5. Cấu trúc của luận án
2.3.3. Kiểm toán lún của nền đất
Độ lún tổng (S) của nền đất được xác định bằng tổng độ lún của khối gia cố trụ xi măng và độ lún của nền đất dưới khối gia cố:
(2.16) Trong đó:
S1: Độ lún của khối gia cố trụ đất xi măng; S2: Độ lún của nền đất phía dưới.
2.3.3.1 Độ lún của khối gia cố
Độ lún S1 của khối gia cố trụ đất xi măng được tính theo công thức:
(2.17) Trong đó:
p: Tải trọng công trình truyền lên khối gia cố; H: Chiều sâu khối gia cố;
Ec: Modul đàn hồi của vật liệu, Ec = (50÷100)Cc;
33
(2.18)
(2.19)
(2.20)
Trong đó:
U: Độ cố kết theo thời gian;
Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang của đất nền; T: Thời gian lún cố kết;
R: Bán kính ảnh hưởng của trụ, R=0.56S; S: Khoảng cách tâm các trụ đất xi măng; n= R/r (r là bán kính trụ đất xi măng);
LD: Chiều dài thoát nước bằng nửa chiều dày lớp xử lý nền nếu có lớp cát thoát nước phía dưới;
ks: Hệ số thấm của đất nền;
kc: Hệ số thấm của trụ đất xi măng, kc= 200 ks đối với trụ đất xi măng thi công bằng phương pháp trộn ướt.
2.3.3.2 Độ lún của nền đất dưới khối gia cố
Độ lún S2 của nền đất dưới khối gia cố nếu là nền cát được tính theo công thức: (2.21) Trong đó:
34
p: Tải trọng công trình truyền lên nền dưới khối gia cố; H: Chiều sâu khối gia cố;
E: Modul biến dạng của nền dưới khối gia cố.
Độ lún S2 của nền cát chỉ bao gồm độ lún tức thời, xảy ra ngay trong quá trình thi công san nền.
Độ lún S2 của nền đất dưới khối gia cố nếu là nền sét được tính toán theo lý thuyết cố kết thấm Tezaghi như sau:
(2.22) Trong đó: Si: Độ lún tức thời của nền đất; Sc: Độ lún cố kết sơ cấp của nền đất; Ss: Độ lún cố kết thứ cấp của nền đất.
Độ lún tức thời (Si) là độ lún xảy ra do hiện tượng thoát khí trong đất và sự chuyển dịch ngang của nền đất yếu dưới tải trọng đắp:
(2.23) Trong đó:
m: Hệ số lấy bằng 1,1÷1,4, phụ thuộc tải trọng tác dụng và biện pháp gia cố;
Sc: Độ lún cố kết sơ cấp.
Độ lún cố kết sơ cấp Sc được tính toán theo phương pháp tổng các lớp phân tố với công thức sau:
+ Trường hợp cố kết trước nhẹ:
35
(2.25)
+ Trường hợp dưới cố kết:
(2.26)
Trong đó:
hi: Chiều dày lớp đất tính lún thứ i (hi ≤ 2m);
ei: Hệ số rỗng của lớp đất thứ i ở trạng thái tự nhiên ban đầu; Ci c: Chỉ số nén lún của lớp đất thứ i; Cir: Chỉ số nén phục hồi của lớp đất thứ i; σi pz: Áp lực tiền cố kết lớp đất thứ i; σi
vz: Áp lực do trọng lượng bản thân của các lớp đất tự nhiên nằm trên tại giữa lớp đất i;
σi
z: Áp lực do tải trọng đắp gây nên tại giữa lớp đất i. Độ lún cố kết sơ cấp Ss được tính theo công thức sau:
(2.27) Trong đó:
Cα: Hệ số cố kết thứ cấp;
ep: Hệ số rỗng của đất khi kết thúc lún cố kết sơ cấp; h: Chiều dày lớp đất tính lún;
36 t: Thời gian tính lún cố kết thứ cấp.
Độ lún cố kết sơ cấp Ss được thừa nhận chỉ xảy ra sau khi lún cố kết sơ cấp kết thúc và độ cố kết đạt 100%.
Độ lún cố kết theo thời gian S2(t) được tính toán theo lý thuyết cố kết thấm cho trường hợp thoát nước theo phương thẳng đứng:
(2.28) (2.29) (2.30) (2.31) Trong đó: Uv: Độ cố kết theo phương đứng; Tv: Nhân tố thời gian;
Ctbv: Hệ số cố kết trung bình theo phương thẳng đứng của các lớp đất yếu trong phạm vi chiều sâu chịu nén cực hạn Ha;
Cvi: Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng của lớp đất yếu thứ i;
H: Chiều sâu thoát nước theo phương thẳng đứng (Khi địa tầng lớp dưới có lớp cát H= Ha/2);
37
Kết luận chương 2 2.4.
Các dạng phá hoại do biến dạng nở hông, phá hoại của đất dưới đầu mũi mỗi trụ đơn lẻ hay phá hoại xảy ra ngày trong vùng được gia cố, phá hoại xảy ra tại vùng đất dưới đầu mũi trụ tại các vùng chủ động, vùng cắt và vùng bị động. Dựa trên kết quả phân tích, trình bày và đánh giá các quan điểm về lý thuyết tính toán đối với trụ đất xi măng từ đó học viên lựa chọn phương pháp phù hợp để áp dụng trong tính toán thiết kế trụ đất xi măng cho công trình dân dụng từ 3 đến 4 tầng.
38
CHƯƠNG 3. TÍNH TOÁN GIA CỐ NỀN CHO CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG TỪ 3 ĐẾN 4 TẦNG BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
Giới thiệu công trình ở thị xã Gò Công, tỉnh Tiền Giang 3.1.
3.1.1. Cấu tạo công trình
Nhằm mục đích minh họa cho giải pháp gia cố nền đã đưa ra, trong chương này học viên áp dụng các phương pháp tính toán trong chương 2 để tính toán. Giả thiết công trình tính toán là nhà đặt trên móng đơn có tải trọng tương đương 3 đến 4 tầng.
Thông số của công trình:
Địa điểm xây dựng: xã Bình Đông – Thị xã Gỏ Công – tỉnh Tiền Giang Kích thước công trình: 9,6m x 20,0m;
Chiều cao tầng: 3,6m;
Kích thước cột: 0,25m x 0,3m;
Kích thước móng LxBxH: 3,0m x 3,0m x 0,8m;
Hình 3.1 Công trình Dãy lớp học trường Trung học cơ sở Bình Đông Hình 3.1 Công trình Dãy lớp học trường Trung học cơ sở Bình Đông
40
Hình 3.3 Mặt cắt công trình Hình 3.3 Mặt cắt công trình
41