3.1.2.1 .Địa hỡnh, địa mạo
4.3. Phương ỏn đề xuất “Thay đất kết hợp cọc cỏt và bệphản ỏp” cho khu vực
4.3.2.2. Giải phỏp thiết kế cho phương ỏn đề xuất
Vật liệu đắp nền đường dựng cỏt hạt nhỏ khai thỏc trờn sụng và cỏc vựng lõn
cận. Dung trọng khi đầm chặt K95 cho kết quả thớ nghiệm =1.76-:-1.78 T/m3
nhưng do thực tế nền đắp bao gồm cả lớp kết cấu ỏo đường, lớp đệm cỏt hạt thụ dựng trong xử lý thoỏt nước, lớp đất đắp bao ta luy nền đường… Nờn khi đưa vào
tớnh toỏn, dung trọng đất đắp được lấy bằng 1.80T/m3 để đảm bảo gần đỳng với tải
trọng thực tế của nền đường khi đưa vào sử dụng.
Bảng 4.1: Lựa chọn chỉ tiờu dựng trong tớnh toỏn.
Cỏc chỉ tiờu dựng trong tớnh toỏn Đất
đắp Lớp 3 Lớp 4 Lớp 5 Lớp 6 Lớp 7 Dung trọng tự nhiờn (tn) (T/m3) 1.94 1.38 1.82 1.86 1.80 1.88 Tỷ trọng () - 2.46 2.68 2.71 2.69 2.71 Hệ số rỗng (e0) - 1.15 0.94 2 0.924 0.938 0.882 Độ ẩm tự nhiờn (Wn) (%) - 110.8 0 31.8 0 31.80 36.40 30.40 Độ ẩm giới hạn chảy (WLL) (%) - 101.6 0 35.8 0 45.00 45.00 39.80 Độ ẩm giới hạn dẻo (WPL) (%) - 61.30 21.6 0 26.30 27.30 25.30
Gúc ma nội ma sỏt (f) (độ) 18o00' 4o00' 6o00' 10o00' 10o00' 11o00'
Lực dớnh kết (C) (kPa) 15.00 4.00 8.50 17.50 15.00 17.00 Hệ số cố kết Cv (mnăm)2/ - 0.030 0.010 0.003 0.005 0.005 Chỉ số nộn lỳn Cc - 1.05 0.25 0.20 0.22 0.20 Chỉ số nộn lỳn hồi phục Cr - 0.05 0.03 0.02 0.02 0.02 Áp lực tiền cố kết Pc (T/m2) - 5.00 6.00 7.00 10.00 10.00
Bảng 4.2: Thống kờ cỏc đoạn xử lý.Đoạn Lý trỡnh Đoạn Lý trỡnh Chiều dài đoạn (m) Lỗ khoan tham chiếu Chiều cao đắp tớnh toỏn He (m) Chiều dày đất yếu Hđy (m) 1 CocE4(Km 0+00) Cọc 8(Km 0 +264.24) 264.24 HK1,HK2 , K1, K2 4.50 ~ 11.80 2 Coc8(Km 0+264.24) ữ Coc15(Km 0+558.0) 293.76 HK3,HK4 1.25 ~ 0.00 3 Coc15(Km 0+558.0) ữ Coc25 (Km 1+27.03) 469.03 HK5,HK6 , K3, K4 5.90 ~ 12.20 4 Coc25(Km 1+27.03) ữ CocH1(Km +1119.16) 73.0 K5,K6 1.25 ~ 0.00 5 CocH1(Km +1119.16) ữ Coc34 (Km +315.0) 195.84 HK7, HK8 5.40 ~ 11.60 6 Coc34 (Km +315.0) ữ Coc 43(Km 1+493.72 178.72 K7-K8 2.50 ~ 0.00
* Kết quả kiểm toỏn khi chưa xử lý:
Căn cứ trờn số liệu địa tầng, bề dày cỏc lớp đất yếu, kết hợp với chiều cao đắp Tớnh toỏn dự bỏo độ lỳn và ổn định nền đường với điều kiện đắp nền trực tiếp khụng xử lý, thời gian thi cụng nền đường dự kiến là 01 năm cho kết quả như bảng (4.3):
Bảng 4.3: Kết quả kiểm toỏn khi chưa xử lý
Đoạn Lý trỡnh Chiều dài đoạn (m) Chiều cao đắp tớnh toỏn, HE (m) Tổng Lỳn cố kết, SC (m) Hệ số ổn định FS 1 CocE4 (Km 0+00) Cọc 8(Km 0 +264.24) 264.24 4.50 1.113 0.725 2 Coc8 (Km 0+264.24) Coc15(Km 0+558.0) 293.76 1.25 0.354 1.636 3 Coc15 (Km 0+558.0) Coc25(Km 1+27.03) 469.03 5.90 1.428 0.658 4 Coc25 (Km 1+27.03) CocH1(Km +1119.16) 92.16 1.25 0.348 1.542 5 CocH1(Km +1119.16 Coc34 (Km +315.0) 195.84 5.40 1.414 0.692 6 Coc 34(Km +315.0) Coc 43(Km 1+493.72) 178.72 2.50 0.366 1.643
Đoạn 2, 4 và 6 khụng cần phải xử lý nền đường.
Đoạn 1, 3, 5 cần phải xử lý nền đường để đảm bảo độ lỳn dư và ổn định. Bảng 4.4: Kết quả kiểm toỏn sau khi xử lý
Đoạn Lý trỡnh Chiều cao đắp tớnh toỏn, HE (m) Tốc độ đắp (cm/ngày) Lỳn cố kết, Sc (m) Lỳn dư,Sr (m) Hệ số ổn định FS 1 CocE4(Km 0+00) Cọc 8(Km 0 +264.24) 5.90 5 0.319 0.181 1.581 3 Coc15 (Km 0+558.0) Coc25(Km 1+27.03) 5.90 5 0.550 0.298 1.542 5 CocH1 (Km +1119.16) Coc34(Km +315.0) 5.40 5 0.363 0.234 1.596
* Giải phỏp đề xuất xử lý:
Đoạn 1: Coc E4(Km 0+00) - Cọc 8(Km 0 +264.24) , Chiều cao đắp: Hđắp = 4.50 m.
Hỡnh 4.13 : Bố trớ cọc cỏt trờn mặt bằng theo hỡnh tam giỏc cho Đoạn 1
Biện phỏp xử lý cho Đoạn 1:
+ Hai bờn nền đường đắp bệ phản ỏp rộng 14 m, cao 1.50 m
+ Dọn dẹp mặt bằng, hỳt hết nước mặt, Vột bỏ 50cm đõt khụng thớch hợp, đắp bự bằng cỏt mịn, tạo phẳng, rải một lớp vải địa kỹ thuật ngăn cỏch cường độ kộo 12KN/m
+ Đắp lớp cỏt hạt trung thoỏt nước dày 50cm, thi cụng cọc cỏt, phạm vi bố trớ cọc cỏt đến hết chõn bệ phản ỏp theo mạng hỡnh tam giỏc cú a = 3,50m, chiều sõu L = 13.0m (tớnh từ mặt đất thiờn nhiờn). Trờn đỉnh giếng cỏt, gia cường vải địa kỹ thuật loại dệt, cường độ 200KN/m. Sau đú nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m, dọc theo thõn nền đường 10m bố trớ 1 lỗ thoỏt nước cú cấu tạo bằng tầng lọc ngược, ta luy nền đắp 1/2.0
+ Đắp bự lỳn 0.40m
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 5cm/ngày, nghỉ đắp 72 ngày. Thời gian thi cụng đắp nền đường là 98 ngày.
- Nhận xột ưu điểm phương ỏn đề xuất:
+ Khi xử lý bằng phương ỏn cọc cỏt, tốc độ lỳn cố kết nhanh hơn, lỳn dư của phương ỏn đề xuất nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất Sr = 0.181m; Phương ỏn của ĐV tư vấn Sr = 0.385m)
+ Tớnh ồn định của nền cao hơn (Phương ỏn đề xuất FS = 1.581; Phương ỏn của ĐV tư vấn FS = 1.426)
+ Khối lượng bự lỳn nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất đăp bự lỳn 0.40m; Phương ỏn của ĐV tư vấn đắp bự lỳn 1.50m)
+ Thời gian thi cụng nhanh hơn, tớnh kinh tế cao hơn.
- Nhận xột nhược điểm phương ỏn của đơn vị Tư vấn:
+ Khối lượng đào đất lớn
+ Chiều dài của cọc tre là 2,50m, như vậy chiều sõu làm việc tối đa của cọc tre kết hợp đệm cỏt là khoảng 6,50m, trong khi đú chiều sõu lớp đất yếu là từ 5,50 – 12,50m,.như vậy lớp cọc tre sẽ bị lơ lửng giữa lớp đất yếu, phương ỏn sẽ khụng giải quyết được triệt để vấn đề ổn định nền đường.
Đoạn 2: Cọc 8(Km 0 +264.24) - Coc15(Km 0+558.0); Chiều cao đắp: Hđắp = 1.25m.
Biện phỏp xử lý cho đoạn 2: Giữ nguyờn phương ỏn của đơn vị tư vấn thiết
kế, phương ỏn đó đảm bảo về độ lỳn, tớnh ổn định, tớnh kinh tế khi thi cụng.
+ Vột hữu cơ 0,50m, đắp trả bằng cỏt đầm chặt K90. Nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m
+ Taluy đắp 1:2. + Đắp bự lỳn 0.35 cm
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 10cm/ngày.Thời gian thi cụng nền đường là 121 ngày
Theo mặt cắt dọc địa chất,sau khi vột bỏ 50cm đất hữu cơ, phớa dưới là lớp đất (6) sột pha nõu vàng, dẻo cứng, đõy là lớp đất tốt cú thể đắp trực tiếp lờn được, phương ỏn của đơn vị tư vấn đó tối ưu..
Hỡnh 4.21 : Bố trớ cọc cỏt trờn mặt bằng theo hỡnh tam giỏc cho Đoạn 3
Biện phỏp xử lý:cho đoạn 3:
+ Hai bờn nền đường đắp bệ phản ỏp rộng 14m, cao 2.0 m
+ Dọn dẹp mặt bằng, hỳt hết nước mặt, vột bỏ 50cm đất khụng thớch hợp, đắp bự bằng cỏt hạt mịn K95, tạo phẳng, rải Vải địa kỹ thuật ngăn cỏch cường độ kộo 12KN/m
+ Đắp lớp cỏt hạt trung thoỏt nước dày 50cm, thi cụng cọc cỏt, phạm vi bố trớ cọc cỏt đến hết chõn bệ phản ỏp theo mạng hỡnh tam giỏc cú a = 3,50m, chiều sõu L = 13.0m (tớnh từ mặt đất thiờn nhiờn). Trờn đỉnh giếng cỏt, gia cường vải địa kỹ thuật loại dệt, cường độ 200KN/m.Nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m, dọc theo thõn nền đường 10m bố trớ 1 lỗ thoỏt nước cú cấu tạo bằng tầng lọc ngược, ta luy nền đắp 1/1.50.
+ Đắp bự lỳn 0.80m.
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 5cm/ngày.Thời gian thi cụng đắp nền đường là 130ngày, chờ lỳn 40 ngày.
- Nhận xột ưu điểm phương ỏn đề xuất:
+ Khi xử lý bằng phương ỏn cọc cỏt, tốc độ lỳn cố kết nhanh hơn, lỳn dư của phương ỏn đề xuất nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất Sr = 0.298m; Phương ỏn của ĐV tư vấn Sr = 0.376m)
+ Tớnh ồn định của nền cao hơn (Phương ỏn đề xuất FS = 1.542; Phương ỏn của ĐV tư vấn FS = 1.437)
+ Khối lượng bự lỳn nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất đăp bự lỳn 0.80m; Phương ỏn của ĐV tư vấn đắp bự lỳn 1.80m)
+ Thời gian thi cụng nhanh hơn, tớnh kinh tế cao hơn.
- Nhận xột nhược điểm phương ỏn của đơn vị Tư vấn:
+ Khối lượng đào đất lớn, Hđào = 4,0m
+ Chiều dài của cọc tre là 2,50m, như vậy chiều sõu làm việc tối đa của cọc tre kết hợp đệm cỏt là khoảng 7,50m, trong khi đú chiều sõu lớp đất yếu là từ 5,50 – 12,50m,.như vậy lớp cọc tre sẽ bị lơ lửng giữa lớp đất yếu, phương ỏn sẽ khụng giải quyết được triệt để vấn đề ổn định nền đường..
kế, phương ỏn đó đảm bảo về độ lỳn, tớnh ổn định, tớnh kinh tế khi thi cụng.
+ Vột hữu cơ đến lớp đất sột pha dẻo cứng, chiều sõu vột 30cm, đắp bự bằng cỏt hạt mịn K90, nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m, ta luy nền đắp 1/2.
+ Đắp bự lỳn 0.35m.
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 10cm/ngày.Thời gian thi cụng nền đường là 45 ngày.
Theo mặt cắt dọc địa chất,sau khi vột bỏ 30cm đất hữu cơ, phớa dưới là lớp đất (7) sột pha nõu vàng, nõu đỏ lẫn sạn, dẻo cứng, đõy là lớp đất tốt cú thể đắp trực tiếp lờn được, phương ỏn của đơn vị tư vấn đó tối ưu..
Đoạn 5: Coc H1(Km 1+1119.16) – Coc 34(Km +315.0); Chiều cao đắp: Hđắp = .4m.
Hỡnh 4.26: Bố trớ cọc cỏt trờn mặt bằng theo hỡnh tam giỏc cho Đoạn 5
Biện phỏp xử lý cho Đoạn 5:
+ Bờn phải nền đường đắp bệ phản ỏp rộng 14 m, cao 2.0 m , bờn trỏi tuyến giỏp với khu hạ tầng, khụng cần thi cụng bệ phản ỏp (Bờn trỏi tuyến luụn ổn định do thi cụng song song với quỏ trỡnh san nền).
+ Dọn dẹp mặt bằng, hỳt hết nước mặt, vột bỏ 50cm đất khụng thớch hợp, đắp bự bằng cỏt hạt mịn K95, tạo phẳng, rải Vải địa kỹ thuật ngăn cỏch cường độ kộo 12KN/m
+ Đắp lớp cỏt hạt trung thoỏt nước dày 50cm, thi cụng cọc cỏt, phạm vi bố trớ cọc cỏt đến hết chõn bệ phản ỏp theo mạng hỡnh tam giỏc cú a = 3,50m, chiều sõu L = 13.0m (tớnh từ mặt đất thiờn nhiờn). Trờn đỉnh giếng cỏt, gia cường vải địa kỹ thuật loại dệt, cường độ 200KN/m.Nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m, dọc theo thõn nền đường 10m bố trớ 1 lỗ thoỏt nước cú cấu tạo bằng tầng lọc ngược, ta luy nền đắp 1/2.0
+ Đắp bự lỳn 0.60m.
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 5cm/ngày.Thời gian thi cụng đắp nền đường là 120 ngày, nghỉ chờ lỳn 50 ngày.
- Nhận xột ưu điểm phương ỏn đề xuất:
+ Khi xử lý bằng phương ỏn cọc cỏt, tốc độ lỳn cố kết nhanh hơn, lỳn dư của phương ỏn đề xuất nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất Sr = 0.234m; Phương ỏn của ĐV tư vấn Sr = 0.341m)
của ĐV tư vấn FS = 1.413)
+ Khối lượng bự lỳn nhỏ hơn (Phương ỏn đề xuất đăp bự lỳn 0.60m; Phương ỏn của ĐV tư vấn đắp bự lỳn 1.80m)
+ Thời gian thi cụng nhanh hơn, tớnh kinh tế cao hơn.
- Nhận xột nhược điểm phương ỏn của đơn vị Tư vấn:
+ Khối lượng đào đất lớn, Hđào = 3,0m
+ Chiều dài của cọc tre là 2,50m, như vậy chiều sõu làm việc tối đa của cọc tre kết hợp đệm cỏt là khoảng 5,50m, trong khi đú chiều sõu lớp đất yếu là từ 5,50 – 12,50m,.như vậy lớp cọc tre sẽ bị lơ lửng giữa lớp đất yếu, phương ỏn sẽ khụng giải quyết được triệt để vấn đề ổn định nền đường..
Đoạn 6: Coc34(Km 1+325.03) - Coc 43(Km 1+493.72).; Chiều cao đắp: Hđắp = 2.50m..
phương ỏn đó đảm bảo về độ lỳn, tớnh ổn định, tớnh kinh tế khi thi cụng
+ Vột hữu cơ trung bỡnh dày 1.40cm. Đoạn qua ao hồ, ruộng trũng đào xử lý thay đất trung bỡnh dày 1.80m. Đắp trả bằng cỏt đầm chặt K90. Nền đường được đắp bằng cỏt hạt mịn độ chặt K95, bờn ngoài đắp đất bao dày 1.0m, ta luy nền đắp 1/2.
+ Đắp bự lỳn 0.40m.
+ Nền đường đắp theo 1 giai đoạn, tốc độ đắp trung bỡnh 10cm/ngày. Thời gian thi cụng nền đường là 95 ngày.
Theo mặt cắt dọc địa chất,sau khi vột bỏ 140cm đất hữu cơ.và 180cm đất ruộng sõu, phớa dưới là lớp đất (7) sột pha nõu vàng, nõu đỏ lẫn sạn, dẻo cứng, đõy là lớp đất tốt cú thể đắp trực tiếp lờn được, phương ỏn của đơn vị tư vấn đó tối ưu..