C hưong PHƯƠNG PHÁP CẢI TẠO ĐÂT U BẰNG TRỤ ĐẤT XI MẢNG/ VƠI - TRỘN SÂU 6.1 NHỮNG NGUN TẮC CÁI TẠO SÂU 6.1.1, N hững phương pháp thỉ g trụ đ ất xi m ăn g/vơi Cái tạo sâu phương pháp làm ổn định loại đất yếu cách trộn khơ hay trộn ướt với chất kết dính khác nhau, nhằm làm giảm độ lún hay làm tăng tính ổn định chúng Đất yếu cải tạo trụ (cọc) đất (thường gọi cải tạo trụ/ cọc) cải tạo tồn thể tích đất (thường gọi cải tạo tồn khối) Tuy nhiên, hai phương pháp kết hợp đồng thời hình Bàng thiết bị có giới, đất cải tạo đến độ sâu khốnu 25 111 dùníi phương pháp gia cường trụ (cọc), cải tạo khối chí đạt độ sâu khoảng m Néndấtdắp : Vung gia cường khối ' ' Bùn Cát chăt H ình 6.1 Sơ dồ tạo khối trụ kết hợp, Phương pháp cải tạo sâu loại đất yếu bao gồ m m ục đích đây: ỉ ) T ă n g độ bền đất cẩn cải tạo, n h ằ m : - Tang độ ổn định khối đất đắp - Tãnu kha chịu tái - Giám hoại lải tác clụna len tường chắn - Neăn chận tượna hoấ lỏne đất 2) C ải tạo tính chất biến dạng đất yếu đ ể giảm độ lú n nềĩìy n h ằ m : - Giám thời gian lún - Giám clm vcn vị nuang 142 3) Táng đở cứng (ĩóng đất u, nhằm : - CÍKÌm chán dộnu sang cơna trình xung quanh - Cái thiện kha nãnti làm việc tải trọng động cúa nên cơng trình 4) Cải tạo loại đất nhiễm bẩn, nhằm : - Tạo hàng rào chắn bảo vệ mơi trường - Tàng ổn dmh đất nhiễm bẩn - Tạo tườníi chắn nước ngầm ú n g d ụ n g ỉ ) Các chất kết dính dừng nhữ ng loại đất khác n h a u : Phương pháp tạo sâu áp dụng nhằm làm ổn định loại đất yếu, ví tỉ ụ đất sét, đất nhiềm thạch cao bùn Tuy nhiên, tính chất địa kỹ thuật tính chất lio-á học đất có ủnh hưởng iớn đến hiệu q cỏng tác gia cường, nên lựa chọn nhữiìiĩ chất kết dính cho thích hợp cho tùng loại đất Chất kết dính dùng cho phương pháp trộn phun irớt - phương pháp trộn chát kết dính nưức phươna pháp trộn phun khơ - phương pháp trộn bột kết ilính khơ VỚI nước có sán tron" lỗ rỗng đất q trình thi cơng D o vậy, plurưng pháp trơn khỏ có tác dụng làm giáin hàm lượng nước đất Hỗn hợp chiVt kết đính hai ihành phần ứng dụng rộng rãi, nhiên, chất kết dính ba Iliàiih pli! cố nhiều tac ilụng hon V;1 hiệu cho nhiều trường hợp N hữ ng thành phần chất kết dính quan trọng vơi, xi măng, tro lò nung thạch ctK) Tro bụi than nhiên liệu chất lượng cao dùn g việc gia cường c c loại dất u, dặc biệl than bùn 2) Các phương pháp áp dụng: Gia cường tồn khối gia cường trụ (cọc) ứng dụn g theo nhiều phương pháp k hác Hình 6.2 trình bày số ví dụ hình dạng trụ Hình 6.3 giới thiệu m ọ i sở ứng dụng cho phươne pháp cia cường khối trụ kết hợp 3) Sơ sánh vói phư ng pháp gia cường khác: Nhữnc ưu điếm phưưnsỉ pháp gia cường sâu, bao gồm: - K in h tế - L in h hoạt - mém déo hon - Tiếi kiệm vậi liệu lượng - Co llìế kêì họp linh hoạt với kết cấu khác đất xune quanh (khơng gây độ !ÚI lệch) - Các tính chất dũi yếu cai thiện 6.1.3 P h o n g p h p thi cơng PlnronỊi pháp uia cường sâu thường dùnu thiết bị trộn học có mũi phun dung dịch \ ẽ t dính vào dài u Dụnu cụ trộn đưực nối với quay m áy gia cường sâu Hiện 143 nay, giới có nhiều thiết bị trộn sâu khác nhau, thơng thường thiết bị trộn có đường kính 0,5 - 0,8 m Một thiết bị tiêu biểu dùng để gia cường sâu trụ (cọc) giới thiệu hình 6.5 • • • Dạng đơn Dạng a) Những ví dụ b ố trí trụ đất xim ăng / vơi Dạng khối ẵ ỉ i Ề^'t=ỉ ^ sẵ^js i I f In ! I í ĩ I i - _ Cấc trụ thay đổi theo độ sâu m ật độ Vùng chuyển tiếp Dợ«tẹ /mớ/ m » iĩf ^ m m B ỉr* ? SÊ ?: Mị iS 1^ tw; s í*í s Trụ gia cường khối đất đắp Gia cường dốc nghiêng b) Nhĩtng ví dụ b ố trí trụ đất xim ăng / vơi H ình 6.2 Những ví dụ dạng hình học bố trí trụ gia cường đất yếu ỳ m m ẽ M -m K hối đất đắp gia cường khối gia cường trụ kết hợp Các tuyến đường ống gia cường khối trụ kết hợp H ình 6.3 Ngun tắc ứng dụng kết hợp gia cường khối trụ 144 Pt" Jơng phãp gia cường sàu Các phương phảp gia cường khác b ẳ ig trụ đất XI m ảng / VƠI < < < < < < - Chi phi thấp nhẵt - Tốn thởi gian - Tốn nhìểu đất • Ổn đinh Lún nhiểu thờ gian sử dụng • < < < < < < N < < < < < < < < < < < < I > > > • - > » » > » » > G iếng ỉiêu nước thẳng đứng - Chi phi nhiều ^ >0> » >m» > < < < < >>> ề ặ * > ầ» ^ r , >>>> - Độ iủn khàc nhiễu so V-I-I-I- với vùng đất xung quanh - An tồn < « « pc < < < < < < « < < < « >>>< s > » • » » »»»> * - » I ' i-»ự £Iv\ Thường đạt độ sâu lớn M òng CỌ1 N lì i n lĩ u d i ó n r h n l i ỉi’ - L nỉ) lìiHii ■'!' èỉ kiừttỉ vã Ị ỈỈCU vù náiiiỊ lượng - Chi phí tuỳ trường hợp - Mẵt khói lượng lớn - Nguy phẩ hoại cao nhẵỉ Hua (Íỉíơc linh rhííĩ ( díìỉ ÌCỊỊ h u ì írư ỉii* - Da) dỉứ/c Ị ưu iỉiữ íat chồ- K hơng Ị)lu'i van í lìỉiYỮti (ỉa) ỉỉi nơ! kiìúc N lữ n u n h o v tlic m : Gia cường tồn khối K h ò iìiị íỉù m Ị c h o - Ảnh hưởng đến mơi trường nhiêu tiờtì ( h ỉ ) ( ỈÚ Ị) c a o - Kha tiíhỉii lán ự ỉitì (h/ìli kỉioi dà) iĩãp hị Mỉiì chè ■Ch' (ỉấi (Vì dịiĩh kéiìi c in có thời giun (ỈUY ỉu háo íỉưâỉìg pộ ,sâa ị>ia cirờỉỉi* lo i (ỉa c h o 1ịia riỉVtìỊi kỉinì^) in; cha í>ia cưởníỉ ba,'ỵ ĩrụ £ 40,0 Hí Phương pháp giảm ỉải ( ó ) th ể kết fơ p VỚI gia cường s j) Thường chi phí nhiểu H ình 6.4 So súỉìh phươm> pháp í>u £ ƯỜỈ1ÍỊ sau VỚ! nỉột s ố phương pháp khác 145 H ìn h 6.5 M áv tạo trụ (cọc) đ ẽ qia cường sáu nên dát yếu Phươne pháp gia cường sâu phân thành hai loại, là: a) Phương pháp phun trộn khơ, b) phương pháp phun trộn ướt / ị Phươìiiị pháp phun trộn khỏ (D.ÌMM- Dry Jet M ìxing M ethod) Chida (1982) đề nghị phương pháp dù ng bột xi m ăn g hay vơi sống thay cho vữa, gọi "phươmị pháp (lộn phun kh " (D JM M) Trong phương pháp này, bột xi măng hay bột vơi sống sâu vào đất thơng qua ống khí nén , sau bột trộn cách học nhờ thiết bị cánh quay Những chi tiết thiết bị giới thiệu hình 6.5 Trong phương pháp DJM, k h ơng cho thêm nước vào đất, đó, hiệu cải tạo đất cao phương pháp phun vữa Khi dù ng vơi sống, q trình hydrat hố (thưỷ phân) tạo lượng nhiệt làm khơ đất xung quanh cơng tác cải tạo có kết Thơng thường, trụ đất xi m ăng / vơi cải tạo đất yếu có tiết diện tròn, chiều dài trụ tối đa đạt tới 40 m thiết bị 2) Phtỉơni{ pháp phim ĩrộn ướt (WJMM- Wet Jeỉ Mì.xing M ellìod) Phương pháp trộn phun ướt ( W JM M ) , hay phương pháp trộn phun vữa, vữa xi măng / vơi phun vào đất sét nhờ áp lực 20 kPa từ vòi phun xoay (Chida, 1982) Trong phương pháp này, máy tương đối nhẹ dễ dì ch uyển đến cồng trường thi cơng Nhược điểm phương pháp là, đường kính trụ đất gia cườnu thay đổi theo độ sâu tu ỳ theo độ bền cắt đất 146 Kiểu a Kiêu b Hình 6.6 Kv timủt %ia ciíờ.HiỊ khối Ngồi ra, gia cường tồn khối khác hán vể bán chất so với máy cải tạo đất yếu bàng trụ (cọc) đất xi măns/vòi Đại đa sơ m y gia cường tồn khối ir.áy thơne dụng, nhưns trang bị thiết bị trộn Chất kết dính đưa đến vị trí cẩu trộn, sau tiến hành vừa trộn vừa di chuyến máy theo plurơim đứng phương ngang cách đồng (hời Hai kiếu kỹ íliuậl íiin eườnu khối liêu biếu giới thiệu hình 6 Gia cườna khối CŨI1S có ỉhẻ dùng thiết bị d a cường trụ (cọc) để thi cơng Đ ộ rung tiếns ổiì cua máv thi cỏniì ]à thấp Tro bui chât có hại gây vật liệu kết dính kiiơntĩ đáng kc Gia cường trụ tồn khỏi có inh hướng đến mơi trường 147 6.2 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN -THIẾT KẾ 6.2.1 Các điêu kiện chung Các phương pháp tính tốn, mà phương pháp thực tốt khòng cho loại đất vơ , mà cho đất hữu ( x e m tài liệu hướng dẫn thiết kế “Gia cường đất cháu  u ” (EuroSoilStab) N hữ ng đưừng đất đắp cho đư n g ơto cho dường tàu hố phải tn thủ theo Tiêu chuẩn châu Âu (Eur ocode 7) hay Bộ luật Quốc Gia Phương pháp tính tốn giới thiệu sách này, giả thiết rằng, có tươn g tác trụ đất chưa gia cường xung quanh Tương tác đầy đủ trụ đ ấ t chưa iiia cường xung quanh giả thiết xảy khơng có nh ững dịch ch uyển đáng k ể đất tự nhicn, mà xây dựng cơng trình N hữ ng khối đất đắp đường tơ dường tàu hoả thường gia cường trụ đất xi măng/vơi đơn lẻ theơ sơ đổ mạng hình vng Đối với trị số độ bền kháng cắt trung bình, độ ổn định có t h ể tính sở mặt trượt dạng cung tròn hình trụ Điều cho thấy, trụ ln chịu nén dọc trục, trị số độ bền cắt khơng nước đặc trưng lớn trụ (C„J đạt 100 kPa (đơi khi, đạt tới 150 kPa) 6.2.2 Tính tốn trạng thái giới hạn tới hạn Lựa chọn loại cấu trúc địa kỹ thuật- việc tính tốn ý tới c c trị số đặc trưng Sau lựa chọn cấu trúc địa kỹ thuật , sơ' an tồn tính t h e o cáe đặc trưng Hệ số an tồn cho xây dựng đất chưa gia cường (tức là, x â y dựng chưa có trụ) phải lớn 1,0 Trong số trường hợp, cần phải làm h ệ phản áp tạm thời Nếu hệ số an tồn có tính đến phá hoại đất đắp k h ơng ổn định (bao g m tải trọng bệ phản áp có) ln phải lớn ,0 , trụ cần đặt th e o sơ đổ hình vng hay tam giác đếu Khi tính hệ số an tồn có ý tới phá hoại (khối đất đắp k h ơng ổn định) th.ấp 1,0 khơng có khơng gian để làm bệ phản áp, trụ vùng trượt c ầ n đặt theo sơ đổ dạng băng hay dạng lưới Trong tính tốn ổn định, độ bền cắt giả định trụ tối thiểu phải đ t 100 kPa (Có lấy trị số nhỏ thí nghiệm trụ trường hay thí n ghiệm mẫu bi xáo trộn phòng) Dưới điều kiện thích hợp, độ bền cắt sử dụng tói 150 kPa độ sâu lớn Nghĩa là, đất đắ p khơng ổn định, hệ sơ an tồn phải lớn 1,2 (tức là, giống thi ng chưa có trụ) Độ rmhiêng bề mặt đất có ảnh hưởng đến tính tốn ổn định Nếu độ n g h iê n g bề mặt đâl dốc 1:7 hệ số an tồn cho đất đắp khơng ổn định, nhỏ 1,2, trụ cần phải bố trí theo sơ đồ dạng dải (dạng bãng) ố n định vùng trượt tính theo d n g băng (dải) 148 Thiết kế tiến hành theo phán tích kết hợp cách phân tích khơng nước Phân tích kết hợp chi rằng, trị số thấp độ bền cắt nước, Tfd , độ bén cãt khơng nước, Tlu, lựa chọn cho tiết diện bề mặt trượt Khi xél tới áp lưc nước lỗ rỗng, cần tiến hành quan trác điểu kiện áp lựcnước lỗ rỗng ban đầu trụ dất XI mãn tỉ/ vơi xem giếng tiêu nước thẳng dứng Nhữntì phương pháp trình bàv đây, giả thiết rằng, cấu ổn định xuất lồn mặt cắt neang trụ , dồng thời trụ đổ ng Các trị sơ tính cho trụ gia cường đất sét sét hữu (nếu tài liệu thí nghiệm phòng khống đầy đủ): C ' Kn,u)= P C UK„.u, (6 ) (P'k (6.2) = 30° Trong đó: C ’KllrụJ - lực dính hữu hiệu trụ; QiKomi ■ Krc ciĩnh khơng nước cua trụ; Ọ ' K(lru) - góc ma sái hữu hiệu cứa trụ; p - hệ số đế tính lực dính hữu hiệu trụ (trị số p = đến 0,3; (3 = vùng cắt trực tiếp, = 0,3 vùng chủ động) Đối với trụ gia cường đất chứa thạch cao hay bùn dùng trị số IT.V) v‘‘ ^K ơụ> n,iư cilon đỏl với dát vơ lrong hai phương trình (6 1) (6.2) dây Các tri số CỴ niV) Ny = 0 / = 10 T heo bảng 7.1, nhận trị số góc m a sát trong, (p, = 24 + .25 ~ ( - , 4 ) « 24,39° ,8 -9 ,4 Theo Terzaghi, khả chịu tải m óng vng có chiều rộng B = 2,5m Df = l ,5 m , là: p = 0.4 y B Ny + y Df Nq Với (p =24,39°, tra bảng 7.1 ta nhận dược hệ số k n ăn g chịu tải: Nq= 10,; Ny =10 Khi đó, ta nhận được: p = 0,4 (20) (2,5) (1 )+ (20) (1,5) (10) = 500 k N /rrr G iả thiết, hệ số an tồn 2,0 khả chịu tải an tồn tính sau: f*an tồn = p / = 0 / = k N / m 4) Kiểm tra xem móng có mang tải trọng ngồi bảng ỉ 500 k N hay khơng? Từ phần 3, rằng, m óng vng có cạnh 2,5 m có khả m an g tải trọng bằng: 2,5x 2,5x 250 « 1.562,5 kN > 1.500 kN D o đó, m óng vng có cạnh 2,5m, chơn sâu 1,5 m đủ m an g tải trọng thiết kế 302 PH Ụ LỤC NHŨNG HỆ SỐ CHUYỂN Đ ổ i TƯ ĐƠN VỊ ANH QUỔC SANG ĐƠN VỊ QUỐC TẾ (SI) Những đơn vị Quốc Tè đấu tiên dược sirdụng là: Chiểu dài Mét (m) Khối lượng .Kilơgram (kg) Thời gian Giây (S) Lực Newton (N) hay Kilơnewton (kN) Áp lưc Pascal (Pa = N /m 2) hay kilơpascal (kPa = kN / m 2) Báng giới thiệu hệ số chuyến đối đơn vị dùng sách này: i)ơn vị đo lườiig Khối lượng Lực Lực/chiểu cỉài đơn vị Áp lực, úhg suất, Mỏ đun đàn hồi Chicu dài Diện Thế t ích Từ đơn vị Anh Quốc Sang đơii VỊ SI Hệ sơ nhãn Hỗ trợ tính nhẩm nhanh 0.453 592 Ib (k/lượng) = 0,5 kg ỉb kg N 4,448 22 Ib (Lực) = 4,5 N kip kN 4,448 22 kip (Lực ) = 4,5 kN Pif N/m 14,593 p lf= 14,5 N/m klf kN/m 14,593 psf Pa 47,880 ksf kPa 47,880 psi kPa 6,894 76 ksi MPa 6.894 76 inch mm 25,4 foot m mm 0.3048 Inch.: mm2 645,16 Foot : m2 0.09290304 Yard : m2 0.83612736 Inch mm m' 16386,064 A k lf= 14,5 kN/m psf = 48 Pa ksf = 48 kPa psi = 6,9 kPa ksi = 6,9 MPa i in = 25 mm ft = 0,3 m I ft = 300 mm in.2 = 650 mm I f t = 0,09 m i a t = 0,84 m In = 16,400 ram I f t = 0,03 m lyd = 0,76 m Ib Foot Yard ’ m 304.8 0.0283168 0.764555 Ghi chu: ỉ k G / c n r = 0 k P a = ,l MPa n a n o m e t e r = 1X l O ^ m m = X 10~9 m m i c r o m e t e r = 1X l O ^ m m = X i c r m 303 TÀI LIỆU THAM KHẢO 1) A A S H T O (1999), “Standard Specifications fo r H ighway B rid g e," 16 th Edition, Transportation Officials, VVashington, D c 2) A boshi, H., E Ichimoto; M Enoki, and K Harada, “The com poser- A m ethod to improve characteristics o f soft clays by inclusion o f Large D iam eter Sand C o lu m n s," Paris,1979, pp 221-216 3) A STM (1994), “A nnual Book o f ASTM Standards, Section 4, C o n stru ctio n ,” A m erican Society for Testing and M aterials, Philadelphia, Pennsylvania, 978 p 4) Baker, s (2000), '' DeỊorm ẳon Behaviour o f Lim elC em ent Stabiìised C la v , " Docto/al Thesis C halm ers Univ o f Technology G othenburg 5) Balaam, N.P., P.T Brown, and H.G Poulos, “Settlem ent A nalysìs o f Soft C lays Reinỷorced wỉth G ranular Piỉes, ” Bangkok, Thailand, 1997, pp.81-92 6) Balaam, N.P., H.G Poulos, “M ethod o f A nalysis oỷSingle Stone C um ns, " Sym poSium on Soil R ein ío rcin g and Stabilizing Techniques, Proceedings, Sydney, Australia, 1978, pp 497- 512 7) Barksdale, R.D., and R c Bachus, "Site Im prcvem ent Using Stcme C oỉu m n s," Phase I ( Droft Report) , F H W A Contract N o.D TFH 61-80-C , School o f Civil E ngineering, G eorgia Institute o f Technology, A ugust, 1981 8) Barksdale, R.D., “Site ỉm provem ent Using Sand Com paction Piles, ” G eorgia Institute of Technology, Atlanta, July, 1981 9) Barron, R.A., “Consolidation o f Fine G rained Soils by Drain W eỉls, ” Transactions, ASCE, Vol.124, 1959, pp 709-739 10) Bergado, D.T., et AI., “Im provem ent Technique o f Soft G round Subsiding and Low ỉand Envirom ent, ” A.AA B alkem a/ R o tterd am / B rookíield/ 1994 11) Bich, N.N., V.D Phung, and L.T Thanh Binh, “ Engineering Soils, Engineering Geoỉogy and G round ìm provem ent Techniques ỉn C o n stru ctio n ,” E ngineering Edition, H anoi, 2005; (V ietnam ese language) 12) Bich, N.N., “Geotechnical Engineering Theory and P ro b ìe m ,” E ngineering Edition, Hanoi, 2005; (V ietnam ese language) 13) Bishop, A \v , and L B je r u m , "The Relevance o f the Triaxial T est to the Solutioiì o fS ta b ilily P roblem s,” Proc Res Conf Shear Strength C ohesive Soils, ASCE, p p 437-501, 1960 304 14) British Standard (2005 ) E xea u io n o f Special G cotecìm ical W orks - Deep M ixing The European Standard EN 14679 : 2005 has the Status o f a British Standard 15) Brajam Das, “Advanced Soil M echanics, " International Edition 1983 16) Broms, B.B., and p Boman "Sìabilisaỉion ()f SoiI with Lim e C o h tm n s,” G round Engineering, Vo! 12, No 4, May 1979, pp 23- 32 17) Casasỉranđe, A., and N Carrillo, "Shear Faihire o f Anisotropic M aterials" in Contribution to Soil M echanics 1941- 1953, Boston Society of Civil Engineers, Boston, 1994 1K) Casae;rande, L., and s Poulos, "On rhe Effecti\'eness o f Sand D in s” Canadian Geotechnical Journal, Voi 6, 1968, pp 287- 326 19) "Desiỵn and C onstntcíion o f Stone Coỉumns, Vol I and Voỉ II, F H W A RD -83/026, Fecleral H ighw ay Adm inistration, Final Report, D ecem ber, 1983 '.!()) Doimlas, B.J., and R s Olsen (1981), "Soil Classiýìcation usinq Electric Cone Peneirom eter." Symposiuin on Cone Penetration Testing and Experience, ASCE National Convention, St Louis, M issouri, pp 209- 227 ?.\) Edward w B., and p B Rf, “Sữft d a y Engineering, ” A m sterdam - O xford Nevv Yord- 1981 ?2) EuroSoilStab (20U0), ‘D eep Mixuiiị M ethod- p iinciple, Desiạn and Construction Mcĩhocl lo Stcibiii.se SoỊì ỊrỊịinuc Soil " Design Guide Soft Soil Stabilisation CT.970351 Proịccl No BEỈ-96'3177 Europe;m Cornm ission Industrial & M aterials rechnologics Prograinmc ( Brite-Euram III) Brusscls 23) (ỉeotcchnical Engincering C ircular No 3, '-'Design Guide: Geotechnical Earthqu- dke lùìíỊÍneerim’ j()ì Ịỉiụlnvavs," Vol I - Design Principle, F H W A - SA-97-076, Pederal Highvvay Administration, may 1997 24) (ỉeotechnical Engineeriníĩ Circular No 3, “Design Gitide: Geotechnical Earthqu- ake E nỳneerim ị for lỉiíỊlmxiỵs, " Vol II - Design Exam ples, F H W A - SA-97-077, Pederal Hich- way - Admini.stralion, may 1997 25) "Gesxmlìciic clesiiỊH and Construction Giticleliiies - Participant N o teb o o k ," FH W A , H 1-95-038, Federal Hiiỉhway A dm inistration, Apri] 1998 26) Ishihara (1993), "Liqueịaclìon and Flow Failure D uring E arthquakes," Geotcchniqưe, Vol No 3, pp 351-415 " J ) Ladd C.C., and R Foot, "N ew Desiíịn Proccdure fo r Stabiìừy o f Soft C la y s,” J Gcotcch Eng Div., ASCE, Vol.100, No GT7,pp 763-786, 1994 CH) "Mechaiiicttlly Stabílisccl Earih WctlLs and Retnỷbrced Soil Slopes - Design & Coiìstnicíicii Gunlclii.cs, ’ F H W A - NHI-0Ơ-043, National H ighw ay Institute Ticc of Bridee Technoloịiv, March, 2ƠU1 305 29) M eyerht, G.G., and M.A Chaplin, 'T he Compression and Bearing Capacity o f Cohesive S o ils," British Joumal of Applied physics, Vol 4, January, 1953, pp 20-26 30J M eyerho ít, G G , "Some Recent Reseach on the Bearing capacity o f F oundation," Can G eotech J., Vol 1, N o.l,p p 16-26, 1963 31) Poulos, H.G., C.Y Lee & J c Small (1 98 ) ,“Prediction o f Em bankm enĩ Perfor- m ance on M aỉaxsian M arine Cỉays, ” Proc Int Symp O n trial E m b an k m en ts on M alaysian M arine Clays, Kuala Lum pur 2, / 1-4/10 32) R obert W D ay, "Geotecỉinical earthquake enạineering hundbook "Copyriọht 2002 by the M cG raw - HiII Com panies, Inc 3 j Seed, H.B., and J.R Booker, “Stabilisation o f P entialỉy LiqueỊiable Sancl D eposiĩs using G ravel Drain System s," Report No E E R C 76-10, U niversity of C aliíornia, Berkeley, April, 1976 34 ì Seed, H.B., and K.L Lee, “Lique/acíioiì o f Saturated sands Duriììg Cỵcìic L oading," ỉ Soil Mech Found Eng Div., ASCE, Vol 87, No SM6 pp.29-47, 1961 35) Seed, H.B., and J.M Ducan (1986), “FE analysis: C om paction - induced Stresses ítnd D brm áons, " J of Geotech Eng Div., ASCE 122,1: 23-43 ; Seed, H.B., and p De Alba, (1986) "Use o f SPT and C P T Tests fo r Evaluating the Liqiie/action Resislance o f Sands, ” In: Use o f In-situ T ests in G eotechnical E ng ineerin g, A SC E echnical Special Publication No 6, pp 281-302 37) Skem pton, A w , (1986), "Standard Penetration Test P rocedures and the E ffects in Sands o f O verbitrden Pressure, Relative Density, P article Size, Ageing and O verconsolidation, ” Geotechnique, Vol 36, No.3,pp 425-447 38) Taylor, D w , (1948), “Fưndamentals o f Soil M ecìu m ics,” N eew York: W ịley and Sons, N ew Yord: W iley T erzaghi, K., and R.B Peck et Al., “Soi! M echanícs in E n ý n e e r im ’ Pracíicle, ” nd Edition, John W iley and Sons, N ew York, 1996 The first edition was Published in 1948 306 MỤC LỤC T rang L ời nói đầu Phần I ĐẤT XÂY DựNG Churơng Thành phần tính chất bán đất 1.1 Khái niệm ch un g 1.2 Các tương quan thê tích - trọng lượng 1.3 Thành phần cấp phối hạt đất 11 1.4 K hống vật sét 13 1.5 Đ ỏ sệt đất dính 15 1.6 Độ đầm chặt đất 16 1.7 Tính thấm nước đất đá 17 1.8 Áp lực nước lỗ rỗng sinh nén khơng nước 31 1.9 Phân loại đất 34 Churong Địa kỹ thuật động lực cóng trình 2.1 Địa chấn cường độ động đất 38 2.2 Các sóng địa chấn 39 2.3 Phân tích hố lỏng lún động đất gây 42 Churơng Tác dụng học nước đất lẽn đất, tượng xói ngầm đất 3.1 Tác dụng học nước đất lên đất 51 3.2 Hiện tượng xói ngầm 53 Chương Trượt đất đá sườn dốc, phương pháp phân tích ổn định sườn dốc 4.1 Mục đích nghiên cứu 63 4.2 Các dạng phá hoại sườn dốc 63 4.3 Phương pháp phân tích ổn định sườn dốc 64 307 Phần II CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TẠO ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG Chương Phương pháp gia cường đất giếng tiêu nước thảng đứng 5.1 Khái niệm chung 77 5.2 G ia tải trước 77 5.3 G ia cường đất trụ vật liệu rời 79 A) Phương pháp tính thủ cơng 117 B) Lời giải có hỗ trợ phần m ềm m áy tính điện tử 122 5.4 G iếng tiêu nước thẳng đứng bấc thấm 127 Chương Phương pháp cải tạo đất yếu trụ đất xi măng/ vơi - trộn sâu 6.1 N hững ngun tắc cải tạo sâu 142 6.2 Phương pháp tính tốn -thiết k ế 148 Chương Tường chán đất có cốt ổn định học - điều kiện tĩnh 7.1 M đầu 160 7.2 M tả hệ thống tường chắn đất có cốt ổn định học 160 7.3 Trình tự thi cơng 166 7.4 Những ngun tắc gia cường đất tính chất tính tốn hệ th ố n g 171 7.5 Tương tác cốt đất theo khái niệm thơng thường 175 7.6 Đánh giá tính chất xây dựng dựa khảo sát thí nghiệm khu vực 177 7.7 Đ ánh giá tính chất tính tốn kết cấu tường chắn 179 7.8 Thiết k ế tường chắn M SE - điều kiện tĩnh 183 A Tính tốn ổn định ngồi 188 B Tính tốn ổn định 190 c Phương pháp tính có hỗ trợ phần m ềm m áy tính 216 Chương Tường chán rọ đá - điều kiện tĩnh 8.1 M đầu 234 8.2 Thiết k ế tường chắn rọ đá - điều kiện tĩnh 235 A) Phương pháp tính thủ cơng 239 B) Phương pháp tính có hỗ trợ phần m ềm m áy tính 257 Chương Sườn dốc đất có cốt - điều kiện tĩnh 308 9.1 M đầu 269 9.2 Tính tốn - thiết k ế sườn dốc đất có cốt- điều kiện tĩnh 270 Phần III SỬ DỰNG CÁC THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG TRONG ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DựNG Chương 10 Thí nghiệm xun tiêu chuẩn 10.1 Ngun tắc chung 285 10.2 M ục đích phương pháp 285 10.3 Các tham số cần đo 285 10.4 Diễn giải tính chất đất 287 Chương 11 Thí nghiệm xun tĩnh hình 1.1 Ngun tắc chung 291 11.2 Trang thiết bị 291 11.3 Phương pháp thí nghiệm 291 11.4 Những tham sỗ cán đo 291 11.5 Phân loại đất theo C PT 292 11.6 Đ ánh giá độ chặt tương đối (D r) đất theo C P T 292 11.7 Đ ánh giá chí tièu đỏ sệt đất dính kết C P T 293 i 1.8 Phương pháp xác định lổng m đun biến dạng nở ngang tự kết qu C P T 294 11.9 Gíc phương pháp xác định độ khơng nước kết CPT 294 11.10 Đánh giá khả nàng chịu tải kết q CPT 294 11.11 Đánh giá Ch số liệu tiêu tan CPTu 295 Chương 12 Thí nghiệm cát cánh nén bàn nén 12.1 Thí nghiệm cắt cánh (VST) 297 12.2 Thí nghiệm nén bàn nén (PLT) 299 Phụ lục Những hệ số chuyển đổi từ đơn vị anh quốc sang đơn vị quốc tê (SI) 303 T i ỉiệu th a m k h ả o 304 309 CÁC PHƯƠNG PHÁP CẢI TẠO ĐÂT U TRONG XÂY DỰNG (Tái bản) Chiu trách nhiệm xuất bủn : TRỊNH XN SƠN Biên tập : TR Ầ N CƯỜNG C h ế : P H Ạ M H N G LÊ Sửa in : TUẤN h o n g Trình bày bìa : v ũ B ÌN H M IN H In 300 khổ 19 X 27cm Xưởng in Nhà xuất Xây dựng Giấy chấp nhận đăng ký kế hoạch xuất số 46-2011/CXB/785-01/XD ngày 05-01- 2011 Quyet định xuất số 120/QĐ-XBXD ngày 20-4-2011 In xong nộp lưu chiểu tháng -2011 4) British Standard (2005) Execution o f Special G eoteclcal W orks - Deep Mixing ITic European Standard EN 14679 : 2005 has the Status of a British Standard 5) I3rajam Das, “A dvanced Stìii M echanics, " International Edition 1983 6) Broms, B.B., and p Boman "Stabilisơtion of Soil U'ilh Lim e Columns, ” G round Engineering, Vol 12, No 4, M ay 1979, pp 23- 32 7) G ìsagrande, A., and N Carrillo, “Shear Failnre tìf A nisotropic M a teria ls” in Contribution to Soi] M echanics 1941- 1953, Boston Society o f Civil Engineers, Boston, 1994 8) Casagrande, L., and s Poulos, “O/I the Ejfecti\ eness o f Sand Drains " Canadian Geotechnical Journal, Vol 6, 1968, pp 287- 326 9) " De.'ii>n and Consíruction o f Stone Colttmns, Vol I and Voỉ II, F H W A R D -S3/026, Federal H ighw ay A dm inistration, Final Report, Decem ber, 1983 :()) Douglas, B.J., and R s Olsen (1981), "Soiỉ C lassification lísing Electric Cone P en ervm eter," Sym posium on Cone Penetration Testing and Experience, ASCE National Convention, St Louis, M issouri, pp 209- 227 ~A ) Edw trd w B., and p B Roff, “Soft d a y Engỉneering, ” A m sterdam - O x íord New Yord- 1981 í2) EuroSoilStah (2000), "Deep Mixiníị M eihod- Principle, Desiqn and Constrncíion Metìrxỉ lo Síưbiìise SoỊỉ Orạanic Soil " Design Guide Sì Soil Stabilisalion CT.970351 Prơject No B-96-3I77 European C om m ission Industrial & M aterials Technologies Progranm ic ( Brite-Euram III) Brussels 13) Cieotechnical Engineering Circưlar No 3, ‘- 'Desigìĩ Guide: Geotechnical Earthqư- (tke Engineeriììíị fnr Ịỉii>hways,” Vol I - Design Principle, F H W A - SA-97-076, Fede'al Highway A dm inistration, may 1997 24) Geotechnieal Enginecring C ircular No 3, "Desiqn Guide: G eotecỉm ical Earthqu- ake KniỊÌneeriniỊ for H iiịhw ays," Vol II - D esign Exam ples, F H W A - SA-97-077, Pede al High- wav - A dm inistralion, may 1997 15) "G esvithetic clesÌỊỊti and C o m tm c tio n Guidelines - Participant Notebook, ” F H W A , HI-95-038, Federal H iqhw ay A dm inistration, April 1998 lố) Ishihara (1993), “Liquefacỉion and Flow Failure During E arthqitakes,” Geotechnique, Voi ,No 3, pp 351-415 ;7) Ladd C.C., and R Foot, “N ew Desiqn Procedỉtre fo r Stabilitỵ o f Soft C la y s,” J Geot.-ch Eng Div., ASCE, Vol.100, No GT7,pp 763-786, 1994 :[...]... X í 1 2 ’ 5 )2 / \ 3( 2, 5 )2 -1 F ( 1 2 , 5 ) - vln ( 1 2 , 5 ) - 1 } 4( 12, 5)( 12, 5 )2 - 1 F( 12, 5) = ln(l 2, 5) 155 ,25 u h=l-exp -8(0,90) (1,794) 158 * 1,794 625 = 1-e 0,98 4 2 X á c đ ịn h hệ số c ố k ế t tru n g bình theo phư ơng đứng : U y = 1 - X — f e x p ( - M 2Tv ) m=0 M Trong đó: M = (2m + 1) 7ĩ /2; (m là một số nguyên) Tv = c v t / (H / N )2 Ở đây: (7): + (2, 5 )2 c - 7- (6,5)' 0,0085 ( m 2 /n g... + 0 ,22 7 m = 0 ,23 2 m 4) Phương pháp tính tốc độ lún trong thời gian 20 0 ngày đêm s c (,) = u s c u = I - ( 1 - u h) ( l - U „ ) Trong đó: 4.1 Mức độ c ố kết trung bình chỉ xét theo phương ngang: u h=l-exp ■8 T F(n) T, c h D c = 2, 0 m z ( hi 7 ^ ) c„ = ỵ h2 ^ (7 )~ (0,018) + ( 2 , 5 )2( 0,036) + ( 6 , 5 )2( 0,015) 0,018 na.đêm (7 )2 + (2, 5)" + ( 6,5 )2 ~ j (20 0 ng.d) Th = 7 % ( 2 0 0 ) = ^ ( D e) 2 (2, 0)... 8 9 -0 4 3 ) Trong các vùng có nền đất không ổn định, phương pháp cải tạo đất, ví dụ như đầm đóng lực, trụ đá, bấc thấm, hay những phương pháp cải tạo đất khác có thể thực hiện vào giai đoạn xây iắp tường chắn 2) Lắp đật tấm đệm nằm ngang đ ể xây dựng các p h ẩ n tử bé m ặt Tấm đệm bô tông không có cốt, nói chung thường chỉ rộng 300 m m và dày 150 mm, đỏng thời chí được sừ dụng dế xây dựng MSEW, mà... ban đầu trong thời gian 20 0 ngày đêm được tính : sc (t = 20 0 ng.d) = sc.u = 2 3 2 m m (0,984) w 2 2 8 m m Các bài tập chương 6 6 .2 H ãy giải ví dụ 6.1, nếu tải trọns giao thỏnc bằng 20 k N /m 2, còn mọi số liệu khác được giữ nguyên 6.3 H ãy giải ví dụ 6.1, với việc sử dung sơ đồ hình vuông có as = 0,15; as = 0 ,20 ; và as = 0 ,25 , còn m ọi số liệu khác được giữ nguyên 159 Chương 7 TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT... Qnhóm = 2 Cu H (B+L) + (6 đến 9) CU.B.L Trong đó: C u = 2 % j i L = X hi 0 0 X 2 , 5 ) , (30X6,5) w 6 + 2, 5 + 6,5 kFa Qnhóm = 2 (23 ,30) (15) (3,66+3,66) + (9) (23 ,30) (3,66) (3,66) * 7 926 kN Nếu dù ng hệ số an toàn, FS = 2, 5, thì khả năng chịu tải đơn vị của nhóm trụ ximăng/vôi khi bị phá hoại khối được xác định nh ư sau: Q ^nhóm cho phep 156 _ 7 92 6 IVX kN> FS(B X L) ~ 2, 5(3, 6 6 X 3, 6 6 ) 23 7 kN... SC = SC I + SC2 = I H , )0 - Í - - X 'dct a s ■E coc + (1 a s ) M dat Trong đó: SC i = ỵ H dcI và SC 2 = ỵ Erfcl H ‘■p a s ■^coc ■+■( 1 ~ a s )• M dat Giả thiết chiều dài trụ, L lrụ = 15 m, chúng ta tính được: c ^ 1 0 0 kPa Sr I = > (1 m ) x —:— - — — = 0,005 m Cl ^ 20 .000 kPa 157 6 w 2, 5 ^ 0,15 (20 .000)+ (1-0,15X3700) ) { o , ì 5 (20 .000) + (1 - 0,15)(500) s c2 = 100 + 6,5 0 ,22 7 m 1 0,15 (20 .000) + (1... Không thoát Thoát nước nước nước 1Ị - 0,09 - - 2, 0 1,16 - - Ị e0 1 ,29 1 Ch =2Cv 0,018 0,036 0,015 Ca 0,0035 0,008 0,0 025 - m2/ng.đ - Ghi chú: M C = Mohr - Coulomb 155 Đ ệm công tác xim ăng/vôi Cát chặt Không tỷ lè H ình 6.10: Nền đất yếu không đồng nhất được gia cường bằng các trụ đất xi măng / vôi 2 Khả năng chịu tải của nền sét yếu gia cường bằng các trụ đất ximăng/vôi: K h ả năng chịu tải tới hạn của... Độ lún trong đất không gia cường xung quanh trụ được tính theo phương trình (6. 12) : ( 6 12) ^ l - a s M dSl Trong đó: s , - độ lún trong đất không gia cường, m; q 2 - tải trọng tác dụng lên đất không gia cường, nh ư trên, kPa; a s - tỷ số diện tích thay thế, như trên; M díl - mô đun đàn hồi của đất không gia cường, kPa Tính toán đầu tiên giả thiết rằng, q, = q, max So sánh độ lún tính được trong trụ... 3700 ( 1 - 0 , 3 3 ) (1 + v 2) (ỉ - 2 v 2 ) ( 1 + 0 , 3 5 ) 0 - 2 x 0,35) A A A 1 ,1 c u n - , m.,T = — - — — = - — — - — — » 0 ,00 125 kPa E 02( 1 ~ v 2 ) 500(1-0,35) - (l + v 3) ( l - 2 v , ) _ ( l + 0 , 3 3 X 1 - 2 x 0 3 3 ) n n n A n ^ CI.n _, m vl = — — —— = —— — -: : — - « 0,00 00675 kPa E03( I - v , ) 10.000(1-0,33) vạy, X m v i h , m vl hị + m v2 h 2 + m v3 h 3 m v = —— - ... -Z h, h| + h 2 + h3 _ (0,00018)(7) + (0,00 125 ) (2, 5) + (0 ,0 000675)(6,5) n n n n , , , n rn — — -— - - - — 5S 0,0003 kPa 7 + 2. 5 + 6 5 => s 0 = (0,0003)( I)(ỉ o o y 16) » 0 ,4 8 3 m 3 .2) Nền đất yếu sau gia cường bằng các trụ đất xi m ăn g / vôi Tổng độ lún cố kết ban đầu cửa khối đất gia cường, SC1, và tầng đất chưa gia cường ở dưới khối đã gia cường phía trên, Sc2, được tính ... Cl ^ 20 .000 kPa 157 w 2, 5 ^ 0,15 (20 .000)+ (1-0,15X3700) ) { o , ì 5 (20 .000) + (1 - 0,15)(500) s c2 = 100 + 6,5 0 ,22 7 m 0,15 (20 .000) + (1 - 0,15)( 10 000) = > s c = 0,005 m + 0 ,22 7 m = 0 ,23 2 m... ( n ) - ^ p r ^ n -1 4n / X í ’ )2 / 3( 2, 5 )2 -1 F ( , ) - vln ( , ) - } 4( 12, 5)( 12, 5 )2 - F( 12, 5) = ln(l 2, 5) 155 ,25 u h=l-exp -8(0,90) (1,794) 158 * 1,794 625 = 1-e 0,98 X c đ ịn h hệ số c... W A R D -0 ) Trong vùng có đất khơng ổn định, phương pháp cải tạo đất, ví dụ đầm đóng lực, trụ đá, bấc thấm, hay phương pháp cải tạo đất khác thực vào giai đoạn xây iắp tường chắn 2) Lắp đật đệm