Nhúm phương phỏp dựng thiết bị thoỏt nước thẳng đứng

4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIấN CỨU

1.2.6. Nhúm phương phỏp dựng thiết bị thoỏt nước thẳng đứng

Khi chiều dày của lớp đất yếu khỏ lớn (bề dày tầng đất yếu vượt quỏ bề rộng đỏy nền đất đắp). Khụng thể dựng cỏc biện phỏp khỏc để xử lý được.

Giải phỏp này sử dụng cho loại đất cú độ rỗng lớn ở trạng thỏi rời, bóo hũa nước, tớnh nộn lỳn lớn, đất cú kết cấu dễ bị phỏ hoại và kộm ổn định dưới tỏc dụng của tải trọng cũn nhỏ (đất cỏt rời, đất dớnh ở trạng thỏi dẻo chảy, đất bựn, than bựn). Nhờ cỏch bố trớ cỏc phương tiện thoỏt nước theo phương thẳng đứng (giếng cỏt, bấc thấm) nờn nước cố kết ở cỏc lớp sõu trong lũng đất yếu dưới tỏc dụng của tải trọng đắp sẽ cú điều kiện thoỏt nhanh (nước dịch chuyển theo phương ngang thẩm thấu vào giếng cỏt hoặc bấc thấm rồi theo đường này thoỏt lờn mặt đất tự nhiờn). Chiều cao nền đất đắp tối thiểu 4,0 một khi thiết kế cần thỏa món: [12]

1.2.6.1. Phương phỏp giếng cỏt

Đất yếu như bựn, than bựn và cỏc loại đất dớnh ở trạng thỏi bóo hũa nước cú biến dạng lớn kộo dài và sức chịu tải thấp. Với những trường hợp này đũi hỏi phải rỳt ngắn giai đoạn lỳn và độ lỳn tiếp đú trong thời gian đó đưa cụng trỡnh vào sử dụng khụng vượt quỏ giới hạn cho phộp.

Giếng cỏt là một trong những phương phỏp gia cố nền đỏp ứng được cỏc yờu cầu trờn. Giếng cỏt cú tỏc dụng chớnh là: Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, làm cho cụng trỡnh xõy dựng trờn đú nhanh chúng đạt đến giới hạn ổn định về lỳn, đồng thời làm cho đất nền cú khả năng biến dạng đồng đều.

Giếng cỏt và cọc cỏt cú kớch thước (đường kớnh và chiều dài) tương tự nhau, nhưng khoảng cỏch cỏc giếng cỏt lớn hơn cọc cỏt. Chớnh vỡ vậy mà cọc cỏt cú nhiệm vụ chủ yếu là nộn chặt đất, tăng sức chịu tải của nền, cũn nhiệm vụ thoỏt nước lỗ rỗng là thứ yếu.

Quỏ trỡnh thoỏt nước của cỏc giếng cỏt sẽ làm giảm độ ẩm của đất yếu. Làm tăng cao C và , làm xảy ra trước độ lỳn của nền đất yếu.

Giếng cỏt cú nhiệm vụ chủ yếu là rỳt ngắn chiều dài đường thấm thoỏt nước thẳng đứng ở trong nền đất yếu và cải tạo một phần tớnh chất của đất. Hệ thống giếng cỏt gồm 3 bộ phận chớnh khụng thể thiếu: giếng cỏt, đệm cỏt và tải trọng phụ

tạm thời cú tỏc dụng tao ra gradient trong nền đất yếu để ộp đẩy nước ra ngoài. Khi khụng cú giếng cỏt, chỉ cú lớp đệm cỏt ở trờn mặt thỡ dưới tỏc dụng của tải trọng cụng trỡnh, nước trong vựng hoạt động D cú khả năng thoỏt ra theo phương thẳng đứng dưới tỏc dụng của gradient thuỷ lực (iv) ộp đẩy nước theo phương đứng.

Khi cú bố trớ giếng cỏt trong nền đất yếu, dưới tỏc dụng của tải trọng nền đường, nước trong đất thoỏt ra chủ yếu theo phương ngang để đi vào cỏc giếng cỏt dưới tỏc dụng của gradient thuỷ lực. Ở mặt phẳng đỏy cỏc giếng cỏt gradient thuỷ lực theo phương ngang ir lớn hơn 10 lần gradient theo phương đứng iv (i_r 10.i_v).

Hỡnh 1 - 15: Cỏch bố trớ hệ thống giếng cỏt và tải trọng phụ tạm thời

Với những đặc điểm trờn, giếng cỏt cú thể làm tăng cỏc đặc trưng khả năng chịu tải (lực dớnh C và gúc nội ma sỏt ) của nền đất yếu. Đồng thời tạo độ lỳn trước cho nền đất yếu trước khi xõy dựng cụng trỡnh.

Theo kinh nghiệm thiết kế: đường kớnh giếng cỏt nờn chọn d  30,0 cm. Tốt nhất là dc = (3545) cm;

1.2.6.2. Phương phỏp dựng bấc thấm

Khi thi cụng cỏc cụng trỡnh trờn nền đất yếu, nền đất cú hàm lượng nước, tớnh nộn ộp cao, cường độ đất, tớnh thấm nước kộm độ sõu lớp bựn lớn. Phương phỏp thoỏt nước cấu kết là phương phỏp giải quyết hữu hiệu sự lỳn và ổn định của nền đất sột mềm yếu và đất bựn làm cho độ rỗng, độ ẩm của đất giảm đi. Trọng lượng thể tớch, mụ đun biến dạng, lực dớnh, gúc ma sỏt trong tăng lờn. Để đạt được những yếu tố trờn người ta vẫn thường dựng phương phỏp quen thuộc là giếng cỏt (đó giới

thiệu phần trờn). Trong khoảng hơn 20 năm trở lại đõy, khắp thế giới đó và đang phỏt triển cỏc loại bấc thấm chế tạo sẵn để thay thế giải phỏp dựng giếng cỏt như trước đõy bởi những ưu điểm nổi trội của nú. Đú là, bấc thấm được chế tạo trong nhà mỏy nờn cú thể sản xuất được khối lượng rất lớn; cú thể thi cụng nhanh bằng mỏy chuyờn dụng; Thoỏt nước lỗ rỗng tốt hơn, do đú quỏ trỡnh cố kết đất nhanh hơn; Giỏ thành bấc thấm chỉ bằng 25% giếng cỏt.

Bấc thấm là loại vật liệu địa kỹ thuật dựng để thoỏt nước đứng nhằm gia tăng khả năng ổn định của nền múng, được cấu tạo từ hai lớp: Lớp ỏo lọc bằng vải địa kỹ thuật khụng dệt, sợi liờn tục PP hoặc PET 100%, khụng thờm bất cứ chất kết dớnh nào, và lớp lừi thoỏt nước dựng bằng hạt nhựa PP, cú rónh cả hai phớa.

Hỡnh 1 - 16: Mụ hỡnh nền xử dụng bấc thấm

Điều kiện trờn phải được thoả món đối với mọi độ sõu z trong phạm vi từ đỏy nền đất đắp đến hết chiều sõu cắm bấc thấm. Nếu khụng thoả món vấn đề này thỡ cú thể kết hợp với biện phỏp gia tải trước. Bấc thấm cần phải cắm xuyờn qua tầng cỏt đệm và cắt dư thờm chiều cao tối thiểu là 20,0 cm trờn tầng cỏt đệm.

Yờu cầu về bấc thấm:

+ Hệ số thấm của vỏ lọc ASTM D4491  1.10^-4 m/sec;

+ Kớch thước lỗ vỏ lọc xỏc định theo tiờu chuẩn ASTM D4571 O95  75m; + Bề rộng bấc thấm để phự hợp với thiết bị tiờu chuẩn hoỏ (1000,05) mm; + Bấc thấm nờn bố trớ so le theo kiểu hoa mai với cự ly trong (1,02,2) một. + Khả năng thoỏt nước của bấc thấm với ỏp lực 350 KN/m² (ASTM D4716) qw 60.10^-6 m³/sec;

+ Cường độ chịu kộo ứng với độ gión dài dưới 10% (ASTM D4595) nhằm chống đứt khi thi cụng  1 KN/bấc;