3.1.2.1 .Địa hỡnh, địa mạo
3.2. Phương ỏn xử lý nền đỏt yếu bằng vột bựn, cọc tre kết hợp bệphản ỏp do
3.2.2. Phương ỏn xử lý nền đắp trờn đất yếu tuyến đườngVũ Thờ Lang:
* Cơ sở thiết kế :
- Hồ sơ thiết kế hỡnh học nền đường.
- Quy trỡnh thiết kế ỏo đường mềm: 22TCN 211-06 - Đường ụ tụ - Tiờu chuẩn thiết kế TCVN 4054- 05
- Bỏo cỏo kết quả khảo sỏt địa chất cụng trỡnh do Cụng ty cổ phần Tư vấn và Xõy dựng hạ tầng Hà Nội lập.
- 22 TCN 262-2000 Quy trỡnh khảo sỏt thiết kế nền đường trờn đất yếu. - Cỏc quy trỡnh quy phạm khỏc cú liờn quan.
- Phần mềm sử dụng: STED của Mỹ.
* Tải trọng thiết kế:
- Tải trọng bản thõn nền đắp: Tớnh toỏn dựa trờn kớch thước hỡnh học thiết kế. - Tải trọng xe tớnh toỏn: Do đặc trưng tuyến đường là đường trong khu đụ thị, chủ yếu là xe cú tải trọng nhỏ nờn để giảm chi phớ và phự hợp với quy mụ của dự ỏn lựa chọn loại xe để kiểm toỏn là xe H30.
qX = nG/B/l
Áp lực gõy ra bởi tại trọng xe tớnh theo cụng thức :qX = nG/B/l Trong đú : G – Trọng lượng xe G = 300KN n – Số xe xếp. Ta xếp xe n = 8 xe, B – Bề rộng phõn bố ngang của cỏc xe B = n.b+(n-1).d+e b = 1,8 m, d = 1,3 m, e = 0,6m Từ đú: B = 24,1 m
L – Chiều dài phõn bố của xe: l=6,6 m Từ đú tớnh được: qX = 15.09 KN/m2
* Nguyờn tắc tớnh toỏn:
Cỏc yờu cầu được lấy theo TCN262 -2000 với đường cú tốc độ thiết kế V = 60km/h
- Yờu cầu về độ lỳn nền đường:
l
b d b e/2 e/2
+ Tớnh lỳn theo phương phỏp phõn tầng lấy tổng. Trong trường hợp đất yếu rất dày chiều sõu ảnh hưởng lỳn được tớnh đến độ sõu mà ở đú (ứng suất gõy lỳn) sz = 0.15sbt (ứng suất bản thõn).
+ Tổng lỳn bao gồm hai thành phần đú là lỳn tức thời và lỳn cố kết trong giai đoạn sơ cấp.
+ Tải trọng gõy lỳn, ngoài tải trọng do thõn nền đắp theo chiều cao thiết kế cũn xột đến tải trọng do phần bự lỳn gõy ra sau mỗi đợt đắp.
+ Lỳn cố kết thứ cấp khụng xột đến trong đồ ỏn này. - Yờu cầu về độ ổn định nền đường:
Kiểm toỏn ổn định trượt theo phương phỏp của Bishop với hệ số ổn định Fs ≥ 1,4. Trong quỏ trỡnh kiểm toỏn ổn định trượt cú xột đến yếu tố tăng cường độ của cỏc lớp đất nền sau từng giai đoạn đắp nền đường.
Cụng tỏc kiểm toỏn ổn định phải tiến hành qua cỏc bước sau:
+ Kiểm toỏn ổn định trượt của nền đường đắp khi chưa cú cỏc giải phỏp xử lý. + Kiểm toỏn ổn định trong trường hợp đó cú giải phỏp xử lý và đưa cụng trỡnh vào khai thỏc.
+ Hoạt tải dựng trong tớnh toỏn ổn định trượt với chớnh tuyến là 1.65T/m2.
Trong khi thi cụng lấy bằng 50% hoạt tải tớnh toỏn (0.825T/m2).
* Yờu cầu tớnh toỏn:
- Yờu cầu về độ lỳn và tốc độ lỳn:
Theo yờu cầu thiết kế đõy là đường đụ thị cấp III đồng bằng, vận tốc thiết kế V≥60km/h nờn cỏc yờu cầu về độ lỳn dư cho phộp của nền đường như sau:
+ Nền đường hai đầu cầu độ lỳn dư cho phộp Sdư 20cm.
+ Nền đường tại vị trớ cú cống chui dõn sinh hoặc cống Sdư 30cm. + Nền đường đắp thụng thường Sdư 40cm.
Trong trường hợp sau khi đó xử lý mà độ lỳn dư cho phộp (Sdư) vẫn lớn hơn cỏc quy định kỹ thuật đó nờu trờn thỡ phải tớnh toỏn và đảm bảo rằng tốc độ lỳn hằng năm của đoạn nền đường núi trờn phải 2cm/năm (Đường ụ tụ cao tốc Yờu cầu thiết kế).
- Yờu cầu về độ ổn định:
Độ ổn định cho nền đường đắp trờn đất yếu được quy định trong “Quy trỡnh Khảo sỏt Thiết kế nền đường ụ tụ đắp trờn đất yếu 22TCN 262-2000”, nội dung cụ thể như sau:
+ Hệ số ổn định Fmin 1.20 trong quỏ trỡnh thi cụng nền đường.
+ Hệ số ổn định Fmin 1.40 trong quỏ trỡnh bắt đầu đưa vào sử dụng và khai thỏc. Hệ số Fmin nờu trờn được tớnh theo phương phỏp của Bishop và cung trũn hỡnh trụ.
* Chương trỡnh tớnh:
- Tớnh toỏn độ lỳn nền đường: Độ lỳn, độ cố kết của nền đường được tớnh toỏn bằng bảng tớnh lập trong Excel (xem bảng tớnh chi tiết kốm theo).
- Kiểm toỏn độ ổn định nền đường: Kiểm toỏn độ ổn định của mỏi dốc nền đường được thực hiện bằng chương trỡnh STEAD.
* Phõn tớch, tớnh toỏn:
- Kiểm toỏn về mặt ổn định: Kiểm toỏn ổn định nền đường tại cỏc vị trớ hố khoan: HK1, K3, K8, K8A,K8B.
- Kiểm toỏn lỳn: tớnh lỳn dựa theo phương phỏp phõn tầng cộng lỳn. Chiều sõu lỳn cũn lại cho phộp ≤ 40 cm. Kiểm toỏn tại hố khoan: HK1, K3, K8, K8A,K8B.
Ta chia cỏc lớp địa chất thành cỏc lớp phõn tố và tớnh cộng lỳn từng lớp theo cụng thức:
Với
hi: chiều dày lớp đất i hệ số
Ei mụ đun biến dạng của lớp đất i
zi: sự gia tăng ứng suất cú hiệu do tải trọng gõy lỳn gõy ra (tớnh tại điểm giữa lớp đất phõn tố tớnh lỳn thứ (i).
* Kết quả, đề xuất giải phỏp xử lý nền đường:
Cỏt đệm đắp K90, bệ phản ỏp đắp K90
Đoạn 1: Coc E4(Km 0+00) - Cọc 8(Km 0 +264.24)Đắp bự lỳn 1.50m
Biện phỏp xử lý:
- Đắp bệ phản ỏp hai bờn, chiều rộng 15m, cao 1.50m
- Vột bựn, hữu cơ, chiều sõu vột trung bỡnh 2,0 m, đắp trả bằng cỏt K90. - Đúng cọc tre trong phạm vi nền đắp 25cọc/m2, loại cọc dài 2.5m
- Rải 4 lớp vải địa kỹ thuật cường độ chịu kộo tối thiểu 200kN/m dài, mỗi lớp cỏch nhau 30cm.
- Taluy đắp 1:1.5
Đoạn 2 : Cọc 8(Km 0 +264.24) - Coc15(Km 0+558.0)
- Vột hữu cơ đến lớp đất sột pha dẻo cứng, chiều sõu vột tối thiểu 50cm, đắp trả bằng cỏt.
- Đắp bự lỳn 0.35m.
Đoạn 3: Phạm vi từ Coc15(Km 0+558.0) - Coc25(Km 1+27.03) Đắp bự lỳn 1.8 m.
Biện phỏp xử lý:
- Đắp bệ phản ỏp rộng 15 m cả 2 bờn, cao 2.20m.
- Vột bựn hữu cơ trong phạm vi nền đắp sõu 4,0 m, đắp trả bằng cỏt. - Đúng cọc tre trong phạm vi nền đắp 25cọc/m2, loại cọc dài 2.5m
- Rải 3 lớp vải địa kỹ thuật cường độ chịu kộo tối thiểu 200kN/m dài, cỏc lớp cỏch nhau 0.3m.
Đoạn 4 : Từ Coc25(Km 1+27.03) - CocH1(Km 1+1119.16)
- Vột hữu cơ, chiều sõu vột 50cm, đắp trả bằng cỏt.
Đoạn 5 : Từ Coc H1(Km 1+1119.16) – Coc 34(Km +315.0). Đắp bự lỳn 1.8m.
Biện phỏp xử lý:
- Đắp bệ phản ỏp rộng 17m, cao 2.20m.
- Vột bựn hữu cơ trong phạm vi nền đắp sõu 3,0 m, đắp trả bằng cỏt. - Đúng cọc tre trong phạm vi nền đắp 25cọc/m2, loại cọc dài 2.5m
- Rải 3 lớp vải địa kỹ thuật cường độ chịu kộo tối thiểu 200kN/m dài, cỏc lớp cỏch nhau 0.3m.
Đoạn 6 : Từ Coc34(Km 1+325.03) - Coc 43(Km 1+493.72).
Biện phỏp xử lý:
- 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.
Bảng 3.1 : Kết quả kiểm toỏn xử lý lỳn và trượt tuyến đường Vũ Thờ LangĐoạ Đoạ n Lý trỡnh Chiều cao đắp Giải phỏp xử lý Sdư sau xử lý FS (m) (cm) (-) 1 CọcE4(Km0+00) Cọc8(Km0+264.24) 4.50 Bệ phản ỏp: L = 15.0m; H=1.50m Thay đất: 2.0m; Cọc Tre: 2.50m: Vải ĐKT: 04 lớp 38.50 1.426 2 Cọc8(Km0+264.24) Cọc15(Km0+558.0) 1.25 Khụng xử lý 35.70 1.636 3 Cọc15(Km0+558.0) Cọc25(Km1+27.03) 5.90 Bệ phản ỏp: L=15m; H=2.20m Thay đất: 4.0m; Cọc Tre: 2.50m: Vải ĐKT: 03 lớp 37.60 1.437 4 Cọc25 (Km1+27.03) CọcH1 (Km1+1119.16) 1.25 Khụng xử lý 34.80 1.555 5 CọcH1(Km1+1119.16) Cọc34 (Km1+ 315.0) 5.40 Bệ phản ỏp: L=17m; H=2.20m Thay đất: 3.0m; Cọc Tre: 2.50m: Vải ĐKT: 03 lớp 34.10 1.413 6 Cọc34(Km1+ 315.0) Cọc43(Km1+493.72) 2.50 Khụng xử lý 19.00 1.643 * Quan trắc lỳn, chuyển vị Quan trắc lỳn:
+ Bố trớ 3 bàn quan trắc lỳn trờn cựng một mặt cắt ngang 1 bàn tại tim và 2 bàn ở vị trớ mộp vai nền đường.
+ Bàn đo lỳn BTCT kớch thước 50x50x10cm hoặc bằng thộp kớch thước 50x50x3cm, cần đo bằng thộp ống cú ren để nối ống, đường kớnh ống D40mm được chế tạo thành từng đoạn 1m.
- Bàn lỳn được đặt trờn mặt lớp đệm cỏt
Quan trắc chuyển vị ngang:
+ Bố trớ một dóy cọc quan trắc di động ngang thẳng gúc với tim đường gồm 3 cọc mỗi bờn ta luy, cự ly cỏc cọc cỏch nhau là 3m và 5m, cọc đầu tiờn cỏch chõn ta luy là 1m. Cọc quan trắc chuyển vị ngang là cọc bờ tụng cốt thộp 10x10x200cm (10x10x300cm) hoặc cọc gỗ, phải đúng ngập ớt nhất 1.2m vào nền đất yếu và cao trờn mặt đất yếu ớt nhất 0,5m. Trờn đỉnh cọc cú cắm chốt đỏnh dấu điểm quan trắc.
Trỡnh tự quan trắc lỳn tuõn thủ theo điều “II.3 Cỏc yờu cầu về thiết kế và bố trớ hệ thống quan trắc ngang trong quỏ trỡnh thi cụng nền đắp trờn đất yếu”:
+ Tốc độ lỳn ở đỏy nền đắp tại trục tim nền đường khụng được lớn hơn 1cm/ngày đờm, tốc độ dịch chuyển ngang khụng vượt quỏ 5mm/ngày đờm. Trường hợp lỳn và dịch chuyển ngang vượt quỏ giỏ trị cho phộp phải ngừng đắp và bỏo ngay cho Chủ đầu tư, Tư vấn giỏm sỏt, Tư vấn thiết kế phối hợp cựng giải quyết.
+ Đo độ lỳn mỗi ngày một lần trong quỏ trỡnh đắp nền đường. Trong 6 thỏng sau khi ngừng đắp phải quan trắc hàng tuần, tiếp đú phải quan trắc hàng thỏng trong suốt thời gian bảo hành và đến khi tắt lỳn cố kết.
ĐAN Rã NH MặT ĐƯ ờNG ĐAN Rã NH Vỉa hè
0.30 7.20 7.20 0.30 6.00
Vỉa hè 6.00
27.00
tal uy+bệ phản áp tal uy+bệ phản áp
2.20
1.60 1.602.20
mặt cắt ngang điển hình xử l ý nền tuyến đ ờng vũ thê lang(l oại 1)
bệ phản áp bệ phản áp
(áp dụng các đoạn tuyến xử l ý nền đất yếu)
mặt cắt ngang điển hình xử l ý nền tuyến đ ờng vũ thê l ang(l oạ i 2) (áp dụng các đoạ n tuyến không xử l ý nền đất yếu, đắp tr ực tiếp)
ĐAN Rã NH MặT ĐƯ ờNG ĐAN Rã NH Vỉa hè
0.30 7.20 7.20 0.30 6.00 Vỉa hè 6.00 27.00 tal uy tal uy 2.20 1.60 1.602.20 đàO đất l ấp 0.50m, Đắp thay thế bằng cát K90
CHƯƠNG 4 – NGHIấN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ Lí NỀN ĐẤT YẾU BẰNG THAY ĐẤT, CỌC CÁT KẾT HỢP BỆ PHẢN ÁP.