Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU 1.1 Khái niệm đất yếu Đất yếu loại đất có khả chịu tải nhỏ, có sức chịu tải nhỏ tải trọng cơng trình u cầu cơng trình có tính nén lún lớn, bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn môđun biến dạng thấp lực chống cắt nhỏ Nếu khơng có biện pháp xử lý đắn việc xây dựng cơng trình đất yếu khó khăn khơng thể thực 1.2 Các tiêu lý đất yếu Một số tiêu đất yếu tham khảo sau: - Độ ẩm: W ≥ 30% đất cát pha, W ≥ 50% đất sét, W ≥ 100% - đất hữu Hệ số rỗng: e ≥ - Lực dính theo kết cắt nhanh khơng nước: C ≤ 0,15 daN/c - Lực dính theo kết cắt cánh trường: - Góc nội ma sát: φ ≤ - Môđun biến dạng E ≤ 50 daN/c - Chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT N < - Sức chống mũi xuyên tĩnh ≤ 0,35 daN/c < 0,1 MPa 1.3 Các loại đất yếu thường gặp Ở Việt Nam thường gặp loại đất sét mềm, bùn than bùn Ngoài ra, số vùng gặp loại đất có tính chất lún sập đất bazan Tây Nguyên gặp lớp cát chảy loại đất yếu có tính chất riêng biệt 1.3.1 Đất sét mềm Đất sét mềm loại đất sét sét tương đối chặt bão hòa nước Thành phần gồm chủ yếu loại hạt nhỏ thạnh anh, fenspat (phần phân tán thơ) khống vật sét (phần phân tán mịn) Các khoáng vật sét silicat alumin cá thể có chứa ion Mg, K, Ca, Na Fe Đây khoáng vật làm cho sét có đặc tính riêng biệt nó, định đến tính chất lý đất sét Vì đánh giá đất sét mặt địa chất cơng trình cần nghiên cứu thành phần khống vật sét Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 1.3.2 Bùn Theo quan điểm địa chất bùn lớp đất tạo thành môi trường nước nước mặn, gồm hạt nhỏ (nhỏ 200µ), tỉ lệ phần trăm hữu nói chung 10% Bùn tạo thành chủ yếu bồi lắng đáy biển, vịnh hồ bãi bồi cửa sông Bùn no nước yếu mặt chịu lực Cường độ bùn nhỏ, biến dạng lớn, môđun biến dạng vào khoảng - daN/c (bùn sét), 10 - 25 daN/c daN/c (bùn sét bùn cát), hệ số nén lún đạt tới - 1.3.3 Than bùn Than bùn đất yếu nguồn gốc hữu cơ, tạo thành phân hủy di tích hữu (chủ yếu thực vật) đầm lầy, nơi có nước đọng thường xuyên Than bùn có dung trọng khô thấp , hàm lượng hữu chiếm 20 - 80%, thường có màu đen màu nâu sẫm, cấu trúc khơng mịn, thấy tàn dư thực vật Than bùn theo trạng thái tự nhiên phân làm ba loại sau: - Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại vách đất đào thẳng đứng sâu - 1m chúng trì ổn định – ngày Loại II: Loại có độ sệt khơng ổn định; loại khơng đạt tiêu chuẩn loại I - đất than bùn chưa trạng thái chảy Loại III: Đất than bùn trạng thái chảy 1.3.4 Các loại đất yếu khác Cát chảy: Gồm loại cát mịn kết cấu rời rạc, bị nén chặt pha lỗng đáng kể, có chứa nhiều hữu sét Loại đất chịu tải trọng động chuyển sang trạng thái nhớt gọi cát chảy Trong thành phần hạt cát chảy hàm lượng hạt bụi (0,002 – 0,05mm) thường chiếm 60 – 70% lớn Đất bazan: Đây loại đất yếu với đặc điểm độ rỗng lớn, dung trọng khô, dung trọng khô nhỏ, thành phần hạt gần giống với thành phần hạt đất sét, khả thấm nước cao, dễ bị lún sập xây dựng cơng trình MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 2.1 Cở sở lựa chọn phương pháp xử lý đất yếu Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu phụ thuộc vào yếu tố sau: - Tính chất tầm quan trọng cơng trình Thời gian thi cơng hồn thiện cơng trình Tính chất chiều dày lớp đất yếu Những hạn chế môi trường dự án (phạm vi chiếm đất, nhạy cảm - chấn động, việc bảo vệ nước ngầm ) Những khả chi phí Các giải pháp chọn gắn liền với hai nhóm kỹ thuật: Nhóm tập hợp phương pháp khơng cải thiện đất yếu trình xây dựng (xây dựng theo giai đoạn, bệ phản áp, giảm trọng lượng đắp, tăng cường vật liệu địa kỹ thuật ) Nhóm thứ hai tập hợp phương pháp cải thiện đất yếu trình xây dựng (thay đất xấu, thoát nước theo phương thẳng đứng, cố kết hút chân không ) 2.2 Những phương pháp không cải thiện đất yếu trình xây dựng 2.2.1 Xây dựng đắp theo giai đoạn Mô tả phương pháp: Khi cường độ ban đầu đất yếu thấp, để đảm bảo cho đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ cách đắp đất lớp một, chờ cho đất cố kết, sức chịu tải tăng lên, có khả chịu tải trọng lớn đắp lớp đất Đắp trực tiếp đất yếu đảm bảo chiều cao đất đắp (bao gồm phần đất đắp dự phòng lún) ≤ chiều cao đắp giới hạn Do để áp dụng giải pháp phải dự báo độ lún tổng cộng phải xác định tùy thuộc vào tiêu lý đất yếu bề dày lớp đất yếu Để xác định cách nhanh chóng ngồi việc sử dụng chương trình tính tốn ổn định lập sẵn Geo – Slope Có nhiều tác giả lập sẵn tốn đồ tiện dụng để tra toán đồ Taylor, Mandel – Salenco Khi chiều cao đất đắp cao độ lún lớn khơng thể đắp trực tiếp Đắp dần theo giai đoạn (vừa đắp vừa chờ) lợi dụng tối đa quãng thời gian Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 thi công cho phép để tăng chiều cao đất đắp trực tiếp lên trị số đất đắp đến gian Theo cách gọi giai đoạn I, tiếp trì tải trọng đắp khoảng thời định để chờ đất yếu phía cố kết (chờ cho sức chống cắt đất yếu tăng thêm theo mức độ cố kết đạt thời gian cao đắp lên đến chờ tiếp thời gian ), nhờ tăng chiều tiếp tục Trong trình đắp để tăng độ an tồn thi cơng nhiều tư vấn nước khống chế tốc độ đắp trung bình 5cm/ngày số cơng trình xây dựng qua vùng đất yếu nước ta Nền đường đắp III II I Chiều cao đắp Nền đất yếu III II I Thời gian Hình 1: Phương pháp đắp đường đất yếu theo giai đoạn Giải pháp bị khống chế thời gian chờ cho phép phụ thuộc vào cách tính dự báo cố kết U = f(t) Ưu điểm: - Thi công đơn giản Tính kinh tế cao Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Nhược điểm: - Đắp theo giai đoạn (vừa đắp vừa chờ) thời gian thi cơng kéo dài Phạm vi áp dụng: - Đối với cơng trình có thời gian thi cơng kéo dài chi phí đầu tư thấp 2.2.2 Đắp bệ phản áp Mô tả phương pháp: Dùng bệ đắp đường trực tiếp lên đất yếu với tác dụng tăng mức độ ổn định chống trượt trồi cho đường để đạt yêu cầu độ ổn định Bệ phản áp có vai trò đối trọng, tăng độ ổn định cho phép đắp đường với chiều cao lớn hơn, đạt độ lún cuối thời gian ngắn Bệ phản áp có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chống thấm nước So với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với khối lượng đất đắp có lợi giảm mơmen lực trượt nhờ tập trung tải trọng chân taluy Bề rộng bệ phản áp bên nên vượt phạm vi cung trượt nguy hiểm – 3m Mặt bệ phản áp phải tạo dốc ngang 2% phía ngồi để hạn chế nước thấm vào đường đắp Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ chiều cao đắp trực tiếp giới hạn nên từ 1/3 – 1/2 chiều đắp nghiệm tốn ổn định theo phương pháp mặt trượt tròn thân bệ phản áp đắp có bệ phản áp, kết nghiệm toán đạt yêu cầu ổn định trượt trồi bệ phản áp đạt yêu cầu kỹ thuật 6m Nền đường đắp 3m 8m Bệ phản áp 9m Nền đất yếu Hình 2: Phương pháp sử dụng bệ phản áp Ưu điểm: - Thi công đơn giản, nhanh gọn Tận dụng nguồn vật liệu địa phương Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Nhược điểm: - Khối lượng đất đắp lớn chiếm nhiều diện tích, phương pháp khơng thích hợp với nơi phải vận chuyển đất đắp từ nơi khác đến Phạm vi áp dụng: - Những cơng trình cho phép mặt xây dựng lớn tận dụng nguồn đất đắp địa phương 2.2.3 Gia tải tạm thời Mô tả phương pháp: Phương pháp gồm có việc đặt gia tải (thường – 3m đắp bổ sung) vài tháng lấy thời điểm T mà đường đạt độ lún cuối dự kiến trường hợp với đắp không gia tải Nói cách khác phương pháp cho phép đạt độ cố kết yêu cầu thời gian ngắn Để có hiệu theo kinh nghiệm nước, chiều cao đắp không nhỏ (thường – 3m) trì tải trọng đắp thêm tháng Phần đắp gia tải trước không cần đầm nén dùng đất xấu lẫn hữu Gia tải tạm thời phải phù hợp với điều kiện ổn định đắp Phương pháp nên dùng chiều cao đắp giới hạn cao nhiều so với chiều cao đắp thiết kế Gia tải Nền đắp Nền đất yếu Hình 3: Phương pháp gia tải tạm thời Ưu điểm: - Thi công đơn giản Tăng nhanh sức chịu tải đất Tăng nhanh thời gian cố kết độ ổn định theo thời gian Nhược điểm: - Thời gian thi công kéo dài Phạm vi áp dụng: - Nền đất cơng trình có tính nén lún lớn biến dạng khơng đồng đất sét, sét pha trạng thái chảy đất cát thời gian thi công kéo dài Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải - XDCTGT - K22.2 Có thể dùng kết hợp với phương pháp thoát nước thẳng đứng bấc thấm, giếng cát 2.2.4 Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật Mô tả phương pháp: Vải địa kỹ thuật chế tạo từ polypropylene polyester Vải địa kỹ thuật chia làm loại vải dệt, vải không dệt vải phức hợp có chức chủ yếu: Phân cách, lọc, tiêu thoát nước gia cường Việc sử dụng vải ĐKT cho phép tiêu thoát nước lớp bên vải ĐKT , làm tăng độ bền, tính tổn định cho đường qua khu vực đất yếu Nguyên lý giải pháp dùng vải, lưới địa kỹ thuật cốt tăng cường đáy đắp, khu vực tiếp xúc đắp đất yếu Do bố trí cốt khối trượt đắp xảy bị cố chịu kéo giữ lại nhờ tăng thêm mước ổn định cho đắp Tùy theo lực kéo tạo lớn hay nhỏ chiều cao đắp an tồn vượt q chiều cao đắp giới hạn nhiều hay Tăng cường ổn định giải pháp thi công đơn giản cần ý giải pháp khơng có tác dụng giảm lún sử dụng độ lún phạm vi cho phép O R Vải địa kỹ thuật II Y R I F Hình 4: Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng cường tính ổn định I: Vùng hoạt động (khối trượt) II: Vùng bị động R: Bán kính tâm trượt nguy hiểm F: Lực kéo mà vải phải chịu (T/m) Y: Cánh tay đòn lực F tâm trượt nguy hiểm Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 : chiều dài vải phạm vi vùng hoạt động vùng bị động : Chiều cao đất đắp vải (thay đổi phạm vi , từ =h đến =0) Việc đắp nhiều lớp vải địa kỹ thuật lưới vải địa kỹ thuật đáy đắp làm tăng độ chịu kéo cải thiện độ ổn định đường chống lại trượt tròn Như tăng chiều cao đắp đất giai đoạn không phụ thuộc vào lún trồi đất Vải địa kỹ thuật có tác dụng phụ làm cho độ lún đất đắp đồng Ưu điểm: - Thi công đơn giản, nhanh gọn, không cần thiết bị công nghệ cao, giá thành thấp, không phụ thuộc vào mực nước ngầm Nhược điểm: - Không giảm thời gian lún độ lún cố kết cơng trình Phạm vi áp dụng: - Thường áp dụng kết hợp với số biện pháp thoát nước thẳng đứng 2.3 Những phương pháp cải thiện đất yếu trình xây dựng 2.3.1 Đào phần đào tồn đất yếu Mơ tả phương pháp: Tiến hành cách đào bỏ phần tồn lớp đất yếu thay vào lớp đất tốt cát hạt trung, hạt thơ đầm chặt Phương pháp thích hợp với lớp đất yếu có chiều dày nhỏ vùng ảnh hưởng tải trọng đắp Việc thay đất đào bỏ lớp đất xấu để thay lớp đất tốt cát hạt trung, hạt thơ đầm chặt việc thay đất khó khăn thi cơng nước (trường hợp thường gặp với than bùn) thực tế giới hạn với chiều sâu đến vài mét Mặt khác việc thay đất thường ảnh hưởng đến mơi trường Việc thay tồn phần đất yếu vật liệu có cường độ cao biến dạng khắc phục toàn phần vấn đề lún ổn định Nền đắp Đất yếu Thay lớp đất tốt Đất yếu Hình 5: Phương pháp thay lớp đất tốt Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Ưu điểm: - Thi cơng đơn giản, khơng đòi hỏi thiết bị phức tạp Giảm độ lún, tăng nhanh trình cố kết đất làm tăng nhanh khả chịu tải giảm thời gian ổn định lún cơng trình Nhược điểm: - Khối lượng đất, cát thay lớn, phương pháp khơng thích hợp với trường hợp phải đào bỏ lớp đất yếu chiều dày lớn 3m 2.3.2 Cột đất gia cố vôi cột đất xi măng Mô tả phương pháp: Từ lâu biết trộn đất sét với lượng vôi, xi măng chất liên kết vô Trước người ta hay gia cố đất yếu giếng vôi Để thi công giếng vôi người ta đào (hoặc khoan) lỗ có đường kính 30 – 50cm cách – 5m cho vôi chưa vào, vôi tác dụng với nước vôi sống tơi làm tăng thể tích (có tăng đường kính giếng lên đến 80%), tác dụng giếng vôi làm tăng cường độ, hút nước tỏa nhiệt làm nước bốc giảm độ ẩm đất yếu xung quanh giếng vôi Tuy nhiên, độ thấm đất nhỏ nên lan truyền vôi khối đất bị hạn chế nên việc thiện tính chất đất yếu giếng vơi cục Vôi sống phải vôi nghiền, cỡ hạt lớn nhỏ 0,2cm, hàm lượng MgO CaO phải khơng 85% hàm lượng CaO phải không nhỏ 80% Xi măng dùng loại xi măng Porland xỉ lò xo cao, phù hợp tiêu chuẩn nhà nước Không dùng xi măng hạn, ẩm ướt, vốn cục Đất gia cố vôi xi măng rắn chắc, có hệ số nén thấp, sức chống cắt cao so với đất không gia cố Cường độ chống cắt đất sét không gia cố lên tới 10 daN/c , tăng 50 lần so với đất chưa gia cố Ưu điểm: - Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro cao Tiết kiệm thời gian thi công đến 50% chờ đúc cọc đạt đủ - cường độ (Ví dụ dự án Sunrise) Tốc độ thi công cọc nhanh Hiệu kinh tế cao Giá thành hạ nhiều so với phương án cọc đóng, đặc biệt - tình hình giá vật liệu leo thang Rất thích hợp cho cơng tác sử lý nền, xử lý móng cho cơng trình khu - vực đất yếu bãi bồi, ven sông, ven biển Thi công điều kiện mặt chật hẹp, mặt ngập nước Khả xử lý sâu (có thể đến 50m) Địa chất cát phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page Đại Học Giao Thông Vận Tải - XDCTGT - K22.2 Dễ quản lý chất lượng thi công Hạn chế ô nhiễm Nhược điểm: - Thiết bị thi công phức tạp Phạm vi áp dụng: - Xây dựng cơng trình có tải trọng lớn đất yếu dày (có thể đến 50m) đất sét yếu bùn 2.3.3 Phương pháp giếng cát Mô tả phương pháp: Đất yếu bùn, than bùn loại đất dính trạng thái bão hòa nước có biến dạng lớn kéo dài theo thời gian sức chịu tải thấp thường gặp vùng đồng Việc xây dựng cơng trình có kích thước móng lớn đường, sân bay, đáy cơng trình thủy lợi chịu tải trọng lớn thay đổi theo thời gian đối tượng nghiên cứu nhiều người thiết kế Trong trường hợp này, đòi hỏi phải rút ngắn giai đoạn lún để sau hồn thành xong cơng việc xây dựng đưa cơng trình vào sử dụng độ lún gây tiếp khơng vượt q giới hạn cho phép quy phạm thiết kế Phương pháp nén chặt đất giếng cát để làm tăng sức chịu tải đất nhà bác học Nga M.X Voikov đề nghị vào năm 1840 sau giáo sư V.I Kurdyumov năm 1986 Ở nước ta, phương pháp giếng cát áp dụng tương đối rộng rãi như: Dự án nâng cấp cải tạo QL91, QL60 đồng sông Cửu Long; miền Bắc có Dự án đầu cầu Nhật Tân, đường cao tốc Hòa Lạc – Hòa Bình Giếng cát xuất phát từ cột đá Ballast, giếng cát phải tạo thành từ loại cát đồng nhất, tiết diện liên tục theo chiều sâu sức chịu tải cát phải lớn nhiều so với đất Giếng cát phương pháp tốt, rẻ tiền đáp ứng yêu cầu Giếng cát có hai tác dụng là: - Tăng nhanh tốc độ cố kết nền, làm cho cơng trình xây nhanh chóng đạt đến giới hạn ổn định lún, đông thời làm cho đất có khả - biến dạng đồng Trong trường hợp khoảng cách giếng cát chọn cách thích hợp có tác dụng làm tăng độ chặt sức chịu tải đất tăng lên cách đáng kể Về biện pháp thi cơng giếng cát cọc cát tương đối giống Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 10 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Giám đốc Ban điều hành (điều hành chung) Kỹ sư trường Đội trưởng Thợ vận hành Thợ kỹ thuật 12 Lao động phổ thông 4.3/ Công nghệ thi công: 4.3.1/ Giới thiệu: Cọc cát sử dụng để xử lý đất yếu , đẩy nhanh thoát nước cố kết đất yếu chứa nhiều nước, hoàn tất ổn định lún thời gian sớm đồng thời cải tạo cường độ kháng cắt sức chịu tải móng Ngun tắc thi cơng tạo lên đường nước cát theo độ sâu khoảng cách thiết kế ống tạo lỗ sau lấp đầy cát, sử dụng khí nén để đàm nén cát Ở Việt Nam, công nghệ sử dụng phổ biến, đặc biệt xây dựng đường cao tốc Nhà thầu sử dụng loại nén khí để thi cơng giếng cát Công tác bao gồm cung vật liệu thiết bị để thi công giếng cát, quan trắc lún công việc khác theo yêu cầu thiết kế 4.3.2/ Tiêu chuẩn tham khảo - Tiêu chuẩn 22TCN 263-2000 Bộ giao thông - Tiêu chuẩn khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu 22TCN 262-2000 - Tiêu chuẩn phòng thí nghiệm AASHTO, ASTM Việt Nam 4.3.3/ Công tác chuẩn bị thi công: - Công trường thi công phải dọn dẹp san gạt phẳng để thiết bị vận hành - Đường cơng vụ phải trì tình trạng tốt cho vận chuyển thiết bị vật liệu - Xác định vị trí thi cơng giếng cát đánh dấu khu vực thi cơng, sử dụng máy tồn đạc để định vị tim, biên hạng mục nước khác theo vẽ thi cơng kích thước - Quanh khu vực thi cơng, hệ thống nước có hiệu phải thi cơng trước 4.3.4/ Lắp đặt thiết bị: - Các thiết bị tập kết công trường kèm theo dụng cụ lắp đặt Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 28 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 - Tập kết nhiên liệu dầu mỡ cho thiết bị - Lắp dựng hệ dàn cần Leader - Lắp đặt hệ thống cáp múp - Lắp đặt hệ thống khí nén - Kiểm tra liên kết, mối nối điện, khí nén mối nối cáp - Kiểm tra van ống vách, van khí nén cầu dao, cơng tắc điện - Chỉnh thẳng hệ thống Livo dây dọi - Chạy thử hệ thống 4.3.5/ Thi công thử: - Mục đích: + Kiểm tra xác định lực thiết bị thi công cọc cát; + Xác định hệ số chuyển đổi thể tích cát từ trạng thái tơi xốp sang trạng thái chặt phòng thí nghiệm trường nhằm so sánh tính tốn thực tế thi công cho loại cát sử dụng; + Xác định hệ số qui đổi thể tích từ đường kính ống vách sang đường kính cọc cát, để làm sở cho cơng tác theo dõi thi công sau + Căn chiều sâu thiết kế sở độ chặt tối ưu, xác định theo lý thuyết thực tế lượng cát thực tế cần nhồi vào + Định hướng thơng số cần theo dõi đóng cọc trường để tiện việc theo dõi giám sát công tác thi công giếng cát sau - Thi công thử cọc cát Đoạn thử công thử lựa chọn là: Km27+640 ÷ Km27+730, chiều dài 90m Ngồi ra, lần sử dụng máy đoạn thi công VSD có chiều sâu lớn đoạn trước theo đạo Tư vấn, nhà thầu bố trí thi công thử để thể đáp ứng thiết bị, biện pháp, vật liệu… - Trình tự thực hiện: + Kiểm tra trường: Kiểm tra hình dạng, kích thước chiều cao lớp nước + Định vị cọc cát: Dựa thiết kế, sử dụng máy toàn đạc thước thép để định vị đánh dấu cọc tre + Đóng ống: Khởi động thiết bị, lắp ống, kiểm tra thăng ống vách theo phương thẳng đứng quả rọi, kiểm tra chiều dài ống đóng ống búa rung + Xác định chiều sâu: Đóng tới độ sâu định búa rung, kiểm tra độ sau thiết kế thực tế + Tính tốn cát： Cơng thức sử dụng Q =π×r2 ×L×Rv Q：Khối lượng cát Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 29 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 R：Bán kính ống：m： L：Chiều dài giếng cát：m： Rv:1.25：：Hệ số quy đổi tạm thời cát giếng： + Nhồi cát: Sử dụng gầu múc cát để tính tốn kiểm tra cát, sau chuyển cát đến đổ vào ống, bắt đầu sử dụng khí nén rung, rút ống lên với tốc độ 10giây/m, sau đổ tiếp cát lượng cát tính tốn sử dụng hết Sau kết thúc thi công, giếng cát phải nhô lên cao lớp đệm cát 30cm + Ghi chép báo cáo thi công thử: Nội dung Biểu ghi chép (thi công thử): No./S TT Pile no./Cọc số Station/Lý trình Distance to the center/ Khoảng cách tới tim Depth/Chiều sâu (m) Date/Ngày Left Right Designed Actuall Sand quantity /KL cát Time/Thời gian thi công Nhà thầu/Contractor Tư vấn giám sát/Consultant Chủ đầu tư/Employer (kỹ rõ họ tên/signature and full name) (kỹ rõ họ tên/signature and full name) (kỹ rõ họ tên/signature and full name) Báo cáo thi công thử nhà thầu lập đệ trình tư vấn đánh giá, chấp thuận trước thi công đại trà 4.3.6/ Thi công cọc cát: Trước thi công, Nhà thầu định vị tim giếng cát hệ lưới tọa độ, sử dụng thước thép máy toàn đạc để xác định vị trí cọc cát cọc Cơng tác phải thực ngày trước thi công Máy phải di chuyển cho không qua vị trí thi cơng trước Sơ đồ di chuyển máy Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 30 Đại Học Giao Thông Vận Tải 2m 1:2 1m Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng XDCTGT - K22.2 1:2 2m 1m Page 31 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 4.3.6.1/ Trình tự thi cơng: Sơ đồ thực hiện: Chuẩn bị thi công Lắp dựng thiết bị Định tuyến Tự kiểm tra Tư vấn kiểm tra Chuẩn bị ống vách Chuẩn bị cát thô Đưa máy cắm SD vào vị trí Đóng ống vách Tự kiểm tra Tư vấn kiểm tra Thi công Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Kiểm tra độ thẳng đứng Nhồi đầm cát Rút ống Kiểm tra khối lượng cát sử dụng Tự kiểm tra Tư vấn kiểm tra Kiểm tra cao độ giếng Page 32 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 Bản vẽ biện pháp thi công - Di chuyển máy đặt mũi cọc vào vị trí, nắp van ống vách đóng lại, ống vách chỉnh thẳng kiểm tra rọi - Đóng ống vách: Trong trình đóng ống vách đường cấp khí nén đáy cọc mở, van xả nhanh thùng nén cát mở Máy xúc lật cấp cát vào xe chuyển cát Ống vách tiếp tục đóng xuống đạt độ sâu, xe chuyển bắt đầu đổ cát vào thùng cấp cát, sau tiếp tục đóng ống tới đủ chiều sâu - Rút ống vách: Khi ống vách đạt đến độ sâu tính tốn, đổ cát lần đạt đến cao độ tính tốn, van xả nhanh chóng đóng lại, van đường khí nén mũi đóng van đường ép cát mở ra, áp suất không khí đạt - 4.5 bar trì, kéo ống từ từ rung, 0.5m rút lên dừng lại, rung 20-30 giây, ấn ống vách xuống sau kéo lên để đầm cát rơi xuống giếng đồng thời mở rộng đường kính giếng, lực rung vào khoảng 30-70 KN không vượt để không làm ảnh hưởng đến đất xung quanh, tốc độ rút lên vào khoảng 1-2m/phút Khi rút ống vách lên, đầu giếng cát phải nhô cao 30cm đáy lớp cát đệm Di chuyển thiết bị tới vị trí - Trường hợp thi cơng đóng cọc cát chưa đến độ sâu gặp trở ngại khơng đóng tiếp nhà thầu xin ý kiến kỹ sư tư vấn phép dừng lại định vị đóng cọc cát sang vị trí lân cận phạm vi kỹ sư tư vấn chấp thuận hay định Nếu tiếp tục đóng thêm số cọc khác tai vùng rộng xung quanh mà không đáp ứng yêu cầu thiết kế thi xin ý kiến Tư vấn giám sát Chủ đầu tư - Đối với đoạn có lớp vỏ cứng (lớp sét) dày phủ có chiều dày - 5m, nhà thầu tiến hành khoan mồi tạo lỗ trước đưa mũi ống cọc cát đến vị trí thi công Thiết bị khoan mồi dùng mũi khoan phá tạo lỗ Φ110 để khoan tạo lỗ Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 33 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 - Trường hợp gặp chướng ngại vật, vướng mặt đường dây điện … nhà thầu xin ý kiến kỹ sư tư vấn cho đóng cọc cát sang vị trí lân cận phạm vi kỹ sư tư vấn chấp thuận hay định 4.3.6.2/ Xác định thông số: - Chiều dài ống thép: Chiều dài ống thép dựa cao độ máy đứng cao độ mũi cọc: L = H1 – H2 + 0.5 (m) H1: Cao độ đất nơi máy đứng (m) H2: Cao độ mũi cọc (m) 0.5 m: Chiều dài cộng thêm - Đường kính chiều dày ống vách thép: Đường kính ngồi đầu ống vách phải tương đương đường kính thiết kế giếng cát, tức 400mm Đường kính ống thép phải tương tương nhỏ đường kính đầu ống, nhỏ tốt giảm ma sát đóng nhổ ống Bề dày ống phải đảm bảo độ ổn định độ bền ống, bề dáy vào khoảng 10-12mm - Tính tốn lượng cát cho cọc: V=16.313× L/100 (m3) V: Khối lượng cát cọc 16, 313 Thể tích cát (m3) cho 100m dài giếng cát theo thiết kế (Đã bao gồm hao hụt đầm lèn chặt cho đường kính 400 mm) L: Chiều dài thiết kế giếng S=Ap• LDs/1+e(1+0.01w), S: Lượng cát nhồi (theo trọng lượng) Ap: Diện tích cắt ngang giếng; L: Chiều dài giếng Ds: Mật độ cát tương ứng; w: Hàm lượng nước cát ( %); e: Tỷ lệ rỗng yêu cầu sau đầm - Chiều dài cát ống: Cát xe chuyển vào thùng cấp sau chạy xuống ống vách thép qua van chiều tự động Chiều dài cát ống vách thép tính tốn theo khối lượng xe chuyển H = V / (π×r2) (m) V: Khối lượng vận chuyển xe chở cát (m3) r:Đường kính ống thép (m); Hoc viên: Đỗ Duy Hưởng Page 34 Đại Học Giao Thông Vận Tải XDCTGT - K22.2 H。 Chiều dài cát ống 4.3.6.3/ KIểm tra chiều dài cọc cát: Theo tính tốn trên, Nhà thầu xác định chiều dài yêu cầu, đánh dấu mặt ống vách, đóng ống xuống, đạt cao độ yêu cầu mốc đánh dấu chạm đến bề mặt thi công Kiểm tra chiều dài thực tế ống vách thép Đóng vách đủ cao độ thiết kế Dừng lại đưa thước thép vào lòng ống vách thơng qua cửa mở kiểm tra thùng nén cát.Lấy hai số liệu so sánh 4.3.6.4/ Kiểm tra trường Sau hoàn thành bước, kiểm tra đường kính giếng cát kích thước lưới cọc, kiểm tra giếng ngẫu nhiên, để kiểm tra đường kính, đầu cọc được đào để đo 4.3.6.5/ Lưu ý: - Hàm lượng loại hạt cát quan trọng, chất lượng phải kiểm soát nghiêm ngặt, mẫu báo cáo thí nghiệm cát phải Kỹ sư tư vấn chấp thuận trước sử dung - Sau diện tích hồn thành, Nhà thầu lập báo cáo vị trí cơng tác, thời gian cơng tác (từ lúc bắt đầu đến kết thúc), khối lượng giếng cát chiều sâu giếng - Nếu gặp phải đất cứng cần phải báo cáo cho Tư vấn - Dung sai vị trí giếng cát < 30 cm - Độ lệch theo phương thẳng đứng