chương iV: xây dựng công trình trên nền đất

Chia sẻ: Nguyenngoc An | Ngày: | Loại File: DOC | Số trang:26

Thêm vào BST

Báo xấu

133
lượt xem 25
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Việc xây dựng CT trên nền đất yếu cần thiết phải nghiên cứu xử lý cả 3 bộ phận của CT: KCCT (Kết cấu công trình), Móng, Nền, (TC).

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: chương iV: xây dựng công trình trên nền đất

ch¬ng iV x©y dùng c«ng tr×nh trªn nÒn ®Êt yÕu. $.1 .Kh¸i niÖm chung: + NÒn ®Êt yÕu: §©y lµ kh¸i niÖm chØ lµ → t¬ng ®èi V×: ∈: Tr¹ng th¸i vËt lý cña ®Êt T¬ng quan gi÷a kh¶ n¨ng cña ®Êt vµ t¶i träng CT (C«ng tr×nh) v× cã thÓ yÕu víi CT nµy nh ng tèt víi CT kh¸c. Cã kh¶ n¨ng chÞu lùc: 0.5 ÷ 1.0 kg/cm2, Thêng ®Êt: Cã tÝnh nÐn lón m¹nh. §Êt yÕu hÇu nh: B·o hoµ, hÖ sè rçng e lín (e>1); M« duyn tæng biÕn d¹ng bÐ ( E ≤ 50 kg/cm2); TrÞ sè søc chèng c¾t c; ϕ nhá: ϕ = 4÷ 8o; c = 0.05 ÷ 0.1 kg/cm2 Bao gåm: SÐt mÒm, c¸c lo¹i c¸t h¹t nhá, mÞn, rêi r¹c, than bïn … ViÖc x©y dùng CT trªn nÒn ®Êt yÕu cÇn thiÕt ph¶i nghiªn cøu xö lý c¶ 3 bé phËn cña CT: KCCT (KÕt cÊu c«ng tr×nh), Mãng, NÒn, (TC). $.2 C¸c biÖn ph¸p vÒ KCCT: KCCT cã thÓ bÞ ph¸ háng toµn bé hoÆc tõng bé phËn do: c¸c ®/k vÒ biÕn d¹ng kh«ng ®îc tho¶ m·n hoÆc ¸p lùc t¸c dông lªn mÆt nÒn qu¸ lín. Nh»m môc ®Ých: Gi¶m ¸p lùc lªn mãng T¨ng kh¶ n¨ng chÞu lùc cña KCCT Ta dïng biÖn ph¸p: Dïng VL(VËt liÖu) nhÑ; KC nhÑ Lµm t¨ng ®é mÒm cña CT T¨ng cêng ®é cho KC 1.Dïng VL nhÑ vµ KC nhÑ: §Ó gi¶m träng lîng KCCT Lu ý: Nh÷ng CT thêng xuyªn chÞu t¶i träng ngang lín th× lóc ®ã ph¶i cã biÖn ph¸p ®Ó ®¶m b¶o tÝnh æn ®Þnh trît. 60
2.T¨ng ®é mÒm cña CT: Lµm mÒm CT (kÓ c¶ mãng) sÏ khö ®îc c¸c ø/s phô thªm ph¸t sinh trong KC khi lón kh«ng ®Òu: B»ng c¸ch: C¾t c¸c bé phËn cøng cña CT thµnh nhiÒu phÇn t¸ch biÖt b»ng c¸c khe lón. Dïng KC tÜnh ®Þnh Khe lón: + Lµ 1 trong nh÷ng biÖn ph¸p KC cã hiÖu qu¶ khi x©y dùng CT cã t¶i kh¸c nhau trªn nÒn cã tÝnh nÐn lín vµ kh«ng ®Òu. + CÇn ®îc bè trÝ ®Ó ®¶m b¶o c¸c bé phËn cña CT cã kh¶ n¨ng lµm viÖc ®éc lËp, cã ®ñ cêng ®é vµ ®é cøng khi chÞu uèn, kh«ng g©y vÕt nøt khi nÒn biÕn d¹ng lín vµ kh«ng ®Òu. VÞ trÝ khe lón: Dùa vµo sù ph©n bè c¸c líp ®Êt. H×nh thøc KC. T¹i: + ChiÒu dµy líp ®Êt thay ®æi ®ét biÕn vµ tÝnh nÐn cña ®Êt nÒn kh¸c nhau lín + Khi ®Êt ®ång ®Òu th× bè trÝ ë chç thay ®æi lín vÒ chiÒu cao, hoÆc chªnh lÖch ®¸ng kÓ t¶i träng + NÕu CT cã h×nh d¹ng phøc t¹p → bè trÝ ë chç cã sù thay ®æi kÝch thíc h×nh häc. 61
ChiÒu réng khe lón: ∈: TÝnh chÊt biÕn d¹ng cña CT Sù ph©n bè c¸c líp ®Êt yÕu. Trêng hîp a: Khe lón nªn cÊu t¹o hÑp vµo kho¶ng 1cm Trêng hîp b: Khe lón lÊy lín h¬n kho¶ng 3-5cm ChiÒu réng tèi thiÓu ®Ó c¸c bé phËn t¸ch ra kh«ng tùa lªn nhau: δ = kh (tgθph - tgθtr) 62
h – chiÒu cao cña khe lón θph; θtr – gãc nghiªng cña CT ë bªn ph¶i vµ bªn tr¸i khe lón. k: HÖ sè xÐt ®Õn tÝnh chÊt kh«ng ®ång nhÊt cña ®Êt, cã thÓ lÊy: 1,3 ÷ 1,5 Lu ý: Khe lón lµ cÇn thiÕt nhng kh«ng ph¶i lóc nµo còng ®ñ. Nã tr¸nh ® - îc sù truyÒn lùc trùc tiÕp tõ c«ng tr×nh nµy lªn c«ng tr×nh kh¸c nh ng kh«ng triÖt tiªu ®îc sù chång chÐo nhau vÒ ø/s trong nÒn ®Êt dÔ g©y ra ®é lón cña CT cã tr íc. Trong nÒn cã tÝnh nÐn lón lín riªng t¸c dông cña khe lón kh«ng ®ñ cÇn ph¶i cã nh÷ng biÖn ph¸p ®Æc biÖt vÝ dô nh têng cõ cho phÐp gi¶m ®¸ng kÓ sù chång chÐo nµy. Dïng KC tÜnh ®Þnh: B»ng c¸ch thay mèi nèi cøng b»ng khíp hoÆc gèi tùa → khö ®îc øng xuÊt phô thªm ph¸t sinh → Tuy nhiªn lµm CT nÆng thªm. 3. T¨ng thªm cêng ®é cho KC: Môc ®Ých: §Ó c¸c bé phËn ®ñ søc chÞu thªm øng lùc sinh ra do lón kh«ng ®Òu. T¨ng thªm cêng ®é vµ ®é cøng kh«ng gian cho KC. B»ng c¸ch: Bè trÝ gi»ng liªn tôc b»ng g¹ch cèt thÐp hoÆc BTCT däc theo têng chÞu lùc vµ däc theo mãng. X¸c ®Þnh vÞ trÝ gi»ng ThiÕt kÕ gi»ng: X¸c ®Þnh lîng cèt thÐp. Tuú CT bÞ uèn cong xuèng hoÆc lªn mµ gi»ng cã thÓ bè trÝ phÝa d íi hoÆc phÝa trªn cña têng. Khi cèt thÐp bè trÝ 1 hµng chiÒu dµy gi»ng ≤ 7,5cm Khi cèt thÐp bè trÝ 2 hµng chiÒu dµy gi»ng > 150cm ThÐp φ: (6-12mm) 63
$.3 C¸c biÖn ph¸p vÒ Mãng: 1. Thay ®æi chiÒu s©u ch«n mãng: ChiÒu s©u ch«n mãng t¨ng → Søc chÞu t¶i cña nÒn t¨ng lªn → C¬ ®Êt 2.Thay ®æi kÝch thíc mãng: NÕu díi ®Õ mãng lµ líp ®Êt yÕu cã chiÒu dµy thay ®æi, ®Ó ®¶m b¶o ®é lón cña nÒn ®Êt t¹i mäi ®iÓm cã gi¸ trÞ nh nhau cã thÓ dïng hai biÖn ph¸p sau: CÊu t¹o mãng theo chiÒu s©u kh¸c nhau ®Ó chiÒu dµy vïng chÞu nÐn cña líp ®Êt díi ®Õ mãng nh nhau HoÆc thiÕt kÕ ®Õ mãng cã chiÒu réng thay ®æi nh»m môc ®Ých t¹o biÓu ®å ph©n bè øng xuÊt tiÕp xóc cã gi¸ trÞ kh¸c nhau t¹i mäi ®iÓm díi ®Õ mãng. 64
3.Thay ®æi lo¹i mãng vµ ®é cøng cña mãng: Chän lo¹i mãng quan träng kh«ng nh÷ng chØ thÓ hiÖn vÒ mÆt chÞu lùc mµ cßn cã ý nghÜa kinh tÕ lín. Dùa vµo: H×nh thøc KC còng nh tÝnh chÊt truyÒn t¶i träng S¬ ®å bè trÝ c«ng tr×nh ngÇm, c«ng tr×nh l©n cËn T×nh h×nh ®Þa chÊt §iÒu kiÖn x©y dùng mãng: (Ph ¬ng tiÖn thi c«ng, thêi gian x©y dùng..) Cã thÓ dïng mét trong nh÷ng lo¹i mãng ®· nªu ë trªn. T¨ng ®é cøng cña mãng lµm ®é chªnh lÖch lón cña KC bªn trªn cµng nhá. §Ó t¨ng ®é cøng cã thÓ lµm: T¨ng chiÒu dµy mãng T¨ng cèt thÐp däc Cã thÓ lµm mãng hép → ®é cøng lín mµ nhÑ. $.4 C¸c biÖn ph¸p xö lý nÒn: Môc ®Ých: Lµm t¨ng søc chÞu t¶i. H¹n chÕ møc ®é biÕn d¹ng (®Æc biÖt lµ biÕn d¹ng kh«ng ®ång ®Òu). Néi dung: Lµm t¨ng cêng ®é liªn kÕt gi÷a c¸c h¹t ®Êt ( ®Ó t¨ng søc chÞu t¶i). 65
Lµm t¨ng ®é chÆt cña nÒn ( ®Ó gi¶m tÝnh nÐn lón vµ tÝnh thÊm níc). C¸c biÖn ph¸p: Lo¹i c¬ häc: Lµm chÆt b»ng ®Çm, b»ng chÊn ®éng, lµm chÆt b»ng c¸c lo¹i cäc, ph¬ng ph¸p thay ®Êt, ph¬ng ph¸p nÐn tríc, bÖ ph¶n ¸p … Lo¹i vËt lý: Ph¬ng ph¸p h¹ mùc níc ngÇm, ph¬ng ph¸p dïng giÕng c¸t, ph¬ng ph¸p ®iÖn thÊm… Lo¹i ho¸ häc: Ph¬ng ph¸p keo kÕt b»ng xi m¨ng, ph ¬ng ph¸p silicat ho¸ , ph¬ng ph¸p ®iÖn ho¸… Sau khi gia cè nÒn ®Êt ®· kh¸c nhiÒu so víi tr íc → cÇn cã ®¸nh gi¸ ®Ó thiÕt kÕ nÒn mãng. 1.Ph¬ng ph¸p lµm ®Öm: Nguyªn lý: V× øng suÊt gi¶m dÇn theo chiÒu s©u (víi t¶i träng ngoµi) nªn khi gÆp líp ®Êt yÕu ngêi ta thay nã b»ng 1 líp ®Êt kh¸c cã tÝnh chÊt phï hîp vµ ®Çm lu chÆt ( c¸t trung, c¸t th«, cuéi sái hay ®Êt cÊp phèi ® îc ®Çm lu tõng líp…) C«ng dông: + Líp ®Öm ®ãng vai trß nh 1 líp chÞu lùc, tiÕp thu ®îc t¶i träng CT vµ truyÒn xuèng líp ®Êt yÕu ë díi. + Gi¶m bít ®é lón toµn bé vµ kh«ng ®ång ®Òu, lµm t¨ng nhanh tèc ®é cè kÕt v× líp ®Öm cã hÖ sè thÊm lín nªn lµ n¬i ®Ó n íc trong ®Êt yÕu tho¸t vµo. + T¨ng kh¶ n¨ng æn ®Þnh khi CT cã t¶i träng ngang v× líp ®Öm sau khi ®îc ®Çm chÆt sÏ cã lùc ma s¸t lín. + KÝch thíc vµ chiÒu s©u ch«n mãng sÏ gi¶m v× cêng ®é cña líp ®Öm cao. + Thi c«ng ®¬n gi¶n. Ph¹m vi sö dông: 66
Líp ®Öm dïng hiÖu qu¶ nhÊt khi líp ®Êt yÕu ë tr¹ng th¸i b·o hoµ n - íc vµ chiÒu dµy ≤ 3m ( NÕu s©u h¬n kh«ng kinh tÕ) Khi níc ngÇm cã ¸p lùc t¸c dông trong ph¹m vi líp ®Öm th× kh«ng dïng biÖn ph¸p nµy v×→ c¸t trong líp ®Öm cã kh¶ n¨ng di ®éng. a, ThiÕt kÕ X¸c ®Þnh kÝch thíc ®Öm: Y/cÇu: + Díi t¸c dông cña t¶i träng CT ®Öm ph¶i æn ®Þnh + ¸p lùc do t¶i träng CT truyÒn lªn mÆt líp ®Êt yÕu ë d íi líp ®Öm ph¶i nhá h¬n cêng ®é cña líp ®ã. + §¶m b¶o ®é lón cña nÒn nhá h¬n ®é lón cho phÐp. * §Ó ®¶m b¶o æn ®Þnh cña nÒn xung quanh líp ®Öm c¸t th× chiÒu réng líp ®Öm ph¶i cã kÝch th íc ®ñ ®Ó biÕn d¹ng ngang do CT g©y ra kh«ng lín, n»m trong giíi h¹n cho phÐp. Theo kinh nghiÖm ®Ó ®¶m b¶o y/cÇu trªn α lÊy = ϕ® ( gãc ma s¸t trong cña ®Öm) hoÆc α = 30 ÷ 45o X¸c ®Þnh kÝch thíc ®Öm: h® = ? gi¶ thiÕt mét chiÒu dµy nµo ®ã xong kiÓm tra vµ ®iÒu chØnh cho phï hîp. Khi cã ®Öm c¸t th× nÒn lµ m«i tr êng phøc t¹p nªn tr¹ng th¸i ø/ suÊt ë ®©y hoµn toµn kh¸c víi c¸c trêng hîp nªu trong c¬ häc ®Êt v× ë ®©y kÝch thíc ®Öm c¸t lµ giíi h¹n. Tuy nhiªn ®Ó ®¬n gi¶n tÝnh to¸n ng êi ta dïng c¸c ph¬ng ph¸p gÇn ®óng sau: + Xem líp ®Öm nh bé phËn cña nÒn vµ vËn dông c¸c quy luËt ph©n bè ø/suÊt trong c¬ ®Êt ®Ó tÝnh to¸n. + X¸c ®Þnh kÝch thíc ®Öm dùa vµ ®/k æn ®Þnh vÒ mÆt cêng ®é: §Ó x¸c ®Þnh Pgh cña nÒn th× ta ph¶i tÝnh to¸n tr ît s©u theo ph¬ng ph¸p cung trît trßn vµ trît s©u theo mÆt tiÕp xóc ®¸y ®Öm c¸t vµ ®Ønh líp ®Êt yÕu → vµ chiÒu dµy cña tÇng ®Öm c¸t ®îc x¸c ®Þnh ®óng dÇn theo yªu cÇu trªn. 67
Tuy nhiªn gÇn ®óng cã thÓ lµm nh sau: Gi¶ ®Þnh h® sau ®ã kiÓm tra c¸c ®iÒu kiÖn: §iÒu kiÖn: * VÒ cêng ®é: b T¹i ®¸y mãng: p ≤ R; pmax ≤ 1,2.R hm 1 p; pmax - ¸p lùc trung b×nh vµ lín nhÊt do m hq¦ t¶i träng tÝnh to¸n g©y ra t¹i ®¸y mãng; α h® R – Cêng ®é líp ®Öm. R= Pgh/Fs M Pgh - Søc chÞu t¶i cña líp ®Öm σbt=σ1 σz=σ2 c¸t tÝnh gÇn ®óng theo c«ng thøc trong gi¸o tr×nh C¬ ®Êt T¹i ®¸y líp ®Öm : σ1 + σ2 ≤ R®y = Pgh®y /Fs σ1 : øng suÊt thêng xuyªn do träng lîng b¶n th©n ®Êt nÒn vµ ®Öm c¸t t¸c dông lªn mÆt líp ®Êt yÕu díi ®¸y ®Öm. σ 1 = γ ® × h® + γ × h m γ ®: Träng lîng thÓ tÝch cña ®Êt vµ cña líp ®Öm. hm vµ h®: chiÒu s©u ®Æt mãng vµ chiÒu dµy líp ®Öm. σ2 : øng suÊt do t¶i träng ngoµi g©y ra t¹i bÒ mÆt líp ®Êt yÕu → tÝnh theo gi¸o tr×nh C¬ ®Êt. §Ó tÝnh Pgh®y ta t¹o ra mãng quy íc víi bÒ réng mãng khèi quy íc nh sau: b q = b +2 h®.tgα l q = l + 2 h®.tgα α cã thÓ lÊy b»ng ϕ - gãc ma s¸t trong cña líp ®Öm ( th êng lÊy o 30 ) • HoÆc bqu ®îc tÝnh : N tt + γ m Fhm n = Mãng b¨ng : bqu - σ2 Mãng ch÷ nhËt : bqu = F qu + ∆2 − ∆ - N tt + γ m Fhm n l −b Trong ®ã : Fqu = ; ∆= σ2 2 §é dèc ta luy thµnh hè ®µo, m, x¸c ®Þnh trªn c¬ së ph©n tÝnh æn ®Þnh m¸i dèc thùc hiÖn trong líp ®Êt yÕu. * VÒ biÕn d¹ng: 68
TÝnh lón b»ng ph¬ng ph¸p céng lón tõng líp. S = Sd + S n ≤ [ S ] ( Lu ý: KÝch thíc ®Öm ph¶i ®ång thêi tho¶ m·n 2 ®iÒu kiÖn trªn. NÒn gia cè lµ gi¶ ®Þnh nªn ta ph¶i kh¶o s¸t l¹i nÒn gia cè ®Ó ®¸nh gi¸ gia cè vµ cã c¸c sè liÖu ®Ó hiÖu chØnh l¹i mãng ®· thiÕt kÕ s¬ bé.) b. VËt liÖu ®Öm vµ biÖn ph¸p thi c«ng : VËt liÖu: theo kinh nghiÖm: c¸t to vµ c¸t trung → 2 lo¹i nµy khi ®Çm cã kh¶ n¨ng ®¹t ®Õn ®é chÆt kh¸ cao tiÕp thu ® îc t¶i träng lín cña c«ng tr×nh vµ kh«ng di ®éng díi t¸c dông cña níc ngÇm. §Ó tiÕt kiÖm cã thÓ trén: 70% c¸t vµng víi 30% c¸t ®en hay 3 phÇn sái víi 2 phÇn c¸t vµng. BiÖn ph¸p thi c«ng: Khi thi c«ng ph¶i ®¶m b¶o ®é chÆt lín nhÊt → vµ kh«ng lµm ph¸ ho¹i kÕt cÊu ®Êt thiªn nhiªn díi tÇng ®Öm c¸t. Tuú theo vËt liÖu ®Öm vµ thiÕt bÞ ®Çm mµ chän biÖn ph¸p thi c«ng cho phï hîp. R¶i c¸t thµnh tõng líp, chiÒu dµy mçi líp tuú thuéc thiÕt bÞ: ®Çm thñ c«ng; ®Çm bµn rung; ®Çm b¸nh xÝch; ®Çm lu; ®Çm rung cã phun n íc → chiÒu dµy líp r¶i tuú thuéc thiÕt bÞ ®Çm nÐn: vÝ dô ®Çm thñ c«ng chiÒu dµy: 20cm; ®Çm bµn rung: 25cm...®Çm rung cã phun n íc U20: 100÷150cm.. NÕu ®Êt nÒn díi ®Öm vÉn lµ líp ®Êt yÕu th× nªn r¶i mét líp vËt liÖu ng¨n c¸ch ®Ó tr¸nh c¸t bÞ ch×m xuèng ®Êt yÕu t¹o ®iÒu kiÖn ®Çm chÆt líp c¸t theo yªu cÇu. VËt liÖu ng¨n c¸ch phæ biÕn hiÖn nay lµ v¶i ®Þa kü thuËt: (geotextile) NÕu thi c«ng trong níc cã thÓ dïng biÖn ph¸p xØa l¾c c¸t, ®©y lµ biÖn ph¸p thi c«ng trong ®/k b·o hoµ n íc , nªn mùc níc ngÇm trong líp ®Öm ph¶i cao h¬n mÆt líp c¸t r¶i kho¶ng 5÷10cm. ChØ tiªu ®¸nh gi¸ chÊt lîng ®Çm nÐn: a, §é chÆt ®Çm nÐn: Dùa vµo ®é chÆt t¬ng ®èi D emax − e D= ; e hÖ sè rçng cña ®Öm c¸t. emax − emin 69
1 D≤ c¸t rêi 3 1 2
γ : Träng lîng thÓ tÝch cña c¸t tiªu chuÈn. → Tõ ®ã x¸c ®Þnh ®îc dung träng cña ®Öm. 2. Ph¬ng ph¸p lÌn chÆt ®Êt nÒn b»ng cäc: Nguyªn lý: §ãng vµo trong nÒn mét hÖ thèng cäc ®Ó cho¸n mét thÓ tÝch nµo ®ã lµm cho ®Êt chÆt l¹i. Cã nhiÒu lo¹i cäc tuy nhiªn hay dïng cäc c¸t, tre, trµm. Cäc c¸t: §ãng hoÆc rung èng rçng bÞt kÝn mòi vµo trong ®Êt sau ®ã nhåi c¸t vµo ®Çm vµ rót dÇn èng lªn, ® êng kÝnh èng kho¶ng 40cm ÷ 60cm. C«ng dông: Lµm ®Êt chÆt lªn → t¨ng cêng ®é, gi¶m lón. Lµm t¨ng nhanh tèc ®é cè kÕt. Khi gia cè b»ng cäc c¸t nÒn ®îc xem nh nÒn thiªn nhiªn v× E trong cäc vµ E ngoµi kh¸c nhau kh«ng nhiÒu. Ph¹m vi sö dông: - ThÝch hîp víi t¶i träng CT kh«ng lín - §Êt cã ®é rçng lín, rêi, b·o hoµ, tÝnh nÐn lón lín, hoÆc ®Êt cã kÕt cÊu ph¸ ho¹i kÐm æn ®Þnh, kinh nghiÖm cho thÊy: Dïng hiÖu qu¶ víi ®Êt c¸t nhá, c¸t bôi rêi ë tr¹ng th¸i b·o hoµ n íc, ®Êt c¸t xen kÏ ®Êt bïn máng, c¸c lo¹i ®Êt dÝnh yÕu, ®Êt bïn, than bïn. a.ThiÕt kÕ: + X¸c ®Þnh hÖ sè rçng nÐn chÆt: NhiÒu kÕt qu¶ nghiªn cøu cho thÊy: * Víi ®Êt rêi sau khi nÐn chÆt b»ng cäc c¸t hÖ sè rçng enc ®îc x¸c ®Þnh: enc = emax- D( ema x - emin) Kinh nghiÖm cho thÊy cã thÓ chän D = 0.7 ÷ 0.8 víi ®Êt rêi Cã thÓ chän enc ≈ (0,65 ÷ 0,75)eo → eo lµ hÖ sè rçng trung b×nh ban ®Çu cña ®Êt * Víi lo¹i ®Êt dÝnh cã thÓ gÇn ®óng x¸c ®Þnh: ∆ ( wd + 0.5φ ) enc = γ n100 Φ = A: ChØ sè dÎo 71
Còng cã tµi liÖu (Liªn x«): c¸c lo¹i ®Êt sÐt enc cã thÓ lÊy t¬ng øng víi trÞ sè ep khi p = 0.5 ÷ 1kg/cm2 → dùa vµo kÕt qu¶ thÝ nghiÖm e - p Lu ý: nÕu cäc c¸t ®i qua nhiÒu líp ®Êt th× enc ®îc lÊy trung b×nh cña c¸c líp ®Êt lóc ®ã s¬ bé lÊy chiÒu dµi cäc c¸t b»ng 3b → b: chiÒu réng mãng ( lóc ®ã b còng ®îc dù kiÕn) enc1.l1 + enc 2l2 enc = tb l1 + l2 Trong ®ã enc1; l1 : hÖ sè rçng vµ chiÒu dµy líp 1 mµ cäc c¸t ®i qua enc 2 ; l2 : hÖ sè rçng vµ chiÒu dµy líp 2 mµ cäc c¸t ®i qua + X¸c ®Þnh diÖn tÝch nÒn ®îc nÐn chÆt: Thêng lÊy > diÖn tÝch ®Õ mãng theo k/nghiÖm chiÒu réng > 0.2b; Fnc = 1.4b(a+0.4b) Tû lÖ diÖn tÝch tiÕt diÖn cäc c¸t víi diÖn tÝch nÒn ® îc nÐn chÆt Fnc x¸c ®Þnh nh sau: e −e Fc = Ω = o nc 1 + eo Fnc eo: hÖ sè rçng cña ®Êt thiªn nhiªn tríc khi nÐn chÆt b»ng cäc c¸t + X¸c ®Þnh sè lîng cäc c¸t: ΩFnc n= ; fc fc: diÖn tÝch tiÕt diÖn cäc c¸t + Bè trÝ cäc: Bè trÝ theo ®Ønh líi tam gi¸c ®Òu. Kho¶ng c¸ch cäc c¸t x¸c ®Þnh dùa vµo gi¶ thiÕt sau: - §é Èm trong qu¸ tr×nh nÐn kh«ng ®æi. - §Êt ®îc nÐn chÆt ®Òu trong kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c cäc c¸t - §Êt kh«ng tråi lªn trªn mÆt ®Êt. - ThÓ tÝch cña c¸c h¹t ®Êt tríc vµ sau khi nÐn chÆt xem nh kh«ng ®æi. Tõ §/k: 72
Träng lîng cña khèi ®Êt, cã ®¸y lµ tam gi¸c ®Òu ABC sÏ kh«ng ®æi sau khi ®îc nÐn chÆt b»ng cäc c¸t. 1 + eo L ≤ 0.952d c eo − enc eo: hÖ sè rçng cña ®Êt tríc khi cã cäc c¸t enc: hÖ sè rçng cña ®Êt sau khi ®ãng cäc c¸t Cã thÓ viÕt díi d¹ng: γ nc 1 L ≤ 0.952d c ≤ 0.952d c γ γ nc − γ 1− γ nc γ nc Träng lîng thÓ tÝch cña nÒn sau khi nÐn chÆt §Ó b¶o ®¶m nÒn ®Êt ® îc æn ®Þnh vÒ ph¬ng diÖn biÕn d¹ng còng nh kh¶ n¨ng chÞu t¶i, cäc c¸t th êng ®îc bè trÝ kh«ng nh÷ng díi mãng mµ cßn ë ph¹m vi ngoµi ®Õ mãng Theo kinh nghiÖm thiÕt kÕ sè lîng hµng cäc c¸t bè trÝ theo híng däc vµ híng ngang díi ®Õ mãng thêng lín h¬n 3 hµng, trong ®ã trôc cña hµng cäc ngoµi cïng lÊy réng h¬n kÝch thíc mÆt b»ng ®Õ mãng mét kho¶ng c¸ch lín h¬n 1,5 lÇn ®êng kÝnh cäc hoÆc 0,1 lÇn chiÒu dµi cäc. Cã thÓ bè trÝ nh sau: Trªn giÊy cr«ki ta vÏ líi c¸c cäc c¸t theo kho¶ng c¸ch ®· chän trong thiÕt kÕ sau ®ã ®Æt giÊy can trªn l íi ®ã vµ theo cïng mét tû lÖ ta vÏ s¬ ®å mãng cïng víi gi¶i nÐn chÆt xung quanh. Xª dÞch giÊy can trªn líi ®ã ta sÏ t×m ®îc sù bè trÝ hîp lý nhÊt cña cäc c¸t. Cäc c¸t chØ cã t¸c dông nÐn chÆt theo chiÒu s©u nÕu sè l îng c¸t chøa ®Çy trong cäc ®¸p øng y/cÇu ®é chÆt thiÕt kÕ. Träng lîng c¸t cÇn thiÕt trªn 1md cäc: fc∆ w G= (1 + 1 ) 1 + enc 100 W1: ®é Èm tÝnh theo träng lîng cña c¸t trong thêi gian thi c«ng. ∆ : träng lîng riªng cña c¸t dïng trong cäc. + X¸c ®Þnh chiÒu s©u nÐn chÆt cña cäc: σz ≤ 0.2 σbt ®Êt tèt ≤ 0.1 σbt ®Êt yÕu 73
≤ 0.5 σbt thuû lîi Cã thÓ theo ph¬ng ph¸p líp t¬ng ®¬ng cña Xt«vich H = 2. hs (hs= Aωb) Aω: hÖ sè líp t¬ng ®¬ng ∈ hÖ sè po¸t x«ng µo ; h×nh d¹ng ®Õ mãng vµ ®é cøng cña mãng. Thêng > 2 lÇn b mãng ch÷ nhËt 3 ÷ 4 lÇn b mãng b¨ng. Theo kinh nghiÖm nÒn ®Êt sau khi gia cè cäc c¸t søc chÞu t¶i: cã thÓ t¨ng tõ 2 ÷ 3 ®Êt khi cha gia cè vµ m« duyn biÕn d¹ng cã thÓ t¨ng lªn kho¶ng 2-3 lÇn. Ta lÊy c¬ së ®ã ®Ó gi¶ ®Þnh thiÕt kÕ b. BiÖn ph¸p thi c«ng: èng thÐp thêng cã ®êng kÝnh 40 ÷ 50 cm nhê bé phËn chÊn ®éng, m¸y Ên èng xuèng ®Õn cèt thiÕt kÕ. Sau ®ã nhÊc bé phËn chÊn ®éng ra, nhåi c¸t vµo vµ ®æ cao chõng 1m. Råi l¹i ®Æt m¸y chÊn ®éng vµo vµ rung trong kho¶ng 15 ÷ 20 gi©y. TiÕp theo bá m¸y chÊn ®éng ra vµ rót èng lªn kho¶ng 0,5m råi l¹i ®Æt m¸y chÊn ®éng rung kho¶ng 10 ÷ 15 gi©y ®Ó cho mòi cña èng më ra vµ c¸t tôt xuèng. Sau ®ã rót èng lªn dÇn dÇn víi tèc ®é ®Òu, võa rót èng võa rung cho c¸t ®îc lµm chÆt. c, KiÓm tra chÊt lîng: Sau khi thi c«ng → kiÓm tra l¹i b»ng c¸c ph¬ng ph¸p sau: Khoan lÊy mÉu gi÷a c¸c cäc c¸t→ thÝ nghiÖm trong phßng. Dïng xuyªn ®Ó kiÓm tra ®é chÆt cña c¸t vµ cäc c¸t 74
§Êt yÕu cã thÓ dïng thÝ nghiÖm c¾t c¸nh. Thö bµn nÐn tÜnh t¹i hiÖn tr êng, trªn mÆt nÒn cäc c¸t. DiÖn tÝch bµn nÐn thêng ph¶i lín h¬n 4m2 ®Ó trïm ®îc Ýt nhÊt 3 cäc c¸t. 3. Ph¬ng ph¸p nÐn tríc: NÒn ®Êt cã tÝnh nÐn lín, biÕn d¹ng kh«ng ®ång ®Òu: sÐt, sÐt pha c¸t ë tr¹ng th¸i ch¶y; c¸t nhá, c¸t bôi b·o hoµ n íc ®Ó nÐn chÆt nã th× t¶i träng ph¶i t¸c dông thêng xuyªn vµ trong thêi gian dµi th× míi cã hiÖu qu¶. Trong nhiÒu trêng hîp nÕu ®é lón dù tÝnh lín, v ît qu¸ chØ dÉn cho phÐp, ®Ó CT cã thÓ sö dông ngay sau khi thi c«ng th× mét trong nh÷ng biÖn ph¸p hay dïng lµ nÐn tríc b»ng t¶i träng tÜnh. Nguyªn lý: Tríc khi x©y dùng CT dïng c¸c lo¹i vËt liÖu nh c¸t, sái, ®¸ .v.v. chÊt ®èng lªn mÆt ®Êt trong ph¹m vi x©y dùng mãng ®Ó g©y ra mét ¸p lùc nÐn (gäi lµ ¸p lùc nÐn tríc) → lµm nÒn lón xuèng → ®Êt ®îc chÆt l¹i. Khi ®Êt nÒn ®¹t ®é chÆt yªu cÇu ng êi ta dì ¸p lùc nÐn tr íc råi tiÕn hµnh x©y dùng CT Lóc ®ã CT võa cã cêng ®é ®¹t yªu cÇu võa cã tÝnh nÐn lón nhá. Néi dung: X¸c ®Þnh ®é lín cña ¸p lùc nÐn tríc. Thêi gian nÐn tríc. ¸p lùc nÐn tríc: §Ó rót ng¾n thêi gian nÐn tríc cã khi ngêi ta dïng ¸p lùc nÐn = 1.2 ¸p lùc CT, ®Ó t¨ng nhanh qu¸ tr×nh cè kÕt mét Ýt, kh«ng nªn chän lín qu¸ ®Ó tr¸nh cho nÒn ®Êt yÕu bÞ ph¸ ho¹i. Do ®Êt nÒn yÕu nªn ¸p lùc ph¶i t¨ng dÇn tõng cÊp ®Ó nÒn kh«ng bÞ ph¸ ho¹i. Thêi gian nÐn tríc: Do yªu cÇu thiÕt kÕ. Do ®ã nÕu khi thiÕt kÕ, qua tÝnh to¸n nhËn thÊy ®é lón tÝnh to¸n øng víi thêi gian ®· quy ®Þnh vÉn nhá h¬n ®é lón æn ®Þnh theo yªu cÇu th× → cÇn ph¶i cã biÖn ph¸p rót ng¾n thêi gian nÐn tríc 75
Cã thÓ lµm c¸ch sau: Lµm hÖ thèng tho¸t níc theo chiÒu th¼ng ®øng: GiÕng c¸t hoÆc bÊc thÊm… 4. NÐn tríc kÕt hîp víi vËt tho¸t níc ®øng (VTN§) (øng dông hiÖu qu¶ víi nÒn cè kÕt chËm). Nguyªn lý cÊu t¹o cña biÖn ph¸p tho¸t níc ®øng b»ng giÕng c¸t hay bÊc thÊm: + GiÕng c¸t: Thi c«ng t¬ng tù nh cäc c¸t → tuy nhiªn tha h¬n, v× nhiÖm vô chÝnh ë ®©y lµ t¨ng tèc ®é tho¸t níc. khi cã ¸p lùc t¸c dông → qu¸ tr×nh cè kÕt x¶y ra → tèc ®é cè kÕt t¨ng. + BÊc thÊm: VÒ nguyªn lý tho¸t níc t¬ng tù giÕng c¸t CÊu t¹o bao gåm 2 phÇn: - Lâi: b»ng chÊt dÎo, dÇy 2÷ 3,5mm, cã r·nh, ®êng dÉn níc - Vá läc: b»ng vËt liÖu tæng hîp, chØ cho níc trong ®Êt tho¸t qua nhng ng¨n c¶n ®îc c¸c h¹t ®Êt chui vµo bªn trong. BÊc thÊm ®îc chÕ t¹o díi d¹ng cuén liªn tôc víi chiÒu dµi t¬ng ®èi lín. Thi c«ng nh sau: mét m¸y cÊy chuyªn dông kÑp mét ®Çu bÊc Ên s©u xuèng ®Êt ®Õn ®é s©u thiÕt kÕ, c¾t bÊc ë ®Çu trªn sau ®ã rót cÇn lªn, ®Ó l¹i bÊc trong ®Êt. § Êt ®¾ nÒ ®- êng pn Lí p ®Ö c¸ t ®Çu VTN§ m § é s©u xö lý L Lí p c¸ t bª n d- í i Bè trÝtrª n mÆ ®øng xö lý cho nÒ ®- êng ®¾ t n p 76
l1 l1 Dc Dc Dc Dc Dc Dc Dc Dc Dc l2 Dc Dc Dc Dc Dc Dc Dc Dc l2 Dc Dc MÆ b»ng bè trÝVTN§ t Trªn c¬ së thêi gian chê ®îi cho phÐp mét ph ¬ng ¸n xö lý nÒn b»ng VTN§ kÕt hîp gia t¶i ®ßi hái ph¶i x¸c ®Þnh c¸c yÕu tè kü thuËt c¬ b¶n sau: – §é s©u xö lý, L; – Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c VTN§, D c; – T¶i träng gia t¶i tr íc cÇn thiÕt vµ c¸ch thøc gia t¶i; – Thêi gian chê tèi thiÓu. 1. §é s©u xö lý: Dùa trªn c¬ së cÊu tróc ®Þa tÇng thùc tÕ vµ ®é s©u ho¹t ®éng thÊm cña ®Êt: → mét ph¹m vi nhÊt ®Þnh xung quanh vïng ®Æt t¶i mµ ë ®ã níc lç rçng cã kh¶ n¨ng tho¸t ra ngoµi d íi t¸c dông cña gradient thuû lùc dßng thÊm do t¶i träng ngoµi g©y ra gäi lµ vïng ho¹t ®éng thÊm (H t)vïng nµy gi¶m dÇn → do sù triÖt tiªu theo thêi gian cña ¸p lùc níc lç rçng d. Tuy nhiªn → vïng nµy khã x¸c ®Þnh→ nã ∈ vµo nhiÒu yÕu tè, → thêng lÊy Ht = Hn ( Hn – chiÒu s©u ¶nh hëng lón) Trong ph¹m vi Ht nÕu tån t¹i 1 líp ®Êt cã tÝnh thÊm cao h¬n c¸c líp kh¸c nhiÒu th× líp nµy ®îc coi lµ 1 biªn tho¸t níc tù nhiªn vµ chiÒu dµi VTN§ chØ cÇn ®Õn biªn tho¸t níc nµy lµ ®ñ. 2. X¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c VTN§: C¸c ®Æc trng: GiÕng c¸t: ®êng kÝnh giÕng c¸t: dw BÊc thÊm: quy ®æi vÒ tiÕt diÖn trßn t¬ng ®¬ng: dw=? a, b kÝch thíc tiÕt diÖn bÊc thÊm *lÊy theo nguyªn lý t¬ng ®¬ng chu vi tiÕp nhËn: 77
2(a + b) dw = ; π *Theo Rixner: ( a + b) dw = 2 Ph¹m vi ¶nh hëng cña 1 VTN§: lµ mét h×nh trô trßn ®/k: D Bè trÝ tam gi¸c ®Òu: D=1,154D c Bè trÝ h×nh vu«ng: D=1,414D c Kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c VTN§ chñ yÕu phô thuéc vµo thêi gian cho phÐp T, ViÖc x¸c ®Þnh kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c VTN§ chñ yÕu phô thuéc vµo thêi gian cho phÐp, [T], kÓ tõ khi gia t¶i ®Ó nÒn ®Êt ®¹t tíi ®é cè kÕt nµo ®ã U yc: U(t = [T]) >= U yc. §é cè kÕt cña nÒn trong tr êng hîp cã VTN§ lµ sù kÕt hîp cè kÕt theo c¶ hai ph ¬ng trong bµi to¸n ®èi xøng trôc, x¸c ®Þnh theo ph ¬ng tr×nh Carolli, 1942 cã d¹ng: U = 1 - (1 - U h)(1 - Uv) Trong ®ã :– Uv : ®é cè kÕt theo ph ¬ng ®øng, Cv U v = f (Tv = t ) = f (Cv , h, t ) ; h2 – Uh : ®é cè kÕt theo ph ¬ng ngang, Ch U h = f (Th = t ; F (n)) = f (Ch , D, t , d w ) D2 2 n  1 3 D víi F (n) = f (n = ) =  ln(n) + n 2 − 4  –  n − 1    dw Gi¸ trÞ cña U v = f(T v) vµ U h = f(Th,n) cho trªn ®å thÞ sau – §Ó ý r»ng, ®èi víi mét tr êng hîp thiÕt kÕ cô thÓ, hÖ sè cè kÕt C v vµ Ch cña ®Êt ®· x¸c ®Þnh, chiÒu dµi ® êng tho¸t n íc theo ph ¬ng ®øng h x¸c ®Þnh do ®ã t¹i thêi ®iÓm cho phÐp t = [T] ta cã: U = f(D) = f(D c) Khi thay ®æi kho¶ng c¸ch gi÷a c¸c VTN§, ®å thÞ U = f(D c) ®îc x©y dùng cho phÐp x¸c ®Þnh ® îc gi¸ trÞ thÝch hîp D c. 78
0.01 0.1 1 10 Tv 0 0.1 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 S¬ ®å 1 0.7 S¬ ®å 2 0.8 0.9 1.0 Uv § å thÞUv = f(Tv) 0,01 0,1 1 10 Th 0 0.1 0.2 n = 10 n=5 0.3 0.4 0.5 0.6 0.7 0.8 n=3 0.9 1.0 Uh § å thÞUh=f(Th) ví i n = 3; 5; 10; 20; 30; 50 3. X¸c ®Þnh t¶i träng gia t¶i tr íc: T¶i träng gia t¶i tr íc ∈ thêi gian khèng chÕ cho phÐp, [T], vµ søc chÞu t¶i cña ®Êt nÒn nhng kh«ng Ýt h¬n t¶i träng thùc cña c«ng tr×nh 79