- Chương 4: Gia cố nên
đường Giải pháp này thường được bối trí chống trượt sau lưng tường chống, các taluy Xưnane===n
a ces
Nan 1985 chung téi da cho thực hiện lân đầu tiên giải pháp này bằng cách sử dụng lỗ ôỏ được R
chẻ làm 4 đan lại thành những
tấm vỉ 40 cmẺ để giai cố cho nên
làm con đường băng qua rạch Văn Thánh rộng 250m vào khu | du lịch Văn Thánh, lịng sơng sâu 3 S5 mét, thuỷ triều lên xuống 3mét
và bao thành cái hỗ cho khu giải x
trí này 3
II CU TRAM:
Sử dụng rất có hiệu qủa cho địa chất có lớp bùn mỏng < 5 m, khi đó cừ tràm làm việc như cây cọc chịu trên đất tốt Một số nơi khu vực thành phố hỗ chí Minh có được diều kiện như vậy Như ở Q4 hay Q1 dọc theo bến Chương Dương hâu hết được cấu tạo trên là lớp bùn sét chiêu dây có thay đổi có nơi chỉ 5 mét, hay cá biệt
phiá Nam ngã tư Hàng Xanh lớp bùn sét chỉ dây có 3 mét trên lớp đất cát, đây là
điểu kiện rất thuận lợi cho việc cho việc sử dung cif tram này, còn khi dùng phải chú ý đến biến dạng nên dưới cọc tràm, một phần là do hệ số rỗng đất này rất lớn
(>1.8) đông thời khả năng biến dạng thứ cấp khá lớn và cũng thường xấp xỉ bằng
với biến dạng cố kết
> Khả năng chịu tải:
Vấn còn rất nhiều tranh cải xung
quanh việc xác khả năng chịu tải của cừ tram, theo chiing tối cách hay nhất là
theo chỉ dân của sách NAVFAC DM7, mà
ngày xưa trước năm 1975 TS Phan ngọc
Thể thường hay dùng
Theo chỉ dẩn của cách tính này thì
cọc làm việc được như là 1 bó, có điện tích đáy của móng (ọ = O) và chiều đái
của cọc Điều náy cũng rất hứu lý là ví
do bàn thân cọc không thẳng, cong, khi
đóng đan chéo lẩn nhau liên kết thành một khối, bó Sức mang của bó cọc lúc
Trang 2
Chương 4: Gia cố nền
a Thanh phan chịu mũi Qạ:
Qm =4„-J„ Trong đó gạ có thể xác định theo công thức:
q„=7#.2Z,M.+cN,
với ọ =O, ta có Nạ= I và N.=9
a Thành phần bám dính QO}
Ø;= ƒ,.F„ =U.L7,
Thanh phan bám dính ƒ; này có thể lấy bằng lực dính c
js =e
Như vậy theo chi dan nay thì khả năng chịu tải sẽ tính cho từng móng riêng
rẽ do Fm„ khác nhau có nghĩa là trên một đơn vị diện tích sức chịu tai móng sẽ khác
nhau
Vấn để của cọc tràm là độ lún của móng sẽ là bao nhiêu (trong lớp bùn sét)
chứ không phải là chịu lực được bao nhiêu như nhiễu người vẫn nghi Ở đây nếu
như chúng ta xem như là móng khối quy ước thì có một số vấn để như sau:
a Móng khối quy ước (bó cừ) làm việc nhờ chủ yếu vào lực bám dính xung
quanh Q; do đó nếu đưa tồn bộ tải trọng xuống thẳng dưới đáy mũi cử thì
trường hợp này không hợp lý nên ứng suất tính ra tại mũi cừ vượt rất
nhiều so với khả năng chịu tải nẻn dưới mủi cử do đó khơng kiểm tra điều
kiện này |
a Do tải trong truyén thang xuống mỗi cừ không trừ di thành phản bám
dính xung quanh tạo nên ứng suất tại mũi cử lớn hơn so với thực tế đo đó
khi tính lún sẽ cho gíá trí lớn hơn Tuy nhiên do độ lún thứ cấp của đất
bùn này rất lớn nên thực tế quan sát được cho thấy độ lún tính như trên
tương đương với độ lún thực của cơng trình
Chung cư Đỉnh bộ Lĩnh 5 tầng
Dùng móng băng trên cử tràm
Như vậy chúng ta cần thiết tính lún và tính theo như phương pháp cùa móng khối quy ước
NEN MONG - 171 Th.S 2 awk Wadag
Trang 3
Chương 4: Gia cố nền
IIL DEM CAT:
Được dùng khá hiệu qủa cho nên đường trên nẻn đất bùn sét bào hoà nước tuy nhiên giải pháp này còn bị hạn chế rất nhiều do chiêu sâu đệm cát ảnh hướng
đến điều kiện thi công
Hầu hết các đường qua khu vực đất yếu tại Thành phố Hơ chí Minh như Điện biên Phủ, Đinh bộ Lĩnh, đường Ð2 đêu dùng giải pháp này
Trong một số các địa chất ở vùng mực nườc ngầm sâu không sử dụng được
cho cif tram như khu vực đường 26/3 Q Gò Vấp là vùng thấp cận bên dưới, lớp
trên cấu tạo bằng lớp sét yếu mẫu đen ẩm khơng bảo hồ thích hợp cho đệm cát
và khi đào không bị ngập nước
20 Rd/Ry 18 14 121 > Tính tốn đệm cát:
Cát dùng làm đệm là loại cát thô sạch, khi
đâm chặt khả năng chịu tai tdi thiéu 14 200 kPa
Chiêu dây đệm cát được xác định theo biểu dé:
10} ae , Wid ha 0 1 1.5 2.5 3 hd/Bm c—w RỘNG ĐÁY om 9
Do d6 diéu kién quyét dinh kich thudc va chiéu ddy đệm cát tuỳ thuộc vào ứng suất còn lại dưới đáy đệm cát tác dụng lên lớp đất yếu
Điều kiện cần phải thoả là ngay tại đáy đệm cat “Ung suất gây lún cịn lại cơng với ứng suất do trọng lượng bản thân < Khả năng chịu tải của lớp đất yếu”
ơ”a+ơ#l¿< Ry
Trong đó
‘a - Ung suất do trọng lượng bản thân tại đáy đệm '+ - Ứng suất gây lún tại đáy đệm
NỀN MÓNG - 172 _Th.S £6 anh Wadag
Trang 4
_ Chương 4: Gia cố nền
R”, - Tải trọng tiêu chuẩn ngay tại lớp đất yếu được xác định theo bể rộng
Bay của diện tích tính quy như sau:
te
N ¬-
Ty a và với Fau = Bay-Lay hay By, = IF,
Điều kiện cuối cùng phải được kiểm tra là d6 lin S < Sgn
1V GIẾNG CÁT
Mục đích làm tăng nhanh và gia tải để nên đất lún phân lớn độ lún trước khi
sử dụng cơng trình
Cát là vật liệu phổ biến được đóng xuống nên tới chiều sâu H cần nén chặt thông qua ống thép tạo thành đường kính d cọc cát,
Giếng cát được đóng theo mạng tam giác đều để tạo nên vùng ảnh hưởng kín
hơn, bán kính ảnh hưởng của giếng cát là:
R = 0.525xL,
Trong đó:
L¿ - khoảng cách 2 giếng cát thường được lấy = 5 d.; 7d.; 10d,; 15d, để thuận
lợi cho việc tính tốn tra biểu đô
0.0 0.17
2 0.2} 2 fee ee on NGA OSES [ocd pccnsnsasanamee
®
043 HH SAN sa
O KO ORNS oc
O Fete te ee ee ects obra b debra Ố> ` &
8 0.5 {7 rr re fifi coe cies aed NEN EARN NAR > hen he << ếéẻẽẻốốhxYẽ Yểh*<``v A4
0.6]: 0.7
Oe `." ắn.Ắắ
2 ~_ TA an SSR
0.01 0.05 0.1 05 1 2 3 5 1Ô
THỪA SỐ THỜI GIAN TR
Để hổ trợ cho cơng tác tính tốn giếng cát, cơng tác thí nghiệm phải thật kỹ
lưởng khi thí nghiệm nén cốt kết mểu đất Thí nghiệm này phải được báo cáo chỉ tiết hệ số cố kết Cụ cho từng cấp tải trọng theo thời gian
Độ lún của nên gia tải giếng cát có hai dạng độ lún đồng déu và không đồng
đều tuy nhiên khi quá trình cố kết > 50% thì hai dạng gần như nhau
Công thức của Evgenêv kiến nghị:
é,-€, d, S=(Ty é, L? “
Bang tra Up% theo Tạ và rt khoảng cách 2 cọc cát
Trang 5
Chương 4: Gia cố nền \ Le 7 Lc TC Lu |
BIẾN DẠNG KHÔNG ĐỀU BIẾN DẠNG ĐỀU
Thừa số cố kết theo phương đứng:
Cyt z— H?
Thừa số cố kết theo phương xuyên tâm: Ct Tp = n2
Chọn thời gian chất tãi t, tính ra Tz và Tạ tương ứng theo đỗ thi cho ra Uz% và
Un%; Mức độ cố kết tổng hợp sẽ là
(1-U%)=(1-Un%)(1-Uz%) °
Ta có thể xác dịnh lại z tương ứng sau thời gian f này nhờ vào đường cong
nén lún ¿- p Từ đó tính ra sức chịu tải mới dé chất tải đợt 2
> Khi thời gian chất kéo dài đến thời gian í¿ mới đạt được tải trọng cẩn thiết, ta tính các thừa số thời glan Tz„ và To và sử dụng các toán đồ sau:
Trang 6
Chương 4: Gia cố nên
Thừa số cố kết theo phương đứng:
C,.t,
H
Điều kiện thoát nước thẳng đứng tương ứng với hai giá tri T; uà Tz„ cho ta xác định ,z% thẳng đứng
Tyo=
Cpl R?
Biểu đô cho ta xác dịnh tương ứng với 2 trường hợp n = 5 và n = 10 của thoát
nước xuyên tâm
Thừa số cố kết theo phương xuyên tâm: 7ø =
Trang 7
Chương 4: Giai cố nền
D
Địa chết công trừnh:
Đất loại bùn sét dầy 1O mét, mực nước ngay tại mặt đất:
¢ Dung trong y= 14.5 kN/m’; c = 6.5 kPa; 9 = O; & = 2.096
¢ Thi nghiém cé két: Ap lực kPa 0 25 ĐÓ 100 Hệ số rỗng 2.096 1.914 1.705 1.414
2.2 | one r tre Isa a iad A“~~ k
Hệsố nén: đá TT
= 2.096 = 1-704 — 2 53 30m? / KN) 350(1+ 2.096) he! Ho
Byron an cm SN Tran yma
Sr me
=—L 9-1414 _ = 215E-3(m?/kN) | '*† -¬- t — TT nn* wot 3 — yt ; (100 -— 50)(1+ 1.704) , , ' ' ' '
¬ i : '
, ze ô0 o 80 tao Tao
đ Biến dạng theo thời gian:
Chiểu cao mẫu H = 2 cm, thoát nước hai chiều
Thời gian (phút) 0.25 1 2 5 10 30 180 900 Độ lún 10 em 3405Ð 318 320 340 375 400 435 450 Do = 298 | ! « keo fag M “ „ 340|- |- 1 i ce cai by pm be
‘du TS cb Nga ne i emnfes befebe cessed cserreenad ete
380) AN IDG = 3G Qe ee EDN L-
7 e4 cải Beef de
be teen ete tenet eed peat ee ce vce pf cee one ED -fUyen Cudi ¬ vf
| Pou nin
500 ann Hid | |
0.25 1 23 5 TP 20 50 100 500 1000
HE s6 cé két (ts9 = 10 phut; Sso = 0.368 cm):
C= too = 10(60) = 2.18E —4(cm? / sec) = 2.18E ~8(m’ / sec)
Hé s6 cé két theo phuong ngang: C, = 2.C, = 4.36 E-8 m?/sec Hệ số thấm:
k, =C,.a,.7, =(218E ~8)(2.53E -3)(10) = 5.5E —10(m/ sec)
NEN MONG - 176 Th.S £2 anh Wodug
Trang 8
Chương 4: Giai cố nên
1 MONG CU TRAM > Tai trong N“ = 140 kN;
>» Kich thuée mong Fy, = 1x2 = 2 mử; độ sâu chén méng hm = 1.5 m
> Cọc tràm đường kính thân trung binh ¢, = 8 cm, dai 4 m; déng 25 cay/m?
⁄ 1.5m 4m Hye ial kg Xa T it 1 | | i # ia 1 ậ 4 ‘ 4 q a) Tính khả năng chịu tải:
Xem cọc lảm việc chung thành một bó như móng sâu theo “DESIGN MANUAL, NAVFAC DM - 7, dién tich day Fn = 2m?, chiéu cao 4 m, dién tich xung quanh F,, =
2x(1+2)x4 = 24-m’:
> Khả năng chịu mũi:
Om = Gm-Fin = (V.Z.Nq + C.Ne)xF im
Với:
@=O>N,=1;N.=9
z= (14.5 - 10) = 4.5 kN/nẺ ; c = 6.5 kPa; Z= 4+1.5 = 5.5 my Fìụ = 2 nỄ
Qm = (4.5(5.5)(1) + 6.5(9)} (2) = 166.5 kN > Khả năng bam dính xung quanh:
Of = Freq fs Với: fs = ¢ = 6.5 kPa; Fa, = 24 m? Q; = 24(6.5) = 156 kN Lay HSAT = 2: Qa= "5 +8 = 160(kN) > N‘ = 140 kN
Như vậy tải trọng N” này tương ứng với pạ = 70 kPa
NEN MONG - 177 Th.S Lé ank Msdug
Trang 9
Chuơng 4: Giai cố nền
b) Tinh độ lún cừ tràm:
>» Tải trọng tiêu chuẩn: N%= N“/1.2 = 140/1.2 = 120 kN
> Tinh dén độ sâu dưới đáy mũi cọc: chê N“q = 120 + 1(2)(5.5)(22-10) = 252 kN op ie Ứng suất gây lún tai đáy mũi cọc: i
Na 252 of
= ~z!Z =-“““ — 4.5/5.5) ~ J00/kP On F v 1⁄2) (5.5) 100(kPa)
m
Bảng tính với L/B = 2 (tinh dén dé sdu Z = 8.5 m) 7 7
(ƠP ts.5 m = 4.5"8.5 = 38.25 kPa) 5.5 0 pw Vv v WV by v4 Z- Hạ 0 0.5 1.0 2.0 3.0 m i 00 (Z- Hạ)/B 0 0.5 1.0 2.0 3.0 6.0 05-7 K, 1 0.8 0.481 0.19 0.1 6.5 1.04 Ơại 100 80 48 19 10 i ơa, (tb) - 90 64 57.5 14.5 7.5 2.04 hy 0.5 0.5 1 1 i
Modun bién dang: 85 3ó
8, 08
Eyyx=“®==—“Š—=316(kP SN TU 253B 3 MU
Quy đổi theo Agisêv (trang 174) với hệ số m = 2 > E, = 2x316 = 632kPa
> D6 lún:
S= - o" A, = = 5 £( 9000.5) + 64(0.5) + 57.5(1)+ 10(1)] = 0.365(m,) = 0.183m = 18.3em Ket qua tinh được cho độ lún rất lớn Thực tế cho thấy hẳầu hết các công trình tỉnh tốn và làm việc tải trọng trong khoảng từ 60 > 70 kPa đều có độ lún gần như tính tốn này, mặc dù kết quả thử tải trên diện tich Im? cừ tràm (25 cây) đều đạt đến một giá tri phá hoại là 125 2 150 kPa tương ứng với độ lún thử nghiệm đo
được là 1O > 15mm
Do đó khơng nên dùng cừ tràm cho các cơng trình nhà ở trên 3 tẳng hay
cơng trình có tải trọng lớn, khả |
năng lún lệch, nghiêng rất dể xẩy _
ra, và nếu có dùng cừ trảm thì bo
cũng nên dự trù khả năng lún này / Fa
ˆ A wn
2,_ MONG DEM CAT JY TE 70 kPa / | —
>» Chon cát đệm loại hạt a oS =—=
thô vớ R* = 200 kPa, kha nang /⁄—— “7 E
chịu tải của đất nền như trên: ` 7 f= là
7.4 Vt fo DP, => 6 =3.7(6.5)= 24(kPa) ~ 7 5.75 T 13.3 £ 7 «12:25 (di ý d | | Tỷ số Ã x8; với 422; tra Pa B k — 1
NEN MONG - 178 Th.S £2 ank Weang
Trang 10
_Chuơng 4: Giai cố nên
bảng ta được:
K =2 > hg = 2(1) = 2 mét
Lấy theo đường truyền lực 2/1 (hay 60”) kích thước đáy đệm là: Ba = Bthg =142=3m
La = Ltha =2+2 = 4 m
> Kiểm tra ứng suất dưới đáy đệm: N° = 116 kN
Wau = 1(2)(1.5)(22-100 = 36 kN
N°n = 116+36 = 152 kN
Ứng suất dưới đáu móng: _
Om = 152/2 - 45(1.5) = 70 kN/m?
Tai do sau Z= 2 dudi day mong, (L/B = 2; Z/B = 2) > K, = 0.19
Tổng ứng suất:
Ta được:
o”'4 = 0.19(70) = 13.3 kPa Ứng suất bản thân tại đáy:
ơ'!;= 4.5(1.5 +2) = 15.75 kPa
ơi: = 13.3 +15.75 = 29 kPa
Diện tích tương đương trên lớp đất yếu, dưới lớp đệm cát:
F, = 116/ 30 = 3.86 m? => Bụ = 2 mét
Tải trọng tiêu chuẩn:
R® =(AB,, +Bh, )(y)+ De với 9p = 0; tacd A=0; B= 1;D=3.14
Bm = By = 2; hm = 1.5
R, = 1(1.5)(14.5— 10) + 3.14(6.5) = 27(kPa)
So với tổng ứng suất tại đáy đệm ø, = 29 kPa,
tương quan nàu có thể chấp nhận
| > Tinh lun dưới đáy đệm cát:
Ứng suất gây lún đưới đáy móng:
of = 76 — 4.5(1.5) = 70 kPa | Z- Hụ 0 2 3 4 5 (Z- h„)/B 0 2 3 4 5 Ko 1 0.19 0.1 0.05 0.3 Cal 70 13.3 7 3.5 2 qt (th) 10 5 3 H, 1 1 1 6.5 29.25 kPa bevy 5: 2kPa
S=a, Sa" h, =(2.53E -3)[(10(1) + 5(1) + (1)] = 0.045(m) = 4.50m
> Thời gian cố kết:
Cụ = 2.18E-8 m2/sec =1.88E-3 m7/ngàu
Thoát nước 1 chiểu, Hgnosa: nước = 3 mét
NỀN MÓNG
179 Th.S 6 axé ?2e2xo
Trang 11
Chuơng 4: Giai cố nên
11.3 dt(B) = 13.3xH ; at(C) = 2/3x11.3xH = 7.5xH dt(A) = dt(P) - dt(C) = 13.3xH - 7.5xH = 5.8xH Mức độ cố kết: 9 _ %
U%/ A)= lŠ-3U%(B ) ~7 SUP C)
Chon T, = 0.6 ta có U%(B) = 81.56; U%(C) = 77.25
=> U%(A) =(2.3)(8 1.56) - (1.3)(77.25) = 87%
Độ lún sẽ đạt được:
=2.3U%(B)—1.3%(C)
S, = 4.5(87%) = 3.9 cm
Tương ứng với thời gian:
c11;NŠ 06(37
C, 1.88E — 3
Giai pháp đệm cát cho kết quả về biến dạng rất là khả quan, tuy đối với các
cơng trình dân dụng, việc thực hiện rất là khó khăn do độ sâu đào lớn, như thí dụ
trên là phải đào sâu 3.5 mét cho mặt bằng móng chỉ có 1x2 mét đề long cát Giải
pháp này chỉ thuận lợi khi ứng dụng cho công trình kho bãi hay nẻn đường vì nặt
bằng rộng tương xứng vời chiều sâu đào
= 2872(ngay ) = 7.8(năm)
3 MONG GIENG CAT
> Chọn kích thước giếng cát: ó = 20 cm, đóng sâu 10 mét, khoảng cách 7xd„ =1.4 mét Bán kính ảnh hưởng là: R = O.525x1.4 = 0.725 m dc = 0.2m “CHAT TALLAN 2° _ = % : „ CHẤT TÂILẪN 1 R oS ¿| 140m | | 140m || 140m Í 1.40 m 10m MAT BẰNG GIẾNG CÁT
NÊN MÔNG ˆ ma 180 Th.S 42 anh Wedang
Trang 12
Chuơng 4: Giai cố nên
> Tai trọng tiêu chuẩn của đất nên như đả tính ở trên:
R“ = 27 kPa tương ứng với lớp đất gia tải là: h„ = 27/18 = 1.5 mét Thời gian đắp chiểu cao 1.5 mét cát không đáng kể xem như íạ = 0
Thời gian chất tải t = 3 tháng = 7.SE+6 sec
> DO hin khi chất tải:
Với tải trọng chất tải 27 kPa hệ số rỗng z có thể đạt được là 1.85 (suy từ biểu đô nén lún), đo đó độ lún cuối cùng là:
d? S= or +E _" trong đó: sa = 1.85; e¡ = 2.096; d, = 0.2 my ‘hs 7.d-;H=10m > S=0.6 m=60cm > Tính hệ số thời gian: Cit (78E+6)(2.18E-8)
Tạ = ủy = T02 =0.0077 Tra bảng: Uz% = 5%
Tạ = Cx at R (78EON4 SOR ~ 8) = 0.63 Tra biéu dé véi n = 7: Up% = 65% 0.735
Công thức:
(1 - U%) = (f - U,%)(1 - Da%) = (1 - 0.05)(1 - 0.65) = 0.033 U% = 1-0.047 = 67% DP Sa máng = 67%(60) = 40cm
Chú ý: với tải trọng p = 27 kPa, theo kết quả nén lún thì hệ số rỗng đạt
được là 1.85, do đó nếu dùng tấm thoát nước thì độ lún sẽ nhiều hơn do khơng có lượng cát chiếm trong đất Lúc đó S = 79 cm
»> Tương ứng độ lún đạt được này với hệ số rỗng sẽ là:
e = 2.096 — (2.096 ~ 1.85 )(65%) = 1.9356
ˆ Ta có thể suy ra thì c = 7 kPa, g= 7.5° » Khả năng chịu tải nên:
Với p= 7.5°, 2A = 0.13; B = 1.5; D= 3.97; y = 15.7- 10= 5.7 kN/mŠ
R* =(0.13)(2)(5.7)+(1.5)(1.5)(5.7)+ 3.97(7) ~ 56(kPa)
Tương đương với chiều cao 3 mét cát
> Chat tai lan thư 2 với chiều dầy tăng thêm là 1.5 mét, thời gian chất tải t
= 4 tháng = 10” sec
> Hệ số cố kết tăng lên Cụ, = 1.26 E-8 mẺ/sec; Cạ = 2.32 E-8 m2/sec, theo cấp
tải kế tiếp từ kết quả TN
> Hệ số nén giảm tương ứng với tải trọng 50 kPa: dạ = 2.15E-3 m/kN > Độ lún nên với tải trọng 56 kPa tương quan từ đường cong nén lún cho ta
€=1.72
Trang 13
Chuơng 4: Giai cố nên
Ø,—&, ,d 1936-1721
S=(T——*-(~*}!)H =(————~-(~)?)(10—0.4)=0.58(m ) = 58 (The, (7) Toe 7G? ) (m) = 58(cm)
> Thừa số thời gian:
_ Cyt (1.26E-8)(1E7) a 0204? 00013 3 U/& = 46
2 — _C,t _ (2.32E~8)(1E7) R? (0 735)? = 0.43 > UR% = 50% Tạ Công thức:
(1 - U%6) = (I - U,%)(1 - Ur%) = (1 - 0.04)(1 - 0.50) = 0.48 U% = 1-0.48 = 52% 2 Sa mang = 52%(58) = 30 cm
» Sau thời gian 4 tháng của lần 2 hệ số rỗng sẽ là:
e= 1.936 -(1.936 - I.72)(52%) = 1.82
Khi đó giá trị độ bên có thể đạt được:
c = 8 kPa; g = 8.5"
Ariweb [Agisév] dé nghi hiéu chinh tit Eony > Eosy bang hé sé m tuy theo hé
số rổng e của của đất theo công thức: | | `
Ean = ME grag Eo pn ~— đúng với thực tế
Eo rap — Tĩnh từ thí nghiệm nén khơng nở hơng trong phịng
m ~ hệ số điểu chỉnh theo giản đô:
Hệ sổm điều chỉnh Eotan 02 04 06 08 10 1.2 14 1.6 HÌNH 4 -7 Hệ số rổng e