báo cáo cát chảy địa chất công trình đại học bách khoa tphcm

THÀNH PHẦN,TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA ĐẤT ĐÁ IV.ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY NỘI DUNG BÁO CÁO... KHÁI NIỆM • Cát chảy là hiện tượng cát hạt nhỏ, hạt mịn, cát chứa nước và nhi

ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH HIỆN TƯỢNG CÁT CHẢY

 CÁT CHẢY

I. KHÁI NIỆM

II. NHỮNG DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG

III. THÀNH PHẦN,TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA ĐẤT ĐÁ

IV.ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY

NỘI DUNG BÁO CÁO

CÁT CHẢY

I KHÁI NIỆM

• Cát chảy là hiện tượng cát hạt nhỏ, hạt mịn,

cát chứa nước và nhiều bụi chứa nước sẽ tự

chảy khi bị các hố móng và các công trình bóc

lộ ra Hiện tượng chảy của cát có thể xảy ra

một cách chậm chạp thành lớp dày, có thể xảy

ra nhanh, hoặc rất nhanh và mang tính chất tai biến

I KHÁI NIỆM

• Cát chảy thuộc nhóm đất có thành phần, trạng thái và tính chất đặc biệt Cát chảy

là đất yếu, không ổn định, nên đòi hỏi những phương pháp đặc biệt để thi công xây dựng và khai thác mỏ để đảm bảo sự

ổn định cho công trình

Hình ảnh sập dãy nhà của Viện KHXH trên đường NTMK(2008)

Hình 8 : Mô hình thể hiện cát chảy

bị dồn ép

Hình 9 : Nước và cát bị dồn ép lên sau 1 trận động đất (Christchurch, New Zealand)

 Ở phần dưới sườn, mái dốc có hiện tượng chảy của đất đá làm khối đất bên trên mất điểm tựa, ảnh hưởng đến sự ổn định của sườn, mái dốc.

 Hình 1 : Cát chảy ở chân sườn, mái dốc

II NHỮNG DẤU HIỆU ĐẶC TRƯNG CỦA

CÁT CHẢY:

• Ở trạng thái tự nhiên, cát chảy thực có màu

xám sáng, xám lục, xám xanh Ra ngoài

không khí, màu của chúng thay đổi nhanh và

không đồng đều, chúng sáng hơn, phớt vàng,

đôi chỗ phớt hồng

• Cát chảy ở trạng thái tự nhiên nước không chảy khỏi bề mặt do độ chứa ẩm lớn và độ thải nước nhỏ Tuy nhiên khi lắc thì nước tràn ứa ra bên ngoài làm bề mặt của nó trở nên lấp lánh.

• Tốc độ chảy của cát có thể chậm, nhanh, đôi

khi rất nhanh tùy thuộc trạng thái của ứng suất

• Cát chảy có tính xúc biến : hóa lỏng khi bị rung

và chấn động do tác động cơ học, sau khi tác

động kết thúc thì tự hồi phục một phần hay toàn

bộ trạng thái ban đầu

• Khi hong khô, cát chảy trở thành loại đất dính,

khá cứng, sáng hơn so với trạng thái ban đầu, khó bóp vụn bằng tay, dính bụi màu xám trắng

III THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA CÁT CHẢY:

1 Thành phần hạt:

Cát chảy thực tiêu biểu thì các nhóm hạt mịn

( 0.1-0.05mm) hoặc hạt nhỏ (0.25-0.1mm)

chiếm phần lớn hoặc cả hai nhóm hạt tạo nên

khối chủ yếu của đất Ngoài ra, còn chứa khá

nhiều hạt bụi (0.05-0.002mm) và nhất thiết phải

có một lượng nhất định hạt sét (<0.002mm)

2 Thành phần khoáng vật

Thành phần khoáng vật của cát chảy tương đối đồng nhất Ngoài chất hữu cơ, phần phân tán mịn gồm những khoáng vật sét thuộc nhóm

hidromica, kaolinit, monmorilonit, gloconit

cũng như các oxit silic, nhôm, sắt Phần hạt

thô hơn gồm những hạt thạch anh, lẫn fenpat, mica, ít hơn là các khoáng vật màu

III THÀNH PHẦN, TÍNH CHẤT CƠ LÍ CỦA CÁT CHẢY:

3 Tính chất cơ lí của cát chảy:

• Cát chảy thường có độ chặt hơi thấp, độ rỗng

và độ chứa ẩm cao, tính thấm nước và thải

nước thấp hoặc rất thấp Độ chặt cốt đất thay đổi từ 1.14 đến 1.58g/cm3, độ rỗng từ 36 đến 58%, còn hệ số rỗng từ 0.67 đến 1.39

• Cát chảy có sức chống cắt thấp, góc mái dốc

tự nhiên của chúng thay đổi từ 3-4o đến 8-9o Đối với mẫu hong khô thì góc mái dốc có thể đạt tới 25-30o và lớn hơn

• Nhiều kết quả thí nghiệm tĩnh cát chảy bằng tải trọng thử cho thấy modun tổng biến dạng của chúng đạt đến 100kG/cm2 Dù vậy nhưng

do chúng dễ hóa lỏng dưới tác dụng của động lực nên độ ổn định và khả năng chịu tải giảm đột ngột, có khi bẳng không

 Gây nguy hiểm trong xây dựng công trình

 Gây trượt ,sụt khi đào

 Làm biến dạng bề mặt công trình liền kề

 Bất lợi khi đặt móng công trình

 Cản trở tiến độ thi công, tăng khối lượng đào

IV ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY:

Một số hình ảnh liên quan đến

cát chảy

Hình 7 : Nhà bị nghiêng do hiện tượng cát chảy

ở Wufeng

Hình ảnh máy bơm bị lún do đất quá xốp-cát chảy

IV ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY:

Xây dựng trên nền cát chảy:

- Cát chảy có thể là nền tự nhiên hoặc nền nhân tạo Khi đặt móng ở độ sâu không lớn, phải hạn chế giá trị ứng suất tiêu chuẩn trên cát chảy, làm móng rộng, áp dụng những biện pháp nhằm đảm bảo kết cấu tự nhiên của cát chảy

Hình 2 : Móng đặt trực tiếp trên cát chảy, móng rộng dần

về phía nền.

Sét pha cát Dăm

Cát chảy

V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG

TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY:

Xây dựng trên nền cát chảy:

• Trường hợp cát chảy phân bố gần mặt đất và

có bề dày ko lớn, thường đặt móng công

trình trên đất chặt hơn và ổn định hơn lót

dưới nó hoặc đặt trên đệm dăm, sỏi

đệm bằng dăm, thi công

trong điều kiện có hàng

cọc ván bảo vệ.

V ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY:

Xây dựng trên nền cát chảy:

• Nếu móng phải đặt sâu, người ta sử dụng

móng cọc Người ta dùng cọc treo, cọc chống dài 40m Ngoài ra còn dùng giếng chìm hạ tới

độ sâu 70m và giếng chìm hơi ép đến độ sâu

40m

• 1 Sét pha cát

• 2 Cát chảy

Hình 4 : Giếng chìm bằng bêtông cốt thép khi xây dựng trạm

bơm.

IV ĐIỀU KIỆN XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH KHU VỰC CÁT CHẢY:

3 Thi công công trình khai đào dưới đất:

Thi công công trình khai đào ngầm nhờ những

vi chống đặc biệt vây quanh, đóng sâu hơn đáy

hố, thi công như thế đồng thời với thoát nước

và đôi khi hạ thấp mực nước dưới đất qua các lỗ

khoan xung quanh

Cảm ơn Thầy và các bạn đã chú ý lắng nghe