Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Phân tích, ứng dụng trụ đất xi măng để xử lý nền đất dưới đáy móng băng ở khu vực TP. Cần Thơ

v y cũng như các phương pháp cải tạo,gia có nền đất yếu khác phương pháp gia cố nên đất yếu bang trụ đất im ng nhămthay đổi tính chất cơ ly của đất theo hướng nâng cao sức chịu tải, giảm

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHÍ MINHTRUONG DAI HOC BACH KHOA

PHAN MINH TRUONG

PHAN TICH, UNG DUNG TRU DAT XI MANGDE XU LY NEN DAT YEU DUOI DAY MONG BANG

Ở KHU VUC TP.CAN THƠ

Chuyén nganh : KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH NGAM

Ma nganh : 60.58.02.04

LUAN VAN THAC SI

TP.Hồ Chi Minh ,tháng 12 năm 2015

CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠITRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOAĐẠI HOC QUOC GIA TP HO CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa hoc: PGS TS VO PHÁN

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA KTXD

ill

-DAI HOC QUOC GIA TP HCM CONG HOA XÃ HOI CHỦ NGHĨA VIET NAM

TRUONG DAI HOC BACH KHOA Độc Lập - Tu Do - Hanh Phúc

“PHAN TÍCH, UNG DUNG TRU DAT XI MĂNG DE XỬ LY NEN DAT YEU DƯỚIDAY MONG BANG O KHU VUC TP.CAN THO”

H NHIEM VU VÀ NỘI DUNG:

—-Nhi v Phntch n ontr ti n nn t u ưi n on

—Chu ng3:X un ôhìnhtnhtontr t ¡ n -ỨÚn n tnhtoncôn trình

tr s chinh nh& v nphòn cho thuê Techco an €C nTh.—=Ktuậnvà inn hi.

—Tai iutha hảo.

HI NGÀY GIAO NHIỆM VU : 06/07/2015.IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2015.V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DÂN: PGS.TS VÕ PHÁNCBHƯỚNG DÂN CNBMQLCHUYENNGANH KHOA QL CHUYỂN NGÀNH

PGS.TS VÕ PHÁN PGS.TS LE BA VINH PGS.TS NGUYEN MINH TAM

LỜI CÁM ƠN

Luận văn thạc sĩ là một cơ hội dé học viên có thé tông hợp kiến thức và vậndụng vào một dé tài cụ thể, đồng thời đó cũng là một thứ thách mà học viên cầnphải vượt qua Dé có thé thực hiện luận văn, ngoài nồ lực hết mình của bản thân thìsự hướng dan nhiệt tình của Quy Thay Cô, sự quan tâm giúp đỡ, động viên của bạnbè, đồng nghiệp và gia đình là nguồn động lực lớn nhất dé tôi có thé hoàn thành

luận văn này.

Xin chân thành bày tỏ lòng biết on sâu sắc đến thay PGS TS Võ Phan đã tậntình hướng dan trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn này

Xin chân thành cảm ơn toàn thé Quý Thay Cô bộ môn Địa Cơ Nên khoa Kỹ thuật xây dựng, trường Dai học Bách Khoa thành phố Hỗ Chi Minh đãtham gia giảng dạy và truyén đạt kiến thức, tạo mọi điều kiện tốt nhất trong suốt

Móng-qua trình học tập và thực hiện luận van.

Xin cảm ơn các anh chị em học viên cùng lop, các anh chị học viên hóatrước đã nhiệt tình giúp đồ, chia sẽ kiên thức, tài liệu và inh nghiệm qui bau trongsuốt qua trình học tap và thực hiện dé cương luận van.

Với những hiểu biết của bản thân, chắc chắn hông tránh hỏi những sai sóikhi thực hiện Luận văn nay, inh mong Quý Thay Cô, bạn bè góp ý chân thành dé

tôi hoàn thiện thêm ién thức cua mình.

Mot lân nữa xin gui dén Quý Tháy, Cô và Gia đình lòng biét on sâu sắc.

Học viên thực hiện

Phan Minh Trường

T MT T N N

Với mục tiêu phát triển đô thị, rất cần thiết lựa chọn các giải pháp và côngnghệ xử lý nền thích hop cho điều kiện của khu vực đồng bang sông Cửu Long nóichung ở thành phố Can Thơ nói riêng v y cũng như các phương pháp cải tạo,gia có nền đất yếu khác phương pháp gia cố nên đất yếu bang trụ đất im ng nhămthay đổi tính chất cơ ly của đất theo hướng nâng cao sức chịu tải, giảm biến dang

của nền.

é tài nghiên cứu phương pháp ử lý nền đất yếu ăng trụ đất im ng nhằmdé xuất phương án nền móng trước khi ây dựng công trnh lý thuyết tính toáncũng như công nghệ thi công và kiểm soát chất lượng của trụ đất im ng unvn

gôm các n i dung sau

- T m hiểu tổng quan về phương pháp gia có nền đất yếu ang trụ đấtim ng được áp dụng trên thế giới T p trung nghiên cứu lý thuyết tính toántrụ đất im ng trong gia cô ôn định nền móng cho công tr nh ở khu vực Cần

Thơ

- ghién cứu lý thuyết tính toán ôn định nên thông qua ài toánkiêm tra ôn định và kiêm tra | n của nên có gia cô trụ dat im ng dưới đáymóng ng

- dụng phan mềm la is3 mô ph ng để phân tích đ 6n định va

lên dạng của nên dat yêu có uly trụ đât im ng

o sánh các ket quả tính toán với thực tê quan trac var tranh n ét Từ đó

đưa ra kết lu n và kiến nghị

With the goal of urban development, essential selection of technologysolutions and processing platform suitable for the conditions of the Mekong Delta ingeneral in Can Tho city in particular So as well as the improvement method, othersoft soil reinforcement, methods of soft ground reinforced by cement land reservesto change the physical properties of the soil in the direction of enhanced loadcapacity, reduced distortion background.

Research topic soil treatment methods love cement land minus five proposedplans before foundation construction, Theory of Computation, as well asconstruction technology and quality control of cement land reserves cement Thesisincludes the following content:

- Learn an overview of methods of soft ground reinforced soil cementpillar tape is applied over the world Focus research on Theory ofComputation land reserves in cement stabilization should hope for high-risebuildings in Can Tho.

- Theoretical calculations should stabilize through 2 math test stabilityand subsidence should check valuable land reserves thin cement below.

- Plaxis 2D using software simulation to analyze scalability anddeformation of soft soil treated soil cement pillar.

Comparison of the calculated results with actual observations and drawcomments.

Since then draw conclusions and recommendations.

- Vii

-MUC LUC

MO ĐÂU SG CS n1 1111112121111 111111111111 11 2111011111101 11 11 0010101111110 11 111g |1 Bối cảnh hiện tại ¿c1 S213 1 15 3 1111151131111 11111111 1101111110101 11.0011 rk |2 ưcần thi tn hi n CỨU G311 SE 1111 SE g1 TT ng net l3 Mục đíchn hi n cứu của để tải - - + 1xx 39121 1 E11 ng recseở 2

4.Phươn phápn hi n CỨU GG c c0 0109910010111 ng 2

5.Ýn hia và id trị thực tiễn của dé tài - 56c cSe tt E2tkrekerrrrrerrerred 26 Giới hạn của để tài 6- 5c St 32x23 12 12111112111 1111 1111111111111 errk 3CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE PHƯƠNGPH PGIAC NEN ĐẤT YÊU

B NG DA IM NGVÀMỘTS GIẢIPH PMONGKH CỞKHU4099905 0 41.1 ơ lược về nền đất y u - S2 SE SE 1E E3 1 1 151515111111 11 11111111111 Te kg 41.1.1 Khái niệm nền đất y_ u - - + 256 2EEEEEEEEE£E#ESEEEEEEEEEEEEEErkrkrkrree 41.1.2 Một số đặc điểm của nên đất yudùn xây dựng «««- 41.1.3 Các loại nên đất y u thường gặp ¿+52 2 sec cxcterrxrrerererrees 51.1.4 Các van dé đặt ra với nền đất y u -+- + +2 cecterrxrrerererreee 71.2 6n quanphươn pháp iacô nền đấty u n trụđấtxim n 7

1.2.1 Giới thiệu CHUN G 1113901119 9 ng, 71.2.2 Mục đích của phươn pháp (<< S9 ng 1 re 8

1.2.3 Ưu, khuy t điểm của phươn pháp xử lý nên b ng tru đất xim n 81.2.3.1 UU GiGi oe 8Ö 0.91) ‹-1 91.2.4.Phuon pháp ố trí trụ đất xi m n_ 555 e+c+csrcerereee 91.2.5.Phuon pháp thicôn trụ đất xim n_ -555s: 10

1.2.5.1 Phươn pháp phun trộn khô «5S +sssssseeerse 1]1.2.5.2 Phuon pháp phun trỘn U6t 5-55 S S111 se 12

1.2.6 ínhtoánkhảnn chịu tải của trụ đất xi m n_ -«- 14

1.2.6.1.Khảnn chịu tải theo vật liệu - 2S SSSSSss2225<<<2 14

1.2.6.2 Khan n chịu tải theo đất nền -ccccctesrirrrerrrrrirrrrrked 151.263 Khan n chịu tải của nhóm tru đất xim n_ 16

1.2.7.Nhtmn thin hiệm phục vụ thi tk và thicôn trụ đất xim n 19

1.2.7.1 hin hiém tron phon _ - s55 5< << 5S keree 191.2.7.2 Thin hiệm hiện trường ee eeeesseecccceeesesneeeeeeeesesnneeeeeeeseenaeeeees 20

1.2.7.3 hin hiệm khảo sát nền dat y uchua ia cỐ - 201.2.8 Một số hình ảnh thi côn _ cc-cccccccrrerrerreerrrre 211.3 Một số giải pháp xử lý nền món cho côn trình cao tầng - 221.3.1 Các ién pháp xử lý về k tcấu côn trình -s -s 2 s+s+ceẻ 221.3.2 Các iện pháp xử lý vỀ món ¿-¿-2++c+ + +s+e+k+Eerererkrkrerree 231.3.3 Các iện pháp xử lý nỀn - + 25226 1E SE 3 1515111111111 111k, 2314 Một số phươn án xử lý món cho côn trình cao tầng 25

1.4.1.Phươn án món CỌC - << << c1 113311 10101135 111111 1v s2 25

142.Phuon ánmón n tr nnên đất y u có xử lý 261.4.2.1 ơlượcvỀmón n SĂ 2Q S2 Set ekekrersed 261.4.2.2 ơ lược nền đất y ucó xử lý trụ đất xim n_ 27

1.5 Nhật xét - Kot lUẬN: G Ăn 29

CHƯƠNG 2:CƠ OLY HUYE INH O_N ĐỘÔN ĐỊNH VÀ BIEN DẠNGNÊN ĐẤT YEUCO ULY DAT IM NGDƯỚIĐ Y MÓNGB NG

¬ 3 30"8 Kha na 30

2.2 Cơ sở lý thuy t tính toán ôn định và ¡ n dạng nên có xử lý trụ đất xi m n_ 302.2.1 ính toán nền theo tran thái iới hạn thứ nhất (TTGH I) 322.2.2 ính toán nền theo tran thái iới hạn thứ hai (TTGH II) 35CHUONG 3: AY DỰNG MÔ HINH INH O N DA IM NG-UNGD NG INH O NCONG — INH HUC TE iu cccccecccecesecescssessesecsceceeeeseees 393.1 Giới thiệu về côn trìnhh -.- - - ksEE51 91x E3 E111 E1 ng reerei 39

3.2 Xây dựng mô hình tính toan - <5 5 00g ke 40

3.2.1 Giới thiệu địa chất khu vực xây dựng - cv, 403.2.2 ác địnhkhảnn chịu tải tới hạn của nền đấtkhôn có ia cố trụ đất xi

TM DN woe - :.:Ó::::::: 43

3.2.2.1 ác địnhkhảnn chịu tải tới hạn của nền dat eee 433.2.2.2 ác định độ lún của nền đất - + +e++x+eSeEsEsExeEseserereees 45

3.2.3 ác địnhkhảnn chịu tải của nền đất có ia cố trụ đấtxim n 48

3.2.3.1 inh toán sức chịu tải của nỀn s- se ccsesxsksesersesed 503.2.3.2 ínhtoántrạn thái iới hạn về cườn độ (kiểm tra nền theoTTTH I) 5-5 SE E223 E5 1EEE15E5211115 211115111511 111515 1115111111 111v 533.2.3.3 ínhtoán i ndạng nên (kiểm tra nền theo TTGH II) 54

3.3 Khao sat mô hình tính - + - <5 2216113111113 11185 11115 1 kg re, 583.3.1 hay đối đườn kính trụ Dw cccscscsescscssesesessscssesesesssesseseseseees 583.3.1.1 Khảo sát khan n chịu tai (R,,) của nền đất dưới đáy món 58

3.3.1.2 Khảo sát độ lún (_) của nền đất dưới đáy món 6l3.3.2 hay doi mật độ trụ đất xi m n (thay đối khoản cách) 62

3.3.2.1 Khảo sát khan n chịu tải (R„) của nền đất dưới đáy món 62

3.3.2.2 Khảo sát độ lún (_) của nền đất dưới đáy món 64

3.4 ác định phạm viứn dun của trụ đấtxim n với côn trình dân dụn 65

3.5 ínhtoán n phươn pháp phần tửhữuhạn n phần mềm Plaxis 67

3.6 Nhận XÉT - ST 1 11 T1 12111111211 111111 1101111110111 1111 1111011111111 11g11 rrrkg 70

KẾT LUẬN & KIÊN NGHỊ, -G- + E331 Eề 1129 kg ng ree 71

[ K † luận - <6 SE 1 E1 1511111511 11111 1111111111111 1511111511110 111gr 71[I KI nñ Ủị - << c2 2110611111331 11111135 1111111 nh ng 71TH Hướn n hi n cứu tt p theo G5 5G G1001 ng kg 72

AI LIEU THAM KHẢO -G- tt SE 9191 98 3E 93811 1 E121 1E 1111115 re 73

PH LC

DANH MUC HINH ANH

Hình 1-1 Bản đồ phđn vùng đất yếu ở Đông Bằng Sông Cửu Long -. - 6Hình 1-2 Công nghệ thi công trụ AGt xỉ MANG - 555cc SeSectcrctererrrerered 8Hình 1-3 So đô bố tri trụ đất xi măng phương phâp trộn khô ccscscscse: 9Hình 1-4 Sơ đồ bố tri trụ dat xi măng trùng nhau theo khối -5- 555: 9Hình 1-5 Sơ đô bố trí trụ đất xi măng phương phâp trộn ướt trín mặt đất 10Hình 1-6 Sơ đô bố trí trụ đất xi măng phương phâp trộn ướt trín biển 10Hình 1-7 Sơ đồ phương phâp phun trộn khô .- 5-5-5525 SeSe‡E+EsEErkrkrtererered 11Hình 1-8 Thi công tru đất ximăng bằng phương phâp trộn khô(Nhóm DJM, 1984)

aă.ăăaăaăaôađaÂẦÂúÂÂAẽAaă ::::1DD 12

Hình 1-9 Phương phâp phun tron KO <0 ngờ 12

Hình 1-10 Sơ đồ phương phâp phun trỘN HỚT - 5-5-5525 SE‡E+ESEEEErtrrererered 13Hình 1-11 Thi công trụ đất ximăng bằng phương phâp trỘn U6t c555-: 13

Hình 1-12 Phương phâp phun tron ĐÔ - < <5 0 kg vờ 14

Hình 1-13 Sơ đồ tính toân sức chịu tai của nhóm coc theo Nhật Bảm( lớp đất) bees 17Hình 1-14 Sơ đồ tính toân sức chịu tai của nhóm coc theo Nhật Ban(khi nen gom 2/7,-PEEEEEEEEREh = 18Hin S771 18

Hình 1-16 Phâ hoại CUC DO TQ SG HH TK vớ 18Hình 1-17 Mong băng dưới WAN CỘI c <0 ngờ 27

Hình 1-18 Sức cản mũi xuyín của đất khi chưa gia cô vă cua trụ đất ximang 28Hình 2-1 Biểu đồ dĩ xâc định hệ số sức chịu tải -cccccccereeeriierieerieeried 34Hình 2-2 Biểu đồ dĩ xâc định hệ số độ nghiíng tải ONY ằằẰẰ s3 34Hình 2-3 Tinh hin nín gia cô khi tai trọng tâc dung chưa vượt quâ sức chịu tải cho

PRED CUA VÂT ICU ÍTỊM GQQ nng n kh 36

Hình 2-4 Sơ đồ dĩ tính hin theo phương phâp cộng ÌỚp c555cccscscsccceced 37Hình 3-1 Sơ đồ mặt bằng công IrÌHH, - + Set E1 1115111111111 tre 39Hình 3-2 Sơ đồ mặt đứng công frÌHÏh - - - +55 Set SE E15 511111111111 re 40Hình 3-3 C6t địa tầng điển hình ki VỊCC 55c St SE EEEEkEkerrrrrrred AlHình 3-4 Mặt bằng móng băng điền NAN vececccccecsccccscssessssessssssssssssesessssssssssesessssseees 43

Hình 3-5 Tai trong công trình dưới CHAN CỘT chen 44

Hình 3-6 Mặt bằng bồ trí trụ dGt Xỉ MENG veccceccceccccccccssessssesssssssessssesessssssssseseesssseees 49Hình 3-7 Mặt cắt ngang NEN SAU gỉ CỐ - 55:55 E22 SEEEEEEESESEEEEEEEEerrrrkrered 50Hình 3-8 Sơ đồ tính toán biến dang theo quan điềm nên tương đương 54Hình 3-9 Biểu đô quan hệ giữa đường kính trụ đất xi mang và lực đính twong

Hình 3-10 Biểu đô quan hệ giữa đường kính trụ đất xi măng và góc ma sát trong

1/x00/151211190/1<S PT “r5 60

Hình 3-11 Biểu đô quan hệ giữa đường kính trụ đất xi măng và sức chịu tải tiêuchuẩn CUA nên tItơng ưƠHg - 5-55 Set SE SE E151 5111111111111 1111117011111 11 1 ty 60Hình 3-12 Biểu đô quan hệ giữa đường kính trụ đất xi măng và độ lún nên sau gia

Hình 3-14 Biểu đô quan hệ giữa khoảng cách trụ đất xi măng và góc ma sát trong

Jx91/1382/7⁄9⁄/10EPPEEERERRREE ằ.ằ 63

Hình 3-15 Biểu đô quan hệ giữa khoảng cách trụ đất xi măng và sức chịu tải tiêuchuẩn CUA nên tItơng ưƠHg - 5-55 Set SE SE E151 5111111111111 1111117011111 11 1 ty 64Hình 3-16 Biểu đô quan hệ giữa khoảng cách trụ đất xi măng và độ lún nên sau gia

21x01 Gttaadiaiiii544 65

Hình 3-17 Biểu đô quan hệ giữa ứng suất gây lún và biến dạng 66Hình 3-18 Độ hin của nên sau khi gia cô trụ đất xi măng(Mô phỏng plaxis 3D,

đường kính trụ D=0,6m, khoảng Cách lƯỚI 1,21) , ằằ c1 kkereeeses 68

Hình 3-19 Mat cắt dọc phân bố lún của nên sau khi gia cô trụ dat xi măng(Mô

phóng plaxis 3D, đường kính trụ D=0,6m, khoảng cách lưới I,2m) - 69

Hình 3-20 Chuyển vị theo phương ngang của nên sau khi gia cố trụ đất xi

măng(Mô phỏng plaxis 3D, Đường kính trụ D=0,6m, khoảng cách lưới 1,2m) 69

Hình 3-21 Chuyển vị ngang của trụ dat xi măng(Mô phỏng plaxis 3D) 70

DANH MỤC BIEU BANG

Bảng 1-1 Thông số địa Chất khi VỊPC - - 5S tt SE SE E15 1111115111111 111111 te 5Bảng 3-1 Địa chất khu vực Xđy đựg 5-55 SE SE E1 1111111211111 42Bảng 3-2 Kết quả thí nghiệm nĩn CÔ ẰẾT +: SE 3E EEEEEEEEEE E211 re, 43Bang 3-3 Tinh toân sức chịu tải của nín đất theo TCVN 9362-2012 45

: lBang 3-4 Tinh toân ung suất gây lún ( 9 sinh ) dưới đđy HÓNG « «<< <<<<<2 46

Bảng 3-5 Tinh toân Mĩdun biến dang (E, )của lớp dat dưới đây móng 47Bảng 3-6 Tổng hợp chỉ tiíu cơ lý của nín tương đương khi a = 0,338 51Bang 3-7 Tinh toân sức chịu tải của nín tương đương o- 5c se ccccccscec, 52Bảng 3-8 Độ /ún S¡ của nín tương AUONG + Set E11 rrrưt 55

: lBang 3-9 Tinh toân ung suất gây lún ( 9 sinh ) dUỚI HH ÍFỤ ă ăo va 56

Bang 3-10 Tinh toân Mĩdun biến dang (E, )của lớp dat dưới đây khối móng qui ước aă.ăăaăaăaôađaÂẦÂúÂÂAẽAaă ::::1DD 56Bảng 3-11 Bang tong hop tinh toản (Cha ), (Mia ), (Rta ) của nín tương đương khiđường kính của trụ đất xi măng thay đổi - + c5 Set EteEEErkrkerrrrrered 59Bảng 3-12 Bảng tổng hợp tính toân độ lún (S ) của nín tương đương khi đườngkính của trụ đất xi măng thay đổi - + c5 SE SE SE E111 1111 tre 61Bang 3-13 Bang tong hop tinh toản (Cha ), (Mia ), (Rta ) của nín tương đương khithay đổi khoảng câch trụ đất Xi HIỐng - - - 5 tt E115 kg 62Bang 3-14 Bang tổng hop tính toân độ lún (S ) của nín tương đương khi khoảngcâch của trụ đất xi măng thay đổi - 5-5 St SE 1111111111111 te 64Bang 3-15 Bang tổng hợp (Nh) (o®), (S) của nền tương đương - -cs- 66Bang 3-16 Câc thông số đđu văo mô hình Plaxis 3D vcccccccccccssessssecsssssessssesessee 67

xiii

-BANG KÝ HIỆU VA DON VỊ

ag % Ty số diện tíchA mˆ Diện tích mặt cắt ngang cua truA, mĩ Tổng diện tích ti t diện của trụ đất xim nAge mˆ Diện tích đất được gia cỗ

b m Chiều rộn mónCc kN/mˆ Lực dính của đất(om kN/m? Lực dính thoát nước

Cụ col kN/m” Cườn độ khán cắt của vật liệu trụCy soil kN/mˆ Độ bên cắt khôn thoát nước của đấtCc Ch số nén

C, Ch số nởAi, Bị, Dị Các hệ số sức chịu tảiE, kN/mˆ Mô đun bị n dạng của đất nềnE kN/m” Mô đun đàn hồi của vật liệu trụ©o Hệ sốr n an đầu của đấtfou Kpa Trị số inh quân cườn độ khán nén của mẫu thử xi

mn dattron phonF, Hé s6 an toan

H m Chiều dày của lớp dat được xử lý n trụ dat xim n

h,D; m Độ sâu chôn mónh,D; Độ sâu chôn món

I, Ch số dẻo

I Độ sét

Ky m/s Hệ số thấm theo phươn đứngKa m/s Hệ số thấm theo phươn ngangmy mˆ/kN Hệ số nén thể tích

m, Hệ số chuyển đối Module bi n dạn tron phòn theo

Module bi n dạn xác địnhbn phươn pháp nén tảitrọn tinh

lys les lạ Hệ số ảnh hưởng của ócn hi n tải trọngk Hệ số 6n định

N,, Nes Nụ Hệ số sức chịu tảidụ kN/mˆ Sức chịu nén đơnRg kN/m2 Cườn độ đất nênR, Cườn độ tính toán của trụ đất xim n

S m Độ lún côn trìnhœ độ Góc n hi n_ của mặt trượt so với phươn n an tại vi

trí phân tích

B Hệ số bi n dạng ngangYw kN/m° Trọn luengrin ướtVd kN/m” Trọn lượngrin khôY kN/m° Trọn lượngrin day noi0) độ Góc ma sát

On kN/m? p luc ngang tong con tacdun | ntrụOp kN/m? p lực tong của các lớp

ø? kN/m” Ứn suất ây lúno KN/m” Ứn suất bản than1 kPa Sức chồng cắt của đấtVv Hé s6 poison

HỊ Hệ số tri t giảm cườn độ thân trụ

MỞ DAU

1 Bồi cảnh hiện tại

Vùng đồng băng sông Cửu Long của Việt Nam được hình thành từnhững trầm tích phù sa và bồi dan qua những kỷ nguyên thay đổi mực nước biến;qua từng giai đoạn kéo theo sự hình thành những dòng cát dọc theo bờ biển Nhữnghoạt động hỗn hợp của sông và biển đã hình thành những vạt đất phủ sa phì nhiêudọc theo đê ven sông lẫn dọc theo một số dòng cát ven biên và đất phèn trên tramtích dam mặn tring thấp như vùng Đồng Tháp Mười, tứ giác Long Kuyén— Hà

Tiên, tây nam sông Hậu và bán đảo Cà Mau.

Thành phố Cần Thơ là một thành phố trực thuộc trung ương, nằm bên hữungạn của sông Hậu, thuộc vùng kinh tế trọng điểm của khu vực đồng bằng sông CửuLong với nhiều tiém năng phát triển kinh tế cũng như cơ sở hạ tầng Thành phố CanTho được hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những điều kiện hết sứcphức tạp của đất nên Do vậy, nền móng của các công trình xây dựng nha ở, đườngsá, đê điều, đập chăn nước và một số công trình khác trên nên đất yếu thường đặt rahàng loạt các van dé phải giải quyết như sức chịu tải của nên thấp, độ lún lớn và độ6n định của cả diện tích lớn Thực tế nay đã đòi hỏi phải hình thành va phát triển cáccông nghệ thích hợp và tiên tiến để xử lý nền đất yếu

2 ưự cần thi tn hi ncứu

Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xâydựng trên nên đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giáchính xác được các tính chất cơ lý của nền đất Do vậy việc đánh giá chính xác vàchặt chẽ các tính chất cơ lý của nên đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trongphòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợplà một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoahọc va kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hu hỏng côngtrình khi xây dựng trên nên đất yếu

Với mục tiêu phát triển đô thị, rất cần thiết lựa chọn các giải pháp và côngnghệ xử lý nền thích hop cho điều kiện của khu vực đồng bang sông Cửu Long nói

chung ở thành phố Can Thơ nói riêng Vì vậy đề tài “Phân tích, ứng dụng tru datxỉ măng để xử lý nên đất yếu dưới đáy móng băng ở khu vực thành phố CầnThơ” tác giả mong muốn đóng góp một phần nhỏ vào việc xử lý phương án nềnmóng cho các công trình nhà cao tâng, và đây là một điều vẫn còn khá mới m ởkhu vực đồng bằng sông Cửu Long.

3 Mục đích n hi n cứu của đề tài

Mục đích nghiên cứu của đề tài là tăng thêm kiến thức nghiên cứu về việc xửlý nền đất yếu, cũng như dé xuất phương án nền móng trước khi xây dựng côngtrình Được cụ thể như sau:

e Tổng hợp và phân tích đặc điểm dia chất ở khu vực thành phố Cần Thơ.e Ảnh hưởng của kích thước cũng như khoảng cách bố trí trụ đất xi măng đến

sức chịu tải của nên.e Phân tích độ ồn định và biến dang của nên đã xử lý trụ đất xi măng thông qua

tải trọng công trình.4.Phươn pháp n hi n cứu

Dé thực hiện dé tài tác giả đã lực chọn phương pháp nghiên cứu như sau:e_ Cơ sở lý thuyết: trụ đất xi măng và lý thuyết tính toán nền có xử lý trụ đất xi

măng dưới đáy móng băng.

e_ Mô phỏng bai toán bằng phần mềm Plaxis dé phân tích độ 6n định và biếndạng của nền đất yếu có xử lý trụ đất xi măng dưới đáy móng băng

5.Ýn hĩavà iá trị thực tiễn của đề tài

Đề tài “Phân tích, ứng dụng trụ đất xỉ măng để xử lý nên đất yếu dưới đáymóng băng ở khu vực thành phố Cân Thơ” có ý nghĩa và giá trị như sau:

e Thông qua việc mô phỏng có thé dự đoán được độ 6n định và bién dạng củanên

e Có ý nghĩa quan trọng cho việc thiết kế sơ bộ công trình tiếp theo

e Nghiên cứu này sẽ hữu ích cho các kỹ sư xây dựng và được su dụng như tai

liệu tham khảo để phân tích lựa chọn phương án xử lý nền móng cho nhà caotầng trong quá trình thiết kế

6 Giới hạn của đề tài

Đề tài chỉ nghiên cứu cho các công trình nhà cao tầng với qui mô vừa và nhỏtrong khoảng 6-8 tang, bề rộng móng băng nhỏ trong khoảng 2-3m Đối với cáccông trình nhà cao tầng với qui mô lớn thì kết cấu dạng này chưa hop ly, cần có

những nghiên cứu, phân tích lựa chọn khác hơn.

CHƯƠNG 1TONG QUAN VE PHƯƠNG PH PGIAC NEN DAT YÊUB NG DA IM NGVAMOTS GIẢIPH P MONG

KH COKHUVUCCAN HO

1.1 o lược về nền dat y u1.1.1 Khái niệm chun về daty u

Dat yếu là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5 - 1,0 kG/cm2)có tính nén lún lớn (a> 0,1 cm2/kG), hầu như bão hoà nước (G> 0,8), có hệ số rỗnglớn (e>1), môdun biến dạng thấp (thường thì E„<50 kG/cm2), lực chống cat nhỏ (0,c bé) Nói chung các loại đất yếu thường có những đặc điểm sau:

+ Thường là đất lọai sét có lẫn hữu cơ hoặc nhiều hoặc ít.+ Hàm lượng nước cao và trọng lượng thé tích nhỏ.+ Độ thắm nước rất nhỏ

+ Cường độ chống cắt nhỏ và khả năng nén lún lớn.Vì đất yếu có những đặc tính nêu trên do đó nếu không có các biện pháp xửlý đúng đăn thì việc xây dựng công trình trên đất yếu này sẽ rất khó khăn hoặckhông thể thực hiện được

1.1.2 Các loại nền đất y u thường gap- Đất sét mềm: gôm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bãohòa nước, có cường độ thấp

- Bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phân hạt rất mịn(<200um) ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực

- Than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quảphân hủy các chất hữu cơ có ở các đâm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 — 80%)

- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết câu hạt rời rac, có thé bị nén chặt hoặcpha loãng đáng kể Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trang thái

chảy gọi là cát chảy.

- Đất bazan: Đây cũng là đất yếu với đặc diễm độ rỗng lớn, dung trọng khô

bé, khả năng thâm nước cao, dê bị lún sập.

1.1.3 Đặc điểm dia chất khu vực hành phố Cần hoBang 1-1 Thông số địa chất khu vực

Thông số thí nghiệm Đơn vị Lớp địa chấtThành phần hạt la | lb 2

Sét % 29 48 27 AlBui % 32 24 l6 21

Ty trong, G, 26 2,56 2,63 2,65

Độ rong, n % 41.79 68,17 AS 46 39 64Hệ số rỗng, e 0,811 2,142 0,49 0,657

Độ bão hòa, S % 792 98.7 92.7 98,1

Hàm lượng hữu co % 2,1 6 22 |

Lực dính, c kPa 46 9 14 45

Góc ma sát trong, @ Độ 16°03’ 03°38’ 05°46’ 15°40”

Hệ số thâm, K m/s 52x10° |425x107 | 425x10° | 186x107

Địa chất tại khu vực thử nghiệm gom 4 lớp:

- Trên cùng lớp la là lớp sét mặt màu xám nâu, nâu đen chứa xác thực vật

d ocứng - đến cứng Độ sâu phan bồ từ 1,8 + 1,9m

- Tiếp đến là lớp 1 là lớp bùn hữu co, màu xám xanh, xám den trạng tháichảy lẫn vỏ sò hến, đôi chỗ xen kẹp lớp mỏng cát Phân bố đến cao độ -17,1 + -18,5

wal Ls, fe Í XS sẽ:

GIANG 7 /

¬®/c LiêuBIỂN TÂY

A Sie IV - ĐẤT THAN BUN XEN KEP BUN SET, BUN SET PHA CAT

CAT BỤI, CAT PHA SET

V - BUN SET PHA CAT VA BUN CAT PHA SET NGAP NUOC

Hình 1-1 Ban đô phân vùng đất yếu ở Đông Bằng Sông Cửu Long

1.1.4 Các van đề đặt ra với nền đất y uMóng của đường bộ, đường sat, nhà cửa và các dạng công trình khác đặt trênnên đất yếu thường đặt ra những bai toán sau cần phải giải quyết:

- Độ lún: Độ lún có trị số lớn, ma sát âm tác dụng lên cọc do tính nén của nênđất

- Độ 6n định: Sức chịu tải của móng, độ ôn định của nên dap, 6n dinh maidéc, ap luc đất lên tường chăn, sức chịu tải ngang của cọc Bài toán trên phải đượcxem xét do sức chịu tải và cường độ của nên không đủ lớn

- Tham: Cát xủi, thắm thấu, phá hỏng nền đo bài toán thâm và dưới tác động

của áp lực nước.

- Hoá lỏng: Dat nên bị hoá lỏng do tải trọng của tàu hỏa, ô tô và động đất l2 n quan phươn pháp ỉa cố nền đấtyu n trụđất im n

1.2.1 Giới thiệu chun

Trụ đất xi măng (Soil-Cement Column) là loại chất kết dính vô cơ Chúngđược sử dụng để gia cường nên đất bùn gốc cát rất hiệu quả Tỷ lệ pha trộn ximăng năm trong khoảng 8-15%

Trụ đất xi măng là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu với khả năngứng dụng tương đối rộng rãi như: làm tường hào chống thắm cho dé đập, gia cốnên móng cho các công trình xây dựng, ôn định tường chắn, chống trượt máidốc, gia có đất yếu xung quanh đường ham, gia cô nên đường, mồ cau dẫn Sovới một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ có ưu điểm là khả năng xử lýsầu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thicông được ca trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiệntrường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với

các giải pháp xử ly khác.

Dat được gia cố xi măng tạo nên hỗn hợp có các chỉ tiêu co lý được cải thiện

nêu trên là nhờ quá trình thủy giải, thủy hóa và cacbonic hóa, các phản ứng hóahọc đó tạo nên cacbonatcanxi không hòa tan trong nước.

Nói chung khi xi măng trộn với đất có nguồn sốc cát, hỗn hợp nhận được cócác chỉ tiêu cơ lý tốt hơn đối với đất có nguồn gốc sét Kinh nghiệm cho thấy,

đôi với dat sét có chứa đá cao lanh, đá mang tô thì hiệu quả cao hơn so với dat

sét có chứa silic, chất clo và hàm lượng chất hữu cơ, đất có độ trung hòa pHthấp Đặc biệt đối với đất có chứa chất hữu cơ cao (trên 3-5%) thi không nêndùng xi măng gia cô.

Trong mọi trường hợp khi sử dụng trụ đất xi măng cần phải tiến hành thínghiệm để lựa chọn các chỉ tiêu tính toán và tỷ lệ xi măng sử dung để tạo nên

hôn hợp tôi ưu đôi với loại đât đó.

Hình 1-2 Công nghệ thi công trụ đất xi măng

1.2.2 Mục dich cua phươn pháp

- Tăng độ bền của đất.- Cải tạo tính chất biến dạng của đất yếu dé giảm lún của nên.- Tăng độ cứng động của đất yếu

- Cải tạo các loại đất nhiễm ban.1.2.3 Ưu, khuy t điểm của phươn pháp ử lý nềnb ng trụ đất im n

1.2.3.1 Ưu điểm

- Khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cátthô cho đến bùn yếu)

- Thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc điều

kiện hiện trường chật hẹp.

- Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp.

công trình trong nước.

1.2.4.Phwon pháp ố trí trụ đất im nTùy theo mục đích sử dụng hay yêu cầu của từng dự án mà ta lựa chọn biệnpháp bồ trí khoảng cách và chiều dai, đường kính cọc xi măng đất sao cho hợp lýnhất, dưới đây là một số dạng bố trí cọc xi măng đất thường gặp:

e®e @ ® 98 ®@® 9® 94 s@eo @ eee @

1 3 | b

2

Hình 1-3 Sơ đồ bố tri trụ đất xi măng phương pháp trộn khô

1 Dai; 2 Nhóm, 3 Lưới tam giác, 4 Lưới vudng

Hình 1-4 Sơ do bố trí trụ đất xi măng trùng nhau theo khối

Hình 1-6 So do bố trí trụ đất xi măng phương pháp trộn ưới trên biên1 Kiểu khối: 2 Kiéu tuong; — 3 Kiểu kẻ ô; 4 Kiểu cot; 2 Cột tiếp xúc

6 Tường tiếp xúc, 7 Kẻ 6 tiép xúc; 8 Khối tiếp xúc1.2.5.Phươn pháp thi côn trụ đất im n

Công nghệ trụ đất xi măng được thi công theo phương pháp khoan trộn sâusử dụng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng như can khoan, mũi khoan, khoan vào đất với đường kính và chiều sâu hố khoan theo đúng thiết kế Dattrong quá trình khoan không được lấy lên khỏi hố khoan ma sẽ được các cánhmũi khoan phá vỡ kết cấu, xay nhuyễn trộn đều với xi măng (có thể có thêm phụ

1.2.5.1.Phươn pháp phun trộn khô

- Nguyên tắc chung của phương pháp trộn phun khô dùng khí nén đưaxi măng vào đất

- Quy trình:

+ Định vị thiết bị trộn;+ Xuyên đầu trộn xuống độ sâu thiết kế đồng thời phá tơi dat;+ Rút đầu trộn lên, đồng thời phun xi măng vào đất;

+ Đầu trộn quay và trộn đều xi măng với đất.- Bột xi măng được phụt sâu vào trong đất thông qua ống khí nén.- Bột này được trộn một cách cơ học nhờ thiết bị quay

- Trong phương pháp này, không cho thêm nước vào trong đất, do đóhiệu quả cải tạo đất sẽ cao hơn phương pháp phun vữa

- Khi thêm vôi sống, quá trình hydrat hóa sẽ tạo ra lượng nhiệt làmkhô đất xung quanh và công tác gia cố sẽ hiệu quả hon

Máy nén khí ————* Máy sấy ——————*_ Bồn chứa khí

Xe tải >| Xi măng | Silo Xi mang

vNha kiém tra Nguồn điện _| Thi công trụ

Hình 1-7 Sơ đồ phương pháp phun trộn khô

Hình 1-9 Phương pháp phun trộn khô1.2.5.2.Phươn pháp phun trộn ướt

- Phương pháp trộn phun vữa, trong đó vữa xi măng được phun vào

đất nhờ áp lực lớn từ một vòi xoay

- Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nướcáp lực Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phunbang hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước + XM) với áp lực khoảng 20MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tang đất Với lực xung kích của dòng phunvà lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lạitheo một tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữacứng lại sẽ thành trụ đất xi măng.

Nước Xi măng Phụ gia

Y r r

Trộn Bồn chứa _

-> Bơm ápluc

Kiểm soát độ sâu và độ quay

F

`

Tao tru Kiểm soát lưu lượng

Hình 1-10 Sơ đồ phương pháp phun trộn ướt

a) Ba loại thiết bị thi công theo phương pháp trộn ướt (Bell, 1973)b) Chỉ tiết của thiết bị thi công theo phương pháp trộn ướt (Masashi, 1996)

TIA VỮA PHUN TAO COC XI MĂNG DAT MAY KHOAN PHỤT CAO ÁP

Hình 1-12 Phương pháp phun trộn uot

1.2.6 ính toán khan n chịu tái của trụ dat im nKhả năng chịu tải của trụ xi măng đất thường được phân loại như sau:

- Khả năng chịu tải theo vật liệu.

- Khả năng chịu tải theo đất nên

- Kha năng chịu tải của nhóm coc.

Những quy trình tính toán của Châu Âu, Trung Quốc và Nhật Bản đều

được dựa trên công thức tính sức chịu tải của móng cọc, tuy nhiên cũng có một

số điều chỉnh để phù hợp với phương pháp tính toán của trụ đất ximăng

1.2.6.1 Khan n chịu tải theo vật liệu

a heocách ác định của Châu Âu

Kha năng chịu tải giới hạn theo vật liệu cua trụ:

Qui ca = A(2.Cy col + Ky-On) (1.1)Giả thuyết góc ma sat trong của đất là 30°

=> Hệ số tương ứng hệ số áp lực bị động Ky = 3 khi gh, cocxi mang dá = 30°

c Theo DBJ 08-40-94 của Trung Quốc

Sức chiu tải theo cường độ vật liệu xác định theo công thức sau:

Rạu: Sức kháng mũi giới hạn tại điểm đáy trụ đất ximang, phụ thuộcvào lớp đất phía dưới đáy trụ và được xác định như sau:

+ Đối với đất cát:

Ryu = 75.Niv-Ap (KN) (1.6)

+ Đối với đất sét:

Rpu= 6.c.A› (KN) (1.7)Với:

Nụ: Gia tri N trung bình trong phạm vi Id trên va Id dưới

của mũi trụ (d là đường kính nhỏ nhất của cọc)

Ty: Ma sát thành cực hạn của cột gia cố tính toán theo các

công thức sau:

r=—— (1.8)

r,=¢, hOẶc 1, = (1.9)b Theo DBJ 08-40-94 của Trung Quốc

Khả năng chịu tải cho phép theo đất nền của trụ đơn xác định theo

công thức:

Py = Up.2qgi-li + GApgp (1.10)Trong đó:

q¡: Lực ma sát cho phép của lớp đất thứ i xung quanh trụ.Đối với đất bùn có thé lay 5-8 kPa; đối với đất lẫn bùn có thé lay 8-12kPa; đối với đất sét có thé lay 12-15 kPa.

c heo quan điểm hỗn hợp của viện kỹ thuật Châu (AI )Khả năng chịu tải của trụ đất ximăng được quyết định bởi sức khángcắt của đất sét yếu bao quanh (đất bị phá hoại) hay sức kháng cắt của vậtliệu trụ đất ximang (tru dat ximang pha hoại) Loại phá hoại đầu phụ thuộccả vào sức cản do ma sát mặt ngoai trụ đất ximăng và sức chịu chân trụ đấtximang, loại sau còn phụ thuộc vào sức kháng cắt của vật liệu trụ đất

Trong trường hợp đã bị phá hoại trước thì các được xem như một lớp

đất sét cứng nứtn Độ bên cắt của hỗn hợp sét ở dạng cục hay hợp thể đặctrưng cho giới hạn trên của độ bền Khi xác định băng thí nghiệm xuyênhay cắt cánh, giới hạn này vào khoảng từ 2 - 4 lần độ bền cat dọc theo mặtliên kết khi xác định bởi thí nghiệm nén có nở hông

1.2.6.3 Khản n chịu tải của nhóm trụ đất im na inh toán theo quan diem Nhat Ban

Khả năng chịu tải cua nhóm được suy ra từ công thức tinh sức chịu tải

của nên đất hỗn hợp

Qeh.nhom = qa-Apt2(Tyi-hi) Ls (1.12)

** rườn hop chỉ có 1 lớp đất:

Hình 1-13 Sơ đồ tính toán sức chịu tải của nhóm cọc theo Nhật Bản

(1 lớp đất)

Kha năng chịu tải cực hạn của nên dat bên dưới:

da = 1¢.0.0.Ne + 1y.B ¥1-B.N, + lạ Y2-Dr VN (1.13)

Với: ig =ig = (1 - 0/90)

iy = (1-0/0)

a= 1+ 0,2B/LB = 0.5 - 0,2B/L

** rườn hop chỉ có 2 lớp dat:Khi đất nền bên dưới không đồng nhất, khả năng chịu tải trọng thắngđứng của đất khi tính toán cần chú ý đến sự ảnh hưởng của lớp đất nên bên

dưới Ví dụ như hình bên dưới.

Hình 1-14 So đô tính toán sức chịu tải của nhóm cọc theo Nhật Ban

(khi nên gôm 2lóp )b heo quan điểm hỗn hợp của viện kỹ thuật Châu (AI )

Kha năng chịu tải giới hạn của nhóm phụ thuộc vào độ bên cat củadat chưa xử lý giữa các coc xi măng dat và độ bên cat cua vật liệu Sự pha

hoại quyết định bởi khả năng chịu tải của khối với

| a đu

In 5 | | | 'Ì 2 (10 đt s06, 7: weCu MOL phd hogi ⁄

Hình 1-15 Phá hoại khối Hình 1.16 Phá hoại cục bộ

** Khan n chịu tai trong tới hạn theo cơch phá hoại khối:

Sức chống cắt dọc theo mặt phá hoại cắt qua toàn bộkhối sẽ quyết định khả năng chịu tải, khi đó khả năng chịu tải giới hạn

của nhóm được tính theo:

Qeh nhom = 2Cuso¡H(B+L) + k-Cysoi-BL (1.14)k: Hé s6 an toan phụ thuộc vào hình dang mong

- k=6: khi móng hình chữ nhật (tức là L > B).- k=9: khi móng hình vuông, tròn.

Tuy nhiên, để cường độ đất nền phát triển tối đa thì chuyển vịcủa nên ở đáy khối phải khá lớn, khoảng 5-10% bê rộng của đáy khối,cho nên người ta đề nghị không nên sử dụng sức chịu tải của nền ởđáy khối trong thiết kế

** Khan n chịu tải trọng tới hạn theo cơch phá hoại cục bộ:

Khả năng chịu tải giới han có xét đến phá hoại cục bộ ở rìakhối , phụ thuộc vào độ bền chống cắt trung bình của đất dọc theo mặtphá hoại gần tròn như trong hình Độ bên cắt trung bình có thể tínhnhư khi tính 6n định mái dốc Khả năng chịu tải giới hạn có chú ý đếnphá hoại cục bộ, được tính theo biểu thức sau:

bđạn = 35Cm(1+0,2 7) (1.15)

c Theo DBJ 08-40-94 của Trung Quốc

Lực chịu tải hỗn hợp chịu lực nên thông qua thí nghiệm tải trọng

móng tổ hợp dé xác định, cũng có thé có ước tính theo công thức:

fp>=mP,/A, + j(1- m)f, (1.16)B: Hệ số triết giảm lực chịu tải của đất giữa cọc Khi đấtmũi cột là đất yếu, có thé lay 0.5 - 1,0; khi đất mũi cột là đất cung, cóthé lay 0,1 - 0,4 Cũng có thé căn cứ yêu cầu công trình đạt tới lựcchịu tai cho phép của móng tô hop, tìm ty lệ phân bố diện tích cột vàđất theo công thức:

Đối với việc xác định cường độ: Hiện nay giá trị cường độ cọc sửdụng trong thiết kế là Rog Dé xác định giá trị này ta phải thực hiện trộn nhiều

trường hợp hàm lượng xi măng khác nhau Với mỗi giá trị hàm lượng xi

măng khác nhau, người ta chia ra làm nhiều tổ mẫu, mỗi tổ mẫu không quá 3mẫu Mỗi tô mẫu được thí nghiệm theo tuổi mẫu 3 ngay, 7 ngày và 28 ngày

Các thông số khác cần xác định là chỉ tiêu cơ lý (dung trong, độ am, ) cường độ (chịu cắt, chịu nén), mô đun biến dạng cua xi măng đất, các chỉsố này phụ thuộc tong thé nhiều yếu tố: hàm lượng xi mang, hàm lượng chathữu cơ trong đất, ngày tuổi, loại và hàm lượng phụ gia Vì vậy để xác địnhcường độ của trụ đất xi măng cần phải thí nghiệm với nhiều tổ mẫu khácnhau Công việc này được thực hiện cho mỗi công trình và cho từng trườnghợp đất đặc trưng

Như vay, cường độ của trụ đất xi măng phụ thuộc vào nhiều yếu tốcả chủ quan và khách quan Từ kết quả của các thí nghiệm thực hiện sẽ đưara hàm lượng vật liệu xi măng áp dụng đối với mỗi loại đất nên, tải trọngcông trình từ đó sẽ quyết định hàm lượng xi măng và mật độ trụ đất xi măngcần phải thi công.

1.2.7.2 Thín hiệm hiện trường

Các thí nghiệm hiện trường (bàn nén, SPT, CPT, cắt cánh )đượcthực hiện nhăm ba mục đích sau:

- Thí nghiệm khảo sát nền đất yếu chưa gia cố, kiểm tra hiệuquả sau gia cô

- Thí nghiệm khảo sát cường độ trụ đất xi măng.- Thí nghiệm xác định sức chịu tải của trụ đất xi măng.1.2.7.3 hin hiệm khảo sát nền đất y uchwa_ ia cố

a hin hiệm uy nti u chấn SPTTrong thí nghiệm này, ta đóng một ống lấy mẫu (kích thước tiêuchuẩn) vào trong đất dưới năng lượng đóng tiêu chuẩn Đếm số nhát đập Nđể ống mẫu ngập vào trong đất một đoạn là 30 em Từ kết quả số nhát đậpN ta suy ra cau tạo địa tang, các chỉ tiêu cơ lý

b hín hiệm cắt cánh hiện trường

Thí nghiệm dựa trên một nguyên lí đơn giản là: dùng một cánh hình

chữ thập, thực hiện một lực xoay cho đến khi đất bị cắt xoay tròn phá hủy.Moment kháng lại của lực dính xung quanh bề mặt khối đất bị phá hoại sẽcân bằng giới hạn với moment xoắn của cánh Vi đất bị cắt khá nhanh,nước không kịp thoát ra nên thí nghiệm được xem là sơ đồ U-U Mục đíchcủa thí nghiệm cắt cánh là xác định giá trị sức kháng cắt của đất trong điềukiện không thoát nước tại hiện trường và độ nhạy của đất trong các tầng đấtyếu (đất dính trạng thái chảy, d o chảy, d o mềm)

1.2.8 Một số hình ánh thi côn

At| TU eg N

Š hà i | ‘

Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nên đất yếu phụ thuộc vào điều kiệnnhư: Đặc điểm công trình, đặc điểm của nền đất Với từng điều kiện cụ thể màngười thiết kế đưa ra các biện pháp xử lý phù hợp Có nhiều biện pháp xử lý cụ thểkhi gặp nền đất yếu như:

- Các biện pháp xử lý về kết cầu công trình.- Các biện pháp xử lý về móng

- Các biện pháp xử lý nên.1.3.1.Cac ién pháp ứ ly vék tcấu côn trình

Kết cau công trình có thé bi phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều kiệnbiến dạng không thỏa mãn: Lun hoặc lún lệch quá lớn do nền đất yếu, sức chịu tảibé Các biện pháp về kết cấu công trình nhằm giảm áp lực tác dụng lên mặt nềnhoặc làm tăng khả năng chịu lực của kết cấu công trình Người ta thường dùng các

- Làm tăng sự linh hoạt của kết cấu công trình kế cả móng bằng cách dùngkết cầu tĩnh định hoặc phân cắt các bộ phận của công trình bằng các khe lún để khửđược ứng suất phụ phát sinh trong kết câu khi xảy ra lún lệch hoặc lún không đều.

- Lam tăng khả năng chịu lực cho kết cau công trình dé đủ sức chịu các ứnglực sinh ra do lún lệch và lún không đều bằng các đai bê tông cốt thép để tăng khảnăng chịu ứng suất kéo khi chịu uốn, đồng thời có thé gia cố tại các vị trí dự đoánxuất hiện ứng suất cục bộ lớn

1.3.2.Cac ién pháp ứ lý về mónKhi xây dựng công trình trên nên đất yếu, ta có thé sử dụng một số phươngpháp xử lý về móng thường dùng như:

- Thay đổi chiều sâu chôn móng nhăm giải quyết sự lún và khả năng chịu tảicủa nên Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị số sức chịu tải của nền đồngthời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nên giảm được độ lún của móng đồngthời tăng độ sâu chôn móng, có thể đặt móng xuống các tầng đất phía dưới chặt hơn,6n định hơn Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn móng phải cân nhac giữa 2 yếu tôkinh tế và kỹ thuật

- Thay đổi kích thước và hình dáng móng sẽ có tác dụng thay đổi trực tiếp áplực tác dụng lên mặt nên, và do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu tải cũng nhưđiều kiện biến dang của nên Khi tăng diện tích đáy móng thường làm giảm được áplực tác dụng lên mặt nên va làm giảm độ lún của công trình Tuy nhiên đất có tínhnén lún tăng dần theo chiều sâu thì biện pháp này không hoàn toàn phù hợp

- Thay đối loại móng và độ cứng của móng cho phù hợp với điều kiện địachất công trình: Có thể thay móng đơn băng móng băng, móng băng giao thoa,móng bè hoặc móng hộp Trường hợp sử dụng móng băng mà biến dạng vẫn lớn thìcần tăng thêm khả năng chịu lực cho móng: Độ cứng của móng bản, móng băngcàng lớn thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé Có thé sử dụng biện pháp tăng chiều dàymóng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cứng kết câu bên trên, bồ tri các sườn tăng

cường khi móng bản có kích thước lớn.

1.3.3.Các ién pháp ứ lý nềnKỹ thuật cải tạo nên đất yếu thuộc lĩnh vực địa kỹ thuật, nhằm đưa ra các cơsở lý thuyết và phương pháp thực tế để cải thiện khả năng chịu tải của đất sao cho

phù hợp với yêu cầu của từng loại công trình khác nhau Với các đặc điểm của đấtyếu như trên, muốn đặt móng công trình xây dựng trên nền đất nay thì phải có cácbiện pháp kỹ thuật để cải tạo tính năng chịu lực của nó Nền đất sau khi xử lý gọi lànên nhân tạo.

Nên đất sau khi xử lý sẽ cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như:Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tang tri số modun biến dang, tăngcường độ chống cắt của đất

Một số biện pháp xử lý nên thường gặp:

- Xử lý nền băng cọc tre và cọc cừ tràm: Cọc tre và cọc tràm là giảipháp công nghệ mang tính truyền thống để xử lý nền cho công trình có tảitrọng nhỏ trên nên đất yếu

- Xu lý bang bệ phản áp: thường dùng dé tăng độ 6n định và chongtrượt lở công trình đường giao thông và đê điều

- Gia tải trước dùng để xử lý lớp đất yếu có thể sử dụng đơn độc hoặccó thể kết hợp với thoát nước cô kết, sử dụng liên hợp một cách phức hợp

- Gia tải trước đất nên với thoát nước thăng đứng: công nghệ cho phéptăng nhanh quá trình cố kết, rút ngăn quãng đường va thời gian dịch chuyểncủa nước trong đất dưới tác dụng của tải trọng có thé là lớp đất dap hoặc hút

chân không.

- Coc đất vôi và cọc đất xi mang: trộn vôi hoặc xi măng với đất bănghình thức bơm phun và quay trộn tại chỗ Công nghệ cho phép tạo được cáccọc đất vôi, đất xi măng với cường độ thấp hơn các loại cọc thông thường.Đây là giải pháp thích hợp để xử lý sâu nền đất yếu, phục vụ cho việc xâydựng đường, cảng khu công nghiệp, sửa chữa và cải tạo đê điều, đập chan

nước

- Coc đá và cọc cát đầm chặt: Công nghệ cho phép làm tăng cường độ,sức chịu tải của đất nền và giảm độ lún của công trình Đây là giải pháp giacô nên sâu Thích hợp cho những công trình có diện tích xây dựng lớn,

đường quôc lộ, bên cảng, dat mới san lap va lân biên.

- C6 kết động: Quả tạ bê tông có trọng lượng từ 10 - 15 tan, rơi ở độcao 10-15m bang câu, cho phép đầm chat đất nền và bổ sung thêm cát thôngqua các hé dam.

- Công nghệ xử lý nền bang cọc nhỏ: Coc có đường kính từ 200mm được thi công băng công nghệ đóng, ép hoặc khoan phun Công nghệcho phép truyén tải trọng xuống công trình sâu hơn với chi phí vật liệu bêtông cốt thép tối ưu

100-1.4 Một số phươn án w&ly món cho côn trình cao tầng

1.4.1.Phươn án món cọc

Nhiệm vụ của móng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đất

dưới và xung quanh nó Móng cọc là một trong những loại móng được sử dụng

rộng rãi nhất hiện nay Người ta có thể đóng, hạ những cây cọc lớn xuống cáctầng đất sâu, nhờ đó làm tăng khả năng chịu tải trọng lớn cho móng

Móng cọc với nhiều phương pháp thi công đa dạng như: cọc đóng, cọc ép,cọc khoan nhôi nên có thé sử dụng làm móng cho các công trình có điều kiệnđịa chất, địa hình phức tạp mà các loại móng nông không đáp ứng được nhưvùng có nên đất yếu hoặc công trình trên sông

Mỗi giải pháp cọc đang được sử dụng hiện nay đều có phạm vi ứng dụngnhất định kèm theo đó là các ưu nhược điểm:

- Cọc đóng: Thi công công trình đến 15 tầng, các công trình thi công ở xakhu dân cư Cọc đóng có các ưu nhược điểm sau:

+ Ưu điểm: Thi công nhanh độ tin cậy khá tốt khi tầng đất mặt khôngquá xấu, giá thành hạ

+ Nhược điểm: Gây chan động các công trình lân cận, liên kết mối nối

- Coc khoan nhồi đường kính lớn: Thi công công trình trên 15 tang, cócác ưu nhược điểm sau:

+ Ưu điểm: Độ an toản cao, không gây ảnh hưởng các công trình lân

Móng băng (dưới hàng cột) thường có tiết diện dạng chữ T với cánh

móng và sườn Móng băng dưới hàng cột được dùng khi tải trọng lớn, các cột

đặt ở gần nhau nếu dùng móng đơn thì đất nền không đủ khả năng chịu lựchoặc biến dạng vượt quá trị số cho phép

Dùng móng băng bê tông cốt thép đặt dưới hàng cột nhằm mục đíchcần bang độ lún lệch có thé xảy ra của các cột dọc theo hàng cột đó

Chiều dài móng băng dưới dãy cột thường được chọn trước với mộtphan móng vươn quá trọng tâm cột biên một đoạn 1/8 — 1/4 nhịp biên nhưngkhông quá 1.5m nhằm giảm mômen trong móng

Bè rộng đáy móng được xác định sơ bộ bang cách xét cả móng nhưmột móng chữ nhật Tải trọng tại đỉnh móng chỉ xét mômen uốn tác dụngtheo phương cạnh dai gây ra áp lực lên nền không lớn và có tính cục bộkhông thể tính toán theo công thức Sức bên vật liệu như móng cứng được.Sau khi tính toán tổng thể hệ móng công trình, bề rộng móng cuối cùng đượckiểm tra theo điều kiện áp lực tiêu chuẩn ở đáy móng và được điều chỉnhtheo điều kiện độ lún lệch tương đối giữa các chân cột liền kê

Điêu kiện áp lực tiêu chuân ở đáy móng: