TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN NHÀ GA HÀNH KHÁCH SÂN BAY CÁT BI BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG_2

12 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG.. 49 CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN NHÀ GA HÀNH

Trang 1

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI 1

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 2

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU 2

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 4

1.1 Khái niệm về đất yếu và các loại nền đất yếu thường gặp 4

1.2 Các vấn đề gặp phải khi xây dựng công trình trên nền đất yếu 5

1.2.1 Những dạng phá hoại nền đường thường gặp 6

1.2.2 Sự phát triển của các hư hỏng 7

1.3 Các vấn đề về lún 7

1.4 Các biện pháp xử lý nền đất yếu đã áp dụng tại việt nam 8

1.4.1 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát hoặc giếng cát 8

1.4.2 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc vôi và cọc đất gia cố xi măng 8

1.4.3 Phương pháp xử lý bằng đệm cát[ 9

1.4.4 Phương pháp dắp bệ phản áp 9

1.4.5 Phương pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật 10

1.4.6 Phương pháp lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc 11

1.4.7 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 11

1.5 Kết luận chương 1 12

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 13

2.1 Cơ sở lý thuyết về tính toán xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải 13

2.1.1 Giới thiệu phương pháp giếng cát kết hợp với gia tải: 13

2.1.2 Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải 14

2.1.3 Trình tự và điều kiện thiết kế, phạm vi áp dụng giếng cát kết hợp gia tải 17

2.1.4 Thiết kế giếng cát 21

2.1.5 Công nghệ thi công 26

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất gia cố xi măng 28 2.2.1 Giới thiệu phương pháp cọc đất gia cố xi măng 28

2.2.2 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng 30

2.2.3 Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng 34

2.2.4 Quan điểm tính toán cọc đất gia cố xi măng 36

2.2.5 Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế cọc ximăng đất 47

2.3 Kết luận chương 2: 49

CHƯƠNG 3: TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN NHÀ GA HÀNH KHÁCH SÂN BAY CÁT BI BẰNG PHƯƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 51

3.1 Giới thiệu chung về dự án cảng hàng không quốc tế Cát bi: 51

3.1.1 Qui mô dự án: 51

3.1.2 Điều kiện địa chất khu vực thiết kế 51

3.1.3 Giải pháp thiết kế hệ thống đường giao thông 52

3.1.4 Giải pháp thiết kế xử lý nền đất yếu 53

3.1.5 Tải trọng tác dụng 54

3.1.6 Yêu cầu thiết kế 56

3.1.7 Phương pháp tính toán: 56

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 1 of 95.

Trang 2

3.2 Tính toán xử lý nền đường vào nhà ga bằng phương pháp cọc đất gia cố xi măng 57

3.2.1 Mô hình lựa chọn tính toán: 57

3.2.2 Tính toán gia cố cọc xi măng đất 59

3.3 Tính toán xử lý nền đường vào cảng bằng phương pháp giếng cát kết hợp gia tải 65

3.3.1 Lựa chọn mô hình tính toán 65

3.3.2 Tính toán giếng cát kết hợp gia tải 66

3.4 So sánh giá trị kinh tế các phương án xử lý 69

3.5 Kết luận chương III: 70

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: 71

TÀI LIỆU THAM KHẢO 73

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 75

Trang 3

2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ 35

3.2 Bảng tính giá trị qui đổi tải trọng kết cấu áo đường 55

3.3 Yêu cầu độ lún nền đường giai đoạn khai thác 56

3.12 Kết quả tính toán lún khi nền chưa gia cố 67

3.13 Tổng hợp kết quả tính toán phương án K g =3m 67

Trang 4

3.14 Tổng hợp kết quả tính toán phương án K g =3.5m 68

3.15 Tổng hợp kết quả tính toán phương án K g =4 m 68

3.16 Chi phí gia cố nền bằng cọc đất gia cố xi măng 69

3.17 Chi phí gia cố nền bằng phương án kết hợp cọc xi măng

Trang 5

DANH MỤC CÁC HÌNH

1.2 Phá hoại nền đường do trượt sâu 6

2.1 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia

2.9 Các ứng dụng của Cọc ximăng đất ( Terashi, 1997) 29

2.10 Hình ảnh về quá trình khoan và phun 30

2.11 Sơ đồ thi công phương pháp trộn khô 31

2.12 Sơ đồ thi công phương pháp trộn ướt 32

2.13 Dây chuyền khoan phun áp lực cao (Kplalc) 32

2.14 Thi công cọc đất dự án nhà ga Cát Bi 33

Trang 6

2.15 Hình ảnh thực tế về dạng bố trí Cọc ximăng đất (DSMC) 36

2.16 Sơ đồ phá hoại của đất dính gia cố bằng cột xi măng-đất 40

2.17 Quan hệ ứng suất - biến dạng vật liệu ximăng đất 41

2.21 Sơ đồ tải trọng truyền cho cột 45

2.22 Sơ đồ tải trọng truyền cho đất không ổn định giữa các

cộtkhi tải trọng vượt quá độ bền rão 45

3.1 Phối cảnh Dự án nhà ga sân bay Cát bi 51

3.2 Mặt cắt ngang điển hình đường trục vào cảng 52

3.3 Mặt cắt ngang điển hình đường vào nhà ga 53

3.4 Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất

3.5 Mặt cắt ngang bố trí cọc ximăng đất gia cố nền đất yếu 57

3.6 Độ lún khi không xử lý nền đường 59

3.7 Cung trượt của nền đường khi mất ổn định59

3.8 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún phương án 2D 60

Trang 7

3.9 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún phương án cọc 2.5D 61

3.10 Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún 62

3.11 Biểu đồ so sánh 3 phương án cọc 64

3.12 Mặt cắt ngang bố trí giếng cát gia cố nền đất yếu 65

3.14 Biểu đồ so sánh độ lún dư của các phương án giếng cát 69

Trang 8

PHẦN MỞ ĐẦU

1 TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, mạng lưới giao thông đã và

đang được xây dựng với tốc độ ngày càng lớn Các công trình xây dựng thường tập

trung ở những nơi có điều kiện kinh tế, giao thông thuận lợi, tuy nhiên phần lớn lại

gặp bất lợi về điều kiện địa chất công trình Tại đây, cấu trúc nền thường rất phức

tạp, gồm nhiều lớp đất yếu, có chiều dày khá lớn, phân bố ngay trên mặt Khi xây

dựng nền đường việc chọn lựa giải pháp thiết kế nền móng thường gặp nhiều khó

khăn Khó khăn là ở chỗ, chọn giải pháp vừa đáp ứng được yêu cầu của kết cấu,

vừa đảm bảo tiến độ thi công và giá thành hợp lý Hiện nay, việc xử lý nền đất yếu

khi xây dựng nền đường đã và đang áp dụng những biện pháp như: thay thế một

phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu bằng lớp vật liệu có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn, sử dụng

vải địa kỹ thuật, bấc thấm, cọc cát, giếng cát, cọc đất gia cố ximăng…

Tại Việt Nam có một số vùng đất yếu như ở lưu vực sông Hồng và sông Cửu

Long Nhiều thành phố và thị trấn được hình thành và phát triển trên nền đất yếu

với những điều kiện hết sức phức tạp của nền đất dọc theo dòng sông và bờ biển

Trong những năm gần đây cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nền móng

các công trình ngày được quan tâm và tìm hiểu nhiều hơn, các công trình ổn định

hơn.Tuy nhiên, vẫn có một số công trình bị hư hại mà nguyên nhân chủ yếu vẫn là

nền đất dưới công trình.Đối với nước ta là một nước đang phát triển, đang công

nghiệp hóa và hiện đại hóa mạnh mẽ, rất nhiều công trình lớn, nhà máy, bến cảng,

sân bay và các khu công nghiệp đang được xây dựng.Tất cả những điều ấy đã và

đang là động lực để thúc đẩy nghiên cứu và phát triển kỹ thuật gia cố nền đất xử lý

nền đất yếu, giúp chúng ta hiểu rõ lòng đất hơn

Dự án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi nhằm mục tiêu đáp

ứng nhu cầu vận tải ngày càng cao, cải thiện điều kiện khai thác, phục vụ phát

triển kinh tế xã hội cho thành phố Hải Phòng và đảm bảo được an ninh quốc gia

Dự án được thực hiện trên khu vực địa chất yếu trước đây là ao, hồ, đầm Chính vì

Trang 9

vậy, việc xử lý hiệu quả nền đất yếu nhằm đáp ứng được các yêu cầu về kinh tế và

kỹ thuật luôn được Chủ đầu tư quan tâm hàng đầu

Do vậy đề tài “Nghiên cứu phương pháp xử lý nền đất yếu trong dự án xây

dựng nhà ga hành khách sân bay Quốc tế Cát Bi” là vấn đề có ý nghĩa cấp bách

và thiết thực

2 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu, so sánh và khuyến nghị phạm vi áp dụng cho các phương pháp xử

lý nền đất yếu, lựa chọn được phương pháp xử lý nền thích hợp nhất cho dự án xây

dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi Đưa ra các khuyến nghị về thiết kế

và thi công xử lý nền đất yếu bằng phương pháp giếng cát và cọc đất gia cố xi

măng cho dự án

3 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Luận văn nghiên cứu về các lớp địa chất yếu và các giải pháp thiết kế và công

nghệ thi công các công trình trên nền đất yếu Đi sâu nghiên cứ về công nghệ giếng

cát và cọc đất gia cố xi măng gia cố nền đất yếu

Đưa ra những giải pháp thiết kế và công nghệ thi công nâng cao chất lượng nền

trên nền đất yếu bằng phương pháp giếng cát và cọc đất gia cố xi măng

Áp dụng giếng cát và cọc đất gia cố xi măng cho việc xử lý nền đất yếu của dự

án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi

4 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

Thu thập các tài liệu liên quan đến những giải pháp thiết kế và các công nghệ

thi công góp phần nhằm nâng cao chất lượng nền trong các công trình

Thu thập các số liệu địa chất khu vực xây dựng dự án, tính toán lý và đưa ra

giải pháp xử lý phù hợp cho dự án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế

Cát bi

Luận văn kết hợp giữa phân tích lý thuyết cùng với phương pháp tính toán để

đưa ra biện pháp xử lý hiệu quả nền đất yếu áp dụng cho dự án

Trang 10

5 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Kết quả nghiên cứu làm sáng tỏ tính ưu việt của phương pháp xử lý nền đất

yếu bằng phương pháp giếng cát kết hợp gia tải và phương pháp cọc đất gia cố xi

măng

Chứng minh được hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của biện pháp xử lý nền đất yếu

được áp dụng cho dự án

Kết quả nghiên cứu nhằm lấy cơ sở mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp xử

lý nền đất yếu trên địa bàn Thành phố Hải Phòng

Trang 11

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT

YẾU 1.1 Khái niệm về đất yếu và các loại nền đất yếu thường gặp

1.1.1 Khái niệm về đất yếu

Đất yếu là những đất có năng lực chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5 - 1,0 daN/cm2

)

có tính nén lún lớn, hầu như bão hoà nước, hệ số rỗng (e >1), mô đuyn biến dạng

thấp (thường thì E0=50daN/cm2), sức kháng cắt nhỏ Nếu không có biện pháp xử lý

đúng đắn thì việc xây dựng đường ô tô trên nền đất yếu sẽ rất khó khăn hoặc không

thể thực hiện được.[4]

1.1.2 Phân loại đất yếu

Có thể chia đất yếu thành 3 loại cơ bản sau: đất sét hoặc đất á sét bụi mềm (có

hoặc không có chất hữu cơ), than bùn hoặc các loại đất rất nhiều hữu cơ và bùn

Loại đất có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước

ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng bằng châu thổ; loại này có thể lẫn hữu cơ

trong quá trình trầm tích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10 - 12%) nên có thể có

màu nâu đen, xám đen, có mùi Đối với loại này, được xác định là đất yếu nếu ở

trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần bằng hoặc có thể cao hơn giới hạn chảy,

hệ số rỗng lớn (sét e  1,5 , á sét e  1), lực dính đơn vị C theo kết quả cắt nhanh

không thoát nước từ 0,15 daN/cm2 trở xuống, góc ma sát trong  từ 0 - 10 hoặc

lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường Cu  0,35 daN/cm2 Ngoài ra ở

các vùng lòng núi còn có thể hình thành đất yếu ở dạng bùn cát, bùn cát mịn (hệ số

rỗng e > 1,0; độ bão hòa G > 0,8).[6]

Loại đất có nguồn gốc từ hữu cơ thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích

đọng thường xuyên, mực nước ngầm khá cao, tại đây các loài thực vật phát triển,

thối rữa và bị phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các loại trầm tích

khoáng vật Loại này thường được gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ

chiếm tới 20 - 80%, thông thường có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn

Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân loại theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong

chúng:

Lượng hữu cơ có khoảng 20 - 30%: Đất nhiễm than bùn

Trang 12

Lượng hữu cơ có khoảng 30 - 60%: Đất than bùn

Lượng hữu cơ lớn hơn 60%: Than bùn

Các loại nền đất yếu thường gặp

1- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão

hòa nước, có cường độ thấp

2- Đất bùn: Các loại đất tạo thành ở trong môi trường nước, thành phần hạt rất

mịn, ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, chịu lực rất yếu

3- Đất than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc từ hữu cơ, được hình thành do

kết quả phân hủy các tạp chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 -

80%)

4- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc

pha loãng đáng kể Loại đất này khi chịu có trọng động thì chuyển sang trạng thái

chảy gọi là cát chảy

5- Đất bazan: Là loại đất yếu có độ rỗng dư lớn, dung trọng khô bé, khả năng

thấm nước cao, dễ bị lún sụt

Khu vực đồng bằng Sông Hồng có tầng đất phù sa khá dày và tập trung chủ

yếu là đất sét yếu, sức chịu tải của nền rất thấp, độ lún lớn Khu vực đồng bằng

sông Cửu Long phổ biến là các loại đất loại sét mềm yếu bão hòa nước Với mục

tiêu phát triển đô thị ngày càng mở rộng, đi cùng với phát triển cơ sở hạ tầng,

mạng lưới công trình giao thông thường đi qua vùng đất yếu với những điều kiện

hết sức phức tạp của đất nền như bùn sét, vùng có bùn cát, bùn cát mịn, vùng đầm

lầy than bùn thì cần phải có biện pháp khảo sát thiết kế tương ứng nhằm đảm bảo

nền đường được ổn định về cường độ và biến dạng

1.2 Các vấn đề gặp phải khi xây dựng công trình trên nền đất yếu

Khi thi công đắp nền đường trên vùng đất yếu thì sẽ làm tăng ứng suất trong

đất, nếu sự tăng ứng suất này vượt quá một ngưỡng giới hạn nào đó (tuỳ thuộc vào

tính chất cơ học và trạng thái của đất nền) thì đất nền sẽ bị phá hoại khi xây dựng

khiến cho nền đắp bị lún nhiều và đột ngột Cùng với sự lún sụp của nền đường

đắp thì nền đất yếu xung quanh cũng bị trồi lên tương ứng

Trang 13

1.2.1 Những dạng phá hoại nền đường thường gặp[4]

1.2.1.1 Phá hoại nền đường do lún trồi

Tồn bộ nền đường đắp lún vào nền đất yếu, đẩy trồi đất yếu tạo thành các bờ

đất gần chân taluy

Hình 1.1 Phá hoại nền đường do lún trồi 1.2.1.2 Phá hoại nền đường do trượt sâu

Kiểu phá hoại này thường bắt gặp trong xây dựng đường do dạng hình học

thơng thường của nền đường đắp Một cung trượt trịn sinh ra do nên đắp bị lún

cục bộ, ngược với lún lan rộng như kiểu lún trồi

Hình 1.2 Phá hoại nền đường do trượt sâu

Hậu quả của sự lún này là một bộ phận của nền đường đắp và của đất nền thiên

nhiên dọc theo diện tích phá hoại bị dịch chuyển và cĩ hình dạng thay đổi theo tính

chất và các đặc tính cơ học của vật liệu dưới nền đắp Để tính tốn, trong các

trường hợp đơn giản nhất thường xem đường phá hoại tương tự như một đường

cong trịn và sự trượt được gọi là trượt trịn

Đất yếu

Nền đắp

Trang 14

1.2.2 Sự phát triển của các hư hỏng

Sự phá hoại của đất yếu do lún trồi hoặc là trượt sâu vì đắp nền đường quá cao

là một hiện tượng xảy ra nhanh chóng trong khi thi công hoặc sau khi thi công

xong một thời gian ngắn

Qua theo dõi sự phá hoại thấy các chuyển động chính kéo dài trong vài giờ và

các chuyển động tàn dư chỉ chấm dứt sau vài tuần

Tuy nhiên cũng có những phá hoại khác xảy ra sau khi thi công xong vài tháng

hoặc vài năm như trong trường hợp đôn cao nên đường mới trên nền đắp hiện hữu

hoặc khi đào đất ở chân taluy

1.3 Các vấn đề về lún

Khác với sự phá hoại do mất ổn định, thì lún là một biến dạng chậm của đất

dưới tác dụng của trọng lượng nền đắp, và thường xảy ra:

- Ở giữa nền đắp bởi một độ lún thẳng đứng;

- Ở dưới phạm vi dải đất dành cho đường: một độ lún thẳng đứng kết hợp với

một chuyển vị ngang của đất nền thiên nhiên

- Ở ngoài phạm vi dải đất dành cho đường là một chuyển vị ngang của đất nền

thiên nhiên cho đến một khoảng cách nào đó phụ thuộc vào chiều dày của đất

yếu

Các chuyển vị thẳng đứng thông thường có một biển độ đến hàng chục

centimet với các lớp rất mềm hoặc chiều dày lớn, biên độ này có thể đến vài mét

Các chuyển vị này ở tím nền đắp đều lớn hơn so với ở mép ta-luy sinh ra một biến

dạng của mặt nền đường

Các chuyển vị ngang thường nhỏ hơn chuyển vị thẳng đứng, tỷ số giữa hai

chuyển vị này chủ yếu phụ thuộc vào hệ số an toàn, kích thước hình học của nền

đắp và chiều dày của đất yếu Tuy nhiên đã quan sát được các chuyển vị ngang đến

vài chục centimet

Tốc độ lún cũng thay đổi theo tính chất của đất yếu, chiều dày của nó và sự có

mặt của các lớp thoát nước

Trang 15

1.4 Các biện pháp xử lý nền đất yếu đã áp dụng tại việt nam

1.4.1 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát hoặc giếng cát [12]

Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre )

là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng

xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là

nền cọc cát

Việc sử dụng cọc cát hoặc giếng cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật

sau: cọc cát cũng như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh

quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh chóng hơn; nền đất được ép chặt

do ống thép tạo lỗ, sau đó lèm chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm,

nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát hoặc giếng cát, do vậy làm tăng khả năng

chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; cọc cát, giếng cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ

tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn nhiều so với dùng các loại vật liệu khác Cọc cát,

giếng cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m

1.4.2 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc vôi và cọc đất gia cố xi măng[4]

Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: than bùn,

bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão

Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:

- Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ được tăng lên 20%

làm cho đất xung quanh nén chặt lại

- Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho

nước lỗ rỗng bốc hơi sẽ làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt

- Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: độ ẩm của

đất giảm 5 - 8%; lực dính tăng lên khoảng 1,5 - 3lần

Việc chế tạo cọc đất - ximăng cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô

chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước

Hàm lượng ximăng có thể từ 7 - 15% và kết quả cho thấy gia cố đất bằng

ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả cao hơn đất bùn gốc sét

Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy, sức kháng xuyên của đất nền tăng lên

từ 4 - 5 lần so với khi chưa gia cố

Trang 16

Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất - ximăng này để xử lý gia cố một số công

trình lớn và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất - ximăng này để gia cố nền là

rất tốt

1.4.3 Phương pháp xử lý bằng đệm cát[10]

Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả với lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước và

chiều dày các lớp đất yếu bé hơn 3m

Biện pháp thi công: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường hợp lớp

đất 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 đạt được những tác dụng chủ yếu

sau:

- Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát

đóng vai trò giống như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền

tải trọng đó đến các lớp đất yếu bên dưới

- Giảm được độ lún và chênh lún của công trình vì có sự phân bố lại ứng suất

do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát

- Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu

- Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể

tiếp nhận được

- Làm tăng độ ổn định của công trình, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma

sát và sức chống trượt

- Đẩy nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng

chịu tải của nền và thời gian ổn định về lún cho công trình

- Về mặt thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng

tương đối rộng rãi

Phạm vi áp dụng tốt nhất đối với lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m Không

nên sử dụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì

sẽ tốn kém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định

1.4.4 Phương pháp dắp bệ phản áp[6]

Bệ phản áp dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng

mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu về ổn định Bệ

Trang 17

phản áp có vai trò như một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp nền đường

với các chiều cao lớn hơn, do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian

ngắn hơn Bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chấm thấm nước…So

với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất đắp bằng

nhau sẽ có lợi hơn do giảm được momen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở

chân taluy

Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn

Hgh và nên từ 1/3  1/2 chiều cao nền đắp chính Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ

phản áp L có thể rút xuống bằng (2/3  3/4) chiều dài chồi đất ứng với cung trượt

nguy hiểm nhất (theo kinh nghiệm của một số nước thì chiều rộng L không cần

phải trùm kín hết chiều dài chồi đất này)

Bệ phản áp là giải pháp tăng độ ổn định của nền đắp chính nhưng cũng có thêm

tác dụng là hạn chế thành phần lún do đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên dưới tác

dụng của tải trọng đắp chính Phải đắp bệ phản áp cùng lúc một lúc với nền đắp

chính, tuy nhiên đắp không cần đầm nén chặt như đắp nền đường

1.4.5 Phương pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật[3]

Nguyên lý của giải pháp này là dùng vải, lưới địa kỹ thuật làm cốt tăng cường

ở đáy nền đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu Do bố trí cốt như vậy

khối trượt của nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mức

độ ổn định cho nền đắp Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn

có thể vượt quá chiều cao đắp giới hạn Hgh nhiều hay ít

Tăng cường ổn định bằng giải pháp này này thi công rất đơn giản nhưng chú ý

là giải pháp này không có tác dụng giảm lún và do vậy nó chỉ có thể sử dụng một

mình khi độ lún trong phạm vi cho phép

Xu thế phát triển của giải pháp này là sử dụng các loại lưới vải địa kỹ thuật để

tăng ma sát giữa đất yếu và lưới (có lợi cho việc tạo ra lực kéo), thậm chí người ta

đã sử dụng cả tầng đệm đáy bằng một lớp lồng cao 1m, các lồng này bằng lưới địa

kỹ thuật kết cấu mạng tổ ong hoặc bằng lưới ô vuông polimer móc chặt vào nhau

sau đó đổ sỏi cuội, đá vào trong các lồng đó Khi đắp nền đắp cả khối lồng đá này

chìm vào trong đất yếu sẽ tạo ra tác dụng chống lại sự phá hoại trượt trồi

Trang 18

Việc đặt một hoặc nhiều lớp thảm bằng vải địa kỹ thuật hoặc lưới địa kỹ thuật

ở đáy của nền đắp đầu cầu sẽ làm tăng cường độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định

của nền đường chống lại sự trượt tròn Như vậy có thể tăng chiều cao nền đắp đất

của từng giai đoạn mà không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất Vải địa kỹ thuật

còn có tác dụng phụ làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được đồng đều hơn

1.4.6 Phương pháp lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc[3]

Dựa trên tính năng làm việc của vải địa kỹ thuật cường độ cao hay lưới địa kỹ

thuật, sự kết hợp giữa các lớp vật liệu tăng cường địa kỹ thuật này với hệ móng cọc

phía bên dưới đem lại giải pháp rất tốt khi đắp nền đường trên đất yếu Tải trọng

nền đất đắp và các tải trọng chất thêm trên đường sẽ được truyền lên hệ móng cọc

thông qua hiệu ứng vòm trong đất và sự truyền tải của lớp lưới địa kỹ thuật

Giải pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc này tạo ra kết cấu

nối tiếp giống như sàn truyền tải Hiệu quả của nó mang lại rất cao do giải quyết

được độ lún tổng thể, hệ thống kết hợp này còn khắp phục khá tốt vấn đề chênh

lệch lún, lưới địa kỹ thuật còn tăng cường khả năng chịu cắt cho nền đất, nâng cao

độ ổn định của nền đường đầu cầu Chi phí xây lắp thấp hơn so với giải pháp sử

dụng sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc

Qua thực tế về việc sử dụng giải pháp kết hợp giữa lưới địa kỹ thuật và hệ

móng cọc ở các nước, hiệu quả mang lại rất cao So với phương pháp chỉ sử dụng

hệ móng cọc có mũ ở đầu, để thoả mãn yêu cầu đảm bảo an toàn kỹ thuật về độ lún

thì tỉ lệ phủ diện tích bề mặt thông qua mũ cọc thường dùng là 60%-70%, nếu sử

dụng phương pháp kết hợp nói trên, tỉ lệ này yêu cầu còn khoảng 10%-20% Bên

cạnh đó, nếu so sánh với giải pháp sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc thì với

giải pháp này có chi phí xây dựng thấp hơn

1.4.7 Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm[4]

Đây là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng dùng bấc thấm kết hợp

với gia tải nén trước

Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có thể bố trí

đường thấm thẳng đứng để làm tăng tốc độ cố kết Phương pháp này thường dùng

để xử lý nền đường đắp cao trên nền đất yếu

Trang 19

Phương pháp bấc thấm (PVD) có tác dụng tạo đường thấm thẳng đứng để tăng

nhanh quá trình thoát nước qua các lỗ rỗng của đất yếu, làm giảm độ rỗng, độ ẩm,

tăng dung trọng Kết quả là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng

sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép

Phương pháp bấc thấm có thể sử dụng độc lập, tuy nhiên trong trường hợp cần

tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta có thể sử dụng kết hợp đồng thời biện pháp xử

lý bằng bấc thấm với gia tải tạm thời

Trong mỗi trường hợp cụ thể, tuỳ điệu kiện có thể có một hoặc nhiều biện pháp xử lý thích hợp, tuy nhiên lựa chọn giải pháp nào thì cần phải phân

tích đầy đủ theo các nhân tố sau đây:

- Tính chất và tầm quan trọng của công trình

- Thời gian thi công

- Tính chất và bề dày của lớp đất yếu

- Giá thành xây dựng

Tuỳ theo yêu cầu cụ thể đối với công trình sau khi thi công, cần xác định độ

lún tổng cộng và tốc độ lún cho phép

1.5 Kết luận chương 1

Khi xây dựng công trình hạ tầng giao thông hoặc các công trình dân dụng công

nghiệp, đặc biệt với những công trình trên nền đất yếu cần phải quan tâm đến vấn

đề xử lý nền móng công trình Việc lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu tuỳ thuộc

vào quy mô công trình, điều kiện thi công,thời gian thi công, yêu cầu khai thác và

chi phí xây dựng…

Trang 20

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ Lí THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ Lí NỀN ĐẤT YẾU

BẰNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT

GIA CỐ XI MĂNG

2.1 Cơ sở lý thuyết về tớnh toỏn xử lý nền đất yếu bằng giếng cỏt kết hợp gia

tải

2.1.1 Giới thiệu phương phỏp giếng cỏt kết hợp với gia tải:

Hiện nay cú rất nhiều phương phỏp xử lý nền đất yếu khỏc nhau, mỗi phương

phỏp sẽ cú những ưu nhược điểm và phạm vi sử dụng khỏc nhau Việc sử dụng một

phương phỏp giản đơn hay kết hợp nhiều phương phỏp cũn tựy thuộc vào điều kiện

thực tế của dự ỏn Trong phần này, tỏc giả xin được trỡnh bày phương phỏp xử lý

nền đất yếu bằng phương phỏp giếng cỏt kết hợp với gia tải trước Việc ỏp dụng kết

hợp hai phương phỏp này mục đớch tạo cho nền đất thay đổi mụ hỡnh thoỏt nước từ

một chiều sang hai chiều sau đú gia tải sẽ làm cho nền đất đạt độ chặt yờu cầu

Giếng cỏt cú hai tỏc dụng chớnh sau đõy:

- Tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền, do đú làm cho cụng trỡnh ở trờn nhanh

chúng đạt được giới hạn ổn định về lỳn, và làm cho đất nền cú khả năng biến

dạng đồng đều

- Trong trường hợp nếu khoảng cỏch giữa cỏc Giếng cỏt được chọn một cỏch

thớch hợp thỡ nú cũn cú tỏc dụng làm tăng độ chặt của nền và do đú sức chịu tải

của đất nền tăng lờn một cỏch đỏng kể

Cấu tạo cơ bản của biện phỏp xử lý đất bằng hệ thống thoỏt nước thẳng đứng

Giếng cỏt được mụ tả trong hỡnh 2-1 Nước xung quanh Giếng cỏt chảy theo

phương ngang tới Giếng cỏt và được thoỏt thẳng đứng lờn trờn sau đú chảy ra

ngoài thụng qua lớp đệm cỏt

Chiều cao chất tải thêm Chiều cao nền đắp

Chiều dày lớp đệm cát

giếng cát

1:1

Hỡnh 2.1: Phương phỏp xử lý nền đất yếu bằng giếng cỏt kết hợp gia tải

Trang 21

2.1.2 Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải

- Cơ sở lý thuyết chung

Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa nước, tính nén lún lớn hoặc

đất có kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định thì móng công trình không thể đặt

trực tiếp trên nền thiên nhiên được mà cần có biện pháp gia cố

Đặc điểm của các loại đất này là có sức chịu tải rất nhỏ, độ lún lớn và có khả

năng gây ra biến dạng không đều dưới đế móng công trình

Nền đất yếu chủ yếu là đất sét, á sét hay than bùn đầm lầy với hệ số thấm k rất

nhỏ, hệ số thấm này ảnh hưởng khá lớn đến tốc độ thoát nước cố kết trong đất yếu

và do đó ảnh hưởng đến tốc độ lún của nền đất Vì vậy để hoàn thành giai đoạn cố

kết thứ nhất cần phải mất nhiều thời gian Việc xử lý nền đất yếu không những xử

lý độ lún lớn mà cả thời gian cố kết Vì thế cần có biện pháp để tăng áp lực tác

dụng lên nền đất như đã nói ở trên để làm chặt nền đất và đồng thời phải có biện

pháp để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nước thoát ra ngoài

Yêu cầu này thường được thực hiện bằng cách lắp đặt thêm các cọc thoát nước

thẳng đứng, có thể kết hợp với biện pháp gia tải trước bằng khối đắp tạm thời hoặc

hút chân không khi cần tăng nhanh tốc độ cố kết

Các giếng tiêu nước thẳng đứng nhằm tạo ra những rãnh thoát nước dọc, chúng

được lắp đặt bằng nhiều phương pháp khác nhau, có đặc trưng lý học khác nhau

Trong phương pháp này, nước lỗ rỗng sẽ được ép ra ngoài trong quá trình cố

kết của đất sét do gradien thủy lực được hình thành bởi áp lực của nền đắp hoặc có

thêm gia tải trước, dòng chảy từ các lớp đất sét sẽ theo phương ngang vào các

giếng tiêu nước và thoát tự do ra ngoài dọc theo các cọc tiêu nước này

Việc lắp đặt thêm các giếng tiêu nước thẳng đứng sẽ làm giảm chiều dài đường

thoát nước, tính thấm nước theo phương ngang được tăng và làm giảm thời gian cố

kết của đất yếu Như vậy việc lắp đặt thêm các giếng tiêu nước thẳng đứng sẽ đẩy

nhanh quá trình cố kết của nền đất và làm tăng nhanh độ bền của nền đất để tạo ra

tính ổn định của các công trình thi công trên nền đất yếu

Trang 22

Hình 2.2: Mặt cắt ngang bố trí giếng cát

Tác dụng của Giếng cát là làm cho độ rỗng, độ ẩm của đất nền giảm đi, trọng

lượng thể tích, mô đun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên Vì nền đất

được nén chặt lại, do đó sức chịu tải sẽ được tăng lên, độ lún và biến dạng không

đồng đều của đất nền dưới đế móng các công trình sẽ giảm đi một cách đáng kể

- Nguyên lý cơ bản của quá trình nén trước

Khi nền đất chịu tác động của tải trọng ngoài thì sẽ sinh ra ứng suất có hiệu 

giữa các hạt đất và áp lực nước lỗ rỗng (U) Tổng ứng suất có hiệu và ứng suất

nước lỗ rỗng luôn bằng ứng suất do tải trọng bên ngoài sinh ra    U

Trong quá trình cố kết thì nước bị ép ra và U giảm còn  tăng lên đến một giá

trị nào đó Phương pháp Giếng cát chính là tạo ra nhiều rãnh để cho nước thoát

được nhanh hơn Theo Terzaghi khi nền không có Giếng cát chúng ta có thể áp

dụng bài toán cố kết một chiều, nhưng khi nền có làm Giếng cát bài toán trở thành

cố kết ba chiều đối xứng trục

Việc gia tải bằng tải trọng thẳng đứng trong quá trình nén cố kết nền đất yếu

thực chất là tăng áp lực lớn hơn áp lực thường xuyên trên nền đất tự nhiên, và có

thể coi áp lực đấy chính là áp lực của nền đất đắp gia tải

Gia tải trước có thể loại trừ toàn bộ hay một phần tổng lún dự đoán gây nên bởi

quá trình cố kết chính đối với hầu hết các loại đất có tính nén lún Tải trọng gia tải

có tác dụng đẩy nhanh tốc độ lún trong quá trình nén chính và giảm mức độ lún

gây ra bởi quá trính lún thứ cấp

Trang 23

Khi một nền đắp hay một vùng tải trọng phân bố được tác dụng lên nền đất bão

hòa nước, nền đất dính, thì kết quả lún có thể phân ra thành ba thành phần (giai

đoạn) như sau:

- Lún ban đầu: Xuất hiện trong quá trình gia tải khi tải trọng gia tải vượt quá

áp lực nước lỗ rỗng có trong nền đất tự nhiên Nếu nền đất có khả năng thấm

kém và khá dày, thì áp lực nước lỗ rỗng dư xuất hiện khi đất chưa thoát nước

Kết cấu của đất sẽ được định dạng lại do tác dụng của ứng suất cắt, và cơ bản

là không có sự thay đổi về thể tích

- Lún cố kết chính: Phát triển trong quá trình thoát nước lỗ rỗng trong đất nền

Thể tích đất thay đổi do đó xuất hiện lún, và khi đó áp lực nén sẽ chuyển từ áp

lực nước lỗ rỗng sang các hạt đất (áp lực có hiệu) Tốc độ của quá trình lún

chính sẽ bị ảnh hưởng bởi tốc độ thoát nước lỗ rỗng Tốc độ thoát nước phụ

thuộc vào sự thay đổi thể tích và khả năng thấm của lớp đất khu vực xung

quanh Giếng cát

- Lún thứ cấp: Hình thành sau giai đoạn lún chính, là thời kỳ lún lâu dài, xuất

hiện khi áp lực nước lỗ rỗng dư hầu như đã bị triệt tiêu và ảnh hưởng của áp

lực về thực tế là không đổi Sự thay đổi thể tích và phát triển lún thường được

miêu tả bằng quan hệ tuyến tính giữa lún và hàm Log(thời gian)

Để đơn giản cho việc phân tích, ta giả định rằng ba thành phần trên xuất hiện

riêng biệt theo từng giai đoạn Trên thực tế hiện tượng lún do tải trọng nền đắp là

phức tạp hơn so với giả định trên Trong một số trường hợp thì độ lớn của một hay

nhiều thành phần là rất nhỏ Tuy vậy, hầu hết các trường hợp được giả định một

cách giản đơn và do đó công việc thiết kế sẽ được trình bày một cách hợp lý hơn

Vai trò tương đối và độ lớn của mỗi thành phần lún phụ thuộc vào rất nhiều

nhân tố, ví dụ: thể loại đất và tính chất cơ lý, chỉ số nén, quá trình nén lún trước

đây, độ lớn tải trọng, tốc độ gia tải và mối quan hệ giữa diện tích gia tải và chiều

dày lớp đất chịu ảnh hưởng lún

Khi thiết kế tính toán công trình gia tải trước, cần hải xem xét sự khác nhau

của những giả định về quá trình diễn biến của lún, chẳng hạn như chuyển dịch

trượt hay sự thiếu tương quan giữa lún cố kết và việc tiêu giảm áp lực nước lỗ rỗng

Trang 24

có thể làm mất hiệu quả của việc áp dụng giả định quy ước về dự báo và quá trình

gia tải

2.1.3 Trình tự và điều kiện thiết kế, phạm vi áp dụng giếng cát kết hợp gia tải

Khi thiết kế Giếng cát phải thu thập các thông tin sau:

- Báo cáo về khảo sát địa chất

- Báo cáo thí nghiệm trong phòng không phá hoại kết cấu

- Lịch sử chịu tải

- Tải trọng thiết kế kết cấu

Việc khảo sát đất nền đưa ra những thông tin về mặt cắt địa chất, chiều dày lớp

đất yếu phải xử lý, chiều sâu cần xử lý và cao trình mực nước ngầm Các thí

nghiệm trong phòng phải cho các hệ số cố kết Cv hoặc Ch, chỉ số nén lún Cc, chỉ

số nở Cr, dung trọng  hệ số rỗng eo và p

áp lực trước cố kết của đất yếu

Khi bố trí Giếng cát trên đầm lầy mới khẩn hoang phải dựa vào lịch sử chịu tải

trước đó để dự đoán độ cố kết đã xảy ra

Sau khi có các thông tin trên đây một thiết kế hoàn chỉnh sẽ cho các kết quả

sau:

- Độ cố kết có thể đạt được

- Thời kỳ gia tải

- Tải trọng gia tải

- Kích thước Giếng cát

- Khoảng cách giữa các Giếng cát

Độ cố kết yêu cầu dựa vào trị số độ lún cho phép sau khi xây dựng Để thoả

mãn tối đa hiệu suất của kết cấu thì cần phải đạt được 100% độ cố kết sơ cấp khi

chịu tác dụng của tải trọng thiết kế Với đất sét hữu cơ hoặc đất có độ nén lún thứ

cấp lớn thì cần phải đạt được trên 100% độ cố kết sơ cấp dưới tác dụng của tải

trọng thiết kế

Với kết cấu ít quan trọng như là nền đường ôtô, có thể cho phép có một độ lún

nhất định sau khi xây dựng, có thể không cần đạt 100% độ cố kết sơ cấp

Trang 25

Khi đã đạt 100% độ cố kết sơ cấp dưới tác dụng của tải trọng thiết kế, có thể

xác định độ cố kết yêu cầu đạt được khi sử dụng Giếng cát thẳng đứng bằng tỉ số

của độ lún cuối cùng do tải trọng thiết kế và độ lún cuối cùng do gia tải:

S1: Độ lún cố kết cuối cùng do gia tải

S2: Độ lún cố kết cuối cùng do tải trọng thiết kế

Có thể tính độ lún cố kết theo đường cong e log  hoặc theo công thức Khi sử

dụng đường cong e log  , sự thay đổi độ rỗng e do thay đổi ứng suất có hiệu từ

trị số ban đầu e o đến trị số cuối cùng f  o   

cũng có thể đọc được trên đường cong

Độ lún cuối cùng được tính theo công thức sau:

H e

e S

c H e

C S



log 1

(2-3) Với đất sét quá cố kết, công thức tính độ lún là:

c o

p o

e

C H

e

C S

log 1

(2-4) Xét đến sự phân bố ứng suất, ta có thể chia lớp đất sét thành nhiều lớp nhỏ và

p r

n

i

C C

e

H S

1 1

Các kí hiệu trong phương trình trên là:

Trang 26

Đường kính và khoảng cách của các Giếng cát thông thường tương ứng là

30-50cm và từ 2,0m-3,5m Để tránh sử dụng các Giếng cát quá lớn, khoảng cách quá

gần nhau và không cần thời gian gia tải lâu, tải trọng gia tải thường chỉ cần đạt

không quá 90% độ cố kết yêu cầu

Trình tự thiết kế Giếng cát: Việc thiết kế giếng cát là một quá trình tính thử

dần, trình tự sau:

Bước 1: Tính độ lún cố kết cuối cùng do tải trọng thiết kế gây ra

Bước 2: Chọn tải trọng gia tải với giá trị thường trong khoảng từ 120% đến

130% tải trọng thiết kế và tính độ lún cuối cùng do tải trọng thiết kế đó gây ra

Bước 3: Tính độ cố kết yêu cầu Uyc từ độ lún tìm được trong các bước 1, 2

Bước 4: Giả định một số kích thước của giếng cát và khoảng cách giữa các

giếng rồi tính :

(2.6)

D=1,50s với mạng lưới tam giác

D=1,13s với mạng lưới hình vuông

Trong đó:

-n: nhân tố xét đến ảnh hưởng của khoảng cách bố trí giếng cát và đường kính giếng

- D: đường kính vùng ảnh hưởng của một giếng

- dw: đường kính của giếng cát

- s: khoảng cách giữa các giếng từ tâm đến tâm

Bước 5: Cho thời gian gia tải t, tính nhân tố thời gian.[6]

Trang 27

(2.7)

(2.8)Trong đó: - H= tổng chiều dày lớp đất yếu khi thoát nước một chiều

- H=1/2 tổng chiều dày lớp đất yếu khi thoát nước hai chiều

- Giả thiết: - Ch = 3Cv với các cọc cát không chuyển vị

- Ch = 1,5Cv với các cọc cát chuyển vị

Nếu việc gia tải được tiến hành theo từng cấp thì chức năng của tải trọng được

xác định gần đúng theo chức năng của bước và phải tính nhân tố thời gian cho từng

bước

Bước 6: Tính độ cố kết thoát nước thẳng đứng Uv theo công thức hoặc sử dụng

toán đồ Nếu việc chất tải phức tạp thì sử dụng nguyên tắc xếp chồng để tính Uv

tổng

Bước 7: Tính độ cố kết thoát nước hướng tâm Uh theo công thức hoặc sử dụng

toán đồ Nếu cần thì theo nguyên tắc xếp chồng để tính Uh tổng

Bước 8: Tổ hợp việc thoát nước thẳng đứng và hướng tâm thì được độ cố kết

tổng:

(1-U) = (1- UV).(1- Uh) hoặc U = UV + Uh - UV.Uh

Bước 9: Kiểm tra xem U > Uyc Nếu U < Uyc thì tăng U bằng cách tăng dw,

giảm s và tăng t (nếu có thể) và tính lại Nếu điều kiện thực tế và giá thành không

cho phép tăng U thì tăng tải trọng gia tải để giảm Uyc Tính lại các bước từ 1 đến 8

để tìm U cho tới khi U > Uyc thì được phương án thiết kế tối ưu

Việc áp dụng phương pháp giếng cát đạt hiệu quả cao đòi hỏi thỏa mãn đồng

thời hai điều kiện sau:

- Áp lực do nền đắp và gia tải sinh ra trong nền đất yếu phải lớn hơn áp lực

tiền cố kết của đất yếu

- Nước được thoát ra trong quá trình cố kết phải được đưa ra khỏi phạm vi nền

đắp Điều kiện này đòi hỏi trong quá trình thi công phải có biện pháp cấu tạo

sao cho nước thoát ra trong quá trình cố kết được đưa ra ngoài phạm vi nền

2

H

t C

h 

Trang 28

đắp nhanh nhất ( thường thì chúng ta sẽ sử dụng lớp đệm cát đủ dày để thoát

nước ra khỏi phạm vi xử lý lún)

Giếng cát có hai tác dụng chính sau đây:

- Tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền, do đó làm cho công trình ở trên nhanh

chóng đạt đến giới hạn ổn định về lún, đồng thời làm cho đất nền biến dạng

đồng đều

- Trong trường hợp nếu khoảng cách giữa các giếng cát được chọn thích hợp

thì nó còn có tác dụng làm tăng độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của đất

nền tăng lên một cách đáng kể

- Phương pháp giếng cát dùng để tăng cường ổn định của móng trên nền đất

yếu đã được sử dụng rộng rãi trên thế giới và trong nước Giếng cát được sử

dụng trong rất nhiều lĩnh vực: giao thông vận tải, khu công nghiệp, cầu đường,

bến bãi, các sân bay v.v

Thời gian gia tải đối với phương pháp giếng cát phụ thuộc vào địa điểm địa

chất và tính chất của công trình, thông thường thời gian gia tải từ 6-12 tháng

2.1.4 Thiết kế giếng cát

2.1.4.1 Thiết kế tầng đệm cát[6]

Độ chặt đầm nén của tầng đệm cát chỉ yêu cầu đạt 0,9 độ chặt đầm nén tiêu

chuẩn (phục vụ xe máy thi công các lớp trên)

Bề rộng mặt tầng cát đệm phải rộng hơn đáy nền đắp mỗi bên tối thiểu là 0,5 

1m; mái dốc và phần mở rộng hai bên của tầng cát đệm phải cấu tạo tầng lọc

ngược để nước cố kết thoát ra không lôi theo cát, nhất là khi lún chìm vào đất yếu

nước cố kết vẫn có thể thoát ra và khi cần thiết dùng bơm hút bớt nước sẽ không

gây phá hoại tầng cát đệm

Cát phải là loại cát có tỷ lệ hữu cơ < 5%, cỡ hạt lớn hơn 0,5mm chiếm trên

50%, cỡ hạt nhỏ hơn 0,14mm chiếm ít hơn 10% và đồng thời phải thoả mãn một

trong hai điều kiện sau:

(2-9)

6 10

60 

D D

Trang 29

và <3 (2-10) Trong đú:

D30 - Kớch cỡ hạt mà lượng chứa cỏc cỡ nhỏ hơn nú chiếm 30%

D10 - Kớch thước đường kớnh hạt mà lượng chứa cỏc cỡ nhỏ hơn chiếm 10%

2.1.4.2 Khoảng cỏch giữa cỏc giếng cỏt

Hỡnh 2.3: Bố trị mạng giếng cỏt

Khoảng cỏch cỏc Giếng cỏt phụ thuộc vào đường kớnh Giếng cỏt cũng như tốc

độ cố kết của nền đất Dựa vào đặc tớnh của nền đất và tớnh chất tỏc dụng của tải

trọng, ứng với mỗi loại đường kớnh để khoảng cỏch giữa cỏc Giếng một cỏch hợp

lý Theo kinh nghiệm, khoảng cỏch giữa cỏc Giếng cỏt cú thể chọn trong phạm vi 8

- 10 lần đường kớnh Giếng (tim - tim)

2.1.4.3 Chiều sõu giếng cỏt

Chiều dày lớp đệm cát

giếng cát

Hỡnh 2.4: Chiều sõu giếng cỏt

Để đảm bảo phỏt huy được hiệu quả thoỏt nước này thỡ chiều cao nền đắp tối

thiểu nờn là 4m và khi thiết kế cần thoả món cỏc điều kiện dưới đõy:

vz +z (1,2  1,5)pz (2-11)

1

) ( 60 10

2

30 

D D D

Mạng giếng cát hình vuông Mạng giếng cát hình tam giác luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 29 of 95.

Trang 30

(2-12) Trong đó:

vz - Ứng suất (áp lực) thẳng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất yếu gây ra ở độ sâu z (MPa)

(2-13)

i và hi - Trọng lượng thể tích và bề dày lớp đất thứ i nằm trong phạm vi từ mặt

tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z=0) đến độ sâu z trong đất yếu; chú ý rằng

đối với các lớp đất yếu nằm dưới mức nước ngầm thì trị số i phải dùng trọng

lượng thể tích đẩy nổi (trừ đi 1)

z - Ứng suất thẳng đứng do tải trọng đắp (phần nền đắp và phần đắp gia tải

trước nếu có, nhưng không kể phần chiều cao đắp hx quy đổi từ tải trọng xe cộ) gây

ra ở độ sâu z trong đất yếu kể từ đáy nền đắp (MPa); z được tính theo toán đồ

Osterberg ở Phụ lục II “Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất

yếu”.[6]

pz - Áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất yếu (MPa); pz được xác định từ thí

nghiệm cố kết theo hướng dẫn và quy định ở Phụ lục I “Quy trình khảo sát thiết kế

nền đường ô tô đắp trên đất yếu”.[6]

Nếu không thoả mãn các điều kiện nói trên thì có thể kết hợp với biện pháp gia

tải trước

Giếng cát chỉ nên dùng loại có đường kính từ 35-45cm, bố trí kiểu hoa mai với

khoảng cách giữa các Giếng bằng 8-10 lần đường kính Giếng

Việc quyết định chiều sâu Giếng cát là một vấn đề quan trọng về kinh tế - kỹ

thuật đòi hỏi người thiết kế cần phải cân nhắc cụ thể khi tính toán

2.1.4.4 Tính toán khối lượng cát cần thiết đổ vào ống vách

Hình 2.5: Kích thước ống vách

6 , 0 lg

) lg(

lg ) lg(

vz

pz z

Trang 31

Khối lượng cát cần thiết đổ vào ống vách:

(2-14) Trong đó:

- Qtt: Khối lượng thực tế cát đổ vào ống vách (m3

2.1.4.5 Chiều sâu vùng ảnh hưởng za theo 22tcn 262-2000[6]

Chiều sâu vùng đất yếu bị lún dưới tác dụng của tải trọng đắp hay phạm vi chịu

ảnh hưởng của tải trọng đắp za được xác định theo điều kiện:

(2-18) Trong đó:

za - ứng suất do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu Za (nếu phục vụ cho việc tính độ

lún tổng cộng S thì tải trọng đắp cũng chỉ gồm tải trọng đắp thiết kế)

vza - ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp phía trên gây ra ở độ sâu Za (có

xét đến áp lực đẩy nổi nếu các lớp này nằm dưới mức nước ngầm)

(2-19)

i và hi - Trọng lượng thể tích và bề dày lớp đất thứ i nằm trong phạm vi từ mặt

tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z=0) đến độ sâu z trong đất yếu; chú ý rằng

đối với các lớp đất yếu nằm dưới mức nước ngầm thì trị số i phải dùng trọng

lượng thể tích đẩy nổi

v c

tt L V A R

Q 

2 2

d

D

V 

) ( 4



) ( 94 , 0 2 , 1 4

2 2

2

m L D d

d

D L

) ( 94 ,

Trang 32

Khi sử dụng các phương tiện thoát nước theo phương thẳng đứng thì nước cố

kết ở các lớp sâu trong đất yếu dưới tác dụng tải trọng đắp sẽ có điều kiện để thoát

nhanh Tuy nhiên, để đảm bảo phát huy được hết hiệu quả thoát nước này thì chiều

cao nền đắp tối thiểu nên là 4m và khi thiết kế cần thoả mãn các điều kiện dưới

đây:

vz +z (1,2  1,5)pz (2-20) Trong đó:

vz - Ứng suất thẳng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất yếu gây ra ở độ

sâu z

z - Ứng suất thẳng đứng do tải trọng đắp (phần nền đắp và phần đắp gia tải

trước nếu có, nhưng không kể phần chiều cao đắp hx quy đổi từ tải trọng xe cộ) gây

ra ở độ sâu z trong đất yếu kể từ đáy nền đắp (MPa); z được tính theo toán đồ

Osterberg

pz - Áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất yếu (MPa); pz được xác định từ

thí nghiệm cố kết theo hướng dẫn và quy định ở Phụ lục I

Kết luận: Khi tính theo lý thuyết thấm một chiều của Terzaghi còn tồn tại một

số vấn đề cần xem xét sau đây:

- Mô hình cố kết thấm của Terzaghi đưa ra còn đơn giản, trong thực tế không

phải cứ có chênh áp là xảy ra dòng thấm, mà để xảy ra thấm độ chênh áp phải

vượt qua giới hạn Gradien thuỷ lực ban đầu Mặt khác đất không thể hoàn toàn

bão hoà được

- Quá trình cố kết của đất yếu so với giả thiết của Terzaghi trên thực tế phức

tạp hơn nhiều, bao gồm: cố kết sơ cấp (cố kết thấm) và cố kết thứ cấp (từ

biến)

+ Cố kết sơ cấp: là quá trình nước thoát khỏi lỗ rỗng của đất từ nơi có áp lực

cao đến nơi có áp lực thấp, làm giảm lỗ rỗng trong đất và đất được nén chặt lại

+ Cố kết thứ cấp: sau khi nước trong lỗ rỗng thoát ra hết dưới tác dụng của tải trọng đắp các hạt đất vẫn tiếp tục xích lại gần nhau hơn, do sự dão của khung

Trang 33

kết cấu đất, các hạt nhỏ sẽ trượt sâu vào chỗ có lỗ rỗng lớn hơn Kết quả làm cho

đất nén chặt hơn nữa, hiện tượng trên gọi là từ biến

- Tốc độ lún của đất sẽ không phù hợp với thực tế nếu tiến hành giải bài toán

bằng lý thuyết và giả thiết của Terzaghi, trong thực tế độ lún sẽ vẫn còn tiếp

tục tăng khi mà áp lực nước lỗ rỗng trong đất bằng không

- Trên thực tế quan hệ giữa ứng suất và biến dạng không phải là quan hệ tuyến

tính mà quan hệ phi tuyến

- Trong lý thuyết tính của Terzaghi bỏ qua sự ảnh hưởng của gradien thuỷ lực

ban đầu (i0) Chỉ khi nào áp lực nước lỗ rỗng lớn hơn i0 thì khi đó mới có hiện

tượng thấm xảy ra trong đất

- Giả thiết hệ số thấm (k) là không thay đổi trong quá trình cố kết, điều này là

không hợp lý vì quá trình cố kết càng diễn ra thì hệ số rỗng của đất càng giảm,

mặt khác tính thấm của đất có liên quan trực tiếp đến hệ số rỗng của đất, vì vậy

hệ số thấm của đất cũng phải giảm theo trong quá trình cố kết

- Hầu hết các loại đất sét yếu trong tự nhiên đều có những tính chất dòng chảy

(dòng thấm) không đẳng hướng Tiêu biểu, khả năng thấm ngang hoặc dòng

chảy ngang thường lớn hơn dòng chảy theo phương thẳng đứng Đối với đất

mà dòng chảy theo phương ngang chiếm ưu thế thì Giếng cát hầu như đem lại

những ưu thế trong việc xử lý lún và giảm thời gian cố kết lún Vì vậy, cần

phải xét đến sự thay đổi của hệ số thấm ngang trong tính toán lún cố kết

- Trên thực tế, khi nền đất đắp cao và bề rộng lớn thì chiều sâu vùng gây lún

za khá lớn và giải pháp thiết kế không nhất thiết phải cắm Giếng cát đến hết

chiều sâu za Do đó, cần phải xác định chiều sâu cắm giếng cát hiệu quả, nhằm

giảm chi phí khi xây dựng công trình

2.1.5 Công nghệ thi công[12]

Nhà thầu phải thiết kế trước sơ đồ di chuyển làm việc của máy cắm giếng cát

trên mặt bằng của tầng đệm cát theo nguyên tắc:

- Khi di chuyển, máy không được đè lên những giếng cát đã thi công

- Hành trình di chuyển của máy là ít nhất

Trang 34

Trước khi thi công chính thức, đơn vị thi công phải tổ chức thi công thí điểm

trên một phạm vi đủ để máy di chuyển 2 - 3 lần khi thực hiện các thao tác cắm

giếng cát Thi công thí điểm đạt yêu cầu theo thiết kế thì mới được phép tiến hành

thi công đại trà

Các bước thi công chính sẽ như sau:

Hình 2.6 Trình tự thi công giếng cát

Đóng ống dẫn kín có đường kính (d) phù hợp với đường kính giếng cát được

thiết kế (D) tới cao độ chỉ ra trên bản vẽ Đường kính ống dẫn sẽ do Nhà thầu lựa

chọn, ống dẫn được trang bị van một chiều ở đầu dưới

Đổ vật liệu cát vào đầy ống dẫn làm cho cát bão hoà nước và rút ống lên từ từ,

van một chiều phải tự động mở ra Vật liệu sẽ được đầm bằng phương pháp rung

hoặc nén, tạo thành cột cát có đường kính tối thiểu (D)

Hình 2.7 Thi công cọc giếng cát

Trang 35

Sơ đồ bố trí, chiều sâu, đường kính tối thiểu của giếng cát sẽ thi công hoàn

chỉnh, cự ly giữa các giếng là những thông số làm cơ sở cho sự lựa chọn thiết bị

của Nhà thầu

Bùn đất do quá trình thi công giếng cát sinh ra phải được dọn dẹp sạch không

gây ảnh hưởng đến chất lượng lớp đệm cát thoát nước theo qui định

Hình 2.8 Gia tải trong dự án Cát Bi

2.2 Cơ sở lý thuyết tính toán xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất gia

cố xi măng

2.2.1 Giới thiệu phương pháp cọc đất gia cố xi măng

2.2.1.1 Khái niệm cọc đất gia cố xi măng

Cọc đất gia cố xi măng hay còn gọi là Cột ximăng đất (Deep soil mixing

columns, soil mixing pile) Cọc ximăng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi

gia cố và xi măng hoặc vữa ximăng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan

phun Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần

gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên Trong quá trình dịch chuyển lên, xi

măng hoặc vữa ximăng được phun vào nền đất

Mục đích của phương pháp Cọc ximăng đất đó là cải thiện các đặc trưng của

đất, như tăng sức kháng cắt, giảm tính nén lún, bằng cách trộn đất nền với xi măng

(vữa xi măng) để chúng tương tác với đất Sự đổi mới tốt hơn nhờ trao đổi ion tại

bề mặt các hạt sét, gắn kết các hạt đất và lấp các lỗ rỗng bởi các sản phẩm của

phản ứng hóa học Phân loại theo chất kết dính (xi măng, vôi, thạch cao, tro bay…)

và phương pháp trộn(khô/ướt, quay/ phun tia, guồng xoắn hoặc lưỡi cắt)

Trang 36

Công nghệ Cọc ximăng đất đã được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế

giới vào những năm 1970 Từ đó đến nay, công nghệ này đã được phát triển mạnh

mẽ mà kết quả là các thiết bị hoàn chỉnh hơn được sử dụng để tạo ra các Cọc

ximăng đất có chất lượng cao hơn với những loại chất gia cố khác nhau phù hợp

với từng loại đất và được coi là phương pháp hữu hiệu nhất trong việc xử lý nền

đất yếu có chiều dày lớn

Hiện nay, chiều dài cọc ximăng đất có thể đạt tới 50m với hệ thống thiết bị

chuyên dụng

2.2.1.2 Phạm vi và ứng dụng của cọc đất gia cố xi măng

Cọc ximăng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu Cọc xi măng

đất đã được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công

trình xây dựng giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…

Hình 2.9 - Các ứng dụng của Cọc ximăng đất ( Terashi, 1997)[7]

1, Đường bộ, ổn định/lún 2, Ổn định đê cao

như Phần Lan, Thụy Điển…

Trang 37

Tình hình ứng dụng trong nước: Ở Việt Nam, công nghệ đất gia cố xi măng đã

bắt đầu nghiên cứu từ những năm 1980 Từ đó đến nay Bộ Xây Dựng và Bộ Giao

Thông Vận Tải đã ứng dụng thi công nhiều công trình như:

Bảng 2.1– Các công trình tiêu biểu ứng dụng cọc ximăng đất ở Việt Nam

cọc (m)

Tổng mét dài đã thi công (m)

Công nghệ trộn

Trộn khô – trộn ướt

2.2.2 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng

Thi công gồm định vị, xuyên xuống và rút lên Khi xuyên xuống, lưỡi cắt sẽ

cắt và phá kết cấu đất đến độ sâu yêu cầu Khi rút lên, chất kết dính được truyền

vào đất với tốc độ không đổi, nhờ tốc độ rút khống chế cố định Cánh trộn quay

theo phương ngang, trộn đều đất với xi măng Quá trình phun (hoặc bơm) chất kết

dính để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yêu cầu có thể được thực hiện ở cả

hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ thực hiện ở một pha

Khi mũi khoan được rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất đã được

trộn đều với chất kết dính dần dần đông cứng tạo thành cọc xi măng đất

Hình 2.10 Hình ảnh về quá trình khoan và phun

Trang 38

Trên thế giới có hai công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ của Châu

Âu và công nghệ của Nhật Bản

Ở Việt Nam đang phổ biến hai công nghệ thi công Cọc ximăng đất là: Công

nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay còn gọi là

Jet-grouting) là công nghệ của Nhật Bản

- Trộn khô là quá trình phun trộn xi măng khô với đất có hoặc không có chất

phụ gia

- Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất

phụ gia

Mỗi phương pháp trộn (khô hoặc ướt) có thiết bị giây chuyền thi công kỹ thuật,

thi công phun (bơm) trộn khác nhau

2.2.2.1 Công nghệ trộn khô (Dry jet mixing)

Nguyên tắc chung của phương pháp trộn khô được thể hiện trên hình Khí nén

sẽ đưa xi măng vào đất.[7]

Hình 2.11 - Sơ đồ thi công phương pháp trộn khô

Quy trình thi công gồm các bước sau:

- Bước 1: Định vị thiết bị trộn

- Bước 2: Xuyên đầu trộn xuống độ sâu thiết kế đồng thời phá tơi đất;

- Bước 3: Rút đầu trộn lên, đồng thời phun xi măng vào đất

- Bước 4: Đầu trộn quay và trộn đều xi măng với đất

- Bước5: Kết thúc thi công

* Ưu điểm của công nghệ trộn khô: Thiết bị thi công đơn giản, hàm lượng xi măng sử dụng ít hơn, quy trình kiểm soát chất lượng đơn giản hơn công nghệ trộn

ướt

Máy nén khí Máy sấy Bồn chứa

khí

Xi măng

Trang 39

* Nhược điểm của công nghệ trộn khô: Do cắt đất bằng các cánh cắt nên gặp hạn chế trong đất có lẫn rác, đất sét, cuội đá, hoặc khi cần xuyên qua các lớp đất

cứng hoặc tấm bêtông Không thi công được nếu phần xử lý ngập trong nước

2.2.2.2 Công nghệ trộn ướt (Jet grouting)[5]

Trộn ướt dùng vữa xi măng Khi cần có thể cho thêm chất độn ( cát và phụ

gia) Khi chế tạo trụ trong đất rời dùng khoan guồng xoắn liên tục có cánh trộn và

cánh cắt hình dạng khác nhau, có đủ công suất để phá kết cấu đất và trộn đều vữa

Hình 2.12 - Sơ đồ thi công phương pháp trộn ướt

Hình 2.13: Dây chuyền khoan phun áp lực cao (Kplalc)

Cường độ và tính thấm phụ thuộc vào thành phần và đặc tính của đất (hàm

lượng hạt mịn, hàm lượng hữu cơ, loại sét, thành phần hạt…), khối lượng và chủng

loại vữa và quy trình trộn

Bơm áp lực

Kiểm soát lưu lượng

Kiểm soát độ sâu và độ

quay

Tạo trụ luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 39 of 95.

Trang 40

Hình 2.14: Thi công cọc đất dự án nhà ga Cát Bi

Bơm để chuyển vữa đến lỗ phun cần phải có đủ công suất (tốc độ truyền và áp

lực) để truyền lượng vữa thiết kế an toàn

Ưu điểm của công nghệ trộn ướt (Jet grouting):

Phạm vi áp dụng rộng, thích hợp mọi loại đất, từ bùn sét đến sỏi cuội

Có thể xử lý các lớp đất yếu cục bộ, không ảnh hưởng đến các lớp đất tốt

Có thể xử lý dưới móng hoặc kết cấu hiện có mà không cần ảnh hưởng đến

công trình

Thi công được trong nước

Mặt bằng thi công nhỏ, ít chấn động, ít tiếng ồn, hạn chế tối đa ảnh hưởng đến

các công trình lân cận

Thiết bị nhỏ gọn, có thể thi công trong không gian có chiều cao hạn chế, nhiều

chướng ngại vật

Nhược điểm của công nghệ trộn ướt ( Jet grouting ):

Hàm lượng xi măng sử dụng nhiều hơn trộn khô do có xi măng đi theo dòng

trào ngược, thiết bị thi công phức tạp đòi hỏi người vận hành thành thạo thao tác

Có thể gây ra trương nở nền và gây ra các chuyển vị quá giới hạn trong lòng

đất Áp lực siêu cao còn có khả năng gây nên rạn nứt nền đất lân cận và tia vữa có

thể lọt vào các công trình ngầm sẵn có như hố ga, tầng hầm lân cận

Định dạng
Số trang	82
Dung lượng	2,54 MB