Phương pháp gia tải trước sử dụng các vật thoát nước đứng đúc sẵn

CHUYÊN Đ D CH TÀI LI U Ề Ị CHUYÊN Đ D CH TÀI LI U Ề Ị

Ệ Ệ

C S D NG C S D NG

ƯƠ ƯƠ

Ả Ả

PH PH CÁC V T THOÁT N CÁC V T THOÁT N

NG PHÁP GIA T I TR NG PHÁP GIA T I TR Ậ Ậ

ƯỚ Ử Ụ ƯỚ Ử Ụ C Đ NG ĐÚC S N Ẵ C Đ NG ĐÚC S N Ẵ

ƯỚ Ứ ƯỚ Ứ

(PVDs) (PVDs)

Ễ Ễ

PGS.TS ĐÀO VĂN TO IẠ PGS.TS ĐÀO VĂN TO IẠ NGUY N THÀNH TRUNG NGUY N THÀNH TRUNG TUY NẾ ẦN NGỌC TUY NẾ

Giáo viên h ng d n : Giáo viên h ẫ ướ ng d n : ướ ẫ Nhóm th c hi n : Nhóm th c hi n : ệ ự ệ ự TRTRẦN NGỌC

Hà N i, 2-10-2008. Hà N i, 2-10-2008.

ộ ộ

H I TH O V CÁC PH H I TH O V CÁC PH

Ộ Ộ

Ả Ả

Ề Ề

ƯƠ ƯƠ

NG PHÁP GIA C N N Đ T; 5-1-2008 Ố Ề NG PHÁP GIA C N N Đ T; 5-1-2008 Ố Ề

Ấ Ấ

PH PH

NG PHÁP GIA T I TR NG PHÁP GIA T I TR

ƯƠ ƯƠ CÁC V T THOÁT N CÁC V T THOÁT N

C S D NG ƯỚ Ử Ụ C S D NG ƯỚ Ử Ụ C Đ NG ĐÚC S N C Đ NG ĐÚC S N

Ả Ả ƯỚ Ứ ƯỚ Ứ

Ậ Ậ

Ẵ Ẵ

(PVDs) (PVDs)

c th ng đ ng c th ng đ ng

ứ ứ

c b ng hút chân không c b ng hút chân không

ậ ậ ậ ậ

ẳ ẳ ằ ằ

Ph n 1: K thu t thoát n ỹ Ph n 1: K thu t thoát n ỹ Ph n 2: K thu t gia t ỹ Ph n 2: K thu t gia t ỹ Ph n 3: Các tham s thi Ph n 3: Các tham s thi

ướ ướ i tr ả ướ i tr ả ướ t k ế ế t k ế ế

ầ ầ ầ ầ ầ ầ

ố ố

Tr Tr

ng ng

ườ ườ

ậ ậ

ườ ườ

Chujian Chujian ng k thu t xây d ng và môi tr ự ng k thu t xây d ng và môi tr ự Đ i h c công ngh Nanyang Đ i h c công ngh Nanyang

ỹ ỹ ạ ọ ạ ọ

ệ ệ

PhầnPhần II Kỹ thuật thoát nước thẳng đứng Kỹ thuật thoát nước thẳng đứng

ệ ệ

ng pháp phân tích và tính toán ng pháp phân tích và tính toán

ng và nh ng l u ý th c t ng và nh ng l u ý th c t

i thi u 1-1. Gi ớ i thi u 1-1. Gi ớ 1-2. Ph ươ 1-2. Ph ươ t bế ị 1-3. Thi t bế ị 1-3. Thi 1-4. Ki m soát ch t l ể 1-4. Ki m soát ch t l ể

ấ ượ ấ ượ

ự ế ự ế

ữ ữ

ư ư

1-1. GI 1-1. GI

I THI U I THI U

Ớ Ớ

Ệ Ệ

QUÁ TRÌNH CẢI TẠO ĐẤT NGOÀI KHƠI QUÁ TRÌNH CẢI TẠO ĐẤT NGOÀI KHƠI

M c đích gia t M c đích gia t

c c

ụ ụ

i tr ả ướ i tr ả ướ

i và gi m tính nén lún c a n n i và gi m tính nén lún c a n n

ủ ủ

ề ề

ả ả

ị ả ị ả

c khi c khi

c b ng cách ch t t c b ng cách ch t t

ấ ả ọ ấ ả ọ

i tr ng t m th i tr ạ i tr ng t m th i tr ạ

ờ ướ ờ ướ

ằ ằ ế ấ ế ấ

ụ ụ

ệ ệ

ấ ấ

ầ ớ ầ ớ

ượ ượ

ố ố

Tăng kh năng ch u t ả  Tăng kh năng ch u t ả đ t y u. ấ ế đ t y u. ấ ế Đ t đ ạ ượ  Đ t đ ạ ượ xây d ng k t c u. ự xây d ng k t c u. ự i tr ng này có th đ Ph n t ầ ả ọ i tr ng này có th đ  Ph n t ầ ả ọ d ng tr ng l ượ ọ ụ d ng tr ng l ượ ọ ụ Đ t m m đ ượ ề ấ  Đ t m m đ ấ ượ ề b ng vi c ép n ệ ằ b ng vi c ép n ệ ằ

c áp d ng b ng vi c s ử ằ ể ượ c áp d ng b ng vi c s ể ượ ử ằ ng kh i đ p ho c áp su t chân không. ặ ố ắ ng kh i đ p ho c áp su t chân không. ặ ố ắ c gia c ) ph n l n c c i thi n (hay đ ệ ả c c i thi n (hay đ c gia c ) ph n l n ả ệ c trong đ t thoát ra ngoài. ướ c trong đ t thoát ra ngoài. ướ

ấ ấ

ả ả

S gia t i ự S gia t i ự c ướ c ướtr tr làm gi mả làm gi mả đ lúnộđ lúnộ (Theo Hausmann (Theo Hausmann 1990) 1990)

Có gia t i tr

c

ả ướ

n ú

l

ộ Đ

Không gia t i tr

c

ả ướ

Th i gian

ờ

C c u gia t C c u gia t

c c

ơ ấ ơ ấ

i tr ả ướ i tr ả ướ

C k t s ố ế ơ c p.ấ

ng cong =

(Đ d c c a ộ ố ủ đ ườ Cc)

g n ỗ r ố s ệ H

i ỡ ả i (Đ d c ộ ố

Đ ng cong d t ườ và gia t i l ả ạ Cr)

Đ t ấ m mề

i pháp móng c c Đ t m m c n s d ng gi ầ ử ụ ề ấ ả ọ

ng ng

ậ ậ

t ế t ế

T i tr ng ả ọ

i Vi c gia t ả ệ i Vi c gia t ả ệ ướtr c làm ướ tr c làm tăng c ườ tăng c ườ đ ch ng ố ộ đ ch ng ố ộ c t vì v y ắ c t vì v y ắ cho phép ti cho phép ti ệki m móng ệ ki m móng (Theo (Theo Hausmann 1990) Hausmann 1990)

ề

Đ t m m c k t ố ế ấ d i tác d ng ướ ụ c a t i tr ng ủ ả ọ

i tr ả ướ c cho phép s d ng các lo i móng r ẻ ử ụ ạ

Vi c gia t ệ h nơ

Vi c gia t Vi c gia t

ệ ệ

c i tr ả ướ c i tr ả ướ

i ậ ợ i ậ ợ

ộ ộ

ắ ế ắ ế

ự ộ ự ộ

ớ ớ

c c i thi n c c i thi n

Thu n l  Thu n l Chi phí không đ t n u m t khu v c r ng l n  Chi phí không đ t n u m t khu v c r ng l n đ đ

ệ ệ

ế ế

ờ ờ

ẵ ẵ

ng đ ng đ ướ ướ

ậ ậ

ả ượ ả ượ Khó khăn  Khó khăn M t nhi u th i gian. C n vài tháng cho đ n ầ ề ấ  M t nhi u th i gian. C n vài tháng cho đ n ấ ầ ề c th ng đ n vài năm. Vì v y, các v t thoát n ẳ ướ ậ ậ ế c th ng đ n vài năm. Vì v y, các v t thoát n ẳ ậ ướ ậ ế c s d ng đ rút đ ng đúc s n th ể ượ ử ụ ườ ứ c s d ng đ rút đ ng đúc s n th ứ ượ ử ụ ể ườ c và vì v y đ y nhanh ng thoát n ng n đ ẩ ườ ắ ng n đ c và vì v y đ y nhanh ng thoát n ẩ ườ ắ quá trình c k t đ t. ố ế ấ quá trình c k t đ t. ố ế ấ

PVDs PVDs

N n đ p ề ắ

c ướ

L p tiêu n n m ngang ớ ằ

Các ng ố thoát c ướ n đ ngứ

Các lỗ thoát nước đứng Các lỗ thoát nước đứng

thoát n thoát n

ỗ ỗ

c đ ng đ ứ c đ ng đ ứ

ượ ử ụ ượ ử ụ

ầ ầ

ể ẩ ể ẩ ằ ằ

c s d ng đ đ y c s d ng đ đ y ệ ệ

ấ ấ c. c.

ắ ắ

ủ ủ ng tiêu thoát n ướ ng tiêu thoát n ướ c đ ng ứ ướ c đ ng ứ ướ c b ng cát hình tr : L khoan đ c b ng cát hình tr : L khoan đ

ượ ượ ng kính t ng kính t

c làm c làm ừ ừ

ụ ỗ ụ ỗ ố ố

ườ ườ

Các l ướ  Các l ướ nhanh s c k t ban đ u c a đ t dính b ng vi c ự ố ế nhanh s c k t ban đ u c a đ t dính b ng vi c ự ố ế rút ng n đ ườ rút ng n đ ườ thoát n Các ki u lể ỗỗ thoát n  Các ki u lể L thoát n ằ ướ ỗ  L thoát n ỗ ằ ướ đ y b ng cát, có ho c không có ng, đ ặ ằ ầ đ y b ng cát, có ho c không có ng, đ ằ ặ ầ 65 - 450mm. 65 - 450mm.  Vật thoát nước đứng đúc sẵn (PVDs): Vật thoát nước Vật thoát nước đứng đúc sẵn (PVDs): Vật thoát nước kiểu dải có một lõi và vải lọc được làm bằng giấy, kiểu dải có một lõi và vải lọc được làm bằng giấy, PVC, PE (polyethylene), PP (polypylene), và PES PES PVC, PE (polyethylene), PP (polypylene), và (polyester). (polyester).

V i l c ả ọ

Lõi

Nh a PVC ự có rãnh ho c gi y ấ ặ

ị

Các ki u ể dáng khác nhau c a lõi ủ có v i l c ả ọ đ a k thu t ậ ỹ không d tệ

Không có các v t thoát n ậ ướ c đ ng ứ Có các v t thoát n ậ ướ c đ ng ứ

n ú

l

ộ Đ

Không có các v t thoát n ậ ướ c đ ng ứ

Có các v t thoát n ậ ướ c đ ng ứ

Th i gian ờ

c đ ng làm tăng quá trình lún nh ng không làm gi m đ lún cu i cùng ướ ứ ư ố ộ ả Các vật thoát n

Các bài toán tính toán Các bài toán tính toán

 Tính toán độ lún cuối cùng và độ lún tại một thời Tính toán độ lún cuối cùng và độ lún tại một thời điểm cho trước điểm cho trước  Đánh giá tốc độ cố kết, chẳng hạn, phải mất bao Đánh giá tốc độ cố kết, chẳng hạn, phải mất bao lâu để đạt đến độ cố kết cho trước. lâu để đạt đến độ cố kết cho trước.  Tính toán các lỗ thoát nước đứng, ví dụ, Tính toán các lỗ thoát nước đứng, ví dụ, khoảng cách lỗ thoát yêu cầu để đạt được độ cố khoảng cách lỗ thoát yêu cầu để đạt được độ cố kết cho trước. kết cho trước.

Tài liệu tham khảo Tài liệu tham khảo

12 Các phương pháp 12 Các phương pháp phân tích và tính toán phân tích và tính toán

1.2.1 Tính toán độ lún 1.2.1 Tính toán độ lún

1.2.2 Tính toán tốc độ lún 1.2.2 Tính toán tốc độ lún 1). Lý thuyết cố kết (theo phương đứng) của Terzaghi 1). Lý thuyết cố kết (theo phương đứng) của Terzaghi 2). Lý thuyết cố kết hướng tâm và thiết kế vật thoát 2). Lý thuyết cố kết hướng tâm và thiết kế vật thoát

nước đứng. nước đứng.

3). Dòng chảy hướng tâm và đứng kết hợp 3). Dòng chảy hướng tâm và đứng kết hợp 1.2.3 Thiết kế vật thoát nước đứng có vùng xáo động 1.2.3 Thiết kế vật thoát nước đứng có vùng xáo động

1.2.1 Tính toán độ lún 1.2.1 Tính toán độ lún

Độ lún nền đất gồm có 3 thành phần Độ lún nền đất gồm có 3 thành phần

i là đ lún ban đ u

ầ

ộ

d c là độ lún cố kết

d s là độ lún thứ cấp

Với đất sét mềm, độ lún cố kết chiếm phần lớn. Với việc gia tải trước, độ lún thứ cấp là nhỏ. Tính nén lún của nền đắp bằng cát thường được bỏ qua.

Tính toán độ lún được xem là bài toán 1 chiều. Điều này là hợp lý cho các bài toán cải tạo đất

Tính toán độ lún cố kết Tính toán độ lún cố kết

c ướ

M c n ự ng mầ

Khi q tác dụng, độ lún cuối cùng Sc bằng bao nhiêu?

Tính toán độ lún cố kết Tính toán độ lún cố kết

c ướ

ng su t l

gi a l p đ t sét:

Ứ

ệ ở ữ ớ

ữ

ấ

ấ ớp phủ h u hi u

M c n ự ng mầ

Tính toán độ lúnĐất NC Tính toán độ lúnĐất NC

c ng m

M c n ự

ướ

ầ

Tính toán độ lúnTrường hợp OC Tính toán độ lúnTrường hợp OC

Các nhận xét về tính toán Các nhận xét về tính toán độ lún cố kết cuối cùng độ lún cố kết cuối cùng

là quan trọng, vì s ’’pp là quan trọng, vì

’p ảnh hưởng lớn đến ’p ảnh hưởng lớn đến

s s

 Các tính toán ở trên chỉ dành cho độ lún cố kết cuối Các tính toán ở trên chỉ dành cho độ lún cố kết cuối cùng cùng Việc xác định s  Việc xác định việc tính toán độ lún. việc tính toán độ lún.  Đối với nhiều lớp đất sét mềm hoặc một lớp đất sét mềm Đối với nhiều lớp đất sét mềm hoặc một lớp đất sét mềm nhưng có những sự biến đổi lớn về s ’p hay Cc, việc phân nhưng có những sự biến đổi lớn về ’p hay Cc, việc phân chia nhỏ là cần thiết để có các kết quả chính xác hơn. chia nhỏ là cần thiết để có các kết quả chính xác hơn.  Với lớp đất sét dày, việc phân chia nhỏ cũng cần thiết, vì Với lớp đất sét dày, việc phân chia nhỏ cũng cần thiết, vì những thay đổi ứng suất hữu hiệu là quá lớn. những thay đổi ứng suất hữu hiệu là quá lớn.

Đường cong ee~~loglogs Đường cong

’’v v cho KFC cho KFC

tại các độ sâu khác nhau tại các độ sâu khác nhau

) e ( g n ỗ r ố s ệ H

Tải trọng (KPa)

1.2.2 Tốc độ cố kết 1.2.2 Tốc độ cố kết

 Lý thuyết cố kết 1 Lý thuyết cố kết 1 chiều của Terzaghi chiều của Terzaghi

Áp lực nước lỗ rỗng

Thời gian

Khoảng cách theo phương đứng dưới mặt đất

Hệ số cố kết

Áp lực nước lỗ rỗng

Fig. 1.1

Dùng cho áp lực nước lỗ rỗng phân bố đều

Biến thiên ứng suất hữu hiệu theo phương đứng

Khoảng cách theo phương đứng từ điểm tính đến biên thoát nước gần nhất

Hệ số thời gian:

Thoát nước một hướng

Đường tiêu nước:

Thoát nước hai hướng

Độ cố kết trung bình Độ cố kết trung bình

Độ lún cố kết

Độ cố kết trung bình

Độ lún cố kết cuối cùng

Mối quan hệ giữa Uv và Tv Mối quan hệ giữa Uv và Tv

Nghiệm rút gọn

Phạm vi kết quả nhận được từ cách giải bằng máy tính

Hình 12.10: Đường đậm là đường biểu diễn hàm giữa Uv và Tv cho phân tích cố kết thấm một chiều. Vùng tô bóng cho phạm vi giá trị nhận được từ cách giải bằng máy tính chính xác hơn

Lý thuyết cố kết hướng tâm Lý thuyết cố kết hướng tâm

Ch là hệ số cố kết theo phương ngang

Đối với dòng chảy đứng và hướng tâm kết hợp

Cố kết do dòng chảy Cố kết do dòng chảy đứng và hướng tâm kết hợp đứng và hướng tâm kết hợp

ượ ượ

ự ự

đ ee/u/uoo đ

ử ụ ử ụ

ướ ướ

ượ ượ

ế ế

Phương trình Carillo Phương trình Carillo c tính r ng u l , t s áp l c n Trong th c t ỗ ỗ ướcớc l ự ế ỉ ố c tính r ng u , t s áp l c n Trong th c t ỗ ỗ ự ế ỉ ố ư t d a trên dòng ch y đ ng và dòng ch y toán riêng bi ả ả ứ ệ ự t d a trên dòng ch y đ ng và dòng ch y toán riêng bi ứ ả ả ệ ự c k t h p b ng cách s d ng h ằ ợ c k t h p b ng cách s d ng h ằ ợ ph ph

ng tâm sau đó đ ng tâm sau đó đ ng trình Carillo ng trình Carillo

ươ ươ

Tại một điểm

Giá trị trung bình

Lý thuyết thoát nước hướng tâm thuần Lý thuyết thoát nước hướng tâm thuần túy của Barron túy của Barron

Một công thức khác Một công thức khác (Terzaghi, Peck & Mesri (1996)) (Terzaghi, Peck & Mesri (1996))

Phương trình 1.9 và 1.11 là tương tự nhau

Tính toán dee Tính toán d

Đường kính của hình trụ đất sét tương đương đối với một lỗ thoát nước Đường kính của hình trụ đất sét tương đương đối với một lỗ thoát nước đứng được tính toán dựa trên diện tích mặt cắt ngang tương đương. Nếu đứng được tính toán dựa trên diện tích mặt cắt ngang tương đương. Nếu các vật thoát nước đứng được lắp đặt theo lưới hình vuông thì đường kính các vật thoát nước đứng được lắp đặt theo lưới hình vuông thì đường kính thoát nước tương đương được tính như sau: thoát nước tương đương được tính như sau:

2/4 Vậy: de= 1.128 x S (1.12)

Lưới hình vuông: S2 = p de Nếu các vật thoát nước đứng được lắp đặt theo ô lưới tam giác thì đường Nếu các vật thoát nước đứng được lắp đặt theo ô lưới tam giác thì đường kính thoát nước tương đương là: kính thoát nước tương đương là:

Lưới tam giác:

Lưới tam giác: S2 x sin60o = p de

2/4 Vậy: de= 1.05 x S (1.13)

Dạng hình vuông

Dạng tam giác

h

v v à U U

Dòng chảy đứng

Dòng chảy ngang

Hình 1.3 Cách giải cho các phương trình (1.3) và (1.9)

Các hệ số thời gian Tv và Th

Bảng tính toán cho dòng chảy đứng và ngang kết hợp

Trong đó

Hình 1.4

Cách giải cho trường hợp thoát nước kết hợp

Theo Bo et al (2003)

Cv = hệ số cố kết (dòng chảy đứng)

Ch = hệ số cố kết (dòng chảy ngang)

H = chiều dài lớn nhất của đường thoát nước đứng

de = 1.13s với lưới ô vuông

(Chú ý: l = 0 nếu không có sự thoát nước theo phương ngang)

1.05s với lưới tam giác

= 0 cho các trường hợp không có các ống

S = khoảng cách ống thoát

Chú ý: l thoát nước đứng hoặc lớp thoát nước nằm ngang

dw = đường kính ống thoát

Ví dụ 1 Ví dụ 1

= 3.0m22/năm/năm

= 2.0m22/năm, C

ln(32.3) – 0.75 = 2.73 ln(32.3) – 0.75 = 2.73

ở trên) ở trên)

l l

) = 55 (sử dụng phương trình l )/(2/822) = 55 (sử dụng phương trình = 0.038. = 90% được Tvv = 0.038.

Lớp đất sét bão hòa nước dày 8m, tầng đất phía dưới không thấm nước Lớp đất sét bão hòa nước dày 8m, tầng đất phía dưới không thấm nước Các vật thoát nước đứng chế tạo sẵn đường kính 70mm đặt cách nhau 2m, Các vật thoát nước đứng chế tạo sẵn đường kính 70mm đặt cách nhau 2m, /năm, Chh = 3.0m theo lưới ô vuông, Cvv = 2.0m theo lưới ô vuông, C Tìm thời gian cần để độ cố kết của lớp đất sét đạt 90% Tìm thời gian cần để độ cố kết của lớp đất sét đạt 90% = 1.13 x 2m = 2.26m Lời giải: dee = 1.13 x 2m = 2.26m Lời giải: d n = 2.26m/0.07m = 32.3 n = 2.26m/0.07m = 32.3 F(n) » » F(n) l = (8/2.73) x (3/2.2622)/(2/8 = (8/2.73) x (3/2.26 Tra biểu đồ với l = 55 và Uvhvh = 90% được T Tra biểu đồ với = 55 và U = 1.2 năm. Thời gian cần tìm là: t = TvvHH22/c/cvv = 1.2 năm. Thời gian cần tìm là: t = T

Ví dụ 1 Ví dụ 1

Trong ví dụ 1, nếu H = 20m l = (8/2.73)x(3/2.262)/(2/202) = 344

/2 = 1.2 năm = 0.006x2022/2 = 1.2 năm

Tv = 0.006 thì t = TTvvHH22/c/cv v = 0.006x20

Vì thế sự thoát nước hướng tâm kiểm soát, khi lớp đất sét dày Vì thế sự thoát nước hướng tâm kiểm soát, khi lớp đất sét dày

bằng cách sử dụng các phương trình và Uhh bằng cách sử dụng các phương trình Một cách khác là tính Uvv và U Một cách khác là tính U (1.3), (1.8 1.10) hoặc biểu đồ hình 1.3. Tuy nhiên, cách giải được thực (1.3), (1.8 1.10) hoặc biểu đồ hình 1.3. Tuy nhiên, cách giải được thực hiện bằng phương pháp thử và sai. Ví dụ, ta giả sử t = 1 năm, tính Uvv, U, Uhh hiện bằng phương pháp thử và sai. Ví dụ, ta giả sử t = 1 năm, tính U và Uvà Uvhvh. Nếu U ít hơn 90% thì tăng t và tính lại. Điều này được minh họa . Nếu Uvhvh ít hơn 90% thì tăng t và tính lại. Điều này được minh họa bằng thí dụ tiếp theo. bằng thí dụ tiếp theo.

Ví dụ 2 Ví dụ 2

Như trong ví dụ 1, cho cv = 2.0m2/năm, ch = 3.0m2/năm, H = 8m, PVD 104 x 5 mm đặt cách nhau 2m theo lưới ô vuông. Tính toán độ cố kết đạt được trong 1 năm.

Thiết kế lỗ thoát nước đứng có khu vực Thiết kế lỗ thoát nước đứng có khu vực xáo động xáo động

Ống thoát nước đứng

Khu vực xáo động

Đất sét nguyên dạng

Hiệu ứng xáo động Hiệu ứng xáo động

Vành đất sét xáo động bao quanh ống thoát nước.

Trong vành có đường kính ds này, đất có hệ số

thấm ks thấp hơn hệ số kh của đất sét nguyên

dạng

1.15 Ở đây: s = ds/dw

Điều kiện biên mới giữa khu vực nguyên dạng và vành đai xáo động ảnh hưởng đến cách xác định Uh ở trên bằng việc thay đổi hệ số F(n):

ln(

75.0)

(

)

ln(

)

nF )( s

n s

k k

- »

(

)

(

)

75.0

Hay, tương đương với

nF )( s

k k

(cid:246) (cid:230) (cid:247) (cid:231) - - » (cid:247) (cid:231) ł Ł

Phương trình đầu tiên trở thành

-= 1

exp

T 8 h )( nF s

Ở đây s = ds/dw

Hai tham số thêm vào s và kh/ks là khó dự đoán

ø Ø - œ Œ ß º

Ví dụ 3 Ví dụ 3

Như trong ví dụ 1, cho cv = 2.0m2/năm, ch = 3.0m2/năm, H = 8m, PVD 104 x 5 mm đặt cách nhau 2m theo lưới ô vuông. Tính toán độ cố kết đạt được trong một năm. Giả thiết rằng độ thấm trong khu vực xáo động bằng ½ so với lớp đất sét nguyên dạng và đường kính vùng xáo động gấp 2 lần đường kính lỗ thoát nước

TỔNG KẾT TỔNG KẾT

(1) Thoát nước thẳng đứng

(2) Thoát nước hướng tâm

Với F(n) » ln(n) – 0.75 Cho trường hợp không có sự xáo động và không có well resistance

Cho trường hợp xáo động

n = de/dw s = ds/dw dw = 2(a+b)/n

de = 1.128 x khoảng cách với lưới ô vuông

de = 1.05 x khoảng cách với lưới tam giác

ds = đường kính ngoài của vành đai vùng xáo động

(3) Phương trình Carillo:

13 Lắp dựng 13 Lắp dựng

Lắp dựng PVD Lắp dựng PVD

Thiết bị lắp đặt Dẫn động lõi Tách lõi Cắt

Các loại thiết bị lắp đặt ống thoát nước đứng Các loại thiết bị lắp đặt ống thoát nước đứng

Các loại lõi

và neo

Lõi bên trong

Vải lọc

Cuộn cũ Cuộn mới

Ghép nối

Đặt lõi đã mở vào cuộn mới và đảm bảo đoạn nối ngay ngắn, thẳng.

Lõi bên trong được ghép chồng

Gấp ngược trở lại vải lọc và gắn chặt đoạn mở bằng băng dính và ghim như sau

Cuộn mới Cuộn cũ

Gắn chặt bằng ghim

Gắn chặt bằng băng dính

Cuộn mới Cuộn cũ

Ghép nối

• Chiều dài đoạn nối nên là 300mm

Lõi bên trong được ghép nối

• Gắn chặt đoạn mở bằng băng dính và ghim như sau

Cuộn cũ Cuộn mới

Gắn chặt bằng băng dính

Gắn chặt bằng ghim

Theo Bo et al. (2003)

Cuộn mới Cuộn cũ

Lắp đặt vật thoát nước đứng

Dung dịch bùn được theo dõi trong suốt quá trình lắp đặt ống trong đất mềm

Khu vực được lắp đặt các ống thoát nước đứng

Các máy đo chiều sâu lắp đặt Các máy đo chiều sâu lắp đặt

Gia tải trước bằng cách sử dụng khối đắp hoặc áp suất chân không

1.4 Kiểm soát chất lượng 1.4 Kiểm soát chất lượng và các lưu ý thực tế và các lưu ý thực tế

1.4.1 Thuật ngữ

1.4.2 Các tính chất của PVD

1.4.3 Các nhân tố chi phối việc lựa chọn PVD

1.4.4 Các thí nghiệm kiểm soát chất lượng

1.4.5 Những lưu ý thực tế

1.4.1 Thuật ngữ 1 1.4.1 Thuật ngữ 1

/t, 1/s = k = knn/t, 1/s

Hằng số điện môi của lưới lọc, Y Y  Hằng số điện môi của lưới lọc, (Độ thấm của lưới lọc/chiều dày) (Độ thấm của lưới lọc/chiều dày)

Thuật ngữ 2 Thuật ngữ 2

Hệ số lan truyền lưới lọc, q q  Hệ số lan truyền lưới lọc,

= k = kddt, mt, m22/s/s Hệ số thấm trong mặt phẳng x chiều dày Hệ số thấm trong mặt phẳng x chiều dày

Thuật ngữ 3 Thuật ngữ 3

 Lưu lượng lỗ thoát: q

= Q/i, m33/s/s

Lưu lượng lỗ thoát: qww = Q/i, m

Vận tốc lưu lượng

Thuật ngữ 4 Thuật ngữ 4

 Hệ số lưu lượng Hệ số lưu lượng

Hiệu quả của PVD trong việc thoát nước phụ thuộc không chỉ vào dung lượng dòng chảy mà còn vào độ thấm của đất và chiều dài lỗ thoát.

Thuật ngữ 5 Thuật ngữ 5

 Kích thước mở biểu kiến (AOS) Kích thước mở biểu kiến (AOS)

AOS thường được định nghĩa là kích cỡ lớn hơn AOS thường được định nghĩa là kích cỡ lớn hơn 95% hoặc 90% lỗ rỗng của lưới, được kí hiệu là O9595, , 95% hoặc 90% lỗ rỗng của lưới, được kí hiệu là O OO9090..

Thuật ngữ 6 Thuật ngữ 6

của đất  DD8585 của đất

D85 được sử dụng để xác định kích cỡ hạt đất. Nó được định nghĩa là kích cỡ lớn hơn 85% cỡ hạt đất được xác định từ đường cong phân bố kích cỡ hạt

Đôi khi, D90, D50, hay D15 cũng được dùng

1.4.2 Các tính chất của PVD 1.4.2 Các tính chất của PVD

Với dòng chảy hướng tâm thuần túy, độ cố kết trung bình, Uh, đạt được tại độ sâu z nào đó, có thể được tính toán như sau:

Hệ số cố kết hướng tâm của đất Hệ số thấm của đất

Đường kính khu vực xáo động

Dung lượng dòng chảy của PVD

Hệ số thấm của đất xáo động

Đường kính ống thoát tương đương

1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất 1.4.3 Các yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của PVD lượng của PVD

Dung lượng dòng chảy

Cường độ chịu kéo

Lưới lọc

Dung lượng dòng chảy Dung lượng dòng chảy

 Thông thường,

Thông thường, well resistance được bỏ qua trong tính well resistance được bỏ qua trong tính toán. Vì vậy, phải đảm bảo rằng lưu lượng dòng chảy toán. Vì vậy, phải đảm bảo rằng lưu lượng dòng chảy của ống thoát là đủ để well resistance của ống thoát là đủ để

là không đáng kể well resistance là không đáng kể

 Lớn bao nhiêu là đủ? Lớn bao nhiêu là đủ?

Dung lượng dòng chảy (tiếp) Dung lượng dòng chảy (tiếp)

 Điều kiện để well resistance là không đáng kể là: Điều kiện để well resistance là không đáng kể là:

Fs là hệ số an toàn, Fs = 4~6

Dung lượng dòng chảy (tiếp) Dung lượng dòng chảy (tiếp)

) s / 3

6 0 1 x (

u ầ c u ê y y ả h c g n ò d g n ợ ư l g n u D

Chiều dài lỗ thoát tối đa (m)

Dung lượng dòng chảy (tiếp) Dung lượng dòng chảy (tiếp)

= 5, ks s = 10= 101010m/s, và l

= 2.45 x 1066mm33/s, /s, = 25m thì qww = 2.45 x 10 9.81 x 1066mm33/s/s, , = 9.81 x 10

m/s thay vì 101010m/s thì q

= 98.1 x 10

Nếu k

98.1 x 1066mm33/s/s, hay , hay

m/s thì qww =

Nếu dùng Fss = 5, k Nếu dùng F m/s, và lmm = 25m thì q hay 82m33/năm. Nếu l = 50m thay vì 25m thì qww = /năm. Nếu lmm = 50m thay vì 25m thì q hay 82m hay 327m33/năm. /năm. hay 327m Nếu ks s = 10= 1099m/s thay vì 10 3270m3270m33/năm. /năm.

Cường độ chịu kéo Cường độ chịu kéo

 Để chịu tải trọng gây kéo tác dụng lên PVD trong quá Để chịu tải trọng gây kéo tác dụng lên PVD trong quá trình lắp đặt. trình lắp đặt.  Thông thường, yêu cầu vật thoát nước đứng có cường độ Thông thường, yêu cầu vật thoát nước đứng có cường độ chịu kéo lớn hơn 1kN ở biến dạng kéo 10% ở điều kiện chịu kéo lớn hơn 1kN ở biến dạng kéo 10% ở điều kiện khô hoặc ứớt. khô hoặc ứớt.  Đôi khi, sự thắt hẹp lâu dài có thể xuất hiện. Điều này làm Đôi khi, sự thắt hẹp lâu dài có thể xuất hiện. Điều này làm giảm dung lượng dòng chảy. giảm dung lượng dòng chảy.

Lưới lọc Lưới lọc

~ 3) D8585 (D

=0.01~0.03mm) (D8585=0.01~0.03mm)

≤ (10 to 12) D

to 12) D5050 (D

=0.001~0.002mm) (D5050=0.001~0.002mm)

(Thường không phải là một vấn đề) s (Thường không phải là một vấn đề)

Đá dăm

30% 30%

‡

Lưới vải lọc

‡



 Khả năng giữ đất Khả năng giữ đất ≤ (2 ~ 3) D OO9595 ≤ (2 VàVà OO5050 ≤ (10  Độ thấm Độ thấm KKff ‡ ‡ 10 ks 10 k  Chống tắc nghẽn Chống tắc nghẽn n n ‡  OO9595 ‡  OO1515 ‡

3 D 3 D1515 (2 đến 3) D1010 (2 đến 3) D

Tắc nghẽn do lắng hạt

‡

Các tiêu chí thiết kế lưới lọc Các tiêu chí thiết kế lưới lọc

Terzaghi và Peck (1948) đề nghị như sau:

Với tính giữ nước:

D15(F) < 4D85(S)

Với tính thấm

D15(F) > 4D15(S)

Đất

Bánh lọc

Cách lưới lọc làm việc

Lưới chắn đất

Lớp bọc vải lọc địa kỹ thuật

Lõi PVD

1.4.4 Thí nghiệm kiểm soát chất lượng 1.4.4 Thí nghiệm kiểm soát chất lượng

Dung lượng dòng chảy

Cường độ chịu kéo

Độ thấm và AOS của lưới lọc

Sự cần thiết của việc thí nghiệm kiểm Sự cần thiết của việc thí nghiệm kiểm soát chất lượng soát chất lượng

 Không thể so sánh trực tiếp hệ số q

 Vài triệu mét PVD có thể được sử dụng trong một dự án Vài triệu mét PVD có thể được sử dụng trong một dự án và sự cung cấp mất một vài tháng. Chúng ta phải biết và sự cung cấp mất một vài tháng. Chúng ta phải biết đặc tính của sản phẩm. Cách duy nhất để kiểm tra là đặc tính của sản phẩm. Cách duy nhất để kiểm tra là tiến hành thí nghiệm kiểm soát chất lượng. tiến hành thí nghiệm kiểm soát chất lượng. được cung cấp bởi Không thể so sánh trực tiếp hệ số qww được cung cấp bởi các nhà cung cấp trừ khi các vật thoát nước được thí các nhà cung cấp trừ khi các vật thoát nước được thí nghiệm theo cùng một cách. nghiệm theo cùng một cách.

Dung lượng dòng chảy Dung lượng dòng chảy

 Thường được xác định theo các điều kiện thẳng và bị Thường được xác định theo các điều kiện thẳng và bị biến dạng. biến dạng.

 Các kiểu kiểm tra Các kiểu kiểm tra  Máy kiểm tra vật thoát nước thẳng Máy kiểm tra vật thoát nước thẳng  Máy kiểm tra vật thoát nước bị cong Máy kiểm tra vật thoát nước bị cong  Máy kiểm tra vật thoát nước bị vặn xoắn Máy kiểm tra vật thoát nước bị vặn xoắn

Các thí nghiệm về dung lượng Các thí nghiệm về dung lượng dòng chảy dòng chảy

 ASTM 4716 không phải là tiêu chuẩn cho ASTM 4716 không phải là tiêu chuẩn cho thí nghiệm này, mặc dầu nó thường được thí nghiệm này, mặc dầu nó thường được sử dụng. sử dụng.  Vật thoát nước được thí nghiệm phải được Vật thoát nước được thí nghiệm phải được gắn vào đất. gắn vào đất.

Máy kiểm tra ống thẳng Máy kiểm tra ống thẳng

Máy kiểm tra vật thoát nước thẳng Máy kiểm tra vật thoát nước thẳng (tiếp) (tiếp)

Sự cong vênh của vật thoát nước Sự cong vênh của vật thoát nước thẳng thẳng

Cát

Đất sét mềm

Máy kiểm tra cong vênh

Ví dụ Dung lượng dòng chảy Ví dụ Dung lượng dòng chảy

Thẳng

Cong vênh

Dung lượng dòng chảy

(106m3/s)

Ống 1

Thẳng

Cong vênh

Áp suất (kPa)

Ống 2

Máy thí nghiệm vặn xoắn Máy thí nghiệm vặn xoắn

Thảo luận về đo qww Thảo luận về đo q

 Việc đo q

Việc đo qww ảnh hưởng bởi độ dốc thủy lực i. i càng lớn thì ảnh hưởng bởi độ dốc thủy lực i. i càng lớn thì càng nhỏ. Dường như i = 0.5 là giá trị thích hợp nhất qqww càng nhỏ. Dường như i = 0.5 là giá trị thích hợp nhất cho việc xác định qww.. cho việc xác định q

 qqww là số đo dung lượng dòng chảy trong mặt phẳng tấm là số đo dung lượng dòng chảy trong mặt phẳng tấm của ống. Việc đo này không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng của ống. Việc đo này không bị ảnh hưởng bởi hiệu ứng xáo động. Với cùng lí do, nó cũng không bị ảnh hưởng xáo động. Với cùng lí do, nó cũng không bị ảnh hưởng bởi kích cỡ của lớp đất được dùng để gắn ống thoát. bởi kích cỡ của lớp đất được dùng để gắn ống thoát.

(tiếp) Thảo luận về đo qww (tiếp) Thảo luận về đo q  Trong thực tế, các vật thoát nước làm việc cùng với Trong thực tế, các vật thoát nước làm việc cùng với nhau. Đó là hiệu ứng tổng thể có tính chất quan trọng. Vì nhau. Đó là hiệu ứng tổng thể có tính chất quan trọng. Vì thế, các vật thoát nước phải được kiểm tra theo các điều phải được kiểm tra theo các điều thế, các vật thoát nước kiện đặc trưng nhưng không phải khắt khe nhất. kiện đặc trưng nhưng không phải khắt khe nhất. giảm theo thời gian, tốc độ cố kết cũng vậy.  qqww giảm theo thời gian, tốc độ cố kết cũng vậy.

Kiểm tra cường độ chịu kéo

Ví dụ Kiểm tra cường độ chịu kéo Ví dụ Kiểm tra cường độ chịu kéo

Khô

Ướt

Khô

Ống 1

Lực kéo

Ướt

(kN)

Biến dạng kéo (%)

Ống 2

Độ thấm của lưới lọc Độ thấm của lưới lọc

Được chỉ dẫn bởi

ASTM D449196, độ

thấm được dùng như

giá trị tương ứng với

một mức nước 50mm

AOS của lưới lọc AOS của lưới lọc

AOS của lưới lọc (tiếp) AOS của lưới lọc (tiếp)

B = 100 P / T (4.14)

Trong đó: B = Số hạt lọt qua mẫu %

P = Khối lượng các hạt thủy tinh trong bàn, g

T = Tổng khối lượng các hạt thủy tinh đã sử d ngụ , g

Bảng 4.2 Phần trăm phân bố kích cỡ tích lũy của mặt cầu

có đường kính bé hơn kích cỡ được chỉ thị

Kiểm soát chất lượng của PVD Kiểm soát chất lượng của PVD

Kiểm soát chất lượng của PVD (tiếp) Kiểm soát chất lượng của PVD (tiếp)

Thiết bị đo chiều dài vật thoát nước

1.4.5 Những lưu ý thực tế 1.4.5 Những lưu ý thực tế

thoát n n

cướcướ có dung lượng dòng chảy tương xứng với có dung lượng dòng chảy tương xứng với

Lựa chọn vv tậtậ thoát  Lựa chọn nhu cầu: nhu cầu:

= 0.010.02mm. Theo ≤ (47.5)D8585. D. D85 85 = 0.010.02mm. Theo

 Lựa chọn lưới lọc có AOS tương ứng với đất được cải thiện. Với đất Lựa chọn lưới lọc có AOS tương ứng với đất được cải thiện. Với đất sét biển ở Singapore: O9595 ≤ (47.5)D sét biển ở Singapore: O kinh nghiệm, lưới lọc càng dày càng tốt. Khối lượng/diện tích > kinh nghiệm, lưới lọc càng dày càng tốt. Khối lượng/diện tích > 90g/m90g/m22..

hoảng cách gigiữữa ca cácác v v tậtậ thoát thoát nn

càng nhỏ, hiệu ứng xxáoáo đ ngộđ ngộ

cướcướ càng nhỏ, hiệu ứng

 Việc đâm xuyên hoàn toàn của

 KKhoảng cách càng đáng kể. càng đáng kể. Việc đâm xuyên hoàn toàn của vv tậtậ thoát vào lớp đất sét mềm có thể thoát vào lớp đất sét mềm có thể không cần thiết. không cần thiết.

Việc giảm thời gian cố kết thông qua việc Việc giảm thời gian cố kết thông qua việc áp dụng chất tải cao hơn áp dụng chất tải cao hơn

n ú l ộ Đ

Thời gian

Tổng kết 1 Tổng kết 1

 Việc lựa ch

thoát n n

Việc lựa chọọn PVD được quyết định không chỉ bởi bản n PVD được quyết định không chỉ bởi bản cướcướ mà còn bởi chiều dài thân vv tậtậ thoát mà còn bởi chiều dài llỗỗ thoát và độ thoát và độ thân các đặc điểm kỹ theo các đặc điểm kỹ thấm của đất. Vì vậy ta không thể theo thấm của đất. Vì vậy ta không thể thuật mà không xem xét các điều kiện công trường và thuật mà không xem xét các điều kiện công trường và bản chất của dự án. bản chất của dự án.

Tổng kết 2 Tổng kết 2

 Dung lượng dòng chảy q

phải đủ lớn để hiệu ứng llỗỗ

Dung lượng dòng chảy qww phải đủ lớn để hiệu ứng khoan có thể được bỏ qua. khoan có thể được bỏ qua.

thoát n n

 Các Các vv tậtậ thoát

cướcướ phải đủ cường độ chịu kéo. AOS của phải đủ cường độ chịu kéo. AOS của lưới lọc phải tương ứng với kích cỡ hạt của đất. Độ thấm lưới lọc phải tương ứng với kích cỡ hạt của đất. Độ thấm của lưới lọc cũng phải đủ lớn của lưới lọc cũng phải đủ lớn

Tổng kết 3 Tổng kết 3

 Các thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần được tiến hành Các thí nghiệm kiểm soát chất lượng cần được tiến hành trong một dự án để so sánh và xác nhận các đặc tính trong một dự án để so sánh và xác nhận các đặc tính của PVD, để đảm bảo các giả thiết tính toán là thỏa mãn của PVD, để đảm bảo các giả thiết tính toán là thỏa mãn và để đảm bảo tính bền vững về chất lượng. và để đảm bảo tính bền vững về chất lượng.  Một vài phương pháp và thiết bị thí nghiệm đơn giản cho Một vài phương pháp và thiết bị thí nghiệm đơn giản cho thí nghiệm kiểm soát chất lượng PVD đã được giới thiệu thí nghiệm kiểm soát chất lượng PVD đã được giới thiệu