Tính toán và so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các giải pháp đã xử lý nền đất yếu đất yếu

Một phần của tài liệu Lựa chọn biện pháp hợp lý gia cố nền đất yếu cho các công trình dân dụng trên địa bàn huyện hòa vang thành phố đà nẵng (Trang 48 - 61)

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC

3.2. Tính toán và so sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các giải pháp đã xử lý nền đất yếu đất yếu

3.2.1. Tính toán xử lý nền đất yếu bằng cọc cát

3 2 1 1 K ể ị ở d ớ ó é ặ ằ ọ

H 3 3 Mặ ắ ọ ạ ộ ề ó ặ ề ờ ằ ọ

DUT.LRCC

- Hệ số r ng của đất khi dùng cọc cát.

n w

(W 0,5 ) (W 0,5.(W W )

100 100

tb tb

nc d d d nh d

eI

 

    

1, 73

(23 0,5 (42 23)) 0,56 100 1

    

- Trạng thái của đất dính:

W W 34 23

W W 42 23 0,58

d

nh d

B     

 

Đất sét pha trạng thái d o mềm.

- Diện tích nền đƣợc nén chặt.

1, 4 ( 0, 4 ) 1, 4 2,5 (2,5 0, 4 2,5) 12.25( 2)

Fnc   b a b       m

- Chiều rộng nền đƣợc nén chặt.

3,5( 2)

nc nc

bFm

- Tỷ lệ diện tích tiết diện cọc cát với diện tích nền đƣợc nén chặt Fnc nhƣ sau:

0 0

1,13 0,56

0, 267

1 1 1,13

c nc

nc

F e e

F e

 

    

 

- Trọng lƣợng thể tích của đất nén chặt:

1, 73

(1 0, 01 ) (1 0, 01 34) 1, 49

1 1 0,56

nc W

  e     

 

- Xác định khoảng cách giữa các cọc cát dc=0,3m

0,952 c nc 0.7

nc

L dm

 

 

H 3 4 Mặ ằ ọ d ớ ó - Chiều sâu nén chặt

DUT.LRCC

. 1, 24 2,5 3,1( ) hsA b    m

Với sét d o mềm và móng là móng cứng tuyệt đối có hình vuông ứng với 0,35;A 1, 24

   - Chiều dày vùng chịu nén

2. s 2 3,1 6, 2( ) Hh    m

- Khi enc 0,56 , ta có C=2,8(T/m2);  180

Với  180 tra bảng ta đƣợc A = 0,43; B = 2,72; D = 5,31

- Kiểm tra sức chịu tải ở dưới đáy móng sau khi nén chặt bằng cọc cát.

( ) 

tc nc tc

Rm A b  B h   D c

 

1 0, 43 2,5 2,72 1,5 1, 49 5,31 2,8

         

2 2

25,54( /T m ) 22,6( /T m )

 

- Vậy theo TCVN 9362-2012: Nền móng đảm bảo khả năng chịu lực sau khi xử lý bằng cọc cát.

3.2.1.2. K ể ộ ú

3 2 1 2 1 Độ ú ọ - Áp lực gây lún:

2 0 . 22,6 1,73 1,5 20( / )

gl h T m

      

- Độ lún ổn định cuối cùng của lớp đất nền sau khi gia cố cọc cát:

1 0. gl. s 0,0023 2 800 3,68( )

Sah     cm

3.2.1.2.2 Độ ú d ớ ó ớ [6] :

DUT.LRCC

Hình 3.5. Độ ú d ớ ó ớ e ơ ộ ớ Độ lún dưới đáy móng khối quy ước được tính toán theo phương pháp cộng lớp [7] phân tố với công thức sau:

Trong đó:

Áp lực gây lún tại đáy móng: gl 20( /T m2)

b = 0.8 đối với cát, 0.74 đối với cát pha, 0.62 đối với sét pha, 0.4 đối với sét Chiều dày lớp đất thứ i: hi

Mô đun biến dạng của lớp đất thứ i: Ei = 2881.9 T/m2 Chiều rộng móng khối quy ƣớc: Bqu = 3.5 (m)

Chiều dài móng khối quy ƣớc: Lqu = 3.5 (m)

B 3 3 Độ ú d ớ ó ớ

1

 n i gltb i

i

S h

E 

DUT.LRCC

3.2.1.2.3 T ộ ú ề ằ ọ : Stt= S1 + S2 = 3,68+1,61=5,29 (cm) < Sgh = 8 (cm).

Vậy theo TCVN 9362-2012: Nền móng thỏa mãn độ lún.

3.2.2. Tính toán xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng - Chỉ tiêu cơ lý nền đất xem bảng 3.1.

- Tải trọng tác dụng xem bảng 3.2.

- Mặt cắt địa chất xem hình 3.1

DUT.LRCC

H 3 6 Mặ ắ ọ ạ ộ ề ó ặ ề ờ ằ ọ

3 2 2 1 ọ - Bề rộng móng tính toán: 2,5 (m) - Chiều dài móng tính toán: 2,5 (m) - Chọn các thông số cho vật liệu cọc:

- Cường độ thiết kế giới hạn Fc = 6 kG/cm2 - Ứng suất chịu nén cho phép:

+ Ngắn hạn fcS = 2Fc/3 = 4 kG/cm2 - Hệ số an toàn:

+ Ngắn hạn FcS = 1.5

- Chọn các thông số hình học của móng:

- Đường kính cọc: D = 0.3 m - Số cọc: nx = 3 cọc

ny = 3 cọc

- Tổng số cọc: Sn = 9 cọc

- Chiều dài cọc: Lc = 8 m ( bằng chiều dày lớp đất yếu)

DUT.LRCC

- Diện tích tiết diện cọc: Ap = 0,07 m2 - Chu vi cọc: w= 0,94 m

- Tỷ lệ gia cố đáy móng: as= 7,07%

- Bề rộng móng: B= 2,5 m - Chiều dài móng: L= 2,5 m - Diện tích móng Af = 6,25 m2

- Diện tích ngang của các cọc dưới đáy móng:

- SAp = Af * as = 0,6 m2

H 3 7 Mặ ằ ọ d ớ ó 3 2 2 2 K ị ó

Đ ề ị

- Đất dưới mũi cọc( 1: Cát, 2: Sét) lớp 2 - Trị số SPT: N= 8 búa

- Trị số SPT trung bình trong khoảng 1d dưới và 1d trên mũi cọc: N= 8 búa - Lực dính: C= 2,8 T/m2

- Góc ma sát trong: j= 14,58 độ

- Dung trọng đất dưới mũi cọc: g1= 0,993 T/m3 - Dung trọng TB đất trên mũi cọc: g2= 0,693 T/m3 K ị ó

DUT.LRCC

- K ị ớ ạ Sức chịu tải do ma sát hông của khối móng gia cố:

Ls.S(Tdi hi)= 262 (T) Trong đó:

Chu vi của khối móng gia cố: Ls = 10,94 (m)

B 3 4 K ị ớ ạ

Ghi chú: Tdi = c hay qu/2 Sét, bùn (qu Sức chịu nén nở hông một trục) Tdi = N/3 Cát

- K ị ớ ạ ề d ớ ũ ọ : Sức chịu tải tới hạn của đất nền:

qd = ic.a.C.Nc + ig.b.g1.B.Ng + iq.g2.Lc.Nq = 75 (T/m2) Trong đó:

Góc nghiêng của tải trọng: q = 0.0 độ ic = iq = (1 - q/90)2 = 1

ig = (1 - q/j)2 = 1

Hệ số chịu lực phụ thuộc vào góc ma sát trong của nền:

j= 14.58 ta có: Ng = 1.042; Nq= 3.783; Nc= 10.755 Hệ số hình dạng móng:

a = 1+0.2*Bm/Lm = 1.2 b = 0.5-0.2*Bm/Lm = 0.3

Dung trọng của đất dưới mũi cọc: g1

Dung trọng trung bình của đất trên mũi cọc: g2 - K ị ó : Trường hợp chịu tải ngắn hạn:

Ra1S = (1/FsS)*(qd.Af + Ls.STdi.hi )/Af = 78 (T/m2)

T ị ó ọ ớ ọ ơ : - K ị ọ ơ : Ra2 = Ra + w.STdi.hi = 24 (T) T ó:

K ị ớ ạ ũ ọ :

DUT.LRCC

Ra = 6.C.Ap =1 (T) ọ : w= 0 94 ( )

- K ị ó ọ ớ ọ ơ : T ờ ị ắ ạ :

Ra3S = (1/FsS)*(Sn.Ra2)/Af = 28,83 (T/m2) d K ể ị ó : - K ị ó :

RaS = min(Ra1S,Ra3S) = 28,83 (T/m2) > 22,6(T/m2)

Vậy theo TCVN 9362-2012:Nền móng gia cố đảm bảo khả năng chịu lực .

3 2 2 3 P d ọ ọ :

H 3 8 P d ọ ọ - Cọc xi măng đất: Fc = 6 (kG/cm2)

Ep = 6000 (T/m2)

- Lớp đất gia cố: E1 = 808,4 (T/m2) n1 = 0.3

- Lớp đất dưới mũi: E2 = 434.28 (T/m2) n2 = 0.3

- Ứng suất tác dụng lên đầu cọc: qp = mp.qe

- Trường hợp chịu tải ngắn hạn: qpS = 19,98 (T/m2) < fcS = 40 (T/m2) Trong đó:

qe : Ứng suất thiết kế dưới đáy móng - Hệ số ứng suất tập trung:

DUT.LRCC

0,881 1 ( 1)

p

s

n

n a

  

 

Với: as Tỷ lệ gia cố dưới đáy móng - Tỷ số ứng suất:

12

1 1 2

( )

0,873

( )

p L

v L p

E n

n E n

 

  

 1

1 2

1 1,346

(1 )(1 2 )

vl

v

v v

   

 

L H1 12

  D  12 1

2

13, 412 n E

E  2

2

13,816

p p

n E

E  Trong đó:

H1: Chiều dày lớp đất thứ 1 H2: Chiều dày lớp đất thứ 2

Ep: Mô đun đàn hồi của cọc xi măng đất

E1, E2: Mô đun đàn hồi của lớp đất thứ 1 và lớp đất thứ 2 n1, n2: Hệ số Poisson's của lớp đất thứ 1 và lớp đất thứ 2

av1: Tỷ lệ gia tăng mô đun theo phương thẳng đứng do sự làm việc không nở hông

3 2 2 4 K ể ộ ú

Độ ú ằ ọ

Độ lún của khối đất đƣợc gia cố đƣợc xác định theo giả thiết độ tăng ứng suất và tải trọng không đổi suốt chiều cao khối

Trong đó:

Áp lực gây lún tại đáy móng: Pgl = 21,52 (T/m2) Chiều dày lớp đất thứ i: hi

Mô đun biến dạng tương đương của lớp đất thứ i: Etdi

Bảng 3.5. Độ ú ằ ọ

Lớp hi Pgl Etdi Si

(m) (T/m2) (T/m2) (cm)

Lớp 1 8,00 21,52 8008,4 2,1

Tổng 2,1

Độ ú d ớ [6][7]

1

gl i td

S P h

  E

DUT.LRCC

Hình 3.9. Độ ú d ớ ó ớ e ơ ộ ớ Độ lún dưới đáy móng được tính toán theo phương pháp cộng lớp[7] phân tố với công thức sau:

Trong đó:

Áp lực gây lún tại đáy móng: Pgl = 21,52 (T/m2)

b = 0.8 đối với cát, 0.74 đối với cát pha, 0.62 đối với sét pha, 0.4 đối với sét Chiều dày lớp đất thứ i: hi

Mô đun biến dạng của lớp đất thứ i: Ei bt Ứng suất gây lún: sgl = Pgl .Ko

Chiều rộng móng khối quy ƣớc: Bqu = 2,5 (m) Chiều dài móng khối quy ƣớc: Lqu = 2,5 (m)

1

 n i gltb i

i

S h

E 

DUT.LRCC

Bảng 3.6. Độ ú d ớ ọ Lớp zi

(m) 2z Bqu

Ko g

T/m3

glbt tb

gl hi Ei Si T/m2 T/m2 T/m2 m T/m2 cm Lớp 2 0.00 0.00 1.000 0.993 21.52 10.05 20.42 0.50 434.28 0.9

0.50 0.40 0.898 19.32 10.54

Lớp 2 0.50 0.40 0.898 0.993 19.32 10.54 16.64 0.50 434.28 0.8 1.00 0.80 0.649 13.97 11.04

Lớp 2 1.00 0.80 0.649 0.993 13.97 11.04 11.61 0.50 434.28 0.5 1.50 1.20 0.430 9.25 11.54

Lớp 3 1.50 1.20 0.430 1.037 9.25 11.54 7.77 0.50 434.28 0.7 2.00 1.60 0.292 6.28 12.05

Lớp 3 2.00 1.60 0.292 1.037 6.28 12.05 5.34 0.50 434.28 0.5 2.50 2.00 0.204 4.39 12.57

Lớp 3 2.50 2.00 0.204 1.037 4.39 12.57 3.81 0.50 434.28 0.4 3.00 2.40 0.150 3.23 13.09

Lớp 3 3.00 2.40 0.150 1.037 3.23 13.09 3.16 0.50 434.28 0.3 3.50 2.80 0.144 3.10 13.61

Lớp 3 3.50 2.80 0.144 1.037 3.10 13.61 2.51 0.50 434.28 0.2 4.00 3.20 0.089 1.92 14.13

Lớp 3 4.00 3.20 0.089 1.037 1.92 14.13 1.73 0.50 434.28 0.2 4.50 3.60 0.072 1.55 14.65

Lớp 3 4.50 3.60 0.072 1.037 1.55 14.65 1.41 0.50 434.28 0.1 5.00 4.00 0.059 1.27 15.17

Lớp 3 5.50 4.40 0.049 1.037 1.05 15.17 0.98 0.50 434.28 0.1 6.00 4.80 0.042 0.90 15.68

Lớp 3 6.50 5.20 0.036 1.037 0.77 15.68 0.72 0.50 434.28 0.1 7.00 5.60 0.031 0.67 16.20

Tổng 3.4

DUT.LRCC

T ộ ú :

S= S1 + S2 = 2,1+3,4=5,5 (cm) < 8 (cm)

Vậy theo TCVN 9362-2012: Nền móng thỏa mãn độ lún.

3.2.3. So sánh hiệu quả kinh tế kỹ thuật của các giải pháp đã xử lý nền đất yếu

B 3 7 T ử ý ạ ù ị ể

STT Thông số Đơn vị Cọc cát Cọc đất gia cố

xi măng

1 Số lƣợng cọc 9 9

2 Chiều dài cọc mét 8 8

3 Đường kính cọc mét 0.3 0.3

4 Kích thước móng mét 2,5x2,5 2,5x2,5

5 Chiều sâu chôn móng mét 1,5 1,5

6 Tải trọng trên 1 móng (T) Tấn 125 125

7 Sức chịu tải của khối đất

yếu chƣa gia cố (T/m2) 22,6 22,6

8 Sức chịu tải của khối đất

yếu sau khi xử lý (T/m2) 25,54 28,83

9 Độ lún dƣ còn lại sau xử

lý cm 5,29 5,5

10 Kinh phí xây dựng 8 mét 1.600.000 vnđ 3.480.000 vnđ 11 Tiến độ thi công thuận lợi 8 mét 10 phút 20 phút

Trong đó: Kinh phí xây dựng và tiến độ thi công cho 1 cọc 8 mét đƣợc lấy từ:

Căn cứ công văn số: 90/BQL ngày 20 tháng 03 năm 2020 của Ban quản lý dự án đầu tƣ xây dựng huyện Hòa Vang về việc báo cáo tiến độ, đơn giá, cọc cát và cọc đất xi măng gia cố nền đất yếu tại khu vực huyện Hòa Vang.

Căn cứ công văn số: 599/BGTC ngày 01 tháng 04 năm2020 của công ty TNHH xây dựng và thương mai Phúc Bảo Đức về việc về việc báo cáo tiến độ, đơn giá, cọc cát và cọc đất xi măng gia cố nền đất yếu tại khu vực huyện Hòa Vang

Căn cứ công văn số: 189/BGTC ngày 23 tháng 03 năm2020 của công ty TNHH Thuận Phú Tài về việc về việc báo cáo tiến độ, đơn giá, cọc cát và cọc đất xi măng gia cố nền đất yếu tại khu vực huyện Hòa Vang.

DUT.LRCC

Một phần của tài liệu Lựa chọn biện pháp hợp lý gia cố nền đất yếu cho các công trình dân dụng trên địa bàn huyện hòa vang thành phố đà nẵng (Trang 48 - 61)

Tải bản đầy đủ (PDF)

(81 trang)