- σp: ứng suât cơ kêt trước.
CÁC BIN PHÁP LÀM GIẠM ẠNH HƯỞNG CỤA MA SÁT AĐM
CỤA MA SÁT AĐM
Từ thực nghim hin trường đã chư ra raỉng lực ma sát ađm nhỏ tređn các cĩc ngaĩn cĩ chieău dài khođng vượt quá 8m, neđn nĩ cĩ theơ được bỏ qua (M.G.Khare và S.R.Gandhi). Đơi với các cĩc cĩ chieău dài trung bình, ma sát ađm được xét đên và giại pháp khaĩc phúc cĩ theơ được chĩn là tng khạ nng chịu tại cụa cĩc, baỉng cách tng chieău dài hoaịc giạm khoạng cách các cĩc. Tuy nhieđn, khi mà ma sát ađm quá lớn, giại pháp tng khạ nng chịu tại cụa cĩc khođng cịn kinh tê hay đát hiu quạ, thì caăn phại sử dúng mt trong các bin pháp giạm ma sát ađm. Xuât phát từ nguoăn gơc và sự hình thành ma sát ađm, bin pháp khaĩc phúc ma sát ađm cĩ theơ chia làm 2 nhĩm chính.
Nhĩm 1: Giạm tơi đa đ lún cũng như tơc đ lún cịn lái cụa neăn đât trước khi thi cođng cĩc baỉng các bin pháp xử lý neăn như gia tại trước baỉng đât đaĩp hoaịc chađn khođng, kêt hợp với các giại pháp tng nhanh quá trình cơ kêt, nghĩa là quá trình tieđu tán áp lực l rng thaịng dư trong neăn baỉng cĩc cát hay bâc thâm,v.v...Ở đađy cũng caăn phại chú ý raỉng, quá trình bơm nước ngaăm cụa các cođng trình lađn cn cũng phát sinh ra quá trình cơ kêt trong neăn, từ đĩ cũng cĩ theơ phát sinh ma sát ađm tác dúng leđn cĩc. Do đĩ, caăn hêt sức tránh hin tượng bơm hút nước ngaăm xung quanh cođng trình mĩng cĩc mà khođng kieơm sốt phám vi cũng như mức đ ạnh hưởng cụa nĩ đơi với cođng trình mĩng.
IV.1 Bin pháp làm tng nhanh tơc đ cơ kêt cụa neăn đât
Đơi với cođng trình cĩ thời gian thi cođng khođng gâp, cođng trình cĩ h mĩng cĩc trong đât yêu chưa cơ kêt. Đeơ giạm ma sát ađm, ta cĩ theơ bơ trí các phương tin thốt nước theo phương thẳng đứng (giêng cát hoaịc bâc thâm) neđn nước cơ kêt ở các lớp sađu trong đât yêu dưới tác dúng tại trĩng đaĩp sẽ cĩ đieău kin đeơ thốt nhanh (thốt theo phương naỉm ngang ra giêng cát hoaịc bâc thâm roăi theo chúng thốt leđn maịt đât tự nhieđn). Tuy nhieđn, đeơ đạm bạo phát huy được hiu quạ thốt nước này thì chieău cao neăn đaĩp tơi thieơu neđn là 4m, do đĩ nêu neăn đaĩp khođng đụ lớn thì ta kêt hợp với gia tại trước đeơ phát
GVHD: Võ Phán Tieơu lun Mođn hĩc Mĩng cĩc Lớp: ĐKTXD2008 - Nhóm 3 Ma sát ađm
Khi sử dúng các giại pháp thốt nước cơ kêt thẳng đứng nhât thiêt phại bơ trí taăng cát đm. Giêng cát chư neđn dùng lối cĩ đường kính từ 35-45 cm, bơ trí kieơu hoa mai với khoạng cách giữa các giêng baỉng 8-10 laăn đường kính giêng. Nêu dùng bâc thâm thì cũng neđn bơ trí so le kieơu hoa mai với cự ly khođng neđn dưới 1,3m và khođng quá 2,2m. Khi sử dúng các giại pháp thốt nước cơ kêt thẳng đứng neđn kêt hợp với bin pháp gia tại trước và trong mĩi trường hợp thời gian duy trì tại trĩng đaĩp khođng neđn dưới 6 tháng [8].
D L
Khơi đât đaĩp (thường là cát)
kh kv kv kh kv kh kv kh kv kh kv kh Trú thóat nước Đm cát H
Hình 3-1: Gia tại trước kêt hợp dùng giêng cát thốt nước làm
Hình 36. Sơ đ b trí gia tải trớc kết hợp với giếng cát làm tăng nhanh quá trình c kết của đt
¦u điểm của biện pháp này là cờ thể áp dụng cả cho cục đờng và cục khoan
nhi. Tuy nhiên cèn thới gian thi cơng lâu và mt bằng lớn (nếu cờ đắp gia tải).
Trong nhóm này cịn phại keơ đên phương pháp xử lý neăn baỉng cĩc đât xi mng hay Cơ kêt chađn khođng. Các phương pháp này mới được áp dúng tái Vit nam cĩ hiu quạ rât lớn tuy nhieđn giá thành còn cao.
Nhĩm thứ 2: Kieơm sốt cũng như hán chê đên mức cĩ theơ ứng suât phađn bơ trong neăn đât yêu do tại trĩng chât theđm trong khi thi cođng cođng trình cũng như sau khi cođng trình được đưa vào sử dúng. Giại pháp cĩ theơ được đưa ra là sử dúng sàn giạm tại tređn h cĩc hoaịc là neăn đât đaĩp tređn h cĩc vt liu trn ( đât trn xi mng, đât trn vođi,...) cĩ lĩt vại địa kỹ thut.
Đơi với các cođng trình cĩ phú tại là hàng hĩa, vt liu, container, …. tại trĩng phú cĩ giá trị lớn thì dùng các sàn beđ tođng cĩ xử lý cĩc đeơ đaịt phú tại.
Trong cođng trình giao thođng, sàn giạm tại (bơ trí cho neăn đường đaĩp cao sau mơ caău), ngày càng được sử dúng rng rãi, đât đaĩp neăn được đaĩp leđn sàn giạm tại chứ khođng tác dúng trực tiêp leđn neăn đât yêu beđn dưới. Các dự án lớn ở khu vực đoăng baỉng sođng Cửu Long đã sử dúng giại pháp sàn giạm tại như: các caău Hưng Lợi, Mỹ Thanh, Rách Mĩp … thuc dự án xađy dựng tuyên đường Nam Sođng Haơu.
Trong trường hợp này, lực ma sát ađm giạm đáng keơ do phú tại được truyeăn xuơng taăng đât tơt cĩ khạ nng chịu lực. Như vy tại trĩng phú sẽ ít ạnh hưởng đên lớp đât cĩ tính nén lún cao từ đĩ làm giạm đ lún cụa đât neăn, dăn đên giạm lực kéo xuơng cụa đât xung quanh cĩc.
Bin pháp này d thi cođng, làm giạm đáng keơ lực kéo xuơng cụa cĩc, an tồn veă kỹ thut nhưng xét veă maịt kinh tê thì chưa đát hiu quạ cao. Bin pháp này đaịc bit thích hợp với các cođng trình được xađy dựng tođn neăn cao tređn neăn đât yêu lớn như hin nay.
Nhĩm thứ 3: Giạm ma sát, sự dính bám giữa beă maịt đât và cĩc trong phaăn neăn cĩ xuât hin ma sát ađm. Trong nhĩm giại pháp này bao goăm nhieău phương án đã được nghieđn cứu, chứng minh và báo cáo trong các bài báo cụa nhieău tác giạ. IV.3 Bin pháp làm giạm ma sát giữa đât và cĩc trong vùng ma sát ađm
Táo lớp phụ maịt ngồi đeơ ngn ngừa tiêp xúc trực tiêp giữa cĩc và đât xung quanh làm giạm ma sát thành beđn giữa cĩc và lớp đât neăn xung quanh cĩc. Bitumen thường được sử dúng đeơ phụ xung quanh cĩc bởi vì đaịc tính dẹo nhớt cụa nĩ, ứng xử như vt liu raĩn đàn hoăi dưới tác đng tại tức thời (đĩng cĩc) và như chât lỏng nhớt với sức chơng caĩt nhỏ khi tơc đ di chuyeơn thâp. Những thành cođng sử dúng bitumen đeơ làm giạm lực kéo xuơng phú thuc nhieău vào các yêu tơ như lĩai và tính chât cụa bitumen, mức đ thađm nhp cụa hát đât vào bitumen, sự phá hỏng cụa bitumen khi đĩng cĩc, và nhit đ mođi trường.
GVHD: Võ Phán Tieơu lun Mođn hĩc Mĩng cĩc Lớp: ĐKTXD2008 - Nhóm 3 Ma sát ađm
Theo kêt quạ nghieđn cứu ạnh hưởng cụa lớp phụ bitumen làm giạm ma sát ađm trong cĩc cụa Brons (1969), kêt quạ nghieđn cứu cho thây lực ma sát ađm giạm khoạng 90% so với trường hợp khođng dùng lớp phụ maịt ngoài.
Theo kêt quạ nghieđn cứu cụa Bjerrum (1969), đơi với cĩc dùng lớp phụ bitumen và dùng bùn bentonite đeơ bạo v khi há cĩc thì lực kéo xuơng giạm 92%. Trong trường cĩc dùng bùn bitonite đeơ giữ oơn định thì lực kéo xuơng giạm 15%. Vì vy cĩ theơ kêt lun: lớp phụ bitumen cĩ tác dúng làm giạm lực kéo xuơng khoạng 75%. Tuy nhieđn, nêu khođng cĩ bùn bentonite khi há cĩc thì tác dúng cụa bitumen chư cịn khoạng 30% mà thođi, do lớp phụ bitumen bị phá hỏng trong quá trình há cĩc. Do đĩ chieău dày lớp phụ bitumen neđn vào khoạng 4-5mm đeơ ngừa cho trường hợp bị xước khi há cĩc [14].
Ưu điểm của biện pháp này là thi cơng đơn giản, kinh phí thp, tuy nhiên
chØ cê thĨ ¸p dơng cho cục đờng, khơng áp dụng đợc cho cục khoan nhơi.
Ngồi ra, người ta cĩ theơ khoan táo l cĩ kích thước lớn hơn kích thước cĩc trong vùng chịu ma sát ađm, sau đĩ thi cođng cĩc mà văn giữ nguyeđn khoạng trơng xung quanh và được lâp đaăy baỉng bentonite.
IV.4 Các bin pháp khác
1. Phương pháp đin thâm ( Electro Osmosis):
Phương pháp này được sử dùng nhaỉm làm giạm tám thời lực dính giữa đât ( sét) và beă maịt cĩc thép. Bjerrum et al.(1969) đã trình bày kỹ thut đin thâm với các cĩc thép là các đaău cực ađm, nhaỉm làm giạm ma sát ađm(Electro- osomosis gađy ra sự di chuyeơn các hát proton tích đin dương xuyeđn qua mt màng trao đoơi proton (proton exchange membrane - PEM), từ đĩ dăn đên hin tượng các phađn tử nước bị kéo từ cực dương sang cực ađm).Trong các thí nghim hin trường, khi dịng đin trong các cĩc thép đĩng vai trị là các đaău cực ađm được tng từ 4A đên 80A, thì ma sát ađm giạm đên giá trị nhỏ cĩ theơ được bỏ qua. Tuy nhieđn, như đã đeă cp ở tređn, phương pháp này chư cĩ tác dúng tức thời trong khi tác dúng dịng đin. Do đĩ, dịng đin caăn phại duy trì cho đên khi neăn đât xung quanh cĩc đát đ lún oơn định, tơc đ lún khođng cịn lớn hơn so với cĩc. Nhìn chung, phương pháp này giá thành cao hơn so với các phương pháp khác do đĩ hiêm khi được sử dúng. Tuy nhieđn, mt ưu đieơm vượt tri cụa phương pháp là cĩ khạ nng hoăi phúc lực dính hữu ích giữa đât và cĩc sau khi quá trình phát sinh ma sát ađm kêt thúc. (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
beă maịt cĩc
Ma sát ađm tređn beă maịt cĩc cĩ theơ bị lối trừ baỉng cách sử dúng mt ơng bao beđn ngồi cĩc trong phám vi có khạ nng xuât hin ma sát ađm. Tuy nhieđn phương pháp này khođng neđn sử dúng trong trường hợp khạ nng chịu tại cụa cĩc caăn đên thành phaăn ma sát beđn ( ma sát dương) sau khi kêt thúc quá trình phát sinh ma sát ađm. Và nêu như chieău dài phát sinh ma sát ađm là tương đơi lớn thì tính kinh tê khođng cao.
Sự cách ly giữa đât và cĩc cũng cĩ theơ đát được với các cĩc được vuơt thon. Các thí nghim mođ hình cụa Sawaguchi (1982) đã cho thây raỉng cĩc được vuơt thon giạm lực kéo đên 90% so với các cĩc thành thẳng.
3. H thơng cĩc bạo v xung quanh nhĩm cĩc chính
Phương pháp này sử dúng mt h thơng các cĩc đĩng chịu tại bơ trí gaăn nhau, xung quanh được bao bĩc bởi các cĩc gĩi là cĩc bạo v. Chính các cĩc bạo v này sẽ chịu ma sát ađm. Okabe ( 1977) đã báo cáo mt ứng dúng thành cođng theo phương pháp h thơng cĩc bạo v, cụa cođng trình trám chuyeơn ( đường saĩt) ở Nht. Các cĩc bạo v beđn ngồi chịu mt lực ma sát ađm là 3500KN trong khi đĩ các cĩc beđn trong ( cĩc chịu tại trĩng chính cụa mĩng cođng trình) lái gaăn như khođng cĩ xuât hin ma sát ađm.
Tuy nhieđn, ở đađy ta cũng thây raỉng, phương pháp này địi hỏi các cĩc cịu tại phại bơ trí gaăn nhau, đieău này làm giạm h sơ nhĩm cĩc. Và giá thành cĩ theơ đi leđn cao. Do đĩ caăn phại cađn nhaĩc veă khạ nng chịu tại cụa nhĩm cĩc cũng như tính kinh tê cụa phương pháp.
4. Phương pháp sử dúng lớp bao phụ baỉng bùn Betonite và Bittum
a. Các kêt quạ thí nghim cụa Brons et al. (1969) và Bjerrum et al. (1969) đã chư ra raỉng, lớp bùn bentonite cĩ khạ nng làm giạm lực dính giữa đât và cĩc. Edwards và Visser (1969) cũng đã trình bày nghieđn cứu cụa mình veă vân đeă này (1969). Trong nghieđn cứu này, cĩc được phụ mt lớp bentonite dày từ 30mm – 40 mm. Lực ma sát ađm tređn các cĩc cĩ bĩc lớp Bentonite khoạng 120KN, trong khi đĩ tređn các cĩc khođng phụ Bentonite là 700 – 800KN.
Lớp phụ bentonite thường sử dúng cho cĩc đúc tái ch ( cĩc khoan nhoăi). b.Vic sơn phụ beă maịt cĩc baỉng các lối vt liu cĩ tính nhớt đeơ giạm ma sát là giại pháp khạ thi và kinh tê nhât tređn các cĩc đúc sẵn ( Baligh et al. 1978). Các vân đeă đaịt ra là:
GVHD: Võ Phán Tieơu lun Mođn hĩc Mĩng cĩc Lớp: ĐKTXD2008 - Nhóm 3 Ma sát ađm
. Xác định chieău dày caăn thiêt. . Quy trình thi cođng.
b.1. Xác định lối vt liu:
M.G.Khare và S.R.Gandhi ở hĩc vin cođng ngh Madras, Chennai, Ân Đ đã tiên hành nghieđn cứu tređn mođ hình beă maịt ma sát giữa cĩc và đât thođ, sử dúng b thiêt bị caĩt trực tiêp. Beă maịt cĩc được mođ hình baỉng khơi thép meăm kích thước 8,5mm x 8,5 mm x 2,8mm. Đât sử dúng trong nghieđn cứu này cho như trong bạng.
B thiêt bị caĩt trực tiêp được cại tiên:
Hình 37. Sơ đoă thí nghim caĩt trực tiêp tređn lớp thép cĩ sơn phụ và cát
Nghieđn cứu được tiên hành đơi với 2 lối vt liu sơn phụ là Shalikote (T- 25)TM và bittum mác 30 - 40. Shalikote (T-25) cũng là mt lối sạn phaơm từ bittum, nhưng cĩ đ nhớt thâp hơn.
Cát được chứa trong hp này được làm chaịt đên đ chaịt tương đơi là 70%. Tơc đ thí nghim caĩt là 0,25mm/min.
2mm, 3mm, và 5mm.
Tât cạ các thí nghim được tiên hành ở nhit đ phịng là 31oC.
Hình 38. Ứng suât caĩt theo bề dăy vă ứng suất phâp
Kêt quạ:
Sự giạm ứng suât caĩt trong các thí nghim này được xem như là ạnh hưởng cụa lớp sơn phụ đơi với sự giạm cụa ma sát ađm. Và kêt quạ thí nghim sức kháng caĩt dư được đưa ra đeơ đánh giá mức đ ạnh hưởng cụa lớp phụ baỉng Shalikote(T-25)TM và cụa bittum.
Các thí nghim tređn Shalikote(T-25)TM cho thây mt sự gia tng ban đaău cụa ma sát beă maịt sau đĩ giạm đáng keơ khi mău bị caĩt.
GVHD: Võ Phán Tieơu lun Mođn hĩc Mĩng cĩc Lớp: ĐKTXD2008 - Nhóm 3 Ma sát ađm
được huy đng đaăy đụ tương ứng với dịch chuyeơn tương đơi chư khoạng vài milimet.
Các kêt quạ thí nghim cho thây raỉng, lớp phụ bittum đát được đ giạm ứng suât caĩt dư lớn nhât với mĩi giá trị ứng suât pháp và chieău dày so với Shalikote(T-25)TM.
hình 3 tái ứng suât pháp baỉng 25 KN, ứng suât caĩt tređn các mău được phụ 1 lớp Shalikote(T-25)TM dày 1mm và 1.36mm cao hơn so với các mău khođng được phụ. Đieău này cĩ theơ là do thành phaăn lực dính cụa Shalikote(T-25). Tuy nhieđn trong các mău được quét bittum, đieău này hồn tồn khođng xạy ra.
các mău phụ Shalikote(T-25)TM cho thây mt sự co ngĩt chieău dày lớp sơn phụ. Chieău dày ban đaău sơn phụ là 2mm, 3mm và 5mm, nhưng sau khi bạo dưỡng thì chư cịn lái tương ứng là 1mm, 1.36mm, và 2.16mm. Sự co ngĩt này cĩ theơ gađy ạnh hưởng khođng tơt do cĩ theơ phát sinh hin tượng nứt nẹ lớp phụ. Shalikote(T-25)TM cĩ khạ nng làm giạm ứng suât caĩt khoạng từ 23% đên 60%.
Đơi với bittum cho thây khạ nng giạm ứng suât caĩt mt cách đáng keơ. Tređn các mău phụ bittum, ứng suât caĩt giạm từ 85% - 97% khi so sánh với các mău khođng phụ. Khi chieău dày lớp phụ từ 2mm – 5mm thì ứng suât caĩt giạm đáng keơ. Khi chieău dày là 3mm, ứng suât caĩt giạm đên baỉng hoaịc lớn 90%, và thích hợp với các trường hợp thực tê. Do đĩ, chieău dày lớp phụ baỉng bittum chư caăn dày khoạng 3mm là cĩ theơ đụ khạ nng giạm lực ma sát ađm.
Kêt lun: (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Trong nghieđn cứu này, các nghieđn cứu thực nghim đã được tiên hành đeơ so sánh giữa Shalikote(T-25)TM và bittum mac 30-40 với các chieău dày 2mm, 3mm và 5mm.
Shalikote(T-25)TM cĩ theơ giạm ứng suât caĩt từ 30% - 50%. Tuy nhieđn, nhược đieơm lớn nhât cụa nĩ là cĩ theơ phát sinh các vêt nứt do co ngĩt khi sơn phụ leđn beă maịt cĩc.
Bittum cĩ theơ nng giạm ứng suât caĩt lớn nhât. ng suât caĩt cĩ theơ giạm từ 80% đên 97%, phú thuc vào ứng suât pháp và chieău dày lớp sơn phụ. Chieău dày lớp phụ được khuyeđn neđn sử dúng là khoạng 3mm.
nh hưởng cụa lớp sơn phụ đơi với vic giạm ma sát ađm phú thuc vào các đaịc tính cụa cĩc, đât và vt liu sơn phụ. Như vy, qua thí nghim này, và cũng giơng như theo ý kiên cụa các tác giạ, vt liu bao phụ cĩ đ nhớt, tính