BÀI TẬP LỚN ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG

PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG, TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 01 ĐIỂM SỰ CỐ LÚN TRƯỢT NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU NÂNG CẤP ĐƯỜNG LƯƠNG ĐỊNH CỦA (ĐOẠN TỪ TRẦN NÃO ĐẾN NGUYỄN THỊ ĐỊNH)

TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== MỤC LỤC I GIỚI THIỆU CHUNG I.1 Vị trí địa lý I.2 Quy mô – tiêu chuẩn kỹ thuật I.3 Điều kiện tự nhiên .3 I.3.1Địa hình I.3.2Địa chất công trình I.4 Điều kiện thủy văn .5 II CƠ SỞ LÝ THUYẾT & KẾT QUẢ TÍNH LÚN I.5 Tiêu chuẩn độ lún I.5.1 Hệ số an toàn ổn định .6 I.6 Phương pháp tính lún I.6.1Ứng suất tải trọng đường gây I.6.2Tính toán độ lún .6 I.6.3Độ lún cố kết Sc .7 I.6.4 Dự tính độ lún cố kết theo thời gian trường hợp thoát nước phương đứng .7 I.6.5Tăng sức kháng cắt cố kết I.7 Thông số tính toán .8 I.7.1Kết tính toán độ lún I.8 Phân tích nguyên nhân gây lún I.8.1Tác động đất đắp đường I.8.2Tác động tải trọng xe I.8.3Tác động đất bên tải trọng đắp 10 III GIẢI PHÁP THIẾT KẾ .10 I.9 Đề xuất lựa chọn phương án 10 I.10 Giải pháp thiết kế xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng (DSMC) 12 I.10.1Nguyên tắc thiết kế cọc DSMC 12 I.10.2Phương án thiết kế xử lý cọc đất xi măng 14 I.11 Tính toán độ lún gia cố cọc đất xi măng 15 I.11.1Tính toán độ lún S1 16 I.11.2Tính toán độ lún S2 16 I.11.3Kết tính lún gia cố DSMC 16 Ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông =============================================================== HVTH: Trang 1/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Môn học : Địa kỹ thuật ứng dụng GVHD : Học viên : MSHV : Lớp : TIỂU LUẬN MÔN HỌC Chuyên đề: PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN, XÁC ĐỊNH CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG, TÍNH TOÁN SƠ BỘ VÀ LẬP PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ 01 ĐIỂM SỰ CỐ LÚN/ TRƯỢT NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Công trình: NÂNG CẤP ĐƯỜNG LƯƠNG ĐỊNH CỦA (ĐOẠN TỪ TRẦN NÃO ĐẾN NGUYỄN THỊ ĐỊNH) Địa điểm: PHƯỜNG AN PHÚ - QUẬN – TP HỒ CHÍ MINH I GIỚI THIỆU CHUNG I.1 Vị trí địa lý Đường Lương Định Của tuyến giao thông quan trọng khu vực Quận 2, cửa ngõ vào Khu đô thị Thủ Thiêm kết nối hạ tầng giao thông Khu đô thị Thủ Thiêm với mạng lưới giao thông vùng nhằm phục vụ cho phát triển khu dân cư số dự án khác mà phủ phê duyệt Việc nâng cấp mở rộng tuyến đường Lương Định Của nhằm đáp ứng mật độ giao thông ngày tăng, nhu cầu kết nối giao thông, hệ thống hạ tầng kỹ thuật dự án triển khai dọc tuyến phù hợp với quy hoạch phát triển hạ tầng giao thông, chỉnh trang đô thị, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội khu vực Tuyến đường sau hoàn thành kết nối Khu đô thị Thủ Thiêm với đại lộ Mai Chí Thọ Đường cao tốc Tp Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây hoàn thiện mạng lưới giao thông quận =============================================================== HVTH: Trang 2/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Hình 1: Sơ đồ vị trí tuyến đường (theo quy hoạch 1/2000 duyệt) I.2 Quy mô – tiêu chuẩn kỹ thuật Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật tuyến đường xác định theo Quy chuẩn, tiêu chuẩn, quy phạm kỹ thuật quốc gia theo Thiết kế sở phê duyệt sau: Loại công trình: Đường đô thị – Đường khu vực Cấp công trình: Cấp II Cấp kỹ thuật: 50 km/h Quy mô mặt cắt ngang: Mặt cắt ngang đường 30m gồm: 4,25m (vỉa hè) + 21,5m (lòng đường) +4,25m (vỉa hè) Tải trọng trục xe thiết kế: 120 kN I.3 Điều kiện tự nhiên I.3.1 Địa hình Địa hình khu vực: Tuyến đường Lương Định Của (đoạn từ Trần Não đến Nguyễn Thị Định) có chiều dài theo dự án duyệt 2538,87m (bao gồm cầu Ông Tranh) Đầu tuyến giao với đường Trần Não cuối tuyến giao với đại lộ Mai Chí Thọ (nút giao An Phú) Khu vực tuyến qua có địa hình tương đối phẳng cao độ trung bình khoảng +(0.50÷0.80)m, riêng vị trí mương rạch có cao độ trung bình khoảng -(0.50 ÷0.80)m Hiện trạng sử dụng đất: Khu vực tuyến dân cư tập trung đông đúc Dọc hai bên tuyến công trình, dự án triển khai nhà cửa dày đặc (nhà lầu, cấp xen kẽ số nhà tạm) trừ vị trí cống ngang đường đầu tuyến… dừa nước, xen kẽ số nhà tạm, nhà cấp Khu vực tuyến phần đất trống có dừa nước cỏ dại dày đặc, hầu hết giải toả đền bù =============================================================== HVTH: Trang 3/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Hiện trạng giao cắt tuyến: Theo trạng theo quy hoạch duyệt tuyến giao cắt với đường ngang theo dạng ngã ba, ngã tư với hình thức giao đồng mức I.3.2 Địa chất công trình Toàn tuyến có 16 lỗ khoan khảo sát địa chất (gồm 07 lỗ khoan bước DAĐT 09 lỗ khoan bước BVTC) Khoan khảo sát địa chất dọc tuyến thuộc Gói thầu 01 gồm 10 lỗ khoan, từ số liệu thu cho thấy phân chia địa tầng khu vực từ xuống gồm lớp sau đây: Lớp 1: (Đất đắp) phần đường nhựa đường, đá cát san lấp, bên lòng đường cát pha, sét pha lẫn dăm sạn màu xám đen Lớp xuất tất hố khoan khảo sát Bề dày lớp thay đổi từ 1.4m đến 2.0m Lớp 2: Bùn sét (sét tính dẻo cao, trạng thái chảy) Đây lớp đất yếu, khả chịu tải trọng công trình, tính nén lún cao Lớp xuất toàn tuyến khảo sát, bề dày lớp đường Trần Não lớn (12.5m) Tuy nhiên đến cuối tuyến bề dày lớp xuất mỏng (3.8m) Kết thí nghiệm tiêu lý cho đặc trưng sau: 01 Dung trọng tự nhiên γw = 1.52 g/cm3 02 Độ sệt B = 1.52 03 Hệ số rỗng e0 = 1.92 04 Góc ma sát φ = 4°54’ 05 Lực dính C = 0.072 Kg/cm2 Lớp 3: Sét pha, sét lẫn cát (sét dẻo thấp) màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm Đây lớp đất có tính nén lún lớn Lớp xuất dạng thấu kính, bên lớp 2, bên lớp lớp Các hố khoan khảo sát xuất lớp gồm: hố khoan LĐC3 (K0+170); HKC (K0+340); LĐC5 (K1+050); LĐC7 (K1+920); LĐC8 (K2+480): 01 Dung trọng tự nhiên γw = 1.82 g/cm3 02 Độ sệt B = 0.56 03 Hệ số rỗng e0 = 0.96 04 Góc ma sát φ = 14°20’ 05 Lực dính C = 0.19 Kg/cm2 Lớp 4: Sét tính dẻo thấp trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Lớp xuất tất hố khoan khảo sát giai đoạn Chiều sâu khảo sát chưa khảo sát hết bề dày lớp Đây lớp đất có tiêu học cao, khả chịu công trình có tải trọng nhỏ Lớp thường xuất bên lớp 2: 01 Dung trọng tự nhiên γw = 1.89 g/cm3 02 Độ sệt B = 0.33 03 Hệ số rỗng e0 = 0.81 04 Góc ma sát φ = 15°07’ 05 Lực dính C = 0.33 Kg/cm2 Lớp 5: Cát trung pha bụi sét, trạng thái dẻo, kết cấu xốp (rời rạc) đến chặt vừa Lớp xuất hố khoan HKC bên lớp LĐC7 bên lớp Chiều sâu khảo sát chưa khảo sát hết bề dày lớp Đây lớp có tiêu học trung bình: 01 Dung trọng tự nhiên γw = 1.92 g/cm3 02 Độ sệt B = 0.43 03 Hệ số rỗng e0 = 0.68 04 Góc ma sát φ = 25°04’ 05 Lực dính C = 0.05 Kg/cm2 =============================================================== HVTH: Trang 4/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Lớp 6: Cát trung pha bụi sét, trạng thái dẻo, kết cấu chặt đến chặt Lớp xuất hố khoan HKC xen kẹp lớp lớp Chiều sâu khảo sát chưa khảo sát hết bề dày lớp Đây lớp có tiêu học cao Khoan đến chiều sâu 20m chưa qua hết lớp Kết thí nghiệm lý cho đặc trưng chủ yếu sau: 01 Dung trọng tự nhiên γw = 2.01 g/cm3 02 Độ sệt B = 0.25 03 Hệ số rỗng e0 = 0.57 04 Góc ma sát φ = 32°58’ 05 Lực dính C = 0.03 Kg/cm2 Theo số liệu khảo sát địa chất khu vực tuyến nêu cho thấy tuyến qua vùng có địa chất yếu Như hữu, qua thời gian khai thác đường ổn định nên tính toán kết cấu áo đường dựa sở Môđuyn đàn hồi đường hữu Eo=700Kg/cm2  70MPa Đối với phần đường xây dựng cần có giải pháp xử lý đất yếu xây dựng kết cấu mặt đường cấp cao I.4 Điều kiện thủy văn Theo thống kê số liệu thủy văn trạm Phú An - sông Sài Gòn, số liệu thủy văn khu vực tuyến sau:  Mực nước cao Hmax (1%) = +1,76m  Mực nước cao Hmax (5%) = +1,64m  Mực nước thấp Hmin (TN) = -2,74m Theo số liệu điều tra dọc tuyến số liệu thủy văn khu vực tuyến sau:  Mực nước cao Hmax(CN) = +1,49m  Mực nước thấp Hmin(TN) = -2,35m CƠ SỞ LÝ THUYẾT & KẾT QUẢ TÍNH LÚN Các điều kiện địa chất khu vực dự án cho thấy lớp đất bề mặt khu vực dự án có lớp sét yếu với độ dày thay đổi từ 6m đến 12m Khi xây dựng tuyến đường lớp đất yếu, tải trọng đường đắp gây độ lún lớn gây ổn định Vì phải tính toán, dự báo độ lún tổng cộng kiểm tra độ ổn định đường đắp, từ đề xuất giải pháp xử lý đất yếu phù hợp nhằm đem lại hiệu đầu tư Để đảm bảo an toàn cho tuyến đường Dự án, biện pháp xử lý đất yếu DSMC, PVDV PS đề xuất Trong tiểu luận trình bày tiêu chí thiết kế giải pháp thiết kế xử lý đất yếu II I.5 Tiêu chuẩn độ lún Theo điều 1.3.5 tiêu chuẩn ngành 22TCN-211-06 sau thi công xong kết cấu áo đường, độ lún cố kết thời hạn thiết kế 15 năm, đường cấp trở lên độ lún cố kết cho phép lại 15 năm là: đoạn gần mố cầu [...]... 13/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== được ước tính dựa trên phân tích ứng suất uốn (được kiểm toán trong Bảng tính cọc đất ximăng) với độ dày đệm cát khuyến nghị tối thiểu là 70cm I.10.2 Phương án thiết kế xử lý nền bằng cọc đất xi măng Theo số liệu địa chất khảo sát dọc tuyến cho thấy khu vực tuyến là vùng địa chất yếu, lớp... ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== phương án xử lý nền bằng giải pháp Cọc đất xi măng đáp ứng về điều kiện thời gian thi công và phạm vi thi công  Dựa vào bảng dự báo lún, độ lún giữa phần đường hiện hữu và phần đường mở rộng sau khi gia cố có sự chênh lệch đáng kể Do đó giải pháp xử lý bằng cọc xi măng đất sẽ hạn chế độ lún còn lại quá lớn, ... 12/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Nếu cường độ cọc DSMC nhỏ hơn 667 kPa (= 800kPa/1.2, hệ số an toàn nhỏ hơn 1.0), tương đương với 85% cường độ thiết kế Trong trường hợp này, cần thi công cọc bổ sung để đảm bảo hệ số an toàn cho khu vực Nếu hệ số cải tạo được chọn theo %, mối quan hệ giữa ứng suất thẳng ứng thiết kế Pcol...TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== - Khó kiểm soát được hiệu quả của việc xử lý lại - Kiểm soát tốt hơn về thoát nước lỗ rỗng so với phương pháp PVD thủy lực của dòng phun khi độ sâu xây dựng lớn - Đất nền tại vị trí xử lý được cải thiện một phần bằng vật liệu cát dày lớp đất yếu - Độ lún sau khi gia cố còn lớn này rất hiệu... tác phức tạp giữa đất và xi măng Để giảm thiểu độ lún dư và hạn chế rủi ro, cọc phải được cắm xuống lớp đất sét cứng hoặc nửa cứng với giá trị SPT N lớn hơn 8 Dự kiến thi công cọc hết chiều dày lớp đất yếu, chiều dài cọc được xác định là xuống đến lớp đất cứng hoặc nửa cứng với giá trị SPT N lớn hơn 8 (Phương pháp cọc chống) c) Hệ số cải tạo Hệ số cải tạo được định nghĩa là tỷ lệ giữa lớp đất có bố trí... 800kPa (tính toán với hệ số an toàn là 1,2) nhằm đảm bảo đủ chịu ứng suất thẳng ứng thiết kế Pcol tác dụng trên tiết diện cọc, ứng suất này được tính toán căn cứ trên tải trọng nền đường đắp và hoạt tải Cường độ thiết kế của DSMC được xác định như sau: quck = Pcol x Fs Trong đó:  quck: cường độ thiết kế của DSMC  Pcol: ứng suất thiết kế tác dụng trên cọc  Fs: hệ số an toàn (Fs=1,2) ===============================================================... đất gia cố xi măng: +0,5m  Cao độ đỉnh cọc đất gia cố xi măng được xác định theo cao độ bố trí các hệ thống hạ tầng kỹ thuật, thay đổi từ -0,5m đến +0,5m  Phần vỉa hè (rộng 4,25m): Hệ thống hạ tầng kỹ thuật và tiện ích được bố trí chủ yếu trên phần vỉa hè gồm hệ thống cống dọc, hào kỹ thuật và ống cấp nước d150~250mm, Cao độ đỉnh cọc đất gia cố xi măng: +1,1m Hình 3: Xử lý nền bằng Cọc xi măng đất... - độ lún của đất chưa gia cố, dưới mũi trụ Hình 4: Mô hình tính lún của nền gia cố cọc đất xi măng khi tải trọng tác dụng chưa vượt quá sức chịu tải cho phép của vật liệu trụ =============================================================== HVTH: Trang 15/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== I.11.1 Tính toán độ lún S1 I.11.2 Tính... xét sự phân tán của cường độ cọc khi thi công DSMC thực tế, giá trị cường độ thiết kế được chọn cho TKTC là 800kPa Ứng suất thẳng ứng thiết kế tác dụng lên khu vực cọc Pcol và hệ số an toàn Fs với chiều cao đắp H=1m, 2m và 3m được trình bày dưới đây: Chiều cao đắp, H Ứng suất thẳng ứng trên tiết diện cọc, Pcol Hệ số an toàn, Fs = quck / Pcol m kN/m2 1 308.29 2.59 2 385.06 2.08 3 526.4 1.52 Khi thiết... độ đáy cọc phụ thuộc vào chiều dày lớp đất yếu, chiều cao đắp và được thiết kế theo từng phân đoạn =============================================================== HVTH: Trang 14/17 TIỂU LUẬN: ĐỊA KỸ THUẬT ỨNG DỤNG GVHD: TS =============================================================== Chiều sâu gia cố thay đổi theo từng khu vực, cụ thể theo bảng sau: Khu vực Khu vực I Khu vực II Khu vực III Khu vực