Xử lý đất nền để phục vụ xây dựng ở đô thị

Cách phân biệt nền đất yếu Đất mềm yếu nói chung là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ áp dụng cho đất có Khi xây dưng công trình trên đất yếu mà thiếu các biện pháp xử lý thích đáng vàhợ

Bộ CÔNG THƯƠNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHIỆP THÀNH PHÓ

HÒ CHÍ MINH

OSOSQEOEO

VIỆN KHOA HỌC CÔNG NGHỆ&QUẢN LÝ MÔI TRƯỜNG

TIỂU LUÂN: XỬ LÝ Ô NHIỄM ĐẤT

ĐÈ TÀI :

SVTH:Trần Đức NghĩaMSSV :07715611LỚP : ĐHMT3AGVHD : GS.TSKH Lê Huy Bá

Tp Hồ Chí Minh, ngàyO 4 tháng 05 năm 2010

Mục Lục

Trang Phần I : TỔNG QUAN VỀ ĐẤT NỀN YẾU 4

PHẦN I: TÓNG QUAN VÈ ĐẤT YẾU

1 Định nghĩa đất yếu

Nen đất là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên, độ ấm của chúng gần bằng hoặc cao

xưvẽntiêu chuẩn N, như sau:

Đất yếu là một trong những đối tượng nghiên cứu và xử lý rất phức tạp, đòi hỏicông tác khảo sát, điều tra, nghiên cứu, phân tích và tính toán rất công phu Đe xử

lý đất yếu đạt hiệu quả cao cũng phải có yếu tố tay nghề thiết kố và bề dày kinhnghiệm xử lý của tư vấn trong việc lựa chọn giải pháp hợp lý

2 Nguyên nhân

Đất yếu có thể qui về ba nhóm chính

1 - Yeu vì kết cấu Nguyên nhân này thường gặp ở các điều kiện địa chất đấtsỏi, đá cuội, đá tảng Các phần tử đất đá gối lên nhau không chắc chắn, ởmột số tải trong nhất định, công trình lún ít do đất biến dang không nhiều, ởcác tải trọng lớn hơn xảy ra đứt gẫy hoặc lún lêch làm công trình đố sậpnhư đập Malpasset ở Pháp Hoặc do yếu tố thay đôi về kết cấu chịu lực củavùng như sập một vài mỏ khai thác đá ở Việt nam trong những năm gần

Chỉ tiêu

Hàm lưọng nưóc tự nhiên (%)

Độ rỗng tự nhiên Cường độ chịu cắt

Hệ số co ngót (Mpa' 1 )

Độ bão hoà (%)

sát (°) (chịu cắt nhanh)

3 - Yeu do đặc tính sinh hóa Nguyên nhân này thường gặp ở các điều kiệnđịa chất đã được gia cố Trải qua thời gian, do các tác động sinh hóa, nhưphản ứng hóa học trong thành phần của chất gia cố với nước, hoạt độngcủa sinh vật và vi sinh vật, đất đã được gia cố trở nên yếu đi Đây là mộtvấn đề tương đối khó khăn đối với các công trình sử dụng biện pháp hóahọc đế gia cố đất như xi măng, thủy tinh

3 Cách phân biệt nền đất yếu

Đất mềm yếu nói chung là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ (áp dụng cho đất có

Khi xây dưng công trình trên đất yếu mà thiếu các biện pháp xử lý thích đáng vàhợp lý thì sẽ phát sinh biến dạng thậm chí gây hư hỏng công trình Nghiên cứu xử

lý đất yếu có mục đích cuối cùng là làm tăng độ bền của đất, làm giảm tống độ lún

và độ lún lêch rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng

Cách phân biệt nền đất yếu ở trong nước cũng như ở nước ngoài đều có các tiêu

chuẩn cụ thể để phân loại nền đất yếua) Theo nguyên nhân hình thành: loại đất yếu có nguồn gốc khoáng vật hoặcnguồn gốc hữu cơ

- Loại có nguồn gốc khoáng vật: thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở

- Loại có nguồn gốc hừu cơ : hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng thườngxuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật phát triển, thối rữa phân huỷtạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với trầm tích khoáng vật

b) Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý (trạng thái tự nhiên): Thông thường phân biệt theotrạng thái tự nhiên và tính chất cơ lý của chúng như hàm lượng nước tự nhiên, tỷ

lệ lỗ rồng, hệ số co ngót, độ bão hoà, góc nội ma sát (chịu cắt nhanh) cường độchịu cắt

c) Phân biệt đất yếu loại sét hoặc á sét, đầm lầy hoặc than bùn (phân loại theo độsệt)

d) Một số chỉ tiêu phân biệt loại đất mềm yếu:

4 Vị trí của nền đất yếu

Nen đất yếu thường gặp ở khu vực miền duyên hải (bãi bồi ven sông, biến) hoặc ở

các thung lũng thuộc vùng núi có chung đặc tính là lượng nước tự nhiên lớn (>35%) độ lún cao, cường độ chịu cắt thấp (< 35Kpa), hệ số rỗng lớn (e>l,0) và độthoát nước kém khi xây dưng công trình trên loại đất này dễ bị lún sụt

Từ các khu vực châu thố Bắc bộ, Thanh - Nghệ Tĩnh, ven biến Trung bộ, đến đồngbằng Nam Bộ đều có những vùng đất yếu Trong lĩnh vực nghiên cứu và xử lý nềnđường đắp trên đất yếu trên các tuyến đường của Việt Nam, ngành GTVT đã cónhiều cố gắng trong việc ứng dụng công nghệ mới đế xử lý hàng trăm km đường

bộ đắp trên đất yếu và đã thu được những kết quả bước đầu đầy khích lệ

Các loại nền đất yếu thưòng gặp

■ Đất sét mềm: gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng tháibão hòa nước, có cường độ thấp;

■ Bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất mịn(<200pm) ở trạng thái luôn no nước, hệ sổ rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịulực;

■ Than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hũu cơ, được hình thành do kết quảphân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 - 80%);

■ Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thế bị nén chặt hoặcpha loãng đáng kế Loại đất này khi chịu tài trongđỏng thì chuyến sang trạngthái chảy gọi

là cát chảy

■ Đất bazan: Đây cũng là đất yếu với đặc diếm độ rỗng lớn, dung trọng khô

bé, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sập

5 Ánh hưởng đến công trình xây dựng

Nen đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dang nhiều,

do vậy không thế làm nền thiên nhiên cho công trinh xâv dưng Khi xây dựng cáccông trinh dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vàotính chất của lớp đất yếu, đặc điếm cấu tạo của công trình mà người ta dùngphương pháp xử lý nền mỏng cho phù hợp đế tăng sức chịu tải của nền đất, giảm

độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình

Trong thực tế xây dưng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng

trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá

chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trongphòng và hiện trường) đế làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp

là một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoahọc và kinh nghiệm thực tế đế giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư hỏngcông trình khi xây dựng trên nền đất yếu

Phần II XỬ LÝ ĐÁT NÈN YÉƯ

1 Khái niệm

Xử lý nền đất véu 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 độchặt, tăng trị số modun biến dang, tăng cường độ chống cắt của đất Đối với côngtrình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của đất, đảm bảo ốnđịnh cho khối đất đắp

Các phương pháp xử lý nền đất yếu gồm nhiều loại, căn cứ vào điều kiện đĩa chất,nguyên nhân và đòi hỏi với công nghệ khắc phục Kỹ thuật cải tạo nền đất véuthuộc lĩnh vực địa kỹ thuật, nhằm đưa ra các cơ sở lý thuyết và phương pháp thực

tế đế cải thiện khả năng tải của đất sao cho phù hợp với yêu cầu của từng loại côngtrình khác nhau

Việc xử lý khi xây dưng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vào điều kiện như:Đặc điểm công trình, đặc điểm của nền đất Với từng điều kiện cụ thế mà ngườithiết kố đưa ra các biện pháp xử lý hợp lý Có nhiều biện pháp xử lý cụ thể khi gặpnền đất yếu như:

giải quyết như sức chịu tải của nền thấp, độ lún lớn và độ ốn định của cả diện tíchlớn do nền đất chịu sức ép lớn.

Các giải pháp móng có độ sâu không lớn đều thỏa mãn được sức chịu tải nhưngkhông giải quyết được vấn đề lún, chỉ có coc móng (có độ sâu lớn) mới có thếđồng thời giải quyết được vấn đề lún và sức chịu tải Do đó, các công trình móngnhà trong khu phát triển trung tâm đô thị mới Sài Gòn, chủ yếu sử dụng dạng thiết

kế cọc móng định hình như cọc vuông bêtông đúc sẵn 250/250, 300/300, 350/350,400/400, và các cọc này được tập trung sản xuất tại xưởng bêtông mà công ty xâydưng cùng hợp tác đầu tư và kiếm tra, quản lý chất lượng rất chặt chẽ

+ Thấm: Cát xủi, thẩm thấu, phá hỏng nền do bài toán thấm và dưới tác động của

áp lực nước

+ Hoá lỏng: Đất nền bị hoá lỏng do tải trọng của tầu hoả, ô tô và động đất

Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, các vấn đề thực tế sau đây đang được quantâm:

- Xây dựng công trình đường giao thông, thuỷ lợi, đê điều và công trình cơ sở trênnền đất yếu

- Xử lý và gia cường nền đê, nền đường trên nền đất yếu hiện đang khai thác và sửdụng cần có công nghệ xử lý sâu

- Xử lý trượt lở bờ sông, bờ biển và đê điều

- Lấn biển và xây dựng các công trình trên biển

- Xử lý nền cho các khu công nghiệp được xây dựng ven sông, ven biển

4 Tiêu chuẩn thiết kế nên đât yêu

Cho đến thời điểm hiện nay, ở trong nước vẫn chưa xây dưng đầy đủ được nhữngTiêu chuẩn riêng của Việt nam về tính toán thiết kế cũng như Quy trình công nghệthi công mới để xử lý nền dất yếu mà đều dựa chủ yếu vào các tài liệu ở nướcngoài chuyển giao Tại Việt Nam đang thiết kế và thi công theo một số quy trình,quy phạm như:

- Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu bấc thấm trong xây dưng nền đườngtrên đất yếu: 22TCN 236-97

- Quy trình thiết kể xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dưng nền đường: 22TCN244-98

- Vải địa kỹ thuật trong xây dưng nền đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kể thi công

và nghiệm thu: 22TCN248-98

- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế:

22TCN-2000

5 Các phương pháp xử lý nên đât yêu

Phương pháp xử lí đất yếu gồm nhiều loại, căn cứ vào điều kiện địa chất, nguyênnhân và đòi hỏi với công nghệ khắc phục

Kỹ thuật cải tạo đất yếu thuộc lĩnh vục địa kỹ thuật, nhằm đưa ra các cơ sở lýthuyết và phương pháp thực tế đế cải thiện khả năng tải của đất sao cho phù hợpvới yêu cầu của tùng loại công trình khác nhau

Việc xử lý khi xây dưng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vào điều kiện như:Đặc điếm công trình, đặc điếm của nền đất Với từng điều kiện cụ thế mà ngườithiết kế đưa ra các biện pháp xử lý hợp lý Có nhiều biện pháp xử lý cụ thế khi gặpnền đất yếu như:

5.1 Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình

Kết cấu công trình có thế bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều kiện biếndang không thỏa mãn: Lún hoặc lún lẽch quá lớn do nền đất vếu sức chịu tải bé

Các biện pháp về kết cấu công trình nhằm giảm áp lực tác dụng lên mặt nền hoặclàm tăng khả năng chịu lực của kết cấu công trình Người ta thường dùng các biệnpháp sau:

chịu lực của công trình nhằm mục đích làm giảm trọng lượng bản thân côngtrình, tóc là giảm được tĩnh tải tác dụng lên mỏng

cấu tĩnh định hoặc phân cắt các bộ phận của công trình bằng các khe lún đếkhử được úng suất phụ phát sinh trong kết cấu khi xảy ra lún lêch hoặc lúnkhông đều

lực sinh ra do lún lêch và lún không đều bằng các đai bê tông cốt thép đế tăngkhả năng chịu ứng suất kéo khi chịu uốn, đồng thời có thể gia cố tại các vịtrí dự đoán xuất hiện ứng suất cục bộ lớn

5.2 Các biện pháp xử lý về móng

Khi xây dưng công trình trên nền đất yếu, ta có thể sử dụng một số phưong pháp xử

lý về mỏng thường dùng như:

của nền; Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị sổ sức chịu tải củanền đồng thời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nên giảm được độ lúncủa móng; Đồng thời tăng độ sâu chôn móng, có thể đặt móng xuống cáctầng đất phía dưới chặt hơn, ốn định hơn Tuy nhiên việc tăng chiều sâuchôn móng phải cân nhắc giữa 2 yếu tố kinh tế và kỹ thuật

lực tác dụng lên mặt nền, và do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu tảicũng như điều kiện biến dang của nền Khi tăng diện tích đáy móng thường

làm giảm được áp lực tác dụng lên mặt nền và làm giảm độ lún của côngtrình Tuy nhiên đất có tính nén lún tăng dần theo chiều sâu thì biện phápnày không hoàn toàn phù hợp.

• Thay đối loại mỏng và độ cứng của móng cho phù hợp vói điều kiện địachất công trình: Có thể thay móng đơn bằng móng băng, móng băng giaothoa, mỏng bè hoặc móng hộp; trường hợp sử dụng móng băng mà biến dangvẫn lớn thì cần tăng thêm khả năng chịu lực cho móng; Độ cứng của móngbản, móng băng càng lớn thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé Có the sử dụngbiện pháp tăng chiều dày móng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cúng kếtcẩu bên trên, bổ trí các sườn tăng cường khi móng bản có kích thước lớn

5.3 Các biện pháp xử lý nền

1 Phương pháp thay nền Đây là một phương pháp ít được sử dụng, đế khắcphục vướng mắc do đất yếu, nhà xây dưng thay một phần hoặc toàn bộ nềnđất vếu trong phạm vi chịu lực công trình bằng nền đất mới có tính bền cơhọc cao, như làm gối cát, đệm cát Phương pháp này đòi hỏi kinh tế và thờigian thi công lâu dài, áp dụng được với mọi điều kiện địa chất Bên cạnh đócũng có thế kết họp cơ học bằng phương pháp nén thêm đất khô với điềukiện địa chất đất mùn xốp

2 Các phương pháp cơ học Là một trong những nhóm phương pháp phổ biếnnhất, bao gồm các phương pháp làm chặt bằng sử dụng tải trongtĩnh(phương pháp nén trước), sử dụng tải trọng động(đầm chấn động), sửdụng các coc không thấm, sử dụng lưới nền cơ học và sử dụng thuốc nổ sâu, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại coc (coc cát, coc xi măng đất.coc vôi ), phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát đế gia cố

Sử dụng tải trọng động khá phổ biến với điều kiện địa chất đất cát hoặc đấtsởi như dùng máy đầm rung, đầm lăn Cọc không thấm như coc tre, coc cừtràm, coc gỗ chắc thường được áp dụng với các công trình dân dụng Sửdụng hệ thống lưới nền cơ học chủ yếu áp dụng đế gia cố đất trong các

công trình xây mới như đường bộ và đường sắt Sử dụng thuốc nổ sâu tuyđem lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn, nhưng không thích hợp vói đấtsét và đòi hỏi tính chuyên nghiệp của nhà xây dưng.

3 Phưong pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phươngpháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm

4 Phương pháp nhiệt học Là một phương pháp độc đáo có thể sử dụng kếthợp với một số phương pháp khác trong điều kiện tự nhiên cho phép Sửdụng khí nóng trên 800° đế làm biến đổi đặc tính lí hóa của nền đất yếu.Phương pháp này chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất đất sét hoặc đấtcát mịn Phương pháp đòi hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kếtquả nhanh và tương đối khả quan

5 Các phương pháp hóa học Là một trong các nhóm phương pháp được chú

ý trong vòng 40 năm trở lại đây Sử dụng hóa chất đế tăng cường liên kếttrong đất như xi măng, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa hoặc một sốhóa chất đặc biệt phục vụ mục đích điện hóa Phương pháp xi măng hóa và

sử dụng coc xi măng đất tương đối tiện lợi và phố biến Trong vòng chưa tới

20 năm trở lại đây đã có những nghiên cún tích cực về việc thêm cốt chococ xi măng đất Sử dụng thủy tinh ít phố biến hơn do độ bền của phươngpháp không thực sự khả quan, còn điện hóa rất ít dùng do đòi hỏi tương đối

về công nghệ

6 Phương pháp sinh học Là một phương pháp mới sử dụng hoạt động của visinh vật để làm thay đổi đặc tính của đất yếu, rút bớt nước úng trong vùngđịa chất công trình Đây là một phương pháp ít được sự quan tâm, do thờigian thi công tương đối dài, nhưng lại được khá nhiều ủng hộ về phươngdiện kinh tế

7 Các phương pháp thủy lực Đây là nhóm phương pháp lớn như là sử dụngcoc thấm, lưới thấm, sử dụng vât liêu composite thấm, bấc thấm, sử dụngbơm chân không, sử dụng điện thẩm Các phương pháp phân làm hai nhómchính, nhóm một chủ yếu mang mục đích làm khô đất, nhóm này thường

đòi hỏi một lượng tương đối thời gian và còn khiêm tốn về tính kinh tế.Nhóm hai ngoài mục đích trên còn muốn mượn lực nén thủy lực đế gia cốđất, nhóm này đòi hỏi cao về công nghệ, thời gian thi công giảm đi và tínhkinh tế được cải thiện đáng kể.

8 Ngoài ra còn có các phương pháp mới được nghiên cứu như rung hỗn hợp,đâm xuyên, bơm cát

6 Một số phương pháp xử lý hay dùng

6.1 Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát

Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước (sétnhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn ) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏhơn 3m

Biện pháp tiến hành: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường họp lớpđất yếu có chiều dày bé) và thay vào đó bằng cát hạt trung, hạt thô đầm chặt

Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát có nhũng tác dụng chủ yếu sau:

• Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cátđóng vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tái trong công trình và truyền tảitrọng đó các lớp đất yếu bên dưới

• Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự phân bộ lại ứngsuất do tài trong ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát

• Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vât licu làmmóng

• Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thểtiếp nhận được

• Làm tăng khả năng ốn định của công trình, kế cả khi có tải trong ngang tácdụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt

Tăng nhanh quá trình cổ kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng chịu tảicủa nền và tăng nhanh thời gian ốn định về lún cho công trình

Phạm vi áp dụng tốt nhất khi lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m Không nên sửdụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì sẽ tốnkém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định.

6.2 Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt (cố kết đóng)

Khi gặp trường hợp nền đất vếu nhưng có độ ấm nhỏ (G < 0,7) thì có thể sử dụngphương pháp đầm chặt lớp đất mặt đế làm cường độ chổng cắt của đất và làmgiảm tính nén lún

Lóp đất mặt sau khi được đầm chặt sẽ có tác dụng như một tầng đệm đất, khôngnhững có un điếm như phương pháp đệm cát mà cón có ưu điếm là tận dụng đượcnền đất thiên nhiên đế đặt mỏng, giảm được khối lượng đào đắp

Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau, thườnghay dùng nhất là phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp này quả đầmtrọng lượng 1 - 4 tấn (có khi 5-7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn lm Đe hiệuquả tốt khi chọn quả đầm nên đảm bảo áp lực tĩnh do quả đầm gây ra không nhỏhơn 0,2kg/ cm2 với loại đất sét và 0,15kg/cm2 với đất loại cát

Cố kết đóng cho phép tăng cường độ và sức chịu tải và giảm độ lún của nền Côngnghệ được dùng để gia cố nền đất yếu ở Hà Nội, Hải Phòng và TP HCM Quảđấm bằng khối bê tông đúc sẵn có trọng lượng từ 10 - 15 tấn được nhấc lên bằngcẩu và rơi xuống bề mặt từ độ cao 10-15m để đầm chặt nền Khoảng cách giữa các

hố đầm là 3x3, 4x4 hoặc 5x5m Độ sâu ảnh hưởng của đầm chặt cố kết động đượctính bằng:

Trong do:

Sau khi đầm chặt tại một điếm một vài lần cát và đá được đố đầy hố đầm Phươngphá cố kết động để gia cố nền đất yếu đơn giản và kinh tế, thích hợp với hiện

tượng mới san lấp và đất đắp cần thiết kiểm tra hiệu quả công tác đầm chặt trước

và sau khi đầm bằng các thiết bị xuyên hoặc nén ngang trong hổ khoan

áp cũng được sử dụng đế bảo vệ đê điều, chống mạch sủi và cát sủi

6.4 Phương pháp gia tải nén trước

Trong một số trường hợp phương pháp chất tải trước không dùng giếng thoát nướcthắng đứng vẫn thành công nếu điều kiện thời gian và đất nền cho phép Tải trọnggia tải trước có thể bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình trong tương lai Trongthời gian chất tải độ lún và áp lực nước được quan trắc Lớp đất đắp đế gia tảiđược dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra Phương pháp này có thế sửdụng để xử lý khi gặp nền đất vếu như than bùn, bùn sét và sét pha dẻo nhão, cátpha bão hoà nước Dùng phương pháp này có các ưu điếm sau:

• Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất;

• Tăng nhanh thời gian cố kết, tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian

Các biện pháp thực hiện:

• Chất tái trong (cát, sỏi, gạch, đá ) bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình dựkiến thiết kế trên nền đất yếu, đế chọn nền chịu tải trước và lún trước khi xâydưng công trình

• Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng nhanhquá trình cố kết của đất nền, tăng nhanh tốc độ lún theo thời gian

Tuỳ yêu cầu cụ thể của công trình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văncủa nơi xây dưng mà dùng biện pháp xử lý thích hợp, có thế dùng đơn lẻ hoặc kếthợp cả hai biện pháp trên

Phương pháp gia tải trước thường là giải pháp công nghệ kinh tế nhất để xử lý nềnđất yếu Phương pháp gia tải trước được dùng đế xử lý nền móng của Rạp xiếcTrung ương (Hà Nội, Viện nhi Thuỵ Điển (Hà Nội), Trường Đại học Hàng Hải(Hải Phòng) và một loạt công trình tại phía Nam.

6.5 Gia tải trước vói thoát nước thắng đứng

Trong rất nhiều trường hợp, thời gian gia tải trước cần thiết được rút ngắn đế xâydựng công trình, vì vậy tốc độ cố kết của nền được tăng do sử dụng cọc cát hoặcbằng thoát nước Cọc cát được đóng bằng công nghệ rung ổng chống đế chiếm đất,sau đó cát được làm đầy ống và rung đế đầm chặt Cọc cát có đường kính 30-40cm Có thế được thi công đến 6-9m Giải pháp cọc cát đã được áp dụng đế xử lýnền móng một số công trình ở TP Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Hải Phòng, Hà Nội.Bản nhựa được dùng đế xử lý nền đất yếu của Việt Nam tù' thập kỷ 1980 Thiết bị

và công nghệ của Thuỵ Điển được sử dụng đế thi công bản nhựa Công nghệ chophép tăng cường độ đất nền và giảm thời gian cố kết

Tại ven sông Sài Gòn đã xây dựng một bế chứa với các kích thước hình học và tảitrọng đường kính 43m, chiều cao 15m, tải trọng 20.000tấn Nen công trình là đấtyếu có chiều dày lớn được xử lý nền bằng bản nhựa thoát nước thẳng đứng kếthợp với gia tải bằng hút chân không Độ lún được tính xấp xỉ 1,0m Ket quả độ lúnthực tế sau 2 lần gia tải là 3,26m(lần đầu độ lún bằng 2,4m và lần sau độ lún bằng0,86m), ở đây có sự sai khác giữa kết quả đo và dự tính Sự khác nhau có thể doquá trình tính toán chưa kế đến biến dạng ngang của nền và điều kiện công trìnhđặt ven sông

Trong công nghệ xử lý nền bằng gia tải trước với thoát nước thẳng đứng rất cầnthiết đặt hệ quan trắc lún

6.6 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm

Là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm kết hợp với gia tảitrước Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có thế bốtrí đường thấm thẳng đứng đế tăng tốc độ cổ kết Phương pháp này thường dùng

dụng thấm thẳng đứng để tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng củađất yếu, làm giảm độ rồng, độ ẩm, tăng dung trọng Làm tăng nhanh quá trình cốkết của nền đất vếu tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trongthời gian cho phép Phương pháp bấc thấm có thế sử dụng độc lập, nhưng trongtrường hợp cần tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta có thể sử dụng kết hợp đồngthời biện pháp xử lý bằng bấc thấm với gia tải tạm thời, tức là đắp cao thêm nềnđường so với chiều dày thiết kế 2 - 3m trong vài tháng rồi sẽ lấy phần gia tải đó đi

ở thời điếm mà nền đường đạt được độ lún cuối cùng như trường hợp nền đắpkhông gia tải Bấc thấm được cấu tạo gồm 2 phần: Lõi chất dẽo (hay bìa cứng)được bao ngoài bằng vât liêu tống họp (thường là vải địa kỹ thuật Polypropylenehay Polyesie không dệt ) Bấc thấm có các tính chất vật lý đặc trưng sau:

lõi chất dẽo

khỏi nền đất yếu bão hòa nước

Lớp vải bọc ngoài có chức năng ngăn cách giữa lõi chất dẽo và đất xung quanh,đồng thời là bộ phận lọc, hạn chế cát hạt mịn chui vào làm tắc thiết bị Lõi chấtdẽo có 2 chức năng: Vừa đờ lớp bao bọc ngoài, và tạo đường cho nước thấm dọcchúng ngay cả khi áp lực ngang xung quanh lớn Neu so sánh hệ số thấm nướcgiữa bấc thấm PVD với đất sét bão hòa nước cho thấy rằng, bấc thấm PVD có hệ

có thể ép nước trong lỗ rỗng của đất thoát tự do ra ngoài

6.7 Gia cường nền đất yếu bằng cọc tiết diện nhỏ

Cọc tiết diện nhỏ được hiểu là các loại cọc có đường kính hoặc cạnh từ 10 đến25cm Cọc nhỏ có thể được thi công bằng công nghệ đóng, ép, khoan phun Cọcnhỏ được dùng để gia cố nền móng cho các công trình nhà, đường sá, đất đắp vàcác dạng kết cấu khác Cọc nhỏ là một giải pháp tốt đế xử lý nền đất yếu vì manglại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật Công nghệ cọc nhỏ cho phép giảm chi phí vật liệu,

thi công đơn giản, đồng thời truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất yếu hơn,giảm độ lún tổng cộng và độ lún lệch của công trình.

6.8 Cọc tre và cọc tràm

Cọc tre và cọc tràm là giải pháp công nghệ mang tính truyền thống đế xử lý nềncho công trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu Cọc tràm và tre có chiều dài từ 3 -6m được đóng đế gia cường nền đất với mực đích làm tăng khả năng chịu tải vàgiảm độ lún Theo kinh nghiệm, thường 25 cọc tre hoặc cọc tràm được đóng cholm2 Tuy vậy nên dự tính sức chịu tải và độ lún của móng cọc tre hoặc cọc tràmbằng các phương pháp tính toán theo thông lệ Việc sử dụng cọc tràm trong điềukiện đất nền và tải trọng không họp lý đòi hỏi phải chống lún bằng cọc tiết diệnnhỏ

6.9 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát

Nhằm giảm độ lún và tăng cường độ đất yếu, cọc cát hoặc cọc đã đầm chặt được

sử dụng.Cát và đá được đầm bằng hệ thống đầm rung và có thế sử dụng công nghệđầm trong ống chống Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá đế xây dựng một sốcông trình tại Tp, Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng và Vũng Tàu Sức chịu tải củacọc cát phụ thuộc vào áp lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc Theo Broms (1987)

áp lực tới hạn bằng 25 Cu với Cu = 20kPa, cọc cát 40cm có sức chịu tải tới hạn

là 60KN Hệ số an toàn bằng 1,5 có thế được sử dụng Khác với các loại coc cứngkhác (hê tông, bê tông cốt thép, coc gỗ, coc cử trảm, coc tre ) là một bộ phận của kếtcấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tái trong xuống đất nền, mạng lưới coccát làm nhiệm vụ gia cố nền đất véu nên còn gọi là nền cọc cát Việc sử dụng CQCcát đế gia cổ nền có những ưu điểm nổi bật sau: Coc cát làm nhiệm vụ như giếngcát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ốnđịnh diễn ra nhanh hơn; Nen đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặtđất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát,

do vậy làm tăng khà năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; Cọc cát thi cồng đơngiản, vât liêu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác.Cọc cát thường được dùng đế gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m