chơng iV xây dựng công trình đất yếu $.1 Khái niệm chung: + Nền đất yếu: Đây khái niệm tơng đối Vì: : Trạng thái vật lý đất Tơng quan khả đất tải trọng CT (Công trình) yếu với CT nhng tốt với CT khác Thờng đất: Có khả chịu lực: 0.5 ữ 1.0 kg/cm2, Có tính nén lún mạnh Đất yếu hầu nh: BÃo hoà, hệ số rỗng e lớn (e>1); Mô duyn tổng biến dạng bé ( E 50 kg/cm2); Trị số sức chống cắt c; nhỏ: = 4ữ8o; c = 0.05 ÷ 0.1 kg/cm2 Bao gåm: SÐt mỊm, loại cát hạt nhỏ, mịn, rời rạc, than bùn Việc xây dựng CT đất yếu cần thiết phải nghiên cứu xử lý phận CT: KCCT (Kết cấu công trình), Móng, Nền, (TC) $.2 Các biện pháp KCCT: KCCT bị phá hỏng toàn phận do: đ/k biến dạng không đợc thoả mÃn áp lực tác dụng lên mặt lớn Nhằm mục đích: Giảm áp lực lên móng Tăng khả chịu lùc cđa KCCT Ta dïng biƯn ph¸p: Dïng VL(VËt liƯu) nhẹ; KC nhẹ Làm tăng độ mềm CT Tăng cờng độ cho KC 1.Dùng VL nhẹ KC nhẹ: Để giảm trọng lợng KCCT Lu ý: Những CT thờng xuyên chịu tải trọng ngang lớn lúc phải có biện pháp để đảm bảo tính ổn định trợt 60 2.Tăng độ mềm CT: Làm mềm CT (kể móng) khử đợc ứ/s phụ thêm phát sinh KC lún không đều: Bằng cách: Cắt phận cứng CT thành nhiều phần tách biệt khe lún Dùng KC tĩnh định Khe lún: + Là biện pháp KC có hiệu xây dựng CT có tải khác có tính nén lớn không + Cần đợc bố trí để đảm bảo phận CT có khả làm việc độc lập, có đủ cờng độ độ cứng chịu uốn, không gây vết nứt biến dạng lớn không Vị trí khe lún: Dựa vào phân bố lớp đất Hình thức KC Tại: lớn + Chiều dày lớp đất thay đổi đột biến tính nén đất khác + Khi đất đồng bố trí chỗ thay đổi lớn chiều cao, chênh lệch đáng kể tải trọng + Nếu CT có hình dạng phức tạp bố trí chỗ có thay đổi kích thớc hình học 61 ChiỊu réng khe lón: ∈: TÝnh chÊt biÕn d¹ng cđa CT Sự phân bố lớp đất yếu Trờng hợp a: Khe lún nên cấu tạo hẹp vào khoảng 1cm Trờng hợp b: Khe lún lấy lớn khoảng 3-5cm Chiều rộng tối thiểu để phận tách không tựa lên nhau: = kh (tgph - tgtr) h – chiỊu cao cđa khe lón θph; θtr – góc nghiêng CT bên phải bên trái khe lún k: Hệ số xét đến tính chất không ®ång nhÊt cđa ®Êt, cã thĨ lÊy: 1,3 ÷ 1,5 Lu ý: Khe lún cần thiết nhng lúc đủ Nó tránh đợc truyền lực trực tiếp từ công trình lên công trình khác nhng không triệt tiêu đợc chồng chéo ứ/s đất dễ gây độ lún CT cã tríc Trong nỊn cã tÝnh nÐn lón lín riêng tác dụng khe lún không đủ cần phải có biện pháp đặc biệt ví dụ nh tờng cừ cho phép giảm đáng kể chồng chéo Dùng KC tĩnh định: Bằng cách thay mối nối cứng khớp gối tựa khử đợc ứng xuất phụ thêm phát sinh Tuy nhiên làm CT nặng thêm 62 Tăng thêm cờng độ cho KC: Mục đích: Để phận đủ sức chịu thêm ứng lực sinh lún không Tăng thêm cờng độ độ cứng không gian cho KC Bằng cách: Bố trí giằng liên tục gạch cốt thép BTCT dọc theo tờng chịu lực dọc theo móng Xác định vị trí giằng Thiết kế giằng: Xác định lợng cốt thép Tuỳ CT bị uốn cong xuống lên mà giằng bố trí phía dới phÝa trªn cđa têng Khi cèt thÐp bè trÝ hµng chiỊu dµy gi»ng ≤ 7,5cm Khi cèt thÐp bè trÝ hµng chiỊu dµy gi»ng > 150cm ThÐp φ: (6-12mm) $.3 C¸c biƯn ph¸p vỊ Mãng: 63 Thay đổi chiều sâu chôn móng: Chiều sâu chôn móng tăng Sức chịu tải tăng lên Cơ ®Êt 2.Thay ®ỉi kÝch thíc mãng: NÕu díi ®Õ mãng lớp đất yếu có chiều dày thay đổi, để đảm bảo độ lún đất điểm có giá trị nh dùng hai biện pháp sau: Cấu tạo móng theo chiều sâu khác để chiều dày vùng chịu nén lớp đất dới ®Õ mãng nh Hc thiÕt kÕ ®Õ mãng cã chiều rộng thay đổi nhằm mục đích tạo biểu đồ phân bố ứng xuất tiếp xúc có giá trị khác điểm dới đế móng 3.Thay đổi loại móng độ cứng móng: Chọn loại móng quan trọng thể mặt chịu lực mà có ý nghĩa kinh tế lớn Dựa vào: Hình thức KC nh tính chất truyền tải trọng Sơ đồ bố trí công trình ngầm, công trình lân cận Tình hình địa chất Điều kiện xây dựng móng: (Phơng tiện thi công, thời gian xây dựng ) Có thể dùng loại móng đà nêu Tăng độ cứng móng làm độ chênh lệch lún KC bên nhỏ Để tăng độ cứng làm: Tăng chiều dày móng Tăng cốt thép dọc Có thể làm móng hộp độ cứng lớn mà nhẹ 64 $.4 Các biện pháp xử lý nền: Mục đích: Làm tăng sức chịu tải Hạn chế mức độ biến dạng (đặc biệt biến dạng không đồng đều) Nội dung: Làm tăng cờng độ liên kết hạt đất ( để tăng sức chịu tải) Làm tăng độ chặt ( để giảm tính nén lún tính thấm nớc) Các biện pháp: Loại học: Làm chặt đầm, chấn động, làm chặt loại cọc, phơng pháp thay đất, phơng pháp nén trớc, bệ phản áp Loại vật lý: Phơng pháp hạ mực nớc ngầm, phơng pháp dùng giếng cát, phơng pháp điện thấm Loại hoá học: Phơng pháp keo kết xi măng, phơng pháp silicat hoá , phơng pháp điện hoá Sau gia cố đất đà khác nhiều so với trớc cần có đánh giá để thiết kế móng 1.Phơng pháp làm đệm: Nguyên lý: Vì ứng suất giảm dần theo chiều sâu (với tải trọng ngoài) nên gặp lớp đất yếu ngời ta thay lớp đất khác có tính chất phù hợp đầm lu chặt ( cát trung, cát thô, cuội sỏi hay đất cấp phối đợc đầm lu lớp) Công dụng: + Lớp đệm đóng vai trò nh lớp chịu lực, tiếp thu đợc tải trọng CT truyền xuống lớp đất yếu dới + Giảm bớt độ lún toàn không đồng đều, làm tăng nhanh tốc độ cố kết lớp đệm có hệ số thấm lớn nên nơi để nớc đất yếu thoát vào + Tăng khả ổn định CT có tải trọng ngang lớp đệm sau đợc đầm chặt có lực ma sát lớn + Kích thớc chiều sâu chôn móng giảm cờng độ lớp đệm cao + Thi công đơn giản 65 Phạm vi sử dụng: Lớp đệm dùng hiệu lớp đất yếu trạng thái bÃo hoà nớc chiều dày 3m ( Nếu sâu không kinh tế) Khi nớc ngầm có áp lực tác dụng phạm vi lớp đệm không dùng biện pháp cát lớp đệm có khả di động a, Thiết kế Xác định kích thớc đệm: Y/cầu: + Dới tác dụng tải trọng CT đệm phải ổn định + áp lực tải trọng CT truyền lên mặt lớp đất yếu dới lớp đệm phải nhỏ cờng độ lớp + Đảm bảo độ lún nhỏ độ lún cho phép * Để đảm bảo ổn định xung quanh lớp đệm cát chiều rộng lớp đệm phải có kích thớc đủ để biến dạng ngang CT gây không lớn, nằm giới hạn cho phép Theo kinh nghiệm để đảm bảo y/cầu lấy = đ ( góc ma sát đệm) = 30 ữ 45o Xác định kích thớc đệm: hđ = ? giả thiết chiều dày xong kiểm tra điều chỉnh cho phù hợp Khi có đệm cát môi trờng phức tạp nên trạng thái ứ/ suất hoàn toàn khác với trờng hợp nêu học đất kích thớc đệm cát giới hạn Tuy nhiên để đơn giản tính toán ngời ta dùng phơng pháp gần sau: + Xem lớp đệm nh phận vận dụng quy luật phân bố ứ/suất đất để tính toán + Xác định kích thớc đệm dựa đ/k ổn định mặt cờng độ: Để xác định Pgh ta phải tính toán trợt sâu theo phơng pháp cung trợt tròn trợt sâu theo mặt tiếp xúc đáy đệm cát đỉnh lớp đất yếu chiều dày tầng đệm cát đợc xác định dần theo yêu cầu Tuy nhiên gần làm nh sau: 66 Giả định hđ sau kiểm tra điều kiện: hm b m hqƯ hđ Điều kiện: * Về cờng độ: Tại đáy móng: p R; pmax 1,2.R p; pmax - áp lực trung bình lớn tải trọng tính toán gây ®¸y mãng; R – Cêng ®é líp ®Ưm R= Pgh/Fs Pgh - Sức chịu tải lớp đệm cát tính gần theo công thức giáo trình Cơ đất M = bt =2 z Tại đáy líp ®Ưm: σ1 + σ2 ≤ R®y = Pgh®y /Fs : ứng suất thờng xuyên trọng lợng thân đất đệm cát tác dụng lên mặt lớp đất yếu dới đáy đệm = đ ì hđ + ì hm đ: Trọng lợng thể tích đất lớp đệm hm hđ: chiều sâu đặt móng chiều dày lớp đệm : ứng suất tải trọng gây bề mặt lớp đất yếu tính theo giáo trình Cơ đất Để tính Pghđy ta tạo móng quy ớc víi bỊ réng mãng khèi quy íc nh sau: b q = b +2 h®.tgα l q = l + h®.tgα α cã thĨ lÊy b»ng ϕ - gãc ma sát lớp đệm ( thờng lấy 30o) ã Hoặc bqu đợc tính : N tt + m Fhm n = - Móng băng : bqu - Mãng ch÷ nhËt : bqu = F qu + ∆2 − ∆ N tt + γ m Fhm n l −b Trong ®ã : Fqu = ; ∆= σ2 Độ dốc ta luy thành hố đào, m, xác định sở phân tính ổn định mái dốc thực lớp đất yếu * Về biến dạng: Tính lún phơng pháp cộng lún lớp S = Sd + S n ≤ [ S ] ( Lu ý: Kích thớc đệm phải đồng thời thoả mÃn điều kiện 67 Nền gia cố giả định nên ta phải khảo sát lại gia cố để đánh giá gia cố có số liệu để hiệu chỉnh lại móng đà thiết kế sơ bộ.) b Vật liệu đệm biện pháp thi công: Vật liệu: theo kinh nghiệm: cát to cát trung loại đầm có khả đạt đến độ chặt cao tiếp thu đợc tải trọng lớn công trình không di động dới tác dụng nớc ngầm Để tiết kiệm trộn: 70% cát vàng với 30% cát đen hay phần sỏi với phần cát vàng Biện pháp thi công: Khi thi công phải đảm bảo độ chặt lớn không làm phá hoại kết cấu đất thiên nhiên dới tầng đệm cát Tuỳ theo vật liệu đệm thiết bị đầm mà chọn biện pháp thi công cho phù hợp Rải cát thành lớp, chiều dày lớp tuỳ thuộc thiết bị: đầm thủ công; đầm bàn rung; đầm bánh xích; đầm lu; đầm rung có phun nớc chiều dày lớp rải tuỳ thuộc thiết bị đầm nén: ví dụ đầm thủ công chiều dày: 20cm; đầm bàn rung: 25cm đầm rung có phun nớc U20: 100ữ150cm Nếu đất dới đệm lớp đất yếu nên rải lớp vật liệu ngăn cách để tránh cát bị chìm xuống đất yếu tạo điều kiện đầm chặt lớp cát theo yêu cầu Vật liệu ngăn cách phổ biến vải địa kỹ tht: (geotextile) NÕu thi c«ng níc cã thĨ dïng biện pháp xỉa lắc cát, biện pháp thi công đ/k bÃo hoà nớc , nên mực nớc ngầm lớp đệm phải cao mặt lớp cát rải khoảng 5ữ10cm Chỉ tiêu đánh giá chất lợng đầm nén: a, Độ chặt đầm nén: Dựa vào độ chặt tơng đối D D= emax e ; e hệ số rỗng đệm cát emax emin D cát rời diện tích ®Õ mãng theo k/nghiƯm chiỊu réng > 0.2b; Fnc = 1.4b(a+0.4b) Tû lƯ diƯn tÝch tiÕt diƯn cäc c¸t víi diện tích đợc nén chặt Fnc xác định nh sau: Fc e −e = Ω = o nc Fnc + eo eo: hệ số rỗng đất thiên nhiên trớc nén chặt cọc cát + Xác định số lợng cọc cát: n= Fnc ; fc fc: diƯn tÝch tiÕt diƯn cäc c¸t + Bè trÝ cäc: Bố trí theo đỉnh lới tam giác Khoảng cách cọc cát xác định dựa vào giả thiết sau: - Độ ẩm trình nén không đổi - Đất đợc nén chặt khoảng cách cọc cát - Đất không trồi lên mặt đất - Thể tích hạt đất trớc sau nén chặt xem nh không đổi Từ Đ/k: Trọng lợng khối đất, có đáy tam giác ABC không đổi sau đợc nén chặt cọc c¸t L ≤ 0.952d c + eo eo − enc eo: hệ số rỗng đất trớc có cọc cát enc: hệ số rỗng đất sau đóng cọc cát Có thể viết dới dạng: L 0.952d c 1− γ γ nc ≤ 0.952d c γ nc γ nc − γ γnc Träng lỵng thĨ tích sau nén chặt 71 Để bảo đảm đất đợc ổn định phơng diện biến dạng nh khả chịu tải, cọc cát thờng đợc bố trí dới móng mà phạm vi đế móng Theo kinh nghiệm thiết kế số lợng hàng cọc cát bố trí theo hớng dọc hớng ngang dới đế móng thờng lớn hàng, trục hàng cọc lấy rộng kích thớc mặt đế móng khoảng cách lớn 1,5 lần đờng kính cọc 0,1 lần chiều dài cọc Có thể bố trí nh sau: Trên giấy crôki ta vẽ lới cọc cát theo khoảng cách đà chọn thiết kế sau đặt giấy can lới theo tỷ lệ ta vẽ sơ đồ móng với giải nén chặt xung quanh Xê dịch giấy can lới ta tìm đợc bố trí hợp lý cđa cäc c¸t Cäc c¸t chØ cã t¸c dơng nÐn chặt theo chiều sâu số lợng cát chứa đầy cọc đáp ứng y/cầu độ chặt thiết kế Trọng lợng cát cần thiết 1md cọc: G= fc w (1 + ) + enc 100 W1: ®é ẩm tính theo trọng lợng cát thời gian thi công : trọng lợng riêng cát dùng cọc + Xác định chiều sâu nén chặt cọc: σz ≤ 0.2 σbt ®Êt tèt ≤ 0.1 σbt ®Êt yếu 0.5 bt thuỷ lợi Có thể theo phơng pháp lớp tơng đơng Xtôvich H = hs (hs= Ab) A: hệ số lớp tơng đơng hệ số poát xông ; hình dạng đế móng ®é cøng cđa mãng Thêng > lÇn b mãng chữ nhật ữ lần b móng băng Theo kinh nghiệm đất sau gia cố cọc cát sức chịu tải: tăng từ ữ đất cha gia cố mô duyn biến dạng tăng lên khoảng 2-3 lần Ta lấy sở để giả định thiết kế b Biện pháp thi công: 72 ống thép thờng có đờng kính 40 ữ 50 cm nhờ phận chấn động, máy ấn èng xuèng ®Õn cèt thiÕt kÕ Sau ®ã nhÊc bé phận chấn động ra, nhồi cát vào đổ cao chừng 1m Rồi lại đặt máy chấn động vào rung khoảng 15 ữ 20 giây Tiếp theo bỏ máy chấn động rút ống lên khoảng 0,5m lại đặt máy chấn động rung khoảng 10ữ 15 giây mũi ống mở cát tụt xuống Sau rút ống lên với tốc độ đều, vừa rút ống vừa rung cho cát đợc làm chặt c, Kiểm tra chất lợng: Sau thi công kiểm tra lại phơng pháp sau: Khoan lấy mẫu cọc cát thí nghiệm phòng Dùng xuyên để kiểm tra độ chặt cát cọc cát Đất yếu dùng thí nghiệm cắt cánh Thử bàn nén tĩnh trờng, mặt cọc cát Diện tích bàn nén thờng phải lớn 4m2 để trùm đợc cọc cát Phơng pháp nén trớc: Nền đất có tính nén lớn, biến dạng không đồng đều: sét, sét pha cát trạng thái chảy; cát nhỏ, cát bụi bÃo hoà nớc để nén chặt tải trọng phải tác dụng thờng xuyên thời gian dài có hiệu Trong nhiều trờng hợp độ lún dự tính lớn, vợt dẫn cho phÐp, ®Ĩ CT cã thĨ sư dơng sau thi công biện pháp hay dùng nén trớc tải trọng tĩnh Nguyên lý: 73 Trớc xây dựng CT dùng loại vật liệu nh cát, sỏi, đá v.v chất đống lên mặt đất phạm vi xây dựng móng để gây ¸p lùc nÐn (gäi lµ ¸p lùc nÐn tríc) → làm lún xuống đất đợc chặt lại Khi đất đạt độ chặt yêu cầu ngời ta dỡ áp lực nén trớc tiến hành xây dựng CT Lúc CT vừa có cờng độ đạt yêu cầu vừa có tính nén lún nhỏ Nội dung: Xác định ®é lín cđa ¸p lùc nÐn tríc Thêi gian nÐn trớc áp lực nén trớc: Để rút ngắn thời gian nÐn tríc cã ngêi ta dïng ¸p lùc nÐn = 1.2 áp lực CT, để tăng nhanh trình cố kết ít, không nên chọn lớn để tránh cho đất yếu bị phá hoại Do đất yếu nên áp lực phải tăng dần cấp để không bị phá hoại Thời gian nén trớc: Do yêu cầu thiết kế Do thiết kế, qua tính toán nhận thấy độ lún tính toán ứng với thời gian đà quy định nhỏ độ lún ổn định theo yêu cầu cần phải có biện pháp rút ngắn thời gian nén trớc Có thể làm cách sau: Làm hệ thống thoát nớc theo chiều thẳng đứng: Giếng cát bấc thấm Nén trớc kết hợp với vật thoát nớc đứng (VTNĐ) (ứng dụng hiệu với cố kết chậm) Nguyên lý cấu tạo biện pháp thoát nớc đứng giếng cát hay bấc thấm: + Giếng cát: Thi công tơng tự nh cọc cát nhiên tha hơn, nhiệm vụ tăng tốc độ tho¸t níc cã ¸p lùc t¸c dơng → qu¸ trình cố kết xảy tốc độ cố kết tăng + Bấc thấm: Về nguyên lý thoát nớc tơng tự giếng cát Cấu tạo bao gồm phần: - Lõi: chất dẻo, dầy 2ữ3,5mm, có rÃnh, đờng dẫn níc - Vá läc: b»ng vËt liƯu tỉng hỵp, chØ cho nớc đất thoát qua nhng ngăn cản đợc hạt đất chui vào bên Bấc thấm đợc chế tạo dới dạng 74 cuộn liên tục với chiều dài tơng đối lớn Thi công nh sau: máy cấy chuyên dụng kẹp đầu bấc ấn sâu xuống đất đến độ sâu thiết kế, cắt bấc đầu sau rút cần lên, để lại bấc đất Trên sở thời gian chờ đợi cho phép ph ơng án xử lý VTNĐ kết hợp gia tải đòi hỏi phải xác định yếu tố kỹ thuật sau: Độ sâu xử lý, L; Khoảng cách VTNĐ, D c; Tải trọng gia tải trớc cần thiết cách thøc gia t¶i; – Thêi gian chê tèi thiĨu Độ sâu xử lý: 75 Dựa sở cấu trúc địa tầng thực tế độ sâu hoạt động thấm đất: phạm vi định xung quanh vùng đặt tải mà nớc lỗ rỗng có khả thoát dới tác dụng gradient thuỷ lực dòng thấm tải trọng gây gọi vùng hoạt động thấm (H t)vùng giảm dần triệt tiêu theo thời gian áp lực nớc lỗ rỗng d Tuy nhiên vùng khó xác định vào nhiều yếu tè, → thêng lÊy Ht = Hn ( Hn – chiều sâu ảnh hởng lún) Trong phạm vi Ht tồn lớp đất có tính thấm cao lớp khác nhiều lớp đợc coi biên thoát nớc tự nhiên chiều dài VTNĐ cần đến biên thoát nớc đủ Xác định khoảng cách VTNĐ: Các đặc trng: Giếng cát: đờng kính giếng cát: dw Bấc thấm: quy đổi tiết diện tròn tơng đơng: dw=? a, b kÝch thíc tiÕt diƯn bÊc thÊm *lÊy theo nguyªn lý tơng đơng chu vi tiếp nhận: dw = *Theo Rixner: dw = 2(a + b) ; π ( a + b) Phạm vi ảnh hởng VTNĐ: hình trụ tròn đ/k: D Bố trí tam giác đều: D=1,154Dc Bố trí hình vuông: D=1,414Dc Khoảng cách VTNĐ chủ yếu phụ thuộc vào thời gian cho phép T, Việc xác định khoảng cách VTNĐ chđ u phơ thc vµo thêi gian cho phÐp, [T], kể từ gia tải để đất đạt tới ®é cè kÕt nµo ®ã U yc: U(t = [T]) >= U yc §é cè kÕt cđa nỊn trêng hợp có VTNĐ kết hợp cố kết theo hai phơng toán đối xứng trục, xác định theo phơng trình Carolli, 1942 có dạng: U = - (1 - U h)(1 - U v) Trong ®ã :– U v : ®é cè kÕt theo ph¬ng ®øng, U v = f (Tv = – Uh : ®é cè kÕt theo ph¬ng ngang, U h = f (Th = Cv t ) = f (Cv , h, t ) ; h2 Ch t ; F (n)) = f (Ch , D, t , d w ) D2 76 – víi F (n) = f (n = D  n  )= dw  n − 1  3  ln(n) + n − Giá trị U v = f(Tv) Uh = f(Th,n) cho đồ thị sau Để ý rằng, trờng hợp thiết kế thĨ, hƯ sè cè kÕt C v vµ Ch đất đà xác định, chiều dài đờng thoát nớc theo phơng đứng h xác định thời ®iÓm cho phÐp t = [T] ta cã: U = f(D) = f(D c) Khi thay đổi khoảng cách VTNĐ, đồ thị U = f(D c) đợc xây dựng cho phép xác định đợc giá trị thích hợp D c 77 Xác định tải trọng gia tải tr íc: T¶i träng gia t¶i tríc ∈ thêi gian khống chế cho phép, [T], sức chịu tải đất nhng không tải trọng thực công trình Tải trọng phải gia tăng theo cấp, cấp kéo dài khoảng thời gian thích hợp trớc tăng tiếp tải trọng lên Nếu điều kiện sức chịu tải không khó khăn thời gian thi công bị hạn chế áp dụng biện pháp gia tải Mức tải đ ợc xác định cho thời điểm t = [T] độ cố kết quy đổi thoả mÃn điều kiện yêu cầu Gọi tải trọng thiết kế từ công trình p, độ lún dự kiến S; tải trọng gia trớc p gt = p + p gây độ lón ci cïng dù kiÕn lµ S gh = S + s ) Tại thời điểm t = [T], độ cố kết U(t) tơng ứng với ®é lón S (t ) = U (t ) × ( S + ∆S ) , ®ã ®é cè kết quy đổi thời điểm : U= U (t ) ì ( S + ∆ s ) ∆ = U ( t ) × (1 + s ) = U ( t ) + U S S Giá trị S ®ã lµ cđa ∆U phơ thc vµo viƯc lùa chän P hay nói cách khác p đợc lựa chän cho U = U (t ) + ∆U U yc Chiều dày đệm cát đỉnh VTNĐ Đệm cát đỉnh VTNĐ tiếp nhận nớc từ VTNĐ tiêu thoát phạm vi ảnh hởng tải trọng Chiều dày đệm phải đợc xác định sở độ lún dự kiến xảy dới tác dụng tải trọng công trình S với chiều cao dự phòng không Ýt h¬n 30cm : ∆ H = S + 30 (cm) Trong : H : chiều dày ®Ưm ®Çu cäc, cm ; – S : ®é lón cuối tải trọng thiết kế gây ra, cm 78 Thiết kế bệ phản áp: Khái niệm bệ phản áp: Bệ phản áp sử dụng nhiều xây dựng đờng đắp cao qua vùng đất yếu nhằm tăng cờng ổn định cho công trình Về hình thức, bệ phản áp tên gọi phần đất đắp rộng hai bên đờng thực với chiều cao nhỏ để tạo đối trọng cho tải trọng đ ờng Sơ đồ cấu tạo nguyên lý giải pháp cho hình sau Hình thức xử lý tơng tự đợc áp dụng cho dạng công trình khác sức chịu tải giới hạn không đảm bảo tăng độ sâu đặt móng O (tâm trượt nguy hiểm) Hb Hđ Bb Mặt trượt nguy hiểm Sơ đồ cấu tạo bệ phản áp Nguyên lý làm việc bệ phản áp dựa sở phân tích sức chịu tải giới hạn Sức chịu tải giới hạn nền, p gh, đại lợng không phụ thuộc vào tính chất đất mà phụ thuộc vào móng công trình thờng biểu diễn theo công thức có dạng tổng quát sau: pgh = (α1Nγγ)b + (α2Nq)γhm + (α3Nc)c = f1(b) + f2(γhm) + f3(c) (1) Trong : f1(b) : hàm ảnh hởng bề rộng móng; f2(hm) : hàm ảnh hởng áp lực lớp phủ đáy móng; 79 f3(c) : hàm ảnh hởng lực dính đơn vị đất (nếu có) Nền đờng thờng đợc đắp trực tiếp đất tự nhiên coi h m = áp lực lớp phủ hm không, hm = Việc tạo giá trị hm sở giải pháp bệ phản áp chiều cao bệ H b đóng vai trò độ sâu chôn móng h m Thiết kế bệ phản áp: Xác định chiều cao: H b Xác định bề rộng: B b Khi xây dựng đờng đắp qua vùng đất yếu, góc ma sát đất nhỏ, đặc biệt giai đoạn xây dựng coi = ảnh hởng bề rộng b công thức không đáng kể, hệ số ảnh hởng độ sâu N q = 1, hệ số ảnh hëng cña lùc dÝnh N c = (π + 2) sức chịu tải giới hạn đợc xác định theo công thức đơn giản sau: pgh = γhm + (π +2)cu TÝnh to¸n chiỊu cao bƯ H b Trong công trình đờng đắp, tải trọng thiết kế công trình lên đất trọng lợng đất đắp: p = đ H đ (2) Trong : đ : trọng lợng riêng đất đắp đờng; Hđ : chiều cao đắp đờng theo yêu cầu Nếu hệ số an toàn cờng độ đất theo yêu cầu F s, điều kiện sau phải đợc thỏa mÃn: p gh p ≥ Fs (3) hay pgh >= Fs × p (4) thay pgh theo (1) víi αi =1 vµ p theo (4) ta cã : N γ Bγ + N q γ b H b + N c c' > Fs ì (đHđ) Giải theo H b ta đợc chiều cao tối thiểu bệ phản ¸p: 80 Hb = yÕu Fsγ d H d − (0.5N γ Bγ + N c c ') N q b (5) giá trị N i lấy theo góc kháng cắt hữu hiệu, = ' đất Trong điều kiện không thoát nớc (thi công liên tục, giai đoạn), p gh xác định theo (1) chiều cao tối thiểu bệ xác định theo công thức đơn giản: Hb = Fs d H d 5.14cu b (6) Trờng hợp đất tơng đối yếu tải trọng từ bệ phản áp với chiều cao xác định theo (5) không đảm bảo ổn định theo yêu cầu, bệ phản áp cần phải đợc thiết kế thành nhiều bậc Khi chiều cao bậc đ ợc xác định tơng tự cách thay giá trị (đHđ) giá trị tải trọng từ bậc bên liền kề Bề rộng bệ phản áp: Bb phải đủ để bao phủ đợc mặt trợt có tải trọng đờng gây Dùng phơng pháp mặt trợt trụ tròn phân tích tìm B b Trong thiết kế sơ bộ, giả thiết đất có = bề rộng bệ phản áp xác định theo bề rộng mặt trợt giới hạn không bề rộng đờng đắp Gia cố xi măng - đất: Nguyên lý: - Trộn đất dới sâu lên với xi măng nhờ phản ứng hoá lý xảy làm cho đất mềm yếu đóng cứng lại thành thể cọc đất có độ cứng định - Phản ứng hoá lý đất + xi măng trình đông cứng bao gồm; - Phản ứng thuỷ hoá + nớc tạo thành hợp chất Canxi - Các hạt sét tác dụng với chất thuỷ hoá xi măng thân chất thuỷ hoá đông cứng tạo thành khung xơng đất gia cố - Phản ứng cácbonát hoá tạo thành cácbonát canxi không tan 81 Thi công: - Máy trộn dới sâu chỗ, Việt nam dùng máy d 40cm, sâu 20m Vật liệu: Xi măng silicat 400# xi măng xỉ quặng Tỷ lệ nớc / xi măng = 0.4 ữ 0.5; lợng xi măng / đất = 7% ữ 15% - Bố trí trộn, khoảng cách, độ sâu trộn phụ thuộc vào: + Hố móng + Địa chất + CT xây dựng + CT lân cận Công dụng: - Đất trộn xi măng có đặc trng đợc cải thiện tốt, trọng lợng riêng tăng ít, cờng độ chịu nén trục Ru = 0.5 ữ 40 kg/cm2 ( lớn nhiều so với đất tự nhiên) - Vì có tác dụng giảm lún, tăng sức chịu tải, chống thấm, giảm ảnh hởng tới CT lân cận hạn chế tính biến loÃng, chảy đất - Phơng pháp đợc sử dụng phổ biến để tạo tờng vây, tờng chắn, gia cố hố móng, mái dốc CT Phạm vi sử dụng: - Thích hợp với loại đất yếu khác từ bùn đến sét dẻo bÃo hoà chứa hữu không nhiều, độ pH tơng đối cao - CT vừa nhỏ - Hiệu phụ thuộc lớn vào công nghệ (cắt gọt, nhào trộn, bơm vữa xi măng) 82 83 ... tính chất truyền tải trọng Sơ đồ bố trí công trình ngầm, công trình lân cận Tình hình địa chất Điều kiện xây dựng móng: (Phơng tiện thi công, thời gian xây dựng ) Có thể dùng loại móng đà nêu Tăng... chiều cao: H b Xác định bề rộng: B b Khi xây dựng đờng đắp qua vùng đất yếu, góc ma sát đất nhỏ, đặc biệt giai đoạn xây dựng coi = ảnh hởng bề rộng b công thức không đáng kể, hệ số ảnh hởng độ... hạn đợc xác định theo công thức đơn giản sau: pgh = hm + (π +2)cu TÝnh to¸n chiỊu cao bƯ H b Trong công trình đờng đắp, tải trọng thiết kế công trình lên đất trọng lợng đất đắp: p = đ H đ (2)