Nghiên cứu sử dụng cốt dọc gia cố nền công trình dân dụng (tt)

LỜI CẢM ƠN Sau quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, dưới sự giảng dạy, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, được sự cố v

Trang 1

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

Trang 2

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG

Hà Nội - 2015

Trang 3

LỜI CẢM ƠN

Sau quá trình học tập và nghiên cứu tại trường Đại học Kiến Trúc Hà Nội, dưới sự giảng dạy, chỉ bảo tận tình của các thầy cô giáo, ban chủ nhiệm khoa Sau đại học, được sự cố vấn, hướng dẫn nhiệt tình của giáo viên hướng dẫn khoa học cùng sự nỗ lực của bản thân, Tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp

với đề tài “ Nghiên cứu sử dụng sử dụng cốt dọc gia cố nền công trình dân dụng”

Trước hết xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến tập thể các thầy cô giáo giảng dạy, cán bộ công nhân viên khoa Sau đại học - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội đã nhiệt tình truyền thụ kiến thức, tạo mọi điều kiện thuận lợi giúp tôi hoàn thành quá trình học tập và nghiên cứu tại trường

Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn và bày tỏ lòng kính trọng, biết ơn sâu sắc tới

TS Phạm Đức Cường người đã tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, chỉ bảo cho tôi trong suốt quá trình nghiên cứu thực hiện luận văn

Xin gửi lời cảm ơn cảm ơn tới anh em bè bạn và các đồng nghiệp đã động viên và tạo điều kiện cho tôi hoàn thành luận văn của mình, Tôi xin chân thành cảm ơn

Do thời gian có hạn, tài liệu và phương tiện nghiên cứu còn nhiều hạn chế, chắc chắn luận văn này không tránh khỏi những thiếu sót Tôi rất mong nhận được sự góp ý của thầy cô giáo, bạn bè và đồng nghiệp

Hà Nội, ngày tháng năm 2015

Tác giả

Ngô Duy Lộc

Trang 4

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Ngô Duy Lộc

Trang 5

MỤC LỤC

Lời cảm ơn

Lời cam đoan

Danh mục các ký hiệu, các chữ viết tắt

Danh mục các bảng, biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU

 Lý do chọn đề tài 1

 Mục đích nghiên cứu 1

 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài 2

 Phương pháp nghiên cứu 2

 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 2

CHƯƠNG I 3

TỔNG QUAN VỀ NỀN ĐẤT YẾU VÀ CÁC BIỆN PHÁP GIA CỐ NỀN 3

1.1 Khái niệm về nền đất yếu 3

1.1.1 Đất sét yếu: 4

1.1.2 Đất cát yếu: 5

1.1.3 Đất bùn: 5

1.1.4 Than bùn và đất than bùn 5

1.2 Đặc điểm của đất yếu 5

1.2.1 Đất sét yếu: 6

1.2.2 Đất cát yếu: 12

Trang 6

1.2.3 Đất bùn: 12

1.2.4 Than bùn và đất than bùn: 12

1.3 Các chỉ tiêu của đất yếu 12

1.4 Kinh nghiệm gia cố nền ở Việt Nam và trên Thế Giới 14

1.4.1 Kinh nghiệm gia cố nền trên Thế Giới: 14

1.4.2 Kinh nghiệm gia cố nền tại Việt Nam: 14

1.5 Cơ chế và giải pháp gia cố nền đang được thực hiện 15

1.5.1 Cơ chế gia cố nền bằng cơ học: 15

1.5.2 Cơ chế gia cố nền bằng hóa học: 15

1.5.3 Các giải pháp gia cố nền thường được sử dụng: 16

1.6 Giải pháp gia cố nền bằng cốt dọc 21

CHƯƠNG II 22

TRẠNG THÁI ỨNG SUẤT - BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐƯỢC GIA CƯỜNG BẰNG CỐT DỌC 22

2.1 Cơ chế làm việc của nên theo lý thuyết cân bằng giới hạn 22

2.1.1 Các giai đoạn làm việc của nền: 22

2.1.2 Lý thuyết cân bằng giới hạn: 23

2.2 Phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng trong phân tích bài toán địa kỹ thuật 23

2.3 Kỹ thuật thi công và vật liệu 26

2.3.1 Thiết bị khoan: 26

2.3.2 Đỗ vữa: 28

2.3.3 Cốt thép: 29

2.3.4 Đường ống chống bằng thép: 30

2.4 Trạng thái ứng suất – biến dạng của nền đất được gia cường bằng cốt dọc 32

2.4.1 Xây dựng mô hình: 32

Trang 7

2.4.2 Trạng thái ứng suất – biến dạng của nền: 33

CHƯƠNG III 62

ÁP DỤNG TÍNH TOÁN NỀN MÓNG GIA CƯỜNG BẰNG CỐT DỌC 62

3.1 Lựa chọn chiều dài và khoảng cách cốt dọc hợp lý 62

3.2 Đặc điểm của công trình 62

3.3 Đặc điểm địa chất 62

3.4 Kết quả tính toán 66

Trang 8

Hình 2.5

tải trọng R a)Không gia cường cốt dọc b)Gia cường cốt dọc dài 10m, khoảng cách 0,8m

c) Gia cường cốt dọc dài 10m, khoảng cách 1,0m

d) Gia cường cốt dọc dài 10m, khoảng cách 1,2m

33

Trang 9

Hình 2.7

35

Hình 2.8

36

Hình 2.9

37

Hình 2.10

38

Trang 10

41

Hình 2.14

tải trọng 1.4R a)Không gia cường cốt dọc b)Gia cường cốt dọc dài 10m, khoảng cách 0,8m

42

Trang 11

Hình 2.15

43

Hình 2.16

44

Hình 2.17

45

Hình 2.18

46

Hình 2.19

tải trọng 1.4R a)Không gia cường cốt dọc

47

Trang 12

b)Gia cường cốt dọc dài 20m, khoảng cách 0,8m

50

Hình 2.23

51

Trang 13

Hình 2.24

52

Hình 2.25

53

Hình 2.26

54

Hình 2.27

55

Trang 14

Trang 16

DANH MỤC BẢNG, BIỂU

Số hiệu

Trang 17

MỞ ĐẦU

 Lý do chọn đề tài

Việt Nam là nước có đường bờ biển dài với hệ thống sông ngoài dày đặc

Do đó có nhiều vùng đồng bằng mới được hình thành bằng việc bồi đắp Đây

là những vùng địa chất còn non trẻ, quá trình cố kết nền đất mới diễn ra Nên địa chất các khu vực này rất yếu Cùng với sự phát triển của kinh tế xã hội trong những năm qua, các khu vực thành thị ngày càng phát triển theo cả hệ thống kinh tế của đất nước Các khu vực này dân cư sinh sống ngày càng đông đúc, những khu đô thị mới đang mọc lên, mật độ xây dựng ngày càng tăng

Với phương án móng cọc khoan nhồi, móng cọc barrette thì chi phí xây dựng các công trình là rất lớn Nên các phương án này không đem lại hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư Với phương án cọc đóng hoặc cọc ép thì chiều dài cọc là rất lớn, sức chịu tải của cọc bé, số lượng cọc trên mặt bằng cần bố trí nhiều hơn Nên phương án này cũng chưa thực sự hợp lý Khi sử dụng các phương án móng cọc này đòi hỏi mặt bằng thi công rộng rãi Tuy nhiên điều này không thể đáp ứng được ở các khu vực có mật độ xây dựng cao, mật độ dân cư đông đúc

Vì vậy việc tính toán đưa ra biện pháp gia cố nền và phương án nền móng đảm bảo khả năng thi công được, đảm bảo tính hiệu quả về mặt kinh tế, phù hợp với dạng địa tầng của khu vực nêu trên nhằm đạt được hiệu quả tối ưu về khả năng chịu lực cũng như mức hao tổn vật liệu là 1 vấn đề cần thiết và có giá trị rất lớn trong thực tiễn xây dựng

 Mục đích nghiên cứu

Phương án tính toán nền móng công trình khi nền được gia cường bằng cốt dọc, khảo sát sự làm việc của nền khi sử dụng cốt dọc để gia cường nền,

Trang 18

đưa ra các kiến nghị về khoảng cách các cọc, chiều dài của cọc, tiết diện cọc

sử dụng để gia cố nền đất hợp lý Góp phần đưa ra loại giải pháp nền móng hợp lý, có khả năng thi công trên hiện trường, mang lại hiệu quả kinh tế tốt nhất cho chủ đầu tư

 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài

- Đối tượng nghiên cứu: Nền móng sử dụng cốt dọc để làm giảm biến dạng ngang của nền đất

- Phạm vi nghiên cứu: Nền móng sử dụng cốt dọc trong các khu có địa tầng yếu, chiều dày của địa tầng yếu tương đối lớn

 Phương pháp nghiên cứu

- Sử dụng phương pháp thu thập tài liệu;

- Phương pháp nghiên cứu lý thuyết;

- Phương pháp phân tích và đánh giá;

- Công nghệ thông tin và các phần mềm trợ giúp;

- Thông qua kết quả thí nghiệm hiện trường

 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

Kết quả nghiên cứu của luận văn sẽ là cơ sở để các kỹ sư thiết kế có thể đưa ra giải pháp nền móng cho các khu vực có địa địa tầng yếu, chiều dày lớn, mang lại các hiệu quả kinh tế cho chủ đầu tư

Đóng góp những cơ sở khoa học cho các đơn vị tư vấn, các cá nhân hoạt động chuyên môn và các cơ quan quản lý chất lượng xây dựng có thêm căn

cứ đánh giá các vấn đề liên quan đến nền móng và lựa chọn giải pháp nền móng hợp lý cho các công trình xây dựng

Trang 19

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Trang 20

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

 Kết Luận

Hiện náy có rất nhiều giải pháp gia cố nền khác nhau như giải pháp gia

cố nền đất bằng đệm cát, giải pháp gia cố nền bằng cọ tre, cọc tràm, giải pháp gia cố nền bằng cọ đất vôi – xi măng Việc sử dụng cốt dọc để gia cố nền là một giải pháp mới, chưa được đưa vào áp dụng ở Việt Nam Giải pháp gia cố nền bằng cốt dọc có công nghệ thi công khá đơn giản, không quá phức tạp, mang lại hiệu quả cao về mặt kỹ thuật cũng như kinh tế cho các công trình dân dụng công nghiệp;

Qua việc xây dựng các mô hình làm việc của nền và móng có gia cường cốt dọc và chưa gia cường cốt dọc ta nhận thấy biểu đồ ứng suất σz trong nền đất có sự khác biệt với nhau Nền đất gia cường cốt dọc có xuất hiện hai vùng nén trong đất, một vùng nằm dưới đáy móng giống như trường hợp chưa gia cường, một vùng nằm dưới mũi các cốt dọc Sự xuất hiện vùng nén dưới mũi cốt dọc cho thấy cốt dọc đã nhận một phần tải trọng của móng và truyền sâu vào trong nền đất, điều này làm tăng khả năng chịu tải của nền Do xuất hiện hai vùng nén khác nhau, tách biệt nhau trong nền đất nên việc gia cường cốt dọc cũng có tác dụng làm giảm độ lún do các hạt đất bị nén chặt trong phạm

vi nhóm cốt dọc gia cường;

So sánh biểu đồ ứng suất tiếp τxz trong nền đất giữa trường hợp móng bè không gia cường cốt dọc và móng bè có gia cường cốt dọc Trường hợp nền đất không gia cường cốt dọc biểu đồ có xu hướng phình to theo phương ngang, trường hợp có gia cường cốt dọc biểu đồ có xu hướng thon nhỏ lại lại theo đứng Như vậy nhờ có các cốt dọc mà đã làm giảm ứng suất tiếp trong nền đất, do đó làm giảm biến dạng theo phương ngang của nền đất

Qua phân tích biểu đồ ứng suất tiếp τxz trong nền đất ta nhận thấy các đường cong ứng suất tiếp τxz phát triển theo phương ngang trong độ sâu từ

Trang 21

đáy móng xuống độ sâu b ( bề rộng đáy móng ) Bắt đầu từ độ sâu b ( bề rộng đáy móng ) trở xuống hướng phát triển theo phương ngang của ứng suất tiếp

τxz giảm đi rõ rệt, thay vào đó nó sẽ phát triển theo phương đứng Trong các

mô hình được xây dựng để phân tích, ta có mô hình chiều dài cốt dọc lần lượt

là b, 1.5b và 2b Khi chiều dài cốt dọc càng lớn thì hiệu quả gia cố nền càng tốt.Tuy nhiên chiều dài cốt dọc lớn thì hiệu quả kinh tế không cao, với chiều dài cốt dọc bằng 1.5b ta thấy cốt dọc đã xuyên qua vùng đất có ứng suất tiếp lớn nhất một đoạn 0.5b Như vậy với chiều dài cốt dọc 1.5b thì nó vẫn đảm bảo ngăn cản được các chuyển vị theo phương ngang của các hạt đất, làm giảm biến dạng nở hông của nền, giảm sự trượt lên nhau của các hạt đất; Trong các mô hình khoảng cách cốt dọc được mô phỏng là 0.8m, 1m và 1.2m Ứng với mỗi khoảng cách cốt dọc này đều mang lại những hiệu quả gia

cố nền khác nhau Trong đó với khoảng cách cốt dọc là 0.8m là cho ta kết quả tốt nhất Như vậy khoảng cách cốt dọc càng bé thì tác dụng gia cố nền càng cao Sở dỉ có được điều này là do khi khoảng cách cốt dọc giảm thì đồng nghĩa với việc khe hở để cho các hạt đất nở hông ra bên ngoài khối móng giảm đi

 Kiến nghị

Đây là biện pháp gia cố nền rất hiệu quả, công nghệ thi công không phúc tạp, mang lại hiệu quả kinh tế Do đó cần tiến hành các nghiên cứu thực nghiệm và nghiên cứu lý thuyết, để hình thành nên các cơ sở lý thuyết và cơ

sở tính toán nền móng cho giải pháp gia cố nền bằng cốt dọc

Định dạng
Số trang	23
Dung lượng	2,21 MB