ĐÁP ÁN MÔN ĐỊA KỸ THUẬT, ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT

Nguyên lý biện pháp giếng cát:- Gia cố đất yếu bằng cách làm cho nước trong lỗ rỗng của đất yếu thốt thẳng đứng bằng mao dẫn thơng qua các giếng bằng cát hạt trung hoặc thơ thấm nước tốt

Khái niệm hiện tượng Karst:

Karst là hiện tượng nước mặt, nước ngầm hoà tan đất đá tạo nên các khe rãnh

hoặc hang động trong đá

0,5

2 Điều kiện phát sinh:

- Đá phải có các khoáng vật dễ hoà tan: đá có khoáng vật calcit, dolomit,

halit, thạch cao (CaCO3, (Ca,Mg)CO3, NaCl, CaSO4.2H2O) thì sẽ bị ăn mòn

D

- Đá phải nứt nẻ: Trong đá nứt nẻ, khe nứt phát triển sâu vào trong khối đá,

làm tăng diện tích tiếp xúc giữa đá và nước để phản ứng hoà tan xảy ra mạnh

mẽ hơn

- Nước phải có tính xâm thực: nước có chứa axit, CO2, các ion hoà tan, các

muối hoà tan khác nhau, nếu áp suất tăng thì phản ứng xảy ra mạnh hơn

- Nước phải luôn vận động: để tạo nên sự phá vỡ cân bằng phản ứng, làm

phản ứng xảy ra theo chiều thuận

0,5

3

Biện pháp xử lý:

- Chèn lấp karst mặt và hang karst ở gần mặt đất bằng đá hộc, đá dăm, đất cấp

phối, đất sét hoặc các vật liệu khác

- Đánh sập hang động karst ở gần mặt đất bằng năng lượng nổ, nếu hang nhỏ

và ở gần mặt đất, sau đó mới xây dựng công trình

- Trung hoà ảnh hưởng của nước bằng cách cho thêm vào nước các hợp chất

hoá học để khống chế quá trình chính phát triển karst trong vùng

- Che phủ ngăn không cho nước tiếp xúc với đá bằng vật liệu như sét, bitum,

bêtông, bêtông cốt thép

0,5

- Ngăn nước không cho tiếp xúc với đá có thể phát triển karst ở bờ hồ chứa

nước bằng kè chắn Điều tiết dòng nước ngầm nước mặt ra khỏi khu vực có đá

nứt nẻ

- Phụt vữa sét, ximăng, bitum để lấp đầy khe nứt và hang động Vữa có độ

linh động nên tác dụng tốt với việc lấp hang ngầm

- Trong vùng karst dùng móng cọc thép, cọc ống bằng bê tông cốt thép chống

qua hang động, xây dựng công trình trên móng cọc

Câu 3 (2 điểm):

1 Móng là một bộ phận liên kết với kết cấu bên trên của công trình có nhiệm vụ

truyền toàn bộ tải trọng công trình và phân bố tải trọng xuống nền đất; 0,5

2

Phân loại móng: Móng nông và móng cọc

Ưu điểm móng nông:

- Hình dạng, cấu tạo đơn giản, thường chọn hình chữ nhật hoặc vuông

- Biện pháp thi công đơn giản, có thể dùng biện pháp thi công thủ công hoặc

cơ giới tùy thuộc vào địa hình và chi phí xây dựng

0,5

Ưu điểm móng cọc:

- Tải trọng bên trên được truyền xuống cho đất xung quanh cọc và lớp đất tốt

hoặc tầng đá gốc dưới sâu Do đó móng cọc có khả năng chịu tải trọng lớn, độ

lún, chuyển vị ngang của móng nhỏ

- Công nghệ thi công phổ biến, có thể cơ giới hoá việc thi công

0,5

- Móng cọc được đặt sâu trong nền đất tốt, trong quá trình sử dụng công trình

không gây lún ảnh hưởng đến công trình lân cận

- Trong quá trình thực hiện dễ dàng thay đổi các thông số của cọc ( L,d…) phù

hợp với địa chất công trình

- Cao độ của đài móng có thể dễ dàng thay đổi để chọn đặt ở độ cao tùy ý phù

hợp với kết cấu và mỹ quan của công trình

0,5

Câu 4 (3 điểm):

1

Nguyên lý: 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 trên Trong quá trình dịch

chuyển lên, ximăng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn

hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt)

0,5

- Cọc đất – xi măng được sử dụng để giảm độ lún, tăng cường ổn định và sức

chống đỡ cho nền đường, nền đê, mố cầu, thành hố đào…

- Giảm ảnh hưởng của công trình lân cận, chống nâng đáy hố đào, chốngchuyển dịch ngang của móng cọc;

- Thích hợp nhất đối với địa chất nền là cát

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

- Thiết bị thi công thi công tương đối phức tạp, đòi hỏi người kỹ sư phải thànhthạo

Khái niệm phong hoá đất đá: là một hiện tượng địa chất tự nhiên trên bề mặt

Trái Đất diễn ra liên tục, làm biến đổi về thành phần, kiến trúc, cấu tạo của đất

đá dưới tác dụng của các tác nhân không khí, nước và nhiệt độ 0,5

2

Các biện pháp xử lý khi xây dựng công trình ở nơi đất đá bị phong hóa

- Bóc bỏ lớp phong hoá thường dùng khi công trình nhỏ, bề dày tầng phong

hoá không lớn

- Che phủ bằng vật liệu chống phong hoá để bảo vệ bờ dốc nhằm giảm tốc độ

phong hoá Vật liệu che phủ chọn vật liệu rẻ và dễ thi công, có thể dùng

silicat, bitum, xi măng, đất sét

1,5

- Trung hoà tác nhân gây phong hoá: cho thêm các hợp chất hoá học vào

nước để khống chế một số phản ứng chiếm ưu thế Biện pháp không kinh tế,

vì có nhiều nguy cơ rủi ro không như dự tính lý thuyết

- Cải tạo tính chất của đá bị phong hoá (gia cố đất đá) bằng phương pháp phụt

vữa cố kết và chống thấm làm giảm khả năng thấm, tăng cường độ của đá, vữa

có thể là xi măng, bitum

Câu 3 (2 điểm):

1

Khái niệm móng nông:

Móng nông là móng có được sức chịu tải bằng cách truyền tải trọng trực tiếp

tới lớp đất hay đá tại chiều sâu nông, móng xây trên hố móng đào trần, sau đó

lấp lại, độ sâu chôn móng thông thường từ 1,2 – 3,5m (<5m)

0,5

2

Đặc điểm:

- Sức chịu tải của móng là do sức kháng của đất nền dưới đáy móng

- Chiều sâu chôn móng nhỏ Df ≤ 5m, theo Terzaghi, Df/B ≤ 1,0

- Tải trọng từ kết cấu bên trên được bệ móng truyền trực tiếp xuống đất nền

0,5

3 Phạm vi sử dụng: áp dụng cho những công trình chịu tải trọng nhỏ, lớp đất tốt

Nguyên lý biện pháp giếng cát:

- Gia cố đất yếu bằng cách làm cho nước trong lỗ rỗng của đất yếu thốt thẳng

đứng bằng mao dẫn thơng qua các giếng bằng cát hạt trung hoặc thơ (thấm nước

tốt) dưới tác dụng của tải trọng gia tải trước;

- Đường kính D=30-50cm (phổ biến là 40cm) với chiều dài cĩ thể tới 28-30m

- Xây dựng các cơng trình cĩ kích thước và tải trọng lớn thay đổi theo thời gian

như nền đường, sân bay, bản đáy các cơng trình thủy lợi…

0,5

3

Ưu điểm:

- Cĩ thể xử lý nền đất yếu cĩ chiều sâu lớn (>20m);

- Tốc độ cố kết của nền nhanh hơn so với phương pháp bấc thấm, nên thời gian

chờ lún cố kết nhỏ và độ lún dư sau khi xử lý nhỏ;

- Mức độ rủi ro thấp, diễn biến lún khơng phức tạp;

- Khả năng chống mất ổn định trượt sâu của nền cao hơn so với dùng bấc thấm

1,5

4

Nhược điểm:

- Phải cĩ thiết bị thi cơng, nhất là khi chiều sâu cần xử lý hơn 20m (khi chiều sâu

nhỏ, cĩ thể cải tiến máy thi cơng từ các máy đào, cần cẩu);

- Phải tốn cát cĩ hệ số thấm cao để lấp giếng (thường dùng cát hạt trung, hạt thơ

được sàng tuyển kỹ);

- Cĩ thể xảy ra hiện tượng cát nhồi làm giếng bị ngắt quãng, làm giảm tác dụng

dẫn nước của giếng;

- Tốc độ thi cơng chậm hơn bấc thấm

Cấ u tạo giế ng cá t trê n mặ t bằ ng.

0,5

ĐỀ 3:

Câu 1 (3 điểm):

Hệ số rỗng ban đầu của đất:

Nguyên lý của thí nghiệm xuyên tĩnh là đo sức kháng xuyên của đất khi ấn

một mũi xuyên có hình dạng và kích thước quy định vào trong đất nhờ lực tĩnh

của kích thủy lực hay lực ép của hệ thống vít me, sức kháng xuyên của đất

càng lớn chứng tỏ độ bền của đất đá càng cao

0,5

2 dụng cho đất cát chặt, sét cứng, dăm sạn, cuội sỏi.Phạm vi áp dụng: Áp dụng cho các loại đất cát, cát pha, sét pha …, không áp 0,5

3

Ưu nhược điểm của thí nghiệm CPT

- Thí nghiệm CPT dễ làm, có thể được nối máy tính và kết hợp theo dõi áp lực

nước lỗ rỗng theo chiều sâu;

- Không xác định được loại đất (nên phải dùng kết hợp với khoan lấy mẫu),

các chỉ tiêu tính liên hệ có độ tin cậy không lớn, nên chỉ dùng định hướng cho

thiết kế, chứ không được dùng trực tiếp trong tính toán

- Dùng để xác định, kiểm tra, đánh giá sức chịu tải của cọc và thiết lập biểu đồ

quan hệ tải trọng và biến dạng;

- Tìm kiếm những thông số nhằm xác định tính ổn định của nền đất, độ rung,

lún, sức chịu tải của cột tính đàn hồi;

- Là cơ sở để các kỹ sư xây dựng tính toán kết cấu nền móng cho công trình

0,5

2

Phạm vi sử dụng:

- Áp dụng cho cọc đơn thẳng đứng, cọc đơn xiên, không phụ thuộc vào kích

thước và phương pháp thi công (đóng, ép, khoan thả, khoan dẫn, khoan

nhồi…) trong các công trình xây dựng;

- Không áp dụng thí nghiệm nén tĩnh cho cọc tre, cọc cát và trụ vật liệu rời

0,5

Ưu điểm:

- Kết quả đáng tin cậy;

- Phản ánh được tương đối chính xác sự làm việc của cọc trong nền

Nguyên lý biện pháp thay đất:

- Đào bỏ một phần lớp đất yếu đến chiều sâu do tính toán yêu cầu và sau đó thay

bằng lớp cát, cuội sỏi rồi đầm chặt

- Vật liệu thường được sử dụng là cát nên phương pháp này còn có tên gọi là

đệm cát

- Phía dưới tầng đệm cát có thể vẫn là tầng đất yếu và tầng đệm cát được xem

như là lớp balát dưới móng công trình

0,5

2

Phạm vi sử dụng:

- Khi lớp đất yếu dưới đáy móng bão hòa nước như sét nhão, cát pha, sét pha

nhão, bùn, than bùn; có chiều dày nhỏ hơn 3m, dưới đó là lớp đất chịu lực tốt;

- Những công trình chịu tải trọng không lớn lắm hoặc không yêu cầu chặt chẽ về

- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng;

- Tăng nhanh khả năng thoát nước cố kết từ phía dưới đất yếu lên mặt đất tự

nhiên dưới tác dụng của tải trọng công trình

0,5

4

Nhược điểm:

- Không áp dụng được cho nền đất yếu có chiều dày lớn do khối lượng đào đắp

tương đối lớn sẽ đẩy giá thành công trình lên cao;

- Khi tầng đệm cát nằm trong vùng có nước ngầm thay đổi thì tầng đệm cát có

nguy cơ bị nước ngầm cuốn đi gây lún sụt cục bộ cho công trình hoặc giảm độ

0,5

6

Vai trò của đệm cát: đệm cát được xem là lớp balat dưới đáy móng công trình có

tác dụng tăng sức chịu tải cho nền, giảm lún lệch, thoát nước từ đất yếu bên dưới

(m)Cường độ phân bố ALĐBĐ: 0  z  0,6m

Ý Nội dung Điểm 1

Hiện tượng chuyển dịch bờ dốc (hiện tượng trượt) là hiện tượng địa chất công

trình được biểu hiện bằng các khối đất đá di chuyển từ đỉnh dốc xuống chân

dốc, theo những tốc độ và cơ chế khác nhau, dưới tác dụng của trọng lượng

- Không đào xẻ chân dốc

- Không canh tác, chặt cây, dẫy cỏ trên sườn dốc, không xây dựng công trình

nặng trên sườn dốc

- Không làm đọng nước trên sườn dốc

- Không chất tải, không nổ mìn ở sườn dốc

- Quy định chạy tốc độ tàu, xe qua khu vực sườn dốc

0,5

3

Biện pháp chống:

- Thiết kế lại bờ dốc: làm thoải hơn, ít chênh cao hơn

- Thoát nước: Rãnh đỉnh, rãnh biên để thu và thoát nước mặt

- Che phủ chống phong hoá: dùng thực vật, đất sét, đất cấp phối, bitum,

bêtông, nilon, lưới,…

- Gia cố đất đá: Đầm chặt đất khi đắp đường, đê, đập… Phun vữa gắn kết và

làm chắc đá Dung dịch ximăng có thể phụt vào các lỗ khoan

- Xây dựng các công trình kỹ thuật: Bệ phản áp, vòm đối tải để cân bằng lực

với khối trượt Tường chắn, tường chống ở các taluy đường đào đường đắp

Kè chắn sóng và kè hướng dòng để chỉnh dòng nước mặt không cho phá vỡ

góc nghiêng của sườn dốc …

Móng cọc là một loại móng sâu mà sức chống của nó có được bằng truyền tải

trọng tới đất hay đá tại độ sâu nào đó bên dưới kết cấu bằng khả năng chịu lực

tại đáy, sự dính bám hay ma sát, hoặc cả hai

- Tải trọng đứng lớn, đặc biệt khi chịu kéo;

- Mái dốc, địa tầng bên trên có độ nghiêng lớn;

- Công trình quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao;

- Sửa chữa nhà hư hỏng do phần nền móng gây ra, nâng tầng

1,0

3 Móng cọc chia làm hai loại: móng cọc đài thấp và móng cọc đài cao

4 0,5

Câu 4 (3 điểm):

1

Nguyên lý biện pháp giếng cát:

- Dùng biện pháp nào đó tạo nên các lỗ có đường kính 20 ÷ 40cm trên nền đất

yếu rồi nhồi đầy cát vào những lỗ này và đầm chặt;

- Sau khi làm cọc cát xong, trước khi xây móng, nên rải một lớp cát cùng loại

với cọc cát dưới móng dày khoảng 20cm để dễ thoát nước

0,5

2

Phạm vi sử dụng:

- Công trình chịu tải trọng lớn trên nền đất cát rời rạc (Id1/3) hoặc tỉ lệ khe hở

tương đối lớn hoặc đất cát pha, sét pha có chỉ số độ sệt IL³1; chiều dày lớp đất

yếu cần gia cố lớn hơn 3m;

- Không dùng cọc cát trong các trường hợp: Đất quá nhão yếu (khi hệ số rỗng

nén chặt e >1), chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng < 3m

0,5

3

Ưu điểm:

- Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi những thiết bị thi công phức tạp;

- Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm

50%, so với cọc gỗ giảm 30%), không bị ăn mòn, xâm thực;

- Độ tin cậy cao vì khi đóng cọc đến đâu thì thể tích lỗ rỗng trong nền đất giảm

đi đến đó làm cho đất chặt ngay khi thi công, có thể sử dụng ngay khi lớp đất

yếu nằm tương đối sâu

- Nếu cọc cát còn thoát nước thì có khả năng dễ bị tắc đường thấm do các hạt

nhỏ chui vào cọc và có thể bị ngắt đường thấm do nền đất bị biến dạng

Khoan thăm dò là công tác mở đất đá bằng thiết bị khoan Công trình khoan

tiết diện tròn (đường kính khoan thăm dò không quá 300mm), phân bố thẳng

2 Mục đích của khoan thăm dò: xác định địa tầng; lấy mẫu đất nguyên dạng và

không nguyên dạng; tạo chỗ thí nghiệm hiện trường; phát hiện nước dưới đất;

0,5

phát hiện karst, mặt trượt, đứt gãy.

3 Mẫu nguyên dạng lấy được khi khoan là khối trụ kích thước cao 20-25cm

được bảo quản trong hộp sắt giữ nguyên độ ẩm và kết cấu 0,5

4 Các thí nghiệm hiện trường được tiến hành trong hố khoan: CPT, SPT, FVT,PMT 0,5

Câu 3 (2 điểm):

1 Móng là một bộ phận liên kết với kết cấu bên trên của công trình có nhiệm vụtruyền toàn bộ tải trọng công trình và phân bố tải trọng xuống nền đất; 0,5

2

Nền là vùng đất chịu ảnh hưởng trực tiếp của tải trọng móng truyền xuống,

được giới hạn bằng đường cong dạng như bóng đèn tròn, ngoài phạm vi này

ứng suất gây ra do móng truyền tới không đáng kể, biến dạng gây nên trong

nền đất là nhỏ có thể bỏ qua

1,0

3

4

Việc lựa chọn phương án móng phụ thuộc vào các yếu tố chính sau:

- Điều kiện địa chất công trình và địa chất thủy văn;

- Kết cấu công trình bên trên;

- Yêu cầu độ tin cậy (tầm quan trọng và quy mô của công trình);

- Điều kiện thi công (công nghệ, môi trường thi công…)

- Thoát nước thẳng đứng từ nền đất yếu lên lớp đệm cát bằng bấc thấm kết hợp

với việc gia tải trước, làm tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu;

0,5

2

Phạm vi sử dụng:

- Xây dựng nền đường trên đất yếu có yêu cầu tăng nhanh tốc độ cố kết và tăng

nhanh cường độ của đất yếu;

- Tôn nền trên đất yếu để làm mặt bằng chứa vật liệu, để xây dựng các kho chứa

một tầng, để xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp loại nhỏ có tải

trọng phân bố trên diện rộng;

0,5

Ưu điểm:

- Công nghệ thi công phổ biến, thiết bị thi công đơn giản;

- Thời gian thi công nhanh hơn giếng cát;

- Vật liệu được sản xuất trong nhà máy;

- Phù hợp với những vị trí có chiều dày lớp đất yếu nhỏ hơn 20m

1,0

4

Nhược điểm:

- Tốc độ cố kết chậm, thời gian chờ lún cố kết lâu hơn biện pháp giếng cát;

- Chiều sâu xử lý nhỏ hơn biện pháp giếng cát;

- Tốc độ thoát nước giảm theo thời gian, độ lún dư sau khi xử lý lớn hơn biện

1,0

Hệ số nén lún ứng với cấp áp lực từ 300 ÷ 400 kPa

(kPa-1)

0,5

Hệ số nén lún tương đối ứng với cấp áp lực từ 300 ÷ 400 kPa

Hiện tượng cát chảy (đất chảy) là hiện tượng đất cát bão hoà nước chảy vào

các công trình đào cắt qua nó, dưới dạng dịch thể, với vận tốc chậm chạp,

2

Điều kiện phát sinh:

- Đối với đất đá: Đất loại cát và đất loại sét, có thể đất lẫn sạn, giữa các hạt

không có lực dính kết hoặc có lực dính nhỏ, chứa nước ở mức độ nhất định,

- Gia cố đất đá: dùng đệm dăm sạn từ đá vụn, gạch vỡ hoặc mảnh bêtông vụn

sau đó đặt móng công trình tải trọng nhỏ bên trên

- Giải pháp móng cọc: dùng kết cấu móng sâu, móng cọc, giếng chìm cho các

công trình để vượt qua các lớp đất có cát chảy

Móng cọc là một loại móng sâu mà sức chống của nó có được bằng truyền tải

trọng tới đất hay đá tại độ sâu nào đó bên dưới kết cấu bằng khả năng chịu lực

tại đáy, sự dính bám hay ma sát, hoặc cả hai

- Tải trọng đứng lớn, đặc biệt khi chịu kéo;

- Mái dốc, địa tầng bên trên có độ nghiêng lớn;

- Công trình quan trọng, đòi hỏi độ tin cậy cao;

- Sửa chữa nhà hư hỏng do phần nền móng gây ra, nâng tầng

1,0

3

Ưu điểm:

- Chịu được tải trọng lớn, độ lún và chuyển vị ngang nhỏ;

- Giảm được đi phí đào và những rủi ro khi chống vách hố móng;

- Công nghệ thi công phổ biến, có thể cơ giới hoá việc thi công