Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng. Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình. Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất. Do vậy việc đánh giá chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trong phòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu.
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GTVT TpHCM KHOA CƠNG TRÌNH BỘ MƠN CẦU ĐƯỜNG CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU GV: Ths.NGUYỄN THỊ THU TRÀ MỞ ĐẦU Mục đích ý nghĩa môn học Nội dung môn học: Gồm chương Hình thức đánh giá mơn học: - Lí thuyết 30-40% - Bài tập 60-70%( đề mở) Tài liệu tham khảo Qui trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu- Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000 Thiết kế thi công đắp đất yếu- Nguyễn Quang Chiêu- Nhà xuất xây dựng 2004 Xử lý đất yếu xây dựng – Nguyễn Uyên - Nhà xuất xây dựng 2005 Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu – Hòang Văn Tân, Trần Đình Ngơ- Nhà xuất giao thơng vận tải Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam ( Cơng trình đất yếu điều kiện Việt Nam) – Pierre Lareal, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu, Lê Bá Lương - Nhà xuất giao thông vận tải 2001 (ĐHBK 1990) Ứng dụng vải lưới địa kĩ thuật xây dựng công trình – Bùi Đức Hợp – Nhà xuất GTVT,2000 Cơng trình đất yếu- Trần Quang Hộ- Nhà xuất Đai học quốc gia TP Móng cọc Phân tích Thiết kế - GS TS Vũ Cơng Ngữ - NXB KHKT Các sách Cơ học đất Nền móng… NỘI DUNG MƠN HỌC Chương 1: Khái niệm đất yếu đất yếu Chương 2: Những ngun nhân gây hư hỏng cơng trình cầu đường đất yếu Chương 3: Các vấn đề để giải toán xây dựng đất yếu Chương 4: Các giải pháp xử lý đường đắp đất yếu Chương 5: Móng mố trụ cầu đất yếu Chương 6: Ứng dụng lưới- vải địa kĩ thuật xây dựng cầu đường ( tham khảo thêm) CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu Theo 22 TCN 262-2000: đất yếu lọai đất có sức chống cắt nhỏ tính biến dạng ( ép lún) lớn, đắp đất yếu ko có bòên pháp xử lý thích hợp thường dễ bò ổn đònh tòan khối lún nhiều, lún kéo dài ảnh hưởng đến mặt đường, công trình đường mố cầu lân cận Khái niệm khác Dựa vào tiêu vật lý: Dung trọng: γ ≤ 17 (kN / m ) Hệ số rỗng: e0 ≥ Độ ẩm: W ≥ 40(%) Dựa vào tiêu học: E ≤ 5000 ( kN / m ) Modun biến dạng: 0 ϕ ≤ 10 Góc ma sát trong: C ≤ 10 (kN / m ) Lực dính C: nén lún lớn a: vài phần mười – vài đơn vị 0.5 − 10 (daN / cm ) sức chịu tải thấp : Dựa vào cường độ nén đơn qu từ thí nghiệm nén đơn q ≤ 25 ( kN / m ) Đất yếu: u q ≤ 50 ( kN / m ) u Đất yếu: PHÂN LOẠI Đất yếu Đất yếu tự nhiên Nguồn gốc khoáng vật Sét yếu bão hòa nước Cát mịn bão hòa nước Nguồn gốc hữu Các loại bùn Đất yếu không tự nhiên Đất nhiễm than bùn Đất than bùn Than bùn Đất bị xáo trộn Đất đắp 1.2 Phân bố đất yếu 1.2.1 Đặc điểm phân bố đất yếu khu vực thành phố Hồ Chí Minh 1.2.2 Đặc điểm phân bố đất yếu khu vực đồng sông Cửu Long 1.2.3 Các loại đất khác không thuận lợi cho xây dựng sau: 10 B qR Df x s(qR) F3 S2 F4 z T(N=1) X0 Phân tố đất móng băng có gia cường 216 Trường hợp khơng có cốt (tải tác động lên móng q0) F1 – F2 – S1 = F1 F2 : lực thẳng đứng; S1 : lực cắt Trường hợp có cốt (tải tác động lên móng qR) F3 – F4 – S2 – T(N=1) = F1 F2 : lực thẳng đứng; S1 : lực cắt T(N=1) : lực căng gia cường Nếu độ lún hai trường hợp nhau, s, : F2 = F4 T( N ) = T(N=1) = F3 – F1 – S2 + S1 T( N =1) N qR = [q0 − 1( A1 B − A2 ∆H ) N q0 217 Hệ số an toàn chống đứt gia cường FS ( B ) = ω tn fy T( N ) ω : chiều rộng t : chiều dày n : số đơn vị chiều dài móng fy : sức chống giật đứt vật liệu gia cường gọi ωn mật độ phẳng LDR FS ( B ) t f y = ( LDR ) T( N ) 218 Hệ số an toàn chống tuột gia cường - Lực giữ gia cường khối đất lực ma sát đất FB = tan ϕ a [lực pháp tuyến] L0 = tan ϕ a [( LDR)] ∫ σ (q R )dx + ( LDR)(γ )( L0 − X )( z + D f )] X0 qR FB = tan ϕ a ( LDR)[ A3 Bq0 q0 FS ( P ) FB = T( N ) + γ ( L0 − X )( z + D f )] 219 Độ lún có gia cường B q (1 −ν ) α r S= ES B : bề rộng móng q : áp lực đáy móng ν : hệ số poisson Es : mođun đàn hồi đất αr : hệ số hình dạng móng (=2) 220 6.3 Tường chắn gia cường vải địa kỹ thuật 6.3.1 Khái niệm Gia cố phần đất đắp sau tường vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật hay dải kim loại mỏng dẹp để tạo tường chắn đất mềm dẻo nhằm thay loại tường chắn đất cổ điển thường làm tường BTCT cứng khối vữa xây dày lớn nhằm chống chịu áp lực ngang lớn khối đất đắp sau tường chắn 221 6.3.2 Cấu tạo tường có vải địa kỹ thuật: q SV L0 LR Le + = H Mặt trượt Renkine 45o+ϕ/2 Pa1=KaγH Pa2=Kaq Pa1+ Pa2 Tường có vải địa kỹ thuật Sv: khoảng cách lớp vải chiều dày lớp đất Le: chiều dài neo giữ cần thiết vải Le ≥1m LR: chiều dài lớp vải nằm trước mặt trượt Lo: chiều dài đoạn vải ghép chồng Lo ≥1m Tổng chiều dài: ΣL= Le + LR + Lo + Sv Chiều dài thiết kế L = Le + LR 222 6.3.3 Tính khoảng cách chiều dài lớp vải SV Pa SV T Tính khoảng cách lớp vải - Tính khoảng cách lớp vải Sv T Pa S v = FS T ⇒ Sv = Pa FS FS = 1,3 ÷ 1,5 T: cường độ chịu kéo vải (kN/m) 223 - Tính chiều dài neo giữ cần thiết S v Pa FS Le = ≥ 1m 2(C a + γ z tgδ ) - Tính chiều dài lớp vải nằm phía trước mặt trượt LR = (H-z) tg(450 - ϕ/2) - Tính chiều dài đoạn vải ghép chồng với lớp S v Pa FS L0 = ≥ 1m 4(C a + γ z tgδ ) - Chiều dài tính tốn (thiết kế) L = Le + LR (lấy số tròn) - Tổng chiều dài thực tế vải ΣL= Le + LR + L0 + Sv 224 6.3.4 Kiểm tra ổn định tổng thể tường chắn Hình a Hình b Hình c Ổn định tổng thể tường chắn - Kiểm tra chống lật đổ FSOT ≥ - Kiểm tra chống trượt FSS ≥ 1,5 - Kiểm tra sức chịu tải bên FSBC ≥ (H.a) (H.b) (H.c) 225 - Kiểm tra chống lật đổ FSOT M chong lat ∑ = ∑ M gay lat - Kiểm tra chống trượt FS S M chong truot ∑ = ∑ M gay truot - Kiểm tra sức chịu tải đất chân tường P ≤ Pult Pult = 0,5 Nγ γ B + Nq γ h + Nc c P: áp lực trọng lượng khối đất tải trọng tác dụng lên 226 6.4 Ổn định mái taluy đắp cao (đường, đê, đập) đất yếu có gia cường vải địa kỹ thuật 6.4.1 Cơ sở xác định mặt trượt nguy hiểm dựa vào hệ số an toàn FS - Dùng phương pháp phân mảnh (Xem lại CHĐ) - Tính FS dựa vào ΣM chống trượt / ΣM gây trượt Nếu FS < 1,3 bị trượt phải gia cường vải địa kỹ thuật 227 6.4.2 Tính hệ số FS có vải địa kỹ thuật O R θi c b=0,1R y2 y1 H T2 T1(vải) a τi wi Ni Ổn định mái taluy 228 M chong truot ∑ FS = ∑ M gay truot n ∑ (N FS = n i tgϕ + c ∆li ) R + ∑ Ti yi i =1 i =1 n ∑ (W sin θ ) R i i i =1 Đối với đất dính ϕ ≈ n n ∑ c L R + ∑T i FS = i i i =1 i =1 n ∑W X i i =1 i yi Wi: trọng lượng đất lăng thể trượt Xi: cánh tay đòn lực Wi Li: chiều dài cung trượt 229 Bài tập 230 ... cầu đất yếu Chương 6: Ứng dụng lưới- vải địa kĩ thuật xây dựng cầu đường ( tham khảo thêm) CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU... Khái niệm đất yếu CHƯƠNG 1: KHÁI NIỆM ĐẤT YẾU & NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu Theo 22 TCN 262-2000: đất yếu lọai đất có sức chống cắt nhỏ tính biến dạng ( ép lún) lớn, đắp đất yếu ko có bòên... ) Đất yếu: u q ≤ 50 ( kN / m ) u Đất yếu: PHÂN LOẠI Đất yếu Đất yếu tự nhiên Nguồn gốc khống vật Sét yếu bão hòa nước Cát mịn bão hòa nước Nguồn gốc hữu Các loại bùn Đất yếu không tự nhiên Đất