2.2.3.2. Tớnh toỏn độ lỳn
Thường tiến hành tớnh toỏn lỳn cảu đất yếu dưới nền đường đắp bằng cỏch xem độ lỳn cú tớnh chất hai chiều
S = Si + Sc (2.1)
S – Độ lỳn cuối cựng
Si – Độ lỳn tức thời(Xảy ra khi khụng thoỏt nước lỗ rỗng)
Sc – Độ lỳn cố kết( Xảy ra khi thoỏt một phần nước lỗ rỗng cựng với việc giảm ỏp lực nước lỗ rỗng)
2.2.3.2.1. Độ lỳn cố kết Sc:
Độ lỳn cố kết Sc được tớnh theo phương phỏp phõn tầng lấy tổng với cụng thức sau:
(2.2)
Trong đú:
+ hi: bề dày lớp đất tớnh lỳn thứ i (phõn thành n lớp cú cỏc đặc trưng biến dạng khỏc nhau), i từ 1 đến n lớp; Hi ≤ 2,0m.
+ e0i: Hệ số rỗng của lớp đất thứ i ở trạng thỏi tự nhiờn ban đầu (chưa đắp nền
bờn trờn)
+ Cci: Chỉ số nộn lỳn hay độ dốc của đoạn đường cong nộn lỳn (biểu diễn dưới
dạng e lg) trong phạm vi i > pzi của lớp đất i.
+ Cri: Chỉ số nộn lỳn hay độ dốc của đoạn đường cong nộn lỳn (biểu diễn dưới
+ , , : Áp lực (ứng suất nộn thẳng đứng) do trọng lượng bản thõn cỏc lớp đất tự nhiờn nằm trờn lớp i, ỏp lực tiền cố kết ở lớp i và ỏp lực do tải trọng đắp gõy ra ở lớp thứ i (xỏc định cỏc chỉ số ỏp lực này tương ứng với độ sõu z ở chớnh giữa lớp đất yếu i).
Cỏc thụng số , và được xỏc định thụng qua thớ nghiệm nộn lỳn
khụng nở hụng đối với cỏc mẫu nguyễn dạng đại diện cho lớp đất yếu i. Trị số nộn lỳn Cr ở đoạn σ < σp:
(2.2.1)
Trị số nộn lỳn Cc ở đoạn σ > σp:
(2.2.2)
Trị số ứng suất được xỏc định theo cụng thức
= (2.2.3)
Trong đú:
i, hi: Trọng lượng thể tớch và bề dày lớp đất i nằm trong phạm vi từ mặt tiếp xỳc của đất yếu với đỏy nền đắp (z=0) đến độ sõu z trong đất yếu; với lớp đất yếu nằm dưới mực nước ngầm thỡ trị số i phải dựng trọng lượng thể tớch đẩy nổi.
Cỏc trị số ỏp lực σzi được tớnh theo toỏn đồ J.O. Osterberg với σzi = I.q (q là tải trọng đắp phõn bố trờn 1m dài của đường, I là hệ số tra bảng theo toỏn đồ).
Chiều sõu vựng đất yếu bị lỳn dưới tỏc dụng của tải trọng đắp hay phạm vi chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp za được xỏc định theo điều kiện ứng suất do tải trọng đắp gõy ra tại đú bằng 0.15 ứng suất gõy ra do trọng lượng bản thõn cỏc lớp đất ở trờn. 2.2.3.2.2. Độ lỳn tổng cộng S:
Độ lỳn tổng cộng S gồm hai thành phần, đú là độ lỳn tức thời Si và độ lỳn cố kết giai đoạn sơ cấp Sc. Tải trọng gõy lỳn, ngoài tải trọng bản thõn nền đắp theo chiều cao thiết kế cũn xột đến tải trọng do phần bự lỳn.
Độ lỳn tổng cộng được dự toỏn theo quan hệ kinh nghiệm sau:
S = m.Sc (2.4)
Với m = 1,1 - 1,4. Chiều cao đắp càng lớn và đất càng yếu thỡ sử dụng trị số m càng lớn.
2.2.3.2.3. Độ lỳn và độ cố kết theo thời gian khi sử dụng giếng cỏt và cọc cỏt
St = U.Sc (2.5)
Phần độ lỳn cố kết cũn lại sau thời gian t:
S = (1-U).Sc (2.6)
Độ cố kết U đạt được sau thời gian t kể từ lỳc đắp xong được xỏc định theo cụng thức:
U = 1 – (1-Uv).(1-Uh) (2.7)
Trong đú:
+ Uv: Độ cố kết theo phương thẳng đứng, được tớnh qua TV (tra bảng VI-1, 22
TCN 262 – 2000). H t C TV tb2V (2.7.1) + Tv: Nhõn tố thời gian
+ CtbV: Hệ số cố kết trung bỡnh theo phương thẳng đứng của cỏc lớp đất yếu
trong phạm vi chiều sõu chịu lỳn, cm2/s.
+ t : Thời gian, s.
+ H: Chiều sõu thoỏt nước cố kết theo phương thẳng đứng, cm.
+ Uh: Độ cố kết theo phương ngang do tỏc dụng của giếng cỏt:
n h h F T U 1 exp 8. (2.7.2)
+ Th: Nhõn tố thời gian theo phương ngang:
l t
C
T h
h 2
(2.7.3)
+ Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang
+ l: Khoảng cỏch tớnh toỏn giữa cỏc giếng cỏt, bố trớ kiểu tam giỏc đều l =
1.05D, bố trớ mạng hỡnh vuụng l = 1.13D. (2.7.4)
+ D: Khoảng cỏch giữa cỏc tim bấc thấm, giếng cỏt; m.
+ Fn: Nhõn tố xột đến ảnh hưởng của khoảng cỏch bố trớ giếng cỏt, được xỏc định tựy thuộc vào n=l/d (với d là đường kớnh của giếng cỏt) theo cụng thức:
(2.7.5)
2.2.4. Cỏc vấn đề về ổn định, tớnh toỏn ổn định của nền đắp trờn đất yếu.2.2.4.1. Cỏc vấn đề về ổn định. 2.2.4.1. Cỏc vấn đề về ổn định.
Khi đắp nền đường trờn đất yếu sẽ làm tăng ứng suất trong đất, nếu sự tăng ứng suất này vượt quỏ một giới hạn nào đú, phụ thuộc vào cỏc tớnh chất cơ học của đất, nền đất yếu sẽ bị phỏ hoại khi xõy dựng khiến cho nền đắp bị lỳn nhiều và đột ngột. Cựng với sự lỳn sụt của nền đắp, nền đất yếu xung quanh cũng bị trồi lờn tương ứng. Nền đường bị mất ổn định.
2.2.4.1.1. Phỏ hoại do lỳn trồi:
Toàn bộ nền đắp lỳn vừng vào nền đất yếu, đẩy trồi nền đất yếu tạo thành cỏc bờ đất gần chõn taluy.