16_NGUYEN HUU NAM_D17X1DN

1 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - PHÂN HIỆU ĐÀ NẴNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TIỂU LUẬN XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Nam Mã số: 20DL5802011012 Lớp: D17X1 - DN Giảng viên hướng dẫn: ThS.Võ Thanh Toàn THÁNG 8/2021 TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG MIỀN TRUNG - PHÂN HIỆU ĐÀ NẴNG KHOA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH TIỂU LUẬN Học phần: XDCTTNDY Học kỳ: 2, năm học: 2020 - 2021 Họ tên: Nguyễn Hữu Nam MSSV: 20DL5802011012 Lớp: D17X1-DN Đề số (BD): 16 TIỂU LUẬN I Phần câu hỏi lý thuyết 16 Nêu khái niệm, tác dụng, phạm vi sử dụng trình tự thiết kế Giếng cát Bài làm * Khái niệm: - Giếng cát biện pháp gia tải trước sử dụng loại đất bùn, than bùn loại đất dính bão hịa 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 công trình thủy lợi… * 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 công 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 cịn có tác dụng làm tăng độ chặt sức chịu tải đất tăng lên * Phạm vi sử dụng : - Dùng cho loại đất bùn, than bùn loại đất dính bão hịa nước, có tính biến dạng lớn… - Dùng 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 để nước lỗ rỗng chính, tăng nhanh trình cố kết, làm cho độ lún nhanh chóng ổn định * Trình tự thiết kế giếng cát : Cấu tạo giếng cát gồm có ba phận chính: hệ thống giếng cát, đệm cát lớp gia tải - Đệm cát Chiều dày lớp đệm cát tính theo cơng thức kinh nghiệm: h = S + (0,3  0,5)m đ Trong đó: h : Chiều dày lớp đệm cát ñ e −e S : Độ lún tính tốn đất: S = * h + e1  Thường chọn chiều dày đệm cát h = 1,0  2,0m đ q Đệm cát L Đất yếu Giếng cát d L Cấu tạo giếng cát mặt Tầng không thấm nước Hình 1: Sơ đồ cấu tạo giếng cát - Lớp gia tải Xác định chiều cao lớp gia tải: h =   Trong đó:  : Áp lực tải trọng  : Trọng lượng riêng Và   Rtc hay qat Rtc Tính với đất yếu  = đắp mặt nên h = , Rtc =  c Nếu điều kiện không thỏa mãn phải đắp lớp gia tải nhiều lần dùng hệ phản áp: qat = π( γh + 2c.ctg ) + γh ctg +  - π - Hệ thống Giếng cát + Chiều sâu hệ giếng cát: Cát đóng tới độ sâu nén lún Ha đất yếu (chưa gia cố) Lúc chiều cao giếng cát Hg = Ha - hđ Ha lấy theo kinh nghiệm lấy chiều dài giếng sau: + Móng đơn : Hg  – 3b (b : chiều rộng móng) + Móng băng : Hg  4b + Móng bè : Đất loại sét, : Hg  9m + 0,15b cịn đất loại cát, : Hg  6m + 0,10b Đường kính giếng cát thường từ 30  50 cm, thường dùng dc = 40 cm dc dc dc L Hình 2: Sơ đồ bố trí giếng cát theo lưới tam giác Khoảng cách giếng cát thường lấy L = 5dc ; 7dc ; 10dc; 15dc để thuận tiện cho việc tính tốn thường chọn L = 1,5m 5,0m 4 Theo kinh nghiệm, khoảng cách giếng khoảng 1,0 – 5,0m - Biến dạng gia cố giếng cát e -e ñ 2ñ h + Độ lún đất yếu chưa có giếng cát : S = 11+ e1đ 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 + Độ lún đất yếu có giếng cát xác định theo công thức kinh nghiệm  eo − e p d  Evgênev : S gc =  1+eo − c2  h L   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 m Độ lún theo thời gian : S t = v hq − Pn (z, r, t) 1+e1 r,t) Độ cố kết : U t = St = - Pn (z, = - M z M r q S Trong : mv : hệ số nén đất; e1 : hệ số rỗng ban đầu đất; q : tải trọng phân bố công trình; Pn(z,r,t) : áp lực nước lỗ rỗng; h : chiều dày lớp đất có giếng cát II Phần tính tốn thiết kế Bài 1:Thiết kế móng đơn Đệm cát Hãy kiểm tra điều kiện ổn định lớp đất đáy Đệm cát Biết chiều dày lớp Đệm cát cần thiết kế 1,3m; chiều sâu chơn móng h = 1,7m; tải trọng ngồi từ cơng trình truyền xuống cổ móng N0tt= 916 (kN); M0tt = Q0tt= 0; n = 1,15; kích thước đáy móng b = 1,4m; l = 2,1m; lấy γtb= 22kN/m3; Trong cát làm đệm cát hạt trung trạng thái chặt vừa γđ= 19,16 (kN/m3) ĐCCT từ mặt đất tự nhiên: - Lớp 1: Đất trồng trọt dày 1,0m; γ = 16,16 (kN/m3); - Lớp 2: sét dày có γ = 17,16 (kN/m3); c = 10,16 (kPa); φ = 100; m1= 1,1; m2= 1; ktc= Bài làm - Điều kiện kiểm tra ổn định nền:  +   Rđn () Trong đó: 1 =  ñ hñ + ( 1.h1 +  h2 ) = 19,16 *1,3 + (16,16 *1 + 17,16 * 0,7) = 53,08( kN / m2 )  = K0 ( 0tc −  hm ) N 0tt 916 l 2,1 z hñ 1,3 tc = = 796,52(kN ) = 1,5 = Với: = = = 0,93  K = 0,4693 Mà N = b 1,4 1,15 1,15 b b 1,4 tc N 796,52 +  tb hm = + 22 *1,7 = 308,32(kN / m ) F 1,4 * 2,1 tc   = K0 ( −  hm ) = 0,4693*(308,32 − 16,16 *1 − 17,16 * 0,7) = 131,47(kN / m2 )  0tc = ptbtc =   +  = 53,08 + 131,47 = 184,55(kN / m2 ) - Xác định áp lực TC lớp đất TN đáy đệm cát Rñn : Rñn = m1 m2 ( A.bqu  + B.H  * + D.c) ktc Ta có:  = 17,16kN / m2 , c = 10,16kN / m2 , H  * =  = 53,08kN / m2 Với móng hình chữ nhật ta có: Fy = N 0tc + Fm  tb hm 2 = 769,52 + 1,4 * 2,1* 22 *1,7 = 6,51m 131,47 l − b 2,1 − 1,4 = = 0,35m  bqu = Fy + 2 −  = 6,51 + 0,352 − 0,35 = 2,225m 2 Với  = 100 tra bảng ta có giá trị A=0,18, B=1,73, C=4,17 = 1,1*1 (0,18* 2,225*17,16 + 1,73* 53,08 + 4,17 *10,16) = 155,17kN / m2 Từ ta thấy   +  = 184,55kN / m2 > Rñn = 155,17kN / m2 Kết luận: Lớp đất đáy đệm cát không ổn định Bài 2: Xử lý đất yếu Cọc cát: Cho móng cột có kích thước đáy móng 2,16x2,16 (m2); chôn sâu 1,1m; tải trọng tiêu chuẩn tác dụng dụng lên móng Ntc= 90,16 (T) Móng đặt lớp đất cát bụi có chiều dày 16m, lớp cát bụi lớp sét pha cát nhão, mực nước ngầm (MNN) nằm độ sâu cách mặt đất 1,6m Các đặc trưng lớp cát bụi sau: = 1,76G/cm3; h= 2,66G/cm3; W= 40,16 (%); tc= 20o; ctc= 0; emax= 1,23; emin= 0,65 a) Hãy xác định giá trị e0; G trạng thái đất cát bụi này; b) Sau tiến hành xử lý phương pháp cọc cát với đường kính cọc 0,40m Hãy xác định số lượng cọc cát, khoảng cách cọc để đất đạt giá trị D= 0,76; tc= 26o; ctc= 0,50T/m2 Kiểm tra điều kiện ổn định trường hợp Lấy dung trọng trung bình bê tông đất tb= 2,0T/m3; giá trị m1= 1,1; m2= 1,0; ktc= 1,0;  Rñn = Bài làm a) Hãy xác định giá trị e0; G trạng thái đất cát bụi này;   2,66 - Hệ số rỗng: e0 = h −  e0 = h − = − = 1,119 k 1,255 k Trong đó: Trọng lượng riêng khô  1,76 k = = = 1,255G / cm3 = 12,55kN / m3 + 0,01w + 0,01* 40,16 - Độ bão hòa: G = 0,01* W *  0,01* W *  0,01* 40,16 * 2,66 G= = = 0,954 eo eo 1,119 Với tỷ trọng hạt :  = h mà  n = 1G / cm3   = 2,66 n e −e 1,23 − 1,119 - Độ chặt tương đối đất : D = max = = 0,191 < emax − emin 1,23 − 0,65  Kết luận: Đất cát bụi, trạng thái xốp, bão hòa nước b) Hãy xác định số lượng cọc cát, khoảng cách cọc để đất đạt giá trị D= 0,76; tc= 26o; ctc= 0,50T/m2 Kiểm tra điều kiện ổn định trường hợp - Số lượng cọc: n =  * Fnc  * Fnc 0,155* 9,144 n= = = 11,24  11coïc fc 0,126 fc Trong đó: - Hệ số rỗng nén chặt nền: enc = emax − D(emax − emin ) = 1,23 − 0,76 * (1,23 − 0,65) = 0,789 - Diện tích cọc cát 1m2 :  = e0 − enc 1,119 − 0,789 = = 0,155 + e0 + 1,119 - Diện tích đất nén chặt: Fnc = 1,4 * b *(l + 0,4 * b) = 1,4 *2,16 *(2,16 + 0,4 *2,16) = 9,144m2 - Diện tích cọc: fc =  * dc =  * 0,42 - Khoảng cách cọc: L = 0,952 dc * Áp lực tiêu chuẩn: Rnctc = = 0,126m2 + e0 + 1,119 = 0,952 * 0,4 * = 0,964 m e0 − enc 1,119 − 0,789 m1 m2 ( A.b. nc + B.H  * + D.c) ktc Với tc = 260 tra bảng ta có A=0,84, B=4,37, D=6,9, c = ctc = 0,5T / m2 = 5kN / m2 Dung trọng đất sau sử dụng cọc cát:  *(1 + 0,01W) 2,66 *(1 + 0,01* 40,16)  nc = h = = 2,083G / cm3 = 20,83kN / m3 + enc + 0,789  * =  = 1,76G / cm3 = 17,6kN / m3 1,1*1 *(0,84 * 2,16 * 20,83 + 4,37 *1,1*17,6 + 6,9 * 5) = 172,58kN / m2 * Ứng suất đáy móng: N 90,16  = tc +  tb * h = + *1,1 = 21,52T / m2 = 215,2kN / m2 F 2,16 * 2,16 tc = 172,58kN / m2 Ta thấy  = 215,2kN / m2 > Rnc  Kết luận: Không thỏa mãn ổn định  Rnctc = Đà Nẵng, ngày 07 tháng năm 2021 Sinh viên thực (Ký ghi rõ họ tên) Nguyễn Hữu Nam