CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN

cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn. Đệm cát có các tác dụng sau đây : Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền. Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát. Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng. Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của nền và rút ngắn quá trình lún. Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động. Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát : Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế. Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm cát không ổn định. Kích thước đệm cát được xác định bằng tính toán nhằm thoả mãn 2 điều kiện : ổn định về cường độ và đảm bảo độcát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn. Đệm cát có các tác dụng sau đây : Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền. Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát. Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng. Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của nền và rút ngắn quá trình lún. Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động. Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát : Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế. Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm cát không ổn định. Kích thước đệm cát được xác định bằng tính toán nhằm thoả mãn 2 điều kiện : ổn định về cường độ và đảm bảo độcát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn. Đệm cát có các tác dụng sau đây : Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền. Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát. Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng. Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của nền và rút ngắn quá trình lún. Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động. Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát : Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế. Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm cát không ổn định. Kích thước đệm cát được xác định bằng tính toán nhằm thoả mãn 2 điều kiện : ổn định về cường độ và đảm bảo độ

CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN 3.1 ĐỆM CÁT 3.1.1 Phạm vi áp dụng Đệm cát thường sử dụng lớp đất yếu trạng thái bão hòa nước sét nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay không lớn (nhỏ 3m) Người ta bóc bỏ lớp đất yếu thay lớp cát có khả chịu lực lớn Đệm cát có tác dụng sau : - Lớp đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực tiếp thu tải trọng cơng trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên Làm tăng sức chịu tải đất - Làm giảm độ lún móng; giảm độ lún lệch móng có phân bố lại ứng suất tải trọng gây đất tầng đệm cát - Giảm chiều sâu chơn móng từ giảm khối lượng vật liệu xây móng - Tăng nhanh tốc độ cố kết nền, làm tăng nhanh sức chịu tải rút ngắn trình lún Tuy nhiên, sử dụng biện pháp đệm cát cần phải ý đến trường hợp sinh tượng cát chảy, xói ngầm nước ngầm tượng hóa lỏng tác dụng tải trọng động Những trường hợp sau không nên sử dụng đệm cát : - Lớp đất phải thay có chiều dày lớn 3m, lúc đệm cát có chiều dày lớn, thi cơng khó khăn, khơng kinh tế - Mực nước ngầm cao có áp Lúc hạ mực nước ngầm tốn đệm cát không ổn định Kích thước đệm cát xác định tính toán nhằm thoả mãn điều kiện : ổn định cường độ đảm bảo độ lún công trình sau có đệm cát nằm giới hạn cho phép 3.1.2 Tính tốn đệm cát Kích thước đệm cát xác định từ điều kiện : σ1 + σ2 ≤ Rđy (3.1) Trong : σ1 : ƯS thường xuyên trọng lượng thân đất cốt đáy móng đệm cát tác dụng mặt lớp đất yếu đáy đệm cát σ2 : ƯS cơng trình gây ra, truyền mặt lớp đất yếu đáy đệm cát σ2 = Ko(σotc - γhM) (3.2) Trong : Ko : hệ số phụ thuộc vào m = 2z/b n = l/b, tra bảng σotc : ứng suất tiêu chuẩn trung bình đáy móng xác định sau : Trường hợp móng chịu tải trọng tâm : tc γ h + tb ∑ No M F σo = Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm : tc σotc = tc σtc max+σmin (3.4) tc σ tc (3.3) max,min = γ h + tb M ∑No F M tc ±∑ W (3.5) Trong : tc ∑ N0 : tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng cơng trình tác dụng lên móng; ∑M tc : tổng moment tải trọng cơng trình tác dụng vào móng; F : diện tích đáy móng; W : moment chống uốn tiết diện đáy móng; γtb : dung trọng trung bình móng đất đắp lên móng ∑N0tc σotc=γh b σ1bĐ σ2 Rđ y Hình 3.1 Sơ đồ tính tốn đệm cát Cướng độ tính tốn mặt lớp đất yếu, đáy lớp đệm cát xác định theo công thức : mm K Rđy = tc (AbyγII + BHyγ’II + DcII - γ’IIho) Trong : A,B,D : tra bảng phụ thuốc vào ϕII; by : bề rộng móng quy ước, xác định sau : (3.6) + Đối với móng băng : tc ∑No σ l by = + Đối với móng chữ nhật : Δ + Fy − ∆ by = (3.7) ;∆= l−b (3.8) tc ∑N F = σ2 o y (3.9) Để đơn giản, chiều dày đệm cát tính tốn theo cơng thức : hđ = K.b (3.10) R1 R2 6,0 l =1 b 5,0 4,0 l =2 b 3,0 2,0 l =x b 1,0 0,0 0,5 1,0 K 1,5 Hình 3.2 Biểu đồ xác định hệ số K Trong : K : hệ số phụ thuộc vào tỷ số l/b R1/R2 tra biểu đồ hình 3.2 R1 : cường độ tính tốn đệm cát, thường xác định thí nghiệm nén tĩnh trường theo công thức quy phạm R2 : cường độ tính tốn lớp đất yếu nằm đệm cát, thường xác định bàn nén trường tính tốn theo CII; ϕII Chiều rộng đệm cát xác định sau : bđ = b + 2hđ.tgα (3.11) α : góc truyền lực cát lấy khoảng 30 – 45o Kiểm tra độ lún : S = S1 + S2 ≤ Sgh (3.12) Trong : S1 : độ lún đệm cát; S2 : độ lún lớp đất nằm đệm cát vùng chịu nén; Sgh : độ lún cho phép 3.1.3 Thi công đệm cát Hiệu đệm cát phụ thuộc phần lớn vào công tác thi công, phải đầm nén đảm bảo đủ độ chặt không làm phá hoại kết cấu lớp đất bên Trường hợp khơng có nước ngầm, cát đổ lớp dày khoảng 20cm, làm chặt đầm lăn, đầm rung… có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ mực nước ngầm dùng biện pháp thi công nước Độ ẩm đầm nén tốt cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công thức sau : W = tn 0,7.e.γ n γs (3.13) Trong : e : hệ số rỗng cát trước đầm nén; γn : trọng lượng riêng nước = 10 KN/m3; γs : trọng lượng riêng cát Sau đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt đệm cát cách sử dụng xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh xun động 3.1.4 Trình tự thiết kế móng sử dụng đệm cát 3.1.4.1 Chọn độ sâu chơn móng Căn vào điều kiện địa chất cơng trình tải trọng tác dụng, phân tích để lựa chọn phương án, từ chọn độ sâu chơn móng (độ sâu điều chỉnh q trình tính tốn chi tiết) Thơng thường độ sâu chơn móng đệm cát chọn bình thường giống đặt đất tốt (sơ đồ số 1) 3.1.4.2 Xác định kích thước đáy móng kiểm tra điều kiện áp lực Gồm bước sau : - Xác định cường độ tính tốn quy ước cát làm đệm (theo công thức quy đổi quy phạm) - Xác định diện tích đế móng xác định kích thước móng - Xác định chiều dày đệm cát : để đơn giản, chiều dày thường chọn trước sau kiểm tra lại, khơng đạt tăng chiều dày đệm, đệm khơng nên dày q 3m, lúc chuyển sang phương án móng khác) - Kiểm tra điều kiện áp lực đỉnh lớp đất yếu (đáy đệm cát) - Tính tốn độ lún móng - Tính tốn kích thước đệm cát (theo mặt bằng) - Tính tốn độ bền cấu tạo móng (giồng móng nơng thiên nhiên) Cùng ngun tắc với đệm cát, dùng đệm đất, đệm đá sỏi… tùy theo khả cung cấp khu vực xây dựng 3.2 CỌC CÁT 3.2.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng Cọc cát sử dụng trường hợp sau : Cơng trình chịu tải trọng lớn đất yếu có chiều dày > 3m Những trường hợp sau không nên dùng cọc cát : Đất nhão yếu, lưới cọc cát lèn chặt đất (khi hệ số rỗng nén chặt enc > khơng nên dùng cọc cát Chiều dày lớp đất yếu đáy móng > 3m, lúc dùng đệm cát tốt Tác dụng cọc cát : Làm cho độ rỗng, độ ẩm đất giảm đi, trọng lượng thể tích, modun biến dạng, lực dính góc ma sát tăng lên Do đất nén chặt, nên sức chịu tải tăng lên, độ lún biến dạng không đất đế móng giảm đáng kể Dưới tác dụng tải trọng, cọc cát vùng đất nén chặt xung quanh cọc làm việc đồng thời, đất nén chặt khoảng cách cọc Vì phân bố ứng suất nén chặt cọc cát coi thiên nhiên Khi dùng cọc cát, trình cố kết đất diễn nhanh nhiều so với thiên nhiên gia cố cọc cứng Phần lớn độ lún cơng trình diễn q trình thi cơng, cơng trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn định Sử dụng cọc cát kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm 50%, so với cọc gỗ giảm 30%), khơng bị ăn mòn, xâm thực Biện pháp thi cơng đơn giản khơng đòi hỏi thiết bị thi cơng phức tạp 3.2.2 Tính tốn thiết kế cọc cát 3.2.2.1 Hệ số rỗng gia cố cọc cát Từ điều kiện : I = d e e max max −e −e nc ta có : enc = emax – ID (emax – emin) (4.1) Trong : emax : hệ số rỗng cát trạng thái xốp emin : hệ số rỗng cát trạng thái chặt ID : độ chặt tương đối = 0,7-0,8 3.2.2.2 Diện tích nén chặt Fnc = 1,4b (l + 0,4b) (4.2) Trong : b : chiều rộng đáy móng (m) l : chiều dài đáy móng (m) (Kích thước phạm vi nén chặt mở rộng phía 0,2b) Tỷ lệ diện tích tất cọc cát Fc diện tích đất nén chặt Fnc xác định sau : F Fnc 3.2.2.3 =Ω= (e −e 1+ e nc ) (4.3) Số lượng cọc cát ΩF nc f c n= (4.4) Trong : fc - diện tích mặt cắt ngang cọc cát (lấy diện tích mặt cắt ngang ống thép tạo lỗ cọc cát) 0,2b b d 0,2b A Fmó ng C B Fné n chặ t L Hình 4.1 Bố trí cọc cát để nén chặt Hình 4.2 Sơ đồ để xác định khoảng cách tim cọc cát 3.2.2.4 Bố trí cọc cát Cọc cát thường bố trí theo hình tam giác, sơ đồ có lợi để làm chặt đất khoảng cọc cát Khoảng cách cọc : L = 0,95d γ nc γ −γ nc (4.5) Trọng lượng riêng đất sau nén chặt cọc cát : γ = nc γ (1+ W) s 1+ e nc Trong : W : độ ẩm đất trạng thái tự nhiên γs : trọng lượng riêng đất trạng thái tự nhiên d : đường kính cọc cát enc : hệ số rỗng sau gia cố cọc cát (4.6) 3.2.3 Thi công cọc cát Cọc cát thi công máy chuyên dùng Sử dụng ống thép tạo lỗ nhồi cát vào ống Cần lưu ý đào hố móng khơng đào sâu đến cao trình thiết kế mà để lại khoảng 1m, sau thi cơng móng đào tiếp cát đoạn đầu cọc thường không chặt Ong thép hạ xuống chấn động đến độ sâu cần thiết, nhồi cát rút ống lên từ từ Sau thi công cần kiểm tra lại phương pháp sau : - Khoan lấy mẫu đất cọc cát để xác định trọng lượng riêng đất nén chặt γnc, hệ số rỗng nén chặt enc c, ϕ sau nén chặt Từ tính cường độ đất sau nén chặt - Dùng xuyên tiêu chuẩn để kiểm tra độ chặt cát cọc đất cọc cát - Thử bàn nén tĩnh trường, mặt cọc cát Diện tích bàn nén phải lớn để trùm qua cọc cát Thông thường, cọc cát thi cơng tốt, sức chịu tải đất tăng lên gấp 2-3 lần so với ban đầu 3.3 TRỤ ĐẤT XI MĂNG 3.3.1 Phạm vi áp dụng Phơng pháp đc giới thiu vào nớc ta nhng điu kin s dng rng rãi hạn ch Đây bin pháp c ý ngha kinh t cao, nên đc thí đim nhiu nhà đ c kt nhân rng din s dng Loại gia c nn theo công ngh c th làm mng cho nhà c đ cao tới 12 tầng 3.3.2 Mụ t v cụng ngh Dng máy đào kiu gàu xoay, b gàu lắp lỡi khuy đt kiu lỡi chém ngang đ làm tơi đt h khoan mà không ly đt lỗ khoan Xoay n cần xoay đn đ sâu đáy tr Ta đc mt tr mà bên đt đc khuy đu Khi mi khuy đáy tr bắt đầu bơm sữa xi măng đc dn lòng cần khoan đn mi khoan Đt lại đc trn với sữa xi măng thành dạng xn xt c xi măng Va rt va bơm sữa xi măng trn Cui cng cần khoan nâng mi lên đn mt đt, ta đc cc đt trn xi măng Xi măng s phát trin cng đ nh tính toán Những tr đt xi măng trn ớt thng b trí sát dới chân mng băng, đng kính tr n sát tr Lng xi măng dng cho 1m3 tr t 250kg đn 350 kg T l Nớc/Ximăng 60% đn 120% với sữa xi măng bơm xung cc Sau 28 ngày, khoan ly mu tr cng đ đạt 17 kG/cm2 với lng xi măng 250 kg/m3 tu thuc loại đt chỗ Phơng pháp đc nớc Hoa k, Anh, Pháp, Đc nhiu nớc châu Âu khác s dng Nớc Nht cng xây dng nhiu nhà với loại tr Với tr c th xây dng nhà t tầng đn 10 tầng Nht giới thiu với thị trng nớc ta loại máy làm tr loại TENOCOLUMN Các ch tiêu s dng máy TENOCOLUMN nh sau: Lng ximăng/m3 Loại đt chỗ Cát Bn,sét cát Đt ln hữu Than bn 250 226 250 350 325 T lƯ N/X % 120 100 60 60 60 Cng ® mu KG/cm2 41,8 30 17,1 15,7 16,4 Víi ch tiêu đây, phơng pháp t hữu hiu qui sc chịu tải dới nn thành trị s đng nht dng tính toán mng băng dới công trình Với sc chịu ca tr khoảng 15 kG/cm2 c th qui sc chịu đáy mng băng thành bình quân 5~7 kG/cm2 điu c ý ngha thit k mng Vật liệu trộn Phun vật liệu liên kết trộn vớiđều đất đất vật liệu trộn Trộn Trộn đầm chặt Khoan phá kết cấu đất Hướng xoay mũi khoan Hướng vật liệu Quy trình tạo trụ đất trộn với vơi xi măng 3.3.3 Các giải pháp thiết kế 3.3.3.1 Nguyên lý thit k Đt x lý trn sâu đc thit k cho công trình xây dng đạt yêu cầu v tính khả thi, kinh t lâu dài, chịu đc tác đng ảnh hng trình thi công s dng, tc tha mãn điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, trạng thái giới hạn s dng Thit k thng theo phơng pháp lp, đ kt ca nhiu phơng pháp thí nghim kim tra mt phần quan trng Thit k sơ b da kt thí nghim mu trn phòng Tơng quan cng đ nén không hạn ch n hông mu thân tr hin trng mu trn phòng c th chn theo kinh nghim t 0.2 đn 0.5 ty theo loại đt t lƯ trn Nu kt qu¶ thÝ nghiƯm hiƯn trng không đáp ng yêu cầu phải điu chnh thit k công ngh cần thit điu chnh thit k chc Xác lp điu kin thit k Cơ s dữtheo liu v trn tơng quan cng đ phòn Kt khảo sát Thí hin nghim trng phòng với đt đại din t l khác Xác lp cng đ thit k Đ xut giải pháp thi công sơ b xác định kích thớc gia c Phân tích thit k đ đáp ng yêu cầu chc tng th Điu chnh tính trn nu cng đ đ đng nht cha đạt Ch tạo tr th đ xác nhn cng đ d tính đ đng nht Thit k k thut thi công, thi công đại trà theo quy trình đảm bảo cht Quy trình thit k lp, gm thí nghim phòng, thit k chc năng, th hin trng thit k công ngh 3.3.3.2 Quy trỡnh thiết kế, thi cơng trụ đất xi măng - Kh¶o sát địa cht công trình, thí nghim xác định hàm lng xi măng thích hp phòng thí nghim - Thit k sơ b nn gia c theo điu kin tải trng tác dng ca kt cu bên (căn c vào kt thí nghim mu phòng kinh nghiƯm tÝch lịy); - Thi c«ng trơ thư b»ng thit bị d kin s dng; - Tin hành thí nghim kim tra (xuyên cánh, xuyên tnh, nén tnh, ly mu ); - So sánh với kt thí nghim phòng, đánh giá lại ch tiêu cần thit; - Điu chnh thit k (hàm lng cht gia c, chiu dài hoc khoảng cách tr); - Thi công đại trà theo công ngh đạt yêu cầu tin hành kim tra cht lng phc vơ nghiƯm thu 3.3.3.3 Thí nghiệm §t xư lý trn sâu đc thit k cho công trình xây dng đạt yêu cầu v tính khả thi, kinh t lâu dài, chịu đc tác đng ảnh hng trình thi công s dng, tc tha mãn điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, trạng thái giới hạn s dng 3.3.3.4 Tương quan đặc tính đất xử lý Đt x lý trn sâu đc thit k cho công trình xây dng đạt yêu cầu v tính khả thi, kinh t lâu dài, chịu đc tác đng ảnh hng trình thi công s dng, tc tha mãn điu kin v trạng thái giới hạn cc hạn, trạng thái giới hạn s dng 3.3.3.5 Phng hng thit k a V n nh Cng đ kháng cắt ca nn gia c tÝnh theo c«ng thc : Ctb = Cu (1- a) + a Cc Trong đ : Cu sc kháng cắt ca đt, tính theo phơng pháp trng s cho nn nhiu lớp; Cc sc kháng cắt cđa trơ; a lµ t s diƯn tÝch, a = n Ac/Bs; n lµ s trơ 1m chiỊu dµi đắp; Bs chiu rng đắp; Ac diƯn tÝch tit diƯn trơ b Về độ lún § ln tng (S) ca nn gia c đc xác định tng đ ln ca thân gia c đ ln ca đt dới gia c: S = S1 + S2 Trong ®: S1 - ® lĩn thân gia c S2 - đ ln ca ®t cha gia c, díi mịi trơ § lĩn cđa thân gia c đc tính theo công thc: qH qH S1 = = E tb aE c + (1 a) E s Trong đ: q - tải trng công trình truyn lên gia c (kN); H - chiỊu s©u cđa gia c (m) a - t s diƯn tÝch, a = (nAc / BL), n- tỉng s trơ, Ac - diƯn tÝch tit diƯn trơ, B, L - kÝch thíc gia c; Ec- M« ®un ®µn hi cđa vt liƯu trơ; C thĨ ly Ec = (50ữ100) Cc đ Cc sc kháng cắt ca vt liu tr Es - Mô đun bin dạng ca đt nn tr (C th ly theo c«ng thc thc nghiƯm Es = 250Cu, víi Cu sc kháng cắt không thoát nớc ca đt nn) Đ ln S2 đc tính theo nguyên lý cng ln tng líp (xem phơ lơc TCXD 4578) ¸p lc ®t phơ thªm ®t c thĨ tÝnh theo li giải cho bán không gian bin dạng tuyn tính (tra bảng) hoc phân b giảm dần theo chiu sâu với đ dc (2:1) nh hình Phạm vi vng ảnh hng ln đn chiu sâu mà đ áp lc gây ln không vt 10% áp lc đt t nhiên (theo quy định tiêu chun thit k nn nhà công trình TCXD 45 - 78) Đ thiên v an toàn, tải trng (q) tác dng lên đáy gia c xem nh khôngthay sut chiu cao ca cng đ chịu nén ca mt s hỗn hp gia c Đt - xi măng Cng đ kháng nén 1trc, kg/cm2 Đc trng đt t nhiên Loại đt Địa đim k LL LP G/cm3 % % % IP Cu 7%XM 12% XM kg/cm2 28 ngµy 90 ngµy 28 ngµy 90 ngµy SÐt pha Hµ Ni 1,30 45 37 24 13 0,16 3,36 3,97 4,43 4,48 C¸t pha Nam Hµ - 41 - - - - - 2,24 - 3,21 Sét pha xám đen Hà Ni - 62 36 23 13 0,23 - - 7,39 9,42 SÐt pha xám nâu Hà Ni - 35 35 27 0,21 - - 4,28 4,82 Sét pha hữu Sét pha Hµ Ni Hµ Ni - 30 30 19 11 0,23 3,00 4,07 - - 1,60 52 37 24 13 0,10 0,61 0,66 2,13 2,50 Sét xám xanh Hà Ni - 51 - - - 0,10 - - 2,39 2,55 §t sét hữu Hà Ni - 95 62 40 22 0,21 - - 0,51 0,82 SÐt pha Hµ Ni 1,43 37 30 19 11 0,32 - - 11,0 19,0 Bn sét hữu Hà Ni 74 54 35 19 0,39 - - - 1,22 Bn sét hữu Hà Ni 119 54 36 18 0,19 - - 0,42 0,50 SÐt pha Hải Dơng 1,35 36 27 18 - 6,18 6,50 9,13 9,53 Cát pha Hải Dơng 1,35 26 27 19 - 3,55 4,21 6,75 7,92 Sét Hải Phòng 1.16 50 46 28 18 0.28 1.63 1.85 3.01 3.95 3.4 γw 1,51 γw 1,54 NÉN TRƯỚC BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH 3.4.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng Nén trước tải trọng tĩnh sử dụng trường hợp gặp đất yếu than bùn, bùn, sét sét pha dẻo nhão… Mục đích gia tải trước : Tăng cường sức chịu tải đất Tăng nhanh thời gian cố kết, tức làm cho lún ổn định nhanh Muốn đạt mục đích trên, người ta dùng biện pháp sau : Chất tải trọng cát, sỏi, gạch, đá… lớn tải trọng cơng trình dự định xây dựng chịu tải trước lún trước xây dựng Dùng giếng cát (biện pháp phần trên) giấy thấm để thoát nước lỗ rỗng, tăng nhanh trình cố kết đất 3.4.2 Điều kiện địa chất cơng trình Để đạt mục đích nén chặt đất nước lỗ rỗng ra, điều kiện phải có chỗ cho nước thoát Những sơ dồ địa chất sau xem phù hợp cho phương pháp : a Sơ đồ theo hình 4.5a : bị ép, nước bị ép xuống lớp cát bên b Sơ đồ theo hình 4.5b : bị ép, nước bị ép theo hai hướng lên xuống lớp cát bên c Sơ đồ theo hình 4.5c : bị ép, nước theo hướng lên lớp cát phía Để đạt hiệu tốt, chiều dày lớp đất yếu nên hạn chế hđy ≤ 3m q (KPa) a) Đấ t đắ p đấ t trồ ng trọt Đấ t yế u Caù t q (KPa) b) Caù t c) q (KPa) Cá t Đấ t yế u Đấ t yế u Cá t Đấ t sé t Các điều kiện địa chất cơng trình để dùng phương pháp gia tải nén trước khơng dùng giếng nước 3.4.3 Tính tốn gia tải trước Lựa chọn áp lực nén trước sau : + Dùng áp lực nén trước tải trọng cơng trình xây dựng + Dùng áp lực nén trước lớn tải trọng cơng trình (khoảng 20%) để tăng nhanh q trình cố kết, khơng nên chọn lớn làm cho đất bị phá hoại Độ lún dự tính đất yếu tác dụng tải trọng nén trước xác định theo công thức kinh nghiệm sau : S = S− t t α+t (4.19) Trong : St : độ lún dự tính thời gian t đó; t : thời gian nén trước; α : hệ số kinh nghiệm xác định theo công thức : α = S t1 − t1 S t (4.20) Trong : S : độ lún ổn định trình nén trước, xác định theo quan trắc thực tế S= t −t t S t − t S t (4.21) đây, St1 St2 độ lún quan trắc thời điểm t1 t2 3.4.4 Biện pháp thi cơng Có hai cách gia tải nén trước : - Chất tải trọng nén trước mặt đất, vị trí xây móng, đợi thời gian theo yêu cầu để độ lún ổn định, sau dỡ tải đào hố thi cơng móng - Có thể xây móng, sau chất tải lên móng cho lún đến ổn định, sau dỡ tải xây kết cấu bên Lưu ý chất tải tăng dần theo cấp Mỗi cấp khoảng 15 – 20% tổng tải trọng Cần tiến hành theo dõi, quan trắc độ lún để xem độ lún có đạt u cầu khơng, khơng đạt cần có biện pháp tích cực để nước tiếp tục 3.5 GIẾNG CÁT 3.5.1 Đặc điểm phạm vi ứng dụng Giếng cát biện pháp gia tải trước sử dụng loại đất bùn, than bùn loại đất dính bão hòa nước, có tính biến dạng lớn… xây dựng cơng trình có kích thước tải trọng lớn thay đổi theo thời gian đường, sân bay, đáy cơng trình thủy lợi… Giếng cát có hai tác dụng : - Giếng cát làm cho nước tự lỗ rỗng thoát tác dụng gia tải làm tăng nhanh tốc độ cố kết nền, làm cho cơng trình nhanh đạt đến giới hạn ổn định lún, đồng thời làm cho đất có khả biến dạng đồng - Nếu khoảng cách giếng chọn thích hợp có tác dụng làm tăng độ chặt sức chịu tải đất tăng lên Những điểm giống khác giếng cát cọc cát : - Kích thước (đường kính chiều dài) tương tự nhau, khoảng cách giếng cát lớn cọc cát - Nhiệm vụ chúng khác : + Cọc cát làm chặt đất chính, làm tăng SCT đất nền, thoát nước lỗ rỗng phụ + Giếng cát để nước lỗ rỗng chính, tăng nhanh trình cố kết, làm cho độ lún nhanh chóng ổn định Làm tăng sức chịu tải phụ 3.5.2 Tính tốn thiết kế giếng cát Cấu tạo giếng cát gồm có ba phận (hình vẽ) hệ thống giếng cát, đệm cát lớp gia tải 3.5.2.1 Đệm cát Có nhiệm vụ tạo điều kiện cho cơng trình lún đều, Chiều dày lớp đệm cát tính theo cơng thức kinh nghiệm : hđ = S + (0,3 – 0,5m) (4.12) Trong : hđ : chiều dày lớp đệm cát; S : độ lún tính tốn đất Cát làm lớp đệm thường sử dụng cát hạt trung hạt to q Đệ m cá t d Đấ t yế u Giế ng cá t L Tầ ng khô ng thấ m nướ c Cấ u tạo giế ng cá t trê n mặ t bằ ng Sơ đồ cấu tạo giếng cát 3.5.2.2 Lớp gia tải Xác định chiều cao lớp gia tải : h= σ γ (4.13) Trong : σ : áp lực tải trọng Và : σ ≤ Rtc hay qat Rtc tính với đất yếu ϕ = đất đắp mặt nên h = 0; R tc = πc Nếu điều kiện không thỏa mãn phải đắp lớp gia tải nhiều lần dùng bệ phản áp Qat = 3.5.2.3 π(γh + 2c.ctg ϕ) + γh π ctgϕ + ϕ (4.14) Giếng cát Đường kính giếng cát tốt dc = 35 - 45cm, chiều dài giếng thường lấy chiều sâu chịu nén cực hạn đất móng : + Móng đơn : lg ≈ – 3b (b : chiều rộng móng) + Móng băng : lg ≈ 4b + Móng bè : Nếu đất yếu có gốc đất loại sét, : lg ≥ 9m + 0,15b Nếu đất yếu có gốc đất loại cát, : lg ≥ 6m + 0,10b Khoảng cách giếng cát : Khoảng cách giếng cát phụ thuộc vào đường kính giếng cát tốc độ cố kết đất Theo kinh nghiệm, khoảng cách giếng khoảng 1,0 – 5,0m 3.5.2.4 Tính biến dạng Độ lún đất yếu chưa có giếng cát : e −e S = 1ñ 2ñ h 1+e1ñ (4.15) Trong : e1đ; e2đ ; hệ số rỗng đất xung quanh giếng cát trước sau có tải trọng h : chiều dày lớp đất yếu có giếng cát Khi đất có nhiều lớp khác dùng phương pháp tổng độ lún để xác định Độ lún đất yếu có giếng cát xác định theo cơng thức kinh nghiệm Evgênev : e −e d2 Sgc =  1o+e p − c2  h o L   (4.16) Trong : eo : hệ số rỗng đất trạng thái tự nhiên; ep : hệ số rỗng đất có tải trọng ngồi; dc : đường kính giếng cát; L : khoảng cách trục giếng cát; h : chiều dày lớp đất có giếng cát Độ lún theo thời gian : St = mv 1+e1 h[ q − Pn (z,r,t)] (4.17) Mức độ cố kết : P (z,r,t) U t = St = 1- n q = 1- M z M r S Trong công thức : mv : hệ số nén đất; e1 : hệ số rỗng ban đầu đất; q : tải trọng phân bố cơng trình; (4.18) Pn(z,r,t) : áp lực nước lỗ rỗng; h : chiều dày lớp đất có giếng cát 3.5.3 Thi cơng giếng cát Q trình thi cơng giếng cát nói chung giống cọc cát Có thể hạ ống thép xuống máy đóng máy rung Giếng cát nói chung chưa sử dụng phổ biến nước ta 3.6 GIA CỐ NỀN BẰNG BẤC THẤM 3.6.1 Phạm vi ỏp dng Đây bin pháp đc s dng nớc ta với công trình đc thoát nớc theo phơng thẳng đng ca bc thm chng t tc đ c kt ca nn đt yu nhanh so với phơng pháp khác Bin pháp c th s dng đc rng rãi theo kinh nghim nớc ngoài, bin pháp hữu hiu toán giải quyt tc đ c kt ca nn đt yu Công ngh thích dng cho vic xây dng nhà c s tầng c s tầng - tầng xây dng nn đt lp mà dới lớp đt lp lớp bn sâu 3.6.2 Mụ t v cụng ngh Nn đt sình lầy, đt bn sét bão hoà nớc nu ch lp đt hoc cát lên trên, thi gian đ lớp sình lầy c kt rt lâu kéo dài thi gian ch xây dng Cắm xung đt ng c bc thoát nớc thẳng đng xung đt làm thành lới ô với khoảng cách mắt lới ô 500 mm Vị trí ng c bc nằm mắt lới ng thoát nớc c bc thng cắm sâu khoảng 18 - 22 mét ng thoát nớc c bc c đng kính 50 - 60 mm V ng nha c rt nhiu lỗ châm kim đ nớc t qua lại Trong ng đ bc si pôlime dc theo ng đ nớc dn theo bc lên, xung, ng Phơng pháp đc gi phơng pháp thoát nớc thẳng đng (vertical drain) Vic cắm ng xung đt nh loại máy cắm bc thm Khi nn đt đc đ lớp cát bên đ nâng đ cao đng thi dng làm lớp gia tải gip cho s chắt bớt nớc lớp dới sâu đ lớp đt c kt đ khả chịu tải, nớc đt bị áp lc ca tải làm nớc tách lên cao theo bc, đt c kt nhanh Khi gi¶m t¶i, níc cha ng c bc mà không hoc tr lại làm nhão đt Kt hp s dng vải địa k thut tip tc chắt nớc đt đ cát bên s cải thin tính cht đt nn nhanh chng Cm bấc thấm vào sét yếu 3.7 GIA CỐ NỀN BẰNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 3.7.1 Gia cố đường Đối với đất đắp, việc đặt vo nhiều lớp vải địa kỹ thuật làm tăng cường độ chịu ko v cải thiện độ ổn định đường chống lại trượt trịn Mặt khc, vải địa kỹ thuật cịn cĩ tc dụng làm cho độ ln đất đắp đồng Phạm vi p dụng : xử lý cục ổn định đất đắp, sử dụng nhiều cc cơng trình giao thơng gia cố đệm ct, giếng cát, gia cường cho tường chắn, … Một số lưu ý gia cố đường : Nn sử dụng cc vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (vải địa kỹ thuật, lưới kỹ thuật) có cường độ cao, biến dạng nhỏ, lu lo hĩa lm lớp thảm tăng cường cho đất đắp Hướng dọc hướng có cường độ cao lớp thảm phải thẳng gĩc với tim đường Việc sử dụng vật liệu địa kỹ thuật khơng bị hạn chế bới điều kiện địa chất, đất cng yếu tc dụng cng r Số lớp thảm tăng cường phải dựa vo tính tốn để xác định, cĩ thể bố trí nhiều lớp, cch khoảng 15 – 30cm Phải bố trí đủ chiều dài đoạn neo giữ, chiều dài đoạn neo, tỷ số lực ma st với mặt trn v mặt lớp thảm P f v lực ko thiết kế lớp thảm P j phải thỏa mn điều kiện : Pf ≥ 1,5 Pj j Gĩc ma st lớp thảm v vật liệu đắp φf nn dựa vo kết thí nghiệm để xác định, khơng làm thí nghiệm, cĩ thể xác định theo cơng thức sau : tgφ f = tgφ q Trong φq l gĩc ma st xác định thí nghiệm cắt nhanh vật liệu đắp tiếp xc với lớp thảm 3.7.2 Gia cố tường chắn đất Hiện người ta chọn phương pháp gia cố phần đất đắp sau lưng tường vải địa kỹ thuật hay lưới kim loại để tạo tường chắn đất mềm dẻo nhằm thay cc loại tường chắn thông thường tường cứng Cc lớp vải địa kỹ thuật ny chịu p lực ngang từ khối đất sau lưng tường Cấu tạo tường chắn sau : Ghi ch : Pa1 = KẫH; Pa2 = Kaq; Sv : khoảng cch cc lớp vải (chiều dy lớp đất); Le : chiều dài đoạn neo giữ cần thiết, Le ≥ 1m Lr : chiều di lớp vải nằm trước mặt trượt; Lo : chiều dài đoạn vải ghp chồng Tồng chiều di : ∑L = Le + Lr + Lo + Sv Chiều di thiết kế : L = Le + Lr Tính tốn khoảng cch v chiều di lớp vải : Pa S v = T FS Xt p lực ngang tc dụng ln 1m di tường : Sv = T P FS - Tính tốn khoảng cch cc lớp vải : Trong đĩ : a FS - hệ số an tồn lấy 1,3 – 1,5; T : cường độ chịu ko vải (T/m; KN/m), cung cấp từ nh sản xuất ty theo loại vải - Tính tốn chiều di neo giữ cần thiết : Le = S P FS v a 2(C +γZtgδ ) a ≥ 1m - Tính tốn chiều di lớp vải nằm trước mặt trượt : Lr = (H-Z)tg(450-ư/2) - Tính tốn chiều di đoạn vải ghp chồng : Lo = S P FS v a 4(C +γZtgδ ) a ≥ 1m Ngồi cần kiểm tra điều kiện chống trượt v chống lật đổ tường chắn cc loại tường chắn thơng thường  ... tiếp xc với lớp thảm 3.7.2 Gia cố tường chắn đất Hiện người ta chọn phương pháp gia cố phần đất đắp sau lưng tường vải địa kỹ thuật hay lưới kim loại để tạo tường chắn đất mềm dẻo nhằm thay cc... liên kết trộn vớiđều đất đất vật liệu trộn Trộn Trộn đầm chặt Khoan phá kết cấu đất Hướng xoay mũi khoan Hướng vật liệu Quy trình tạo trụ đất trộn với vôi xi măng 3.3.3 Các giải pháp thiết kế 3.3.3.1... e2đ ; hệ số rỗng đất xung quanh giếng cát trước sau có tải trọng h : chiều dày lớp đất yếu có giếng cát Khi đất có nhiều lớp khác dùng phương pháp tổng độ lún để xác định Độ lún đất yếu có giếng