Nghiên cứu hiệu quả suy giảm ứng suất tại đáy móng khối nêm trên mô hình vật lý

Móng khối nêm là một dạng móng nông áp dụng cho khối đắp trên đất yếu. Kết cấu móng cấu tạo gồm nhiều khối nêm xếp cạnh nhau, phía trên phủ một lớp vải địa kỹ thuật chịu kéo. Tải trọng khối đắp qua móng khối nêm truyền xuống nền bị suy giảm do cơ chế truyền lực qua mặt vát xiên. Bài báo nghiên cứu sự suy giảm ứng suất tại đáy móng khối nêm trên mô hình vật lý.

KHOA HỌC CÔNG NGHỆ NGHIÊN CỨU HI ỆU QUẢ SUY GIẢM ỨNG SUẤT TẠI ĐÁY MĨNG KHỐI NÊM TRÊN MƠ HÌNH VẬT LÝ Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An, Đỗ Thế Quynh Viện Thủy cơng Tóm tắt: Móng khối nêm dạng móng nơng áp dụng cho khối đắp đất yếu Kết cấu móng cấu tạo gồm nhiều khối nêm xếp cạnh nhau, phía phủ lớp vải địa kỹ thuật chịu kéo Tải trọng khối đắp qua móng khối nêm truyền xuống bị suy giảm chế truyền lực qua mặt vát xiên Bài báo nghiên cứu suy giảm ứng suất đáy móng khối nêm mơ hình vật lý Từ khóa: Móng khối nêm, mặt vát xiên, khối nêm Summary: Wedge block foundation below the embankment on soft soil is a type of shallow foundation This foundation comprises many adjoining wedge blocks covered on them by tensile geotextile fabric The load of embankment is reduced at the bottom of wedge block foundation due to the lateral oblique surfaces of the wedge blocks This paper research into the reduction of load at the bottom of wedge block foundation basing on physical model Keywords: Wedge block foundation, oblique surface, wedge block ĐẶT VẤN ĐỀ * Để xử lý đất yếu cho khối đắp đất yếu thường sử dụng giải pháp sau: - Đắp nhiều đợt theo thời gian; - Thông dụng thay đất: Tùy theo chiều cao đê, người ta đào bỏ lớp đất yếu thay vào cát - Cách làm dân gian dùng bè cây, bè đá, … để làm móng - Hiện đại có phương pháp: Cố kết bấc thấm, hút chân không, cọc tiết diện nhỏ (piled embankment), … Với đê bao, bờ bao vùng đồng sông Cửu Long, chiều cao khối đắp không lớn (chỉ từ 23m) khơng xử lý khối đắp khơng ổn định M ột số tuyến đê biển tỉnh Cà M au đắp nhiều đợt từ năm 19781980 bị lún chìm sâu Hiện chủ yếu sử dụng giải pháp Ngày nhận bài: 25/8/2016 Ngày thông qua phản biện: 30/9/2016 Ngày duyệt đăng: 26/10/2016 thay (bằng cát) Tuy nhiên, nguồn cát để phục vụ đắp đê phải vận chuyển từ xa, mặt khác việc khai thác lâu dài bị hạn chế ảnh hưởng đến mơi trường Để tìm kiếm giải pháp làm móng cho khối đắp đất yếu có chiều cao nhỏ, tác giả đề xuất kết cấu móng khối nêm, cấu tạo gồm nhiều khối nêm xếp cạnh nhau, phía phủ lớp vải địa kỹ thuật chịu kéo (xem Hình 3, 4, 5) Tải trọng khối đắp qua khối móng truyền xuống bị suy giảm chế truyền lực theo mặt vát xiên Hiệu suy giảm ứng suất qua móng đạt cao kiểu móng nơng thơng thường Cơ chế truyền lực theo mặt vát xiên thường thấy phương tiện bánh xích (xem Hình 1) Hình 1: Mặt vát xiên bánh xích Trong xây dựng dân dụng, người ta có sáng chế sử dụng chế tương tự, thường gọi móng Top-base (xem Hình 2) Tuy nhiên, kết cấu móng Top-base có nhiều khác biệt so TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CƠNG NGHỆ với móng khối nêm điểm sau: - Khối vát bê tơng, dạng hình nón trụ; - Khối vát gồm phần: Phần khối nón trụ phía phần đinh (cũng hình trụ) nối dài; - Trên mặt khối vát có sàn bê tơng cố thép có nhiệm vụ liên kết khối vát thành khối; - Giữa khối vát chèn đá dăm Hình 2: Móng Top – base Đối với khối đắp đê bao, bờ bao đồng sông Cửu Long, chiều cao không lớn nên việc áp dụng sáng chế Top – base khơng có hiệu kinh tế Đ ê bao, bờ bao khơng có yêu cầu khống chế lún, chênh lệch lún nghiêm ngặt cơng trình nhà cửa Tuyến đê thường dài hàng chục ki lô mét, đáy đê rộng hàng chục mét Đê qua vùng đất yếu ngập nước hạn chế tiếp cận giới nên việc sử dụng vật liệu chỗ để đắp đê hướng nghiên cứu cần thiết Cấu tạo móng khối nêm, chế truyền lực tải trọng khối đắp qua móng, ưu nhược điểm phạm vi ứng dụng móng khối nêm trình bày tài liệu [3] Trong báo trình bày kết nghiên cứu hiệu suy giảm ứng suất đáy móng khối nêm mơ hình vật lý Hình 3: Vị trí móng khối nêm xử lý đất yếu cho đê biển Hình 5: Mặt đứng khối nêm (mặt cắt A - A) MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU Hình 4: Mặt khối nêm đặt móng Nghiên cứu hiệu suy giảm ứng suất đáy móng khối nêm mơ hình vật lý tác dụng tải trọng bên TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - M ô tả móng khối nêm mơ hình: 3.1 Mơ tả thiết kế mơ hình + Hình dạng kích thước khối nêm: Xem Hình 0,21m 0,15 0,3m 08 m B 0,15 0, 0,2m B 0,5m m 21 0, 0,5m 45 ° 0,15m 0,5m 0,2m 0,15m b) Mặt cắt B - B a) Mặt khối nêm Hình 6: Hình dạng kích thước khối nêm [31] + Lắp đặt khối nêm vào móng mơ hình : Xem Hình 7, 8, Hình 9: Sơ đồ thí nghiệm mơ hình mặt cắt – Hình 7: Mặt khối nêm mơ hình Hình 8: Sơ đồ thí nghiệm mơ hình mặt cắt – + Vật liệu khối nêm: Các khối nêm chế tạo từ đất sét yếu (xem Bảng 1) trộn với xi măng PCB40 200kg/m3 đất phụ gia 2kg Roadcem (tỷ lệ 1%), thi công đúc đầm Khối nêm bảo dưỡng 28 ngày đạt cường độ kg/cm , mô đun biến dạng 350 kg/cm2 + Đặc điểm đất cát chèn khe: Đất mơ hình thuộc loại đất sét yếu (tương tự đồng Nam Bộ), trạng thái dẻo chảy, có tiêu lý nêu Bảng Cát chèn khe rỗng khối nêm thuộc cát hạt trung, màu xám nâu, có tiêu lý nêu Bảng TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 35 - 2016 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ Bảng Chỉ tiêu lý đất yếu mơ hình TT 10 11 12 13 14 15 16 17 Chỉ tiêu Thành phần hạt Hạt sét (