TRƯỜNG ðẠI HỌC MỎ - ðỊA CHẤT KHOA XÂY DỰNG BỘ MÔN KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGUYỄN VĂN MẠNH BÀI GIẢNG XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ðẤT YẾU Hà Nội, 2014 1 MỤC LỤC Trang Chương 1. Khái niệm chung 2 1.1. Khái niệm về ñất yếu và nền ñất yếu 2 1.2. ðặc ñiểm của một số loại ñất yếu 2 1.2.1. Nhận biết và phân loại 2 1.2.2. ðặc ñiểm của một số loại ñất yếu thường gặp 3 1.3. Cường ñộ chống cắt của ñất yếu 7 1.4. Các ñặc trưng nén lún trong phòng thí nghiệm 9 1.5. Các phương pháp thí nghiệm ñịa kỹ thuật ở hiện trường 12 1.6. Các vấn ñề ñặt ra khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 13 Chương 2. Nghiên cứu về ổn ñịnh và lún của nền ñất yếu 14 2.1. Ổn ñịnh của nền ñất yếu 14 2.2. Biến dạng của nền ñất yếu 15 2.3. Các giải pháp xây dựng công trình trên nền ñất yếu 16 Chương 3. Các giải pháp xử lý khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 17 3.1. Các giải pháp kết cấu khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 17 3.1.1. Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ 17 3.1.2. Lựa chọn sơ ñồ kết cấu hợp lý 17 3.1.3. Thiết kế giằng móng và giằng tường 20 3.2. Các giải pháp xử lý móng khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 25 3.2.1. Thay ñổi chiều sâu móng 25 3.2.2. Thay ñổi kích thước móng 27 3.2.3. Thay ñổi loại móng và ñộ cứng của móng 27 3.3. Các giải pháp xử lý nền ñất yếu 27 3.3.1. Phương pháp ñệm cát 27 3.3.2. Phương pháp ñầm chặt lớp ñất mặt 33 3.3.3. Phương pháp cọc cát 34 3.3.4. Phương pháp cọc vôi và cọc ñất - xi măng 38 3.3.5. Phương pháp nén trước bằng tải trọng tĩnh 43 3.3.6. Phương pháp gia cố nền bằng vải ñịa kỹ thuật 59 3.3.7. Phương pháp gia cố nền bằng cố kết hút chân không 62 Tài li ệu tham khảo 68 2 CHƯƠNG 1. KHÁI NIỆM CHUNG 1.1. Khái niệm về ñất yếu và nền ñất yếu ðất yếu là các loại ñất có lực dính nhỏ, góc ma sát trong nhỏ, gần như bão hòa hoàn toàn, hệ số rỗng lớn, ñộ lún lớn, mô ñun biến dạng nhỏ. ðất yếu bao gồm các loại ñất sét mềm bão hòa nước, các loại ñất cát hạt nhỏ-mịn, than bùn, các trầm tích bị mùm hóa… Nền ñất yếu là nền ñất do nhiều lớp ñất yếu hoặc do nhiều lớp ñất tốt và lớp ñất yếu xen kẽ nhau tạo thành. Nền ñất yếu phụ thuộc vào tải trọng công trình. Khi xây dựng công trình mà nền ñất không thỏa mãn trạng thái giới hạn thứ nhất hoặc trạng thái giới hạn thứ hai thì gọi là nền ñất yếu của công trình. Nền ñất yếu là nền ñất không ñủ ñộ bền và bị biến dạng rất lớn khi chịu tải trọng của công trình bên trên, do ñó không thể làm nền cho công trình xây dựng nếu không có các biện pháp xử lý thích hợp. Hiện tại ở nước ta, việc xây dựng các công trình trên nền ñất yếu vẫn là một bài toán khó ñối với người xây dựng, nhiều vấn ñề phức tạp cần ñược nghiên cứu xử lý ñể ñảm bảo sự ổn ñịnh và ñộ lún cho phép của công trình. Tùy thuộc vào tính chất của các lớp ñất yếu, ñặc ñiểm cấu tạo của công trình mà người ta sử dụng các phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp ñể nhằm làm tăng sức chịu tải của nền ñất, giảm ñộ lún, ñảm bảo ñiều kiện làm việc bình thường cho công trình. Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập, hư hỏng khi xây dựng trên nền ñất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không ñánh giá chính xác ñược các tính chất cơ lý của nền ñất. Do vậy việc ñánh giá chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền ñất yếu ñể làm cơ sở lựa chọn các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn ñề hết sức khó khăn, nó ñòi hởi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế ñể giải quyết vấn ñề này nhằm giảm thiểu các sự cố của công trình khi xây dựng trên nền ñất yếu. 1.1. ðặc ñiểm của một số loại ñất yếu 1.1.1. Nhận biết và phân loại ðất yếu là loại ñất có sức chịu tải kém (< 0,5 ÷ 1,0 kG/cm 2 ), dễ bị phá hoại, biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình. ðất yếu có thể ñược nhận biết dựa trên các chỉ tiêu cơ lý của chúng như sau: • Dựa vào chỉ tiêu vật lý, ñất ñược coi là yếu khi: + Dung trọng: γ ≤ 1,7 T/m 3 + Hệ số rỗng: e ≥ 1 + ðộ ẩm: W ≥ 40% + ðộ bão hòa: G ≥ 0,8 3 Chú ý: - ðất càng yếu thì dung trọng tự nhiên càng nhỏ do chứa nhiều nước hoặc bùn, hợp chất hữu cơ… - Hệ số rỗng (e) là tỉ số giữa thể tích rỗng và thể tích hạt (V r /V h ). Hệ số rỗng càng lớn thì ñất càng yếu. - ðộ ẩm (W) là tỉ số giữa trọng lượng nước và trọng lượng hạt. ðộ ẩm càng lớn thì ñất càng chứa nhiều nước. - ðộ bão hòa (G) là tỉ lệ nước chiếm trong lỗ rỗng của ñất: G = V n /V r . G = 1 gọi là ñất bão hòa, nước chiếm toàn bộ lỗ rỗng trong ñất. • Dựa vào các chỉ tiêu cơ học, ñất ñược coi là yếu khi: + Mô ñun biến dạng: E o ≤ 50 kG/cm 2 + Hệ số nén lún: a ≥ 0,1 cm 2 /kG + Góc ma sát trong: φ ≤ 10 ο + Lực dính kết: c ≤ 0,1 kG/cm 2 Chú ý: - E o càng nhỏ thì ñộ lún của ñất càng lớn. - Hệ số nén lún a = (e 1 -e 2 )/(p 1 -p 2 ) với e 1 và e 2 là hệ số rỗng của ñất ứng với áp lực nén p 1 và p 2 . Khi hệ số nén lún a càng nhỏ thì ñất càng chặt hơn hay hệ số rỗng ít thay ñổi. Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp các loại nền ñất yếu chủ yếu sau: • ðất sét yếu: gồm các loại ñất sét hoặc á sét tương ñối chặt, ở trạng thái bão hòa nước, có cường ñộ chịu nén thấp. • ðất bùn: gồm các loại ñất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất mịn, ở trạng thái luôn no nước, hệ số ñộ rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực. • ðất than bùn: là loại ñất yếu có nguồn gốc hữu cơ, ñược hình thành do kết quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các ñầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20% ñến 80%). • ðất cát yếu (cát chảy): gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng ñáng kể. Loại ñất này khi chịu tải trọng ñộng thì chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy. • ðất bazan: là loại ñất yếu có ñộ rỗng lớn, dung trọng khô rất nhỏ, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sụt. 1.1.2. ðặc ñiểm của một số loại ñất yếu thường gặp 1.2.2.1. ðất sét yếu Trong ñất sét thường gồm có 2 thành phần: • Phần phân tán thô (gọi là những hạt sét) có kích thước > 0,002mm; chủ yếu có các khoáng chất nguồn gốc lục ñịa như thạch anh, fenspat,… • Phần phân tán mịn (gọi là khoáng chất sét) bao gồm những hạt có kích thước rất bé (0,1÷2,0µm) và keo (0,001÷0,1µm). Những khoáng chất này quyết ñịnh tính chất cơ lý c ủa ñất sét. Các khoáng chất sét thường gặp nhất là 3 nhóm ñiển hình: kaolinit, mônmôrilônit và illit. 4 + Kaolinit: có công thức hóa học là Al 2 O 3 .2SiO 2 .2H 2 O; ñược tạo thành do phong hóa ñá phun trào, ñá biến chất và ñá trầm tích trong ñiều kiện môi trường axit (pH = 5÷6). ðặc ñiểm của mạng tinh thể kaolinit là tương ñối bền, ổn ñịnh và trương nở ít. + Mônmôrilônit: có công thức hóa học là (OH) 4 Si 8 Al 4 O 20 .nH 2 O; ñược thành tạo do phong hoá ñá macma giàu Mg và các biến ñổi thứ sinh khác; ñược tạo thành do phong hóa ñá phun trào kiềm trong ñiều kiện môi trường kiềm (pH = 7÷8,5). Montmorilonit có mạng tinh thể kém bền vững và dễ sảy ra hiện tượng trương nở dưới ñáy móng khi có mặt loại sét này. Loại này thường dễ gặp ở vùng ven biển. + Illit: ðại biểu của nhóm ilit là hyñrômica (K,Al 2 [Al,Si 3 O 10 ](OH) 2 ) ñược tạo thành từ nhiều ñiều kiện khác nhau nhưng chủ yếu là trong môi trường kiềm. Loại này không có khả năng trương nở hoặc trương nở rất ít. Liên kết cấu trúc của ñất sét: Trong tự nhiên, ñất loại sét luôn tồn tại 3 dạng liên kết cấu trúc, ñó là: liên kết dạng chảy, liên kết dạng dẻo và liên kết dạng cứng (Hình 1.1). Lực dính của ñất sét ñược chia thành 2 thành phần: lực dính mềm và lực dính cứng: ∑ += CWW CC (1-1) Trong ñó: C W là lực dính tổng cộng ∑ W là tổng lực dính mềm (lực dính có nguồn gốc keo nước) C C là lực dính cứng (lực dính cấu trúc) Liên kết dạng cứng Liên kết dạng dẻo Liên kết dạng chảy H ạ t ñất N ước tự do Hình 1.1. Các dạng liên kết trong ñất dính ðể xác ñịnh các thành phần lực dính của ñất sét, chúng ta có thể sử dụng các phương pháp thí nghiệm như sau: - Cắt mẫu nguyên dạng và mẫu chế bị ở cùng ñộ ẩm, ñộ chặt: Từ kết quả thí nghiệm cắt, xây dựng ñược biểu ñồ như trên hình 1.2. Lực dính cứng khi ñó ñược xác ñịnh như sau: C C = C W - ∑ W = C nd - C cb (1-2) Trong ñó: C nd : lực dính theo kết quả cắt mẫu nguyên dạng C cb : lực dính theo kết quả cắt mẫu chế bị 5 Theo Maxlop thì lực dính cứng chỉ tồn tại ở ñất nguyên dạng cứng. S W P M ẫ u nguyên dạng C W ∑ W C C Mẫu chế bị Hình 1.2. Kết quả cắt mẫu xác ñịnh lực dính cứng - Phương pháp cắt theo bản phẳng: Cắt mẫu cứng nguyên dạng, sau ñó ép lại, ñể mẫu hồi phục và cắt lần thứ hai (thời gian ñể phục hồi mẫu khoảng 20 phút). C C = C nd - C bản phẳng (1-3) - Phương pháp trùng lặp: + Lần ñầu cắt mẫu nguyên dạng theo chiều từ trái sang phải + Cắt tiếp lần thứ 2 theo chiều ngược lại + Có thể cắt tiếp lần 3, 4… theo chiều ngược lại cho ñến khi biểu ñồ ổn ñịnh - Phương pháp cắt theo ñộ ẩm: Mẫu thí nghiệm ñược lấy với cùng một loại ñất nhưng có ñộ ẩm khác nhau. Bảng 1-1. Lực dính thành phần của các loại ñất sét Lực dính thành phần Cấu trúc của ñất ðộ sệt B C C = %C W ∑ W = %C W B < 0 80 20 0 ÷ 0,25 70 30 0,25 ÷ 0,50 50 50 0,50 ÷ 0,75 20 80 0,75 ÷ 1,00 10 90 Tự nhiên > 1,00 0 100 B < 0 70 30 0 ÷ 0,25 40 60 0,25 ÷ 0,50 30 70 0,50 ÷ 0,75 10 90 Nhân tạo > 0,75 0 100 6 Trong các phương pháp trên thì thực tế thường sử dụng phương pháp cắt theo bản phẳng vì thí nghiệm ñơn giản, trên cùng một mẫu và cho kết quả khá chính xác. Khi không có ñiều kiện tiến hành thí nghiệm, có thể tham khảo các số liệu trong bảng 1-1 ñể sử dụng trong thiết kế. Hiện tượng hấp thụ: là khả năng hút nước từ môi trường xung quanh và giữ lại trên chúng những vật chất khác nhau: cứng, lỏng và khí, những ion, phân tử và các hạt keo. Sự hấp thụ của ñất sét có bản chất phức tạp và thường gồm một số quá trình xảy ra ñồng thời. Tính dẻo: là một trong những ñặc ñiểm quan trọng của ñất sét. Tính chất này biểu thị sự lưu ñộng của ñất sét ở một ñộ ẩm nào ñó khi chịu tác dụng của ngoại lực và chứng tỏ rằng về mức ñộ biến dạng, ñất sét chiếm vị trí trung gian giữa thể cứng và thể lỏng hoặc chảy nhớt. ðộ dẻo phụ thuộc vào nhiều nhân tố: mức ñộ phân tán và thành phần khoáng vật của ñất, thành phần và ñộ khoáng hoá của dung dịch nước làm bão hòa ñất. Gradien ban ñầu: ñất sét có ñặc tính thẩm thấu khác thường: chỉ cho nước thấm qua khi gradien cột nước vượt quá một trị số nhất ñịnh nào ñó. Trị số ñó gọi là gradien ban ñầu. Gradien ban ñầu là ñộ chênh lệch tối thiểu nào ñó của áp lực cột nước, mà thấp hơn nó tốc ñộ thấm giảm xuống nhiều, rất bé và có thể coi như không thấm nước. ðặc ñiểm biến dạng: biến dạng của ñất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt của chúng quyết ñịnh. Có thể chia biến dạng của ñất sét yếu ra các loại sau ñây: + Biến dạng khôi phục: bao gồm biến dạng ñàn hồi và biến dạng cấu trúc hấp phụ + Biến dạng dư: chỉ gồm biến dạng cấu trúc. Biến dạng của ñất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc và biến dạng các màng hấp phụ của nước liên kết gây nên. Các loại biến dạng chủ yếu của ñất sét yếu là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc hấp phụ. Tính chất lưu biến: ñất sét là một môi trường dẻo-nhớt. Chúng có từ biến và có khả năng thay ñổi ñộ bền khi tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là tính chất lưu biến. Hiện tượng dão trong ñất sét yếu liên quan ñến sự ép thoát nước tự do khi nén chặt. Do vậy hiện tượng này liên quan ñến sự thay ñổi mật ñộ kết cấu của ñất do kết quả chuyển dịch các hạt và các khối lên nhau, cũng như những thay ñổi trong sự ñịnh hướng của các hạt và các khối ñó với phương tác dụng của tải trọng. 1.2.2.2. ðất cát yếu Cát ñược thành tạo ở biển hoặc vũng, vịnh. Về thành phần khoáng vật, cát chủ yếu là thạch anh, ñôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt có kích thước 0,05 ÷ 2mm. Cát ñược coi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mịn trở xuống, ñồng thời có kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bị nén chặt và hóa lỏng ñáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và l ẫn sét. Những loại cát ñó khi chịu tác dụng rung hoặc chấn ñộng thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát chảy. 7 ðặc ñiểm quan trọng nhất của cát là bị nén chặt nhanh, có ñộ thấm nước rất lớn. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì chúng trở thành cát chảy, hiện tượng này ñôi khi rất nguy hiểm cho công trình và cho công tác thi công phần ngầm của công trình. Cần lưu ý hai hiện tượng nguy hiềm thường xảy ra ñối với ñất cát yếu là hiện tượng biến loãng và cát chảy. 1.2.2.3. Bùn, than bùn và ñất than bùn Bùn là những trầm tích hiện ñại, ñược thành tạo chủ yếu do kết quả tích lũy các vật liệu phân tán mịn bằng cơ học hoặc hoá học ở ñáy biển, ñáy hồ, bãi lầy… Bùn chỉ liên quan với các chỗ chứa nước, là các trầm tích mới lắng ñọng, no nước và rất yếu về mặt chịu lực. Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét pha cát, sét và cũng có thể là cát, nhưng chỉ là cát hạt nhỏ trở xuống. ðộ bền của bùn rất nhỏ, vì vậy việc phân tích sức chống cắt thành lực ma sát và lực dính là không hợp lý. Sức chống cắt của bùn phụ thuộc vào tốc ñộ phát triển biến dạng. Góc ma sát có thể xấp xỉ bằng không. Chỉ khi bùn mất nước, mới có thể cho góc ma sát. Xây dựng các công trình trên bùn chỉ có thể thực hiện sau khi ñã tiến hành các biện pháp xử lý nền. Than bùn là ñất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo do kết quả phân hủy các di tích hữu cơ, chủ yếu là thực vật, tại các bãi lầy và những nơi bị hóa lầy. ðất loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sét và cát. Trong ñiều kiện thế nằm thiên nhiên, than bùn có ñộ ẩm cao 85 ÷ 95% hoặc cao hơn tùy theo thành phần khoáng vật, mức ñộ phân hủy, mức ñộ thoát nước… Than bùn là loại ñất bị nén lún lâu dài, không ñều và mạnh nhất. Không thể thí nghiệm nén than bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15 ÷ 20cm, mà phải từ 40 ÷50cm. Khi xây dựng ở những vùng ñất than bùn, cần áp dụng các biện pháp gia cố: làm ñai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành từng ñoạn cứng riêng rẽ, ñóng cọc, ñào hoặc thay một phần than bùn. 1.2.2.4. ðất ñắp Loại ñất này ñược tạo nên do tác ñộng của con người. ðặc ñiểm của ñất ñắp là phân bố ñứt ñoạn và có thành phần không thuần nhất. Theo thành phần có thể chia thành 4 loại sau: + ðất gồm hỗn hợp các chất thải của sản xuất công nghiệp và xây dựng. + ðất hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt. + ðất của các nền ñắp trên cạn và khu ñắp dưới nước (ñể tạo bãi). + ðất thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoáng sản. Các loại ñất ñắp hầu hết ñều phải có biện pháp xử lý trước khi xây dựng công trình. 1.1.3. C ường ñộ chống cắt của ñất yếu ðối với ñất, cường ñộ kháng cắt (chống trượt) là ñặc trưng cơ bản của ñộ bền. Sự phá hoại của ñất xảy ra trong một tương quan xác ñịnh giữa các ứng suất chính, do hiện tượng trượt 8 của một phân tố ñất này trên phân tố ñất kia theo một mặt phẳng mà trên ñó ứng suất tiếp vượt quá cường ñộ chống cắt của ñất. Trong trường hợp cân bằng giới hạn của ñất, chúng ta có mối quan hệ giữa các thành phần ứng suất như sau: C + = φ σ τ tan (1-4) Trong ñó: σ là ứng suất pháp φ là góc nội ma sát (góc ma sát trong) C là lực dính của ñất. c O S σ τ c.cotg φ Hình 1.3. ðiều kiện cân bằng giới hạn của Coulomb Hình 1.3 giới thiệu ñiều kiện cân bằng giới hạn của Coulomb thỏa mãn ñiều kiện ở trên. ðó là hai nửa ñường thẳng xuất phát từ ñiểm S của trục Oσ và tạo với trục này một góc φ, và cắt trục Oτ tại giá trị lực dính C. Khi lực dính bằng không (ñất rời), các nửa ñường thẳng này ñi qua gốc tọa ñộ và khi ñó tiêu chuẩn bền là: φ σ τ tan = . Nếu lực dính khác không thì ñất thuộc loại ñất dính và cường ñộ chống cắt của nó phụ thuộc vào lực dính và góc nội ma sát của nó. Với loại ñất dính bão hòa nước, cường ñộ chống cắt ñược biểu diễn bằng công thức sau: ( ) Cu +−= φστ tan (1-5) Trong ñó: u là áp lực nước lỗ rỗng (σ - u) là ứng suất tiếp xúc giữa các hạt ñất hay còn gọi là ứng suất hữu hiệu. Tùy theo phương pháp thí nghiệm nén ba trục ñể xác ñịnh cường ñộ chống cắt có hoặc không ño áp lực nước lỗ rỗng trong ñất sẽ ñược các giá trị cường ñộ chống cắt khác nhau. Thí nghiệm không thoát nước - UU (Unconsolidated - Undrained triaxial compression test) Thí nghiệm này ñược thực hiện không ño áp lực nước lỗ rỗng và ñược áp dụng với các mẫu ñất bão hòa nước. Do không biết áp lực nước lỗ rỗng nên cường ñộ chống cắt ñược biểu thị theo các ứng suất tổng: uu C+= φστ tan là ứng suất cắt trên mặt phá hoại lúc mẫu ñất bị trượt. Ở ñây chúng ta có φ u = 0 ñặc trưng cho các thí nghiệm không thoát nước trên mẫu ñất bão hòa n ước. Như vậy, thí nghiệm không thoát nước dẫn ñến việc xác ñịnh một lực dính biểu kiến C u (C undrained ). Lực dính trong trường hợp này bằng một nửa lực dọc trục làm mẫu bị phá hoại: C u = 0,5(σ 1 - σ 3 ). 9 Thí nghiệm không thoát nước sau khi cố kết - CU (Consolidated - Undrained triaxial compression test with measurement of pore pressure) Trong thí nghiệm này mẫu ñất ñược cố kết dưới áp lực σ r , sau khi cố kết xong (khi áp lực lỗ rỗng ñã biến mất) thì tiến hành ngay thí nghiệm cắt không thoát nước và kết hợp ño áp lực lỗ rỗng phát triển trong quá trình cắt này. Cường ñộ chống cắt trong trường hợp này có thể tính theo ứng suất tổng hoặc theo ứng suất hữu hiệu: cu C+= φστ tan theo ứng suất tổng (1-6) ''' tan cu C+= φστ theo ứng suất hữu hiệu (1-7) Với ñất sét cố kết bình thường luôn có cucu φφ > ' , còn ñối với ñất sét quá cố kết thì ' cu φ có giá trị lớn hơn hoặc thấp hơn so với cu φ nhưng ' cucu CC > . Thí nghiệm thoát nước - CD (Consolidated - Drained triaxial compression test with measurement of volume change) Cũng giống như thí nghiệm cố kết không thoát nước (CU), khi làm thí nghiệm cố kết thoát nước (CD), các mẫu ñất phải ñược cố kết trước rồi sau ñó ñược cắt với tốc ñộ chậm sao cho không xuất hiện áp lực lỗ rỗng ở trong mẫu lúc bị phá hoại. Như vậy, về nguyên tắc trong mọi thời ñiểm luôn có ứng suất tổng bằng ứng suất hữu hiệu: ''' tan C+= φστ hoặc '' tan dd C+= φστ hoặc dd C+= φστ tan ' (1-8) Từ ñây có thể tính lực dính và góc nội ma sát theo kết quả thí nghiệm thoát nước (ký hiệu d). Ngoài ra, trong thực tế xây dựng hiện nay, người ta còn xác ñịnh sức kháng cắt của ñất theo ñộ ẩm - ñộ chặt của ñất: ww C+= φστ tan Trong ñó w φ và w C là góc ma sát trong và lực dính kết của ñất phụ thuộc vào ñộ lún w hay ñộ chặt của ñất (xác ñịnh theo hệ số rỗng e của ñất). 1.1.4. Các ñặc trưng nén lún trong phòng thí nghiệm Khi nén ñất trong hộp cứng hoặc nén bằng tải trọng phân bố ñều trên một diện tích tương ñối lớn, ñất nền không có khả năng biến dạng theo phương ngang mà chỉ biến dạng theo phương thẳng ñứng, gọi là lún (Hình 1.4). Trường hợp nén ñất như thế này gọi là nén lún hoặc nén ép. Trong nén lún, biến dạng xảy ra do sự giảm thể tích lỗ rỗng của ñất (nén chặt). q h q a) Nén trong hộp cứng b) Nén tải trọng phân bố ñều, liên tục HìnH 1.4. Sơ ñồ nén lún ñất [...]... trình trên n n ñ t y u V i các ñ c ñi m c a ñ t y u như ñã ñư c trình bày các ph n trư c, mu n xây d ng công trình trên n n ñ t này thì ph i có các bi n pháp k thu t ñ c i t o tính ch t c a n n ñ t trư c khi ti n hành xây d ng công trình N n ñ t sau khi x lý, c i t o ñư c g i là n n ñ t nhân t o Vi c x lý khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u ph thu c vào nhi u ñi u ki n như: ñ c ñi m công trình, ... kĩ thu t thi công, v t li u, …thì ch t lư ng ñ t cũng là m t y u t quy t ñ nh N n ñ t v ng m i có th giúp công trình t n t i v ng chãi v i th i gian, ch u ñư c thiên tai Khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u thì v n ñ lún là nguyên nhân chính gây ra các h u qu v s c c a công trình Lún là công trình b chuy n v th ng ñ ng t trên xu ng dư i c a ñ t n n, kéo theo móng và c b n thân công trình Lún x y... ñi m c a công trình, t ng lo i ñ t c th Chi ti t t ng nhóm gi i pháp s ñư c trình bày chi ti t trong chương ti p theo 16 CHƯƠNG 3 CÁC GI I PHÁP X LÝ N N KHI XÂY D NG TRÊN N N ð T Y U 3.1 Các gi i pháp k t c u khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u K t c u công trình có th b phá h ng c c b ho c toàn b do các ñi u ki n bi n d ng không th a mãn như: lún ho c lún l ch quá l n làm cho công trình b nghiêng,... phương hư ng ti n b ñ x lý ñ i v i n n ñ t y u và ñã ñư c áp d ng nhi u nư c ðây là bi n pháp có hi u qu ñ i v i nhà và công trình cao t ng 3.2 Các gi i pháp x lý móng khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u Khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u, ñ ñ m b o tính n ñ nh c a công trình, có th s d ng m t s phương pháp x lý v móng thư ng dùng trong th c t như sau: 3.2.1 Thay ñ i chi u sâu c a móng Khi... pháp v k t c u công trình nh m làm gi m áp l c tác d ng lên m t n n h c làm tăng kh năng ch u l c c a k t c u công trình 3.1.1 Dùng v t li u nh và k t c u nh Có th s d ng các lo i v t li u nh , k t c u thanh, m nh nhưng v n ñ m b o cư ng ñ công trình ñ làm gi m tr ng lư ng b n thân công trình, gi m ñư c tĩnh t i tác d ng lên móng 3.1.2 L a ch n sơ ñ k t c u h p lý Khi thi t k các công trình trên n n ñ... c xé tư ng • Do công trình có 2 kh i khác nhau rõ r t v tr ng lư ng, trư ng h p này cũng gây lún l ch ð gi i quy t v n ñ này ngư i ta c t khe lún ñ gi m b t nh hư ng lún c a ph n này ñ n ph n kia Vì v y khi xây d ng công trình trên n n ñ t y u c n ph i có các gi i pháp x lý n n ñ t phù h p ñ nh m làm tăng kh năng làm vi c c a ñ t n n cũng như c a công trình xây d ng, ñ m b o cho công trình làm vi c... là ñ nghiêng c a móng công trình ph n bên ph i tanθtr là ñ nghiêng c a móng công trình ph n bên trái N u các ph n công trình nghiêng vào nhau thì tanθtr nh n giá tr âm Trong th c t khe lún thư ng ñư c ch n trong kho ng t 2 ñ n 3cm Trong nhi u trư ng h p, khe lún ñư c k t h p v i khe co dãn Tuy nhiên, khe lún cũng gây nhi u khó khăn ph c t p trong công tác thi công và s d ng công trình, gây t n kém thêm... t n n Khi công trình ch u t i tr ng ngang và mô men u n l n, móng cũng ph i có chi u sâu ñ l n ñ ñ m b o n ñ nh v trư t và l t 3 ð c ñi m và yêu c u s d ng công trình: Chi u sâu chôn móng còn ph thu c vào s có m t c a các công trình như t ng h m, ñư ng giao thông, ñư ng ng d n nư c… cũng như các công trình lân c n ñã xây d ng 25 ðáy móng ph i ñư c ñ t sâu hơn t ng h m ít nh t 40cm và m t trên c a móng... t như: + ð t n n có tính nén lún l n + Công trình có hình d ng ph c t p, t i tr ng, chi u cao t ng chênh l ch l n + Công trình quá dài và có kh năng x y ra lún không ñ u (thư ng khi công trình có chi u dài trên 60m) Lưu ý r ng các tiêu chu n thi t k n n móng và bê tông c thép hi n hành ñ u không quy ñ nh kho ng cách gi a các khe lún ho c chi u dài c a kh i công trình Ngư i thi t k có th 18 xem xét,... hình th c k t c u c a công trình Hình 3.1 gi i thi u m t s cách b trí khe lún cho công trình khi g p n n ñ t y u ho c công trình có chi u dài l n Khe lún Khe lún L pñ ty u L pñ ty u L pñ tt t L pñ tt t Hình 3.1 Sơ ñ b trí khe lún Chi u r ng khe lún tùy thu c vào tính ch t bi n d ng c a công trình và s phân b l p ñ t y u dư i ñ móng Chi u r ng t i thi u c a khe lún có th tính theo công th c sau ñây: δ . pháp xây dựng công trình trên nền ñất yếu 16 Chương 3. Các giải pháp xử lý khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 17 3.1. Các giải pháp kết cấu khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu 17. gọi là nền ñất yếu của công trình. Nền ñất yếu là nền ñất không ñủ ñộ bền và bị biến dạng rất lớn khi chịu tải trọng của công trình bên trên, do ñó không thể làm nền cho công trình xây dựng nếu. khi xây dựng công trình trên nền ñất yếu cần phải có các giải pháp xử lý nền ñất phù hợp ñể nhằm làm tăng khả năng làm việc của ñất nền cũng như của công trình xây dựng, ñảm bảo cho công trình