− Chiều dài của khu vực cần xử lý là 502m, khoảng cách giữa các cọc là 1,4 m, tổng số cọc trong mỗi hàng theo chiều dài khu vực là:
502 1, 4
− Chiều rộng trung bình của khu vực là 131 m, khoảng cách giữa các cọc
là
1, 4. 3 1, 2 2 =
m, tổng số cọc trong mỗi hàng theo chiều rộng của khu vực là:
131 1, 2
= 110(cọc)
Tổng số cọc cần dùng để xử lý cho khu vực này là: 359 . 110 = 39 490 (cọc).
− Tổng khối lợng ( m dài ) cọc là :
Chiều sâu xử lý hết chiều sâu lớp bùn sét là H = 4 m, tổng số mét dài cọc là: 39 490 . 4 =157 960 (m)
5. Độ lún dự tính của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát :
Nền đất sau khi đợc nén chặt bằng cọc cát, các chỉ tiêu c, ϕ, E0 có thể tra bảng cho trong quy phạm dựa vào hệ số rỗng nén chặt yêu cầu (eyc).
Ta có bảng :
Trị số mô đun tổng biến dạng E0 ( kG/cm2) của đất sét :
Đất bùn sét đợc xử lý với hệ số nén chặt enc = 0,87 , ta xác định đợc E0 = 120 kG/cm2
Ta sử dụng công thức tính lún : Sc = a0 . Pgl. Hs
Trong đó :
S0 - Độ lún của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát;
Pgl- Tải trọng công trình tác dụng xuống đáy móng, Pgl = 8,1 T/m2 = 0,81 kG/cm2
Hs- Chiều sâu gia cố của cọc cát, Hs = 4m = 400 cm
a0- Hệ số nén lún của nền đất sau xử lý. Tính theo công thức :
a0 = 2 0 0,8 0, 00667( / ) 120 cm kG Eβ = =
β là hệ số nở hông của đất, trờng hợp này ta xét đất loại cát thì β = 0,8.
Sc = 0,00667.0,81. 400 = 2,16 (cm) 6. Kiểm tra chất lợng nền đất sau xử lý :
6.1Công tác khoan lấy mẫu và thí nghiệm:
a. Mục đích:
Mục đích của khoan giai đoạn sau xử lý là lấy mẫu thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý để đánh giá chất lợng nền đất sau xử lý.
b. Khối lợng
− Tiến hành 5 hố khoan tại các vị trí thể hiện trên phụ lục 1;
ST
T Vị trớ Ký hiệu
Độ sõu thiết
kế (m) Nhiệm vụ
1 Trờn diện tớch xử lý HK1 4 Lấy mẫu thớ nghiệm xỏc định
cỏc chỉ tiờu tớnh toỏn.
2 Trờn diện tớch xử lý HK2 4 Nt
3 Trờn diện tớch xử lý HK3 4 Nt
4 Trờn diện tớch xử lý HK4 4 Nt
c. Phơng pháp tiến hành
Công tác khoan ;
+ Mỏy khoan sử dụng loại XY- 1 sản xuất tại Trung Quốc.
Cỏc thụng số kỹ thuọ̃t của mỏy khoan này như sau:
+ Kỹ thuật thi cụng khoan :
STT Tờn thiết bị 1 Thỏp khoan 2 Tời khoan 3 Dõy cỏp 4 Mũi khoan 5 Choũng khoan 6 Ống mẫu 7 Ống chống 8 Tạ đúng 9 Cần khoan
10 Vinca, gọng ụ, khoỏ mỏ vịt, khoỏ xớch
11 Quang treo
12 Khoỏ vuụng
Trước khi tiến hành khoan cần chuẩn bị, kiểm tra thiết bị, vất tư, dụng cụ mỏy múc trước khi đưa ra hiện trường, yờu cầu thiết bị phải đồng bộ, đỳng tiờu chuẩn. Sau khi đó kiểm tra xong, đưa cụng nhõn và mỏy múc ra hiện trường.
Tiến hành xỏc định vị trớ lỗ khoan, vị trớ lỗ khoan phải đảm bảo đỳng toạ độ như đó nờu trong đề cương khảo sỏt, khoan đỳng cỏc mốc đó được định vị bằng cụng tỏc trắc địa. Nếu tại vị trớ đó định gặp khú khăn khi khoan thỡ cú thể được dịch chuyển khoảng 0,5m và phải được ghi rừ trong nhất ký khoan.
Trước khi khoan cần tiến hành san sửa mặt bằng, bói khoan phải bằng phẳng, đủ kớch thước theo quy định để việc nõng và hạ thỏp, lắp đặt mỏy múc được dễ dàng, đưa mỏy vào vị trớ, đào hố chứa dung dịch khoan … Nền khoan là nơi đặt mỏy múc, thiết bị nờn phải là nền ổn định. Nếu nền là đất yếu thỡ phải làm múng. Sau khi chuẩn bị nền xong tiến hành dựng thỏp, lắp rỏp mỏy múc, trộn dung dịch … Tiến hành chạy thử toàn bộ hệ thống khụng tải, kiểm tra sự làm việc của chỳng rồi mới tiến hành khoan.
Tiến hành khoan mở lỗ với lưỡi khoan φ130 khoan qua lớp đất lấp vào
lớp thứ 2 rồi tiến hành chống ống cú đường kớnh φ127. Sau đú thay mũi khoan
φ91 rồi khoan đến độ sõu thiết kế.
Quỏ trỡnh khoan được chia ra làm nhiều hiệp, mỗi hiệp 1 m. Khi khoan đến độ sõu cần lấy mẫu và thớ nghiệm SPT thỡ dừng khoan, vột sạch đỏy hố khoan, tiến hành cỏc cụng việc núi trờn.
+ Yờu cầu theo dừi mụ tả khoan :
Trong quỏ trỡnh theo dừi khoan cần phải luụn luụn xỏc định chớnh xỏc chiều sõu khoan, loại đất đỏ đang khoan. Xỏc định vị trớ lấy mẫu, vị trớ tiến hành cỏc thớ nghiệm ngoài trời, phỏt hiện mực nước ngầm, cỏc lớp kẹp, cỏc thấu kớnh mềm yếu. Muốn vọ̃y cần phải chỳ ý đến: Chiều dài cần khoan, tốc độ khoan, màu của dung dịch khoan, chỳ ý tỷ lệ lấy mẫu …
Nội dung cụng tỏc mụ tả trong suốt quỏ trỡnh khoan là thụng qua cỏc mẫu đất lấy được, tiến hành mụ tả sơ bộ màu sắc, thành phần, trạng thỏi, tớnh chất
của đất loại sột, độ chặt của đất loại cỏt. Ngoài ra cũn phải chỳ ý đến tỷ lệ mẫu, tốc độ khoan. Tài liệu mụ tả khoan được ghi vào nhọ̃t ký khoan:
Chỉnh lý tài liệu khoan
Dựa vào kết quả mụ tả trong quỏ trỡnh theo dừi khoan, sau khi kết thỳc lỗ khoan ta cú thể sơ bộ phõn chia ranh giới cỏc lớp đất đỏ, đặc điểm cỏc lớp đất và lọ̃p hỡnh trụ hố khoan tại hiện trường. Trờn hỡnh trụ hố khoan cần thể hiện được cỏc thụng tin chủ yếu sau: Tờn cụng trỡnh, ký hiệu hố khoan, vị trớ hố khoan (cú thể ghi theo toạ độ), phương phỏp khoan và mỏy khoan, cao độ miệng hố khoan, ngày bắt đầu và kết thỳc khoan, chiều sõu mực nước xuất hiện và ổn định.
Cụng tỏc lấy mẫu thớ nghiệm
+ Mục đớch
Lấy mẫu đất nguyờn trạng cho phộp thớ nghiệm xỏc định được đầy đủ cỏc chỉ tiờu cơ lý của đất. Mẫu đất khụng nguyờn trạng chỉ xỏc định thành phần hạt và một số đặc trưng vọ̃t lý như độ ẩm giới hạn chảy, độ ẩm giới hạn dẻo của đất loại sột, gúc nghỉ tự nhiờn của đất loại cỏt, khối lượng riờng…đặc biệt thớ nghiệm nộn cố kết xỏc định hệ số nộn lỳn.
+ Khoảng cỏch và khối lượng mẫu
Khoảng cỏch lấy mẫu quyết định số lượng mẫu là 1m lấy 1 mẫu. Hiện nay, khoảng cỏch và khối lượng mẫu nhỡn chung được quy định theo quy phạm, chủ yếu dựa vào kinh nghiệm. Tuy nhiờn vẫn đảm bảo cỏc nguyờn tắc sau:
- Theo TCN 259 – 2000, khi tiến hành khảo sỏt ĐCCT, mỗi hố khoan, trong mỗi đơn nguyờn ĐCCT phải cú ớt nhất một mẫu thớ nghiệm. Đối với lớp đất cú bề dày trờn 2m thỡ cú thể 2m lấy một mẫu. Nếu trong địa tầng cú cỏc lớp xen kẹp mềm yếu thỡ dự bề dày lớp kẹp mỏng cũng phải lấy mẫu thớ nghiệm.
- Theo TCXD 45-78, số lượng mẫu thớ nghiệm chỉ tiờu cơ lý tối thiểu cho một đơn nguyờn ĐCCT khụng ớt hơn 6 mẫu.
Trong quỏ trỡnh khoan nếu địa tầng thay đổi thỡ ta cú thể điều chỉnh chiều sõu lấy mẫu thớ nghiệm.
Chỳ ý trong quỏ trỡnh khoan, cỏc mẫu nguyờn dạng được lấy theo tiờu chuẩn TCXD 112:1984 như sau:
+ Từ 1 – 2 mẫu cho lớp đất cú bề dày nhỏ hơn 5m + Từ 2 – 3 mẫu cho lớp cú bề dày 5 – 10m
+ Từ 3 – 4 mẫu cho lớp đất dày 10 – 15m cho đến hết độ sõu khảo sỏt. + Phương phỏp lấy mẫu
Mẫu đất nguyờn trạng được lấy bằng cỏc loại ống mẫu chuyờn dụng cú kớch thước khỏc nhau. Mẫu đất nguyờn trạng cú đường kớnh phải phự hợp với kớch thước của thiết bị thớ nghiệm trong phũng, thường cú D 90mm, dài 200 220mm. Trường hợp lấy mẫu thớ nghiệm nộn ba trục, cần chỳ ý chiều dài phải đủ số lượng mẫu cần thiết cho thớ nghiệm, thường từ 450 – 500mm.
Để lấy mẫu nguyờn trạng trong hố khoan, khi khoan đến độ sõu dự kiến cần lấy mẫu, làm sạch đỏy và thả dụng cụ lấy mẫu xuống. Mẫu nguyờn trạng được lấy bằng cỏch đúng hoặc ộp toàn bộ dụng cụ lấy mẫu sõu vào đất. Chiều sõu đúng hoặc ộp bộ dụng cụ lấy mẫu cần tớnh toỏn cho phự hợp, trỏnh trường hợp mẫu bị ộp chặt hay thiếu mẫu. Khi mẫu bị ộp chặt hay thiếu thỡ phải lấy lại mẫu. Tiến hành cắt mẫu rồi kộo mẫu lờn. Sau khi mẫu được đưa lờn khỏi mặt đất và lấy mẫu ra khỏi bộ dụng cụ lấy mẫu, cho một thẻ mẫu vào đầu trờn của mẫu
và đúng nắp hộp vỏ mẫu. Ngoài hộp vỏ mẫu dỏn một thẻ mẫu khỏc. Nội dung thẻ mẫu như sau:
THẺ MẪU
Cụng trỡnh: ……….. Địa điểm:………..……… Số hiệu mẫu:……….. Hố khoan:……….. Độ sõu lấy mẫu: .... từ … …. đến ……….
Mụ tả đất đỏ:
……….
Ngày lấy mẫu:
………
Người lấy mẫu:
………..
Toàn bộ mẫu được bọc cỏch ẩm. Thụng thường dựng vải màn bọc kớn mẫu, bờn ngoài tẩm parafin để giữ độ ẩm của đất ở trạng thỏi tự nhiờn.
+ Bảo quản và vận chuyển mẫu
Cỏc mẫu nguyờn trạng sau khi được lấy cho vào hộp bảo quản, dỏn kốm theo cỏc thẻ mẫu và xếp vào thựng gỗ được chốn cẩn thọ̃n bằng cỏc loại vọ̃t liệu mềm như rơm rạ, mựn cưa hay vỏ bào. Mẫu phải để nơi rõm mỏt, vọ̃n chuyển nhẹ nhàng về phũng thớ nghiệm. Nếu đất cú trạng thỏi từ dẻo chảy đến nửa cứng thỡ thời gian lưu mẫu khụng quỏ 1,5 thỏng.
Cụng tỏc thớ nghiệm trong phũng
- Mục đớch
Khi tiến hành khảo sỏt hay ngiờn cứu ĐCCT lónh thổ, người ta phải thớ nghiệm trong phũng để xỏc định cỏc chỉ tiờu đặc trưng cho tớnh chất ĐCCT của đất đỏ. Trong giai đoạn khảo sỏt ĐCCT chi tiết thỡ thớ nghiệm trong phũng cú vai trũ hết sức quan trọng trong việc đỏnh giỏ định lượng cỏc đặc trưng tớnh chất ĐCCT của đất đỏ phục vụ cho cụng tỏc thiết kế. Mục đớch của thớ
nghiệm trong phũng là xỏc định cỏc chỉ tiờu tớnh chất cơ lý cho phộp đỏnh giỏ mức độ đồng nhất và biến đổi của cỏc đặc trưng tớnh chất cơ lý của đất đỏ trong khụng gian, phõn chia chi tiết và chớnh xỏc địa tầng nghiờn cứu thành cỏc lớp hay đơn nguyờn ĐCCT; cho phộp xỏc định được cỏc giỏ trị tiờu chuẩn và giỏ trị tớnh toỏn của chỳng, đỏnh giỏ được chất lượng và khả năng xõy dựng của cỏc lớp đất, đồng thời sử dụng để tớnh toỏn thiết kế cụng trỡnh.
- Khối lượng mẫu thớ nghiệm
STT Loại mẫu Số Lượng
1 Mẫu nguyờn dạng 20
- Yờu cầu thớ nghiệm và phương phỏp tiến hành thớ nghiệm
Cỏc chỉ tiờu thớ nghiệm cơ lý thụng thường:
STT Cỏc chỉ tiờu Kớ
hiệu Đơn vị Phương phỏp xỏc định
1 Thành phần hạt P % Rõy và tỷ trọng kế
2 Độ ẩm tự nhiờn W % Sấy khụ ở nhiệt độ 105
0 đến khối lượng khụng đổi
3 Khối lượng riờng γs g/cm3 Bỡnh tỷ trọng
4 Khối lượng thể
tớch tự nhiờn γw g/cm
3 Dao vũng
5 Độ ẩm giới hạn
6 Độ ẩm giới hạn
dẻo Wp % Lăn tay
Cỏc chỉ tiờu về tớnh chất nộn lỳn và sức chống cắt của đất : - Thớ nghiệm nộn cố kết 1 trục khụng nở hụng : Cho phộp xỏc định hệ số nộn lỳn, chỉ số nở, chỉ số nộn lỳn, ỏp lực tiền cố kết, mụ đun tổng biến dạng. - Thớ nghiệm cắt phẳng trực tiếp Xỏc định gúc ma sỏt trong và lực dớnh kết của đất. - Cỏc chỉ tiờu tớnh toỏn: STT Tờn chỉ tiờu Kớ hiệu Đơn vị Cụng thức tớnh 1 Khối lượng thể tớch khụ γc g/cm3 γc = 2 Hệ số rỗng e0 --- e0 = - 1 3 Độ lỗ rỗng N % n = .100 4 Độ bóo hoà G % G = 5 Chỉ số dẻo IP % IP = WL – WP 6 Độ sệt IS --- Is = 7 Mụđun tổng biến dạng Eo kG/cm 2 E0 = β..mk 8 Áp lực tớnh
toỏn quy ước R0 kG/cm
2 R0 = m.[(A.b + B.h).γW + c.D]
6.2 Công tác nén tĩnh nền
a. Mục đích
Thí nghiệm nén tĩnh nền xác định mô đun tổng biến dạng của nền đất sau xử lý phục vụ tính toán thiết kế móng.
Bố trí 3 điểm nén. Chiều sâu đặt bàn nén là 0,4m sau khi đã bóc bỏ lớp đất lấp.Vị trí điểm nén xác định trên Phụ Lục 1;
c. Sơ đồ thí nghiệm.
Sơ đồ thí nghiệm bố trí nh hình vẽ :
Sơ đồ thí bị thí nghiệm đất trong hố đào bằng gia tải tĩnh
Chú dẫn : 1. Tấm nén 2. Kích thủy lực 3. Dầm định vị dọc 4. Các cọc neo vít d. Tiến hành thí nghiệm: − Chuẩn bị hố đào và chọn kích thớc bàn nén :
Đối với nền đất sau khi xử lý bằng cọc cát với độ chặt trung bình, thực hiện hố đào thí nghiệm có độ sâu từ 40 cm, đờng kính lớn hơn cạnh của bàn nén không quá 10 cm.
Để xác định đúng đợc mô đun tổng biến dạng của nền đất sau khi xử lý bằng cọc cát, bàn nén phải có diện tích bao trùm đợc cả vùng cọc cát và phần đất xung quanh cọc. Từ đó chọn sử dụng bàn nén có diện tích 4m2, tấm nén dạng tròn, phải đủ cứng, đáy phẳng. Dới bàn nén trong hố đào phải đợc san phẳng và rải 1 lớp đệm cát, ít ẩm và có chiều dày 1-2 cm.
− Sau khi đặt tấm nén, tiến hành lắp hệ thống neo và hệ thống kích gia tải.
− Lắp đặt thiết bị, đồng hồ đo đo áp lực và biến dạng và đa về vạch “0” hoặc điểm quy ớc.
− Vận hành thiết bị :
Sử dụng thiết bị gia tải và tiến hành tăng theo từng cấp áp lực ∆P. Trong quá trình gia tải quan sát đồng hồ đo để theo dõi biến dạng của đất. Giữ mỗi cấp gia tải đến khi ổn định biến dạng quy ớc của đất : không vợt quá 0,1mm trong thời gian 3h ( do hệ số rỗng của nền đất
sau gia cố : e = 0,87 với nền đất bùn sét đợc gia cố cọc cát nên thời gian ổn định quy ớc là 3h)
− Các cấp áp lực thí nghiệm :
Cấp áp lực lớn nhất chọn lớn hơn 1,5 – 2 lần tải trọng thiết kế của công trình ( Ptk =0,81 kG/cm2), nên chọn Pmax= 1,5 kG/cm2 . Cấp áp lực nhỏ nhất lấy P0=0,2 kG/cm2 Các cấp tăng tải : Cỏc cấp ỏp lực nộn P0 P1 P2 P3 P4 P5 Pmax − Ghi số đọc các biến dạng kế ở các cấp áp lực:
Thí nghiệm với nền đất này, ta ghi số đọc các biến dạng kế : 15 phút trong giờ đầu, 30 phút trong giờ sau và tiếp theo, cứ cách 1 giờ cho đến khi đạt đợc độ lún ổn định quy ớc. Ngừng thí nghiệm khi ổn định biến dạng ứng với cấp tải trọng cuối cùng hoặc tổng biến dạng đạt 0,15d ( d là đờng kính tấm nén )
− Dỡ tải theo từng cấp. Giữ mỗi cấp 15 phút, riêng cấp cuối 30 phút. Ghi số liệu của mỗi cấp khi dỡ tải.
e. Chỉnh lý kết quả thí nghiệm
− Từ các số liệu thu đợc : áp lực P, độ lún S.
− Tiến hành lập biểu đồ liên hệ giữa độ lún với áp lực : S= f(P) để tính mô đun tổng biến dạng E0.
− Mô đun tổng biến dạng của nền đất E0 đợc tính toán cho đoạn tuyến tính của biểu đồ S = f(P) theo công thức :
E0 = (1 - à2) ωd Trong đó :
+ à - hệ số poisson, lấy bằng 0,42 cho đất sét
+ ω - hệ số không thứ nguyên, phụ thuộc hình dạng đồ thị và độ cứng của tấm nén.
+ d - đờng kính tấm nén tròn, cm
+ ∆S – gia số độ lún của tấm nén tơng ứng với ∆P.