CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU VÀ LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG
2.2. ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU VÀ DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐNA KỸ THUẬT
2.2.3. Phân chia cấu trúc nền đất yếu
Phân chia các kiểu có cấu trúc địa chất tương tự nhau phục vụ cho việc lựa chọn và thiết kế xử lý nền đất yếu. Việc phân chia trên các cơ sở xem xét quy luật phân bố các lớp đất yếu, các lớp đất tốt và tính chất cơ lý của chúng.
Như vậy, cần phân tích đặc điểm biến đổi của đất trên theo không gian và theo chiều sâu để có thể xây dựng tiêu chí phân chia cấu trúc nền
Việc phân chia cấu trúc nền, cho phép đánh giá tổng quan về điều kiện ổn định của nền và làm cơ sở cho việc lựa chọn các giải pháp xử lý nền đất yếu. Do đó, cần xem xét sự phân bố của các lớp đất yếu (lớp 1, lớp 3a, lớp 4, lớp 5), các lớp đất này ảnh hưởng trực tiếp tới ổn định và biến dạng của các công trình xây dựng trên mặt, việc lựa chọn xử lý nền đất yếu phụ thuộc vào tính chất cơ lý và sự phân bố của chúng. Các lớp đất tương đối tốt (lớp 2, lớp 3b) tạo thành lớp áo cứng phía trên mặt, cần phải xem xét biến đổi chiều dày của lớp để đánh giá vai trò của các lớp đất này đối với gia tăng khả năng chịu tải và giảm biến dạng lún cố kết của nền. Các lớp đất tốt phía đáy lớp đất yếu là lớp 8, lớp 8a là lớp nền đất tốt ở phía dưới đáy của các lớp đất yếu, phân bố gần như liên tục trên toàn bộ chiều dài tuyến, đây là lớp nền ổn định cho công trình, làm cơ sở cho việc lựa chọn chiều sâu kết thúc xử lý nền đất yếu.
32
Để phân chia cấu trúc nền đất yếu, tác giả đã nghiên cứu toàn bộ mặt cắt địa chất dọc tuyến đường phụ lục số 02. Hình 2-5 minh họa mặt cắt địa chất công trình dọc tuyến từ km 6+58 đến km 6+261.
Hình 2.5: Sơ đồ mặt cắt địa chất công trình
Trên cơ sở xem xét sự phân bố của các lớp đất dọc theo tuyến đường nghiên cứu, nhấn mạnh đến sự phân bố của các lớp đất yếu và lớp đất tốt ở phía dưới và các lớp khá tốt ở phía trên mặt, làm cơ sở cho sự phân chia các kiểu cấu trúc nền. Ở đây cần thấy rằng, toàn bộ tuyến nghiên cứu đều bắt gặp các lớp đất yếu, các lớp đất yếu này phân bố khá nông với chiều dày biến đổi khá mạnh, phân bố trên các lớp đất tốt. Đây chính là yếu tố quyết định đến chiều sâu xử lý khi sử dụng các giải pháp đường thoát nước thẳng đứng như bấc thấm, giếng cát. Ngoài ra cũng thấy rằng, một số đoạn trên tuyến, các lớp đất yếu này phân bố ngay mặt đất, nhưng một số đoạn tuyến lớp đất yếu lại phân bố ngay dưới các lớp đất tốt, lớp đất thoát nước tốt (lớp 2) điều này có ý nghĩa cho việc lựa chọn giải pháp xử lý nông hay xử lý sâu
33
khi xem xét trên cơ sở chiều dày của lớp đất tốt với đặc điểm của công trình và tải trọng.
2.2.3.2. Phân chia cấu trúc nền
Từ các cơ sở phân chia cấu trúc nền như trên, tác giả phân chia nền đất thành hai kiểu cấu trúc như sau:
- Kiểu cấu trúc nền I: Nền gồm các lớp đất yếu phân bố ngay mặt đất, dưới các lớp đất yếu là các lớp đất tốt.
- Kiểu cấu trúc nền II: Nền gồm các lớp đất yếu phân bố kẹp giữa các lớp đất tốt (các lớp đất tốt phân bố ngay mặt đất và phía đáy các lớp đất yếu). Dựa vào đặc tính thoát nước của lớp đất tốt phía trên mặt, kiểu cấu trúc nền II được phân làm 2 phụ kiểu như sau:
+ Phụ kiểu IIa: Lớp đất tốt phía trên là lớp thoát nước chậm (sét pha, cát pha, có xét biến dạng theo thời gian)
+ Phụ kiểu IIb: Lớp đất tốt phía trên là lớp thoát nước tốt (lớp cát không xét biến dạng theo thời gian).
Các kiểu cấu trúc nền đất yếu được minh họa theo sơ đồ hình 2-6:
Hình 2.6: Sơ đồ minh họa các kiểu cấu trúc nền
Nghiên cứu, mặt cắt địa chất dọc tuyến, sự phân bố của các kiểu cấu trúc nền đất yếu được thể hiện như sau:
+ Kiểu cấu trúc nền I phân theo chiều dài tuyến: Phân bố từ lý trình Km 0 +950 đến km 1+220; km 1 +380 đến km 2+620; km 3 + 370 đến km 3 + 830; km 4
34
+380 đến km 5 + 260; km 6 +120 đến km 6 + 200; km 9 + 170 đến km 9 +315 với tổng chiều dài là 3.075m, sự phân bố kiểu cấu trúc nền I được minh họa ở hình 2.7a:
Hình 2.7a: Mặt cắt cấu trúc nền I, đoạn lý trình Km 4 + 900 đến km 5+260 + Phụ kiểu cấu trúc nền IIa phân theo chiều dài tuyến: Phân bố từ lý trình Km 0 +550 đến km 0 +950; km 1 +220 đến km 1 + 380; km 2 + 620 đến km 3 + 370; km 3 + 830 đến km 4 + 200; km 5 + 260 đến km 6 +120; km 6 + 900 đến km 7 +135; km 7 + 530 đến km 8+680 với tổng chiều dài là 3.925m. Sự phân bố phụ kiểu cấu trúc nền IIa minh họa ở hình 2.7b:
Hình 2.7b: Mặt cắt cấu trúc nền IIa, đoạn lý trình Km 7 + 600 đến km 7+800
35
+ Phụ kiểu cấu trúc nền IIb phân theo chiều dài tuyến: Phân bố từ lý trình Km 0 +00 đến km 0 +550; km 4 +200 đến km 4 + 380; km 6 + 200 đến km 6 + 900;
km 7 +135 đến km 7 + 530; km 8+680 đến km 9 + 170; từ km 9 +315 đến km 9 + 500, với tổng chiều dài là 2.500m. Sự phân bố minh họa ở hình 2.7c:
Hình 2.7c: Mặt cắt cấu trúc nền IIb, đoạn lý trình Km 8 + 800 đến km 9+100 Trong các cấu trúc nền trên, kiểu I là nền yếu nhất. Phụ kiểu IIb có lớp áo cứng thoát nước trên mặt, thuận lợi cho nền đắp cố kết nhanh và gia tăng độ ổn định cho các công trình trên mặt có tải trọng nhỏ.