2. Tính độ lún cố kết Sc
6.3.2.2 Đo chuyển vị ngang
Mốc quan trắc chuyển vị ngang làm bằng gỗ tiết diện 10x10cm, đầu có gắn đinh mũ. Mốc đợc đóng sâu trong tầng đất 1,0m và nhô cao lên mặt đất 3,0m. Mốc đợc bố trí trên các trắc ngang trùng với trắc ngang đo lún. Mỗi trắc ngang đợc bố trí 6 mốc (mỗi bên taluy 3 mốc), mốc thứ nhất cách chân taluy 2,0m, khoảng cách giữa các mốc tiếp theo là 5,0 m và 10 m.
Dùng máy kinh vĩ để theo dõi chuyển vị ngang theo thời gian: Trong thời kỳ đắp thân đờng 2 ngày đo một lần.
Trong thời kỳ lu tải một tuần đo một lần.
15,0m Lớp đệm cát 0,2m Cọc gỗ quan trắc chuyển vị ngang 2m 10m 5m 2m 5m 10m Phạm vi cắm bấc thấm Bàn đo lún Đất đắp 1:2 Hỡnh 6.15. Bố trí thiết bị quan trắc 6.3.2.3 Đo áp lực nớc lỗ rỗng
Đối với đoạn nền đắp có biện pháp xử lý, cần bố trí thêm hệ thống quan trắc áp lực nớc lỗ rỗng. Sử dụng máy đo LPC đo áp lực nớc lỗ rỗng ở các thời
điểm khác nhau. Loại máy này cho phép đo mực nớc trong ống áp suất. Máy có cấu tạo gồm 2 bộ phận chính:
ống Piezometre: Là một ống bằng đồng nối với một buồng trung tâm bằng đồng có đục lỗ nhỏ. ống có đờng kính 42mm, chiều dài toàn bộ ống là 310mm, chiều dài phần thấm là 225mm, đợc nối với phần trên bằng 2 ống: Một ống có đờng kính 4mm để truyền áp suất lên bảng đo, một ống đo áp lực nớc lỗ rỗng.
Bảng đo: Gồm một ống độ bằng thuỷ ngân I, một bộ phận kiểm tra áp lực V, một đồng hồ Manômet (M), một bình trữ nớc R. áp lực nớc trong ống đợc giữ cân bằng nhờ một pittông, vặn pittông để chỉ số cột thuỷ ngân ở điểm 0, có số đọc trên đồng hồ là p, áp lực nớc lỗ rỗng khi đó đợc xác định bằng quan hệ:
U = p + hm.γ w
Trong đó: hm- mực nớc trong ống đo; γ w - khối lợng thể tích nớc.
Nếu chiều cao hw là chiều cao lớp nớc trên hố đo thì áp lực nớc lỗ rỗng thực tế là:
U = p + (hm- hw).γ w
Tiến hành đo một giờ một lần. Tại mỗi vị trí đặt trạm quan trắc lún bố trí 3 áp lực kế đo áp lực nớc lỗ rỗng LPC ở 3 cao độ khác nhau (trên mặt lớp đất yếu dới lớp đệm cát, giữa lớp đất yếu và cuối chiều sâu cắm bấc thấm). Bố trí đo áp lực nớc lỗ rỗng tại các trắc ngang đo lún.
∗ Bố trí mạng lới quan trắc:
Bố trí 5 mốc chuẩn quan trắc, mỗi điểm cách nhau 500m và cách tim đ- ờng phía ngoài taluy 150m.
Trên toàn tuyến bố trí 10 trắc ngang để quan trắc. Tại mỗi trắc ngang bố trí 3 tấm đo lún, 6 cọc quan trắc chuyển vị ngang (mỗi bên taluy 3 cọc) và 3 áp lực kế LPC.
Vị trí các trắc ngang đợc thể hiện trong bảng sau:
STT tuyếnĐoạn trạmTên Lý trình
Số lợng bàn đo lún (cái) Số lợng cọc gỗ (cái) Số lợng áp lực kế (cái) 1 I QT1 Km 0+850 3 6 3 2 QT2 Km 1+100 3 6 3 3 II QT3 Km 1+300 3 6 3 4 QT4 Km 1+500 3 6 3 5 III QT5 Km 1+700 3 6 3 6 QT6 Km 2+900 3 6 3 7 IV QT7 Km 2+200 3 6 3 8 QT8 Km 2+400 3 6 3 9 QT9 Km 2+650 3 6 3 10 QT10 Km 2+950 3 6 3
6.4. Kiểm tra chất lợng nền đất sau khi xử lý
Để kiểm tra chất lợng của nền đất sau khi xử lý, ta sử dụng các biện pháp sau:
- Khoan lấy mẫu theo độ sâu để thí nghiệm trong phòng xác định các đặc trng cơ lý.
- Thí nghiệm cắt cánh xác định độ bền kháng cắt không thoát nớc của đất. Thí nghiệm cắt cánh đợc tiến hành ngay trong lỗ khoan.
6.4.1. Công tác khoan lấy mẫu
Mạng lới lỗ khoan đợc bố trí dọc theo tim tuyến, khoảng cách giữa các lỗ khoan dọc theo tuyến từ 100-150m.
Độ sâu: Khoan hết chiều sâu xử lý bằng bấc thấm. Từ 2-3m lấy mẫu một lần, không tiến hành thí nghiệm SPT.
6.4.1.1 Khối lợng
Số lợng lỗ khoan trên toàn tuyến là 13 (lỗ khoan)
Chiều sâu: Đoạn 1: Khoan 2 lỗ khoan, mỗi lỗ khoan sâu 15m; Đoạn 2: Khoan 3 lỗ khoan, mỗi lỗ khoan sâu 17m; Đoạn 3: Khoan 3 lỗ khoan, mỗi lỗ khoan sâu 16m; Đoạn 4: Khoan 5 lỗ khoan, mỗi lỗ khoan sâu 13m; Vị trí của các lỗ khoan nh trong bảng sau:
LK1 LK2 Vị trí Km 0+850 Km1+120 Độ sâu (m) 15 15 Đoạn 2: Từ KM 1+150 đến KM 1+550 LK3 LK4 LK5 Vị trí Km 1+270 Km 1+400 Km1+ 520 Độ sâu (m) 17 17 17 Đoạn 3: Từ KM 1+550 đến KM 2+000 LK6 LK7 LK8 Vị trí Km 1+630 Km 1+800 Km1+ 920 Độ sâu (m) 16 16 16 Đoạn 4: Từ KM 2+000 đến KM 3+000 LK9 LK10 LK11 LK12 LK13 Vị trí Km2+ 150 Km2+300 Km2+ 500 Km2+ 750 Km2+ 950 Độ sâu (m) 13 13 13 13 13 6.4.2. Thí nghiệm cắt cánh 6.4.2.1 Mục đích Xác định sức kháng cắt không thoát nớc (τu), từ đó xác định lực dính không thoát nớc Cu. 6.4.2.2 Khối lợng
Do thí nghiệm cắt cánh chỉ đợc thực hiện trong lớp đất yếu sẽ tiến hành thí nghiệm cắt cánh tại lớp 1 (lớp bùn sét hữu cơ), thí nghiệm đợc bố trí trong các lỗ khoan kiểm tra. Cứ 2m tiến hành một thí nghiệm.
Lỗ khoan Chiều sâu (m) Số điểm cắt cánh
LK1 15 7 LK2 15 7 LK3 17 8 LK4 17 8 LK5 17 8 LK6 16 8 LK7 16 8 LK8 16 8 LK9 13 6 LK10 13 6
LK11 13 6
LK12 13 6
LK13 13 6
Tổng số điểm cắt cánh 92
6.4.2.3 Sơ đồ thí nghiệm
1-Thiết bị tạo lực cắt và moomen xoắn 2- Cần ; 3- Cánh cắt ; 4- Ống lót
6.4.2.4 Tiến hành thí nghiệm
Sau khi khoan đến độ sâu cần thí nghiệm, dừng khoan, kéo bộ dụng cụ khoan lên, lắp đặt thiết bị nh hình vẽ, ấn cánh xuống sâu khoảng 0,5 m.
Cánh cắt quay tốc độ 0,1 - 0,2 (độ/s). Khi quay cánh cắt ta ghi chép số đọc góc quay và mô men xoắn, ở giai đoạn đầu khi mô men xoắn cánh tăng lên thì cứ 1 - 20 đọc giá trị mô men xoắn. Khi mẫu bị cắt hoàn toàn mô men xoắn giảm tới giá trị nhỏ nhất, ở giai đoạn này cứ 3 - 50 đọc một lần cho đến khi mô men xoắn bằng giá trị nhỏ nhất.
6.4.2.5 Chỉnh lý tài liệu thí nghiệm
+ Sức kháng cắt không thấm nớc
k
Mmax
=
τ (kG/cm2)
Mmax - Mômen xoắn lớn nhất
K - đại lợng không đổi của cánh (cm3) H - chiều cao cánh cắt d - kích thớc ngang cánh cắt ( 3) 57 , 1 d2 h d k = + 4 2 3 1 sơ đồ thí nghiệm cắt cánh.
1-Thiết bị tạo lực cắt và đo mômen xoắn. 2-Cần; 3- Cánh cắt; 4- Ông lót.
) 3 d h ( d 57 , 1 M 2 max + = τ + Lực dính kết của đất 3 28 3 r M C π = r - bán kính cánh cắt
M - mômen chống cắt trên toàn mặt trụ M = M1 + M2
M1 - mô men chống cắt trên mặt trụ tròn xoay thẳng đứng M2 -mô men chống cắt ở hai mặt đáy
CHƯƠNG 7.
Tổ chức thi công và dự toán giá thành phơng án xử lý
7.1. Tổ chức thi công7.1.1. Công tác chuẩn bị 7.1.1. Công tác chuẩn bị 1. Vật liệu làm đệm cát
Vật liệu làm đệm cát phải đảm bảo các yêu cầu sau:
- Là cát hạt trung, có hàm lợng hạt > 0.25mm chiếm hơn 50%; - Hàm lợng hạt < 0.8m chiếm ít hơn 50%;
- Hàm lợng hữu cơ < 5%;
- Thoả mãn một trong hai điều kiện sau:
6 10
60 >
D D
( ) 3 . 1 60 10 2 30 < < D D D Trong đó:
D10 - kích thớc cỡ hạt mà lợng chứa các cỡ hạt nhỏ hơn nó chiếm 10%; D30- kích thớc cỡ hạt mà lợng chứa các cỡ hạt nhỏ hơn nó chiếm 30%; D60 - kích thớc cỡ hạt mà lợng chứa các cỡ hạt nhỏ hơn nó chiếm 60%;
* Tổng thể tích đệm cát
Đoạn 1: Từ Km 0+800 đến Km 1+150. Chiều dài đoạn tuyến 1: L1= 350m
Chiều dày lớp đệm cát: h= 1,4m. Hệ số mái dốc: 1:2 Chiều cao đắp: Hđ = 5,6m.
Chiều rộng đáy nền đờng: B=15+4.5,6=37,4m Chiều rộng quy đổi của lớp đệm cát: B’=34,6m Thể tích đệm cát: V1= 34,6.1,4.350=16954 m3
Đoạn 2: Từ Km 1+150 đến Km 1+550 Chiều dài đoạn tuyến 2: L2= 400m
Chiều dày lớp đệm cát: h= 1,6m. Hệ số mái dốc: 1:2 Chiều cao đắp: Hđ= 5,5m.
Chiều rộng đáy nền đờng: B=15+2.11,0=37,0m Chiều rộng quy đổi của lớp đệm cát: B’=33,8m Thể tích đệm cát: V2= 33,8.1,6.400=21632 m3
Đoạn 3: Từ Km 1+550 đến Km 2+000 Chiều dài đoạn tuyến 3: L3= 450m
Chiều dày lớp đệm cát: h= 1,6m. Hệ số mái dốc: 1:2 Chiều cao đắp: Hđ= 5,1m.
Chiều rộng đáy nền đờng: B=15+2.10,2=35,4m Chiều rộng quy đổi của lớp đệm cát: B’=32,2 m Thể tích đệm cát: V3= 32,2.1,6.450=23184 m3
Chiều dày lớp đệm cát: h= 1,4m. Hệ số mái dốc: 1:2 Chiều cao đắp: Hđ= 5,2m.
Chiều rộng đáy nền đờng: B=15+2.10,4=35,8m Chiều rộng quy đổi của lớp đệm cát: B’=33 m Thể tích đệm cát: V4= 33.1,4.1000=46200 m3
Nh vậy tổng thể tích cát toàn tuyến là: V= V1 +V2 +V3 +V4
V= 107970 m3
2. Bấc thấm
Sử dụng loại bấc thấm MD7407 do hãng Mebra Drain sản xuất.
Vỏ, lõi bấc thấm phải đảm bảo không nứt, vỡ trong suốt quá trình vận chuyển và lắp đặt vào thiết bị.
- Thành phần:
Lõi làm bằng polypropylene.
Vỏ lọc là vải địa kỹ thuật không dệt polypropylene. Chiều rộng băng nhựa : 100 mm
Chiều dày: 3 mm
Độ bền chịu kéo: 1,8 kN (EN ISO 10319) Độ giãn dài ở 0,5 kN < 2%. (EN ISO 10319) Độ giãn dài khi phá hủy: 20%. (EN ISO 10319)
Khả năng thoát nớc khi có áp lực 200 kN: 20.10-6m3/s (EN 12958) Khả năng thoát nớc khi có áp lực 300kN: 30.10-6m3/s (EN 12958) Độ thấm của vỏ lọc 1,0 s-1(ASTM D4491).
Hệ số thấm của vỏ lọc 3.10-4 m/s (ASTM D4491). Kích thớc lỗ vỏ lọc O95: 75àm(ASTM D4751)
Chiều dài cuộn 300m.
Đờng kính ngoài của cuộn 1,15m. Đờng kính trong của cuộn 0,16m. Trọng lợng cuộn 22,0 kg.
* Tổng chiều dài bấc thấm
Chiều dài bấc thấm bằng chiều dài bấc thấm cắm vào lớp đất yếu cần xử lý cộng chiều dày lớp đệm cát và mỗi bấc thấm cắt d 0,2m dùng để gập đầu bấc thấm.
- Khoảng cách bố trí bấc thấm theo mạng tam giác là: L = 1,5m.
1, 30 m 1, 30 1,50 m 1,50 1,50 1,50 1,50 1,50m 1,50m Đoạn 1: Từ Km 0+800 đến Km 1+150. Chiều dài bấc thấm: l= 14,5+ 1,4+0,2=16,1m Chiều dài đoạn tuyến 1: L1= 350m
Chiều dày lớp đệm cát: h= 1,4m. Hệ số mái dốc: 1:2 Chiều cao đắp: Hđ= 5,6m. Chiều rộng đáy nền đờng: B=15+2.11,2=37,4m Số hàng bấc thấm là: 37,4/1,3+1=30 hàng Số vị trí cắm bấc thấm trên 1 hàng là: 350/1,5=233 (vị trí) Tổng chiều dài bấc thấm: L=233.30.16,1=112539m Đoạn 2: Từ Km 1+150 đến Km 1+550 Chiều dài bấc thấm: l= 17+1,6+0,2=18,8m Tổng chiều dài bấc thấm: L=266.29.18,8=145023m Đoạn 3: Từ Km 1+550 đến Km 2+000 Chiều dài cắm bấc thấm: l=16+1,6+0,2=17,8m Tổng chiều dài bấc thấm: L=300.28.17,8=149520m Đoạn 4: Từ Km 2+000 đến Km 3+000 Chiều sâu cắm bấc thấm: l =13+1,4+0,2=14,6m Tổng chiều dài bấc thấm: L=667.28.14,6=272670m
3. Đất đắp Đoạn 1: Từ Km 0+800 đến Km 1+150 V1=350.5,6.(15+37,4)/2=51253 m3 Đoạn 2: Từ Km1+150 đến Km 1+550 V2=400.5,5.(15+37)/2= 57200 m3 Đoạn 3: Từ Km1+550 đến Km 2+000 V3=450.5,1.(15+35,4)/2=57834 m3 Đoạn 4: Từ Km1+150 đến Km 1+550 V4=1000.5,2.(15+35,8)/2=132080 m3
Tổng thể tích đất đắp trên toàn tuyến: V= V1 + V2+ V3+V4= 298367 m3
4. Thiết bị quan trắc địa kỹ thuật
- Thiết bị đo lún bề mặt: Số lợng 30 cái
- Cọc gỗ quan trắc chuyển vị ngang: Số lợng 60 cái
- Áp lực kế: Số lợng 30 cái
5. Máy móc, trang thiết bị phục vụ thi công
Máy móc, trang thiết bị phục vụ thi công cần phải đảm bảo các yêu cầu sau:
+ Máy móc và nhân lực đợc sử dụng tối đa và đảm bảo an toàn lao động. + Đảm bảo đủ các loại vật liệu theo yêu cầu thi công.
+ Đảm bảo nền đờng thoát nớc dễ dàng trong quá trình thi công
7.1.2. Trình tự thi công xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm
- Vét đất hữu cơ, đào khuôn đờng kết hợp với đào rãnh thoát nớc và đắp bờ ngăn nớc (nếu cần thiết).
- Đắp lớp đệm cát (trừ lại 0,2m để phủ đầu bấc thấm) kết hợp với thi công cửa thoát nớc.
- Thi công bấc thấm.
- Đắp 0,2m đệm cát còn lại để phủ đầu bấc thấm. - Đặt hệ thống quan trắc.
- Đắp thân đờng theo biểu đồ phân kỳ thi công đã nêu ở phần thiết kế. - Chờ nền đất cố kết.
- Thi công các công việc còn lại.
7.1.2.1 Thi công đệm cát
- Khi tiến hành thi công đệm cát, tùy thuộc vào độ lún cuối cùng tại các đoạn khác nhau mà lớp đệm cát có chiều dày khác nhau. Bề dày lớp đệm cát tối thiểu là 50cm và lớn hơn độ lún dự báo từ 20-40cm.
- Lớp đệm cát đắp thành các lớp mỏng một với bề dày 0,2m và đầm chặt K= 0,9 tạo thành lớp đệm ổn định cho xe máy đi vào thi công bấc thấm.
- Phía trên lớp đệm cát phải có lớp cát trung để phủ kín bấc thấm với chiều dày 0,2m.
∗ Yêu cầu của thi công lớp đệm cát:
- Phải thi công lớp đệm cát trớc khi thi công bấc thấm.
- Tầng đệm cát phải chịu đợc tải trọng của xe máy thi công bấc thấm, cắm đợc bấc thấm qua tầng đệm cát dễ dàng và thoát nớc tốt.
7.1.2.2 Thi công bấc thấm
Chọn thiết bị cắm bấc thấm có đặc trng kỹ thuật sau:
- Trục tâm để lắp bấc thấm có tiết diện 60 x 120mm, dọc trục có vạch chia đến cm để theo dõi chiều sâu cắm bấc thấm và có quả rọi để thờng xuyên kiểm tra độ thẳng đứng khi cắm bấc thấm vào trong đất.
- Máy phải có lực đủ lớn để cắm bấc thấm đến chiều sâu thiết kế.
- Thiết kế trớc hồ sơ di chuyển làm việc của máy cắm bấc thấm trên mặt bằng của đệm cát theo nguyên tắc:
+ Khi di chuyển máy không đợc đè lên đầu bấc thấm đã thi công. + Trong quá trình thi công hành trình di chuyển của máy là ít nhất. + Trớc khi thi công chính thức, đơn vị thi công phải tổ chức thi công thí điểm trên một phạm vi đủ để máy di chuyển hai đến ba lần khi thực hiện các thao tác cắm bấc thấm.
+ Khi thi công thí điểm đạt yêu cầu thì mới cho thi công chính thức. + Định vị tất cả các điểm sẽ phải cắm bấc thấm bằng máy đo đạc thông thờng theo hàng dọc và theo hàng ngang đúng với đồ án thiết kế.
+ Lắp bấc thấm vào trục tâm và điều khiển máy đa đầu trục tâm đến vị trí cần cắm bấc thấm.
+ Gắn đầu neo vào đầu bấc thấm với chiều dài bấc thấm đợc gập lại tối thiểu là 30cm và đợc gim vào gim thép. Các đầu neo phải có kích thớc phù hợp với bấc thấm. Kích thớc của neo thờng là 85 x 150mm bằng tôn dày 0,5mm.
+ Cắm trục tâm đã đợc lắp bấc thấm đến độ sâu thiết kế với tốc độ đều trong phạm vi 0,2 - 0,6m/s. Sau khi cắm bấc thấm xong kéo trục tâm lên (lúc này đầu neo giữ bấc thấm lại trong nền đất). Khi trục tâm đã đợc kéo lên hết, dùng kéo cắt đứt đầu bấc thấm cắt d 20cm đầu bấc thấm nhô lên lớp đệm cát. Và chuyển sang cắm bấc thấm khác.
Hình 7.6. Thi công bấc thấm tại cầu Giẽ - Ninh Bình
∗ Yêu cầu chất lợng thi công bấc thấm nh sau:
- Vị trí cắm bấc thấm không đợc sai với thiết kế quá 15cm.