Xử lý nền đất yếu sử dụng cọc xi măng đất CDM

COMPANY CO., LTD PROJECT VU TRAN KHOA Prepare ITEM KHOAVU87@GMAIL.COM Check SIW SOFT SOIL TREATMENT Date I THÔNG SỐ ĐẦU VÀO: 1.1 Thông số đắp Unit weight, γeb Height, h Width, b Slope Width, a ξ or µ ∆P/Po Cons Condition Require ∆Sr Counter weight 1.2 Thông số lớp đất Refer to borehole : 18.0 3.0 10.0 9.0 1.1 0.15 30.0 kN/m3 m m m Height H Width, L Slope Width A 2.5 12.0 6.0 m m m TRUE Side/biên cm HK2 Layer/ Lớp đất Thickness /Chiều dày hi(m) γ (kN/m3) γ' (kN/m3) Cc Cr Su (KPa) Emb 2a 2b 3c 4c 3.00 11.20 16.00 1.50 1.00 18.00 14.74 15.20 19.50 19.50 4.930 5.390 9.690 9.690 1.310 0.920 0.260 0.260 0.020 0.020 0.040 0.040 12.0 14.0 16.0 16.0 Chiều sâu CDM: 28.70 Pc (kN/m ) 60.000 160.000 e0i 2.195 1.839 0.751 0.751 Cv x 10-4 (cm2/s) 2.701 3.225 4.190 4.190 OCR 1.20 1.20 Note/ Ghi Treatment Treatment Treatment Non-Treatment II TÍNH TỐN: 2.1 Dự báo độ lún cố kết chưa có giải pháp xử lý đất yếu Vehicle load/ Hoạt tải xe kN/m 15.00 Thickness of pavament/Chiều dày KCAĐ 0.00 m Pavement load/Tải trọng kết cấu mặt đường Embankment (He)/Chiều cao thiết kế Surchare (Hs)/Chiều cao gia tải Compensation (Hcom)/Chiều cao phòng lún kN/m2 m m m Unit weight of Pavament/Dung trọng, kN/m3 21.00 Unit weigth of Backfill/Dung trọng đắp Embankment (H-backfill)/Chiều cao đắp kN/m m 0.00 3.000 0.000 0.200 18.00 Total pressures (P)/Tổng tải tác dụng lên kN/m2 Layer/ Lớp đất 2a 2a 2a 2a 2a 2a 2b 2b 2b 2b 2b 2b 2b 2b 3c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4.03 72.60 Settlement SToe (m) Settlement SShoulder (m) Settlement SCenter (m) 0.004 0.004 0.003 0.003 0.052 0.057 0.054 0.042 0.033 0.025 0.019 0.013 0.008 0.003 0.011 0.002 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.080 0.081 0.099 0.124 0.152 0.105 0.104 0.081 0.064 0.051 0.040 0.031 0.023 0.016 0.015 0.003 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.105 0.141 0.173 0.202 0.228 0.148 0.156 0.129 0.107 0.089 0.074 0.061 0.050 0.040 0.022 0.007 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 Consolidation settlement/Lún cố kết Sc (m) 0.333 1.068 1.731 Total Settlement/Tổng lún S =Sc + Se (m) 0.366 1.175 1.904 Thickness /Chiều dày hi(m) Depth/ Chiều sâu zi (m) γ' (kN/m3) eoi (-) Cc (-) Cr (-) Su (KPa) (kN/m2) ∆P-center (kN/m2) (kN/m2) 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.2 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 1.5 1.0 1.00 3.00 5.00 7.00 9.00 10.60 12.20 14.20 16.20 18.20 20.20 22.20 24.20 26.20 27.95 29.20 29.70 29.70 29.70 29.70 29.70 29.70 29.70 4.930 4.930 4.930 4.930 4.930 4.930 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 2.195 2.195 2.195 2.195 2.195 2.195 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 1.310 1.310 1.310 1.310 1.310 1.310 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 60.000 60.000 60.000 60.000 60.000 60.000 72.727 85.663 98.599 111.535 124.471 137.407 150.343 163.279 160.000 193.003 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 72.591 72.378 71.692 70.478 68.840 67.324 65.699 63.589 61.454 59.336 57.259 55.238 53.284 51.403 49.819 48.723 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 4.930 14.790 24.650 34.510 44.370 52.258 60.606 71.386 82.166 92.946 103.726 114.506 125.286 136.066 148.724 160.836 165.681 165.681 165.681 165.681 165.681 165.681 165.681 2.2 Lún theo thời gian chưa có giải pháp xử lý Time-settlement curve plotting method Settlement - St (cm) 100 200 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 => Tổng độ lún chưa có giải pháp xử lý Vu Tran Khoa 300 400 Pc P0 500 t (year) S= 1.904 m Soft soil treatment Using CMD (New 20201009) COMPANY PROJECT ITEM SIW CO., LTD VU TRAN KHOA KHOAVU87@GMAIL.COM SOFT SOIL TREATMENT Prepare Check Date - 2.2 Lún theo thời gian chưa có giải pháp xử lý Layer Cv (m2/d) Thickness (m) hi/sqrt(Cvitb) Time-settlement curve plotting method (m2/d) 50 100 150 200 250 300 2a 0.0023 11.20 231.85 2b 0.0028 16.00 303.11 3c 0.0036 1.50 24.93 4c 0.0036 1.00 16.62 Average value 0.0027 29.70 332358 Settlement - St (cm) Truc X 2.000 2.000 18 16.000 150 0 200 16.000 52 t (year) 50 100 Truc Y Độ cố kết/Consolidation Degree: Công thức/Formula: t = Tv*H2/Cv - Tv < 0.287, Uv = (2/PI^0.5)*Tv^0.5 With Uv < 60% - Tv > 0.287, Uv = - 10^-(1.0718*Tv+0.09121) With Uv > 60% - H = Za when Consolidation Condition is side - H =0.5Za when Consolidation Condition is side t1 , (Year) = Consolidation at…times Tv = Uv , (%) = St, (cm) = Residual ∆S, (cm) = 2.000 0.009 10.577 18.306 154.779 t2 , (Year) = Tv = Uv , (%) = St, (cm) = Residual ∆S, (cm) = 16.000 0.070 29.915 51.778 121.307 Consolidation at…times Vu Tran Khoa t (năm) t (ngày) 0.00 0.91 1.82 2.73 4.55 0.0 332.4 664.7 997.1 1661.8 6.37 8.20 10.93 13.66 16.39 22.76 28.46 38.02 45.53 56.91 68.29 79.67 91.06 113.82 136.59 182.11 227.64 273.17 341.46 409.76 455.28 2326.5 2991.2 3988.3 4985.4 5982.4 8308.9 10386.2 13875.9 16617.9 20772.4 24926.8 29081.3 33235.8 41544.7 49853.6 66471.5 83089.4 99707.3 124634.1 149560.9 166178.8 2-2 Za (cm) 2970 Cvtb (cm2/s) 0.0003072 0.000 0.004 0.008 0.012 0.020 Uv (%) 0.000 7.136 10.093 12.361 15.958 St (cm) 0.000 12.352 17.469 21.395 27.620 ∆Sr=(1-Uv)*Sc (cm) 173.085 160.733 155.617 151.691 145.465 0.028 0.036 0.048 0.060 0.072 0.100 0.125 0.167 0.200 0.250 0.300 0.350 0.400 0.500 0.600 0.800 1.000 1.200 1.500 1.800 2.000 18.881 21.409 24.722 27.640 30.278 35.682 39.894 46.112 50.463 56.419 61.341 65.829 69.796 76.401 81.562 88.745 93.129 95.806 98.000 99.046 99.418 32.681 37.057 42.789 47.840 52.406 61.761 69.051 79.813 87.343 97.653 106.172 113.940 120.806 132.239 141.172 153.604 161.193 165.826 169.623 171.434 172.077 140.404 136.029 130.296 125.245 120.679 111.324 104.034 93.272 85.742 75.432 66.913 59.145 52.279 40.846 31.913 19.481 11.892 7.259 3.462 1.651 1.008 Tv St-Zone COMPANY CO., LTD PROJECT VU TRAN KHOA Prepare ITEM KHOAVU87@GMAIL.COM Check SIW SOFT SOIL TREATMENT Date 2.3 Dự báo độ lún có giải pháp xử lý cọc xi măng đất (CDM) *Loading input/ Thông số tải trọng Vehicle load/ Hoạt tải xe kN/m Pavement load/Tải trọng kết cấu mặt đường kN/m 0.000 Embankment (He)/Chiều cao thiết kế m 3.000 0.000 15.00 Surchare (Hs)/Chiều cao gia tải m Compensation (Hcom)/Chiều cao phòng lún Unit weigth of Backfill/Dung trọng đắp Embankment (H-backfill)/Chiều cao đắp Vaccum loading/Bơm hút chân không m kN/m m Total pressures (P)/Tổng tải tác dụng lên kN/m 72.600 Total vertical pressures without the Vaccum kN/m2 72.600 kN/m2 0.200 18.000 4.03 0.000 α s = (π*d2s)/(4a2), Với mạng hình vng 2.3.1 Các thông số thiết kế cọc xi măng đất 2.3.1.1 Thơng số hình học Đường kính cọc, D Khoảng cách cọc, a Bố trí mạng (T: Tám giác, V: Hình vng) Hàm lượng xi măng Hàm lượng nước/Xi măng Tỷ số vùng gia cố diện tích cọc, αs Length of Pile CMD/Chiều dài CMD thiết kế: α s = (π*d2s)/(4a2*√3/2), Với mạng hình tam giác m m Kg/m3 N/XM 0.80 1.60 V 200 0.196 28.70 Mạng hình vng Mạng hình tam giác 2.3.1.2 Thiết kế cường độ chịu nén có nở hơng cọc xi măng đất Hệ số an toàn thiết kế Fs = 1.200 Cường độ chịu nén nở hông CMD tối thiểu quck ≥ 443.699 kN/m2 Lựa chọn cường độ chịu nén thiết kế CMD: quck = 550.00 kN/m2 Sức kháng cắt khơng nước CMD: Suck = 275.00 kN/m2 Suck trung bình đất trụ CDM Sutb = 13.33 kN/m2 Mô đun đàn hồi thiết kế trụ CMD Esuck = 60500.00 kN/m Mô đun đàn hồi trung bình đất CDM Estb = 4666.67 kN/m2 64.711 kN/m 15629.516 kN/m Sức kháng cắt khơng nước vùng gia cố CMD: Sutb = αs*Suck + (1- αs)*Sutb Su = Mô đun đàn hồi vùng gia cố CMD: Es = as*Esuck + (1- as)*Estb Es = 2 2.3.2 Dự báo độ lún 2.3.2.1 Dự báo độ lún cố kết Sc Layer/ Lớp đất Thickness /Chiều dày hi(m) Depth/ Chiều sâu zi (m) γ' (kN/m ) eo (-) Cc (-) Cr (-) Su (KPa) (kN/m ) 2a 2a 2a 2a 2a 2a 2b 2b 2b 2b 2b 2b 2b 2b 3c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 4c 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1.200 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 2.000 1.500 1.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 1.000 3.000 5.000 7.000 9.000 10.600 12.200 14.200 16.200 18.200 20.200 22.200 24.200 26.200 27.950 29.200 29.700 29.700 29.700 29.700 29.700 29.700 29.700 4.930 4.930 4.930 4.930 4.930 4.930 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 5.390 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 9.690 2.195 2.195 2.195 2.195 2.195 2.195 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 1.839 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 0.751 1.310 1.310 1.310 1.310 1.310 1.310 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.920 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.260 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.020 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 0.040 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 12.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 14.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.00 16.000 60.000 60.000 60.000 60.000 60.000 60.000 72.727 85.663 98.599 111.535 124.471 137.407 150.343 163.279 160.000 193.003 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 198.817 Pc Settlement Toe S (m) Settlement Sshoulder (m) Settlement SCenter (m) 4.930 14.790 24.650 34.510 44.370 52.258 60.606 71.386 82.166 92.946 103.726 114.506 125.286 136.066 148.724 160.836 165.681 165.681 165.681 165.681 165.681 165.681 0.00066 0.00173 0.00242 0.00287 0.00317 0.00200 0.00345 0.00356 0.00363 0.00366 0.00368 0.00369 0.00368 0.00366 0.00273 0.00161 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.00000 0.009 0.008 0.007 0.006 0.006 0.003 0.006 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.005 0.003 0.003 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.000 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0056 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0093 0.0070 0.0071 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 0.0000 165.681 0.00000 0.000 0.0000 0.0446 0.0016 0.0462 0.0831 0.0027 0.0858 0.1333 0.0071 0.1404 ∆P-center (kN/m ) (kN/m ) 72.591 72.378 71.692 70.478 68.840 67.324 65.699 63.589 61.454 59.336 57.259 55.238 53.284 51.403 49.819 48.723 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 48.293 P0 Settlement/Lún phạm vi xử lý SCMD(m) Consolidation settlement Sc (m) Total Settlement S =SCMD + Sc (m) Vu Tran Khoa Soft soil treatment Using CMD (New 20201009) COMPANY CO., LTD PROJECT VU TRAN KHOA Prepare ITEM KHOAVU87@GMAIL.COM Check SIW SOFT SOIL TREATMENT Date 2.3.2.2 Dự báo độ lún cố kết St theo thời gian t= Za = 20.000 100.0 Ctbv Hệ số cố kết trung bình phạm vi xử lý CDM = Tv = Nhân tố thời gian phạm vi xử lý Độ cố kết phạm vi xử lý CDM tim đường Uv,Non-treat = Độ lún theo thời gian phạm vi xử lý CDM St = Lún tổng sau thời gian thi cơng t S= Độ lún dư cịn lại sau thời gian thi công ∆Sr = => Kết luận: Đảm bảo độ lún dư theo quy định 2.4 Kiểm toán ổn định tổng thể đường Kiểm toán ổn định tổng thể theo phần mềm Geoslop/w: Fsođcp = Hệ số ổn định tổng thể cho phép Fsođtt = Hệ số ổn định tổng thể tính tốn 0.000419 0.296853 0.610397 0.43 13.77 0.28 Tốc độ đắp nền, (cm/day) Tổng thời gian đắp nền, (day) Ngày/Days cm cm /s 0.00 cm cm cm 0.02 Settlement - St (m) Thời gian dự báo sau thi công xong Chiều dày tính tốn lún ngồi phạm vi xử lý CDM 1.40 1.550 Kết luận: Vậy đường ổn định tổng thể! 0.04 50 20 21 Time-settlement curve plotting method t (days) 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 Consider Construction-Center Doesn't consider Construction-Center Consider Construction-Shoulder Doesn't consider Construction-Shoulder Consider Construction-Toe Doesn't consider Construction-Toe 0.06 0.08 0.10 0.12 2.5 Kiểm tra ứng suất tác dụng lên đầu cọc xi măng đất 2.5.1 Kiểm tra ứng suất đầu cọc xi măng đất Ứng suất tác dụng vào đầu cọc xi măng đất CDM σc = 0.14 160.340 kN/m2 0.16 σc ≤ [qu] Điều kiện an toàn ứng suất đầu cọc Cường độ cho phép cọc xi măng [qu] = quck 550.00 kN/m Kết luận: đảm bảo ứng suất tác dụng lên đầu cọc! Trong đó: Cc = Hệ số tạo vịm, Cc=1.5(H/a) -0.07 Chiều cao đắp H= Đường kính cọc xi măng đất a= Ứng suất trung bình đáy đắp σv = 7.49 4.03 0.80 72.60 m m kN/m2 2.5.2 Kiểm tra sức chịu tải đất xung quanh cọc Ứng suất tác dụng xung quanh đất σs = 51.163 kN/m σs ≤ [qa] Điều kiện đảm bảo sức chịu tải đất Kết luận: Vậy đường không đảm bảo sức chịu tải! Sức chịu tải cho phép đất [qa] = 34.28 Trong đó: Tỷ số vùng gia cố diện tích cọc, αs αs = 0.196 kN/m2 Sơ đồ xác định ứng suất tác dụng vào cọc CDM trường hợp vải địa 2.6 Kiểm tra điều kiện trường hợp dùng vải địa kỹ thuật gia cố 2.6.1 Kiểm tra lực kéo cho phép vải địa kỹ thuật Lựa chọn phương pháp tính tốn Hệ số giảm ứng suất, SSR = Cc = Hệ số tạo vòm, Cc=1.5(H/a) -0.07 Lực kéo vài địa kỹ thuật Lực kéo cho phép vài địa kỹ thuật Độ giãn dài cho phép vài địa kỹ thuật Kết luận: Lực kéo cho phép vải đảm bảo! BS8006 0.39797064 7.4925 TRP = 52.961 kN [TRP] = ε= 100 2% kN 2.6.2 Kiểm tra sức chịu tải đất xung quanh cọc Ứng suất tác dụng xung quanh đất σs = SRR*σv= 28.893 kN/m2 [qa] = 34.28 kN/m2 σc = 251.492 kN/m2 Sức chịu tải cho phép đất Kết luận: Vậy đường đảm bảo sức chịu tải! 2.6.3 Kiểm tra ứng suất đầu cọc xi măng đất Ứng suất tác dụng vào đầu cọc xi măng đất CDM Sơ đồ xác định ứng suất tác dụng vào cọc CDM trường hợp có vải địa kỹ thuật, xác định lực kéo cho phép vải Trp σc ≤ [qu] Điều kiện an toàn ứng suất đầu cọc Cường độ cho phép cọc xi măng [qu] = quck 550.00 kN/m2 Kết luận: đảm bảo ứng suất tác dụng lên đầu cọc! Vu Tran Khoa Soft soil treatment Using CMD (New 20201009) ... trung bình ngồi phạm vi xử lý CDM = Tv = Nhân tố thời gian phạm vi xử lý Độ cố kết phạm vi xử lý CDM tim đường Uv,Non-treat = Độ lún theo thời gian phạm vi xử lý CDM St = Lún tổng sau thời gian... Suck = 275.00 kN/m2 Suck trung bình đất trụ CDM Sutb = 13.33 kN/m2 Mô đun đàn hồi thiết kế trụ CMD Esuck = 60500.00 kN/m Mô đun đàn hồi trung bình đất CDM Estb = 4666.67 kN/m2 64.711 kN/m 15629.516... tra ứng suất đầu cọc xi măng đất Ứng suất tác dụng vào đầu cọc xi măng đất CDM Sơ đồ xác định ứng suất tác dụng vào cọc CDM trường hợp có vải địa kỹ thuật, xác định lực kéo cho phép vải Trp σc