Kỹ thuật xử lý nền đất yếu trong xây dựng (xuất bản 2011): Phần 2

Chia sẻ: Lê Thị Na | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:123

Thêm vào BST

Báo xấu

141
lượt xem 52
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Tiếp nối phần 1, phần 2 Tài liệu trình bày nội dung chương 3 - Gia cố nhân tạo nền đất yếu. Hi vọng Tài liệu này có thể giúp ích phần nào cho các kĩ sư, cán bộ kĩ thuật xây dựng, địa kĩ thuật dùng làm Tài liệu tham khảo trong công tác của mình.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Kỹ thuật xử lý nền đất yếu trong xây dựng (xuất bản 2011): Phần 2

Chương 3 GIA CỐ NHÂN TẠO NEN ĐÂT yêu Khi nền thiên nhiên không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và bị biến dạng nhi:u thì tiến hành xử lí nền nhân lạo để làm tàng sức chịu tải, độ bền và giảm mức độ biếndạnt* theo yêu cầu của côn g trình. Có nhiều phương pháp gia c ố nền đất yếu (bảng 3.1) việc lựa chọn phương pháp thích hợp tuỳ thuộc điều kiện địa chất côn g trình, địa chấithưý văn khu vực xây dựng, loại côn g trình và điều kiện kinh tế - kĩ thuật thực tế kh tiến hành xử lí (kinh phí, thiết bị...). Trong chương này sẽ lần lượt trình bày các biện pháp gia c ố nhân tạo nền đã yếu sau đây: - Cải tạo sự phân bố ứng suât và điều kiện biến dạng của nền đất yếu bằng đện cát, đệm đất, đá sỏi, bệ phản áp. - Tãng độ chặt nền đất yếu bằng cọc cát, cọc đất, cọc vôi, giếng cát nén trước bằig tải trọng tĩnh, nén chặt đất trên mặt và dưới sâu. - Truyển tải trọng công trình xuống lớp chịu lực tốt ở dưới lớp đất yêu bằng nóng cọc, m óng trụ, giếng chim... - Tãng cường độ chống kéo và chống cắt của đất nền yếu bằng đất có cốt. 3.1. CẢI TẠO Sự PHÂN BỐ ỦNG SUẤT VÀ ĐlỂU KIỆN BIẾN DẠNG NỀN đ ấ t 'Ếu Khi lớp đất yếu có chiều dày không lớn nằm trực tiếp dưới m ón g côníỉ trình (scđ ổ 2 chương 1 ) thì có thê dùng các biện pháp xử lí nhân tạo như đệm cát, đệm đất, đệm d , bệ phản áp... để làm tăng khả năng chịu lực và hạn c h ế mức độ biến dạng (đặc biệt làbiến dạng không đều) của đất nền dưới tác dụng của tải trọng cô n g trình. Trong thực tế, thường dùng đệm cát, đệm sỏi, đệm đất để thay thế lóp đất y a có chiều dày nhỏ hơn 3m dưới m óng tường, m óng cột trong các côn g trình dân dụig và công nghiệp, dưới bản đáy các cô n g trình thuỷ lợi... Bệ phản áp được dùng cho nền đường là bùn lầy, nhằm khống c h ế khả năng phát riổn vùng biến dạng d ẻo khi có khối đắp Các biện pháp trên bị hạn c h ế khi lớp đất yếu có chiều dày lớn hoặc trong lớp đâ yếu có nước áp lực cao. 3.1.1. Đệm cát / . Phạm vi sử dụng Đ ể tận dụng khả năng các lóp dưới của đất nền, người ta thường đào bỏ lớp đất víu ở phía trên tiếp giáp với m óng (thường là sét nhão, á sét nhão, á cát bão hoà nước, )ùn, 88
th an bùn...) và tliav ihế bằng dất cát có cường độ chống cắt lớn, dễ thi công và là vật liệu đ ị a p h ư ơ n g . Lóp cál được thay thố này 2ỌÍ là tầng đệm cát: B ả n g 3 . 1. N h ũ n g phương p h á p x ử lí n ề n n h â n tạo Qíc phươnR pháp Dạng nen và các khả nãrm Điều kiện địa chất công trình xử lí nền nhân tạo xày dựns chún^ 1. Thav the nén mới 1. Đêm cát hoặc đất Đất yếu, lún nhiều (than bùn, bùn, đất đắp xốp yếu) 2. Đắp nền bằns đá hoặc cát sỏi Tăng bùn năm dưới nước ỈI. Đấm chặt dất 1. Đám chặt trên mặt đất a. Đầm bầii2 các khối nạng Các loại đất lỗ rỗng lớn, cát tơi xốp, đất dính chưa nén chặt b. Đầm rung Cát rời xốp 2. Làm chặt dưới sâu a. Cọc đất Các loại đất lỗ rỗng lớn b. Cọc cát Đất yếu thấm nước (bùn, á sét, á cát nhão yếu) c. Nén chật bằng rung cư học hay Đất cál rời xốp phương pháp thuỷ lực đ. Làm chặt bảng phương phấp nổ Đất loại cát rời xốp III. Phun vữa 1. Silk át hoá Cát xốp, các loại đất có lỗ ^ rỗng lớn 2. Hắc ín tổng hợp 3. Xi mãng hoá -s IV. Phương pháp diện 1. Điện hoá Đất sét yếu, hệ số thấm k < 2. Điện Ihấm ^(XOlm/ngđ 3. Dùng tia lửa điện V. Phương pháp nhiệt Dùng sức nóng đe nung cho đấl Đất có lỗ rỗng lớn cứng lại Tầng đệm cát có các tác dụng sau: - Giám độ lún cua nền công trình và độ lún không đều, đồng thời làm tăng nhanh quá trình c ố kết của dâì nền. - Làm tãno khá năng ổn định của công trình kể cả khi có tải trọng ngang tác dụng, vì cát được nén chặt sẽ tãníi lực ma sát và tănơ sức chốne trượt. - Giảm kích thước món« và độ sâu chôn m ón s do sức chịu của đất nền tăng nên. N g o à i ra do thi côn SI đơn man, không, đòi hỏi các ihiết bị phức tạp nên sử dụng tương đôi rộng rãi. Tuv nhiên khôns nên sử dụng tầns đệm cát trong các trường hợp sau: 89
- Lớp đất vếu cần thay thế khá dày, chiều dày trên 3m. VI khi dó thi c ô n 2 khó, chi phí lớn. - Mực nước ngầm cao và nước có áp, vì cần phải hạ thấp mực nước ngầm và tầng đệm cát không ổn định (xói ngầm, hoá lỏng). 2. Thiết k ế lớp đệm cát Khi thiết kê lớp đệm cát, yêu cầu phải bảo đảm các điều kiện sau đây: - Lóp đệm cát ổn đ ịn h dưới tác dụng của tải trọng côn g trình. - Áp lực trên mặt lớp đất ở đáy lớp đệm do tải trọng côn g trìnhphải nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn ớ trên mặt lớp đất đó. - Đ ộ lún toàn bộ cúa lớp đệm và lớp đất nằm dưới cũ n s như độ lún không dcu của m óng phải nhỏ hơn giá trị giới hạn quy định trong quy phạm thiết kế nền. Thiết k ế đệm cát bao gồm: xác định kích thước lớp đệm, độ lún toàn bộ của m óng xây trên đệm và vật liệu làm lớp đệm. a) Kích thước đệm cát Khi có đệm cát, nền đất trớ thành môi trường gần 2 lớp (Lớp đệm cát và lớp đất yếu) có tính chất hoàn toàn khác nhau, lớp đệm cát có kích thước giới hạn còn lớp đất vốu có kích thước phát triển vô hạn theo 2 hướng. D o vậy, trạng thái ứng suất khá phức tạp, khác với các trường hợp đề cập trong giáo trình cơ h ọc đất. Hiện nay có 2 xu hướng tính toán kích thước lớp đ ệm cát: X em lóp đệm cát như một bộ phận cùa m ón g và tính như m óng nông trẽn nền đât thiên nhiên. - X em lớp đệm cất như một bộ phận của đất nền tức là đồng biến tuyến tính. Khi này có thể vận dụng các quy luật phân bố ứng suất của c ơ học đất. Tuy cũng chỉ gần đúng nhưng có cơ sở khoa học hơn nên xu hướng này được áp dụng ở nhiều nước trcn thế giới. Một s ố phương pháp tính gần đúng đang được dùng ở Việt Nam: + Dựa theo điểu kiện biến dạng đất nền (hình 3.1) tc H ìn h 3.1: Sơ đổ thiết k ể lớp đệm cát 90
Kích thước lớp đệm cát được thiết ke Ilieo diều kiện này phải thoả mãn biếu thức sau: a + Ơ : < R L' (3.1) Trone dó: C7j - ứnư suut ihườníi xuyên đo trọng lượn 2. bản thân đất nền và đệm cát tác dụna trên mại đát yêu dưới dáy lóp đém: CT1= 7 A l ^ 7 h::i (3-la) V \'à 7j - trọiiíĩ lưựim thè tích cua đất và lóp đ ệ m cát; h m, h d - c h i ể u s âu đặt m óng và chiểu dày đệm cát. a , - ứns suất do tai trọim cônỵ trình «ãy ra trên mặt lóp đất yếu dưới đáy đệm: ơ 2 = a , ( ơ i' " '-y h rn) (3.1 b) 2z a , - hê s ố xél đón sư thav doi ứnu suất theo chiều sàu, phụ thuộc tỉ s ố m = — và n = — (z - chiều sáu kê từ dáy mónu đến diêm xét ứng suất; / - chiều dài móng; b - chiều b rộim móim) tra báim (3.2). a lc - ứng suâl tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng, được xác định như sau: - M óna chịu tai troim (.líínti tâm: 7 N ,C < = Y A „ + - y - < 3 .ic > M ónc chịu lái trong \ c d \ lãm. u , !•; (ý* = £mạìliIlí!Ì!l ( 3 . ld) 2 cr* = y J , +2 £ 1 ± I Ị ^ _ ( 3 . le ) ma\Mb m F w V-’-iC' 111! I I S N U - tốnỵ tái trọne tiêu chuán íhảníỉ dứnu của cõn g trình tác dụng ở đáv Iĩións; Z M k - tổng moinen tiêu chuán do tài trọng cônạ trinh tác dụng ở đáy móng; F - diện tích đáy món«; w - m ỏ đ u n chônu uốn cúa tiết diện đáv m ó n íK V - trọna lượne Ihê tícli trung bình cua món« và đất tác dụng lên móng, lấy bằng 2 t/rrr; Rlc - áp lực tiêu chuẩn ớ trên mặt lớp dất yếu dưới đáv lớp đệm cát; R ,c xác định theo qu y phạm thiết ké nén móns. R k' = [ A b mq + B (h m + h d) ] y ,;b + D c" (3.2) A, B và D - các hê số không thứ neuỵcn, phụ thuộc g ó c ma sát trong tiêu chuẩn cp'c cùa đát. tra ban” 3.3; 91
bmq - chiều rộng m óng quy ước, với m óng băng: tc (3.2a) mcl _ 7 ơ 2/ với m ó n g c h ữ n h ật: b m q = VJ A + AF mg - A (3.2b) / - b A (3.2c) Z N te mq (3.2d) ơ. B ả n g 3.2. H ệ SỐ ao / n = - b 2z m = — b 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2 ,0 2 ,4 2 ,8 3 ,2 4 5 à I° Ị (m ó n g b in g ) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 : 13 0,0 1,000 1,000 1,()00 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1,000 1 i,o a 0,4 0,960 0,968 0,972 0,974 0,975 0,976 0,976 0,977 0,977 0,977 0 ,9 7 7 : 0,977 OC oc -ũ 0,8 0,800 0,830 0,848 0,859 0,866 0,870 0,875 0,879 0,880 0,881 1 0,881 o 1,2 0,606 0,652 0,682 0,703 0,717 0,727 0 ,740 0,746 0,749 0,753 0 ,754 ; 0 ,7 5 f 1,6 0,449 0,496 0,532 0,558 0,578 0,593 0,612 0,623 0 ,630 0,636 0,639 0,64-2 2,0 0,336 0,379 0,414 0,441 0,463 0,481 0,505 0 ,520 0,529 0,540 0,545 0,55C 2,4 0,257 0,264 0,325 0,352 0,374 0,392 0,419 0,437 0,449 0,462 0,470 0 ,4 7 / 2,8 0,201 0,232 0,260 0,284 0,304 0,321 0,350 0,369 0,383 0,400 0 .4 1 0 : 0,42C 3,2 0,160 0,187 0,210 0,232 0,251 0,267 0,294 0,314 0,329 0,348 0,360 0,374 3,6 0,130 0,153 0,169 0,192 0,209 0,224 0 ,250 0 ,270 0,285 0,305 0,320 0,337 4,0 0,108 0,127 0,145 0,161 0,176 0,190 0,214 0,233 0,248 0,270 0,285 0,300 4,4 0,091 0,107 0,122 0,137 0,150 0,163 0,185 0,203 0,218 0,239 0,256 0.28C 4,8 0,077 0,092 0,105 0,118 0,130 0,141 0,161 0,178 0,192 0,213 0,230 0,258 5,2 0,066 0,079 0,091 0,102 0,112 0,123 0,141 0,157 0,170 0,191 0,208 0 ,2 3 t 5,6 0,056 0,069 0,079 0,089 0,099 0,108 0,124 0,139 0,152 0,172 0,189 0,22? 6,0 0,051 0,060 0,070 0,078 0,087 0,095 0,110 0 ,124 0,136 0,155 0 ,1 7 2 ! 0,208 6,4 0,045 0,053 0,062 0,070 0,077 0,085 0,098 0,111 0,122 0,141 0,158 í 0,190 92
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6.8 0,040 0.048 0,055 0.062 0.069 0,076 0,088 0,100 0,110 0,128 0,144 0,184 7,2 0,036 0,042 0.049 0,056 0.062 0,068 0,080 0,090 0,100 0,117 0,133 0,175 7.6 0,032 (1038 0.044 0.050 0.056 0.CXÍ2 0.072 0.082 0,091 0,107 0,123 0,166 s.o 0.029 0.035 0.040 0.046 0.051 0.056 0.066 0.075 0.084 0,098 0.113 0,158 8.4 0,026 0.032 0,037 0.042 0,(U6 0.051 0.060 0.069 0,077 0.091 0,105 0,150 8.8 0.024 0,029 0.034 0,038 0,(M-2 0.047 0.055 0.063 0 ,070 0,084 0,098 0,144 9,2 0.022 0,026 0,031 0.035 0,039 0.043 0,051 0,058 0,065 0,078 0,091 0,137 9,6 0 .020 0.024 0.028 0,032 0.036 0.040 0,047 0,054 0,060 0,072 0,085. 0,132 10.0 0.019 0,022 0.026 0,030 0.03?. 0,03? 0.044 0,050 0.056 0.067 0,079 0,126 11,0 0.017 0,020 0,023 0,027 0.029 0.033 0,040 0.044 0 ,050 0 ,060 0,071 0,114 12,0 0.015 0,018 0.020 0,024 0.026 0,028 0,034 0,038 0.044 0,051 0,060 0,104 l ì á i i ị í ĩ . ĩ . H ệ sỏ A , B v à I ) Hí (P(đò) A B Đ tp|dộ) A B D L 0 0 .0 0 1 .0 0 3 .1 4 24 0 ,7 2 3 ,8 7 6 ,4 5 1 0 .0 3 1.12 3 .3 2 26 0 ,8 4 4 ,3 7 6 ,9 0 4 0 .0 6 1 .2? 3,51 28 0 ,9 8 4 ,9 3 7 ,4 0 6 0 ,1 0 1 .3 9 3.71 30 1,15 5 ,5 9 7 ,9 5 8 0 .1 4 l.x -s 32 1 ,3 4 6 ,3 5 8 ,5 5 10 0 ,1 8 1.73 4 .1 7 34 1,55 7 ,2 1 9 ,2 1 12 0 ,2 3 1 .9 4 4 .4 2 36 1,81 8 ,2 5 9 ,9 8 14 0 .2 9 2 .1 7 4 .6 9 38 2 ,1 1 9 ,4 4 1 0 ,8 0 16 0 ,3 6 2 ,4 3 5 .0 0 40 2 ,4 6 1 0 ,8 4 [ 1,73 18 0 ,4 3 2 .7 2 5.31 42 2 ,8 7 1 2 ,5 0 1 2 ,7 7 20 0 ,5 1 3 .0 6 5 .6 6 44 3 ,3 7 1 4 ,4 8 1 3 ,9 6 22 0 ,6 ] 3 .4 4 6 .0 4 45 3 ,6 6 1 5 ,6 4 1 4 ,6 4 y"b - t r ọ n g l ư ợ n g t h ế t íc h t r u n g h ì n h c á c lớ p đ ấ t từ m ặ t đ ấ t t h i ê n n h i ê n đ ế n đ á y đ ệ m c á t, c ó xet á p lự c đ ẩ v n ổ i c ú a nư ớ c ; c IC - lục d í n h tiê u c lu iá n c ù a đ ấ t n é n dư ớ i đ á v đ ệ m . C h i ề u cỉàv l ớ p đ ệ m cá t 1\| x á c đ ị n h t h e o c ò n e t h ứ c g á n đ ú n g : 1\, = K b ( 3 .3 ) T r o n g đ ó : K - hô s ố p h u t h u ô c tí s ố — và — ; b Ri 93
b - c h i ề u rộ n a m ó n g ; R , - á p lự c t i ê u c h u ẩ n ỏ' c h i ề u s â u n m, t r ẽ n m ặ t l ớ p đ ệ m cá t; R 2 - á p lự c t i ê u c h u ẩ n ớ c h i ể u s â u h m + h j, d ư ớ i đ á y l ớ p đ ệ m c á t. G i á trị K x á c đ ị n h t h e o b iê u đ ồ ớ h ì n h 3 .2 . R, Đ ể d ấ t n ề n x u n g q u a n h lớ p đ ệ m c á t ổ n đ ị n h th ì l ớ p đ ệ m c á t c ó c h i ề u r ộ n g đ ủ đ ế tải t r ọ n g c ô n g t r ì n h k h ô n g g à y ra b iến d ạ im n g a n o lớ n ( n ằ m t r o n g ° i ớ i h ạ n c h o p h é p ) . Đ ể đ ả m b ả o y ê u c ầ u t r ê n , g ó c t r u y ề n lực a l ấ y b ằ n g g ó c m a s á t t r o n g cpd c ủ a đ ệ m c á t h o ặ c a = 30" 4- 4 5 " v à c h i ề u r ộ n g đ ệ m c á t x á c đ ị n h t h e o c ô n g th ứ c d ơ n g iả n : b d = b + 2 h j tgcc (3 .4 ) Đ ộ lú n s d ư ớ i m ó n g c ô n g t r ì n h x á c đ ị n h t h e o b i ể u th ứ c : S = S, + S 2 < S |lh (3 .5 ) H ình 3.2: B iểu dồ t r o n g đ ó : Sị - đ ộ l ú n đ ệ m cá t; xá c đ ịn h lìệ s ố K S 2 - đ ộ l ú n c á c lớ p đ ấ t d ư ớ i đ ệ m c á t; S th - đ ộ l ú n g iớ i h ạ n c h o p h é p c h o m ỗ i l o ạ i c ô n g t r ì n h . S a u k h i x á c đ ị n h c h i ề u d à y lớ p đ ệ m c á t t h e o ( 3 . 3 ) , c ầ n k i ể m tra đ i ề u k i ệ n ( 3 .1 ) và ( 3 .5 ) . N ế u c h ư a t h o ả m ã n thì t ă n g c h i ề u d à y đ ệ m c á í h o ặ c l ă n g d i ệ n t íc h d á y m ó n i ỉ . V í d ụ 3.1: X á c đ ị n h k í c h th ư ớ c lớ p đ ệ m c á t d ư ớ i m ó n g b ă n g . C h o b iế t b = 2 ,0 rn , h m = l , 8 m , X N lc = 3 0 T ; lớ p đ ấ i d ư ớ i m ó n g là b ù n s é t c ó y = l , 7 T / n r ; c k = 0 , 1 0 k G / c m 2; < = 8 °. Bài iỊÍải: D ù n g c á t t r u n g l à m v ậ t l iệ u lớ p đ ệ m . S a u k h i đ ầ m c h ặ t c ó R ị = 2 , l k G / c m 2 ứ n a v ớ i Ỵj = l , 9 5 l / m 2 . T h í n g h i ệ m b à n n é n ở h i ệ n t r ư ờ n g t r ê n l ớ p b ù n s é t c h o R 2 = 0 , 9 k G , c m 2. C ă n c ứ v à o b i ể u đ ồ h ì n h 3 .2 , với — = = 2 , 3 v à — = 00 t a c ó K = 1,3. R2 0 ,9 b C h i ề u d à y lớ p d ệ m c á l t h e o (3 .3 ): h đ = 1 ,3 -2 = 2 , 6 m . K i ể m tra c h i ề u d à y lớ p đ ệ m c á t t h e o đ i ề u k i ệ n ( 3 . 1 ) : t h e o c ô n g t h ứ c ( 3 . l a ) ta có: ơ , = Ỵ,|hy + y h m = 1 , 9 5 .2 ,6 + 1 ,7 .1 ,8 = 5 , 0 7 + 3 , 0 6 = 8 , 1 3 T / i n 2 2 2 2 6 / Với m = — = — = 2 ,6 ; n = — = co , t r a b ả n s 3.1 c ó a n = 0 ,4 5 . T h e o c ô n g th ú c b 2 ,0 b (3. l d ) ta có : T N 1C 30 = 2 . 2 , 6 + — = 2 0 , 2 T /m - ơ « =Y,b-h m + F 2.1 94
T h e o c ô n o t h ứ c (3.1 b) thì ơ 2 = a o ( ơ lt1c - y h m ) = 0 , 4 5 ( 2 0 , 2 - 3 , 0 6 ) = 7 , 7 t / m 2 C h i ề u r ộ n g m ó n ẹ q u v líớc t h e o (3 .2 a ): V ớ i (plL = 8" t r a b ủ n g (3 .2 ) c ó A = 0 ,1 4 . 13 = 1,55: D = 3 ,9 3 . T h e o c ô n g t h ứ c (3 .2 ) x á c đ ị n h R'": R lc = [ A b mq + B ( h m + h d ) j y;b + D ’c = [ 0 , 1 4 1 ,9 + 1 , 5 5 ( i 8 + 2 , 6 ) ] ]. 8 4 3 , 9 3 . 0 , 1 = 19,55 + 0 , 3 7 = 1 9 , 9 4 T / m 2 T a c ó ƠJ + o 2 = 9 ,1 3 + 7 ,7 = 15,83 T / m : N h ư v ậ v ơ | + a = 1 5,83 t / m 2 < R 10 = 1 9 ,9 4 T / m 2, d i é u k i ệ n ( 3 . 1 ) t h ỏ a m ã n . C h ọ n c h i ề u d à y l ớ p đ ệ m 2 , 6 m là h ọ p lí. X á c đ ị n h c h i ể u r ộ n 1’ lớ p đ ệ m cá t th e o (3.4): bj = b + 21\,tg(x = 2 .0 + 2 . 2 , 6 t g 3 0 " = 5 , Om b) T heo phưdníị pháp B. ỉ. Dulììiatov D ư ớ i m ó n g c ứ n g , (lựa v à o đ iổ u k iệ n c á n bằníỉ g i ữ a á p lự c n g a n g d o l ã n g t h ể trư ợ t g â y ra v ớ i á p lự c đ ấ t t á c d u n g x u n « tị 11a n h d ỏ m c á l, B. 1. D a l m a t o v g i ả t h i ế t á p lự c đ ấ t d o t r ọ n " l ư ợ n íĩ b ả n t h â n đ ê m cá t Ị)hàn b ố t h e o q u y i u ậ t t h u ỷ t ĩ n h c ò n á p lự c ở đ á y lớ p đ ệ m c á t d o tả i t r ọ n g c ô n g trìn h v à tái t r o n g b ả n t h â n là p h â n b ố đ ề u . C á c g i ả t h i ế t t r ê n h ợ p lí n ế u đ ấ t y ế u b ã o h o à n ư ớ c ớ x u n g q u a n h đ é m c á l. H a i s ơ đ ồ t í n h t o á n n h ư s a u ( h ì n h 3 .3 ): S ơ đ ồ 1: M ặ t trư ợ t A D cắt ở đ á v lớ p đ ệ i n c á l ( h ì n h 3 . 3 a ) . X é t đ i ề u k i ệ n c â n b ằ n g c ủ a l ã n e t h ể t r ư ợ t A D F C và từ đ a g iá c lực k h é p k ín , t a có : (3 .6 a) E = y h j (h m + 0 , 5 h d) (3 .6 b ) N 1= (Pmax - Yh m - y h m ■+ Yđh đ a (3 .6 c) 1 bd T, = N ,tg < p , (3 .6 d ) t r o n g đ ó : p - g ó c n s h i ê n ơ c ủ a m ặ t p h ẳ n g trư ợ t A D ; cpđ - g ó c m a s á t t r o n s ló p c á t đ ệ m ; p max - á p lực tố i đ a (g iớ i h ạ n ) d o tả i t r ọ n g t í n h t o á n t á c d ụ n g d ư ớ i đ á y m ó n g ; (p, - g ó c m a sát tr o n g íỉiữa c á t đ ệ m và đ ấ t ớ d ư ớ i đ ệ m ; 95
y - trọ n g lư ợ n g th ể tích lớ p đ ất y ếu ; Vj - t r ọ n g l ư ợ n g t h ế t í c h l ớ p đ ệ m c á t . ỉlin h 3 .3 : S ơ d ồ tín h to á n lớ p d ệ ììĩ c á t t h e o p h ư ơ n q p h á p B .I. Đ a l m a t o v a) Mặt trượt AD cắt đáy lớp đệm cát; b) Mặt trượt AD cắt ilìành lớp đệm cát Sau khi th ay cá c biểu th ứ c (3 .6 b ), (3 .6 c ), (3 .6 d ) v à o (3 .6 a ) và k í h iêu n = — : 'ỈA bd y v à b i ế n đ ổ i ta s ẽ t ì m đ ư ợ c á p lự c tố i đ a p max t r u n g b ì n h t á c d ụ n g ở d á y m ó n g . Y [ h tl( h m + 0 , 5 h j ) + a ( h m + k h j - n h m )[tgcp) + t g ( P - (pa )} p m;».\ - (b . - a ) t g ( p - < p )-atgỌ | h mc + 0 , 5 ( b + c + a ) k h tg (P -c p d ) 3 .7 ) ( b d - a ) t g ( P - ( p d )-atg (p , Sơ dồ 2: M ặ t t r ư ợ t c ắ t ở t h à n h đ ệ m c á t ( h ì n h 3 . 3 b ) , k h i đ ó N j = 0 v à T ị = 0 , n ê n . y (b + c) tg P (b + c )tg p + 2 h m Ị, Pmax iV 8a) 2b (b + c ) tg ( p - c p ) ( b + c ) 2 tg[3 h o ặ c ớ d ạ n g đ ơ n g iả n : m ( A ị - k D 1) + 2 h m ( m B ị - c ) 0 .8 b ) Pmax 2b tro n g đó: m = b + c -3.8c) t g 2P A ,= 0 .8 d ) t g ( P - cpd ) tgp 3.8e) B, = tg (P -9 đ) 96
D, = tg(i (3.8f) C ác trị s ố A , , B, và D, p h ụ t h u ộ c p và (p,j d ư ợ c tra b ả n g 3 .4 . K í c h t h ư ớ c íớp đ ệ m c á t p h ụ t h u ộ c v à o g i á trị p max c h ọ n . T h a v đ ổ i íỉóc [3 và d ự a Vcto c ô n g th ứ c(3 .7 ) h a y (3 .8 a) h o ặ c ( 3 . 8 b ) tìm đ ư ợ c p m„ tối th iế u . G i á trị p max tố i th iể u p h ả i t h o ả m ã n đ i ề u k iệ n : u - - 4,94 3,33 5.4.1 3,67 6,01 4,07 6.75 4.57 7 ,6 7 5 ,1 8 11,32 7,63 1,4830 58 - - 5.25 3.28 5/75 3.59 6,31 3,96 7.05 4 ,4 0 7,88 4 .9 2 11,10 6,93 1,6000 60 - - - - 6.16 3,56 6,72 3,88 7,15 4,32 8,25 4 ,7 6 ỉ 1,25 6,48 1,7320 1 1 62 - - - - - - - 8 ,80 4 ,6 8 ỉ ỉ , 60 6,17 1,8810 Ị 64 1 - - - 9 .K 4 ,6 0 1 ỉ , 20 5,95 2 ,0 5 0 - 1 " 1 ■ 97
- M ó n g c h ị u tả i t r ọ n g đ ú n g t â m : Y N " ơ 0 = ĩ tb - h m ( 3 -9 a ) F - M ó n g c h ị u tải t r ọ n g l ệ c h tâ m : ơ » = 5 ĩ m a i ± g m i iL ( 3 9 .h) 2 Ơ L = y tb h m + ~ r ± 0 -9 c) m in ‘ ” X N U v à X M “ - t ổ n g tài t r ọ n g t h ẳ n g đ ứ n g t í n h t o á n v à t ổ n g m o m e n t í n h t o á n t á c d ụ n g ở đáy m óng; F - d iệ n tích đ á y m ó n g ; w - m ỏ c tu n c h ố n g u ố n c ủ a đ á y m ó n g . V ới nền đ ế n y ế u , CC) t í n h n é n l ú n l ớ n , b ã o h o à n ư ớ c th ì x á c đ ị n h c h i ề u r ộ n g lớ p đ ệ m c á t t h e o p h ư ơ n g p h á p B. I. Đ a l m a t o v t i n c ậ y v à h ợ p lí h ơ n . T u y n h iên p h ư ơ n gp h áp n ày t í n h p h ứ c t ạ p h ơ n d o x á c đ ị n h p max tố i t h i ể u . Ví dụ 3.2: M ó n t ỉ b ă n g c ó k í c h th ư ớ c : h = l , 0 m , h m = 2 , O m . T ả i t r ọ n g t á c d ụ n g lê n m ó n g IN " = 15,2 T / m . Đ ấ t n ề n là b ù n s é t c ó y = 1,0 T / m \ (plc = 8°, C'c = 0 , 1 4 k G / c n r , E„ = 3 0 k C i / c n r . L ớ p b ù n d à y 3 , 3 m , d ư ớ i là c á t trung c ó y . = 2 , 0 T / m \ (Pi = 33°. X á c d ị n h k í c h t h ư ớ c đ ệ m c á t t h e o B.I. Đ a l m a t o v . Bùi i>idi: G i ả s ử lấ y c h i ề u d à y đ ệ m c á t h đ = l , 3 m , m ở r ộ n g r a h a i p h í a m é p m ỗ i b ê n c = 0 , 5 m . C á t d ù n g l à m l ớ p đ ệ m là c á t h ạ t t r u n g c ó yc = 2 , 0 T / m \
Thoá m à n điều kiện (3.9) ơ'! = 2 2 + ~ 1^ - = 4 + 1 5 . 2 = 1 9 ,2 T / m 2 1 .0 . 1 ,0 V ì cr" = 1 9 , 2 t / n r < ^ = — = 1 9 .6 T / n r 1.1 1,1 Nhu' v ậ v k í c h th ư ớ c lớp đ ộ m cát c h ọ n h ư p lí. b) 'ỉ h e o vật ìiẹu là m lớp clựDì cát C át to v à c á t h ạ t t r u n e là h ai lo ại cát là m l ó p đ ệ m t ố t n h ấ t vì s a u k h i đ ầ m c h ặ t , c ó t h ể đ a t d ò c h ặ t k h á c a o . c h ịu đ ư ư c tài tr ọ n e 1ÓÌ1 c u a c ô n g t r ì n h v à k h ô n g d i đ ộ n g d ư ớ i tá c d u n g cua nước nu ẩm . ( ) n ư ứ c ta c ó t h ế d ù n c c á t v à n e (h ạ t tr u i m ) h a y c á t đ e n ( h ạ t n h ỏ ) l à m đ ệ m c á t. H à m l ư ợ n g S i 0 2 c ủ a c á t v à im là 7 5 9 r , cát đ o n là 5 3 % ; h à m l ư ợ n g h ữ u c ơ c á t v à n g là 1 - 2 % , c á t đ e n là 1.5 - 2.59r. D o v ậ y cát v à n g là m đ ệ m c á t là t ố t h ơ n , n h ư n g g i á t h à n h c a o . D ừ n o c á t đ o n c ó th o hạ ” iá t h à n h 4 0 - 6 0 % s o c á t v à n g , n h ư n g đ ộ c h ậ t k é m h ơ n , d ễ d i đón Si dưới tác dụnii cứa nước dưới đất cỏ áp lực cao; do dó chỉ dùng cát đen làm đệm cát trong các c ò n g trình loại nho. loại vừa và tro na diều kiện địa chất thuỷ văn thích hợp. t ) ẽ l ó p đ ệ m c á t ổ n d i n h tròII 11011 cỉât y ế u d ư ớ i tá c d ụ n g c ủ a tái t r ọ n g c ô n g tr ì n h , n ê n c h ọ n loại c á t t h o a m ã n m ộ t sỏ đ ic u k iện sau: - Với cál vànụ: hàm lư ợ n a S iO . k h ó m : n h ò h ơ n 7 0 % , h à m l ư ợ n g h ữ u c ơ k h ô n g lớ n h ơ n 57( , h à m lư ợ n í: IIIIU I nô n n h ò h ơ n 1.5í;,( . C ỡ h ạ t d > 0 , 2 5 m m c h i ế m t r ê n 5 0 % t r ọ n e l ư ợ n u . c â p p h ô i rái d c u (J 5 - ().2 5 n im . - V ớ i c á t đ c n ; h à m lư ơ n g S i(), k h ô n g n h ỏ h ơ n 8 0 V r . h à m l ư ợ n g h ữ u c ơ k h ô n g lớ n h ơ n 2 (/o, h à m l ư ợ n g rn ic a và h à m lư ợ n u sét n e n n h ó h ơ n 2 % . C ó t h e t r ộ n 7 0 % cá t v à n ti vứi 30% c á t d e n h a v b a p h á n s ỏ i với h a i p h ầ n c á t v à n g (s ỏ i c ó cõ' iiat 2 0 - 3 0 m m ) . 3 . T h i c ô n g đệm cát C á t d ư ợ c c h ọ n l à m vát liệu rai t h à n h t ừ n u lớp. C h i ê u d à y m ỗ i lớ p rả i p h ụ t h u ộ c v à o th i ê ì bị d ấ m n é n . Đ ấ m ih u c ỏ n a n ặ n e 3 0 k G th ì c h i ề u d a v l ớ p rái là 2 0 c m . K h i d ù n g đ ầ m h a n ru n u , c h i ề u d à y lớp là 2 5 c m : c h i a d iê n d ầ m t h à n h n h i ề u k h u v ự c n h ỏ , đ ầ m t h e o t r ì n h t ự đ ú n g h à n c lố i. vốt d ầ m I1Ọ c h ồ n s lén vết k i a n ử a đ ẩ m . Đ ầ m !1 JI1 đ ệ m c á t b u n u b a n h xe x ích tliì c h i é u d à y l ó p I'ái 3 0 - 4 0 c m , y ê u c ầ u v ệ t x í c h p liái s á t n h a u . Đ á m m ộ t lượt n a a n s x o n n th ì p h á i c h u y ế n s a n g lư ợ t d ọ c k h á c v à t i ế p tụ c c h o đ ế n k h i đ ạ t đ ộ c h ậ t tliiêt kẽ. Đ ệ m c á t s a u k h i đ á m n é n XOI1 ÍỈ thì p h a i k i c m tra đ ộ c h ặ t t h e o p h ư ơ n g p h á p c â n , p l i ư o n u p h á p d ù n í i p h a o K o v a lé v . p h ư ơ n e p h á p x u y ê n t i ê u c h u ẩ n h o ặ c p h ư ơ n g p h á p đ à o lỗ đ ổ c á t t i ê u c h u á n . C h i tiêu đ á n h iiiá c h ấ t l ư ợ n e đ ầ m n é n đ ệ m c á t b a o g ồ m : 99
C ó th ế d ù n g h ệ s ố rỗ n g s h o ặ c đ ộ c h ặ t tư ơ n g đ ố i D . T iê u c h u ẩ n đ á n h g iá đ ộ c h ít h e o E c h o t r o n g b ả n g 3.5 . B ả n g 3.5. T i ê u c h u ẩ n đ ộ c h ặ t đ ệ m c á t t h e o e L o ạ i cát Đ ộ chặt Chặt C h ặ t vừa Rời C át sỏi, cát to, c á t tru ng e < 0 ,5 5 0 ,5 5 < 8 < 0 , 7 0 e > 0 ,7 1 Cát nhỏ s < 0 ,6 0 0 ,6 0 < 8 < 0,75 8 > 0 ,n C át bụi 8 < 0 ,6 0 0 ,6 0 < 8 < 0 , 8 0 £ > 0 ,8 ) T h e o đ ộ c h ặ t t ư ơ n g đ ố i D c ủ a đ ấ t c á t: D < 1/3 c á t ở t r ạ n g t h á i rời 1/3 < D < 2 / 3 c á t c h ặ t v ừ a 2 /3 < D < 1 c á t c h ặ t với D = .... ^ :ix (3 10) p _ p max min T ro n g đó: £ - hệ s ố rỗ n g c ủ a c á t tro n g lớ p đ ệ m s a u k h i đ ầ m n én ; e max - h ệ s ố r ỗ n g c ủ a c á t t r o n g l ớ p đ ệ m ở t r ạ n g t h á i rời n h ấ t ( đ ổ c á t ;*ời v à o b ì n h đ o t h ể tí c h ) ; 8mm - h ộ s ố rỗ n g c ủ a c á t tr o n g lớ p đ ệ m ở trạ n g th ái c h ặ tn h ất(d ù n ; chân đ ộ n g n é n c h ặ t c á t tớ i k h i k h ô n g đ ổ i t r o n g c ố i sắt). b ) Độ um đầm nén tổt nhất Đ ộ á m đ á m n é n tốt n h ấ t c ủ a c á t tro n g lớ p đ ệ m x á c đ ịn h th eo : A T ro n g đó: s - h ệ s ố rỗ n g c ủ a c á t trư ớ c khi đ ầ m n é n ; A n - t r ọ n g l ư ợ n g r i ê n g c ủ a n ư ớ c , l ấ y b ằ n g l T / m ’; A - t r ọ n g l ư ợ n g r i ê n g c ủ a c á t. Đ ộ ẩ m tố t n h ấ t c ủ a c á t n h ỏ là 2 1 , 7 - 2 2 , 5 % , c á t t r ư n g là 1 5,5 - 1 7 % ; c á t t r u n g 0 c/o + c á t n h ỏ 7 0 % là 19 - 2 0 % , c á t t r u n g 8 4 - 8 7 % + s ỏ i 13 - 1 6 % là 1 1 ,2 - 9 , 8 5 % . K h i lớ p đ ấ t y ế u ở d ư ớ i đ á y m ó n g b ã o h ò a n ư ớ c , c ó c h i ề u d à y n h ỏ h ơ n 3 m , d ư ó đ ó là lớ p đ ấ t c h ị u lự c tố t. đ ồ n g th ờ i x u ấ t h i ệ n n ư ớ c á p lự c c a o th ì t h a y đ ệ m c á t b ằ i m đ u n đ á , s ỏ i. V ớ i đ ệ m c á t ứ n g s u ấ t g i ả m t h e o c h i ề u s â u l ớ p đ ệ m , c ò n đ ệ m đ á , s ỏ i c ó đ ộ c ứ ig lớ n n ê n ứ n g s u ấ t k h ô n g t h a y đ ổ i t h e o đ ộ s â u . D o v ậ y đ ệ m đ á s ỏ i c o i n h ư là m ộ t b ộ p h .n c ủ a m ó n g v à c o i lớ p đ ệ m n h ư là m ó n g n ô n e đ ặ t t r ê n n ề n t h i ê n n h i ê n . T r ì n h tự th i c ô n g đ ệ m đ á , s ỏ i t ư ơ n g t ự n h ư đ ệ m c á t . VỚI đ ệ m đ á p h ả i x ế p và clnn th ậ t lỏl m ớ i g i ữ đ ư ợ c ổ n đ ị n h c ú a t o à n b ộ lớ p d ệ m . 100
3.1.2. Đ ệm đá t V ậ t Uệu l à m lớ p d ệ m tro n g trư ờ nỉĩ h ợ p n à v là s é t p h a c á t , đ ô i k h i d ù n g c ả c á t p h a s é t v à s é t. S o với c á c h g ia c ố b ằ n g đ ệ m c á t thì đ ệ m đ ấ t k i n h t ế h ơ n v à l ậ n d ụ n g đ ươi" v ậ i liệu đ ị a p h ư ơ n g . Đ ệ m d á t d ư ợ c d ù n g c h o c á c c ô n g trìn h x â y d ự n g t r ê n n ề n đ ấ l đ á p ỏ' i r ạ p g thái ấrn thấp và mực nước Iìiiầm ờ sâu. T í n h t o á n v à th iế t k ê đ ệ m đ ấ t n ó i c h u n g tươníí tự đ ệ m c á t. K í c h t h ư ớ c đ ệ m đ ấ t c ũ n g p h ụ t h u ộ c d i ề u k i ệ n b iế n d ạ n g c ủ a đ ấ t n ề n n s h ĩ a là t ổ n g ứ n g s u ấ t d o tải t r ọ n g c ô n g t r ì n h v à d o trọn sĩ l ư ợ n g b á n th â n lớ p đ è m k h ô n 2 vượt q u á á p lự c t i ê u c h u ẩ n ớ t r ê n m ặ t lớ p đ ấ t d ư ớ i đ á y lớ p (.lộm. d ồ n g thời đ ộ lún c ú a c ô n g trìn h k h ô n g đ ư ợ c l ớ n h ơ n đ ộ lú n g i ớ i h ạ n . T h e o c á c d i ề u k i ệ n trê n , c h i ề u d à y ló p đĩ:in đ ấ t x á c đ ị n h t h e o c ố n g th ứ c : llt = n , b (3 .1 2 ) Ỏ đ â v : 11, - h ệ s ố x ét đ ế n đ i c u k iệ n á p lực tác d ụ n g lê n đ á y m ó n g ; t r a b ả n g ( 3 .6 ) . b - c h i ề u r ộ n e m ó rm . C h i ể u rộn lớ p đ ệ m đ ấ t bj x á c đ ị n h th eo : bj = h ( l + 2 n 2) (c m )(3 .1 3 ) Ớ đ â y : I1 : - h ệ s ò xét đ è n d ặ c tín h p h â n bỏ b i ế n (.lạng n g a n g t r o n g n ề n ; k h i tải t r ọ n g p = 1,5 - 2 , 0 k C Ỉ / c n r ihì 11, = 0 ,3 ; p = 2,5 - 3 . 0 k G / c n r th ì n 2 = 0 , 3 5 . H à n " 3.6. Hộ sỏ II, ĩh e o á p lưc lá c d ụ n g lên m ó n g Loại m oim ỉ ,5 k G /u n :,0 k G /u n J 2 ,5 k G /cm 2 3 ,0 k G /cn r M ó n g tròn, m ó n g vuòng 1,0 1,3 1,5 1,7 M ó n g băníi 1,2 1,7 2,1 2,4 K h i n ề n đ ấ t c ó t ín h n é n lú n v à k h ô n g đ ồ im đ ề u thì c h i ề u r ộ n g l ớ p đ ệ i n đ ư ợ c t h i ế t k ế t h e o Y . M . A b è è v d ự a v à o đ i é u kiên: ứ n g suất n g a n g d o tải t r ọ n g t h ẳ n g đ ứ n g c ủ a c ô n g t r ì n h ơ , t r u v ề n x u ố n g n h ỏ h ơ n ứ n g s u ấ t n g a n g c h o p h é p c ủ a n é n đ ấ t y ế u q ( h ì n h 3 .4 ), n g h ĩ a là: ơ v< q (3 .1 4 ) (3 .1 5 ) 7 V kv - h ê s ố p h u t h u ố c tí s ố — và — , tra b a n g 3. /. ' h b P = ơ o’ - v h m (3 -16) ơ 1^ -ứ m i s u ấ t tiê u cliuaii t r u n s b ì n h d ư ớ i đ á v m ó n e d o tả i t r ọ n g CLÌa c ô n g t r ì n h t r u y ề n xuốne; 7t - í r o• n uO lư ọììíi th e lích đ ất; h m - c h iề u sâu dặt m ónu; 101
q = n3R ,c (3.17) n 3 - h ệ s ố á p lự c n g a n g c ủ a đ ấ t y ế u ở t r ạ n g t h á i t ự n h i ê n c á t n 3 = 0 , 3 5 - 0 , 4 1 ; s é t p h a c á t n 3 = 0 , 5 - 0 ,7 ; s é t n , = 0 , 7 + 0 , 7 4 . R 'c - á p lự c t i ê u c h u ẩ n t r ê n đ ấ t y ế u . B ả n g 3.7. H ệ sỏ k v y /b z/b 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 0 ,00 0,5 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0,25 0,35 0,35 0,3 0 ,2 6 0,21 0,17 0,13 0,11 0,1 0,09 0 ,07 0 ,50 0,23 0 ,2 4 0,25 0 ,2 4 0,23 0,21 0,19 0,17 0,1 6 0,14 0 ,12 0,75 0,14 0,17 0,18 0 ,1 9 0 ,2 0 0 ,2 2 0,18 0,17 0,16 0,15 0 ,1 4 1,00 0.09 0,11 0,11 0 ,1 2 0 ,1 4 0,15 0 ,1 4 0,15 0,15 0,14 0,1 4 1,25 0,06 0,07 0,0 9 0 ,1 0 0,11 0,11 0,11 0,12 0,1 2 0,12 0,12 1,50 0 ,0 4 0,05 0,0 6 0 ,0 6 0,0 7 0 ,08 0,08 0,09 0,0 9 0,10 0 ,1 0 1.75 0,03 0,0 3 0 ,0 4 0,75 0 ,0 6 0 ,0 6 0,07 0,07 0,08 0,09 0 ,09 2,0 0 0 ,02 0,03 0,04 0,05 0,05 0 ,0 6 0,06 0 ,0 6 0,0 6 0,07 0 ,07 3,00 0,01 0,01 0,02 0 ,0 2 0,02 0 ,0 2 0,02 0,0 3 0,03 0,03 0,03 * Ví dụ 3.3: X á c đ ị n h k í c h t h ư ớ c lớ p đ ệ m đ ấ t d ư ớ i m ó n g b ă n g c ó c h i ề u r ộ n g b = 2 , Om, đ ặ t ỏ' J ộ s â u h m = l , 8 m . N ề n s é t y ế u c ó y = 1,6 T / m ' \ c lL' -- 1 ,4 0 T / m 2; (p'c = 8°; ứ n g s u ấ t t i ê u c h u ẩ n tru n g b ìn h tác d ụ n g ở đ á v m ó n g ơg = 2 0 T / m 2 . Bài iỊÌỞi: C h i ề u d à y l ớ p đ ệ m đ ấ t x á c đ ị n h t h e o ( 3 .1 2 ) : h d - n , .b 102
vói ơ',0 = 2 0 T / m " > tra b ả n g 3 .6 c ó n, = 1.7, CỈO v ậ y : h j = 1,7 .2 ,0 = 3 , 4 m C h i ề u r ộ n g lớ p đ ệ m c á t t ín h t h e o ( 3 . 1 3 ) : b j = b( 1 + 2 m ) với ơ|,c = 2 0 T / m 2 lâ y n 2 = 0 .3 , d o vậy: b j = 2 (1 4 2 . 0 . 3 ) = 3 ,2 m K i ế m ira c h i ề u d à y lớ p đ ệ m đ ấ t t h e o đ i ề u k i ệ n (3 .1 ): V ậ t l iệ u d ù n g là s é l p h a c á t; s a u k h i đ ầ m c h ặ t c ó p j = 1,7 T / n r v à Ỵj = 1,9 T / n r \ T h e o c ó n g t h ứ c ( 3 . 2 ) ta c ó : Ơ J = 1 , 9 . 3 , 4 + 1 .6 .1 ,8 = 6 , 4 6 + 2 , 8 8 = 9 , 3 4 T / m 2 2z M 4 V ớ i m = — 1 = ——— = 3 , 4 v à n = 00 tra b á n o 3 .2 d ư ư c cx„ = 0 , 3 5 . T h e o c ô n g th ứ c ( 3 .3 ) b 2 ,0 G, = 0 , 3 5 ( 2 0 , 0 - 1 ,6 .1 ,8 ) = 6 ,0 T / m 2 K h i (p'c = 8" tra b á i m 3.3 đ ư ợ c A = 0 , 1 4 , B = 1,55; D = 3 ,9 3 t h e o c ô n g t h ứ c ( 3 . 8 ) t a c ó : . 2 0 ,0 .1 ,6 . . b m, ------—----- - 5 , 3 m mq 6,0.1,0 X á c đ ị n h R |L t h e o (3 .7 ): K"- = [ A b mi| + i i < h „ + h , , ) ] y ; ; , + D c “ = = ■ [ 0 .1 4 .5 ,3 + 1 ,5 5 (1 ,8 + 3 , 4 ) ] 1,6 + 3 , 9 3 . 1 , 4 = = 1 2 ,9 0 + 5 ,5 0 = 1 8 ,4 0 t / r n 2 vì: ơ , + ơ 2 = 9 , 3 4 + 6 , 0 = 1 5 ,3 4 T / m 2 < R lc = 1 8 ,4 0 T / m 2 n ê n I h ỏ a m ã n đ i ề u k i ệ n 1 v à lấ y b ê d à y d ệ m đ â ì là 3 , 4 m . K iếm tra chiêu rộììỊị lớp đệm theo diêu kiện (3.14). ú i i g s u ấ t n q a i m c h o p h é p c ủ a đ ấ t n ề n x á c đ ị n h t h e o (3 .1 7 ) . L ấ y n , = 0 , 5 0 d o n ề n là đất só t v ê u . T í n h á p lực tiê u c h u ẩ n R li; ớ lớp y ế u d ư ớ i đ á y m ó n g t h e o ( 3 .7 ) : R k = [ 0 , 1 4 .2 . 0 + 1 ,5 5 .1 .8 ] 1,6 + 3 , 9 3 . 1,4 = 4 , 9 + 5 , 5 = 1 0 , 4 T / m 2. D o d ó q, = I1 5. R IC = 0 , 5 . 1 0 , 4 = 5 ,2 T / n r l ’h « s u ấ t e i ó i h ạ n c h o p h é p c ú a đ ấ t n ề n ớ d ư ớ i ló p d ệ m đ ất: q : = 0 ,5 .1 8 ,4 0 = 9 ,2 t/m : Úng suất nqanu do íái trọn Sĩ công trình ỏ' mật trẽn lóp đệm đất ơ yl: khi đó z = 0; V= = 1,6 m . V ứ i — = 0 và — = = 0 , 8 tra b á n g 3.7 c ó k y , = 0 n ê n : 2 b b 2 ơ = 0 103
ư n g su ấtn g a n g d o tải t r ọ n g c ô n g t r ì n h ở đ á y l ó p đ ệ m đ ấ t ơ y2: k h i đ ó z = 3 ,4 m ; y = l,6 m .V ới — = = 1,7 v à — = = 0 , 8 t r a b ả n g 3 . 7 c ó k .,1 = 0 , 0 5 n ê n b 2 b 2 1 ơ y2 = 0 , 0 5 ( 2 0 , 0 - 1,6 . 1 ,8 ) = 0 ,8 5 T /m 2 ơ yl = 0 < q , = 5 , 2 T / m 2 a , = 0 .8 5 t/m 2 < q 2 = 9 ,2 T /m 2 D o vậ). t h o a r n ă n đ i ề u k i ệ n ( 3 . 1 4 ) v à c h ọ n c h i ề u r ộ n g l ớ p đ ệ m là 3 , 2 m . 3.1.3. Bệ p h ả n áp Bệ p h ả n á p là c á c k h ố i đ ấ t đ á đ ắ p ở h a i b ê n c ô n g t r ì n h đ ể c h ố n g t r ư ợ t d o x u ấ t h i ệ n v ù n g b iế n d ạ n g d ẻ o d ư ới n ề n đ ất y ế u k h i là m đ ư ờ n g , đ ê , đ ậ p ở p h ía trên . B ệ p h ả n á p c ò n d ù n g đ ể p h ò n g 10, c h ố n g s ó n g , c h ố n g t h ấ m m ấ t n ư ớ c . K íc h th ư ớ c hệ p h ả n á p c ó th ể x á c đ ịn h th e o s ự h ìn h th à n h v ù n g b iến d ạ n g d ẻ o ở hai b ê n c ô n g t r ì n h , I h e o lí l u ậ n c â n b ằ n g g i ớ i h ạ n đ ể x á c đ ị n h m ặ t t r ư ợ t v à t r ạ n g t h á i g iớ i h ạn c ủ a đ ất nển th e o đ iề u k iệ n k h ố n g c h ế ứng su ấ t n g a n g ... V ớ i c ô n g t r ì n h n ê n đ ư ờ n g , n ề n đ ấ t đ ắ p . .. th ì p h ổ b i ế n s ử d ụ n g p h ư ơ n g p h á p t í n h t o á n k í c h t h ư ớ c b ệ p h ả n á p d ự a v à o s ự p h á t t r i ể n v ù n g b i ế n d ạ n g d ẻ o t r o n g n ể n đ ấ t. V ớ i n ề n đ ư ờ n g , n ề n đ ấ t đ ắ p ... tải t r ọ n g p h â n b ố d ư ớ i d ạ n g h ì n h t h a n g v à v ù n g b i ế n d ạ n g d ẻ o ử d ư ớ i c ô n g t r ì n h c ó d ạ n g h ì n h t rá i x o a n l õ m g i ữ a ( h ì n h 3 .5 ) . V ù n g b i ế n d ạ n g d ẻ o c h o p h é p p h á t t r i ể n b ằ n g nử;> k h o á n g c á c h h a i m é p n g o à i c ủ a b ệ p h ả n á p . C h i ề u r ộ n g v ù n g b i ế n d ạ n g d ẻ o x á c đ ị n h t h e o lư ớ i đ ư ờ n g c o n g £Ó C l ệ c h 0 M c ó trị s ố b ằ n g n h a u . 60m 30m Iíìn h 3.5: Bệ phản áp V ù r i g b i ê n d a n g d ẻ o đ ư ợ c v ẽ n h ư s a u : c h i a n ề n đ ấ t t h à n h m ộ t h ệ lư ớ i ô v u ô n g rồ i x á c đ ị n h c á c ứ n g s u ấ t c h í n h ơ h ơ 2 h o ặ c ơ „ ơ y v à Txy tạ i c á c đ i ể m n ú t c ủ a lư ớ i v à t í n h g i á trị s ó c l ệ c h 0 M t ư ơ n g ứ n g c á c đ i ể m ấ y . V ẽ c á c đ ư ờ n g c ù n g trị s ố 0 M. K h ư v ự c ứ n g với đ ư ờ n g c o n g 0 M = cp (cp - s ó c m a s á t t r o n g c ủ a đ ấ t n ề n ) là k h u v ự c b i ế n d ạ n a d ẻ o . T h e o k in h n g h iệ m th iết kế, c h iều rộ n g bệ p h ả n á p b ằ n g 2 lần c h iề u rộ n g v ù n g b iế n d ạ n g dco. 104
Trị s ố góc lệch 0 M xác định theo c ỏ n ” thức: ơ | —(3 2 sin O M = (3.18) ơ, + ơ 2 + 2 y (z + h m + h c ) Ớ đ à y : G,, ơ 2 - ứ n g s u ấ t c h í n h ở đ i ế m k h ả o s á t t r o n g d á t n ề n ơ , = HP (3 .1 8 a) ơ 2 = vp (3 .1 8b) z . V u v à V - h ê s ô p h u Ih u ô c \ - — v à d = — , d ư o c 'tra 0 b a n g 3 .8 v à 3 .9 ; b b p - ứng suấts â v lú n t r u n e b ì n h p h â n b ố ỏ' d ư ớ i đ á v m ó n g , hoặc theo o ,CT \'à T theo công thức: ( ơ z - ơ )2 + 4 ĩ 2 s i i r 0 M = r -------------------- -------------- - (3 .1 9 ) ơ z + ơ + 2y(z + hm + ht.): Ớ đ â v : ơ , , ơ v v à T/y - t h à n h p h ầ n ứ n g s u ấ t n é n t h e o p h ư ơ n g t h ẳ n g đ ứ n g t h e o p h ư ơ n g n g a n g v à ứ n g s u ấ l t i ế p ở đ i ể m k h ả o sát: ơ, = k, p (3 .1 9 a) ơ v = kj p (3 .1 9 b ) t /v = Tv = kTp (3 .1 9 c) p= - ì'hm (3 .1 9 d ) 7, \' k ỵ. ky, k T - c á c hô s u ị)lm lla iỏ c V - — v à li - — , t í a bi.U)g 3 . 1 0 , b 7. y - t r ọ n g l ư ợ n g t h c l íc h c ủ a đ ấ t n c n ; z - c h i ề u s â u đ i ể m k h ả o sát; h rn - c h i ề u s â u d ặ t m ó n g . h.. = (3 .1 9e) ytgcp c - lự c d í n h đ ơ n vị đ ấ t n ề n ; (p - q ó c m a s á t t r o n g đ ấ t n é n B ả n g 3.8. H ệ sô |I d = y /h 0 0 ,2 5 0 ,5 0 0 ,7 5 1 ,0 0 = 0 ,0 0 1 ,0 0 0 0 ,7 5 0 0 ,5 0 0 0 ,2 5 0 0 ,0 0 0 ,2 5 0 .8 2 8 0 ,7 5 0 0 ,5 9 3 0 .4 0 6 0 ,2 0 5 0 .5 0 0 ,7 1 1 0 ,6 5 7 0 ,5 5 0 0 ,4 3 0 0 ,3 1 3 0 ,7 5 0 ,6 0 6 0 ,5 6 7 0 ,4 9 0 0 ,4 1 9 0 ,3 2 3 1 ,0 0 0 ,5 0 0 0 ,4 8 0 0 ,4 5 0 0 ,4 0 0 0 ,3 3 5 105
B ảng 3.9. Hệ số V d = y/b 0 0,25 0 ,5 0 0 ,7 5 1,00 V = z/b 0 ,0 0 1 ,0 0 0 0,75 0 ,5 0 0 ,2 5 0 0,00 0.2 5 0 ,4 1 3 0 ,3 4 5 0 ,2 4 2 0 ,1 2 5 0 ,0 4 9 0 ,5 0 0 ,1 9 2 0 ,1 7 3 0 ,1 2 1 0 ,0 6 9 0 ,0 4 8 0,75 0 ,0 9 6 0,091 0 ,0 6 8 0 ,0 4 9 0 ,0 4 6 1,00 0 ,0 6 0 0 ,0 5 0 0 ,0 4 8 0 ,0 4 7 0 ,0 4 5 B ả n g 3.1 0. H ệ sỏ k z, k v, k t d = y/b z V= — 0.00 0,25 0 50 1,00 1,50 2,00 D K k> K k/ ky K. k> K K ky kt K kv ki K K k, 0.00 1.00 1.00 0 ỉ ,00 1,00 0.00 0.50 0 so 0,32 0 0 0 0 0 0 0 0 0 0.10 1,00 0.75 0 0,99 0,69 0.04 0,50 0,44 0,31 0,01 0,08 0.02 0 0,03 0 0 0,02 í) 0.25 0,96 0.45 0 0.90 0.39 0,13 0,50 0,35 0.30 0,02 0,17 0,05 0 0,07 0,01 0 0,04 í) 0,35 0,91 0,31 0 0.83 0,29 0.15 0.49 0,29 0,28 0,04 0,20 0,08 0,01 0,10 0,02 0 0,05 0,01 0,50 0,82 0,18 0 0,74 0,19 0,16 0,48 0,23 0,26 0,08 0,21 0,13 0,02 0,12 0,04 0 0,07 0,02 0,75 0,67 0,08 0 0,61 0,10 0,13 0,15 0,14 0,20 0.15 0.22 0.16 0,04 0,14 0,07 0,02 0,10 0.04 1.00 0.55 0,04 0 0.51 0.05 0,10 0,41 0,09 0,16 0 19 0,15 0,16 0,07 0,14 0,10 0,03 0.13 0.05 1.25 0,46 0.02 0 0,44 0,03 0,07 0.37 0,06 0,12 0.20 0,! i 0,14 0,10 0,12 0,10 0,04 0,11 0.07 1.50 0,40 0,01 0 0,38 0,02 0.06 0,33 0,04 0,10 0,21 0,08 0.13 0,11 0,10 0,10 0,06 0,10 0,07 1.75 0,35 - 0 0,34 0,01 0,04 0,30 0,03 0,08 0.21 0,06 0,11 0,13 0,09 0,10 0,07 0,09 0,08 2.00 0.3 ỉ - 0 0.31 - 0,03 0,28 0,02 0 ,0 6 0 ,2 0 0,05 0,1 0 0,14 0 .0 7 0,10 0,08 0,08 0,1)8 3.00 0,21 - 0 0 ,2 Ỉ - 0.02 0 ,2 0 0,01 0,03 0.17 0,02 0,0 6 0,13 0 ,0 3 0.07 0,10 0 ,0 4 0.07 4 .00 0 ,16 - 0 0 .1 6 - 0.01 0.15 - 0 ,02 0 . Ỉ 4 0 .0 ! 0,03 0,12 0 ,0 2 0,05 0,10 0,0 3 0,05 5.00 0,13 - 0 0,13 - - 0,12 - - 0,12 - - 0,1 1 - - 0,09 - - 6.00 0.11 - 0 0,10 - - 0 ,1 0 - - 0 ,1 0 - - 0 ,1 0 - - - - - 3 .2 . C Á C P H Ư Ơ N G P H Á P L À M T Ă N G Đ Ộ C H Ặ T N E N đ ấ t YẾư V ớ i đ á t c ó đ ộ r ỗ n g l ớ n , ở t r ạ n g t h á i rờ i, b ã o h o à n ư ớ c c ó t í n h n é n lứ n h a y đ ấ t c ó kếl c â u d ề bị p h á h o ạ i v à k é m ổ n đ ị n h d ư ớ i t á c d ụ n g tải t r ọ n g c ò n n h ỏ ( c á t rờ i, đ ấ t b ù n , th a n b ù n , đ ấ t d í n h ỏ' t r ạ n g t h á i c h ả y . . . ) , đ ể t ã n g đ ộ c h ặ t c ủ a n ề n t ạ o đ i ề u k i ệ n đ ể n ề n d ấ t c ó k h ả n ă n g c h ị u lự c, h ạ n c h ế đ ộ l ú n v à c h ê n h l ệ c h l ú n , k h i x â y d ự n g c ô n g t r ì n h , c ó llic d ù n g p h ư ơ n g p h á p là m tă n g đ ộ c h ặ t n ề n đ ất y ế u sau đ â y : c ọ c cá t, c ọ c đ ất, s i ế n s c á t, n én tr ư ớ c b ằ n g tải t r o n e tin li, n é n c h ặ t Ir ê n m ặ t v à d ư ớ i s â u . 106
3.2.1. N ền cọc cát / . P h ạ m vi s ử diuiỉỊ M ạ n o lư ớ i c ọ c cá t c ó n h i ệ m vụ £Ìa c ố n ề n n ê n g ọ i là n ề n c ọ c c á t , c ò n c á c l o ạ i c ọ c c ứ n g , ( b ằ n g b ẽ tônsĩ c ố t th ế p , bằnẹ; th é p , b à n g « ỏ . . . ) lạ i là m ộ t b ộ p h ậ n c ủ a k ế t c ấ u m ó i m , c ó n h i ệ m vụ U u y ề n tai t r ọ n e c ủ a c ô n g t r i n h x u ố n g n ề n . C ọ c c á t c ó c á c tá c d ụ n ỵ sau: - G i ú p c h o n ư ớ c lỗ r ỗ n e t r o n c d ấ l i h o á t ra n h a n h , l à m c h o q u á ( r ìn h c ố k ế t c ủ a đ ấ t n h a n h h ơ n v à c ó đ ộ l ú n ch óỉìii ổ n đ ị n h h ơ n . - Đ ấ t đ ư ợ c n é n c h ạ t th êm , d ộ r ỏ n s cu a đất s ià m và c ư ờ n g đ ộ c ủ a n ề n cọ c cát (b a o g ổ m c ọ c c ấ t v à đ ấ t g i ữ a c á c c ọ c ) đ ư ợ c tă n g lên. - T h i c ó n g đ ơ n íũ á n b ằ im c á c v à t liệu rẻ t iề n (c á i t h ô . s ạ n sỏi) n ê n c h i p h í t h ấ p h ơ n đ ộ m c á t v à c á c loại m ó n u c ọ c . C ọ c cá t ih ư ờ n iĩ d ù n « đ ể g i a c ố n ề n đ ấ t y ế u c ó c h i ề u d à y lớ n (> 3m ). K h ô n g n ê n d ù n t ỉ c ọ c cá t t r o n g tr ư ờ n g h ợ p đ ấ t q u á n h ã o ( k h i h ộ s ô r ỗ n g n é n c h ặ t £ > 1), CỌC c á t k h ô n g th e lòn c h ậ t đ ấ t đ ư ợ c v à k h i ló p đ ấ t y ế u c ó c h i ề u d à y m ỏ n g < 2 m n e n d ù n s đ ệ m c á t thì tố t h ơn . 2. T ín h to á n nên cọc cát Đ ộ lè n c h ặ t c ủ a d ấ t d ư ợ c (lánh ìũá h ằ n g đ ộ u i á m Ỉ1Ộ s ố r ỗ n g A s: (3 .2 0 ) ơ d à v : c , - h ệ s ố r ỏ n u tự n h iò n c u a d â t; c lk - h ệ s ố ro n iỉ c ú a d ất n é n sau khi lòn c h ặ t. Ciiá trị E() x á c đ ị n h t h e o d ó á m lự n h i ê n c ủ a đ ấ t w , d u n g t r ọ n g h ạ t đ ấ t Ỵh v à d u n g t r ọ n g n irớ c y n: H ệ s ố r ỗ n g đ ấ t n é n s a u k h i len c h ạ t S |Cd ố i v ớ i đ ấ t n ề n là c á t đ ư ợ c t í n h th e o : Slc ~ °max ~ ^ ” ^rriin^ (3 .2 1 ) ơ đ â y : D - đ ộ c h ặ t t ư ơ n Sĩ đối; ° :n in ' e m . ix " hộ r° níĩ n h ỏ n h ấ t và lớ n n h ấ t c ủ a c á t n ề n ; c ò n đ ò i v ớ i đ ấ t d ín h : (3 .2 2 ) ơ đ a y : W d - đ ộ á m c ủ a đ ấ t ở íĩiới h ạ n d ẻ o ; A = w h - \ v ! - c h í s ố đ ẽ o c u a đất; W ch - đ ộ á m c ù a (.lất ở G IÓ '] hạn chảv. 107