- Tính tốn cốt thép trong giằng:
3.3.4.Phương pháp cọc vơi và cọc đấ t-xi măng
4. Biện pháp thi cơng mĩng:
3.3.4.Phương pháp cọc vơi và cọc đấ t-xi măng
Cọc vơi:
ðặc điểm và phạm vi áp dụng:
Cọc vơi thường được sử dụng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như than bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão. Việc sử dụng cọc vơi cĩ những tác dụng sau:
+ Sau khi cọc vơi được đầm chặt, đường kính cọc vơi sẽ tăng thêm 20% làm cho đất xung quanh bị nén chặt lại.
+ Khi vơi được tơi trong lỗ khoan thì nĩ tỏa ra một nhiệt lượng lớn làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi dẫn đến làm giảm độẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt.
Sau khi xử lý nền đất yếu bằng cọc vơi thì nền đất được cải thiện đáng kể: độẩm của đất giảm 5 ÷ 8%; lực dính tăng lên khoảng 1,5 ÷ 3 lần; mơ đun biến dạng tăng lên 3 ÷ 4 lần; cường độ
của đất giữa các cọc vơi cĩ thể tăng lên đến 2 lần.
Với những ưu điểm như trên cho thấy khi xử lý nền đất yếu bằng cọc vơi cĩ hiệu quảđáng kể. Tuy nhiên khi gặp các nền đất nhão, yếu (cĩ B > 1) thì hiệu quả nén chặt của cọc vơi bị hạn chế. Với các loại bùn gốc sét nhão yếu thì hiệu quả nén chặt càng nhỏ vì vơi tơi và đất sét đều thấm nước yếu nên việc ép thốt nước lỗ rỗng rất khĩ khăn và kém hiệu quả.
Thiết kế cọc vơi:
Việc tính tốn và thiết kế cọc vơi tương tự như cọc cát. Tuy nhiên, cần chú ý khả năng thốt nước của chúng khác nhau. Với cọc cát thì khả năng thốt nước đều và thời gian dài, cịn đối với cọc vơi thì khả năng thốt nước nhanh hơn trong thời gian đầu và sau đĩ giảm đi nhiều.
Thi cơng cọc vơi:
ðể thi cơng cọc vơi trước tiên phải khoan tạo lỗ. Lỗ khoan cĩ đường kính trong khoảng 24 ÷
50cm. Nếu thành lỗ khoan bị sạt lở thì hạống thép. Khi khoan đến độ sâu thiết kế thì bắt đầu quá trình phun vơi. Vơi bột được chứa trong xi lơ và dùng máy nén khí để tạo áp lực đẩy vơi bột từ xi lơ vào ống cao su dẫn qua cần khoan vào lỗ khoan. Vơi bột tác dụng với nước lỗ
rỗng trong đất tạo nên liên kết xi măng và các liên kết này gắn kết các hạt khống vật trong
đất lại làm cho đất cứng hơn. Hiệu quả nén chặt của cọc vơi phụ thuộc vào chất lượng đầm chặt và thành phần hĩa học của vơi. ðất yếu ở nước ta cĩ độẩm tự nhiên từ 40 ÷ 70% thì sử
dụng hàm lượng vơi từ 6 ÷ 12% là hợp lý. Với tỉ lệ đĩ thì cường độ cọc vơi đạt 50% sau 1 tháng và đạt 70 ÷ 80% sau 3 tháng.
ðộ chặt và cường độ của đất nền cọc vơi cĩ thể kiểm tra nhưđối với nền cọc cát.
Hình 3.14. Sơđồ máy thi cơng cọc đất-vơi
Cọc đất-xi măng:
Việc gia cố nền đất bằng biện pháp dùng trụđất xi măng được thực hiện theo Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 385 : 2006
Loại gia cố nền theo cơng nghệ này cĩ giá trị về kinh tế và cĩ thể làm mĩng cho nhà cĩ độ
cao tới 12 tầng.
Mơ tả về cơng nghệ:
Dùng máy đào kiểu gàu xoay, bỏ gàu và lắp lưỡi khuấy đất kiểu lưỡi chém ngang để làm tơi
đất trong hố khoan mà khơng lấy đất khỏi lỗ khoan. Xoay và ấn cần xoay đến độ sâu đáy trụ. Ta được một trụ mà bên trong đất được khuấy đều. Khi mũi khuấy ởđáy trụ thì bắt đầu bơm sữa xi măng được dẫn trong lịng cần khoan đến mũi khoan. ðất lại được trộn với sữa xi măng thành dạng xền xệt cĩ xi măng. Vừa rút vừa bơm sữa xi măng và trộn. Cuối cùng khi cần khoan nâng mũi lên đến mặt đất, ta được cọc đất trộn xi măng. Xi măng sẽ phát triển cường
độ như tính tốn.
Những trụ đất xi măng trộn ướt thường bố trí sát nhau dưới chân mĩng băng, đường kính trụ
nọ sát trụ kia. Lượng xi măng dùng cho 1m3 trụ từ 250 ÷ 350kg. Tỷ lệ Nước/Ximăng là 60 ÷
120% với sữa xi măng bơm xuống cọc. Sau 28 ngày, khoan lấy mẫu trong các trụ này cường
độđạt 17 kG/cm2 với lượng xi măng là 250 kg/m3 và hơn nữa tuỳ thuộc loại đất tại chỗ.
Phương pháp này đã được các nước Hoa kỳ, Anh, Pháp, ðức và nhiều nước châu Âu khác sử (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
dụng. Nước Nhật cũng xây dựng nhiều nhà với loại trụ này. Với trụ này cĩ thể xây dựng nhà từ 8 tầng đến 10 tầng.
Nhật Bản giới thiệu với thị trường nước ta loại máy làm trụ loại này là TENOCOLUMN. Các chỉ tiêu khi sử dụng máy TENOCOLUMN như trên bảng 3-6.
Bảng 3-6. Các chỉ tiêu khi sử dụng máy TENOCOLUMN Loại đất tại chỗ Lượng ximăng (kg/m3) Tỷ lệ N/X (%) Cường độ mẫu (kG/cm2) Cát 250 120 41,8 Bùn,sét 226 100 30 Á cát 250 60 17,1 ðất lẫn hữu cơ 350 60 15,7 Than bùn 325 60 16,4
Với những chỉ tiêu trên đây, phương pháp tỏ ra hữu hiệu khi quy đổi sức chịu tải dưới nền thành trị số đồng nhất dùng khi tính tốn mĩng băng dưới cơng trình. Với sức chịu của trụ
khoảng 15 kG/cm2 cĩ thể qui đổi sức chịu đáy mĩng băng thành bình quân 5 ÷ 7 kG/cm2 là
điều cĩ ý nghĩa khi thiết kế mĩng.
Thiết kế cọc đất-xi măng:
Cường độ kháng cắt của nền gia cốđược tính theo cơng thức:
c u
tb C a aC
C = (1− )+ (3-48)
Trong đĩ: Cu là sức kháng cắt của đất, tính theo phương pháp trọng số cho nền nhiều lớp
Cc là sức kháng cắt của cọc đất-xi măng
a là tỉ số diện tích, a = nAc/Bs
n là số cọc trong 1m chiều dài đất nền Ac là diện tích tiết diện cọc
Bs là chiều rộng nền
ðộ lún tổng (S) của nền gia cốđược xác định bằng tổng độ lún của bản thân khối gia cố và độ
lún của đất nền phía dưới khối gia cố:
S = S1 + S2 (3-49)
Trong đĩ: S1 là độ lún bản thân khối gia cố
S2 là độ lún của đất chưa gia cố bên dưới mũi cọc.
ðộ lún của bản thân khối gia cốđược tính theo cơng thức:
s c tb aE a E qH E qH S ) 1 ( 1 − + = = (3-50)
Với q là tải trọng cơng trình truyền lên khối gia cố
a là tỉ số diện tích, a = nAc/BL (B, L là kích thước khối gia cố)
Ec là mơ đun đàn hồi của vật liệu làm cọc, cĩ thể lấy Ec = (50÷100)Cc Cc là sức kháng cắt của vật liệu làm cọc
Es là mơ đun biến dạng của đất nền giữa các cọc, cĩ thể lấy theo cơng thức thực nghiệm Es = 250Cu, với Cu là sức kháng cắt khơng thốt nước của đất nền.
Xác lập các điều kiện thiết kế
Thí nghiệm trong phịng với đất
đại diện và theo tỉ lệ trộn khác nhau (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
Cơ sở dữ liệu về tương quan giữa cường độ trong
phịng và hiện trường Kết quả khảo sát hiện trường Xác lập cường độ thiết kế ðề xuất giải pháp thi cơng và sơ bộ xác định kích thước khối gia cố Phân tích thiết kếđểđáp ứng các yêu cầu chức năng tổng thể ðiều chỉnh tính năng trộn nếu cường độ và độđồng nhất chưa đạt Chế tạo trụ thửđể xác nhận cường độ dự tính và độđồng nhất
Thiết kế kỹ thuật thi cơng, thi cơng đại trà theo quy trình đã
đảm bảo chất lượng yêu cầu
Hình 3.15. Quy trình thiết kế cọc đất-xi măng
ðộ lún S2được tính theo nguyên lý cộng lún từng lớp (xem phụ lục C TCXD 9362-2012). Áp lực đất phụ thêm trong đất cĩ thể tính theo lời giải cho bán khơng gian biến dạng tuyến tính (tra bảng) hoặc phân bố giảm dần theo chiều sâu với độ dốc (2:1) như trên hình 3.18. Phạm vi vùng ảnh hưởng lún đến chiều sâu mà tại đĩ áp lực gây lún khơng vượt quá 10% áp lực đất tự
nhiên (theo quy định trong TCXD 9362-2012).
ðể thiên về an tồn, tải trọng (q) tác dụng lên đáy khối gia cố xem như khơng thay đổi suốt chiều cao của khối.
Cấp Nước Máy phát Năng lượng Máy bơm tuần hồn Máy bơm vữa Máy trộn vữa Thùng chứa Xi măng Xi măng
Hình 3.16. Sơđồ cơng nghệ thi cơng cọc đất xi măng
Dạng khối Dạng vây Dạng hàng Cột đơn Hình 3.17 Các dạng bố trí trụđất trộn xi măng trong thực tế
Hình 3.18. Tính lún nền gia cố khi tải trọng tác dụng chưa vượt quá sức chịu tải cho phép của vật liệu cọc