ là cơ sở khoa học để kiến nghị sử dụng rộng rãi

phương pháp gia cổ nén bằng cọc xi măng đất trong thực tiễn xây dựng các công tình vữa và cao ting ở Việt Nam

IV Cách tp cận và phương pháp nghiên cứu

Luận văn sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau

Phương pháp lý thuyết để phân tích, tính toán lựa chọn mô hình tính toán cọc DXM;

Phuong pháp thực nghiệm dé nghiên cứu khả năng làm việc của cọc ĐXM tại hiện

Phương pháp mô hình số: Sử dụng phin mém Plaxis, Geo Slope để mô phỏng cọc

ĐĐXM theo các mô hình tính toán khác nhau, từ đỏ so sinh lựa chọn mô hình tinh toán

cọc DXM và so sánh với kết quả hiện trường.

V KẾt quả dự kiến đạt được

Hiểu được cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán cọc ĐXM theo các mô hình khácnhau:

Lâm rõ khả nang làm việc thực tẾ của cọc DXM trong điều kiện nền đất yếu ở khu vực nghiên cứu qua kết quá thí nghiệm tại hiện trường;

Đề xuất Iya chọn mô hình tính toán cọc ĐXM phù hợp với đặc điểm nề đất yêu khu

ytSóc Trăng;

Ứng dung mô hình tinh toán cọc ĐXM công tỉnh thực tế

Nội dung, bé cục của Luận văn

Nội dung, bổ cục của luận văn dự kiến gồm các chương mục sau:

MỞ ĐẦU

1 Tính cắp thiết của để tải

2 Mục đích nghiên cứu.

3 Nội dung nghiên cứu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

5, Phương phip nghiên cứu6 Két qua dat được

7 Cơ sở tải liệu luận văn.

NỘI DŨNG CUA LUẬN VĂN GOM 3 CHUONG:

'CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE GIẢI PHAP XỬ LÝ NEN BANG CHAT KET DÍNH

1.1 Tinh hình nghiên cứu, ứng dụng xử lý nền đắt yếu bằng chất kết dinh

1.2 Giải pháp xử lý nên bằng phương pháp trộn véi 1.3 Giải pháp xử lý nền bằng cọc đắt xỉ mang

1.4 Kết luận chương 1

CHUONG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH TÍNH TOÁN COC DAT XI MĂNG 2.1, Khái quát chung vé các mô hình tính toán cọc đất xi măng.

2.2 Tinh toán cọc ĐXM theo mô hình cọc cứng.

2.3 Tinh toán cột xi mang đất theo mô hình nền tương đương:

2.4, Tinh toán cột xỉ măng đất theo mô hình nền hỗn hợp

tính toán

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÔ HÌNH TÍNH TOÁN COC DAT

XIMĂNG XI NEN DAT KHU VỰC SOC TRANG3.1, Đặc điểm nền đất yếu khu vực Sóc Trăng

3.2 Phân tích, lựa chọn mô hình tỉnh toán

3.3, Kết luận chương 3

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN BANG CHAT

KET DÍNH

1.1 Tinh hình nghiên cứu, ứng đụng xử lý nền đắt yếu bằng chất kết dính.

Tra thé giới và ở Việt Nam hiện nay di va dang áp dụng nhiễu phương pháp cải tạođất khác nhau, qua thir nghiệm va ứng dụng thực tiễn cho thấy các phương pháp cải

tạo đã có tác dụng làm tăng độ bền của đắt, giảm độ lún tong công và độ lún lệch, rút

ngắn thời gian thi công, giảm chỉ phí xây dựng và các hiệu quả khác.

Nếu xét đến các yếu tổ như: tim quan trọng của công trình, tải trong, tác dụng, điều

kiện thi công, thời gian xây dựng thì việc lựa chọn giải pháp thích hợp cho từngloại đắt riêng biệt sẽ rt quan trọng và được hệ thông trong bảng 1.1

“Các phương pháp gia cổ nén đất yêu có thể được tổng hợp lại theo cắc nhóm như sau

tủy thuộc vào chỉ tiêu phân nhóm;

* Theo đặc điểm của quá trình tương tác giữa dit yếu và tác nhân gia cổ, có thé phân

biệt các nhóm gia cổ sau:

~ Phuong pháp gia cổ bằng tác nhân cơ học: trong hệ phương pháp nay quá trình gia

cường chủ yêu là quá trình cơ học Đỏ là các phương pháp trụ cát, giếng cát phươngpháp trụ vật liệu rời, phương pháp dim nén chất

= Phương phip gia cổ bằng tác nhân héa học: trong hệ phương pháp này các quả trình

hóa học mang lại hiệu quả chủ yếu Đó là phương pháp ìlient hóa, phương pháp gia cổ dat bằng vôi, xi măng, nhựa bitum

= Phương pháp gia cổ bằng tác nhân héa lý: tolệ phương pháp này, các quá trìnhhóa lý mang lại hiệu quả chủ yếu, 46 là phương pháp thẩm thấu, điện thắm thấu, điệnsilicat

~ Ngoài ra còn có các phương pháp gia cổ bằng các tác nhân nhiệt, điện.

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

Hin hợp ni ái “Cơ chế cải tạo Cốt tronhay | Dae | nước

phạt via | oh

Thời gan cai tạo | Phụthuậ se ton | Tương doi iy ai | Lậu dai

- tại của thể vùi | ngân |

Tươngtegila | Ximang | Dung trong cao do

l ag | đẩàdẻwu | hóa | hệsốrễnggiảm

"rạng thi ci go đất

{Không thay đối R daing (Thuy đổi trạng thái dit)

* Theo vật liệu dé gia cổ, có thể phân biệt

~ Phương pháp gia cổ bằng các vật liệu Vô cơ vôi, xi măng, tr xỉ

- Phương pháp gia cổ bằng các vt liệu hữu cơ: bỉ tum, nhựa đường.- Phương pháp gia cổ bằng vật liệu Polime: vật liệu carbamid, lignhin.

“Theo mục đích gia cổ:

- Phương pháp gia cổ làm tang độ bÈn: đệm cát ru vit liu rồi

~ Phương pháp gia cố làm giảm tính biển dang: Trụ xi măng dat, gia tải trước.

= Phương pháp gia cổ làm tăng nhanh quá tình cổ kết: các phương pháp sử dụng vật

thoát nước thing đứng.

* Theo phạm vi gia cổ có thé phân biệt

~ Phương pháp gia cổ nông: phạm vi gi cổ chỉ ở bề mặt như cắp phối thích hợp, đệm cát.

~ Phương pháp gia cổ sầu: tụ vậtliệ i, trụ vôi, rw xi mang đất

Dựa tríphân loại này, người ta đưa raác giải pháp kỹ thuật cụ thể phụ thuộc vàomục dich sử dụng và tinh hiệu quả kinh tế, Sau đây luận văn sẽ giới thiệu tổng quan

một số giải pháp gia cường nền đất yếu.

1.1.1 Gia cổ nền đất yêu bằng trụ vật liệu rời

* Khái niệm chưng

Trụ vật liệu rời cấu tạo bằng cát hay đá (cuỗi sỏi) được đưa vào lớp đất yếu bằng phương pháp thay thể hoặc không thay thé

Gi cổ nén đất yếu bing trụ vật liệu rời là một phương pháp gia cổ sâu, trong đó với

công nghệ thích hợp tạo đựng trong nén đất yếu cần gia cổ một trụ có kích thước xác

định (đường kính, độ sâu) bằng vật iệu rời (cát, sỏi, đá dm hoặc hỗn hợp của ching).

Céc trụ vật liệu rời này được bé trí dưới móng với hình dạng, số lượng và khoảng cách phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công tình xây dựng Trụ vật liệu rời thông dụng

nhất là trụ sử dụng vật liệu nhỏi là đá daim hay cát thô dim chặt.

‘Dit được cả tạo bằng trụ vật iệu rồi gọi là đắt hỗn hợp Khi chất tải, trụ bị biển dạng

hình lần vào các ting đắt và phân bổ lại ứng suất ở các mat cất bên rên của đắt hơn là

truyền ứng suất xuống các lớp đất dưới sâu Điều đó làm cho đất chịu được ứng s Kết quả là cường độ và khả năng chịu lực của đất hỗn hợp có thể tăng lên và nh nén

lún giảm Ngoài ra nó còn giảm được ứng suất tập trung sinh ra trên các trụ vật liệu

rời Thành phần của trụ là vật liệu rời có tính thắm cao, nên trụ còn làm tăng nhanh độlún cổ kết, giảm tị số độ lún của công trình sau xây dựng.

Kết quả bàn nén phẳng hiện trường giữa đắt gia cổ trụ vt liệu rồi và đắt chưa gia cổ

xem Hình L.I

Hình 1.1 Kết quả bàn nén phẳng hiện trường:

1- đắt chưa ga cố: 2- đất đã gia cổ

* Công nghệ thi công trụ vật liệu rời

Nhiéu phương pháp khác nhau để tạ trụ vật liệu rồi đã được sử dung trên thé giới, tùy

thiết bị thithuộc vào kha năng ứng dụng thực tế của chúng và khả năng có được.

công ở từng địa phương Một số phương pháp thi công trụ vật ig rời

- Phương pháp nén chat bằng rung động:

~ Phương pháp thay thể bằng rung động:

đất yến (trụ treo) Dưới tác dụng của tải trong, các trụ vật liệu rời có thể bị phá hoại

tiêng từng trụ hay cả nhóm Cơ chế phá hoại đối với một trụ đơn được minh họa trên

Hình L2

C6 các loại phá hoại sau: a) phình ra bên; b) cắt qua trụ; c) trượt trụ.

Hình Í.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 han của tru đơn riêng biệt vật liệu rời

Đối với trụ đơn tiêng biệt vật liệu rồi, cơ chế phá hoại phình ra bên là đễ xảy ra nhất Co chế này có thể xây ra đối với loại trụ mà trụ còn ở trong lớp dat sét yếu hoặc đã tựa vào lớp đất sét cũng chi ứng suất không nở hông giữ trị thường được xác định dựaào sức kháng bị động giới hạn mà đất xung quanh trụ có thé phát huy khi trụ phình ra

phía ngoài Hầu hết các phương pháp dự tính khả năng chịu tải giới bạn của tru đơn

được phát triển dựa vào mô hình phá hoại đã nêu ở trên.* Khả năng chịu tải giới han của nhóm tru vật liêu roi

Phương pháp chung dự tính khả năng chịu ti giới hạn của nhóm trụ vật liệu rồi đều cho rằng góc ma sắt trong của đất lính xung quanh trụ và lực đính trong trụ vật liệu rời

là không đáng kể Hơn nữa cường độ của trụ vật liệu rời và của đất dính đều được pháthuy đầy đủ Nhóm trụ cũng xem như được chất tải bởi móng cứng.

Khả năng chịu tải giới hạn theo Barksdale và Bachus (1983) được xác định bằng bémặt phá hoại gin đúng từ hai đoạn thẳng như trên Hình 1.3

gu wad He

5) tất 000 8 RỂ 1) dy 006 SỐ SỈ

an 6 ate ‘wep itu Dũ BTN

Hình 1.3 Phân tích nhóm trụ vật liệu rồi (theo Barksdale và Bachus, 1983* Độ lún tổng hợp

Hầu hết các phương pháp dự đoán độ lún của đắt hỗn hợp đề cho rằng ving dit chittải là vô cũng rộng và được gia ob bằng các trụ vật liệu rời có đường kính và khoảng

cách không đổi Với điều kiện chất tải và kích thước hình học như vậy việc lý tưởng hóa một đơn nguyên là cin thiết Mô hình của một đơn nguyên được chất tải bởi tắm phẳng cứng tương tự như thí nghiệm cổ kết thắm một chiều Vì vậy đơn nguyên được giới hạn bối một trồng cứng Không có ma sát và ứng suất thẳng đứng tại mọi vị trí nằm ngang đều giếng nhau

Ti giảm độ lún cồn được big thị như à hầm ca id ích thay thé, góc ma sắt trong của vật liệu rời ø, hệ số tập trung ứng suất.

* Phạm vi áp dung

Nên sử dụng khi nền đất yếu có bề đầy hạn chế nhỏ hơn độ sâu vùng hoạt động cũa tải

trọng công trình và dưới nó là lớp đất tốt;

C6 thé si dung khi chiều day đất ếu lớn song cin thi công trụ hoàn chính và

iải pháp phụ thêm di kèm như gia ti trước, các giải pháp kết cắn:

Không nên sử dụng khi dit quá yếu với sức kháng cắt không thoát nước nhỏ hơn 10

kPa và có bể dày lớn.

1.1.2 Gia cổ nền đắt yéu bằng vật liệu có chất kế dính

Vật liệu có chất kết dính ở đây thường dùng là vôi, xi mang hoặc thạch cao Gia cố.

đất yếu bằng trụ đắc vôi hoặc xi măng là một phương pháp gia cổ sâu, rong đó

một trụ được thi công tại chỗ từ hỗn hợp đắt trộn Hin với hoặc xi măng bằng công nghệthích hop.

* Giải pháp kỹ thuật

Sứ dụng máy khoan và các thiết bị chuyên dụng (cần khoan, mũ khoan ) khoan vào.

đất với đường

không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoanính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế, Đắt trong quá trình khoan

nghiền tơi trộn đều với chất kết dính.

* Công nghệ tỉ công

Hi nay trên thể giới có ha công nghệ được áp dụng phổ biến Ih công nghệ của Châu Âu và công nghệ của Nhật Bản.

6 Việt Nam phổ biến hai phương pháp trộn của Nhật Bản là phương phấp trộn phun

khô (Dry Jet Mixing Method - DJM) và phun vữa (Wet Jet mixing method = WJM),12. ai pháp xử lý nbn bằng phương pháp trộn vôi

+ Kha năng chịu tải giới hạn của tụ vôi don (Nghiên cứu cho đất sét yêu ở Băng Các— Thái Lan)

Khả năng chịu ải giới hạn của try vôi đơn được quyết định bởi sức kháng cất của đắt sét yêu bao quanh (dat phá hoại) hay sức kháng cắt của vật liệu trụ (trụ phá hoại) Loại

phá hoại

Cdn loại sau phụ thuộc vào sức kháng cất của vật liệu trụ

lu phụ thuộc cả vào sức cản do ma sắt mặt ngoài trụ và sức chịu ở chân trụ.

+ Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm tru vôi.

in

Khả năng chịu tải giới han của nhóm trụ vôi phụ thuộc vào độ bén cất của đất chưa xử

lý giữa các trụ và độ bên cất của vật liệu lim trụ Sự phá hoại quyết định khả năng chịu

tải của khối với các trụ vôi hay khả năng chịu tải của khối ở ria công rnh kh

vôi đặt xa nhau.

Kha năng chịu tải giới hạn, có xét đến phá hoại cục bộ ở ria khối trụ vôi, phụ thuộc vào šn cất rng bình của đắt, đọc theo bé mặt phá hoại gin tron như trong Hình L4.

"Độ lún tổng cộng lớn nhất lầy bằng tổng độ Kin cục bộ của khối được gin cổ Ah, và độ

iin cục bộ của đất không dn định nằm ở dưới khối Ab,

Hình 1.5 Tính toán lún khi chưa vượt độ bền rão của cọc vôiĐộ lún tổng cộng: Ah = Al, + Ah,

- Phương pháp trộn xi ming:

Nguyên lý trộn xi mảng: Xi mãng sau khi trộn với đắt sẽ xây ra một loạt các phản ứng

hóa học gây đông cứng, đóng rắn các khối đất được trộn, các phản ứng hóa học chủ

yếu là:

+ Phản ứng thủy hóa của xi mang: Xi mãng+ nước= Hydroxyd ngân muse.

+ Tác dụng của các hat đất sét với các chất thủy hóa của xi ming: Tạo thành các chấthóa của xi măng, tự đồng rắn kết khung xương đá xi măng.

+ Tác dụng Cacbonat hóa: Hydroxid calxi + không khí” Cacbomat camxi(kếttũa rắn)

* Nhận x:

phụ thuộc vào độ bén cắt

Kha năng chịu tải giới hạn của trụ đơn hay nhỏm trụ vôi

của đất xung quanh trụ và của vật liệu trụ, điều này chứng tỏ trong tính tn trụ vôi ác giả đã quan niệm nền gia cổ trụ vôi là nền tương đương trong đó trụ và đất xung quanh.

lâm việc đồng thời.

B

Hai phương pháp gia cổ nền bằng trụ vật liệu rồi và trụ vôi vi chúng có nhiều nét

tương đồng với cọc đất xi mang Chúng sẽ lim cơ sở để so sánh và áp dụng trong việc

ệc và phá hoại của cọc đắt xi măng.

nghiên cứu cơ chế làm

Cần phần phương pháp trộn xi măng, sit dụng vật iu xi măng à làm chất đồng rắn nhờ vào các khoan xoắn và thiết bị bơm vào trong đất dé trộn đất yếu với chất đóng.

„ nhờ chuỗi phản ứng hóa học ~vật ý xây ra giữa chất đóng rin với đt, làm cho

mm đóng rin lại hành một th trụ hiện tượng này làm đắt xung quanh trụ tăng độbền hơn,

1.3 Giải pháp xử lý nền bằng cọc đắt xi măng.

1.3.1 Khái quát chung

Cọc đắt xi mang (tên ting Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) được nghiên cứu ở

Nhật bởi giáo sư Tenox Kyushu của Dại Học Tokyo vào khoảng những năm 1960.

Loại cọc này sử dụng cốt liệu chính là đắt ti chỗ, gia cổ với một him lượng xi ming

và chất phụ gia nhất định tùy thuộc vào loại và các tính chất cơ lý = hoá của đt nên"Nó sẽ mang lại cái Coe đất xi ming thường

được thi công bằng công nghệ tộn sâu hay gọi tt là DMM (Deep Mixing Method) Coe xi măng - đất có thể làm mỏng sâu, thay thé cọc nhdi (trong một số điều kiện áp dụng nhất định): làm tường trong dit (khỉ xây dựng ting him nhà cao ting), gia cổ

nbn, Thông thường loại cọc này không cổ cốt thép, song trong một số trường hợp cần

thiết cốt thép cứng cũng cổ thể được ấn vio cọc vữa khi vừa thi công cọc xong.

Sử dụng xi măng trộn cường chế với đắt nền nhờ các phan ứng hoá học — vật lý xảy ra

làm cho nên đóng rin thành một thể cọc đất xi măng có độ ổn định cao trở thành

tưởng chắn có dạng bản liên kết khối

Khi độ sâu hồ móng từ 3-6m mà ứng dụng phương pháp cọc đất xi măng lim kết cấu chống giữ sẽ thu được kết quả tốt

1.3.2, Một sổ ứng dung và mu điễm của cục dắt xi măng Một số ứng dụng và wu điểm của cọc đắt xi mang:

- Tăng khả năng chống trượt của mái dỗ

- Tăng cường sức chịu tải của nén đất

{im ảnh hưởng chấn động đến công trình lân cận:

~ Tránh hiện tượng biển loãng của

- Cô lập phần đất bị 6 nhiễm;

~ Ôn định thành hồ đào;

- Giảm độ lún công trình,

~ Ngăn được nước thấm vào hồ đảo;

- Dùng kiểu tring trọng lực nên không phải đặt thanh chống, tạo điều kiện thi công hỗ móng rit thông thoáng Coc trộn xi măng đắt thường có cường độ chịu kéo nhỏ hơn nhiều so với cường độ chịu nén vì vậy cẩn triệt dé sử dụng kiểu kết cấu tường chắn lợi

cdụng trọng lượng bản thân;

~ Thi công đơn giản, nhanh chóng;

- Sie đụng vật liệu có ẵn nê có, ốtiệu chín là đất ti chỗ (at) nên giá thành rt

thấp, hiệu quả kinh tế cao;

~ Thiết bị thi công không quá đất (giá một thiết bị thi công cọc khoảng 35 tỉ VNĐ,

chưa kể trạm trộn & thiết bị bơm vữa xi mang);

~ Quá trình khoan có thể kiểm tra được dia chit khoan nhờ thiết bị tự động đo & ghỉ mômen xoắn ở đầu cần khoan);

~ Khâu thi công được tự động hóa gần như hoàn toàn, sau khi định vị, máy khoan sẽ

iển hành khoan một cách tự động, hàm lượng vữa xi măng sẽ được tự động điều chính.cho phù hợp với tỉnh hình địa chit tay thuộc momen xoắn đo được ở đầu cần khoan);

lu vào yêu tổ con người (vì đã được tự động

~ Công trường thi công không gây ô nhiễm, mắt vệ sinh như khi thi công cọc nhỏi, rất

phù hợp cho việc xây dựng móng nhà cao ting trong dé thị

15

1.333 Giới hiệu công nghệ trộn sâu

“Trộn sâu phân loại theo chất kết dính (xi măng, vôi, thạch cao, tro bay ) và phương.

pháp trộn (khôfướt, quay/phun tia, guỗng xoắn hoặc lưỡi cit)

Hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công trộn khô và trộn uit của các nước Bắc Âu

và Nhật Bản.

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

‘Lam tang 46 ổn định của mãi đốc.

‘Gidm ap lực chủ động, lực bị 5ong tng eb hổ 19 ss Gia cổ hổ đảo nõng

Hình 1.6, Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu1.3.3.1 Công nghệ thi công trộn khô

‘Tron khô là quá trình gồm xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trưởng và trộn bột xi mang

khô với đất có hoặc không có phụ gia.

16

Nguyên tắc chung của phương pháp trộn khô được thé hiện trên Hình 1.10 KỈdda xi mang vào đất

Máy nén ki Máp sắp > Bên chứu khí |

Xe Xi măng Sito Ximing

‘Nha kiên tra ‘Nguin điện Thỉ công trụ

Hình 1.7 Sơ đồ thi công trộn khô.

Mo hình bổ trí tru» Tùy theo mục dich sử dụng một sỗ mô hình thi công thể hiện trên

các hình 1.11, hình 1.12 Để giảm độ lún bổ tí trụ đều theo lưới tam giấc hoặc ô

vuông Để làm tường chắn thường tổ chức thành đấy

Hình L9 B6 trí ry tùng nhau theo khối

1.3.3.2 Công nghệ thi công trộn ướt

áo toi đắt bằng cơ học tại hiện trường và trộn vữa xỉ ming

“Trộn tớt là quá trình.

sốm nước, xi mang, có hoặc không có phụ gia với đất

Nguyên lý trộn trớt được mô ta trong Hình 1.13,

Nước Xi măng Phu gia

Tron [ Bin chia

Bơm áp lực

Kiểm soát độ sâu và độ quay, Ƒ——————————*|

‡———T Kiểm soát lu lượng

Tạo trụ

Hình 1.10 Sơ đồ thi công trộn ướtMô hình bố trí trụ trộn ướt xem Hình 1.14; Hình 1.15:

ss foo 88 E3

“Ss? HH sq Ss

Hình 1.11 Bố trí trụ trộn ướt trên mặt dat

1 Kiểu tường; 2 Kiểu kẻ 6; 3 Kiểu khối; 4 Kiểu

C6 vài phương pháp dùng kỳ thuật tương tự trộn sâu Điển hình là kết hợp trộn cơ học với thủy lực Dưới đây mô tả phương pháp gia cổ toàn khối, phun áp cao kết hợp trộn

cơ học,

* Gia cổ toàn khổi

Trong trường hợp điều kiện đắt nền rất xiu ví như đất than bùn, sét hữu cơ, bùn sét

yêu, cần gia cổ toàn khối đến độ sâu 2-3 m, độ sâu lớn nhất đã xử lý là Š m Hình 1.17

và Hình 1.18 thể hiện bai kiểu gia cổ toàn khối

9

1 Bồn chứa và cân; 2 May đào; 3 Cân trộn: 4, 5 Bat xẫu cần xứ lý:

6 Hướng di chuyển; 7 Vải địa kỹ thuật; 8 ĐẮI san nén, gia tải trước.

Hình 1.14, én định khối kiểu B.* Khoan phụt vita cao dp — Jet Grouting

Phương pháp mới kết hợp lợi thé của trộn cơ học với phun vữa long (Jet grouting).

Máy có cả đầu trộn và ví thể tạo nên các trụ đường kính lớn hơn đường kínhphun.đầu trộn Công nghệ kiểu này và một vài kiểu khác nữa đang áp dụng tại Nhật Ban(Tanaka 2002).

Hiện nay trên thể giới đã phát tiễn ba công nghệ Jet-sroung:

= Công nghệ đơn pha S: tạo ra các cọc xi ming đất có đường kính từ 0.4-0,8m Công

nghệ này chủ yến dùng để th công nên đắt dip, cọc.

~ Công nghệ hai pha D: tạo ra các cọc xi mang đất có đường kính tir 0,8-1,2m Công

nghệ này chủ yếu dùng để thì công các tường chắn, cọc và hào chồng thắm.

= Công nghệ ba pha T› là phương pháp thay thé đắt mà không xáo trộn đắt Công nghệ TT sử dung để làm các cọc, tường ngăn chống thắm, có th tạo ra các cọc đường kính

Hinht.15 Công nghệ Jet Grouting

‘a Công nghệ S; b Công nghệ D; c Công nghệ T

1.4, Kếtluận chương 1

Từ những vẫn để đã trình bảy ở trên có thể khẳng định rằng, hoàn toàn có thể xây

đựng được cơ sở phương phép luận của phương pháp gia cỗ nền đất yếu bằng cọc đất xi măng Các cơ sở này là các quá trình nén chặt cơ học, quá trình cổ kết, quá trình gia a cố cũng như nguyên lý tỉnh toán sức chịu su các cơ sở lý thuyế

tăng cường độ của cọc và của đất nén KI

tải và biển dang của nền sau gia cổ này được minh hoạ và

21

kiểm chứng bằng các số liệu nghiên cứu thực nghiệm diy đủ thì phương pháp gia cổ

nên dit yếu bằng cọc dit xi măng có thể được áp dụng rộng rã trong xây dựng cáccông trình có quy mô, tải trọng vừa và nhỏ, mang lại hiệu quả kính tế cao.

Coc ĐXM có thé thi công bằng các công nghệ khác nhau như trộn khô, trộn ướt, trộn

hỗn hợp, Tuy nhiên, Coe DXM được tạo ra bằng các công nghệ dé có hình dang, nhau về

kích thước khá phức tạp do vậy còn có những ý kiến và quan điểm k

điều kiện làm, phương pháp, mô hình tính toán như Do vay ein cổ nghiên cứu lựa

kiện cụ thé của nền đất

chọn phương pháp, mô hình tính toán phù hợp với

Việc nghiên cứu áp dung cọc XM ở Sóc Trăng còn rit hạn chế và chưa được thir nghiệm do vậy việc nghiên cứu kỹ về co sở lý thuyết, phương pháp tính toán thiết kế

cọc DXM, đặc biệt là các mô hình tính toán để áp dụng có hiệu qua cao cho giải phápcọc ĐXM trong điều kiện dat yếu ở Sóc Trăng là nghiên cứu ở đề tải nay,

'CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYET MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC DAT XI

2.1 Khái quát chung về các mô hình tính toán cọc đắt xi măng

HiÖn nay vẫn để tinh sức chịu tải và biến dạng của nền dit ga cổ bằng trụ xỉ măng

đất vin còn là vin đề tranh luận nhiễu, Nhưng tựu chung có 3 quan điểm chính như

(Quan điểm try lâm việc như cọc (tinh toần như mồng cọc)

~ Quan điểm trụ và đất làm việc đồng thời (tinh toán như đối với nên thiên nhiên)

Một số nhà khoa họ lại đề nghị tính toán theo cả hai quan điểm trên, nghĩa là ste

chịu tải thì tính toán như cọc, còn biển dạng thi tính toán như nẻn.

Sở di các quan điểm trên côn chưa thống nhất vi bản thân 8 phức tạp, những,

nghiên cứu vẻ lý thuyết và thực nghiệm về vấn đề này chưa nhiều,

2.2 Tinh toán cọc ĐXM theo mô hình cọc cứng

‘Theo quan điểm nay đòi hỏi trụ phải có độ cứng tương đổi lớn va các đầu trụ nảy được dưa vào ting đất chiu tai Khi đồ lực truyền vào móng sẽ chủ yẾu di vào các tr xỉ măng- đất (bỏ qua sự làm việc của nền dưới đấy móng) Trong trường hợp trụ không cược đưa xuống ting đất chịu lực thì cỏ thé ding phương phip tỉnh toin như với cọc

ma st

* inh gi ôn định các trụ gia cổ theo trạng thi giới hạn 1

Khả năng chịu lực của công tỉnh phụ thuộc vào số lượng và cách bổ tí các trụ trong khối móng, Kết quả phân tích tính toán thé hiện thông qua nội lực tác dụng lên trụ: M,

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

"Nội lực lớn nhất trong một trụ: Nye < Ø, /,

- Mô menlớn nhất tong một ru: Maa, <[M„ ] của vật liệu làm trụ ~ Chuyển vị của kh6i mồng: ay <[4y]

Trong đổ: — Øị,- Sức chu tải giớihạn của cọc dt xi ming

'a]- Mô men giới hạn của cọc di xi ming

,- hệ số an toàn.

Việc tính toán nội lực trong thân cột M, N, Q và chuy:ví móng cột [Ay] số thể

dùng các phần mém hiện có để tính toán Trong trường hợp không có phần mềm để tính toán các điều kiện dn định trên có thể viết lại như sau:

~ Trưởng hợp tải trọng đúng tâm:

M,:M ,~ mô mem uén do tai trọng gây ra đối với các trục chính của diy di

x;:v,- khoảng cách tir trục chính của dai cọc đến mỗi trục cọc;

x.y — khoảng cch từ trục chính của đãi cọc đến tục cọc khả st* Đánh giá dn định các trụ gia cổ theo trạng thái giới hạn 2

Tính toán theo trạng thi giới hạn 2 đảm bảo cho móng try không phát sinh biển dang

và lún quá lớn:

“Trong đó: S,,- độ lún giới hạn cho phép; S,- độ lún tổng cộng của móng coe,

Nói chung trong thực tế quan điểm này có nhiều hạn chế và có nhiễu điểm chưa rõrằng Chính vì những lý do đó nên ít được dùng trong tinh toán.

2.3 Tính toán cọc đất xi măng theo mô hình nền tương đương.

Nền trụ và đất đưới đầy móng được xem như nén đồng nhất với các số liệu cường độ

0y:C,¡E, được nâng cao ( được tinh từ Ø;C;E của đắt nén xung quanh trụ và vat Hew

lim tr Công thức quy đổi tương đương ø:€,:„ dựa trên độ cig cia cột xỉmăng: đất, đất và diện tích đất được thay thé bởi cột xi mãng- đắt Gọi m là lệ giữa

điện tích cột xi măng: đắt thay thé trên di

9, — Pog + A= y= Pag +=

Cự =mC,„.+(I~mQC,=mC,„ +(I~mQC,„

Eg mB, +(1—m)E,„ Eụ =mME,„ + mE,

Trong d&: A,-diện ch dit nén thay thé bing cọ đất xi măng A,- điện tích đắt nền edn gia cố.

Theo phương pháp tính toán này, bài toán gia cồ đắt có 2 tiêu chuẩn cần kiểm tra

= Tiêu chuẫn về cường độ: gụ:C,, của nên được gia cổ phải hỏa man điều kiện sức

chịu tải dưới tác dụng của tải trong công trình,

- Tiêu chuẩn biển dang: Mô đun biển dang của nỀn được gia cỗ Z,, phải thỏa mãn

điều kiện lún của công trình.

Có thể dùng các công thức giải tích và các phần mm địa kỳ thuật hiện có để giải quyết bãi toán này.

24, Tinh toán cục đắt xi măng theo mô hình nền hỗn hop

2.4.1 Cách tính toán của Viện kỹ thuật châu á ALT

+ Sức chịu tải của cọc don

cla đất sét

Khả năng chịu tải của cọc dit xỉ ming được quyết định bởi sức khẳng

yêu bao quanh (đất bị phá hoại) hay sức kháng cất của vật liệu cọc đất xỉ ming

(CDXM phá hoại) Loại phá hoại đầu phụ thuộc cả vào sức cản do ma sát mặt ngoài

CĐXM và sức chịu chân CDXM, loại sau cò1m phụ thuộc vào sức kháng cia vậtliệu cọc đắt xi măng Khả năng chịu tải giới hạn của CĐXM đơn trong đất sét yêu khi

đất phá hoại được inh theo biểu thức sau:

Op jg = (dH, +2, 28? YC

“Trong đó: d: đường kính của CĐXM, H,: chiều dài CĐXM.

Cu bên cắt không thoát nước trùng bình của đt sét bao quanh, được xác định bằng thí nghiệm ngoài trời như thí nghiệm cắt cánh và xuyên côn.

Gia thiết là sức cản mặt ngoài bằng độ ban cất không thoát nước của đắt sét Cụ và sức

chịu chân ở chân cọc đắt xi măng tương ứng là 9C Sức chịu ở chân cọc đắt xi ming

treo không đóng vào ting nén chặt, thường thấp so với mặt ngoài Sức chịu ở chân cọc đất xi mang sẽ lớn khi cọc đất xi măng cắt qua ting ép lún vào đất cứng nằm dưới có sức chịu ti cao Phin lớn tải trọng tác dụng sẽ truyễn vio lớp đất ở dưới qua đầy cọc dit xi mang Tuy nhiên sức chịu ở chân cọc đất xi măng không thể vượt qua độ bin

nến của bản thân cọc đất xi măng

Trong trường hợp cọc đất xi măng đã bị phá hoi trước thi các cọc đắt xi ming đượcxem tương tự như một lớp đất sét cứng nứt nẻ Độ bn cắt của hỗn hợp sét ở dang cụchay hợp thể đặc trưng cho giới hạn trên của độ bền Khi xác định bằng thí nghiệm

xuyên hay cất c: cất đọc theo mặt liênih, giới hạn này vào khoảng từ 2-4 lần độ bikết khi xác định bởi thí nghiệm nén có nở hông.

Đường bao phá hoại của cọc đất xi mang trong đắt dính được thể hiện trên Hình 2.11

Hình 2.1 Sơ đồ phá hoại của đất dinh gia cổ bằng cọc đắt xi mang

"Đường bao phá hoại tương ứng trên hình 2.11 Khả năng chịu tải giới han ngắn ngàyđo oe đất xi măng bị phá hoại ở độ sâu z được tính từ quan hệ:

BSC, +30,)

Trong đó: C,„ - lực dinh kết của vật liệu cọc đắt xi mang ;

áp lực ngang tông cộng tác động lên cọc đất xi măng tại mặt cất

giới hạn

Gia thiết góc ma sát trong của đất là 30" Hệ số tương ứng hệ số áp lực bị động

Ky khi 9,4 =30"

Giả thi 7, +5C,

“Trong đó: đ,- áp lự tổng của các lớp phủ bên rên;

.Cụ, độ bền cit không thoát nước của đắt sét không én định bao quanh,

Công thức này được dùng khỉ thiết kể có xét áp lự tổng của các lớp ph bên trên vì 4p lực đất bị động thay đổi khi chuyển vị ngang lớn.

Do biện tượng rio, độ bền giới hạn lâu dài cia cọc đất xi măng thắp hơn độ bén ngắn hạn Dộ bền rdo cia cọc đất xi ming _Ó, = (66% ~89%)0, Giả thiết quan hệ

biển dang- tải trong là tuyến tính cho tới khí ro như Hình 1.20, Có thể ding quan hệ

này để tính sự phân bổ tải wong ơ, và mô dun ép co của vit liu cọc đất xi ming

tương ứng độ dốc của đường quan hg Khi vượt quá độ bén 180, ải ở cọc đất xi ming

được coi là hằng số

the sure,

tự F

Hình 2.2 Quan hệ ứng suất: in dang vật liệu xi ming đắt

'* Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc dit xi mang

Hình 2.3 Phá hoại khối và phá hoi cắt cục bộ

28

Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc đất xi ming phụ thuộc vio độ bên cất của

đất chưa xử lý giữa các cọc đắt xi măng và độ bên cắt của vật liệu cọc đắt xi ming Sự

phá hoại quyết định bởi khả năng chịu tải của khối với cọc đắt xi măng.

“Trong trường hợp đầu, sức chống cit doc theo mặt phá hoi cắt qua toàn bộ khối sẽ

quyết định khả năng chịu tải vả kha năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc đất xi măng

“Trong thết kế kiến nghị không dùng khả năng chịu ải giới hạn vi phải huy động súc

kháng ta trong lớn nhất làm cho biển dạng khá lớn, bằng 5-10% bé rộng vùng chịu ti

Khả năng chịu tải giới hạn, có xét đến phá hoại cục bộ ở ria khối cọc đắt xi mang, phụ thuộc vào độ bén chống cất trung bình của đất dọc theo mặt phá hoại gin tròn như

trong hình 2.13 Độ bên chống cắt trung bình có thể tinh như khi tinh én định mái dốcKhả năng chịu tai giới hạn có chú ý đến phá hoại cục bộ được tính theo biểu thức:

“Trong đó: b, L- chiều rộng và chiều đài vùng chịu tải cục bộ:

Cae độ bền cất trung bình đọc theo bề mặt phá hoại gid định Độ

bền cắt rung bình của ving ổn định chịu ảnh hưởng của diện tích tương đối của cọcđất xi ming a, (bx1) và độ bền cắt của vật cọc dit xi măng ĐỀ nghị không ding

hệ số an toàn là 2,5 khi tính toán thiết kể.

* Tính toán biến dạng

Hình 24 Sơ đồ tin toán biển dạng

“Tổng độ lún của công trinh xây dưng trên nén dit gia cổ bing cọc đất xi ming như trên Hình 2.14 Tổng độ lún lớn nhất lấy bằng tổng độ lún eye bộ của toàn khối nền được gia cường (Ah,) và độ lún cục bộ của ting đắt nằm dưới đáy khố đất được giacường phía trên (Al)

‘Tite là: Ah =Ah,+Ah; Khi tính toán Ah có thể xảy ra 2 trường hợp:

+ Tải trọng ngoài tác dụng tương đối nhỏ và cọc đất xi măng chưa bị rào:

Nếu độ ần dọc trục các trự tương ứng với độ lần phần sốt yếu xung quanh, th sự phântải trong đạc trục cọc sẽ phụ thuộc vào mô đun lún của vật liệu cọc và của đắt đã giacường, được tinh theo công thức sau:

Ae aa lea)

Trong đó: q- tai trọng đơn vị, kGfem* a điện ích tương đối của cọc;

30

My và Mac mô dun biển dạng của đất nn xung quanh và của vật iệu cọc ‘Tai trong phân bố đều q (do công trình hay nén đất đắp bên trên truyền xuống), một

phần truyền cho trụ q¡, phần khác truyền cho đất qo Nếu trụ và đất xung quanh có

cùng chuyển vị tương đối có thé ding quan hệ sau:

Độ lún eụe bộc của khối đắt sau khi được gia cường bằng cọc đất xi mang là

i, =! _

“GM, (aM,

Độ lún cục bộ của ting đắt dưới mũi cọc At, có thé tinh toán theo phương pháp thông,

thường, hay có thể tinh toán theo công thức sau:

Aly = Ah,

"rong đó: Af,- độ lin cuỗi cũng của ting đất dưới mai cọc;

- tỷ số giữa tổng độ lún của khối đắt đã gia cường bằng cọc đất

xi măng với tổng độ lún của chính khỗi đất đó ở trang thải tự nhiên+ Tải trong ngoài tác dụng lớn và cọc đất xi ming bị rio

Như trường hợp 1, tải q được phân ra làm 2 phần qị truyền cho cọc và q; truyển cho

dat xung quanh cọc, chúng được tính toán như sau:nỢ,

4 vag =(q-4)

“hình phần q, ding để tính độ lún cục bộ Á5,, và thành phần qs ding để tính Ai,

2.4.2 Cách tính theo quy phạm Trung Quốc DJ 08-40-94

Lực chịu tai cho phép của cọc đơn xi mang đất nền xác định thông qua thí nghiệm tảitrọng cọc đơn, cũng có thé ước tính theo công thức;

31

Hoặc PUd dl + gf, renga, WRU Dal rea

“Trong đó: P,- lực chịu tải cho phép cọc don (kN);

fy tỉ số bình quân cường độ kháng nén (kPa) của mẫu thử xi ming đất trongphòng (khối lập phương với chiều dài cạnh là 70,7mm) có công thức phối trộn xi măng

đất như của thân cọc, 90 ngày tuổi và trong điều kiện bảo dưỡng tiêu chun;

tối với đất lẫn bùn có thé lấy 8-12 kPa; đối với đất sét có thé lấy

12-1 chiều dây của lớp đắt thứ ï xung quanh cọc (m);

đạc lực chủ tả (kPa) của đắt mông thiên nhiền mỗi cọc;

hệ số tt giảm lực chịu tải của đất móng thiên nhiên ở mai cọc, có thé Hy

Lực chịu tải đất móng hỗn hợp cọc đắt xi mang chịu lực nên thông qua thí nghiệm tải

trọng móng tổ hợp để xác định, cũng có thể ước tính theo công thức:

Trong đồ: fy= lực chịu tải cho phép của móng tổ hợp (KPa):

1, lực chịu tải cho phép của đất móng thiên nhiên giữa các cọc (KPa);

am tỷ lệ phân bổ diện tích cọc và đất,

/Ø- hệ số tết giảm lực chịu tải của đất giữa cọc Khi dit mỗi cọc là yếu, có thể lấy 0,5 -1; khi đất mũi cọc là đất cứng, có thé lấy 0,1-04 1g có thể căn cứ.