Tính toán và thiết kế xử lý nền đất yếu bằng cọc cát chương 3
Trang 1CHƯƠNG III ỨNG DỤNG CỌC CÁT TRONG XỬ LÝ NỀN III.1/ ĐẶC ĐIỂM CÔNG TRÌNH:
Thiết kế móng dưới cột có tiết diện 60*60 cm, tải trọng tiêu chuẩn tác dụng lên móng
Ntc = 100 t, móng cột đặt trên lớp cát bụi có chiều dày 20 m, dưới lớp cát bụi lả lớp sét pha cát nhão Mức nước ngầm nằm ở độ sâu cách mặt đất 1.5 m Lớp cát bụi có các chỉ tiêu sau: γ = 1.8 g/cm3, Gs = 2.65 g/cm3, W = 30 %, φtc = 240, ctc = 0, emax = 0.96, emin = 0.56, W1
= 12 %
III.2/ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ:
G s n
8 1
30
* 01 0 1 1
* 65 2
= 0.92
e = 0.92 > 0.8.Đất ở trạng thái rời
Wc =
e
WG s
01 0
= 0.01*030.92*2.65 = 0.87
Wc = 0.87 > 0.8 Cát bão hòa nước
Giả thiết móng có kích thước 2.5*2.5 m, đặt tại chiều sâu h = 1 m
5 2
* 5 2
100
h F
N
tb tc
ctc = 0
φtc = 240 A= 0.72, B = 3.87, D = 6.45
Trang 2Như vậy: σ0 = 18 t/m2 > Rtc = 10.2 t/m2
Từ đó nhận xét rằng, móng không thể đặt trực tiếp trên nền thiên nhiên được, ta sử dụng phương pháp nén chặt đất bằng cọc cát
Hệ số rỗng ε nc của đất khi dùng cọc cát, chọn D = 0.75
enc = emax – D(emax – emin)γ + Dc= 0.96 – 0.75(0.96 – 0.56)γ + Dc = 0.66
Diện tích nền được nén chặt:
Fnc = 1.4b(a + 0.4b)γ + Dc = 1.4*2.5(2.5 + 0.4*2.5)γ + Dc = 12.25 m2
Chiều rộng nền được nén chặt:
bnc = F nc 12 25 = 3.5 m
Số lượng cọc cát Chọn d c = 0.4m:
Ω =
0
0
1 e
e e F
nc
c
= 0.1920.092.66
= 0.135
N =
c
nc
f
F
=
4
* 4 0
25 12
* 135 0
Ta chọn 14 cọc
Trọng lượng thể tích của đất nén chặt:
e
G s
01 0 1
1 = 1 0 01 * 30
66 0 1
65 2
Xác định khoảng cách giữa các cọc cát:
nc
nc
= 0.952*0.4* 2.07 1.8
07 2
Trọng lượng cát trên 1m dài Cát trong cọc có các đặc tính như sau: Gs = 2.65 g/cm3,
W1 = 12 %
Trang 3G =
1 100 1
1
W e
G f
nc
s c
66 0 1
65 2
* 4
4 0
* 2
= 0.224 t
Chiều sâu nén chặt:
hs = Aωb.b
Aωb = 0.99
hs = 0.99*2.5 = 2.49 m
Chiều dày vùng chịu nén:
H = 2hs = 2*2.49 = 4.98 m
Để xét đến hiện tượng đất bị tơi ra ở phần trên khi đóng cọc cát thì chiều dài toàn bộ của cọc cát sẽ lấy kể từ mặt đất thiên nhiên đến giới hạn chiều sâu vùng chịu nén, tức là:
lc = 4.98 + 1 = 5.98 m
Kiểm nghiệm sức chịu tải ở dưới đế móng sau khi nén chặt bằng cọc cát.
Dựa vào bảng 2-1 và hệ số enc, xác định được các trị số ctc, E0, φtc
Khi enc = 0.66, ta có ctc = 0.4 t/m2, E0 = 180 g/cm2, φtc = 300
Đối với φtc = 300, ta có A = 1.15, B = 5.59, D = 7.95
Áp lực tiêu chuẩn của đất nền khi có cọc cát:
Rtc = m[(Ab + Bh)γ + Dcγ + Dctc] = 1[(1.15*2.5 + 5.59*1)γ + Dc2.07 + 7.95*0.4] = 20.68 t/m2
Ta có: σ0 = 18 t/m2 < Rtc = 20.68 t/m2
Như vậy thỏa mãn điều kiện ứng suất trung bình dưới đế móng nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn trên nền khi có cọc cát, nên phương pháp nén chặt đất bằng cọc cát ở đây là hợp lý
Trang 4Độ lún dự tính của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát:
Sc = a0phs
Ta có: a0 = 1800.8
0
E
= 0.00445 cm2/kg
1
2 1
2
.Do trong trường hợp bài toán ta xét thì β = 0.8(cát)γ + Dc
μ – Hệ số nở hông của đất hay hệ số Poisson,
p = σ0 – γh = 18 – 1.8*1 = 16.2 t/m2 = 1.62 kg/cm2
Độ lún dự tính rất nhỏ so với độ lún cho phép, vì vậy phươnng pháp nén chặt đất bằng cọc cát áp dụng ở đây là có hiệu quả rõ rệt và hoàn toàn hợp lý