3.7.1 Gia cố nền đường.
Đối với nền đất đắp, việc đặt văo 1 hoặc nhiều lớp vải địa kỹ thuật sẽ
lăm tăng cường độ chịu kĩo vă cải thiện độ ổn định của nền đường chống lại sự trượt trũn. Mặt khõc, vải địa kỹ thuật cũn cú tõc dụng lăm cho độ lỳn của nền
đất đắp được đồng đều hơn.
Phạm vi õp dụng : xử lý cục bộ sự mất ổn định của nền đất đắp, sử
dụng nhiều trong cõc cụng trỡnh giao thụng hoặc nền gia cố bằng đệm cõt, giếng cõt, gia cường cho tường chắn, …
Một số lưu ý khi gia cố nền đường :
Nớn sử dụng cõc vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp (vải địa kỹ thuật, lưới kỹ thuật) cú cường độ cao, biến dạng nhỏ, lđu lờo húa lăm lớp thảm tăng cường cho nền đất đắp. Hướng dọc hoặc hướng cú cường độ cao của lớp thảm phải thẳng gúc với tim đường.
Việc sử dụng vật liệu địa kỹ thuật khụng bị hạn chế bới điều kiện địa chất, nhưng khi nền đấtcăng yếu thỡ tõc dụng căng rừ. Số lớp thảm tăng cường phải dựa văo tớnh tõn để xõc định, cú thể bố trớ 1 hoặc nhiều lớp, cõch nhau khoảng 15 – 30cm.
Phải bố trớ đủ chiều dăi đoạn neo giữ, trong chiều dăi đoạn neo, tỷ số
của lực ma sõt với mặt trớn vă mặt dưới của lớp thảm Pf vă lực kĩo thiết kế của lớp thảm Pj phải thỏa mờn điều kiện : 5 , 1 j j f PP ≥ Gúc ma sõt giữa lớp thảm vă vật liệu đắp φf nớn dựa văo kết quả thớ nghiệm để xõc định, nếu khụng lăm được thớ nghiệm, cú thể xõc định theo cụng thức sau :
q
f 32tgφ
tgφ =
Trong đú φq lă gúc ma sõt trong xõc định bằng thớ nghiệm cắt nhanh của vật liệu đắp tiếp xỳc với lớp thảm.
3.7.2 Gia cố tường chắn đất.
Hiện nay người ta chọn phương phõp gia cố phần đất đắp sau lưng tường bằng vải địa kỹ thuật hay cõc lưới kim loại để tạo ra cõc tường chắn
đất mềm dẻo nhằm thay thế cõc loại tường chắn thụng thường bằng tường cứng. Cõc lớp vải địa kỹ thuật năy sẽ chịu õp lực ngang từ khối đất sau lưng tường.
• Cấu tạo tường chắn như sau :
Ghi chỳ : Pa1 = KaγH; Pa2 = Kaq;
Sv : khoảng cõch giữa cõc lớp vải (chiều dăy lớp đất); Le : chiều dăi đoạn neo giữ cần thiết, Le ≥ 1m. Lr : chiều dăi lớp vải nằm trước mặt trượt; Lo : chiều dăi đoạn vải ghĩp chồng.
Tồng chiều dăi : ∑L = Le + Lr + Lo + Sv
Chiều dăi thiết kế : L = Le + Lr • Tớnh tõn khoảng cõch vă chiều dăi lớp vải :
Xĩt õp lực ngang tõc dụng lớn 1m dăi tường : PaSv = FTS
- Tớnh tõn được khoảng cõch giữa cõc lớp vải : S PTFS
a v =
Trong đú : FS - hệ số an toăn lấy bằng 1,3 – 1,5;
T : cường độ chịu kĩo của vải (T/m; KN/m), được cung cấp từ nhă sản xuất tựy theo mỗi loại vải.
- Tớnh tõn chiều dăi neo giữ cần thiết :
) Ztg 2(C FS P S L a a v e = +γ δ ≥ 1m.
- Tớnh tõn chiều dăi lớp vải nằm trước mặt trượt : Lr = (H-Z)tg(450-φ/2)
- Tớnh tõn chiều dăi đoạn vải ghĩp chồng :
) Ztg 4(C FS P S L a a v o = +γ δ ≥ 1m.
Ngoăi ra cần kiểm tra về điều kiện chống trượt vă chống lật đổ của tường chắn như cõc loại tường chắn thụng thường.
Hỡnh IV.6 Tửụứng vại ủũa kyừ thuaụt
Chửụng 4
NGUYEĐN TAĨC THIÊT KÊ MOễT SÔ LỐI MÓNG CểC
4.1 THIÊT KÊ MÓNG CểC KHOAN NHOĂI.4.1.1 ẹaịc ủieơm phỏm vi aựp dỳng. 4.1.1 ẹaịc ủieơm phỏm vi aựp dỳng.
- Moựng cúc khoan nhoăi laứ loỏi moựng ủoơ tỏi choờ, thi cođng baỉng phửụng phaựp thụ cođng hoaịc cụ giụựi tuyứ theo ủieău kieụn veă trang thiẽt bũ.
- Moựng cúc khoan nhoăi coự theơ aựp dỳng roụng raừi trong caực ngaứnh caău ủửụứng, thuyỷ lụùi, xađy dửùng dađn dỳng vaứ cođng nghieụp. ẹaịc bieụt laứ caực cođng trỡnh coự tại trúng lụựn nhử caău, nhaứ cao taăng, nhaứ xađy chen ụỷ caực ủođ thũ vv...
- ễÛ nửụực ta cúc khoan nhoăi ủửụùc sửỷ dỳng tửứ nhửừng naớm 80, tửứ hỡnh thửực tỏo loờ baỉng thụ cođng cho ủẽn nay ủaừ coự nhửừng thiẽt bũ hieụn ủỏi ủeơ tỏo loờ vaứ ủoơ beđ tođng baỉng caực quy trỡnh khaực nhau.
(Vớ dỳ : + Thaựp truyeăn hỡnh Tokyo ủaịt tređn 8 cúc khoan nhoăi, coự ủửụứng kớnh D = 3,5m.
+ Caău Myừ Thuaụn sửỷ dỳng khoan nhoăi coự ủửụứng kớnh D = 2,4m, daứi 96m. Moời trỳ coự 16 cúc sửực chũu tại moời cúc laứ 6.307 tãn.
+ Caău Caăn Thụ nhũp 500m, trỳ coự 6 cúc khoan nhoăi D = 2,5 –
3,0m, sađu 100 – 120m).
- Nhửừng ửu ủieơm chớnh cụa cúc khoan nhoăi :
+ Coự sửực chũu tại lụựn, vụựi ủửụứng kớnh lụựn vaứ chieău sađu lụựn coự theơ tụựi haứng nghỡn tãn.
+ Thi cođng khođng gađy ra chãn ủoụng ủõi vụựi caực cođng trỡnh vaứ mođi trửụứng ụỷ xung quanh khaĩc phỳc ủửụùc nhửụùc ủieơm naứy cụa cúc ủoựng.
+ Coự theơ mụỷ roụng ủửụứng kớnh vaứ taớng chieău daứi cúc ủẽn ủoụ sađu tuyứ yự (ủửụứng kớnh phoơ biẽn hieụn nay tửứ 60 - 250cm. Chieău sađu ủẽn 100m). Khi ủieău kieụn ủũa chãt vaứ thiẽt bũ thi cođng cho pheựp, coự theơ mụỷ roụng muú cúc hoaịc mụỷ roụng thađn cúc ủeơ laứm taớng sửực chũu tại cụa cúc.
+ Lửụùng theựp bõ trớ trong cúc thửụứng ớt hụn so vụựi caực loỏi cúc laĩp gheựp (vụựi cúc ủaứi thãp ).
- Nhửừng khuyẽt ủieơm cụa cúc khoan nhoăi :
+ Vieục kieơm tra chãt lửụùng cúc khoan nhoăi rãt phửực tỏp, gađy ra tõn keựm trong thi cođng.
+ Ma saựt thaứnh cúc vụựi ủãt giạm ủi ủaựng keơ so vụựi cúc ủoựng vaứ cúc eựp do quaự trỡnh khoan tỏo loờ.
+ Vieục sửỷ lyự caực khuyẽt taụt cụa cúc khoan nhoăi rãt phửực tỏp (trong moụt sõ trửụứng hụùp phại boỷ ủi ủeơ laứm cúc mụựi).
+ Cođng ngheụ thi cođng ủoứi hoỷi kyừ thuaụt cao ủeơ traựnh caực hieụn tửụùng phađn taăng khi thi cođng beđ tođng dửụựi nửụực coự aựp, cúc ủi qua caực lụựp ủãt yẽu coự chieău daăy lụựn.
+ Giaự thaứnh cao hụn so vụựi caực phửụng aựn cúc ủoựng vaứ cúc eựp khi xađy dửùng caực cođng trỡnh thãp taăng (theo thõng keđ : khi cođng trỡnh dửụựi 12 taăng giaự thaứnh phửụng aựn cúc khoan nhoăi coự theơ cao hụn 2 - 2,5 laăn so vụựi phửụng aựn khaực – nhửng khi xađy dửùng nhaứ cao taăng hay caực caău lụựn, thỡ phửụng aựn cúc khoan nhoăi lỏi hụùp lyự hụn).
4.1.2 Thiẽt kẽ moựng cúc khoan nhoăi.
Trỡnh tửù thiẽt kẽ moựng cúc khoan nhoăi goăm caực bửụực sau :
- Xaực ủũnh tại trúng xuõng moựng.
- Chún ủoụ sađu chođn moựng (cúc ủaứi thãp).
- Tớnh toaựn sửực chũu tại cụa cúc.
- Xaực ủũnh sõ lửụùng cúc, bõ trớ cúc.
- Kieơm tra aựp lửùc tređn ủãt neăn veă ủieău kieụn biẽn dỏng (tớnh luựn).
- Tớnh toaựn ủaứi cúc.
- Kieơm tra khạ naớng chũu tại ngang.
4.1.2.1 Xaực ủũnh tại trúng taực dỳng xuõng moựng.
Caớn cửự vaứo kẽt quạ tớnh toaựn phaăn kẽt cãu beđn tređn, xaực ủũnh tại trúng taực dỳng xuõng moựng. Caăn phại lửu yự ủieơm ủaịt cụa caực thaứnh phaăn tại trúng naứy ủeơ xaực ủũnh toơng moment khi kieơm tra ủieău kieụn aựp lửùc tỏi ủaựy moựng (ủađy chớnh laứ vũ trớ khi xaực ủũnh chieău daứi tớnh toaựn cụa taăng dửụựi cuứng khi giại khung).
4.1.2.2 Lửùa chún chieău sađu chođn moựng.
ẹeơ lửùa chún ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi laứm kẽt hụùp caực yẽu tõ : Quy mođ cođng trỡnh, ủoụ lụựn cụa tại trúng; ủaịc ủieơm veă ủũa chãt cođng trỡnh, ủũa chãt thuyỷ vaớn; ủaịc ủieơm cụa caực cođng trỡnh hỏ taăng vaứ neăn moựng caực cođng trỡnh lađn caụn.
ẹeơ thoạ maừn ủieău kieụn tớnh toaựn theo moựng cúc ủaứi thãp, caăn kieơm tra ủieău kieụn : h ≥ hmin x 0,7. Trong ủoự : m 0 min tg(45 2) γB2H h = −ϕ
ϕ : Goực ma saựt trong cụa lụựp ủãt ủaịt ủaựy ủaứi. H : Toơng lửùc ngang taực dỳng neđn moựng.
γ : Dung trúng trung bỡnh cụa ủãt tửứ ủaựy ủaứi trụỷ leđn.
Bm : Chieău roụng cụa ủaứi cúc (giạ thiẽt sau ủoự kieơm tra lỏi).
4.1.2.3 Chún ủửụứng kớnh cúc, chieău daứi cúc.
Caăn xem xeựt kyừ maịt caĩt ủũa chãt, ủũa taăng, vũ trớ xađy dửùng cođng trỡnh tửụng ửựng vụựi maịt caĩt ủũa chãt ủeơ chún vũ trớ ủaịt muừi cúc; tửứ ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi ủaừ chún, ta coự ủửụùc chieău daứi cúc.
Lửùa chún ủửụứng kớnh cúc caăn tửụng ửựng vụựi chieău daứi cúc.
4.1.2.4 Xaực ủũnh sửực chũu tại cụa cúc khoan nhoăi. a. Sửực chũu tại theo vaụt lieụu laứm cúc :
Pv = ϕ(m1.m2.Rb.F + Ra.Fa)
Trong ủoự :
ϕ : Heụ sõ uõn dúc cụa cúc.
Khi cúc ủaứi thãp xuyeđn qua caực lụựp than buứn, ủãt seựt yẽu, buứn, cúc ủaứi cao -> ϕ ủửụùc tra bạng, phỳ thuoục ltt/b vaứ ltt/ d
Khi cúc ủaứi thãp, xuyeđn qua caực lụựp khaực vụựi caực lụựp tređn thỡ ϕ = 1.
Bạng tra heụ sõ uõn dúc ϕ
ltt /b 14 16 18 20 22 24 26 28 30
Ltt/ d 12,1 13,9 15,6 17,3 19,1 20,8 22 24,3 26
ϕ 0,93 0,89 0,85 0,81 0,77 0,73 0,66 0,64 0,59
Rb : Cửụứng ủoụ tớnh toaựn cụa beđtođng khi neựn maờu hỡnh trỳ. Fb : Dieụn tớch tiẽt dieụn ngang cụa beđtođng.
Ra : Cửụứng ủoụ chũu neựn tớnh toaựn cụa cõt theựp. Fa : Dieụn tớch thiẽt dieụn ngang cụa cõt dúc
m1 : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục, khi cúc nhoăi qua õng chuyeơn dũch thaỳng ủửựng m1 = 0,85.
m2 : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục keơ ủẽn ạnh hửụỷng cụa phửụng phaựp thi cođng cúc :
• Thi cođng trong ủãt seựt, khođng caăn chõng vaựch, mửùc nửụực ngaăm thãp hụn muừi khoan : m2 = 1,0.
• Thi cođng trong caực loỏi ủãt caăn phại duứng õng chõng vaựch – mửùc nửụực ngaăm khođng xuãt hieụn trong hõ khoan - m2 = 0,9.
• Thi cođng trong ủãt caăn chõng vaựch vaứ ủoơ beđtođng dửụựi huyeăn phuứ seựt - m2 = 0,7.
* Lửu yự : Coự theơ sửỷ dỳng cođng thửực sau : Pv = Ru.Fb +Ran.Fa
Trong ủoự :
Ru : Cửụứng ủoụ tớnh toaựn cụa beđtođng ủửụùc xaực ủũnh nhử sau :
• ẹõi vụựi cúc ủoơ beđ tođng dửụựi nửụực hoaịc huyeăn phuứ seựt thỡ : Ru = R/4,5 nhửng khođng lụựn hụn 60 kg/cm2.
• ẹõi vụựi cúc ủoơ beđ tođng trong hõ khoan khođ thỡ : Ru = R/4,0 nhửng khođng lụựn hụn 70 kg/cm2.
R : Maực thiẽt kẽ cụa beđ tođng cúc.
Ran : Cửụứng ủoụ chũu neựn tớnh toaựn cụa cõt theựp :
• Khi theựp Φ ≤ 28mm thỡ Ran = Rc/1,5 nhửng khođng lụựn hụn 2.200 kg/cm2.
• Khi theựp Φ > 28mm thỡ Ran = Rc/1,5 nhửng khođng lụựn hụn 2.000 kg/cm2.
Rc : Giụựi hỏn chạy cụa cõt theựp.
b. SCT theo chư tieđu cụ lyự (TN trong phoứng) :
Theo Phỳ lỳc A (TCXD 205 : 1998) sửực chũu tại tớnh toaựn cụa cúc ủửụùc xaực ủũnh theo cođng thửực :
tc
k Q
Qa = tc
Trong ủoự :
ktc : Heụ sõ tin caụy phỳ thuoục vaứo kẽt quạ thớ nghieụm cúc hieụn trửụứng, ủaứi thãp hoaịc cao, cúc chũu neựn hoaịc nhoơ.... Nhửng thửụứng ktc ≥1,25 (quy ủũnh cỳ theơ theo tieđu chuaơn).
Qtc = m(mR.RF+uΣ mfi.fsi.li)
Trong ủoự :
m : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục cụa cúc trong ủãt, lãy =1
mR ,mf : Heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục cụa ủãt ụỷ maịt phaỳng muừi cúc vaứ thađn cúc, mf tra bạng :
mR = 1, khi cúc khođng mụỷ roụng ủaựy.
mR = 0,9, khi cúc mụỷ roụng ủaựy baỉng phửụng phaựp ủoơ beđ tođng dửụựi nửụực.
mR = 1,3 Khi cúc mụỷ roụng ủaựy baỉng noơ mỡn.
R : Sửực khaựng tớnh toaựn cụa ủãt dửụựi muừi cúc – tra bạng.
Bạng tra heụ sõ mf
Loỏi cúc vaứ phửụng phaựp thi cođng cúc mf khi hỏ trong ủãt
Caựt Caựt pha seựt pha seựt
- Cúc nhoăi khi ủoựng õng roờng coự muừi - Cúc nhoăi rung eựp
- Cúc nhoăi trong ủoự keơ cạ mụỷ roụng ủaựy ủoơ beđ tođng : a. Khi khođng coự nửụực trong hõ khoan
b. Dửụựi nửụực hoaịc dung dũch seựt
0,8 0,9 0,7 0,6 0,8 0,9 0,7 0,6 0,8 0,9 0,7 0,6 0,7 0,9 0,6 0,6
u : Chi vi ngoaứi cụa dieụn tớch ngang cúc.
fsi : Cửụứng ủoụ tớnh toaựn cụa ma saựt thaứnh lụựp ủãt thửự i vụựi beă maịt xung quanh cúc (tra bạng).
li : Chieău daứy lụựp ủãt thửự i cúc ủi qua.
* Sửực chũu tại cụa cúc nhoăi chũu nhoơ theo ủãt neăn : Pnh = m.n Σ mfi.fi.li
Trong ủoự :
m : heụ sõ ủieău kieụn laứm vieục :
- Khi cúc caĩm vaứo ủãt < 4m – m = 0,6;
- Khi cúc caĩm vaứo ủãt ≥ 4m – m = 0,8. Caực heụ sõ khaực nhử tređn.
c. Sửực chũu tại cụa cúc theo kẽt quạ xuyeđn túnh :
Theo TCXD 205 : 1998 (Phỳ lỳc C) : 3 P 3 - 2 P P x xq muừi + = Trong ủoự : Pmuừi = qp.F Pxq = U Σ qsi.hi ễÛ ủađy :
qp : sửực cạn phaự hoỏi cụa ủãt ụỷ thađn cúc : qp = k.qc
qc : sửực khaựng trung bỡnh cụa muừi xuyeđn trong phỏm vi 3d ụỷ phớa tređn vaứ 3d ụỷ phớa dửụựi muừi cúc.
k : heụ sõ phỳ thuoục vaứo loỏi ủãt vaứ phửụng phaựp thi cođng cúc. qsi : thaứnh phaăn ma saựt thaứnh cụa thiẽt bũ xuyeđn khi ủi qua lụựp ủãt thửự i : i ci q si α q =
∝i : Heụ sõ tra bạng phỳ thuoục vaứo loỏi ủãt
Bạng tra heụ sõ k vaứ ∝ vụựi cúc khoan nhoăi
Loỏi ủãt (KPa)qc K Heụ sõ ∝
Cúc khoan thanh beđ tođng
Cúc khoan õng troứn
ẹãt loỏi seựt chạy, buứn 0 – 2000 0,40 30 30
ẹãt loỏi seựt cửựng, vửứa 2.000 – 5.000 0,35 40 80
ẹãt loỏi seựt cửựng vaứ rãt cửựng 75.000 0,45 60 120
Bỳi hoaịc caựt chạy 0 – 2.500 0,40 120 150
Caựt chaịt trung bỡnh 2.500 – 10.000 0,40 180 250
Caựt chaịt ủẽn rãt chaịt 710.000 0,30 150 200
ẹaự phãn meăm 75.000 0,20 100 120
ẹaự phãn phong hoựa mạnh vỳn 75.000 0,20 60 80
d. Sửực chũu tại theo kẽt quạ xuyeđn tieđu chuaơn.
- Sửực chũu tại theo kẽt quạ xuyeđn tieđu chuaơn ủửụùc tớnh theo cođng thửực : P = mNF + nN.Fs
Trong ủoự :
m = 120 vụựi cúc khoan nhoăi; m = 400 vụựi cúc ủoựng. n = 1 vụựi cúc khoan nhoăi; n = 2 vụựi cúc ủoựng.
N : sõ SPT cụa ủãt ụỷ chađn cúc.
N: sõ SPT trung bỡnh cụa ủãt trong phỏm vi chieău daứi cúc. F : dieụn tớch tiẽt dieụn ngang chađn cúc.
FS :dieụn tớch maịt xung quanh cúc. - Sửực chũu tại tớnh toaựn cụa cúc :
tc
kP P'=
ktc :heụ sõ an toaứn; k = 2,5 – 3,0
Tửứ caực giaự trũ : - PV : sửực chũu tại theo vaụt lieụu;
- P : sửực chũu tại theo thớ nghieụm trong phoứng; - Px : sửực chũu tại theo xuyeđn túnh;
- P’: sửực chũu tại theo xuyeđn tieđu chuaơn.
Chún ra giaự trũ Pmin ủeơ thiẽt kẽ
Caăn lửu yự raỉng : Theo kinh nghieụm, khi chún chieău daứi cúc, maực beđ tođng vaứ loỏi cõt theựp sao cho sửực chũu tại tớnh toaựn theo vaụt lieụu ủuựng vụựi sửực chũu tại theo caực kẽt quạ thớ nghieụm laứ tõt nhãt.
4.1.2.5 Xaực ủũnh sõ lửụùng cúc, bõ trớ cúc. a. Khoạng caựch caực cúc tređn maịt baỉng :
Khoạng caựch giửừa caực cúc phỳ thuoục vaứo phửụng phaựp thi cođng vaứ khạ naớng chũu tại cụa nhoựm cúc :
- ẹõi vụựi cúc ma saựt : L ≥ 3d; - ẹõi vụựi cúc chõng : L ≥ 2d;
- ẹõi vụựi cúc mụỷ roụng ủaựy : L ≥1,5D khi D < 2m hoaịc L ≥ D + 1m (Khi D > 2m). (D laứ ủửụứng kớnh cúc mụỷ roụng).
b. Xaực ủũnh sõ lửụùng cúc :
- Áp lửùc tớnh toaựn ủaău cúc taực dỳng tređn tređn ủaựy ủaứi khi khoạng caựch caực cúc laứ 3d : ( )2 tk tt 3d P p =
Ptk : sửực chũu tại thiẽt kẽ cụa cúc. - Dieụntớch sụ boụ ủaựy ủaứi :
h nγ p N tb tt tt 0 F − = ủ tt 0
N :tại trúng tớnh toaựn do tại trúng ngoaứi; n : heụ sõ vửụùt tại = 1,1;
h : ủoụ sađu ủaịt ủaựy ủaứi;
γtb : trúng lửụùng trung bỡnh ủaứi vaứ ủãt tređn ủaứi = 2T/m3. - Xaực ủũnh trúng lửụùng ủaứi vaứ ủãt tređn ủaứi :
Nủ = Fủ x γtb x n - Sõ lửụùng cúc sụ boụ :