Đặc tính địa kỹ thuật và giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nộ

Trong xu thế hội nhập và toàn cầu hoá nền kinh tế, Đảng và Nhà nước ta đang từng bước hiện đại hoá các cảng, cụm cảng hiện có, đồng thời xây dựng thêm nhiều cảng mới nhằm nâng cao năng lực vận chuyển hàng hoá xuất nhập khẩu. Với những ưu điểm nổi bật của phương thức vận tải container và sự phát triển hết sức ấn tượng của kinh tế Việt Nam trong những năm qua là nguyên nhân chính làm cho hàng hoá container Việt Nam ở gia tăng mạnh mẽ. Hội đủ những yếu tố thuận lợi về điều kiện tự nhiên, kinh tế - x• hội, dự án xây dựng Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng sẽ được xây dựng tại x• Cổ Bi - Gia Lâm trên diện tích 120ha. Từ ngày 25/2/2003 đến ngày 31/5/2003 tôi được bộ môn Địa kỹ thuật và Địa chất môi trường cử tới Công ty Tư vấn xây dựng Cảng- Đường Thuỷ thực tập với mục đích tìm hiểu thực tế, thu thập tài liệu chuyên môn viết khoá luận tốt nghiệp. Sau khi kết thúc thực tập, tôi đ• được bộ môn giao viết khoá luận với đề tài: Đặc tính địa kỹ thuật và giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội”.

Mở đầu Trong xu hội nhập toàn cầu hoá kinh tế, Đảng Nhà nớc ta bớc đại hoá cảng, cụm cảng có, đồng thời xây dựng thêm nhiều cảng nhằm nâng cao lực vận chuyển hàng hoá xuất nhập Với u điểm bật phơng thức vận tải container phát triển ấn tợng kinh tế Việt Nam năm qua nguyên nhân làm cho hàng hoá container Việt Nam gia tăng mạnh mẽ Hội đủ yếu tố thuận lợi điều kiện tự nhiên, kinh tế - xà hội, dự án xây dựng Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng đợc xây dựng xà Cổ Bi - Gia Lâm diện tích 120ha Từ ngày 25/2/2003 đến ngày 31/5/2003 đợc môn Địa kỹ thuật Địa chất môi trờng cử tới Công ty T vấn xây dựng Cảng- Đờng Thuỷ thực tập với mục đích tìm hiểu thực tế, thu thập tài liệu chuyên môn viết khoá luận tốt nghiệp Sau kết thúc thực tập, đà đợc môn giao viết khoá luận với đề tài: Đặc tính địa kỹ thuật giải pháp gia cố đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội Nội dung khoá luận phần mở đầu kết luận bao gồm: Phần I: - Chơng Đặc điểm địa lý tự nhiên kinh tế xà hội nhân văn - Chơng 2: Đặc điểm cấu trúc địa chất - Chơng 3: Đặc điểm địa chất thủy văn - Chơng 4: Các trình tợng địa chất động lực công trình Phần II: - Chơng 5: Các phơng pháp nghiên cứu - Chơng 6: Đặc tính Địa kỹ thuật đất khu vực xây dựng công trình - Chơng 7: Các giải pháp gia cố đất phục vụ xây dựng bÃi container Trong giai đoạn thực tập viết khoá luận, nhờ giúp đỡ cán bộ, nhân viên Công ty T vấn xây dựng Cảng - Đờng Thuỷ, bảo tận tình thầy, cô giáo khoa Địa Chất bạn đồng nghiệp, đặc biệt hớng dẫn nhiệt tình, chu đáo thầy Chu Văn Ngợi Đỗ Minh Đức Qua đây, xin tỏ lòng biết ơn sâu sắc, chân thành tới thầy Chu Văn Ngợi, Đỗ Minh Đức, thầy cô môn Địa kỹ thuật Địa chất môi trờng - khoa Địa chất, trờng ĐHKH tự nhiên - ĐHQG Hà Nội cô chú, anh chị công ty T vấn Xây dựng Cảng Đờng Thuỷ bạn bè đồng nghiệp Do khả thời gian hạn chế nên khoá luận tốt nghiệp không tránh khỏi sai sót, mong đợc đóng góp ý kiến thầy cô bạn Chơng đặc điểm địa lý tự nhiên-kinh tế nhân văn khu vực Hà nội 1.1 đặc điểm địa lý tự nhiên 1.1.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu Thủ đô Hà Nội có lịch sử hình thành phát triển lâu đời, thành phố có vị trí địa đẹp trở thành trung tâm văn hoá, trị, kinh tế, khoa học kỹ thuật đầu mối giao thông quan trọng nớc Thành phố Hà Nội nằm hai bên sông Hồng vùng đồng màu mỡ, trung tâm đồng Bắc Bộ giới hạn toạ độ địa lý 10501630-10600130 kinh độ Đông 200300- 21 03500 vĩ độ Bắc Hà Nội gốm có quận nội thành huyện ngoại thành; có ranh giới giáp tỉnh - Phía Bắc giáp Vĩnh Phúc, Thái Nguyên - Phía Đông - Đông Nam giáp Bắc Ninh- Hng Yên - Phía Tây - Tây Nam giáp Hà Tây Vị trí công trình trung tâm phân phối hàng hoá - cảng container Phù Đổng nằm phía Đông Nam thành phố thuộc địa phận xà Cổ Bi- Gia Lâm 1.1.2 Địa hình Khu vực Hà Nội có địa hình phẳng (trừ khu vực Đông Anh, Sóc Sơn) Địa hình nhìn chung có xu nghiêng từ Tây Bắc xuống Đông Nam Cao độ địa hình khu vực phía Bắc thành phố thờng từ 7-12m, trung tâm thành phố 5-7m, nơi thấp từ 3-4m Căn vào vị trí nguồn gốc thành tạo địa hình phân chia kiểu địa hình sau: a Dạng địa hình đê Dạng địa hình hình thành trình tích tụ , chiếm khoảng 90% diện tích nằm phía đê sông Hồng, sông Đuống, trình tích tụ không đợc tiếp diễn có hệ thống đê Địa hình đê bị tác dụng nớc mặt xâm thực nhẹ, địa hình bị san phẳng, cao độ địa hình thay đổi từ 3- 8,5m b Dạng địa hình đê Dạng địa hình gồm bÃi bồi phân bố dọc sông Hồng, sông Đuống, sông Nhuệ Sau có hệ thống đê bÃi bồi phát triển phạm vị hai đê dọc theo sông, diễn trình bồi đắp phù sa liên tục Có hai dạng bÃi bồi là: - BÃi bồi ven lòng - BÃi bồi sông BÃi bồi sông không ổn định, sau mùa lũ bÃi bồi sông thay đổi hình dạng có bị hẳn BÃi bồi ven lòng hàng năm đợc đắp thêm phù sa, nhiên bị sụt lở tác động dòng nớc (nh bÃi bồi Phúc Xá, Long Biên) 1.1.3 Khí hậu thuỷ văn + Khí hậu: Khí hậu Hà Nội tiêu biểu cho kiểu khí hậu Bắc Bộ với đặc điểm nhiệt đới gió mùa, nóng ẩm, ma nhiều Một năm có hai mùa rõ rệt với đặc điểm riêng biệt - Mùa khô kéo dài từ tháng 10 đến tháng năm sau Lạnh tháng đến tháng với nhiệt độ trung bình 16 0c có nhiệt độ hạ thấp tới 54 70c Vào mùa lợng ma thờng không đáng kể, tháng có lợng ma lớn mïa kh« chØ 112,6mm (11/1993) - Mïa nãng ma nhiều thờng tháng đến tháng 10, nóng vào tháng tháng với nhiệt độ trung bình 29 0c cao đạt 35-400c Lợng ma mùa thờng chiếm 80-90% tổng lợng ma năm + Thuỷ văn: Hà Nội có mạng lới sông, hồ dày đặc với nhiều hệ thống sông lớn nhỏ có trắc diện khác - Sông Hồng sông lớn chảy qua theo hớng Bắc Nam, có đoạn chảy theo hớng Tây Đông chảy sông Đuống Động thái sông phức tạp, dao động theo mùa, mùa ma có lúc dâng cao báo động (14m) Hàng năm sông vËn chun mét lỵng lín phï sa biĨn, trung bình 96,40 triệu tấn/năm Hàm lợng phù sa trung bình 1,4 kg/m3(mùa khô đạt 0,5kg/m3, mùa ma đạt 3-3,5 kg/m3) - Sông Đuống nằm phía Bắc thành phố Hà Nội sông phân luồng sông Hồng, nối với hệ thống sông Thái Bình chi lu sông Hồng nên động thái sông Đuống phụ thuộc chặt chẽ vào sông Hồng - Sông Nhuệ nằm phía Tây thành phố chảy qua địa phận thuộc huyện Từ Liêm Ngày Sông Nhuệ phụ thuộc vào động thái sông Hồng mà chủ yếu phụ thuộc vào tác động ngời qua hệ thống cống Liên Mạc - Sông Kim Ngu, sông Tô Lịch, sông Lừ, sông Sét sông nhỏ chảy thành phố Động thái phụ thuộc vào nguồn nớc thải nớc ma Hệ thống sông làm nhiệm vụ tiêu nớc thải cho thành phố - Hồ ao Hà Nội có nhiều ao, hồ, nhiỊu hå lín cã ngn gèc s«ng, hå tËp trung nhiều nội thành ngoại thành nh Thanh Trì , Tây Hồ, Hoàn Kiếm số Từ Liêm Tổng diện tích khoảng 630ha Hồ ao lớn nơi thoát nớc thành phố Các hồ lớn nh Hồ Tây, hồ Trúc Bạch, Bảy Mẫu, Ba Mẫu, Hoàn Kiếm, Hồ Tây lớn nằm phía Tây Bắc với diện tích 358 ha, sâu trung bình 1-3m Hồ thắng cảnh, nơi điều hoà khí hậu cuả thành phố 1.2 đặc điểm kinh tế - nhân văn 1.2.1 Dân c Thủ đô Hà Nội có dân số tập trung đông, theo tài liệu thống kê dân số năm 2000 tổng dân số Hà Nội 2.840.700 triệu ngời nội thành 1.460.700 ngời Mật độ dân số 2993 ngời/km2, ngời Hà Nội chủ yếu dân tộc Kinh 1.2.2 Kinh tế Cïng víi xu thÕ héi nhËp vµo nỊn kinh tÕ giới với vai trò vùng kinh tế quan trọng nớc, kinh tế Hà Nội phát triển mạnh cân nhiều hình thức hoạt động Các khu công nghiệp, khu chế xuất đợc quy hoạch xây dựng với nhiều doanh nghiệp sản xuất, kinh doanh đa nghành nghề Trong cấu kinh tế nghành nông nghiệp, dịch vụ, thơng mại chuyển dịch mạnh mẽ theo hớng thị trờng kinh tế Hà Nội đóng góp không nhỏ vào ngân sách Nhà nớc 1.2.3 Văn hoá- Giáo dục Hà Nội trung tâm văn hoá, trị, khoa học kỹ thuật lớn nớc Với hệ thống giáo dục hoàn thiện, nhiều trờng đại học lớn đào tạo nhiều ngành nghề, lĩnh vực chuyên môn khác Hà Nội nơi giao lu văn hoá nhiều dân tộc nớc Hà Nội ®ang tÝch cùc chđ ®éng héi nhËp víi c¸c nỊn văn hoá giới, chọn lọc định hớng phát triển nét tiến văn hoá khác đồng thời luôn gìn giữ phát huy sắc văn hoá dân tộc Việt Nam 1.2 Hệ thống giao thông vận tải Hà Nội đầu mối giao thông quan trọng nớc, không kể hệ thống mạng lới đờng phố dày đặc phân bố nội thành, Hà Nội có 800km đờng « t« chđ u gåm c¸c qc lé 1, 2, 3, 5, Thành phố có 86km đờng sắt ga trung tâm tỉnh thành nớc Ngoài ra, mạng lới giao thông đờng thuỷ đợc phân bố dọc theo sông Hồng, sông Đuống, đờng hàng sân bay quốc tế Nội Bài Chơng đặc điểm cấu trúc địa chất 2.1 đặc điểm trầm tích đệ tứ khu vực hà nội Nền móng hầu hết công trình đồng Bắc Bộ đặt trầm tích Đệ Tứ bở rời, yếu, đợc hình thành từ 1,6 triệu năm trở lại Chúng có ảnh hởng lớn đến ổn định bền vững công trình Theo nhà địa chất Việt Nam trầm tích Đệ Tứ vùng đồng Bắc Bộ nói chung khu vực Hà Nội nói riêng đợc thành tạo giai đoạn liên quan với trình biển tiến, biến thoái, Pleistocen đợc đặc trng năm hệ tầng từ dới lên nh sau: 2.1.1.Thống Pleistocen dới + Hệ tầng Lệ Chi (aQ1lc) Đây phân vị mới, lần đợc đoàn địa chất Hà Nội xác lập Hệ tầng Lệ Chi không lộ vùng nghiên cứu trầm tích trẻ phủ lên, quan sát thấy hố khoan sâu trung bình 45-69,5m, tuyến cắt qua nội thành khu vực nghiên cứu tầng Lệ Chi phân bố hầu khắp phát triển chủ yếu theo hớng Tây Bắc - Đông Nam theo hớng chảy sông Hồng, bề dày tầng đạt lớn 25m Tầng Lệ Chi tách từ phần dới hệ tầng Hà Nội phần hệ tầng Vĩnh Bảo trớc Trầm tích tầng Lệ Chi từ dới lên hạt thô chuyển dần sang hạt mịn đợc chia thành tập - Tập Thành phần cuội, sỏi cát bột sét Cuội sỏi cuả tầng sạch, độ mài tròn tốt, chủ yếu cuội thạch anh silic Thỉnh thoảng gặp cuội đá vôi, cuội có kích thớc 2-3cm có đạt 3-5cm Chiều dày trung bình 20m - Tập 2: Thành phần chủ yếu bột cát, cát hạt nhỏ màu xám có độ chọn lọc mài tròn tốt, chiều dày trung bình 3m - Tập 3: Thành phần bột sét màu xám, xám vàng, xám đen chứa tảo nớc ngọt, thuộc trớng bÃi bồi, chiều dày thay đổi từ 0,2-1,5m Sự thành tạo đất đá hệ tầng Lệ Chi có liên quan đến thời kỳ bóc mòn xâm thực, rửa trôi vùng đá gốc thời kỳ Pleistocen sớm Chúng có nguồn gốc aluvi phủ trực tiếp lên thành tạo Neogen 2.1.2 Thống Pleistocen + Hệ tầng Hà Nội (ap-a Q1hn) Qua tài liệu nghiên cứu, nguồn gốc trầm tích hệ tầng gồm trầm tích sông, sông lũ Mặt cắt hệ tầng Hà Nội đợc đặc trng kiểu - Kiểu mặt cắt vùng lộ - Kiểu mặt cắt vùng phủ a Kiểu mặt cắt vùng lộ Xuất vùng ven rìa nh Vệ Linh, Phù Cờng với trầm tích sông lũ có chiều dày 1-2m Gồm cuội, sỏi sạn lẫn bột sét màu vàng nằm phủ bề măt phong hoá đá cổ b Kiểu mặt cắt vùng bị phủ Mặt cắt vùng bị phủ quan sát đợc qua lỗ khoan sâu 35,5-69,5m với chiều dày 34m Vật liệu trầm tích đợc phân làm ba tập từ dới lên nh sau: - Tập 1: Thành phần cuội, cuội tảng, sỏi sạn có cát, bột Chủ yếu cuội thạch anh, silic, có đá phun trào andezit, cuội tectit Cuội có độ mài tròn kém, kích thớc 2-5cm có tới 10cm, bề dày tầng từ 10-20m - Tập 2: thành phần cát bột, vàng xám, nâu gạch Thành phần thạch anh silic Bề dày trung bình 10m, tập thuộc tớng lòng sông miền núi chuyển tiếp - Tập 3: Thành phần bột sét màu xám vàng, vàng gạch nâu xám chứa bào tử phấn hoa, tảo nớc Chiều dày khoảng 4m 2.1.3 Thống Pleistocen + Hệ tầng VÜnh Phóc (al-lbQ vp) TrÇm tÝch tÇng VÜnh Phúc khu vực nghiên cứu lộ Đông Anh kéo dài phía Bắc cầu Thăng Long, Xuân Đỉnh, Cổ Nhuế, Mai Dịch phần khu vực Nghĩa Đô, Cầu Giấy Các tài liệu lỗ khoan khu vực cho thấy thờng gặp đất đá tầng Vĩnh Phúc độ sâu khác nhau, thay đổi đột ngột, Thành Công, Giảng Võ, Ngọc Khánh Tại Yên Hoà, Trung Kính gặp tầng độ sâu 5-10m Thanh Nhàn gặp độ sâu 10-15m, Tứ Hiệp, Thanh Liệt gặp độ sâu 15-20m sâu nh Thịnh Yên (35m) Đặc điểm dấu hiệu chủ yếu để nhận biết tầng Vĩnh Phúc bề mặt chúng thờng bị laterit hoá có màu đỏ loang lổ Tầng Vĩnh Phúc có nguồn gốc lục địa, gồm trầm tích sông, hồ, đầm lầy đợc chia làm tập từ dới lên nh sau: - Tập 1: Thành phần cuội, sỏi, cát có sét màu vàng xám xen di tích tảo nớc Bề dày đạt 10m - Tập 2: Thành phần chủ yếu cát bột, sét, cát màu vàng gặp thấu kính sỏi màu vàng, nâu xám Trầm tích có chứa di tích bào tử phấn hoa thờng có cấu tạo phân lớp xiên chéo, bề dày tới 33m - Tập 3: Đặc trng sét kaolin màu xám trắng, sét bột xám vàng, tích tụ dạng bề sót Trầm tích có chứa di tích tảo nớc Khoáng vật sét chủ yếu hydromica, kaolinit Bề dầy từ 2-10m - Tập 4: Thành phần sét màu đen, bột sét nâu đen xám vàng Có nguồn gốc tích tụ đầm lầy Sóc Sơn, Đông Anh có thấu kính cuội sỏi nhỏ than bùn với độ dày khoảng 0,5m Chứa di tích thực vật Bề dày thay đổi từ 3-8m 2.1.4 Thống Holocen dới + Hệ tầng Hải Hng (mlbQ 21-2hh) Trầm tích hệ tầng Hải Hng đợc nhà địa chất ghép từ tầng Giảng Võ tầng Đống Đa mà tác giả Đoàn địa chất 204 số tác giả khác đà xác lập trớc Trầm tích hệ tầng Hải Hng đợc chia làm phụ tầng có nguồn gốc thành tạo khác a Phụ tÇng díi (lbQ 1− 2 hh1) TrÇm tÝch hƯ tầng thuộc Giảng Võ trớc chúng có nguồn gốc hồ, đầm lầy, đợc thành tạo vào trớc thời kỳ biển tiến gặp phổ biến khu vực nghiên cứu Thành phần chủ yếu sét, sét bột kết chứa hữu màu đen, xám đen Nhiều nơi phần hệ tầng có lớp than bùn dầy 110 f ∆  nc  ω   c Trọng lợng cát đợc xác định theo công thức: G = + e 1 + 100  G: Träng lợng cát mét chiều dài cọc Khi thi công dùng cát có = 2,65g/cm3 * Diện tích tiết diện cọc cát fc dùng thi công: fc = 3,14 ( dc ) Víi dc = 0,3 m => fc = 3,14 ( 0,3 ) dc = 0,4 m => fc = 3,14 ( 0,4 ) dc = 0,5 m => fc = 3,14 ( 0,5 ) Với loại cọc đờng kính dc = 0,3 m thì: G= 0,3 ) 2,65 12 (1 + ) +0,76 100 3,14.( = 0,12 T/m Với loại cọc đờng kÝnh dc = 0,4 m th×: G= 0,4 ) 2,65 12 (1+ ) 1+0,76 100 3,14.( = 0,21 T/m Với loại cọc đờng kính dc = 0,5 m th×: G= 0,5 ) 2,65 12 (1+ ) 1+0,76 100 3,14.( = 0,33 T/m 7.1.3.6 X¸c định chiều sâu nén chặt cọc cát Chiều sâu nén chặt lấy chiều dầy vùng chịu nén áp dụng phơng pháp lớp tơng đơng ta có Đối với móng cứng tiết diện hình chữ nhật, ta cã: A ωm = 3,17 (øng víi µ = 0,35, a b Chiều dầy lớp trơng đơng là: hs = A.ω.b 46 = 100) hs = 3,17 = 3,17 m Chiều dày vùng chịu nén kể từ đế móng là: H = hs = 3,17 = 6,34 m Để xét tợng đất bị tơi phần đóng cọc cát chiều dài toàn cọc cát lấy kể từ mặt đất thiên nhiên đến giới hạn chiều sâu vùng chịu nén tức (khi đào hố móng lớp đất bị tơi bỏ đi) Lc = 6,34 + = 7,34 m 7.1.3.7 Xác định sức chịu tải đất sau nén chặt cọc cát Khi đất đợc nén chặt sức chịu tải tăng lên có nhiều phơng pháp kiểm nghiệm sức chịu tải đất đà đợc nén chặt nh số phơng pháp sau: Phơng pháp thí nghiệm tải trọng trờng Khoan lấy mẫu xác định tiêu , C sau đà nén chặt tính toán theo công thøc: Rtc = m (A.b + B h) γ + D Ctc Rtc: áp lực đất nền đợc nén chặt m: Hệ số điều kiện làm việc (m = 1) A, B, D: HƯ sè kh«ng thø nguyên phụ thuộc vào góc ma sát lực dính đơn vị Trong điều kiện công trình cha thi công nên việc thí nghiệp tải trọng tĩnh, khoan lấy mẫu trờng thực đợc Sức chịu tải sau đợc nén chặt có thĨ tÝnh theo c«ng thøc: Rtc = m (A.b + B.h). + D.Ctc Trong tra từ bảng quy phạm hệ số Cnc đợc xác định gần ®óng trÞ sè ϕ, Eo cđa líp ®Êt sÐt díi ®Õ mãng dïng cäc c¸t: Víi enc=0,76, Ta cã Ctc = 6,8 T/m2 ϕtc =20o ta cã A=0,51 ,B=3,06, D= 5,66 47 TÝnh Rtc = 1(0,51.1 + 3,06.1 ).2,06 + 5,66.6,8 =45,8T/m2=4,58 kG/cm2 Nh vËy sau gia cè đất cọc cát sức chịu tải đất tăng lên Rtc = 4,58KG/cm2 7.1.3.8 Kiểm nghiệm độ lún đất sau nén chặt cọc cát Trị số độ lún dự tính đất sau nén chặt cọc cát xác định theo công thức Sc = a0.hs.p Ta cã ao =β/Eo β- hƯ sè phơ thc vµo biÕn dạng ngang , đất sét =0,4 ao = 0,4 150 = 0,00267cm2/kG áp lực gây lún gây lún dới đáy móng P = 1,7kG/cm Vậy Sc = a0.hs.P = 0,00267.1,7.3,17 = 1,48 cm §é lón dù tính nhỏ so với độ lún cho phép ,vì phơng pháp nén chặt đất cọc cát áp dụng có hiệu rõ rệt 7.1.3.9 Nhận xét Qua trình tính toán thiết kế cọc cát cho ba loại cọc có đờng kính khác kÕt qu¶ ghi b¶ng sau B¶ng 7.1.KÕt qu¶ tính toán thiết kế cọc Đờng kính cọc (m) Khoảng cách cọc(L) Tổngsố cọc Diên tích đợc nén Khối lợng cát sử dụng(tấn) 0,3m 1,47 64.992 121.825m2 57 245 0.4m 1,96 36.780 122.435m2 56 693 0,5m 2,45 23.765 123.046m2 57 564 Từ bảng cho thấy với loại cọc ®êng kÝnh dc = 0.3m, dc = 0.4m th× tỉng số cọc tơng ứng phải thi công 64 992 36 780 cọc để đảm bảo đất đợc nén chặt theo thiết kế lớn 48 Đối với cọc có đờng kính 0.5m, tổng số cọc cần dùng , thế, khoảng cách cọc lớn (2,45m) đảm bảo hạn chế tối đa mức độ h hại cọc đóng trớc ngời máy di chuyển diện tích đợc nén chặt lớn Qua nhËn xÐt trªn cho thÊy viƯc sư dơng loại cọc có đờng kính dc = 0.5m để gia cố đất Trung tâm phân phối hàng hoá - cảng container Phù Đổng hợp lý 7.2 Giải pháp gia cố đất bấc thấm kết hợp gia tải trớc 7.2.1 Khái niệm giải pháp gia cố đất bấc thấm Xuất phát từ mục đích xử lý đấtyếu tăng nhanh tốc độ cố kết, tăng cờng khả chịu tải, đảm bảo đất yếu đạt đợc độ cố kết cần thiết thời gian định mà đất làm việc điều kiện ổn định Bằng cách nguời ta đà tạo đờng thấm theo phơng thẳng đứng đất yếu thiết bị tiêu nớc kết hợp với gia tải Dới tác dụng tải trọng đắp nớc đợc ép từ lỗ rỗng đất vào thiết bị tiêu nớc chủ yếu theo phơng ngang với quÃng đờng ngắn vào thiết bị tiêu nớc thoát 7.2.2 Cơ sở lý thuyết phơng pháp Barron (1948) đà đa phơng trình tổng quát cho mức độ cố kết theo phơng ngang có thiết bị tiêu nớc theo phơng thẳng đứng điều kiện lý tởng (không bị xáo động sức cản thành giếng) Ur = − e  8T − r  F n Harrbo (1979) đà cải tiến phơng trình Barron đề xuất dùng cho thiết bị tiêu nớc chế tạo sẵn Ông đẫ phát triển lý thut cđa Barron cho trêng hỵp b»ng bÊc thÊm, có xét đến yếu tố ảnh hởng thực tế khác nh: tổn thất thuỷ lực qua bấc thấm, ảnh hởng thi công đến hệ số thấm đất tự nhiên Cải tiến Harrbo thực chủ yếu đơn giản hoá giả thiết kích thớc đặc trng vật lý thiết bị tiêu nớc chế tạo sẵn 49 Ur = e Trong ®ã  8T − r  F  n      8.C r t  = 1- e − De2 F    t: Thời gian tính toán F :Nhân tố ảnh hởng đến tính thấm, gồm ba thành phần F= F n + Fs + F r Fn : Nhân tố ảnh hởng khoảng cách bấc thấm Vì đờng kính vùng ảnh hởng lớn nhiều so với đờng kính tơng đơng dw bấc thấm , nên xác định Fn cách đơn giản nh sau: Fn = ln ( )De dW Fs Nhân tố ảnh hởng xáo động đất yếu đợc xác định theo công thức Fs = ( Kr Ks ) ( ) − ln ds dw Kr – hƯ sè thÊm cđa ®Êt theo phơng ngang cha đóng bấc thấm Ks _ hệ số thấm đất theo phơng ngang đóng bấc thấm Ds - đờng kính đới phá hoại xung quanh bÊc thÊm Trong thùc tÕ thêng dïng ds dw = 2-3 Kr = 2- Ks Fr nh©n tè ¶nh hëng bëi søc c¶n cña bÊc thÊm Kr Fr = πH q w Víi H: chiỊu dài bấc thấm (m) Nếu thoát phía H chiều dày đất yếu, thoát nớc hai phía H nửa chiều dầy đất yếu Qw (m3/sec): khả thoát nớc thẳng đứng bấc thấm tơng ®¬ng víi Gradien thủ lùc b»ng ( lÊy theo chøng chØ xuÊt xëng cña bÊc thÊm) Thùc tÕ tÝnh to¸n cho phÐp lÊy Kr = 0.00001- 0.001m-2 tuú thuéc loại đất qw 50 Đất nguyên dạng Đuờng nuớc lỗ rỗng Thiết bị tiêu nước thẳng đứng Hình 7.3: Mô hình bấc thấm đất + Đặc tính thiết bị tiêu nớc : Lý thuyết cố kết coi đất đợc tiêu nớc thiết bị tiêu nớc thẳng đứng bấc thấm có mặt cắt ngang hình tròn Đờng kính thiết bị tiêu nớc dạng dải đợc tính nh thiết bị tiêu nớc dạng hình tròn qua đờng kính tơng đơng mà Rixner (1986) đa dw = a +b Trong ®ã : a – chiỊu réng cđa bÊc thÊm b- chiỊu dµy cđa bấc thấm dw - đờng kính tơng đơng bấc thấm Đờng kính vùng ảnh hởng phụ thuộc vào khoảng cách bấc thấm (L) dạng bố trí bấc thấm - Nếu bố trí bấc thấm dạng tam giác De = 1.05L - NÕu bè trÝ bÊc thÊm d¹ng hình vuông De = 1.13L + Thời gian cố kết Khi xét đến yếu tố ảnh hởng đến tính thÊm cđa bÊc thÊm , th× thêi gian cè kÕt áp dụng giải pháp bấc thấm là: 51 De2 T= 8Cr   De   ln  −      d w     Kr   ds  2 Kr   +  − 1 ln  + π H  ln  d   K 4  s   w  qw  U r + Tốc độ cố kết Độ cố kết tổng (U) kết trình thoát nớc theo phơng ngang theo phơng thẳng đứng Kết đà đợc Carillo (1942) tổng kết công thức U= 1- (1-UV) (1- Ur ) Trong đó: Uv , Ur tơng ứng độ cố kết trung bình thoát nớc nằm ngang thoát nớc thẳng đứng gây + Điều kiện áp dụng - Khi chiều dầy lớp đất yếu lớn tíi 40m ®Êt cã hƯ sè thÊm nhá, hƯ sè nén lún lớn - Nền đất đắp không cao lắm, đặc tính khả chịu tải hỗn hợp bấc thấm đất thấp - Có đầy đủ trang thiết bị thi công bấc thấm - Biện pháp thích hợp cho diện tích thi công lớn + Ưu nh ợc điểm Ưu điểm Nhợc điểm + Đợc chế tạo sẵn nhà máy nên số lợng chất lợng tơng đối ổn định + Thi công giới đồng bô,nhanh giá + Khả chịu tải hỗn hợp đất yếu thành rẻ bấc thấm không lớn + Trong trình thi c«ng Ýt sù cè , trang + HƯ sè søc cản bấc thấm tăng nhanh bị thi công gọn nhẹ theo chiều sâu +Trong trình lún bấc thấm không bị cắt trợt 52 7.2.3 Tính toán thiÕt kÕ bÊc thÊm 7.2.3.1 Chän lo¹i bÊc thÊm Trong tính toán thiết kế xử lý đất khu vực trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng ta sử dụng loại bấc thấm FLODRAIN FD4-EX Chỉ tiêu kỹ thuật đợc trình bày bảng sau: Bảng 7.1 ChØ tiªu xuÊt xëng bÊc thÊm FLODRAIN FD4-EX Stt Đặc tính thí nghiệm Đơn vị Phơng pháp thí nghiệm Các tính chất - - - Các rÃnh liên tục ChÊt liƯu KPa ASTMD-1629 Polyethelen Søc bỊn nÐn - - >450 Khả chống nấm mốc - - Không phát triển Độ bền hoá chất - - Rất tốt Cấu trúc - - Không dệt, sợi liên tục Chất liệu - - 100%PP Trọng lợng g/m2 Thông thờng 130 Bề dầy mm Thông thờng 0.65 Cờng độ chịu kéo N ASTMD-4632 320 Lùc chèng xÐ r¸ch N ASTMD- 4533 120 §é gi·n dµi % TÝnh thÊm m/s ASTMD-4491 >1.0.10-4 H»ng số điện môi S-1 ASTMD-4491 0.25 Kích thớc lỗ O95(SOS) - Cấu trúc Các đặc tính lõi àm BS6906-2 20 Vá läc : 50 Lâi nhùa : 75 Khả thoát nớc (với m /s gradien thủ lùc i=1) ASTMD-4716 Díi ¸p lùc 53 + 50 kpa + 150kpa 165 10-6 + 250kpa 101 10-6 + 350kpa 74 10-6 DiƯn tÝch bỊ mỈt tù Mm2/s Th«ng thêng 60.10-6 ThĨ tÝch tù Mm2/s Th«ng thờng 270.10-6 315.10-6 Đóng cuộn: Chiều dài cuộn m Th«ng thêng 200 ± 2% ChiỊu réng cn m Th«ng thờng 0.1 5% Đờng kính m Thông thờng 5% 54 7.2.3.2 Thiết kế lớp đệm cát + Yêu cầu kỹ thuật cát làm đệm - Tỷ lệ cỡ hạt > 0.5mm chiếm 50% - Tỷ lệ cỡ hạt 1.0kN - Độ giÃn dài 1,5 Vậy đất không bị trợt Kế hoạch: Giai đoạn I đắp cát tới chiều cao 2,7m sau đợi 50 ngày đắp thêm 2m chiều cao b) Độ tăng sức chịu tải tăng lực dính kÕt Víi thêi gian t=30 ngµy ta cã U30= 77% (®é cè kÕt ) ∆Cu = γ.H1.U15.tgϕu = 2,65.10-3.272.0,77.tg17 o33’ Suy ∆Cu = 0,087(KG/cm2) Lực dính kết sau 30 ngày đạt Cu =Cu + Cu =0,087+0,12=0,207(KG/cm2) 7.2.3.6 Xác định chiều cao đất đắp giai đoạn II a) Xác định chiều cao HII Chiều cao đắp đất giai đoạn II đảm bảo không bị lón tråi Theo Manden- Salencol N c.C 'u 9.0,207 = = 468cm = 4,68m ≈ 4,7m HII = γ d F 2,65.10 3.1,5 Kiểm tra điều kiện trợt chiều cao đất đắp theo phơng pháp tra bảng h 5,0 = = 1,07 H II 4,68 Suy A=4,78 60 ... kính dc = 0.5m để gia cố đất Trung tâm phân phối hàng hoá - cảng container Phù Đổng hợp lý 7.2 Giải pháp gia cố đất bấc thấm kết hợp gia tải trớc 7.2.1 Khái niệm giải pháp gia cố đất bấc thấm Xuất... đặc tính địa kỹ thuật đất khu vực đặc trng công trình bến cảng nh việc nghiên cứu phơng pháp gia cố đất, chọn giải pháp gia cố đất cọc cát bấc thấm thoát nớc Gia cố cọc cát tức đa cát xuống đất. .. biện pháp gia cố đất 38 Chơng Các Giải pháp gia cố đất phục vụ xây dựng bÃi container 7.1 giải pháp gia cố đất cọc cát 7.1.1 Đặc điểm tính u việt cọc cát Qua kết khảo sát, đánh giá đặc tính địa kỹ