Đang tải... (xem toàn văn)
Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu Xây dựng công trình trên nền đất yếu
Khi xây dựng công trình đất yếu, vấn đề quan tâm cải tạo đất yếu để làm giảm độ lún nền, tăng khả chịu tải làm giảm tính thấm thời gian ngắn nhất, kinh tế Phương pháp cố kết chân không đời từ nước tiên tiến, bước đầu áp dụng Việt Nam đáp ứng yêu cầu Theo phương pháp này, yếu tố có ảnh hưởng lớn đến tính hiệu phương pháp khoảng cách bấc thấm Cố kết chân không phương pháp hiệu để gia cố đất yếu bão hòa nước Khi cần gia cố vị trí đó, người ta dùng lớp vải bạt hay màng nhựa phủ kín vùng không cho không khí lọt vào tạo chân không bên lớp màng Để tạo chân không người ta dùng hệ thống ống hút bơm chân không Công nghệ tạo tải trọng nén trước tương đương với khối đắp nén trước cao khoảng 45m Thay gia tăng ứng suất khối đất cách tăng ứng suất tổng theo phương pháp chất tải thông thường, phương pháp cố kết chân không tạo tải trọng nén trước cách giảm áp lực nước lỗ rỗng giữ nguyên ứng suất tổng Nguyên tắc chung MVC (Mernard Vacuum Consolidation) bao gồm việc khử áp suất khí khối đất bọc kín lớp màng nhựa để khối đất cố kết trì trạng thái chân không suốt trình gia cố bấc thấm đóng vai trò giếng giảm áp Các nghiên cứu tham số lý thuyết cho thấy yếu tố khoảng cách bấc thấm (F(n)) luôn thông số quan trọng có ảnh hưởng lớn, ảnh hưởng xáo trộn đất đặc trưng (Fs), thời gian cố kết (t) Vì việc chọn khoảng cách bấc thấm hợp lý có ý nghĩa định đến tính hiệu phương pháp - Tính toán xác định khoảng cách bấc thấm hợp lý a Phương pháp tính toán Khi có ống thoát nước đứng, độ cố kết toàn phần trung bình kết hợp ảnh hưởng thấm theo phương ngang (xuyên tâm) thấm theo phương đứng, tính theo: U=1-(1-Uh)(1-Uv) (1) Trong đó: U: Độ cố kết toàn phần trung bình Uh: Độ cố kết theo phương pháp ngang (xuyên tâm) Uv: Độ cố kết theo phương đứng Ở sâu vào nghiên cứu cố kết theo phương ngang (hướng tâm) đánh giá ảnh hưởng kết hợp cố kết theo hai phương Việc thiết kế ống thoát nước PV (Prefabricated Vertical) yêu cầu cần phải dự đoán mức độ tiêu tán áp lực dư kẽ rỗng tượng thấm hướng tâm vào ống thoát nước đứng đánh giá vai trò thấm theo phương đứng Giải pháp đầy đủ cho vấn đề thấm xuyên tâm đưa Barron, ông nghiên cứu lý thuyết ống thoát nước đứng cát Hệ thức mà ông đưa dựa giả thiết Terzaghi cố kết thấm hướng Đây biểu thức ứng dụng rộng rãi phân tích Barron [2], cung cấp quan hệ theo thời gian thông số: Đường kính ống thoát nước PV khoảng cách, hệ số cố kết độ cố kết trung bình T= Trong đó: (D2/8Ch)F(n)ln(1/(1-Uh) (2) T: Thời gian yêu cầu để đạt độ kết cấu trung bình Uh Uh: Độ cố kết trung bình theo phương ngang D: Đường kính hình trụ bao đất bao quanh ống thoát nước PV hình thành sau lắp ống (vùng ảnh hưởng thấm) Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang F(n): Hàm số yếu tố khoảng cách ống Hansbo cải tiến công thức (2) để áp dụng với ống thoát nước đúc sẵn PV xét đến ảnh hưởng gây cản trở dòng thấm vùng xáo trộn Lý luận điều kiện Hansbo dựa phân tích lý thuyết [1] Công thức chung cuối là: T= (D /8Ch)(F(n)+Fs+Ft)ln (1/1-Uh) (3) Trong đó: T: Thời gian cần thiết để đạt độ cố kết Uh: Độ cố kết trung bình độ sâu Z xét thoát nước theo phương ngang Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang F(n): Hàm số ảnh hưởng khoảng cách công thoát nước D: Đường kính hình trụ ảnh hưởng ống thoát nước Fs: Hàm số xáo trộn đất Lý thuyết cố kết đất có thoát nước xuyên tâm giả thiết đất thoát nước ống thoát nước đứng có mặt cắt ngang hình tròn Hệ thức tính toán cố kết trường hợp gồm đường kính ống thoát nước d Vì ống thoát nước chế tạo sẵn dạng dải gán đường kính tương đương dw Đường kính tương đương ống thoát nước chế tạo sẵn dạng dải định nghĩa đường kính ống thoát nước hình tròn với đặc trưng thấm xuyên tâm tương tự ống thoát nước qui đổi Trong hầu hết trường hợp giả thiết dw không phụ thuộc vào điều kiện mặt, đặc tính đất ảnh hưởng lắp đặt ống Có thể coi dw hàm số kích thước hình dạng ống Trong công thức (3) ảnh hưởng xáo trộn đất (Fs) hệ số kháng thấm kể đến (cả hai làm giảm trình cố kết) Các nghiên cứu tham số lý thuyết cho thấy yếu tố khoảng cách ống (F(n)) luôn thông số quan trọng có ảnh hưởng lớn, ảnh hưởng xáo trộn đất đặc trưng (Fs) lấy xấp xỉ tương đương lớn chút so với F(n) ảnh hưởng kháng thấm ống (Fr) có tầm quan trọng Khoảng cách bấc thấm thông số quan trọng tính toán bố trí bấc thấm, ảnh hưởng đến khả làm việc bấc thấm mà liên quan đến giá thành thực công trình Thực tế, người ta thường bố trí bấc thấm cách khoảng 1m tính từ tâm bấc thấm đến tâm bấc thấm Nếu bố trí bấc thấm dày hơn, trình thi công xuất vùng đất bị xáo trộn xung quanh bấc thấm, khoảng cách bấc thấm gần vùng xáo trộn gây ảnh hưởng làm giảm tác dụng lý thuyết bấc thấm Ngược lại bố trí khoảng cách chúng xa yêu cầu thời gian lại khó đảm bảo Vì toán xác định khoảng cách bấc thấm thường toán thử dần, tức ứng với đất xác định, chiều dài bấc thấm không thay đổi, người ta thử dần với nhiều giá trị khoảng cách khác kiểm tra mức độ cố kết ứng với trường hợp Căn vào thời gian yêu cầu chọn khoảng cách hợp lý b Phần mềm tính toán Sử dụng phần mềm FoSSA (2.0) phần mềm chuyên dùng để tính ứng suất, biến dạng đất sử dụng bấc thấm (PVD) kết hợp gia tải trước Chương trình tính toán cho toán hai hướng, ba hướng toán móng mềm,tính toán lún tức thời, lún cố kết lún từ biến Kết tính toán xác định độ lún thời điểm trình lún độ cố kết đất thời điểm khác c Nhận định Từ kết tính toán nhận thấy rằng: Với khoảng cách bấc thấm 3,0m ứng với độ sâu bấc thấm 5,0m; 10,0m; 15,0m; 20,0m sau thời gian tháng độ cố kết trung bình đạt 9,98%; tháng 16,79%; tháng 23,1%; 12tháng 28,85% Với khoảng cách bấc thấm 0,5m sau thời gian tháng, tháng, tháng, 12 tháng độ cố kết trung bình là: 57,89%; 83,68%; 95,26%; 100% Qua cho thấy khoảng cách bấc thấm có ảnh hưởng lớn đến độ cố kết đất Các yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách bấc thấm từ kết tính toán cho thấy khoảng cách bấc thấm có hiệu khoảng từ 1,0m đến 2,0m Nếu cắm dày xáo trộn đất thi công bấc thấm cản trở thoát nước đất hiệu gia cố không cao Nếu khoảng cách bấc thấm lớn 2,0m độ lún nhỏ, khó đạt tiến độ thi công - Với khoảng cách bấc thấm 0,5m tốc độ biến đổi thể tích biến dạng lún xảy nhanh sau tác động áp lực bơm chân không, sau nước thoát chậm không liên tục theo thời gian - Với khoảng cách bấc thấm 1,0m tốc độ biến đổi thể tích biến dạng lún xảy đặn theo thời gian - Với khoảng cách bấc thấm 1,5m tốc độ biến đổi thể tích biến dạng lún nhỏ không nhiều so với khoảng cách bấc thấm 1,0m lượng nước thoát đặn theo thời gian - Với khoảng cách bấc thấm 2,0m, tốc độ biến đổi thể tích biến dạng lún xảy chậm nhiều so với khoảng cách 1m 1,5m - Với khoảng cách bấc thấm 2,5m 3,0m tốc độ biến đổi thể tích biến dạng lún xảy chậm nhiều so với khoảng cách khác Như khoảng cách bấc thấm từ 1,0m đến 2,0m thích hợp e Kết luận Từ kết lý thuyết, tính toán thí nghiệm mô hình rút kết luận, kiến nghị sau: Phương pháp cố kết hút chân không phương pháp xử lý đất yếu cho hiệu cao nâng cao sức chịu tải nền, giảm độ lún theo thời gian sau xây dựng công trình tăng nhanh tốc độ xử lý nền, giảm thời gian thi công công trình Lý thuyết phần mềm tính toán giới thiệu sử dụng để xác định thông số cần thiết thiết kế xử lý nền, có việc xác định khoảng cách bố trí bấc thấm Các kết bước đầu cho thấy có khả ứng dụng phương pháp thực tế xây dựng Việt Nam Khi xây dựng công trình đất yếu, giải pháp mà người thiết kế lựa chọn xử lý đất để tăng sức chịu tải đất, cải thiện số tính chất lý đất yếu giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số mô đun biến dạng, tăng cường độ chống cắt… Hiện có nhiều phương pháp xử lý đất yếu dùng đệm cát, đầm chặt lớp mặt, dùng cọc tre, bấc thấm, cọc cát, cọc xi măng đất… Hiện giải pháp tiên tiến đẩy nhanh thời gian cố kết đất công nghệ xử lý đất yếu phương pháp bơm hút chân không để hút nước đất Đây công nghệ có nhiều ưu điểm vượt trội so với phương pháp thông thường Ưu điểm vượt trội công nghệ hút chân không so với phương pháp thông thường là: • • Tốc độ nhanh, thời gian thi công ngắn Chi phí thi công 30 - 50% • Có thể kiểm soát chất lượng vào điều kiện địa chất khác để thiết kế nên thông số thi công phù hợp • Thi công đảm bảo vệ sinh môi trường Trình tự thi công: Thi công lớp thoát nước nằm ngang (lớp cát hạt thô) 2.Thi công cắm bấc thấm Lắp đặt hệ thống hút chân không: ống thu nước, bơm… Đặt lớp màng chân không Chạy hút chân không Đắp cát bù lún Kết thúc chạy chân không dỡ tải ... phương pháp xử lý đất yếu cho hiệu cao nâng cao sức chịu tải nền, giảm độ lún theo thời gian sau xây dựng công trình tăng nhanh tốc độ xử lý nền, giảm thời gian thi công công trình Lý thuyết phần... thiết thiết kế xử lý nền, có việc xác định khoảng cách bố trí bấc thấm Các kết bước đầu cho thấy có khả ứng dụng phương pháp thực tế xây dựng Việt Nam Khi xây dựng công trình đất yếu, giải pháp mà... phương pháp xử lý đất yếu dùng đệm cát, đầm chặt lớp mặt, dùng cọc tre, bấc thấm, cọc cát, cọc xi măng đất Hiện giải pháp tiên tiến đẩy nhanh thời gian cố kết đất công nghệ xử lý đất yếu phương pháp