CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỐ KẾT CHÂN KHÔNG
4.5. QUI TRÌNH THIẾT KẾ
Trong trường hợp sử sụng phương pháp không có màng kín khí , chiều dày lớp gia tải kín khí phải được xác định theo công thức:
(4-23)
59 A
Q K
H P air
a w
vac s
Trong đó:
Pvac: áp suất chân không dưới lớp gia tải kín khí (kN/m2)
w: trọng lượng riêng của nước (kN/m3)
Qa: Công suất máy bơm hút chân không (m3/s)
Kair: hệ số thấm khí của lớp gia tải kín khí (m/s)
A: diện tích xử lý (m2)
Trong trường hợp sửdụng màng kín khí thì không cần lớp gia tải kín khí, ngược lại dưới màng chống thấm cần bố trí lớp gia tải có hệ số thấm khí cao để gia tăng áp suất chân không dưới lớp màng.
4.5.2. Tính toán bố trí bấc thấm
Nền đất có cắm bấc thấm dưới tác dụng của tải trọng sẽ cố kết theo sơ đồ bài toán đối xứng trục. Áp lực nước lỗ rỗng và độ cố kết U biến đổi theo thời gian t tùy thuộc khoảng cách bấc thấm L và các tính chất cơ lí của đất (chiều dày h, hệ số cố kết Cv, Ch)
Tính toán bố trí bấc thấm phải xuất phát từ yêu cầu đối với mức độ cố kết cần đạt được hoặc tốc độ lún dự báo còn lại trước khi xây dựng công trình.
Trường hợp chung mức độ cố kết phải đạt được tối thiểu U = 90 %. Đối với đường cấp cao có thể áp dụng yêu cầu về tốc độ lún dự báo còn lại là dưới 2cm/năm. Đối với công trình dân dụng và công nghiệp thì độ cố kết yêu cầu là U > 90 %.
Tính toán mật độ bấc thấm theo nguyên tắc thử dần với các cự li cắm bấc thấm khác nhau. Để không làm xáo động đất quá lớn, khoảng cách giữa các bấc thấm quy định tối thiểu là 1,3m. Để đảm bảo hiệu quả làm việc của mạng lưới bấc thấm, khoảng cách giữa các bấc thấm không quá 2,2 m. Khi xác
60 định khoảng cách bấc thấm phải chú ý đến điều kiện địa chất công trình cụ thể bấc thấm làm việc có hiệu quả tốt nhất.
4.5.3. Máy bơm và hệ thống ống nối
Việc tính toán công suất thiết kế của máy bơm thông thường là không cần thiết vì máy bơm là thiết bị tái sử dụng lâu dài, ít thay đổi. Ngược lại để hệ thống hoạt động được tốt, thông thường việc tính toán công suất của máy bơm chuyển thành việc sắp xếp bố trí hệ thống bấc thấm và ống nối hợp lý để máy bơm hút chân không có thể tác dụng lên một diện tích tối ưu nhất.
4.5.4. Thiết kế các loại quan trắc
Khi sử dụng bấc thấm phải có hệ thống quan trắc để kiểm tra các dự báo thiết kế và điều chỉnh bổ sung khi cần thiết.
Căn cứ vào chuyển vị ngang và hiện tượng nén trồi đất ra xung quanh (tức là vấn đề ổn định của nền) để đánh giá việc đắp gia tải là phù hợp hay không.
Nếu đất bị nén trồi hoặc bị trượt thì phải có giải pháp xử lý kịp thời;
Căn cứ vào lượng nước được ép thoát ra và áp lực nước lỗ rỗng giảm đi để đánh giá hiệu quả của việc gia tải. Nếu lượng ép thoát nước lỗ rỗng càng nhiều thì việc sử dụng bấc thấm càng có hiệu quả.
1. Quan trắc lún
Thiết bị đo lún có nguyên lí cấu tạo như hình 4.10.
Đế mốc đo lún phải đặt trên lớp vải địa kĩ thuật ngăn cách giữa nền đất yếu và đệm cát. Trường hợp không có lớp vải địa kĩ thuật thì đế này đặt ở giữa lớp đệm cát;
Chiều dài của ống nhựa có chứa ống thép phải cao hơn mặt nền đất đắp khoảng 20 cm;
Số lượng và vị trí đặt mốc đo lún do người thiết kế quy định sao cho có thể biết được độ lún của toàn bộ diện tích nền đắp.
61 Hình 4. 10 Thiết bị đo lún.
1) Nắp đậy
2) Ống thép có ren nối d = 20 mm 3) Ống nhựa bảo vệ d = 100 mm 4) Tấm đáy bê tông cốt thép
2. Đo chuyển vị ngang
Mốc quan trắc chuyển vị ngang được bố trí trung bình 10 m trên một trắc ngang trong điều kiện địa chất phức tạp. Trong điều kiện thông thường thì bố trí sáu mốc (mỗi bên ba mốc). Cự li giữa các mốc là 5 m và 10 m. Mốc thứ nhất cách chân mái dốc nền đắp 2 m. Mốc quan trắc chuyển vị ngang làm bằng gỗ tiết diện (10 x 10) cm đầu có đinh mũ. Mốc được đóng sâu vào tầng đất tối thiểu là 1 m và cao lên mặt đất từ 2m đến 3m;
Mốc chuẩn đặt máy quan trắc phải bố trí ít nhất hai điểm cho một công trình và phải đặt ngoài phạm vi ảnh hưởng của quá trình lún và chuyển vị.
3. Đo áp lực nước lỗ rỗng
Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng được lắp đặt trong nền đất yếu có bấc thấm tối thiểu ở ba độ sâu khác nhau (trên đầu lớp đất yếu dưới đệm cát, giữa lớp đất yếu và cuối lớp đất yếu hoặc cuối chiều sâu cắm bấc thấm). Trên mỗi công trình bố trí từ hai đến ba trắc ngang, mỗi trắc ngang bố trí ba vị trí đo, sau đó thu về trạm quan trắc trung tâm.
62
Thiết bị đo áp lực nước lỗ rỗng nên chọn lựa thích hợp cho từng dự án (khí áp, dây rung).
Ngoài ra, còn phải bố trí quan trắc mực nước ngầm (trong hố khoan) và một vị trí đo áp lực nước lỗ rỗng ở ngoài vùng chịu ảnh hưởng cố kết để so sánh.
63
CHƯƠNG 5