CHƯƠNG 2. PHƯƠNG PHÁP TOP BASE
2.1 Giới thiệu chung về Top Base
Top Base là phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cách xếp các khối bê tông hình
phễu (hay còn gọi là Top block) lên bề mặt của nền đất nguyên dạng, sau đó chèn và đằm đá dăm lấp đầy vào khe trống giữa các Top block tạo thành kết cấu nền cho móng nhƣ trong Hình 2.1.
Hình 2.1. Top block bê tông.
Phương pháp này sử dụng khá nhiều trong kết cấu móng nông trên nền đất yếu và có tác dụng tăng cường khả năng chịu tải và giảm độ lún cho đất nền, vì vậy có thể xem đây là một trong những phương pháp cải tạo nền đất có hiệu quả cao.
2.1.2 Đặc điểm của Top Base
Theo Hình 2.2 và Hình 2.3, Top Base có những đặc điểm nhƣ sau: phần trụ nón và
phần cọc của Top Base đƣợc đặt trong lớp vật liệu rời (cát và đá dăm) nằm trên nền đất yếu, phần cốt thép phía trên và phía dưới có tác dụng nối các Top block thành nhóm. Vì vậy khối Top Base trở thành hệ kết cấu cứng linh hoạt.
Phần hình nón có tác dụng phân tán ứng suất.
Phương pháp Top Base 15
Phần mũi cọc có tác dụng ngăn cản chuyển vị theo phương ngang.
Lưới thép trên và dưới có tác dụng kết nối các Top block lại với nhau thành một khối cứng để giảm độ lún và độ lún đƣợc phân bố đồng đều.
Hình 2.2. Mặt cắt Top Base.
Hình 2.3. Mặt bằng Top Base.
Phương pháp Top Base 16
2.1.3 Đặc điểm cơ lý của phương pháp Top Base
Phần hình nón:
Góc giữa phần trụ nón của Top block và phần đất (vật liệu rời rạc) tiếp xúc là 45o, hình dạng tương tự như bánh xích xe ủi đất (Hình 2.4). Cấu tạo này cho phép
tải trọng thẳng đứng tác dụng lên Top Base đƣợc chia làm hai thành phần: lực thẳng đứng (Pv) và lực theo phương ngang (PH) (Dankook, (2007) [35]).
Bề mặt tiếp xúc tăng lên 1.4 lần, do đó khả năng chịu tải cũng tăng lên.
Thành phần lực ngang triệt tiêu lẫn nhau.
Phần mũi cọc:
Có hiệu ứng gia tăng chiều sâu chôn cọc trong đất và phân tán ứng suất tại mũi
cọc.
Hiệu ứng giảm chuyển vị ngang.
Hình 2.4. Bánh xích dạng Top shape của máy ủi.
Phương pháp Top Base 17
Hình 2.5. Đặc tính của Top Base.
Tóm lại, phương pháp Top Base là phương pháp cải thiện đất nền, làm tăng khả năng chịu tải của đất nền và giảm độ lún do sự phân phối lại ứng suất, đồng thời ngăn cản biến dạng ngang thông qua việc thiết lập nên hệ kết cấu đƣợc cấu tạo bởi lớp đá dăm và hình dạng của phần trụ nón.
Các Hình 2.6, Hình 2.7 và Hình 2.8 thể hiện biểu đồ phân bố ứng suất móng cho
các loại nền khác nhau. Ta thấy móng bê tông và móng đá dăm có đường phân bố ứng suất không đều, trong khi móng trên nền Top Base cho đường ứng suất phân bố ứng suất đồng đều hơn. Điều này cho thấy móng trên nền Top Base ổn định hơn.
Top Base không chỉ có tác dụng phân bố đều tải trọng, ổn định lún mà còn giảm tải cường độ tải trọng truyền qua lớp Top Base do sự phân phối lại ứng suất, vì vậy tải trọng tác dụng sẽ không gây ảnh hưởng tới lớp đất sâu bên dưới (Kim, (2008) [4]). Do đó, việc tạo ra kết cấu nền bằng cách đằm chặt đá dăm vào giữa các khối Top block có tác dụng truyền tải đều xuống đất yếu và giảm tập trung ứng suất. Do sử dụng kết cấu nền Top Base nên sự phân bố ứng suất trong nền đất đều hơn và chống lại ma sát xuất hiện trong đá dăm. Phần cọc của Top Base có tác dụng ngăn cản biến dạng ngang của nền xung quanh.
Phương pháp Top Base 18
Hình 2.6. Phân bố ứng suất của các loại nền khác nhau sau khi lún dài hạn.
Hình 2.7. Phân bố ứng suất trong đất yếu.
Hình 2.8. Phân bố ứng suất trong đất trung bình.
Phương pháp Top Base 19