Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 1/ 116 Đồ án tốt nghiệp MụC LụC Trang Mở đầu đặc điểm địa lý tự nhiên, dân c, kinh tế giao thông khu vực ninh bình 10 1.1 Đặc điểm địa lý, tự nhiên 10 1.1.1 Vị trí địa lý .10 1.1.2 Đặc điểm địa hình 10 1.1.3 Đặc điểm sông ngòi 11 1.1.4 KhÝ hËu .11 1.2 Dân c, kinh tế giao thông tỉnh Ninh Bình 11 1.2.1 D©n c, kinh tÕ 11 1.2.2 Giao th«ng 12 đặc điểm trầm tích đệ tứ địa chất thủy văn khu vực ninh bình 13 2.1 Địa tầng 13 2.1.1 Thèng Pleistoxen 13 2.1.1.1 Phụ thống trên, hệ tầng Vĩnh Phúc (Q13vp) .13 2.1.2 Thèng Holoxen 14 2.1.2.1 Holoxen h¹-trung, hƯ tầng Hải Hng (Q21-2 hh) 14 2.1.2.2 Holoxen thợng, hệ tầng Thái Bình (Q23 tb) .15 2.2 Địa chất thủy văn .15 2.2.1 Tầng chứa nớc lỗ hổng bồi tích đại, hệ tầng Thái Bình Q23 tb) (ab 16 2.2.2 Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích biển đại hệ tầng Thái Bình (m Q23 tb) 16 2.2.3 Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích biển ven bờ - đầm lầy ven biển, hệ tầng H¶i Hng (amQ11-2 hh) .16 2.2.4 Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích hệ tầng Hà Nội (ahn) 17 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 2/ 116 Đồ án tốt nghiệp đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn 18 km 0+800 ®Õn km 3+000 tØnh lé 477b ninh bình 18 3.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo .20 3.2 Đặc điểm địa tầng tính chất lý lớp đất 21 3.3 Đặc điểm thủy văn địa chất thủy văn 26 3.4 Các tợng địa chất động lực công trình 27 3.5 Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên 27 3.5.1 Mỏ đất đắp .27 3.5.2 Má c¸t 28 3.5.3 Mỏ đá vôi 28 3.6 NhËn xÐt chung 29 Dự BáO CáC VấN Đề ĐịA CHấT CÔNG TRìNH 29 4.1 Đặc điểm yêu cầu kỹ thuật tuyến đờng 29 4.2 Phân chia cấu trúc đoạn tuyến nghiên cøu 31 4.3 Th«ng sè kü thuật mặt cắt ngang tính toán 33 4.4 Kiểm toán vấn đề địa chất công trình 35 4.4.1 Vấn ®Ị mÊt ỉn ®Þnh lón tråi 35 4.4.2 Vấn đề trợt cục 37 4.4.3 Vấn đề biến dạng lún đất yếu 39 4.4.3.1 Tính toán độ lún cuối cïng 39 1.TÝnh ®é lón tøc thêi St 39 TÝnh ®é lón cè kÕt Sc 40 4.4.3.2 Tính thời gian để đất đạt độ cố kết theo yêu cầu 44 TổNG QUAN CáC GIảI PHáP Xử Lý NềN đất yếu dới ĐƯờng đắp luận chứng chọn giảI pháp xử lý thích hợp 47 5.1 Tỉng quan c¸c giải pháp xử lý đất yếu dới đờng đắp 47 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 3/ 116 Đồ án tốt nghiệp 5.1.1 Các phơng pháp cải tạo phân bố ứng suất điều kiện biến dạng đất 47 5.1.1.1 Đệm cát 47 5.1.1.2 Đệm đất 48 5.1.1.3 Đệm đá sái 48 5.1.1.4 Bệ phản áp 49 5.1.1.5 Đào bỏ phần ®Êt yÕu thay b»ng ®Êt tèt 49 5.1.1.6 Phơng pháp gia tải trớc (Pre- loading methods) 50 5.1.1.7 Đắp đờng theo giai đoạn .50 5.1.1.8 Gia cè nỊn ®Êt yếu vải địa kỹ thuật 51 5.1.2 Các phơng pháp làm tăng độ chặt ®Êt yÕu 51 5.1.2.1 Cäc c¸t (Sand Compaction Piles- SCP) .51 5.1.2.2 Cäc ®Êt xi măng đất vôi (Soil Cement and Soil Lime Columns) 52 5.1.2.3 Cäc balat (cäc vËt liÖu rêi) 53 5.1.2.4 Hào balát 54 5.1.3 Các phơng pháp đẩy nhanh trình cố kết đất yếu .54 5.1.3.1 Giếng cát (SW- Sand Well) .54 5.1.3.2 BÊc thÊm (Band drains) .54 5.1.4 C¶i tạo đất giải pháp hoá học .55 5.1.4.1 Cải tạo đất đá chất kết dính (phơng pháp trộn-In Situ Soil Mixing) 56 5.1.4.2 Cải tạo đất phơng pháp dung dịch (Jet grouting) 58 5.1.1 Làm chặt đất phơng pháp vật lý .58 5.1.1.1 Phơng pháp điện thấm .58 5.1.1.2 Phơng pháp điện hoá học 59 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 4/ 116 Đồ án tốt nghiệp 5.2 Luận chứng chọn giải pháp xử lý đất yếu thích hợp 59 5.2.1 Các tiêu chí nguyên tắc lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu 59 5.2.2 Lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu thích hợp .60 ThiÕt kÕ xư lý nỊn ®Êt u b»ng bÊc thÊm ®o¹n tõ km 0+800 ®Õn km 3+000 tØnh lé 477b – ninh b×nh .63 6.1 C¬ së lý thuyÕt 64 6.1.1 Yªu cÇu kü tht cđa bÊc thÊm 64 6.1.2 Xác định đờng kính ảnh hởng cđa bÊc thÊm .65 6.1.3 TÝnh ®é cố kết đất sau thi công bấc thÊm 67 6.1.4 TÝnh ®é lón cè kÕt cđa nỊn ®Êt u 69 6.2 ThiÕt kÕ xư lý nỊn ®Êt u b»ng bÊc thÊm 69 6.2.1 Yêu cầu kỹ tht cđa nỊn ®êng 69 6.2.2 Chọn loại bấc thấm, chiều sâu xử lý bÊc thÊm 69 6.2.2.1 Chän lo¹i bÊc thÊm 69 6.2.2.2 ChiỊu s©u xư lý bÊc thÊm 70 6.2.3 Xác định khoảng cách bố trí bÊc thÊm 71 TÝnh to¸n mËt độ cắm bấc thấm theo nguyên tắc thử dần với cự li cắm bấc thấm khác 71 6.2.4 X¸c định chiều cao đắp phòng lún 76 6.2.5 Xác định chiều cao đắp xử lý b»ng bÊc thÊm .82 6.2.6 TÝnh thêi gian chờ hai giai đoạn đắp 89 6.2.7 Đệm cát 96 6.3 Quan trắc địa kü thuËt 96 6.3.1 Néi dung quan tr¾c 97 6.3.2 Cấu tạo thiết bị quan trắc, phơng pháp quan trắc bố trí mạng lới quan trắc 97 6.3.2.1 Quan trắc độ lún 97 6.3.2.2 §o chun vÞ ngang 98 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 5/ 116 Đồ án tốt nghiệp 6.3.2.3 Đo áp lực nớc lỗ rỗng 98 6.4 KiĨm tra chÊt lỵng nỊn ®Êt sau xư lý 100 6.4.1 Công tác khoan lấy mẫu 100 6.4.1.1 Khèi lỵng 100 6.4.2 Thí nghiệm cắt cánh .101 6.4.2.1 Mơc ®Ých 101 6.4.2.2 Khèi lỵng 101 6.4.2.3 S¬ ®å thÝ nghiÖm .102 6.4.2.4 TiÕn hµnh thÝ nghiƯm 102 6.4.2.5 ChØnh lý tµi liƯu thÝ nghiƯm 102 Tỉ chøc thi công dự toán 103 giá thành phơng án xử lý 103 7.1 Tæ chøc thi c«ng 103 7.1.1 Công tác chuẩn bị 103 * Tỉng chiỊu dµi bÊc thÊm 106 - Thiết bị đo lún bề mặt: Số lợng 30 .107 - Cọc gỗ quan trắc chuyển vị ngang: Số lợng 60 107 - p lực kế: Số lợng 30 107 7.1.2 Tr×nh tù thi công xử lý đất yếu bấc thấm 107 7.1.2.1 Thi công đệm cát .108 7.1.2.2 Thi c«ng bÊc thÊm 108 7.1.2.3 Thi công đờng đắp .110 7.1.2.4 Mét sè vÊn ®Ị cÊn chó ý thi công 110 7.2 Dự toán kinh phí cho phơng án xử lý .111 7.2.1 Cơ sở lập dự toán 111 7.2.2 Đơn gi¸ 111 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 6/ 116 Đồ án tốt nghiệp 7.2.2.1 Đắp đờng 111 7.2.2.2 Bấc thấm thiết bị quan trắc 112 7.2.2.3 Công tác khoan thí nghiệm 112 7.2.3 Khèi lỵng 112 7.2.4 Giá thành công trình .113 KÕt luËn………………………………………………………………… 114 Tài liệu tham khảo 115 Hình vẽ Hình 5.1 Sơ đồ bệ phản áp 49 Hình 5.2 Các phơng án thay ®Êt 50 H×nh 5.3 Dùng vải ĐKT để tăng cờng độ ổn định 51 Hình 5.4 Sơ đồ điện thÊm .59 Hình 7.5 Thi công bấc thấm cảng Posco - Vũng Tàu 109 Hình 7.6 Thi công bấc thấm cầu Giẽ - Ninh Bình 110 Bảng biểu Bng 3.1 Bảng tổng hợp khối lợng khoan khảo sát ĐCCT thí nghiệm 18 Bng 3.2 Bảng khối lợng cắt cánh trờng .19 Bng 3.3 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp .21 Bng 3.4 Bảng tổng hợp tiêu lý líp .23 Bảng 3.5 B¶ng tổng hợp tiêu lý lớp .24 Bảng 3.6 Bảng tổng hợp tiêu c¬ lý líp 25 Bảng 4.7 Các tiêu lý chủ yếu lớp đất nằm 32 Bảng 5.8 Phân tích chọn giải pháp xử lý thích hợp .61 Bng 6.9 Đặc tính kỹ thuật chung bÊc thÊm 64 H×nh 0.10 Bè 66 Mở ĐầU Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 7/ 116 Trong công xây dựng phát triển đất nớc nay, việc xây dựng sở hạ tầng yêu cầu quan trọng Trong đó, mở đờng phục vụ nhu cầu lại, nâng cao đời sống nhân dân vấn đề cần thiết mục tiêu để phát triển kinh tế, văn hoá, xà hội đất nớc tơng lai Ninh Bình tỉnh phát triển mạnh dân c nh kinh tế Do việc phát triển giao thông vấn đề cấp thiết việc giao lu văn hoá nh ph¸t triĨn kinh tÕ Căn Quyết định số 1825/QĐSGTVT ngày 25/12/2009 Sở GTVT tỉnh Ninh Bình việc phê duyệt nhiệm vụ khảo sát thiết kế vẽ thi công đoạn Km0+000-:-Km3+000 thuộc dự án nâng cấp tnh lộ 477B v cu Trng Yờn, công tác khảo sát địa chất công trình, báo cáo trình bày kết khảo sát địa chất công trình dự án Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng thực Sau thực tập tốt nghiệp Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng, thu thập đầy đủ tài liệu khảo sát địa chất công trình dự án Đợc đồng ý Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng, Bộ môn Địa chất công trình thầy giáo hớng dẫn TS Tô Xuân Vu, em đợc phân công viết đồ án tốt nghiệp với đề tài : Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn K00+800 đến Km 03+000 đờng 477B, tỉnh Ninh Bình Phân tích chọn giải pháp thiết kế xử lý đất yếu cho đoạn tuyến trên. Sau thời gian ba tháng làm việc nghiêm túc với hớng dẫn nhiệt tình thầy giáo TS Tô Xuân Vu, thầy cô giáo Bộ môn Địa chất công trình, đà hoàn thành đồ án thời gian qui định Nội dung đồ án bao gồm : Phần I Đánh giá điều kiện địa chất công trình Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 8/ 116 Chơng Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân c, kinh tế giao thông khu vực Ninh Bình; Chơng Đặc điểm trầm tích Đệ Tứ Địa chất thủy văn khu vực Ninh Bình; Chơng Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B -Ninh Bình; Chơng Dự báo vấn đề địa chất công trình; Phần II Thiết kế xử lý đất yếu Chơng Tổng quan giải pháp xử lý đất yếu dới đờng đắp luận chứng chọn giải pháp xử lý thích hợp; Chơng Thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B -Ninh Bình; Chơng Tổ chức thi công dự toán kinh phí cho phơng án xử lý; Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thành Dơng Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất 9/ 116 Đồ án tốt nghiệp Phần I đánh giá điều kiện địa chất công trình Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 10/ 116 CHNG đặc điểm địa lý tự nhiên, dân c, kinh tế giao thông khu vực ninh bình ***************************** 1.1 Đặc điểm địa lý, tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý Tỉnh Ninh Bình thuộc khu vực đồng Bắc Bộ, có tọa độ địa lý: 105030 106010 Kinh độ Đông 20000 20040 Vĩ độ Bắc Ninh Bình có thành phố, thị xà huyện, có ranh giới giáp với tỉnh: Phía Bắc giáp Hòa Bình, Hà Nam Phía Đông giáp Nam Định Phía Tây giáp Thanh Hóa Phía Đông Nam giáp biển (Vịnh Bắc Bộ) 1.1.2 Đặc điểm địa hình Đây vùng có địa hình phức tạp, có mặt đầy đủ dạng địa hình núi cao, núi trung bình, núi thấp, đồi đồng Địa hình núi cao với độ cao 1200m có hai dÃy điển hình Phu Luông Bù Gình nằm góc Tây Tây Nam tờ đồ Các núi cao thờng đá bazan Permi tạo nên Ngoài ra, đáng ý tờ đồ có dÃy núi đá vôi, tạo thành địa hình karst hiểm trở có dạng dÃy hẹp nhng kéo dài có phơng TB-ĐN, vùng Chi Nê, Hoa L, Bích Động, núi đá vôi có độ cao vừa phải thấp, tạo nên dÃy núi sót nằm mặt đồng bằng, cảnh quan lý thú đợc gọi Hạ Long cạn Vùng đồng tờ đồ có diện tích hạn chế góc đông bắc Nam - Đông nam tờ đồ Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 83/ 116 Chờ cho đất cố kết hoàn toàn dới tác dụng tải trọng đắp lớp (H 1), tiến hành đắp tiếp lớp thứ hai Khi sức chống cắt đất yếu độ sâu z tăng thêm lợng ∆ Cu: ∆Cu = ∆δz tgϕu = γ d H1.tgϕcu Nếu không chờ cố kết hoàn toàn mà cố kết U%, độ tăng sức chống cắt là: ∆Cu = γ d H1.U tgϕcu Trong ®ã: ∆ δz - độ tăng ứng suất có hiệu thẳng đứng đất yếu độ sâu z tải trọng đắp H1 gây ra; cu - góc ma sát đất (lấy theo thí nghiệm cắt trục cố kết không thoát nớc) cu1 = ϕ cu + ∆ϕ Víi ∆ ϕ - độ tăng góc ma sát sau đất đạt độ cố kết U%, dới tác dụng tải trọng đắp H1 Cu Cu2 Cu1 Cu Cu ∆ δ ∆ z δ1 z δ2 z δ z Hình 6.9 Sơ đồ biểu thị tăng thêm sức chống cắt đất Nh vậy, đất có sức chống cắt (lực dính) là: CU = CU + CU Từ xác định đợc chiều cao đắp giai đoạn (H2) víi lùc dÝnh CU2 = CU1 + ∆ CU lµ : H2 = Nc N (Cu1 + ∆Cu ) = c (Cu + γ d U H1.tgϕ cu ) dF dF Chiều cao đắp đất giai đoạn 3: Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất H3 = Đồ án tốt nghiệp 84/ 116 Nc (C + γ d U H tgϕcu ) d F u Chiều cao đắp giai ®o¹n n: Hn = Nc (Cu + γ d U H n 1.tgcun ) d F Sau xác định đợc chiều cao đắp giai đoạn cần phải kiểm tra ổn định trợt cục tơng ứng với chiều cao đắp - Việc kiểm toán trợt cục đợc tiến hành theo phơng pháp phân mảnh với giả thiết mặt trợt có dạng trụ tròn Hệ số an toàn ứng với mặt trợt nguy hiểm đợc xác định theo công thức thực nghiệm cña Goldstein.M.N F = A f + B Cu γ d H d Trong ®ã: f = tg ϕ u - HƯ sè ma s¸t; Hd - ChiỊu cao nỊn đắp thiết kế, m; d - Khối lợng thể tích đất đắp, T/m3; CU- Lực dính kết không thoát níc, kG/cm2; A,B - HƯ sè tra b¶ng phơ thc vào độ dốc mái taluy Giá trị A,B đợc xác định theo Bảng V.3, trang 76 [ 6] Với độ dốc mái taluy 1:2, tra bảng ứng với trờng hợp h = 1.5.H ta có A = 6,10; B = 5,95 1.Tại mặt cắt ngang I: Km 0+950 - Chiều cao đắp giai đoạn 1: H1= N c C u γ d F Thay sè víi γ d =1,87 T/m3, F=1,2, Cu=0,9 T/m2 B , 23,68 = = 1,63 >1,49, tra toán đồ ta đợc Nc phô thuéc tû sè B’/h, h 14,50 Nc=5,17 Nh vËy ta cã: H1= 5,17.0,9 =2,00m 1,87.1,2 KiĨm tra ỉn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H1= 2,00m Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tèt nghiÖp 85/ 116 F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; Cu = 0,9 T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 2,00 m; f = tg ϕ cu =tg 80 Ta có: F= 2,28 >1,2 Vậy giai đoạn đắp đờng cao tới 2,00m mà đờng ổn định - Chiều cao đắp giai đoạn Giả sử sau đắp xong giai ®o¹n ®Õn ®é cao 2,00 m ta chê mét thời gian cho đất cố kết đạt 45% Giả sử lúc góc ma sát tăng thêm lợng 50 Lúc lực dính C tăng lên lợng: C u = d H d U tgϕ cu1 víi ϕ cu1 = ϕ cu + ∆ϕ ∆C u = γ d H d U tgϕ cu1 = 1,87.2,00.0,45.tg(130)= 0,39T/m2 Khi ®ã lùc dÝnh Cu1=Cu+ Cu= 0,90+0,39= 1,29T/m2 Chiều cao đắp giai ®o¹n 2: H2 = H2 = N c C u1 γ d F 5,17.1,29 = 3,00m 1,87.1,2 KiÓm tra ổn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H2= 3,00 m F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; C u = 1,29 T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 3,00 m; f=tg ϕ cu =tg 130 Ta có F=2,78>1,2 Vậy giai đoạn đắp đờng cao tới 3,00m mà đờng ổn định - Chiều cao đắp giai đoạn Giả sử sau đắp xong giai ®o¹n ®Õn ®é cao 3,00 m ta chê mét thời gian cho đất cố kết đạt 65% Giả sử lúc góc ma sát cu tăng thêm lợng 50 Lúc lực dính C tăng lên lợng: Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tèt nghiÖp 86/ 116 ∆C u = γ d H d U tgϕ cu víi ϕ cu = ϕ cu1 + ∆ϕ ∆C u = γ d H d U tgϕ cu1 = 1,87.3,0.0,65.tg(180)= 1,18T/m2 Khi ®ã lùc dÝnh Cu2=Cu1+ ∆ Cu= 1,28+ 1,18 = 2,46T/m2 ChiÒu cao đắp giai đoạn 3: H3 = H3 = N c C u γ d F 5,17.2,46 = 5,67m 1,87.1,2 Kiểm tra ổn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H3= 5,67m F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; C u = 2,46 T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 5,67m; f=tg ϕ cu =tg 180 Ta cã F=3,36 >1,5 Vậy giai đoạn đắp đờng cao tới 5,67m mà đờng ổn định Do chiều cao đắp 5,60m, nên ta cần đắp đến 5,60m thỏa mÃn Qua tính toán thấy, đoạn đờng mặt cắt Km 0+950 đắp cao 5,60m, đắp trực tiếp lên lớp yếu, để đạt đợc chiều cao đắp thiết kế cần phải đắp đờng thành giai đoạn với chiều cao đắp ®Êt cho phÐp cđa tõng giai ®o¹n nh sau: Giai đoạn Chiều cao đắp (m) 2,00 3,00 5,60 Hệ số ổn định trợt F 2,28 2,78 3,36 Tại mặt cắt ngang II Chiều cao đắp kể chiều cao phòng lún 5,50 m - Chiều cao đắp giai đoạn 1: H1= N c C u γ d F Thay sè víi γ d =1,87 T/m3, F=1,2, Cu=0,9 T/m2 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 87/ 116 B , 23,00 = = 1,35 < 1,49, nªn ta lÊy Nc=5,14 Nh Nc phơ thc tû sè B’/h, h 17,00 vËy ta cã: H1= 5,14.0,9 =2,00m 1,87.1,2 Kiểm tra ổn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H1= 2,00m F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; Cu = 0,9 T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 2,00 m; f=tg ϕ cu =tg 80 Ta cã: F= 2,28 >1,2 VËy giai đoạn đắp đờng cao tới 2,00m mà đờng ổn định - Chiều cao đắp giai đoạn Giả sử sau đắp xong giai đoạn đến độ cao 2,00 m ta chê mét thêi gian cho nỊn ®Êt cè kÕt đạt 45% Giả sử lúc góc ma sát cu tăng thêm lợng 50 Lúc lực dính C tăng lên lợng: C u = γ d H d U tgϕ cu1 víi ϕ cu1 = ϕ cu + ∆ϕ ∆C u = γ d H d U tgϕ cu1 = 1,87.2,00.0,45.tg(130)= 0,39 T/m2 Khi ®ã lùc dÝnh Cu1=Cu+ ∆ Cu= 0,90+0,39= 1,29 T/m2 Chiều cao đắp giai đoạn 2: H2 = H2 = N c C u1 γ d F 5,14.1,29 = 3,00m 1,87.1,2 Kiểm tra ổn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H2= 3,00m F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; C u = 1,29T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 3,00m; f=tg ϕ cu1 =tg 130 Ta cã F=2,78 >1,2 Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 88/ 116 Vậy giai đoạn đắp đờng cao tới 3,00m mà đờng ổn định - Chiều cao đắp giai đoạn Giả sử sau đắp xong giai đoạn đến độ cao 3,00 m ta chê mét thêi gian cho nỊn ®Êt cè kÕt đạt 65% dới tải trọng đắp Giả sử lúc góc ma sát tăng thêm lợng 50, giá trị đợc kiểm tra lại qúa trinh thi công Lúc lực dính C tăng lên lợng: C u = d H d U tgϕ cu víi ϕ cu = ϕ cu1 + ∆ϕ ∆C u = γ d H d U tgϕ cu = 1,87.3, 0.0,65.tg(130 +50)= 1,18T/m2 Khi ®ã lùc dÝnh Cu2=Cu1+ ∆ Cu= 1,28+ 1,18= 2,46T/m2 Chiều cao đắp giai đoạn 3: H3 = H3 = N c C u γ d F 5,14.2,46 = 5,6m 1,87.1,2 Kiểm tra ổn định trợt cục theo công thức Goldstein với chiều cao đắp H3= 5,60m F = A f + B Cu γ d H d Thay sè víi: A = 6,10; B = 5,95; C u = 2,46T/m2; γd =1,87T/m3; Hd = 5,60 m; f=tg ϕ cu =tg 180 Ta cã F=3,38 >1,5 Để giảm giai đoạn đắp ta tăng chiều cao đắp cho đờng không bị lún trồi không bị trợt cục Vậy giai đoạn đắp đờng cao tới 5,60m mà đờng ổn định Do chiều cao đắp 5,50m, nên ta cần đắp đến 5,50m thỏa mÃn Qua tính toán thấy, đoạn đờng mặt cắt II đắp cao 5,50 m, đắp trực tiếp lên lớp đất yếu, để đạt đợc chiều cao đắp thiết kế cần phải đắp đờng thành giai đoạn với chiều cao đắp đất cho phép giai đoạn nh sau: Giai đoạn Nguyễn Thành Dơng Chiều cao đắp (m) Hệ số ổn định trợt F Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 89/ 116 2,00 3,00 5,50 2,28 2,78 3,38 T¹i mặt cắt ngang III Chiều cao đắp kể chiều cao phòng lún 5,10 m B , 22,42 = 1,40 1,49, nªn ta lÊy Nc=5,18 Nc phô thuéc tû sè B’/h, = h 13,0 Tính toán tơng tự nh mặt cắt ngang I, ta thấy đoạn đờng mặt cắt IV đắp cao 5,2 m, đắp trực tiếp lên lớp đất yếu, để đạt đợc chiều cao đắp thiết kế cần phải đắp đờng thành giai đoạn với chiều cao đắp ®Êt cho phÐp cđa tõng giai ®o¹n nh sau: Giai đoạn Chiều cao đắp (m) 2,00 3,00 5,20 Hệ số ổn định trợt F 2,28 2,78 3,45 6.2.6 Tính thời gian chờ hai giai đoạn đắp Theo phơng án thiết kế mặt cắt thiết kế bấc thấm với khoảng cách tâm bấc thấm 1,5 m Vì việc tính toán thời gian chờ đợi Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 90/ 116 giai đoạn mặt cắt xác định theo phơng pháp chung sau : Khi đắp theo giai đoạn, giả sử độ cố kết đất yếu đạt đợc sau giai đoạn là: - Giai đoạn 1: 45% - Giai đoạn 2: 65% - Giai đoạn 3: 95% Tại mặt cắt I : Km + 950 Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn Thời gian thi công đắp giai đoạn I lên 2,00m 10 ngày Độ cố kết thời điểm t đợc xác định theo công thức: U = - (1 - Uh)(1 - Uv) Víi Uh - ®é cè kÕt theo ph¬ng ngang; Uh = 1− e Th – nh©n tè thêi gian: Th = −8Th F( n ) + Fs + Fr Ch t D2e Theo tính toán trên: De = 158cm; F(n) = 2,67; FS = 1,04 ; Fr = 0,044; Cv=9,26.10-4 cm2/s= 0,008 m2/ngµy; Ch = 2,5 Cv= 0,02m2/ngµy; Th = Thay sè ta cã: 0,02.t = 8.10 −3.t (1,58) §é cè kết theo phơng thẳng đứng Uv đợc xác định cách tra bảng dựa vào nhân tố thời gian theo phơng thẳng đứng [1]: tb C Tv = v2 t Víi h=14,50m h Ta cã Tv = 0,008.t = 3,8.10 −5.t (14,50) Gi¶ thiÕt thêi gian chê sau đắp đất giai đoạn để đất đạt ®é cè kÕt U = 45% lµ: t = 1,2 tháng =36 (ngày) ta có: Th = 8.10-3.36 = 0,29 Vậy Uh = Nguyễn Thành Dơng e 8.0 , 29 , 67 +1, 04+ , 044 = 0,46 Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 91/ 116 tb Tv = Cv t = 3,8.10-5.36=0,0014 h Tra bảng ta đợc Uv = Khi ®ã U = – (1 – 0)(1 – 0,46) = 46% Nh vËy thêi gian đợi giai đoạn giai đoạn là: 1,2 tháng=36(ngày) Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn Với cách làm tơng tự nh ta có : Độ cố kết thời điểm t đợc xác định theo công thức: U = - (1 - Uh)(1 - Uv) Ta cã: Th = 0,02.t = 8.10 −3.t (1,58) 0,008.t = 3,8.10 −5.t (14,50) Tv = Gi¶ thiÕt thêi gian chờ sau đắp đất giai đoạn để đất đạt độ cố kết U = 65% là: t = tháng = 60(ngày) ta có: Th = 8.10-3.60 = 0,48 VËy Uh = 1− e −8.0 , 48 , 67 +1, 04+ , 044 = 0,65 tb C Tv = v2 t = 3,8.10-5.60=0,0023 h Tra bảng ta đợc Uv = Khi U = – (1 – 0)(1 – 0,65) = 65% Nh thời gian đợi giai đoạn giai đoạn là: tháng=60(ngày) Thời gian chờ cố kết giai đoạn Với cách làm tơng tự nh ta có: Độ cố kết thời điểm t đợc xác định theo công thức: U = - (1 - Uh)(1 - Uv) Ta cã: Th = Tv = Nguyễn Thành Dơng 0,02.t = 8.10 3.t (1,58) 0,008.t = 3,8.10 −5.t (14,50) Lớp ĐCCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tèt nghiƯp 92/ 116 Gi¶ thiÕt thêi gian chê giai ®o¹n ®Ĩ nỊn ®Êt ®¹t ®é cè kÕt U = 95% là: t = 5,8 tháng = 174 (ngày) ta cã: Th = 8.10-3.174 = 1,40 VËy Uh = 1− e −8.1, 40 , 67 +1, 04+ , 044 = 0,95 tb C Tv = v2 t = 3,8.10-5.174=0,0066 h Tra bảng ta đợc Uv = 0,096 Khi ®ã U = – (1 – 0,096)(1 – 0,95) = 95,5% Nh thời gian đợi cố kết giai đoạn là: 5,8 tháng=174(ngày) GĐ Gđ1- Gđ2 Gđ2- Gđ3 Gđ3 Thời gian chờ (ngày) 45 60 174 Th Tv Uv Uh U U% 0,29 0,48 1,40 0,0014 0,0023 0,0066 0 0,096 0,46 0,65 0,95 0,46 0,65 0,95,5 46 65 95,5 Bảng 6.2 Tổng hợp trình thi công đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang I STT Hạng mục công việc Dọn dẹp mặt + đắp lớp đệm cát, thi công bấc thấm Đắp đến chiều cao 2,00m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 3,00 m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 5,60 m Đợi đất cố kết Nguyễn Thành Dơng Thời gian thi công t ( ngày) 15 15 10 36 60 13 174 25 61 66 126 139 313 45 65 95 Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 93/ 116 H, m Chiều cao đắp 7,0 6,0 GĐ3 5,0 174 ngày 4,0 GĐ2 3,0 36 ngày 1,0 60 ngày GĐ1 2,0 25 61 66 126 139 313 t, ngày Hình 6.10 Biểu đồ đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang I Tại mặt cắt II : Km + 300 Làm tơng tự mặt cắt ta có : Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 36 ngày; Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 60 ngày; Thời gian chờ giai đoạn 174 ngày; Thời gian chờ(ngày) Gđ1- Gđ2 36 Gđ2- Gđ3 60 Gđ3 174 GĐ Th Tv Uv Uh 0,29 0,48 1,40 0,001 0,0017 0,0048 0 0,082 0,459 0,65 0,949 U U% 60 46 65 0,65 0,953 95,3 Bảng 6.3 Tổng hợp trình thi công đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang II STT Hạng mục công việc Dọn dẹp mặt + đắp lớp đệm cát, thi công bấc thấm Đắp đến chiều cao 2,00m Đợi đất cố kết Nguyễn Thành Dơng Thời gian thi công t ( ngµy) 15 15 10 36 25 61 60 Lớp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 94/ 116 Đắp đến chiều cao 3,00 m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 5,50m Đợi đất cố kết 60 13 174 66 126 139 313 80 95 H, m Chiều cao đắp 7,0 6,0 GĐ3 5,0 174 ngày 4,0 GĐ2 3,0 36 ngày 1,0 60 ngày GĐ1 2,0 25 61 66 126 139 313 t, ngày Hình 6.11 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tịa mặt cắt ngang II Tại mặt cắt ngang III: Km1+825: Tính toán tơng tự nh mặt cắt ngang I ta có thời gian chờ giai đoạn nh sau: Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 36 ngày; Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 60 ngày; Thời gian chờ giai đoạn 174 ngày; Thời gian chờ(ngày) G®1- G®2 36 G®2- G®3 60 G®3 174 Th Tv Uv Uh U U% 0,29 0,48 1,40 0,0010 0,0017 0,0048 0 0,82 0,461 0,65 0,949 0,461 0,65 0,953 46,1 65 95,3 Bảng 6.4 Tổng hợp trình thi công đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang III STT Hạng mục công việc Nguyễn Thành Dơng Thời gian thi công t ( ngày) Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Dọn dẹp mặt + đắp lớp đệm cát, thi công bấc thấm Đắp đến chiều cao 2,00m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 3,00 m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 5,10 m Đợi đất cố kết Đồ án tốt nghiệp 95/ 116 15 15 10 36 60 10 174 25 61 66 126 136 310 60 80 95 H, m ChiÒu cao đắp 7,0 6,0 GĐ3 5,0 174 ngày 4,0 GĐ2 3,0 60 ngày GĐ1 2,0 36 ngày 1,0 25 61 66 126 136 310 t, ngày Hình 6.12 Biểu đồ đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang III Tại mặt cắt ngang IV: Km2+600 Tính toán tơng tự nh hai mặt cắt ngang I ta có thời gian chờ giai đoạn nh sau: GĐ Gđ1- Gđ2 Gđ2- Gđ3 Gđ3 Thời gian chờ (ngày) 36 60 174 Th Tv Uv Uh U U% 0,29 0,48 1,40 0,0017 0,0028 0,0082 0 0.104 0,462 0,65 0,949 0,462 0,65 0,955 46,2 65,0 95,5 Bảng 6.5 Tổng hợp trình thi công đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang IV S STT Hạng mục công việc Nguyễn Thành Dơng Thêi gian thi c«ng t Lớp ĐCCT- ĐKT AK51 Trêng Đại học Mỏ- Địa chất ( ngày) 15 15 10 36 60 11 174 Dän dĐp mỈt b»ng + đắp lớp đệm cát, thi công bấc thấm Đắp đến chiều cao 2,00m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 3,00 m Đợi đất cố kết Đắp đến chiều cao 5,20 m Đợi đất cố kết Đồ án tốt nghiệp 96/ 116 25 61 66 126 137 311 80 90 95 H, m Chiều cao đắp 7,0 6,0 GĐ3 5,0 174 ngày 4,0 GĐ2 3,0 36 ngày 1,0 60 ngày GĐ1 2,0 25 61 66 126 137 311 t, ngày Hình 6.13 Biểu đồ đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang IV 6.2.7 Đệm cát Theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN262 - 2000 xử lý đất yếu bấc thấm thiết phải bố trí lớp ®Ưm c¸t Líp ®Ưm c¸t cã t¸c dơng tho¸t níc ngang phục vụ cho máy thi công bấc thấm đợc dễ dàng Chiều dày lớp đệm cát phải độ lún tổng cộng đất nhng không đợc nhỏ 50cm Độ chặt đầm nén tầng đệm cát yêu cầu đạt 0,9 độ chặt đầm nén tiêu chuẩn Chiều sâu bấc thấm xuyên qua lớp đệm cát bên trên, xuyên sâu vào đất yếu đến hết chiều dày vùng hoạt động nén ép cắt d tối thiểu khoảng 20cm phía lớp đệm cát 6.3 Quan trắc địa kỹ thuật Do kết tính toán ổn định, tính lún thiÕt kÕ xư lý nỊn ®Êt u phơ thc rÊt nhiều công tác khảo sát địa kỹ thuật, thí nghiệm phòng xử Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 Trờng Đại học Mỏ- Địa chất Đồ án tốt nghiệp 97/ 116 lý kết thí nghiệm, mặt khác độ xác kết tính toán phụ thuộc vào phơng pháp tính toán nên thờng có sai lệch so với thực tế, nhiều vợt giới hạn cho phép, ảnh hởng đến an toàn công trình Vì vậy, việc tổ chức quan trắc địa ký thuật cần thiết nhằm đánh giá kết xử lý có điều chỉnh cần thiết trình thực hiện, đảm bảo công tác xử lý đạt hiệu tốt 6.3.1 Nội dung quan trắc Để kiểm tra dự báo thiết kế, khống chế thời gian thi công bổ sung cần Khi xử lý đất yếu bấc thấm ta cần thực công tác quan trắc sau: - Quan trắc độ lún - Đo chuyển vị ngang - Đo áp lực nớc lỗ rỗng 6.3.2 Cấu tạo thiết bị quan trắc, phơng pháp quan trắc bố trí mạng lới quan trắc 6.3.2.1 Quan trắc độ lún - Cấu tạo bàn đo lún: Đợc cấu tạo gồm đế bê tông hình vuông, cạnh 80cm, dày 15cm, có hàn ống thép tròn 20 có ren đầu để nối dần thi công, bên có ống nhựa 100mm bảo vệ không cho cần đo lún tiếp xúc với mặt đất đắp - Yêu cầu lắp đặt bàn đo lún: + Đế mốc đo lún phải đặt lớp đệm cát + Chiều dài ống nhựa có chứa ống thép phải cao mặt đắp khoảng 20 cm + Trên trắc ngang bố trí ba mốc đo lún: Một mốc đờng hai mốc hai bên taluy + Đặt đo lún cho đáy nằm ngang, cọc gỗ thẳng đứng, lắp ống bảo vệ đo cao độ đỉnh cọc Đầu cọc gỗ phải dán kích thớc để quan trắc lún Dùng máy thủy bình để đo độ lún theo nguyên tắc: Trong thời kỳ đầu đắp thân đờng ngày đo lần Trong thời kỳ lu tải tuần đo lần Nguyễn Thành Dơng Lp CCT- KT AK51 ... giá điều kiện địa chất công trình đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B -Ninh Bình; Chơng Dự báo vấn đề địa chất công trình; Phần II Thiết kế xử lý đất yếu Chơng Tổng quan giải pháp xử lý. .. chứng chọn giải pháp xử lý thích hợp; Chơng Thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B -Ninh Bình; Chơng Tổ chức thi công dự toán kinh phí cho phơng án xử lý; Sinh... đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn km 0+800 đến km 3+000 tỉnh lộ 477b ninh bình ********************** Tuyến đờng tỉnh 477B Ninh Bình có tổng chiều dài 17 km Điểm đầu tuyến đờng Km 0+000