CHUYÊN đề xử lý nền đất yếu

CHUYÊN đề, xử lý nền đất yếu

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI

CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN

MÔN HỌC: NỀN & MÓNG GVHD: BÙI THỊ THÙY

NHÓM 3 - LỚP: 64DCCD01

Chuyên đề: Xử lý nền đất

yếu

BÀI THUYẾT TRÌNH

CHỦ ĐỀ

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN KHÔNG

Nguyễn Văn Công

Tôn Hoàng Cường Nguyễn Đăng Huỳnh Nguyễn Trọng Nghĩa Trần Xuân Thịnh

Ngô Văn Sơn

6

Khái niệm

+Thực chất nền đất yếu là nền đất không đáp ứng đủ độ bền và sức chịu tải Khi xây dựng có thể đất sẽ bị biến dạng nhiều khiến công trình không thể xây dựng hoặc không đáp ứng yêu cầu về mặt kĩ thuật

+ Tùy thuộc vào tính chất, đặc điểm của đất nền mà áp dụng

phương pháp gia cố nền đất yếu phù hợp Việc xử lí nền móng sẽ khiến đất nền thi công có khả năng đáp ứng đủ điều kiện khai thác, giảm độ lún, tăng sức chịu tải

Nền Đất yếu và ảnh hưởng đến công trình xây dựng – giao thông

Các biện pháp xử lý nền đất yếu

Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số

tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt,

tăng trị số modun biến dạng, tăng cư­ờng độ chống cắt của đất…

Đối với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp.

Các biện pháp xử lý nền thông thư­ờng:

­ Các biện pháp cơ học : Bao gồm các phư­ơng pháp làm chặt bằng đầm, đầm chấn động, phư­ơng pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi…), phư­ơng pháp thay đất, phương pháp nén trước, phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát…

­ Các biện pháp vật lý : Gồm các ph­ương pháp hạ mực n­ước ngầm, phư­ơng pháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm…

­ Các biện pháp hóa học : Gồm các ph­ương pháp keo kết đất bằng xi măng, vữa xi măng, phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa…

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG

BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN

KHÔNG

III Thiết bị thi công, cấu

tạo

IV Tính toán thiết kế

V Các công trình đã

ứng dụng

VI Thi công

PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN KHÔNG

+ Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bấc

thấm kết hợp bơm hút chân không hay còn gọi là phương

pháp bơm hút chân không

+ Là một trong những phương pháp gia cố nền đất sét yếu, theo đó, áp suất chân không được áp dụng lên một diện tích nền được bao bởi các tấm (màng) vật liệu kín khí (airtight

membrane), để bơm thoát nước lỗ rỗng chứa trong nền làm cho đất cố kết nhanh.

I Khái niệm phương pháp

Nguyên lý của phương pháp bơm hút chân không kết hợp bấc thấm là phương

pháp dùng bấc thấm đứng đóng vào trong lớp sét bão hòa cần được gia cố để thoát nước, có lớp đệm cát ở phía trên, các ống lọc được đặt phía trong các lớp đệm cát là một hệ thống thoát nước ngang, rồi tạo liên kết chân không với thiết bị, do đó áp

suất chân Không sẽ thu được trước khi vận hành máy bơm, áp lực được truyền đến trong lớp sét mềm xuyên qua lớp đệm cát

Với các ống lọc trong đó làm giảm áp lực nước trong bấc thấm và các lỗ rỗng biên tạo thành áp lực gây rò rỉ nước ra Ngoài đường biên, làm giảm khe rỗng tồn tại bởi

áp lực nước.

1 Nguyên lý

­ Theo nguyên lý cường độ Terzaghi, mọi giá trị giảm lỗ rỗng của áp lực nước trở thành giá trị tăng của cường độ hữu hiệu khi tổng

cường độ không thay đổi Khối đất tạo thành cố kết nhanh hơn dưới hiệu quả cường độ để đạt mục đích gia cố cho đất 1 cách nhanh nhất

­ Quá trình cố kết của đất dưới tác dụng bơm hút chân không là tiếntrình làm cho lỗ rỗng lớp áp lực nước giảm và tăng cường độ hữu

hiệu khi tổng không thay đổi Đây cũng là phương pháp sử dụng

nguyên lý tháo nước cố kết bằng cách sử dụng áp suất chân không

Khi tải trọng chân không được sử dụng như hình bên thì:

- Áp lực nước lỗ rỗng trong đất giảm, ứng suất hữu hiệu trong đất tăng, dần dần lò xo bị nén, nghĩa là cốt liệu đất

đã tạo ra ứng suất hữu hiệu.

- Lượng tăng ứng suất hữu hiệu bằng lượng giảm áp lực nước lỗ rỗng (Tải chân không thường bằng 80% áp suất khí quyển, bằng 80 kPa)

1 Nguyên lý

2 Phạm vi áp dụng

+ Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc thi công và nghiệm thu hạng mục ứng

dụng cố kết nền đất yếu bằng phương pháp hút chân không có sử dụng

màng kín khí

+ Phương pháp này được sử dụng trong các điều kiện sau:

- Trong khi lớp đất yếu có xen kẹp lớp đất bụi, đất cát đất thấm nước phải

dùng phương pháp bịt kín( tường kín khí) trong khu vực xử lý chiều sâu tường kín khí phải lớn hơn chiều sâu lớp xen kẹp cuối cùng

- Chiều sâu xử lý hiệu quả không quá 35m và không được sử dụng trong

điều kiện dưới đáy của lớp đất

- Sử dụng trong lớp đất yếu có xen kẹp lớp đất bụi, đất cát hoặc các lớp thấm nước và khí, phải dùng các phương pháp

bịt kín( tường kín khí) trong khu vực xử lý Chiều sâu của tường kín khí phải lớn hơn chiều sâu lớp xen kẹp cuối cùng

- Chiều sâu xử lý có hiệu quả không quá 35m và không sử dụng

trong điều kiện dưới đáy của lớp đất yếu cần xử lý là lớp

đất bụi, đất cát hoặc lớp đất có hệ số thấm lớn hơn

2 Phạm vi áp dụng

3 Ưu và nhược điểm

­ Giảm khối lượng thi công do không cần chất tải ( chi phí thi công giảm

30%) giảm thiểu khối lượng gia tải

­ Giá thành rất hợp lý, đặc biệt khi diện tích xử lý nền lớn.

­ Rút ngắn thời gian thi công rất nhiều so với giải pháp chất tải truyền thống, thời gian xử lý ngắn( giảm 50% so với các phương pháp khác)

­ Thi công đảm bảo vệ sinh môi trường( công nghệ xanh).

­ Kiểm soát quá trình xử lý đất yếu qua hệ thống thiết bị điện tử.

­ Tăng áp lực chân không được phân bố đều trong đất, tạo cố kết đẳng

hướng nên ổn định hơn.

a Ưu điểm

b Nhược điểm

- Rất khó làm kín khí

- Có giới hạn về độ sâu gia cố

- Hiệu quả thấp đối với nền gồm các tầng cát với hệ số thấm cao nằm xen kẹp

- Giá thành cao do sử dụng các cọc cừ ngăn cách vùng cần gia cố nhằm làm tăng độ chân không

- nhược điểm như khó tạo vùng chân không bằng màng chống thấm, thi công hệ thống phức tạp

- Yêu cầu kỹ thuật cao đồng thời khó kiểm soát chất lượng khi màng bị thủng, rách thì phương pháp bơm hút chân không theo phương pháp tạo ống hút trực tiếp lại dễ dàng trong việc thi công cũng như kiểm

soát chất lượng

III Thiết bị thi công

1 Bấc thấm

2 Máy bơm hút chân không

3 Màng kín khí

Bấc thấm ngang Bấc thấm dọc

1 Bấc thấm

Bấc thấm là vật liệu kỹ thuật dùng để thoát nước đứng và

ngang làm tăng khả năng ổn định của nền móng, được cấu tạo từ hai lớp, lớp áo lọc bằng vải địa kỹ thuật không dệt, sợi liên tục PP hoặc PET 100% không thêm bất cứ chất kết dính nào và lớp lõi thoát nước được đùn bằng nhựa PP

Bấc thấm ngang

• Thay thế lớp đệm cát trong hệ thống PVD

• Thay thế hệ thống ống thoát nước đục nỗ trong hệ thống PVD

• Thay thế vật liệu thoát nước ngầm

Đặc tính chính

• Giảm thiểu tối đa sự xáo trộn các lớp đất.

• Khả năng tương thích cao của lõi cũng như vỏ bấc thấm với nhiều loại đất.

• Dễ dàng thi công, hiệu suất có thể đạt tới 8.000md/ngày.

• Không cần cấp nước khi thi công.

• Có thể đóng bấc tới độ sâu 40m hoặc hơn.

Lợi thế thi công

• Chi phí thấp để xử lý nền đất yếu.

• Tiếc kiệm được khối lượng đào đắp.

• Rút ngắn được thời gian thi công.

• Giảm được chi phí vận chuyển, chi phí thi công.

Bấc thấm dọc

2 Máy bơm hút chân không

3 Màng kín khí

Màng kín khí thông thường là màng địa kỹ thuật( geo­membrane) bao kín toàn bộ khu vực thi công

1 Thiết kế bấc thấm

Trình tự các bước thiết kế bấc thấm

B1 : Xác định thời gian t2 của quá trình cố kết và độ cố kết Uv,r yêu cầu theo phương trình

B2 : Xác định Uv tại thời điểm t2 do thoát nước thẳng đứng từ phương trình

B3 : Tính đường kính dw của bấc thấm theo phương trình

C t T

H

=

,

11

r v r

v

U U

' 1

( )

r r

T T

V Các công trình đã ứng dụng

Ở Việt Nam, phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cố kết chân không lần đầu

được áp dụng tại cụm công trình khí điện đạm Cà Mau vào năm 2002 bởi một nhà thầu Pháp với giá thành khá cao Chỉ đến năm 2008, khi mà Công ty đầu

tiên của Việt Nam là Cty CP Kỹ thuật nền móng và công trình ngầm FECON

trực tiếp thi công, đưa công nghệ này vào dự án nhà máy Nhiệt điện Nhơn Trạch

2 với giá bằng 40% của nhà thầu Pháp thì bài toán giá thành cho phương pháp thi công này mới được giải quyết, phù hợp với điều kiện kinh tế Việt Nam

Sau khi thành công với dự án này thì nhiều dự án trọng điểm khác đã áp dụng được và triển khai thành công như:

Nhà máy xơ sợi tổng hợp polyester Đình Vũ (Hải Phòng),

Công trình Kho lạnh LPG Thị Vải (Bà Rịa Vũng Tàu),

 Nhà máy Nhiệt điện Long Phú 1 (Sóc Trăng),

Nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải 1(Trà Vinh), Nhà máy Nhiệt điện Thái Bình 2

 Khu liên hợp thép Formosa Hà Tĩnh, dự án đường cao tốc Hồ Chí Minh Long Thành – Dầu Giây…

VI Thi công

1 chuẩn bị thi

công

1.Chuẩn bị thi

công

 Trước khi thi công nền công trình phải giám sát hiện trường, nghiên

cứu tìm hiểu hồ sơ thiết kế và lập hồ sơ tổ chức thi công chi tiết trong

đó quy định giải pháp phân phối chi tiết, xác định loại máy móc và thiết

bị thi công thích hợp cho từng hạng mục, quy định các giải pháp quy

định chất lượng , bảo vệ môi trường và an toàn lao động

 Trước khi thi công phải có đường tạm không ảnh hưởng đến các yếu tố

khác

 Có cơ sở thí nghiệm phục vụ cho việc kiểm soát chất lượng thi công

 Chuẩn bị đủ lực lượng, thiết bị thi công

 Chuẩn bị hiện trường thi công

Thi công có

màng kín khí

Yêu cầu thi

côngCác bước thi

côngMặt bằng công trình

Thi công có

màng kín khí

a Yêu cầu thi công

 Duy trì hệ thống thoát nước hoạt động có hiệu quả dưới màng

chống thấm để thoát nước và khí trong suốt trong

quá trình bơm hút chân không, không để tắc hoặc hở.

 Giữ cho vùng đất dưới màng kín khí không bão hòa nước

 Giữ ổn định áp suất áp suất chân không dưới màng.

 Giữ kín khí trên diện tích màng phủ, đặc biệt đoạn nối máy bơm

và màng.

 Neo giữ và kín khí toàn bộ hệ thống tại biên khu vực xử lý

 Hạn chế dòng thấm của nước ngầm đi qua khu vực xử lý

b Các bước thi công

Bước 1: Thi công lớp cát đệm thoát nước

Bước 2: Thi công tường sét và cắm bấc thấm

b Các bước thi công

Bước 3: Lắp đặt thiết bị quan trắc

b Các bước thi công

Bước 4: Lắp đặt hệ thống thoát nước ngang

b Các bước thi công

Bước 5: Trải vải địa kỹ thuật và màng chân không

b Các bước thi công

Bước 6: lắp đặt và vận hành hệ thống bơm chân không

b Các bước thi công

Bước 7: Quan trắc đo đạc phân tích

c Mặt bằng công trình

Thi công đệm cát Cắm bấc thấm

Phủ vải địa kỹ thuật Lắp đạt hệ thống thoát nước ngang

Thi công không

có màng kín khí

 Phương pháp thi công không có màng kín khí cung tương tự như việc thi công có

màng kín khí nhưng phương pháp này được bỏ đi màng kín khí, cũng là bỏ đi sự trợ giúp của áp suất khí quyển Thay vào đó, nhóm phương pháp này được yêu cầu đắp lớp gia tải cao hơn để bù đắp sự thiếu hụt về áp lực gia tải

 Hệ thống ống nước tập trung được lắp nổi phía trên mặt đât hoặc dưới mặt đất, sau

đó đắp lớp gia tải lên trên

Cảm ơn cô và các bạn đã

theo dõi và lắng nghe