Đây là tài liệu của các bạn sinh viện hiện tại đang học tại Đại học Bách Khoa TP HCM. Đồng thời cũng là giáo án của giảng viên tại Đại học Bách Khoa. Nó sẽ rất hữu ích cho công việc học tập của các Bạn. Chúc Bạn thành công.
CHƯƠNG 4: XỬ LÍ VÀ GIA CỐ ĐẤT NỀN 4.1 4.2 4.3 4.4 4.5 4.6 4.7 4.8 Khái niệm Đệm vật liệu rời (đá, sỏi, cát) Cọc vật liệu rời (cọc đá, cọc sỏi, cọc cát) Cọc đất vôi, đất xi măng Gia tải trước Giếng cát gia tải trước Bấc thấm Cừ tràm 4.2 Đệm cát - Chiều dày lớp đất yếu < 5m; ctrình vừa, nhỏ, nhà cơng nghiệp > dùng lớp đệm để thay toàn lớp đất yếu - Làm tăng sức chiu tải đất (được thay lớp đất tốt hơn) - Làm giảm độ biến dạng - Làm tăng khả chống trượt có tải trọng ngang - Ưu: sử dụng vật liệu địa phương, pp thi công đơn giản - Khuyết: thích hợp cho cơng trình nhỏ; ctrình bên cạnh ao, hồ, sơng, biển cần phải có biện pháp ngăn ngừa tượng cát chảy Khi MNN cao dùng ’ nên khơng hiệu Tính toán lớp đệm cát Xác hđRtc * ĐK bt1+định z2 độ 1: sâu (Df + hđ) RII (Df + hđ) bt1 = Df + đ hđ z2 : Ư/s tải trọng đáy lớp đệm z2 = k0 pgl = k0 (p - Df) k0m=1mf 2(l/b, z/b) RII k tc [ Abz B( D f hđ ) * Dc] bz : bề rộng móng tính đổi bz N tc 2 l - Móng băng b z Fz a a a = (l-b)/2 * ĐK 2: ( Móng chữ nhật ) tc N Fz 2 S = Sđệm + Sđất Sgh - Để đơn giản hơn, ta chọn hđ kiểm tra lại đk1 đk2 - hđ chọn bề dày lớp đất yếu 3m R1: Cường độ lớp đệm R2: Cường độ đất bên lớp đệm Biểu đồ xác định hđ Xác định bđ : Tính bề rộng đáy lớp đệm vật liệu rời với giả thiết góc truyền ứng suất nén đất đ = 30 350 bđ = b + hđ tan300 Một số vấn đề thi công lớp đệm cát - Đào bỏ hết lớp đất yếu - Dùng loại cát hạt to, trung, hàm lượng chất bẩn 3% - Rải lớp dày 20 – 30cm, tưới nước vừa đủ ẩm (Wopt) đầm - Có thể thay cát loại đất tốt khác: cát pha sét lẫn sỏi, sỏi đỏ 4.3 Cọc cát Tác dụng - Làm cho đất nén chặt lại nhờ hệ thống cọc cát - Tăng sức chịu tải đất - Giảm biến dạng, đặc biệt biến dạng không đồng - Tăng khả chống trượt ct chịu tải ngang Ưu điểm - Tận dụng vật liệu địa phương (cát) - Thiết bị công đơn giản - Thời gian thi cơng (xử lí nền) nhanh Nhược điểm - Sử dụng hiệu cho ct có tải trung bình Ct có tải lớn vùng đất yếu lớn biện pháp khơng khả thi 5.2.1 Phạm vi sử dụng: - Các cơng trình chịu tải trọng không lớn đất yếu như: gia cố nhà kho, gia cố đường, gia cố đoạn đường vào cầu, gia cố bến, bãi, thường sử dụng cọc vật liệu rời để gia cố - Điều kiện cọc vật liệu rời phải chịu tải trọng đứng chất lượng làm cọc phải ổn định, đồng 5.2.2 Cấu tạo cọc vật liệu rời: Cấu tạo cọc vật liệu rời Tính tốn giếng cát Chiều dày lớp đệm cát hđệm = S + (30 50) cm, chọn hđệm 0,5 m S: độ lún ổn định đất yếu Xác định đường kính d khoảng cách giếng L - Thường chọn đường kính giếng cát d = 40 cm - Khoảng cách giếng cát L = m, chọn L = m Xác định chiều sâu giếng cát Lg - Chiều sâu giếng cát Lg Hnén (phạm vi chịu nén) - bt1+ z2 Rtc(Df + lg) RII (Df + lg) - Lg 2/3 Hđy - Thường chọn Lg = chiều sâu vùng đất yếu Tính tốn độ cố kết đất - Lời giải Carrilo (1942) cho độ cố kết tổng hợp Uv,r thấm đứng Uv thấm ngang Ur Uv,r = – (1 - Ur) (1 – Uv) kv (1 e1 ) cv a w cv t Tv H U v 1 e kr (1 e1 ) cr a w 2 Tv => Uv (Sơ đồ ) cr t Tr De => Ur Uv,r : độ cố kết tổng hợp H = lg : chiều dài giếng cát (chiều dày vùng nước) R = L/2 : bán kính ảnh hưởng De : khoảng cách qui đổi giếng cát De = 1,13 S (sơ đồ hình vng) De = 1,05 S (sơ đồ tam giác đều) S : khoảng cách thực giếng cát r : bán kính giếng cát cv : hệ số cố kết theo phương đứng cr : hệ số cố kết theo phương bán kính (phương ngang) a : hệ số nén lún w : trọng lượng riêng nước - Lời giải Barron (1948) Tr U r 1 exp F ( n) n 2 3n F ( n) ln(n) n 1 4n R S n r d - Tính độ lún theo thời gian St: St = U S - Xem không thay đổi: e1 e2 S h 1 e1 n S ao * p * h i 1 n S i 1 p h E Cho đất cố kết thường (OCR = 1) poi pi C c hi S log poi i 1 e0 i n Cho đất cố kết trước nặng (OCR > 1, po + p pc ) po p Cs h S log eo po Cho đất cố kết trước nhẹ (OCR > 1, po + p pc) po p Cs h pc Cc h S log log eo p o eo pc - Xem đất thay đổi: * Theo Evgene S( e0 e p eo d c2 2)H L e0 : hệ số rỗng ban đầu đất ep : hệ số rỗng có tải trọng ngồi dc : đường kính giếng cát L : khoảng cách trục giếng cát H : chiều dày lớp đất có giếng cát * Theo GSTS Hoàng Văn Tân S (1 n 1 e1g e1đ 1 e2 g d c2 2)H n 1 L e2 đ n = R/r e1g , e2g : hệ số rỗng giếng cát trước sau nén, kinh nghiệm lấy e1g = 0,65, e2g = 0,55 e1đ , e2đ : hệ số rỗng đất trước sau nén, lấy e1đ = e2đ Theo kinh nghiệm c, tăng từ 1,5 lần sau lần gia tải, xác định gần c*, * = [1+(1-Uv) (1-Ur)] c, Một số vấn đề thi cơng giếng cát Trình tự thi cơng gần giống cọc cát Với chiều sâu giếng < 12m, dùng loại máy đào cần trục loại máy rung có lực kích từ 1020T, thực tế hay dùng 14T 4.6 Bấc thấm Lời giải Hansbo (1979) cho bấc thấm, nhựa thấm: Tr U r 1 exp F k r (1 e1 ) Cr a w Cr t Tr De kh Cr a0 w De : khoảng cách thiết bị thoát nước De = 1,13 S (sơ đồ hình vng) De = 1,05 S (sơ đồ tam giác đều) S : khoảng cách thực thiết bị thoát nước F = F(n) + Fs + Fr De F (n) ln dw k h Fs k s biểu thị hiệu khoảng cách thiết bị thoát nước ds 1 Ln dw biểu thị hiệu xáo trộn đất xung quanh thiết bị nước dw : đường kính tương đương thiết bị thoát nước 2(a b) dw (Hansbo, 1979) b a (a b) a: bề rộng, b: bề dày thiết bị thoát nước dw ds : đường kính vùng bị xáo trộn kết cấu đất xung quanh thiết bị thoát nước kh Fr Z ( L Z ) qw biểu thị hiệu sức cản thấm thiết bị thoát nước Z : khoảng cách từ mặt đất đến chổ kết thúc thoát nước qw : khả thoát nước gradient thủy lực 4.7 Cừ tràm Chiều dài cừ : lc = m, đường kính dc = 10 cm Tính toán cừ tràm cọc tiết diện nhỏ Chọn lc , dc ; thường chọn lc = m, dc = cm Xác định sức chịu tải cừ: - Theo vật liệu: Pvl = 0,6 fc Rn fc : diện tích tiết diện ngang 1cừ Rn : cường độ chịu nén dọc trục cừ As f s Ap q p - Theo đất nền: Qa FS s FS p Qtc = mR fc Rp + u mf fi li Qa = Qtc /1,4 Qa = km (Rp fc + u mf fi li) ; km = 0,7 Hệ số mR , mf lấy cọc BTCT ca = 2/3 c ; a = 2/3 => Chọn Pc = (Qa);Pc 0,4 T Tính số lượng cừ n n0 F N Qđ n Pc Thường chọn mật độ 16 cây/m2, 25 cây/m2, 36 cây/m2, 49 cây/m2 Các phần lại tính tương tự cọc BTCT * Phần tính lún móng khối qui ước 2/3 lc ... khoảng 15-20ph, rút ống lên 0,5m, làm tương tự - Thi công phương pháp nổ mìn 4. 4 Gia tải trước 4. 4.1 Tính toán tải trọng gia tải cho phép để đất không bị phá hoại, p pgh p gh R tc m ( A b ... trình chịu tải trọng khơng lớn đất yếu như: gia cố nhà kho, gia cố đường, gia cố đoạn đường vào cầu, gia cố bến, bãi, thường sử dụng cọc vật liệu rời để gia cố - Điều kiện cọc vật liệu rời phải... D c) ktc Để đơn giản lấy = => A = 0, B = 1, D = 3, 14 = Pgh = c Chiều cao lớp gia tải tính từ điều kiện cân *h=Pgh h = pgh / 4. 4.2 Tính tốn cố kết đất U v 1 e 2 Tv Khi Uv ≤