BÀI THUYẾT TRÌNH xử lý nền đất yếu BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY đất (đệm cát)

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT CƠ SỞ THÁI NGUYÊN H BÀI THUYẾT TRÌNH XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT ( ĐỆM CÁT) LỚP 64DCCD03: NHÓM GVHD: BÙI THỊ THÙY sinh viên thực hiện: Lê Tuấn Anh Nguyễn Tuấn Anh Phạm Ngọc Cảnh Hoàng Ngọc Đoàn BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT ( ĐỆM CÁT) KHÁI NI ỆM  Thay đất đào bỏ phần lớp đất yếu đến chiều sâu tính toán yêu cầu sau thay lớp cát, cuội sỏi đầm chặt; vật liệu thường sử dụng cát nên phương pháp có tên gọi đệm cát Như phía tầng đệm cát tầng đất yếu tầng đệm cát xem lớp balát móng công trình  Khi lớp đất yếu đáy móng bão hòa nước sét nhão, cát pha, sét pha nhão, bùn, than bùn; có chiều dày nhỏ 3m, lớp đất chịu lực tốt, đồng thời xuất nước áp lực cao thay đệm cát đệm đá, sỏi Với đệm cát ứng suất giảm theo chiều sâu lớp đệm đệm đá sỏi có độ cứng lớn nên ứng suất không thay đổi theo chiều sâu Do đệm đá sỏi coi phận móng coi lớp đệm móng nông đặt thiên nhiên Nhóm Tác dụng tầng đệm cát   Lớp đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực truyền tải trọng công trình xuống lớp đất thiên nhiên Làm tăng sức chịu tải đất Làm giảm độ lún móng; giảm độ lún lệch móng có phân bố lại ứng suất tải trọng gây đất tầng đệm cát   Giảm chiều sâu chôn móng từ giảm khối lượng vật liệu xây móng Ngoài tầng đệm cát tăng nhanh khả thoát nước cố kết từ phía đất yếu lên mặt đất tự nhiên tác dụng tải trọng công trình Tuy nhiên, sử dụng biện pháp đệm cát cần phải ý đến trường hợp sinh tượng cát chảy, xói ngầm nước ngầm tượng hóa lỏng tác dụng tải trọng động Nhóm Những trường hợp sau không nên sử dụng đệm cát : • Lớp đất phải thay có chiều dày lớn 3m, lúc đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế • Mực nước ngầm cao có áp Lúc hạ mực nước ngầm tốn đệm cát không ổn định Nhóm Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng  Ưu, Nhược Điểm:  Ưu Điểm   Phương pháp đệm cát thi công đơn giản rẻ tiền áp dụng cho công trình có tải trọng nhỏ lớp đất yếu nằm gần mặt phương pháp có nhược điểm khối lượng đào đắp tương đối lớn có khả đẩy giá thành công trình tăng lên chiều dày tầng đệm cát lớn Nhược Điểm  tầng đệm cát nằm vùng có nước ngầm thay đổi tương lai có nguy tầng đệm cát bị nước ngầm dẫn đến gây khả lún sụt cục cho công trình giảm độ chặt Nhóm  Phạm vi áp dụng:  Dưới đáy móng tầng đất yếu, tải trọng cho phép nhỏ, để chịu lực cần đặt đáy móng sâu vây thi công lại khó khăn giá thành tăng cao  Những công trình chịu tải trọng không lớn không yêu cầu chặt chẽ biến dạng lún  Những nơi mực nước ngầm ổn định nước ngầm  Sử dụng hiệu cho lớp đất yếu trạng thái bão hòa nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) chiều dày lớp đất yếu nhỏ 3m Nhóm Thiết Kế Lớp Đệm Cát:  Vật Liệu Làm Đệm Cát: Cát to cát hạt trung hai loại cát làm lớp đệm tốt sau đầm chặt, đạt độ chặt cao, chịu tải trọng lớn công trình không di động tác dụng nước ngầm Ở nước ta dùng cát vàng (hạt trung) hay cát đen (hạt nhỏ) làm đệm cát Cát vàng làm đệm cát tốt hơn, giá thành cao Dùng cát đen hạ giá thành 40 - 60% so cát vàng, độ chặt hơn, dễ di động tác dụng nước đất có áp lực cao; dùng cát đen làm đệm cát công trình loại nhỏ, loại vừa điều kiện địa chất thuỷ văn thích hợp Để lớp đệm cát ổn định đất yếu tác dụng tải trọng công trình, nên chọn loại cát thoả mãn số điều kiện sau: Nhóm  Với cát vàng: hàm lượng SiO2 không nhỏ 70%, hàm lượng hữu không lớn 5%, hàm lượng mica nên nhỏ 1,5% Cỡ hạt d > 0,25mm chiếm 50% trọng lượng, cấp phối rải d = - 0,25mm  Với cát đen; hàm lượng SiO2 không nhỏ 80%, hàm lượng hữu không lớn 2%, hàm lượng mica hàm lượng sét nên nhỏ 2% Nhóm o Có thể trộn 70% cát vàng với 30% cát đen hay ba phần sỏi với hai phần cát vàng (sỏi có cỡ hạt 20 - 30mm)  Thiết kế lớp đệm cát Khi thiết kế lớp đệm cát, yêu cầu phải đảm bảo điều kiện sau đây: - Lớp đệm cát ổn định tác dụng tải trọng công trình; - Áp lực mặt lớp đất yếu đáy lớp đệm tải trọng công trình gây phải nhỏ áp lực tiêu chuẩn mặt lớp đất đó; - Độ lún toàn lớp đệm lớp đất nằm độ lún không móng phải nhỏ giá trị giới hạn quy định quy phạm thiết kế -Khi có đệm cát, đất trở thành môi trường lớp có tính chất hoàn toàn khác nhau, lớp đệm cát có kích thước giới hạn lớp đất yếu có kích thước phát triển vô hạn theo hướng Tuy nhiên tính toán, người ta coi lớp đệm cát phận đất tức đồng biến dạng tuyến tính Với quan điểm này, kích thước lớp đệm cát thiết kế phải thỏa mãn: Nhóm σ1 + σ ≤ R H (5.49) P TÇng ®Öm c¸t Hình 5.36 Lớp đệm cát đáy móng Nhóm Trong Đó: - σ1: ứng suất thường xuyên trọng lượng thân đất đệm cát tác dụng mặt đất yếu đáy lớp đệm cát σ1 = γđ.h + γc.d (5.50) - γđ, γc: trọng lượng thể tích đất yếu cát làm đệm; - h: khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất; - d: chiều dày lớp đệm cát; - σ2: ứng suất tải trọng công trình gây mặt lớp đất yếu đáy đệm cát; σ2 = α0.(σ0 – γđ.h) (5.51) - α0: hệ số xét đến thay đổi ứng suất theo chiều sâu phụ thuộc vào chiều dài móng l, chiều rộng móng b khoảng cách từ đáy móng đến đáy lớp đệm cát (tra Hình 5.37); - σ0: ứng suất bề mặt tầng đệm cát trọng tâm đáy móng Nhóm σ0 = N/F (5.52) - N: tổ hợp tải trọng thẳng đứng trọng tâm đáy móng; - F: diện tích đáy móng; - R : sức chịu tải đất yếu đáy lớp đệm cát H Chiều dày lớp đệm cát hc xác định theo công thức: hc = K.b (5.53) - K: hệ số phụ thuộc tỉ số l/b R /R , tra từ toán đồ Hình 5.37; - R , R : sức chịu tải đệm cát đất yếu xác định từ thí nghiệm trường Nhóm Hình 5.37 Toán đồ xác định hệ số K  Thi công đệm cát Hiệu đệm cát phụ thuộc phần lớn vào chất lượng công tác thi công, phải đầm nén đảm bảo đủ độ chặt không làm phá hoại kết cấu lớp đất bên Trường hợp nước ngầm, cát đổ lớp dày khoảng 20cm, làm chặt đầm lăn, đầm rung… có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ mực nước ngầm dùng biện pháp thi công nước Nhóm  Độ ẩm đầm nén tốt cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công thức sau : wtn = Trong : 0.7eγ n γs ( 5.54 ) e - hệ số rỗng cát trước đầm nén; γ n - trọng lượng riêng nước = 10 KN/m ; γ s - trọng lượng riêng cát Sau đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt đệm cát cách sử dụng xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh xuyên động Nhóm Một số hình ảnh phương pháp thay đất đệm cát: Nhóm Cảm ơn Cô Bạn Đã ý lắng nghe Chúc người có ngày làm việc vui vẻ ^^! [...]... do trọng lượng bản thân đất nền và đệm cát tác dụng trên mặt đất yếu tại đáy lớp đệm cát σ1 = γđ.h + γc.d (5.50) - γđ, γc: trọng lượng thể tích của đất yếu và cát làm đệm; - h: khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất; - d: chiều dày lớp đệm cát; - σ2: ứng suất do tải trọng công trình gây ra trên mặt lớp đất yếu tại đáy đệm cát; σ2 = α0.(σ0 – γđ.h) (5.51) - α0: hệ số xét đến sự thay đổi ứng suất theo chiều... khi đầm nén; 3 γ n - trọng lượng riêng của nước = 10 KN/m ; γ s - trọng lượng riêng của cát Sau khi đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt của đệm cát bằng cách sử dụng xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh hoặc xuyên động Nhóm 7 Một số hình ảnh về phương pháp thay đất bằng đệm cát: Nhóm 7 Cảm ơn Cô và các Bạn Đã chú ý lắng nghe Chúc mọi người có một ngày làm việc vui vẻ ^^! ... trọng thẳng đứng tại trọng tâm đáy móng; - F: diện tích đáy móng; - R : sức chịu tải của nền đất yếu dưới đáy lớp đệm cát H Chiều dày lớp đệm cát hc được xác định theo công thức: hc = K.b (5.53) - K: hệ số phụ thuộc tỉ số l/b và R /R , tra từ toán đồ Hình 5.37; 1 2 - R , R : sức chịu tải của đệm cát và của đất yếu xác định từ thí nghiệm tại hiện trường 1 2 Nhóm 7 Hình 5.37 Toán đồ xác định hệ số K... chất lượng công tác thi công, do vậy phải đầm nén đảm bảo đủ độ chặt và không làm phá hoại kết cấu của lớp đất bên dưới Trường hợp không có nước ngầm, cát được đổ từng lớp dày khoảng 20cm, làm chặt bằng đầm lăn, đầm rung… khi có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ mực nước ngầm hoặc dùng biện pháp thi công trong nước Nhóm 7  Độ ẩm đầm nén tốt nhất của cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công thức ...BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT ( ĐỆM CÁT) KHÁI NI ỆM  Thay đất đào bỏ phần lớp đất yếu đến chiều sâu tính toán yêu cầu sau thay lớp cát, cuội sỏi đầm... chặt; vật liệu thường sử dụng cát nên phương pháp có tên gọi đệm cát Như phía tầng đệm cát tầng đất yếu tầng đệm cát xem lớp balát móng công trình  Khi lớp đất yếu đáy móng bão hòa nước sét nhão,... dụng  Ưu, Nhược Điểm:  Ưu Điểm   Phương pháp đệm cát thi công đơn giản rẻ tiền áp dụng cho công trình có tải trọng nhỏ lớp đất yếu nằm gần mặt phương pháp có nhược điểm khối lượng đào đắp