thiết kế và xử lý nền đường công trình đường dẫn vào cầu cái nại bằng biện pháp cọc cát

Ta chọn thi công cọc cát với các thông số: Tính toán cố kết, ổn định của nền đất yếu khi xử lý bằng cọc cát.. 1 Tính toán các thông số chung.. Căn cứ vào số liệu khảo sát, các thông số

1:1.5

5

0 30

8 1

III.1 – Đặc điểm kết cấu cơng trình

Trong thực tế, việc thiết kế đưa ra các thơng số cho đường dẫn vào cầu phụthuộc rất nhiều yếu tố : yêu cầu về lưu lượng, mật độ xe, yêu cầu về chống tràn, chống ngập

về mùa lũ… từ những yêu cầu trên ta đã xác định các thơng số cho nền đường dẫn vào cầunhư sau: chiều cao đất đắp là 5 mét, nền đường rộng 12 mét, độ dốc ta luy là 1:1.5; đất đắp làcát cĩ dung trọng γ = 1.8t/m3, ϕ=30o , c = 0; tải trong của xe tác động lên mặt đường là

q = 1.5 t/m2 Các thơng số của nền đường thể hiện ở hình 3.1 như sau:

Hình 3.1: Sơ đồ trắc ngang nền đường

III.2 – Đặc điểm về địa chất cơng trình

Dựa vào tài liệu hố khoan ngồi hiện trường và các số liệu trong phịng ta xác địnhđược các thơng số sau:

Lớp 1: Đất đắp sét lẫn bụi hữu cơ, màu xám đen, trạng thái dẻo chảy,

Bề dày lớp 14 mét

Độ ẩm: W: 62.18%

ChỈ số nén là: Cc= 0.636Dung trọng tự nhiên: 1.6 g/cm3

Dung trong đẩy nổi: 0.61 g/cm3

Hệ số rỗng ban đầu: e = 1.657Gĩc nội ma sát: 10 28’

Lớp 2: Sét béo màu nâu vàng đốm trắng, dẻo cứng đến nửa cứng

1

Lớp 3: Lớp sét gày màu nâu, trang thái dẻo cứng,

Lớp 4: Sét gày, màu xám vàng, trạng thái nửa cứng,

Lực dính không thoát nước:0.426 kg/cm2.

Mực nước ngầm cách mặt đất 4 mét

III.3 – Thiết kế

III.3.1 – Xác định chiều cao khối đất đắp

 Xác định chiều sâu ảnh hưởng

Tính cho chiều cao đắp H =5 (m)

0.992

9.920

0

0.488

0.977

9.766

0

0.472

0.944

9.440

1

0.857

0.442

0.884

8.842

3

0.667

0.413

0.827

8.266

0

0.682

0.545

0.382

0.763

7.633

3

0.270

0.539

5.394

0

0.357

0.286

0.251

0.501

5.015

Chiều sâu vùng ảnh hưởng xác định được là 29m

 III.3.2.Tính toán dự báo lún

Trường hợp không nở hông

Tính cho chiều cao đắp H = 5 mét

4

a = 7.5 mét

b = 6.00 mét

5

0.49 6

0.99 2

0.9 9

0.23 3

0.44 2

0.88 4

0.9 9

0.23 3

0.41 3

0.82 7

0.6 0

0.23 3

0.46 2

0.35 1

0.70 2

0.4 8

0.23 3

0.27 0

0.53 9

0.4 8

0.23 3

0.24 0

0.47 9

0.2 0

0.23 3

0.23 1

0.46 3

0.2 0

0.23 3

0.19 9

0.39 7

0.3 5

0.23 3

0.18 8

0.37 6

0.3 5

0.23 3

0.16 5

0.33 0

0.15 6

0.31 2

0.23 3

2.000 0019.0 0.553 0.316 0.297 0.594 0.4

8

0.23 3

0.86

0.00 0

0.66

0.00 0

0

0.00 0

0.66

0.00 0

Tính cho chiều cao đắp H = 7(m);a = 10.5(m); b = 6 (m)

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ GIỮA S VÀ H

Hình 3.2 Biểu đồ quan hệ giữa s và h

Dựa vào kết quả trên ta vẽ biểu đồ quan hệ giữa độ lún và chiều cao đắp đất, ta thấy để

có xét đến phòng lún là: Hpl = 6.88 mét

Khi đó độ lún tương ứng đạt được: S = 1.88(m) Trong đó Sc = 1.71 (m) và Si = 0.17(m)

Như vậy chiều cao nền đường có xét đến phòng lún là Hpl = 6.88 (m)

III.3.3- Kiểm tra tính ổn định của nền

Ứng với chiều cao đắp H = 6.88 mét thì:

Ta chọn thi công cọc cát với các thông số:

 Tính toán cố kết, ổn định của nền đất yếu khi xử lý bằng cọc cát.

1) Tính toán các thông số chung.

Căn cứ vào số liệu khảo sát, các thông số đất đắp và cọc cát, ta sát định các số liệu sau:

Hệ số thấm ngang kn ta chọn hế số ngang bằng 3 lần hệ số thấm thẳngđứng:

Khoảng cách tính đổi giữa các cọc cát De = 136.5 cm

Ch

(cm2/ngày)

53.41

Dựa vào bảng thông số trên thấy đất nền đạt được cố kết 90% chỉ sau 240 ngày

Độ lún cố kết của nền đất sau khi đạt độ cố kết 90%

Chọn chiều cao đất đắp ở giai đoạn I là H1 = 2.5 (m)

Giả thiết sau khi đắp xong giai đoạn I, độ cố kết U đạt 70%, góc ma sát trong tăng mộtlượng Δϕ = 3o, độ tăng lực dính:

ΔC=U ×H×γ d×tg ϕ=0 7×2 5×1 8×tg 9 o46'=0 54(T /m2)

C1 = 1.25 + 0.54 = 1.79 (T/m2)

Kiểm tra lún trồi:

Tải trọng giới hạn của nền:

Tỉ số h/H = 15/2.5 = 6 ; độ dốc của mái taluy: 1 : 1.5

Tra theo bảng 3 ta được A = 5.94; B = 5.85

F = 3.35 > 1.5

Vậy nền đường ở trạng thái ổn định, không có khả năng bị lún trồi hay trượt đổ

Với chiều rộng của đáy nền đường B = 32.04 (m), ta có B/Ha < 1.49, nên chiều caođắp đất ở giai đoạn II tính toán theo công thức:

H2=( π +2)×C1

(π +2)×1 79

Chọn chiều cao đất đắp ở giai đoạn I là H1 = 4.25(m)

Giả thiết sau khi đắp xong giai đoạn I, độ cố kết U đạt 75%, góc ma sát trong tăng mộtlượng Δϕ = 3o, độ tăng lực dính:

ΔC=U ×H×γ d×tg ϕ=0 7×4 25×1 8×tg 12 o46'=1 3(T /m2)

C1 = 1.79 + 1.3 = 3.09 (T/m2)

Kiểm tra lún trồi:

Tải trọng giới hạn của nền:

Tỉ số h/H = 15/4.25 = 3.53 ; độ dốc của mái taluy: 1 : 1.5

Tra theo bảng 3 ta được A = 5.94; B = 5.85

F = 3.71 > 1.5

Vậy nền đường ở trạng thái ổn định, không có khả năng bị lún trồi hay trượt đổ

Với chiều rộng của đáy nền đường B = 32.04 (m), ta có B/Ha < 1.49, nên chiều cao đắp đất

ở giai đoạn II tính toán theo công thức:

H2=( π +2)×C1

(π +2)×3 09

Như vậy ở giai đoạn này ta có thể đắp đến bề dày yêu cầu là H = 6.88 (m)

+ Chọn chiều cao đất đắp ở giai đoạn III là H1 = 6.88(m)

Giả thiết sau khi đắp xong giai đoạn III, độ cố kết U đạt 90%, góc ma sát trong tăng mộtlượng Δϕ = 3o, độ tăng lực dính:

ΔC=U ×H×γ d×tg ϕ=0 9×6 88×1 8×tg15 o46'=3 147(T /m2)

C1 = 3.09 + 3.147 = 6.236 (T/m2)

Kiểm tra lún trồi:

Tải trọng giới hạn của nền:

Tỉ số h/H = 15/6.88 = 2.18 ; độ dốc của mái taluy: 1 : 1.5

Tra theo bảng 3 ta được A = 5.94; B = 5.85

F = 4.62 > 1.5

Vậy nền đường ở trạng thái ổn định, không có khả năng bị lún trồi hay trượt đổ

Xác định khoảng thời gian chờ đợi của từng giai đoạn thi công đắp nền

Mức độ cố kết của đất nền được xác định theo công thức:

U = 1 – (1 – Uh)(1 – Uv)

Ta cĩ thể bỏ qua Uv do Uv rất nhỏ tại thời điểm t, do đĩ:

III.4 – Dự toán sơ lược khi thi công cọc cát

 Giá trị kinh tế (bỏ qua lượng cát hao hụt khi thi cơng cọc cát):

Phương án Tổng chiều sâu

thi công (m)

Giá tiền 1 mét thi

Tổng giá tiền côngtrình (đồng)

0