NỀN MÓNG. PGS.TS. Nguyễn Hồng Nam

- không đảm bảo về cường độ, hoặc- Không thỏa mãn các điều kiện về biến dạng Khái niệm nền đất yếu có liên quan đến: - Khả năng chịu lực của đất nền - Tính chất công trình xây dựng trên

NỀN MÓNG

PGS.TS Nguyễn Hồng Nam

Hà Nội, 1/2010

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

Chương IV: Xây dựng công trình

trên nền đất yếu

4.1 Khái niệm chung về đất yếu, nền đất yếu 4.2 Các biện pháp về kết cấu phần trên 4.3 Các biện pháp về móng

4.4 Các biện pháp về xử lý nền

- không đảm bảo về cường độ, hoặc

- Không thỏa mãn các điều kiện về biến dạng

Khái niệm nền đất yếu có liên quan đến:

- Khả năng chịu lực của đất nền

- Tính chất công trình xây dựng trên đó

4.2 Các biện pháp về kết cấu phần trên

• Nguyên tắc:

- Giảm tải trọng tác dụng lên đáy móng

- Tăng khả năng chịu lực của kết cấu Giải pháp:

- Dùng vật liệu nhẹ

Tăng độ mềm của công trình

• Khử được ứng suất phụ phát sinh trong kết cấu do biến dạng không đều gây ra

• Sử dụng khe lún hoặc kết cấu tĩnh định.

θp, θt: góc nghiêng phần công trình bên phải và trái khe lún.

4.3 Các biện pháp về móng

• Thay đổi chiều sâu hố móng hm

• Thay đổi kích thước, hình dáng móng

• Thay đổi loại móng và độ cứng

Thay đổi chiều sâu hố móng hm

Pgh=A γ.b+B.q+D.c

hmZÆq=γhmZÆPghZNếu không thể tăng hm, có thể thay đổi chiều dày móng

Stc: độ lún xảy ra khi thi côngĐối với công trình XDDD và công nghiệp trên nền đất sét:

Sdp=0.7S

Thay đổi kích thước, hình dáng móng

• Tăng diện tích đáy móngÆ giảm áp lực lên mặtnềnÆgiảm lún, tăng SCT

• Đối với nền có chiều dày chịu nén khác nhauÆ thay đổichiều rộng tạo ra sự lún đều cho công trình

• Tuy nhiên, đ/v nền có tính nén lún tăng theo chiều sâu, việc mở rộng đáy móng không có tác dụng

Đất yếu Đất yếu

Thay đổi loại móng và độ cứng

• Chọn loại móng thích hợp: căn cứ điều kiện tải trọng, địachấtÆmóng đơn, móng băng, móng bản

• Tăng độ cứng khi độ lún quá lớn (tăng chiều dày, tăngcốt thép, kết hợp với kết cấu phần trênÆ dùng mónghộp độ cứng lớn, nhẹ

• Các phương pháp:

PP Cơ học (đầm, chấn động, cọc, thay đất, nén trước)

PP vật lý (hạ nước ngầm, giếng cát, điện thấm)

PP hóa học (keo kết xi măng, silicat hóa, điện hóa)

Tính toán thiết kế đệm cát

• Giả thiết α> góc nghỉ của cát

• hc: chọn theo kinh nghiệm

• Kiểm tra ứng suất dưới đáy đệm cát:

• Nếu không thỏa mãn, cần chọn lại kích thước đệm cát

• Khi hố móng khô: đầm tay, đầm máy

• Khi hố móng ướt: Phương pháp xỉa, lắc

• Chiều cao quả đầm rơi tự do: H=4-6m

• Căn cứ độ chối e để kết thúc quá trình đầm

(sét: e≥1-2cm, cát: e≥0.5-1cm)(đầm khoảng 5-10 lần)

H T

Phương pháp đầm chặt lớp mặt

• Tính toán thiết kế:

• Cần xác định: Chiều dày lớpđất mặt đầm chặt (T)

• Độ hạ thấp mặt nền sau khiđầm∆S

T=kD(D<2m, P=2-7 Tấn, H=4-8m)K: hệ số phụ thuộc loại đất(K=1-1.55)

Đất hạt thô: K lớn; đất hạtmịn: K nhỏ

T e

e e e

S

o

tk đ o

5 0

H T

eo: hệ số rỗng tự nhiên của đất

eđ: hệ số rỗng của đất nền saukhi đầm

etk: hệ số rỗng ở lớp đáy móng(độ sâu T) tính theo độ chặt thiết

• Các loại cọc: cọc cát, cọc đất, vôi đất, cọc tre, cọc gỗ, cọc thép, cọc BT, BTCT, đá

• Hiệu quả: biến dạng nền giảm, SCT tăng

Xác định khoảng cách cọc cát

• Giả thiết:

- Độ giảm thể tích của đất=thể tích cọc cát đưa vào

- Đất nền không bị trồi lên khi đóng cọc

- Đất được lèn chặt đều giữa các cọc

Bố trí cọc cát theo lưới tam giác đều, xét thể tích khối đất có đáy là tam giác đều, chiều cao H.

o

o

e

e e V

l

60 o 60 o

d

(*) 2

3 2 1

l l e e e V e e e V

o o o

−

=

∆

(**)4

o

e e

e d

32

π

o tk

tk

d l

γγ

γπ

−

=

32

Từ (*) và (**) rút ra:

Nếu ω=constÆ

eovà etk: hệ sỗ rỗng của đất trước và sau khi đóng cọc

Phương pháp lèn chặt đất bằng cọc cát

• Đối với đất cát:

Chọn etk căn cứ vào độ chặt thiết kế

etk=emax-Dr(emax-emin), Dr=0.7-0.8

• Đối với cát bụi:

Dr=0.6-0.8 (trạng thái chặt vừa)

• Đối với nền sét bão hòa nước:

etk=γh( ωd+0.5A)/(100γn) A: chỉ số dẻo; ωd: giới hạn dẻo

e e V e

e e V

o

tk o o

tk o

−

=

o

tk o

e

e e f

F n

Phương pháp nén trước

• Điều kiện áp dụng:

- Nền đất sét, sét pha cát ở trạng thái chảy

- Nền cát nhỏ, cát bụi bão hòa nước

- Diện tích nền không lớn

• Phương pháp:

- Nén trước đất nền dưới tác dụng của tải trọng bề mặt

• Phụ thuộc quá trình cố kết của đất nền

Xét trường hợp không có giếng cát:

Tìm tntkhi biết độ cố kết Qt=St/S: nhìn chung tntkhá lâu (>2 năm) Công thức kinh nghiệm:

St=S.t/(α+t) =f(t)

t: thời gian nén trước α: hệ số kinh nghiệm

α=(S/St1)t1-t1S=(t2-t1)/(t2/St2-t1/St1)

St1: độ lún thực tế ứng với t1 t1: thời điểm ứng với lúc tăng cấp áp lực cuối cùng S: độ lún ổn định

• r: bán kính giếng cát

• R: bán kính hiệu quảlưới vuông R=0.564l, lưới tam giác đều R=0.525l, l: khoảng cách tim giếng cát

• kz: hệ số thấm đứng của đất nền

• kr: hệ số thấm ngang của đất nền

Có thể tra Qtz, Qtrtừ Hình 4-15 (Nền móng, Lê Đức Thắng, NXBGD, 2000)

Nguyên lý nén trước

Độ cố kết tại thời điểm t2

41

Khi MNN ở CT1: đất tại CT2 chịu áp lực là: p1=γ.h1+γ’.h2 (1)

Khi MNN rút xuống CT2, đất tại CT2 chịu áp lực là: p2=γ(h1+h2) (2)

Từ (1) và (2) ÆChênh lệch áp lực do hạ thấp MNN: ∆p=p2-p1=(γ- γ’)h2

h1 h2

Hố móng

Khống chế tốc độ thi công để cải thiện điều kiện chịu lực của nền đất

• Sét yếu: e lớn, w lớn, cường độ chống cắt τ nhỏ

• Khống chế tốc độ thi công trong giai đoạn đầu để tăng sức chịu tải

• Mô hình Denixov

1b 2b 3b n

σt

σt

3a σ

t 0

' '

• Cần theo dõi diễn biến lún của bộ phận đó để thi công bộ