Bấc thấm ngang có hình dạng và cấu tạo tương tự như bấc thấm thông thường (sử dụng trong gia cố nền theo phương pháp thoát nước đứng), nhưng bấc thấm ngang có kích cỡ lớn hơn. Bấc thấm ngang có các loại với mặt cắt ngang như sau: 0.8cm x 15cm, 0.8cm x 20cm, 0.8cm x 30cm, 0.8cm x 60cm…; đối với chiều dài của bấc thấm ngang thường theo thành phẩm của nhà sản xuất như 50m hoặc 100m và tùy theo nhu cầu lấp đặt.
Trang 1Thuyết minh Thiết kế thử nghiệm
THUYẾT MINH THIẾT KẾ THỬ NGHIỆM BẤC THẤM NGANG
1 Đoạn thử nghiệm
Bấc thấm thoát nước ngang được thử nghiệm tại Km94+390-:-Km94+440 (chiều dài 50m) thuộc gói thầu EX-9
Đoạn tham chiếu tại Km94+340-:-KM94+390 dùng đệm cát thoát nước để so sánh với đoạn thử nghiệm bấc thấm ngang
Theo Hồ sơ TKKT và trắc dọc địa chất hai đoạn thử nghiệm và tham chiếu có các điều kiện địa chất và điều kiện nền tương đương (chiều dày đất yếu, chiều sâu xử lý, khoảng cách PVD và tổng độ lún) của hai đoạn khác nhau từ 5-7%, tối đa 10% Vì vậy về cơ bản
có thể dùng kết quả của đoạn tham chiếu để kiểm tra đoạn thử nghiệm
2 Tính toán thiết kế bấc thấm ngang
2.1 Cấu tạo bấc thấm ngang
Bấc thấm ngang có hình dạng và cấu tạo tương tự như bấc thấm thông thường (sử dụng trong gia cố nền theo phương pháp thoát nước đứng), nhưng bấc thấm ngang có kích cỡ lớn hơn
Bấc thấm ngang có các loại với mặt cắt ngang như sau: 0.8cm x 15cm, 0.8cm x 20cm, 0.8cm x 30cm, 0.8cm x 60cm…; đối với chiều dài của bấc thấm ngang thường theo thành phẩm của nhà sản xuất như 50m hoặc 100m và tùy theo nhu cầu lấp đặt Đoạn thử nghiệm thử nghiệm loại bấc thấm ngang T-200 có thông số chung sản phẩm xuất xưởng như sau:
Bảng 1: Thông số chung sản phẩm xuất xưởng
Loại bấc
thấm
ngang
Rộng (cm) Chiều dàicuộn (m) Bề dày(cm)
Trọng lượng (kg)
Container 20FT 40FT HQ’Container
T-200 20 50 8 7.10 (233 cuộn) 11500m (576 cuộn) 28800m
(151 cuộn)
19200m (384 cuộn) T-600 60 50 8 20.30 (269 cuộn)3450m (192 cuộn)9600m
Trang 2Hình II-1 Hình dạng cấu tạo bấc thấm ngang.
Cấu tạo của bấc thấm ngang gồm 2 bộ phận chính, đó là:
- Lõi bấc: được cấu tạo thành các rảnh dùng để dẫn nước, thường được chế tạo bằng Polyvinyl Chloride hoặc Polyolefin;
- Lớp vỏ lọc: dùng để lọc nước thoát ra từ đất sau đó thông qua lõi bấc thoát nước
ra khỏi đất nền, thường được chế tạo bằng Polyester (không dệt)
Hình II-2 Mặt cắt ngang cấu trúc bấc thấm ngang.
2.2 Tính toán thiết kế bấc thấm ngang
2.2.1 Tính mềm dẻo và co giãn
Bấc thấm ngang có thể kéo giãn dọc theo đất nền hoặc theo sự biến dạng của nền
0.8 c m
Vỏ lọc
Rảnh
Hướng thoát nước dọc bấc Lõi
bấc
Nước từ nền đường
Vỏ lọc
Rảnh
Trang 3Thuyết minh Thiết kế thử nghiệm
đắp là 1.175m và bề rộng nửa nền đắp là 28.5m, biến dạng theo trục của bấc thấm ngang được tính là 2m/(28.5+1.175*1.5)m = 6.6%, giá trị này đảm bảo yêu cầu cho phép của BTN là < 25%
Với kết quả tính toán nêu trên có thể khẳng định tính mềm dẻo và co giãn của bấc thấm ngang đảm bảo tính liên tục khi nền đắp lún đến độ lún tính toán
2.2.2 Năng lực thoát nước
Bấc thấm ngang được thiết kế với khả năng thoát nước giống như đệm cát
Lưu lượng thoát nước của vật liệu bấc thấm ngang được thực hiện dựa vào công thức thông thường như tính toán đối với bấc thấm ngang như sau:
Q = ks * i * A (m3/s)
Trong đó: - i: gradient thủy lực;
- ks: hệ số thấm (m/giây)
- A = w * h + w: chiều rộng đơn vị của bấc thấm ngang (m);
+ h: chiều dày của bấc thấm ngang (m);
Việc xác định các thông số phục vụ cho tính toán năng lực thoát nước ngang của vật liệu bấc thấm ngang được thực hiện thông qua các biểu chỉ tiêu do nhà sản xuất cung cấp; từ các thông số đó, có thể xác định được lưu lượng thoát nước của vật liệu bấc thấm ngang Tính toán cho đoạn thử nghiệm thể hiện như sau:
Bảng 2: Bấc thấm ngang
Chiều rộng bấc, [1] m 0.2 0.3 Đặc tính sản phẩm Chiều dày bấc, [2] m 0.008 0.008 Đặc tính sản phẩm Diện tích bấc, [3]=[1]*[2] m 2 0.0016 0.0024
Hệ số thấm k của BTN, [4] m/s 0.15 0.15 Đặc tính sản phẩm
Độ dốc thủy lực i, [5] 0.1 0.1
Hệ số an toàn=1.5, [6] 1.5 1.5
Q=kiA, [7]=([4]x[5]x[3])/[6] m 3 /s 1.6 x 10-5 2.4 x 10-5 Lưu lượng thoát
nước
Chiều rộng tương đương với lớp đệm cát thoát nước có thể được tính như sau:
Loại bấc ngang
Mô tả
Trang 4Bảng 3: Đệm cát CSB
Q=kiA, [1] m 3 /s 1.6 x 10-5 2.4 x 10-5 Lưu lượng thoát
Hệ số thấm k của CSB, [2] m/s 0.00005 0.00005 Tiêu chuẩn kỹ thuật
Độ dốc thủy lực i, [3] 0.1 0.1
Diện tích đệm cát, [4]=[1]/
([2]x[3])
Chiều dày đệm cát, [5] m 0.8 0.8 Tiêu chuẩn kỹ thuật Chiều rộng đệm cát, [6]=[4]/
[5]
Tính toán trên cho thấy lưu lượng thoát nước bởi 20cm chiều rộng bấc thấm ngang (T-200) với khoảng cách 4.0m tương đương với chiều dày của lớp đệm cát 0.8m tại cùng
mặt cắt (chiều dày 0.8m được thiết kế cho đoạn thử nghiệm) Nói cách khác 0.2m bề
rộng bấc thấm ngang có thể thay thế cho 4m chiều rộng lớp đệm cát với chiều dày 0.8m.
Theo tính toán như trên, tại đoạn thử nghiệm với khoảng cách bấc thấm đứng 1.0m, chọn khoảng cách bấc thấm ngang là 2.0m (tức là bố trí một hàng bấc thấm ngang cho hai hàng bấc thấm đứng)
2.2.3 Cách bố trí và phương pháp lắp đặt bấc thấm ngang
Với khoảng cách bấc thấm đứng đoạn thử nghiệm là 1.0m thì bố trí một hàng bấc thấm ngang cho hai hàng bấc thấm đứng, tất cả bấc thấm đứng sẽ được nối với bấc thấm ngang Do nền đường có chiều rộng thay đổi (trung bình 57.5m) cho nên sẽ bố trí bốn hàng bấc thấm ngang dọc theo tim đường (khoảng cách 12.0m) nhằm liên thông các bấc thấm ngang lại với nhau và tăng khả năng thoát nước cả 1 hệ bấc thấm ngang
Sơ đồ bố trí bấc thấm đứng với bấc thấm ngang như sau:
Loại bấc ngang
Mô tả
Trang 5Thuyết minh Thiết kế thử nghiệm
Bac tham ngang
a
c
a
a/2+b/2+0.1 a/2
b b
a a
a 0.1
a/2 0.1 a
Bac tham ngang Bac tham dung
b+0.1*2 a/2+b/2+0.1
b
a
Ghi chú:
- a: Khoảng cách bấc thấm đứng;
- b: Bề rộng bấc thấm ngang;
- c: Khoảng cách bấc thấm ngang;
Bảng 4: Bố trí BTN với PVD
Khoảng cách
PVD (a), m Chiều rộng BTN(b), m Chiều cao cắt bấc đứng(a/2+b/2+0.1), m Khoảng cáchBTN (c), m
Trang 63 Quan trắc
Trên mỗi đoạn thử nghiệm và đoạn tham chiếu bố trí các thiết bị quan trắc để thu thập độ lún và chuyển vị ngang theo thời gian và sự làm việc của đệm cát và bấc thấm
ngang (chi tiết trong bản vẽ PHD/03-:-05).
Bảng 5: Khối lượng thiết bị quan trắc
1 Quan trắc độ lún của nền đắp qua bàn đo lún (SSP) Cái 6
2 Quan trắc mực nước dưới đất qua
3 Quan trắc dịch chuyển ngang của nền đường qua cọc chuyển vị ngang Cọc 20
4 Khối lượng thử nghiệm
Khối lượng thử nghiệm bấc thấm ngang được tổng hợp theo bảng sau:
Bảng 6: Khối lượng cho đoạn thử nghiệm bấc thấm ngang
1 Quan trắc độ lún của nền đắp qua bàn đo lún (SSP) Cái 6
2 Quan trắc mực nước dưới đất qua giếng quan trắc (OW) Điểm 2
3 Quan trắc dịch chuyển ngang của nền
đường qua cọc chuyển vị ngang Cọc 20
5 Cát đắp nền K95 (thay lớp đệm cát) m3 2181
6 Bao tải cát bảo vệ vải địa kỹ thuật m3 139.4 3 lớp bao tảicát bảo vệ
5 Tiến trình thi công
Chuẩn bị mặt bằng thi công
Đắp lớp cát K95 dày 0.4m trên mặt đất tư nhiên để đảm bảo cho máy thi công cắm bấc thấm
Thi công cắm bấc thấm theo đúng như Hồ sơ TKKT với chiều cao bấc thấm nhô cao trên mặt đất 0.7m (xem bản vẽ PHD/05)
Thi công lắp đặt các thiết bị quan trắc (xem bản vẽ PHD/01)
Trang 7Thuyết minh Thiết kế thử nghiệm
Nối bấc thấm ngang với bấc thấm đứng (xem bản vẽ PHD/05)
Đắp các lớp cát K95 nền đường theo đúng Hồ sơ TKKT
Quan trắc, lập báo cáo và đánh giá tổng kết đoạn thử nghiệm (xem kế hoạch quan trắc bấc thấm ngang)
Các tài liệu tham khảo:
1 Đề xuất kỹ thuật về việc sử dụng bấc thấm ngang tại đường mới Thủ Thiêm Dự án Đại lộ Đông Tây tại TPHCM của Công ty OBYASHI
2 Luận văn Thạc sỹ “Nghiên cứu và sử dụng vật liệu BTN thay cho tầng đệm cát thoát nước ngang khi xây dựng nền đường trên đất yếu ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long” của Lâm Nhật Quang.
3 Các tài liệu về vật liệu BTN của nhà sản xuất Thai Miltec.