PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA BẮC THẤM XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU

PHÂN TÍCH CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN SỰ LÀM VIỆC CỦA BẮC THẤM XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU

Tôi xin chân thành c m n Quí th y cô, các Giáo s , Phó Giáo s , Ti n s , và các cán b công tác t i Khoa Công trình, Phòng ào t o H và S H ã giúp tôi hoàn thành Lu n v n c ng nh trong quá trình h c t p t i Tr ng c

bi t tôi xin g i l i c m n chân thành t i PGS.TS Nguy n H ng Nam và TS Nguy n Thành Công ã giúp tôi hoàn thành b n lu n v n này Cu i cùng tôi c ng xin g i l i c m n t i b n bè, ng nghi p t i Vi n Th y công – Vi n

KH Th y l i VN c ng nh gia ình ã giúp ng viên tôi trong quá trình

h c t p và th c hi n lu n v n

M U1 1 1

I.1 1Tính c p thi t c a đ tài1 1 1

II.1 1M c đích c a đ tài1 1 1

III.1 1Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u1 2 1

IV.1 1K t qu d ki n đ t đ c1 2

1

LÝ N N T Y U1 3 1

1.1.1 1Khái ni m v đ t y u1 3 1

1.2.1 1M t s s c công trình trên n n đ t y u1 4 1

2.1.1 1Gi i thi u1 33 1

2.2.1 1C s lý thuy t bài toán c k t th m m t h ng.1 33 1

đ ng 1 36 1

2.7.1 1Các ph ng pháp thi t k b c th m1 51 1

3.2.1 1Tính toán ng su t, bi n d ng n n khi ch a x lý n n1 61 1

1

1

3.4.1 1Tóm t t Ch ng 31 83

4.1.1 1Khái quát1 84 1

4.2.1 1 nh h ng c a các ph ng pháp mô ph ng1 84 1

5.1.1 1K t lu n1 128 1

Hình 1.1: H m chui qua c u V n Thánh 2 đ ng Nguy n H u C nh 5

Hình 1.2: Hi n tr ng s c s p nh p d n c u C n th 6

Hình 1.3: X lý n n đ t y u dùng đ m cát (Ph m Quang Tu n, 2003) 9

Hình 1.4: S đ các d ng b ph n áp th ng đ c áp d ng (Ph m Quang Tu n, 2003) 12

Hình 1.5: C c cát trong n n đ t y u 14

Hình 1.6: Dây chuy n công ngh thi công tr đ t xi m ng 15

Hình 1.7: Các ng d ng c a tr đ t xi m ng tr n sâu 16

Hình 1.8: C t v t li u r i 17

Hình 1.9: Trình t thi công c c khoan nh i 20

Hình 1.10: Móng c c khoan nh i 20

Hình 1.11: Dùng v i đ a k thu t gia c n n đ t y u 21

Hình 1.10: Cách b trí h th ng gi ng cát và t i tr ng ph t m th i 28

Hình 1.12: Các s đ đ tính toán gi ng cát 29

Hình 1.13: Mô hình n n x d ng b c th m 31

Hình 2.1: S đ tính toán 34

Hình 2.2: Mô hình phân t đ n v c a m t v t thoát n c đ c bao quanh b i tr đ t (Baron, 1948) 37

Hình 2.3: S đ c a tr đ t v i v t thoát n c th ng đ ng (theo Hansbo, 1997) 39

Hình 2.4: Chuy n đ i m t phân t đ n v đ i x ng tr c thành đi u ki n bi n d ng ph ng (ph ng theo Hird và nnk, 1992 và Indraratna và Redana, 1997) 41

Hình 2.5: Ví d minh ho l i PTHH theo Hird và nnk (1992) (Yildiz, 2009) 42

Hình 2.6: Ví d minh ho l i PTHH theo Indraratna và Redana (1997) (Yildiz, 2009) 44

Hình 2.7: Xác đ nh chi u dài tính toán b c th m trong các đi u ki n thoát n c 45

đ b trí b c th m 52

Hình 2.10: S đ b trí b c th m d ng l i ô vuông (theo Yeung, 1997) 55

Hình 2.11: Bi u đ quan h gi a URrR và (T’RrR)R 1 R (theo Yeung, 1977) 57

Hình 2.12: Quan h gi a α’ và n (theo Yeung, 1977) 58

Hình 3.1: M t c t ngang đi n hình tuy n đ ng và đê sông (đo n đ p áp trúc thân đê c ) 59

Hình 3.2: S đ tính toán c a m t c t đ ng 60

Hình 3.3: Mô ph ng bài toán 61

Hình 3.4: L i ph n t h u h n 61

Hình 3.5: Bi u đ các giai đo n thi công 63

Hình 3.6a: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi đ p đ t đ n cao trình +3m 64

Hình 3.6b: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i 65

Hình 3.6c: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi đ t c k t hoàn toàn 65

Hình 3.7: lún t i các đi m trên tim đ ng theo th i gian 66

Hình 3.8a: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi đ p đ t đ n cao trình +3m 66

Hình 3.8b: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP 2 P 67

Hình 3.8c: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi đ t c k t hoàn toàn 67

Hình 3.9a: Phân b áp l c n c l r ng d khi đ p đ n cao trình đ nh 68

Hình 3.9b: Phân b áp l c n c l r ng d khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP 2 P 69

Bi n thiên áp l c n c l r ng d theo th i gian t i các đi m trên

đ ng tim đ ng 70

Hình 3.10: K t qu tính n đ nh t i giai đo n đ p đ n cao trình +3m 70

Hình 3.11: S đ các thông s tính toán b c th m 71

Hình 3.12: M t c t ngang đi n hình tuy n đ ng đê bao H i Phòng khi x lý b ng b c th m 72

Hình 3.13 M t c t tính toán mô ph ng theo Hird và nnk (1992) 74

Hình 3.14: L i ph n t h u h n theo ph ng pháp Hird và nnk (1992) 74

Hình 3.15: Bi u đ các giai đo n thi công 75

Hình 3.16a: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi đ p đ t đ n cao trình +3m 77

Hình 3.16b: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP 2 P 77

Hình 3.16c: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi đ t c k t hoàn toàn 78

Hình 3.17: lún t i các đi m trên đ ng tim đ ng theo th i gian 78

Hình 3.18a: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi đ p đ t đ n cao trình +3m 79

Hình 3.18b: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP 2 P 79

Hình 3.18c: ng đ ng chuy n v theo ph ng đ ng trong thân và n n đ ng khi đ t c k t hoàn toàn 80

Hình 3.19a: Phân b áp l c n c l r ng d khi đ p đ n cao trình đ nh +3m 81

Hình 3.19b: Phân b áp l c n c l r ng d khi khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP 2 P 81

Hình 3.19c: Phân b áp l c n c l r ng d khi c k t hoàn toàn 82

Hình 3.20: K t qu tính n đ nh t i giai đo n đ p đ n cao trình +3,0m 83

Hình 4.1: M t c t tính toán mô ph ng theo Indraratna và Redana (1997) 86

đ n cao trình +3m 88

t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP

2 P

89

c k t hoàn toàn 89

khi đ p đ t đ n cao trình +3m 90

khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP

2 P

91

khi đ t c k t hoàn toàn 91

xe đi l i q = 20 kN/mP

2 P

93

đ ng tim đ ng 94 Hình 4.7: M t c t tính toán mô ph ng theo Chai và nnk (2001) 95 Hình 4.8: L i ph n t h u h n theo Chai và nnk (2001) 96

đ n cao trình +3m 97

Hình 4.9c: ng đ ng chuy n v ngang trong thân và n n đ ng khi đ t

c k t hoàn toàn 98

khi đ p đ t đ n cao trình +3m 99

khi xét t i tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP

2 P

100

khi đ t c k t hoàn toàn 100

tr ng c a ng i và xe đi l i q = 20 kN/mP

2 P

102

đ ng tim đ ng 103

theo c a 3 ph ng pháp 104 Hình 4.14: Bi n thiên áp l c n c l r ng theo các giai đo n đ p theo 3 ph ng

đi m E(0; 8,08) 109 Hình 4.18: nh h ng c a chi u sâu b c th m đ n tiêu tán áp l c n c l r ng

d l n nh t trong n n 110

Hình 4.20: nh h ng c a chi u sâu b c th m đ n lún c a n n theo th i gian,

t i đi m E(0; 8,08) 112 Hình 4.21: nh h ng c a chi u sâu b c th m đ n tiêu tán áp l c n c l r ng

d l n nh t trong n n 113 Hình 4.22: nh h ng c a kho ng cách b c th m đ n lún c a n n theo th i gian,

t i đi m E(0; 8,08) 115 Hình 4.23: nh h ng c a kho ng cách b c th m đ n tiêu tán áp l c n c l

r ng d l n nh t trong n n 116 Hình 4.24: nh h ng c a đ xáo tr n đ n lún c a n n, t i đi m E(0; 8,08)

(tính t lúc b t đ u thi công cho đ n khi đ p đên đ nh) 118 Hình 4.25: nh h ng c a đ xáo tr n đ n lún c a n n theo th i gian, t i đi m

E(0; 8,08) 119

nh t trong n n 119 Hình 4.27: nh h ng c a h s th m ngang đ n lún c a n n, t i đi m E(0; 8,08) (k t khi b t đ u đ n khi đ p đ n đ nh) 121 Hình 4.28: nh h ng c a h s th m ngang đ n lún c a n n theo th i gian,

t i đi m E(0; 8,08) 122 Hình 4.29: nh h ng c a h s th m ngang đ n tiêu tán áp l c n c l r ng

d l n nh t trong n n 122 Hình 4.30: nh h ng c a h s th m vùng xáo tr n đ n lún c a n n, t i đi m E(0; 8,08) (v a thi công xong) 124 Hình 4.31: nh h ng c a h s th m vùng xáo tr n đ n lún c a n n theo th i

Hình 4.32: nh h ng c a h s th m vùng xáo tr n đ n tiêu tán áp l c n c

l r ng d l n nh t trong n n 125

B ng 1.1: Các đ c tr ng c lý c a các lo i đ t y u 3

B ng 3.1: Các thông s mô hình đ t n n và đ t đ p 62

B ng 3.2: lún và th i gian c k t t i các đi m trong n n d c tim đ ng khi đ

c k t đ t 90 và 100% 64

B ng 3.3: Các tham s mô hình đ t đ p và đ t n n theo mô hình Mohr-Coulomb 73

B ng 3.4: lún và th i gian c k t t i các đi m trong n n d c tim đ ng khi đ

c k t đ t 90 và 100% 76

B ng 4.1: Các tham s mô hình đ t đ p và đ t n n theo mô hình Mohr-Coulomb 86

B ng 4.2: lún và th i gian c k t t i các đi m trong n n d c tim đ ng khi đ

c k t đ t 90 và 100% 88

B ng 4.3: Các tham s mô hình đ t đ p và đ t n n theo mô hình Mohr-Coulomb 94

B ng 4.4: lún và th i gian c k t t i các đi m trong n n d c tim đ ng khi đ

ph ng pháp t i các giai đo n thi công khác nhau 105

B ng 4.8: Các tham s thi t k b c th m khi chi u dài thay đ i theo ph ng

pháp Hird và nnk (1992) 107

B ng 4.9: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 108

B ng 4.10: Các tham s thi t k b c th m khi chi u dài thay đ i theo Indraratna

và Redana (1997) 110

B ng 4.11: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 111

B ng 4.13: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 115

B ng 4.14: Các tham s thi t k b c th m khi đ xáo tr n thay đ i theo ph ng

pháp Hird và nnk (1992) 116

B ng 4.15: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 118

B ng 4.16: Các tham s thi t k khi h s th m ngang thay đ i theo ph ng

pháp Hird và nnk (1992) 120

B ng 4.17: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 121

B ng 4.18: Các tham s thi t k khi h s th m trong vùng xáo tr n thay đ i

B ng 4.19: lún và th i gian c k t c a n n t i đi m E(0; 8,08) 124

M U

I Tính c p thi t c a đ tài

N n đ t y u là m t trong nh ng y u t hàng đ u gây ra các s c cho các công trình nói chung và công trình th y l i nói riêng, d n đ n nh ng thi t h i v ng i và

c a N n đ t y u phân b r ng đ ng b ng B c B và đ ng b ng sông C u Long

M t khác, đây là hai khu v c có t c đ phát tri n kinh t xã h i nhanh, m t đ xây

d ng các khu công nghi p, khu đô th m i, các công trình giao thông, công trình

th y l i không ng ng t ng; vì th , khi công trình g p s c nó kéo theo r t nhi u

y u t b nh h ng, càng làm t ng thi t h i Tiêu bi u cho các s c công trình do

n n đ t y u gây nên nh s c s p nh p d n c u C n Th vào tháng 9 n m 2007 gây thi t h i nghiêm tr ng v ng i và c a, nguyên nhân là do lún l ch đài móng tr

t m; S c c u V n Thánh 2, qu n Bình Th nh b n t, lún sâu t i hàng mét, sau nhi u l n s a ch a v n không có k t qu đáng k c bi t đ i v i các công trình

th y l i nh các h th ng h ch a đê bao dù nh hay l n khi s c x y ra vùng bán kính nh h ng r t l n không nh ng gây ra thi t h i v ng i và c a mà còn làm

nh h ng đ n môi tr ng; g n đây nh t vào ngày 4 tháng 1 n m 2010 đo n đê bao

III Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

Thu th p, phân tích các tài li u đã có trong vùng d án

Mô ph ng bài toán c k t th m n n đ t y u đ c x lý b ng b c th m theo

P÷10P -9 10P

-7

P÷10P -9 10P

-9

P÷10P -11

H s c k t CRvR (mP

2 P

-6

P÷10P -7

-6

P÷10P -8

-7

P÷10P -8

-7

P÷10P -9

L c dính không thoát

Su t bi n đ i c a CRuR

λ= ∆CRuR/∆σ’ 0.5 0.2 ÷0.3 0.2 ÷0.3 0.2 ÷0.3

Nh ng s c th ng g p c a công trình khi xây d ng trên n n đ t y u là: lún

nhi u, lún không đ u và lún kéo dài gây nh h ng đ n k t c u ph n trên công trình

dài su t tuy n g n 3,7 km i m đ u tuy n t i giao l đ ng Tôn c Th ng, qu n

1, k t thúc t i khu v c chân c u Sài Gòn v i 3 cây c u trên tuy n: Th Nghè 2, V n

Thánh 2 và v t nút giao thông đ u c u Sài Gòn

ng Nguy n H u C nh đ ng đ u trong s nh ng đ a ch th ng xuyên ng p

l t Thành ph H Chí Minh Nguyên nhân b ng p ch y u do lún quá m c, th p

h n cao đ c n thi t ch ng tri u c ng M t k t qu đo đ c c a Phân vi n Khoa

h c công ngh xây d ng cùng C c giám đ nh và qu n lý công trình giao thông cho

th y, n m 2004 đ lún l n nh t c a đ ng là 57cm, m t n m sau lún đ n 70÷80cm Trung bình m i tháng, m t đ ng lún kho ng 3,3÷8mm lún th c t c a n n

đ ng nhi u h n, kéo dài h n so v i d ki n c a thi t k Nguyên nhân đây là do công tác x lý n n đã không đ c th c hi n

N m trên đ ng Nguy n H u C nh, c u V n Thánh 2 t khi đ a vào s d ng

n m 2002 liên t c g p s c lún, n t, s t l Quan tr c n n đ ng d n vào c u t

tháng 2/2003 đ n nay cho th y đi m có đ lún l n nh t trong tháng là 3 cm/tháng, còn

l i là 2 cm/tháng, có đo n lún đ n 50 cm so v i thi t k C c giám đ nh và qu n lý công

trình giao thông nh n đ nh, hi n t ng chuy n d ch ngang c a m c u là do thi công x

lý n n, đ p các đ ng d n lên c u không đúng quy trình thi t k đ c duy t C th

nh b qua công đo n đ p đ t gia t i ch lún, thi công nhanh đ k p ti n đ

Thêm vào chi phí đ kh c ph c nh ng s c này đã đ y m c đ u t D án lên cao T ng v n đ u t xây d ng ban đ u d án c u đ ng Nguy n H u C nh là 278

t đ ng, sau đ c đi u ch nh thành h n 419 t đ ng Ngày 30/7/2007 UBND TP HCM chi h n 141 t đ ng s a ch a cho riêng c u V n Thánh và đ ng d n 2 đ u

c u Chi phí b i th ng cho 57 h dân b n t nhà kho ng g n 4 t đ ng

(http://www.vnexpress.net)

H m Th Thiêm n m d i đáy sông Sài Gòn thu c D án đ i l ông Tây, là công trình ng m v t sông đ u tiên Vi t Nam Theo thi t k , đ ng ng m này b t

đ u chui xu ng đ t b i 2 đo n d n hai b qu n 1 và qu n 2, v i đ nghiêng 4%

M Hòa1, huy n 1Bình Minh1, t nh 1V nh Long1, là th m h a c u đ ng và tai n n xây

d ng nghiêm tr ng nh t t i 1Vi t Nam1 Hai nh p c u d n cao kho ng 30 m gi a ba

tr c u đang đ c xây d ng thì b đ s p, kéo theo giàn giáo cùng nhi u công nhân,

k s đang làm vi c xu ng đ t n ngày 2 tháng 7 n m 2008, B tr ng Xây d ng 1

Nguy n H ng Quân1đã báo cáo Chính ph k t qu đi u tra s c s p nh p d n c u

C n Th là do lún l ch đài móng tr t m

(http://www.vnexpress.net)

Theo k t qu đi u tra, s c x y ra trong quá trình thi công t i hai nh p neo c a

c u C n Th , m i nh p dài 40m Qua ki m tra đ a ch t, hàng c c g n phía tr P14

có m i c c t a trên l p cát x p và hàng c c g n phía tr P13 có m i c c t a trên l p cát ch t v a i u này d n t i hàng c c g n tr P14 b lún nhi u h n hàng c c g n

tr P13 làm đài móng tr t m T13 nghiêng v tr P14 lún l ch theo tính toán

đ t 12mm gây m t n đ nh tr t m T13 và sau đó là s s p đ c a các k t c u bên

1.3 Các ph ng pháp x lý n n đ t y u

i v i n n đ t y u đ xây d ng các công trình x lý n n đ t y u nh m m c đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i thi n m t s tính ch t c lý c a n n đ t

Bi n pháp th hai là gia c nhân t o n n đ t y u đ t ng s c ch u t i, gi m kh

n ng bi n d ng H ng gi i quy t này g m có các nhóm ph ng pháp nh : Nhóm

ph ng pháp nh m c i t o s phân b ng su t và đi u ki n bi n d ng c a n n (dùng đ m cát, đ m s i, đ m đ t, b ph n áp…), nhóm ph ng pháp làm t ng đ

ch t c a đ t n n (dùng c c cát, c c vôi, nén tr c b ng t i tr ng t nh, nén ch t đ t trên m t và d i sâu, làm ch t đ t b ng n ng l ng n …), nhóm ph ng pháp

nh m truy n t i tr ng công trình xu ng l p ch u l c t t (móng c c, móng tr ,

gi ng chìm), nhóm ph ng pháp đ t có c t (dùng các d i kim lo i, v i đ a k

thu t…), nhóm ph ng pháp x lý b ng hóa lý (ph t v a xim ng, silicat hóa, đi n

th m, đi n hóa h c…)

Tùy theo đi u ki n đ a ch t công trình, đ a ch t th y v n khu v c xây d ng và tính ch t s d ng c a công trình đ ch n bi n pháp x lý thích h p i v i nh ng công trình quan tr ng c n ph i k t h p c hai bi n pháp trên

Trong ph m vi đ tài này ch gi i thi u các ph ng pháp c a bi n pháp th hai:

và lún không đ u, đ ng th i t ng nhanh quá trình c k t, gi m kích th c và chi u

sâu chôn móng

a) L p đ m cát có chi u dày không đ i Áp d ng n i có l p đ t y u

m ng nh ng t ng đ i ch t, c ng đ không quá th p.

bùn t ng đ i dày gi a ch u ng su t l n, hai bên ch u ng su t nh

c) L p đ m cát gi a m ng, hai bên dày c áp d ng n i có l p đ t

y u thay đ i Làm dày hai bên có tác d ng đ không cho bùn b đ y

sang và n u n m trên đ t c ng thì có th đ p b ng đá

Dùng l p đ m cát vi c thi công đ n gi n h n nh ng th i gian đ p đ t t ng đ i lâu (vì th ng k t h p v i gi i pháp xây d ng theo t ng giai đo n)

Ph ng pháp này thích h p đ c s d ng trong các đi u ki n sau:

- Chi u cao n n đ t đ p t (6,0÷9,0) mét và l p đ t y u không quá dày

- Có ngu n khai thác cát g n và d v n chuy n

N u chi u dày l p đ t y u l n h n 3,0 mét ho c n c ng m có áp l c tác d ng

trong ph m vi l p đ m cát, không nên áp d ng các bi n pháp x lý này

N u chi u dày l p đ t y u l n thì kh i l ng đào đ t ho c n o vét chuy n đi s

t ng lên Còn khi n c ng m có áp l c xu t hi n thì cát trong l p đ m có kh n ng

di đ ng, đ ng th i gây ra đ lún ph thêm d i móng công trình L p đ m cát đ c

nh trên Hình 1.3

Chi u dày c a l p đ m cát trong tr ng h p trên ph thu c vào ng su t c a

n n đ t đ p tác d ng lên trên m t l p cát Cát làm đ m đ c thi công tr i ra thành

t ng l p, chi u dày c a m i l p ph thu c vào thi t b đ m nén

Cát đ dùng làm l p đ m t t nh t là dùng các h t l n và các h t v a, không l n

đ t b i V i m t s n n không quan tr ng l m và không có m c n c ng m cao thì có th s d ng đ m cát đen đ h giá thành

Cát sau khi đ m nén xong ph i ki m tra đ ch t t i hi n tr ng b ng phao Kôvalep, ph ng pháp cân trong n c ho c ph ng pháp xuyên

Vi c thi công l p đ m cát r t đ n gi n Ch c n dùng mái i san l p, không c n các thi t b thi công đ c bi t khác C n kh ng ch c n th n chuy n v ngang và đ lún khi thi công Tr c khi đ p l p cát đ u tiên, n u không vét đ c bùn thì c n lót

m t l p bó cành cây (ho c v i a k thu t) đ cát ho c đá kh i b chìm vào l p

bùn

Chuy n v ngang trung bình m i ngày không quá 4,0÷6,0 mm, kh ng ch trong kho ng 1,0 cm/ngày là có th đ m b o n n đ ng n đ nh

i v i n n đ ng, n n đ t đ p n m trên vùng bùn l y thì vi c áp d ng b ph n

áp đ kh ng ch kh n ng phát tri n c a vùng bi n d ng d o do l p đ t y u gây ra,

ch ng tr t hai bên là m t trong nh ng bi n pháp x lý có hi u qu nh t

B ph n áp đóng vai trò nh m t đ i tr ng làm t ng đ n đ nh, cho phép đ p

n n đ ng v i chi u cao l n h n Do đó đ t đ c đ lún cu i cùng trong m t th i gian ng n, có tác d ng phòng l , ch ng sóng và ch ng th m n c

Gi i pháp này không làm rút b t đ c th i gian lúc đ t c k t và không gi m

đ c đ lún, còn t ng thêm kh n ng nén lún (do ph thêm t i tr ng c a b ph n áp hai bên đ ng) Nó có nh c đi m là kh i l ng đ t đ p l n và di n tích chi m

đ t nhi u Ph ng pháp này ch thích h p n u v t li u đ p n n r c ng nh kh i

l ng qu đ t d i dào, kho ng cách v n chuy n không b h n ch v ph m vi

Gi i pháp này c ng không thích h p v i các lo i đ t y u là than bùn lo i III và

kh n có th s d ng c đ t l n h u c

Xác đ nh kích th c là v n đ m u ch t trong vi c tính toán và thi t k b ph n

áp Nhi u ph ng pháp d a vào gi thi t khác nhau nh ng ch g n đúng Có tác gi

d a vào s hình thành vùng bi n d ng d o phát tri n hai bên công trình Ng i khác d a vào gi thi t m t tr t c a đ t n n có d ng hình tr tròn C ng có tác gi

tính toán d a theo lý lu n cân b ng gi i h n đ xác đ nh m t tr t và suy ra tr ng thái gi i h n c a đ t n n đ n gi n h n trong tính toán, m t s tác gi d a vào

đi u ki n kh ng ch ng su t ngang đ quy t đ nh kích th c c a b ph n áp

V i các công trình n n đ ng, n n đ t đ p,… ph ng pháp tính toán kích

th c b ph n áp d a vào s phát tri n c a vùng bi n d ng d o đ c áp d ng nhi u

h n T ng chi u r ng c a b ph n áp, h s an toàn s t ng lên

Theo kinh nghi m c a Trung Qu c thì:

- Chi u cao b ph n áp HRpaR> 1/3 l n chi u cao n n đ ng HRnđ

- B r ng c a b ph n áp LR

Theo toán đ c a Pilit thì:

- Chi u cao b ph n áp HRpaR = (40÷50)% chi u cao n n đ ng HRnđ

- B r ng c a b ph n áp LRpaR = (2÷3) l n chi u dày l p đ t y u D

a) B ph n áp làm t ng đ chôn sâu c a n n đ ng hay công trình đ t đ p, đ c

áp d ng khi n n đ ng hay công trình đ t đ p có d ng hình thang

b) B ph n áp làm xo i mái d c taluy c a n n đ ng hay công trình đ t đ p, đ c

áp d ng khi n n đ ng hay n n công trình đ t đ p có d ng hình tam giác hay

Chi u cao c a b ph n áp không đ c quá l n đ có th l i gây tr t tr i (m t

n đ nh) đ i v i chính ph n đ t đ p Khi thi t k th ng gi thi t chi u cao b ph n

áp b ng chi u cao c a n n đ t đ p r i nghi m toán n đ nh theo ph ng pháp m t

tr t tr tròn Chi u cao trung bình b ph n áp l y t (1,5÷2,0) mét ch t đ t đ p

nên đ t K ≥ 0,9 (đ m nén tiêu chu n)

u đi m c a ph ng pháp là thi công đ n gi n, nhanh g n, t n d ng đ c ngu n qu đ t khai thác ngay t i đ a ph ng

Nh c đi m là kh i l ng đ t đ p l n, chi m nhi u di n tích đ t t nhiên, không phù h p đ i v i các lo i đ t y u là than bùn và bùn sét ng th i hoàn toàn không phù h p v i nh ng khu v c thi công ph i v n chuy n đ t đ p t n i khác

đ n; Gi i pháp này không làm gi m đ c th i gian lún c k t mà còn làm t ng thêm

đ lún c a công trình do t ng thêm t i tr ng do b ph n áp hai bên đ ng

Gi i pháp này ch nên dùng khi đ p đ ng tr c ti p trên n n đ t v i tác d ng chính làm t ng c ng m c n đ nh ch ng tr t tr i cho n n đ ng, nh m đ t đ c yêu c u v n đ nh c trong quá trình đ p và quá trình khai thác lâu dài; T ng đ t

y u có chi u dày không l n l m và n n đ ng đ p cao trung bình; Qu đ t đ xây

d ng th t d i dào và d khai thác, g n khu v c thi công; Khi đ lún còn l i c a công

i v i đ t có đ r ng l n tr ng thái r i, bão hòa n c, tính nén l n ho c đ t

có k t c u d b phá ho i và kém n đ nh d i tác d ng c a t i tr ng xây d ng công trình trên n n đ t này c n x lý b ng c c cát, c c vôi ho c nén tr c b ng t i

Khi dùng c c cát làm t ng nhanh quá trình c k t c a đ t n n Ngoài tác d ng nén ch t n n, nó còn làm vi c nh các gi ng cát thoát n c, n c trong đ t thoát ra

nhanh theo chi u dài c c d i tác d ng c a t i tr ng Ph n l n đ lún c a n n đ t có

c c cát th ng k t thúc trong quá trình thi công (Hoàng V n Tân và nnk, 2006)

Ph ng pháp này đ c s d ng thích h p v i đ t y u nh bùn, than bùn, sét và

á sét tr ng thái d o nhão c đi m c a c c vôi là sau khi tác d ng v i n c thì

c ng đ t ng lên r t nhanh, vôi t ng th tích 2 l n làm cho đ t xung quanh nén

ch t, môđun bi n d ng t ng 3÷4 l n, l c dính t ng 1,5÷3 l n, c ng đ n n c c vôi

t ng 2÷3 l n Theo k t qu th c nghi m, c ng đ c a c c vôi khi nén m t tr c có

th đ t t i 10÷25kG/cmP

2 P ng th i khi vôi đ c tôi nhi t đ lên t i 120÷160P

0 P

C

làm cho n c l r ng b c h i, đ t gi m đ m và nén ch t nhanh (Hoàng V n Tân

và nnk, 2006)

Tr n t i ch đ t v i vôi s ng b ng máy khoan tr n chuyên d ng Vôi b t tác

d ng v i n c l r ng trong đ t t o nên liên k t xim ng và silicat hóa Các liên k t

đó g n k t các h t khoáng ch t trong đ t l i và làm cho đ t tr nên c ng h n C n chú ý ki m tra l ng vôi đ a vào và ki m đ nh các đ c tr ng c h c c a c t Sau

khi thi công s đ c các c t có đ ng kính nh t đ nh, c i thi n đ c đ n đ nh và

gi m nh đ lún, t ng s c ch u t i c a n n 3÷4 l n K thu t này ít ph bi n khi x

lý trên di n r ng và yêu c u ph i có đ n v thi công chuyên nghi p (Hoàng V n Tân

và nnk, 2006)

Tr đ t xi m ng là tr tròn b ng h n h p đ t - xi m ng, hay đ t - v a xi m ng

đ c ch t o b ng cách tr n c h c xi m ng ho c v a xi m ng v i đ t t i ch Quá trình tr n có th là tr n khô ho c tr n t Tr n khô là quá trình xáo t i đ t b ng c

h c t i hi n tr ng và tr n b t xi m ng khô v i đ t, có ho c không có ph gia Tr n

t là quá trình xáo t i đ t b ng c h c t i hi n tr ng và tr n v a xi m ng g m

n c, xi m ng, có ho c không có ph gia v i đ t Khi gia c tr , hi n t ng n i tr i chính là s phân b l i ng su t trong h th ng tr -đ t theo th i gian Ngay khi tác

đ ng, t i tr ng đ c ch u b i áp l c n c l r ng d Tr t ng đ c ng theo th i gian s ch u d n t i tr ng, gi m b t t i tr ng lên đ t H qu là áp l c n c l r ng

d trong đ t y u gi m nhanh Phân b l i ng su t là nguyên nhân chính đ gi m đ lún và t ng t c đ lún (Hoàng V n Tân và nnk, 2006)

D i đây là các ng d ng chính c a tr đ t xi m ng tr n sâu

v t li u r i nên nó c ng có tác d ng thoát n c th ng đ ng Có th ki m tra các đ c

tr ng c h c c a c t b ng thi t b xuyên và thí nghi m gia t i trên c t Tuy nhiên

ph ng pháp này ch hi u qu v i chi u dày x lý không l n h n 15m và giá thành

t ng đ i cao (Hoàng V n Tân và nnk, 2006)

Hình 1.8: C t v t li u r i

Dùng n ng l ng n đ gia c n n đ t y u là m t ph ng pháp đ c Vi n Thi t k B Giao thông V n t i đ a vào s d ng b t đ u t nh ng n m ch ng chi n tranh phá ho i c a gi c M

N i dung c a ph ng pháp này nh sau: trong ph m vi b m t và chi u dày c a

l p đ t y u c n đ c gia c s b trí các qu mìn dài theo m ng l i tam giác đ u

Nh ng gi ng đ c n ng l ng n t o thành s nén đ t ra xung quanh Kích th c

và kho ng cách gi ng ph i đ c tính toán đ đ m b o nén đ t đ n đ ch t c n thi t

S c ch u t i c a n n y u t ng lên đ n thu n nh s c n ép làm cho các h t đ t s p

x p l i, sít vào nhau h n và c ng có th do tác d ng c a quá trình c k t th m c a các gi ng cát l p các gi ng n (Hoàng V n Tân và nnk, 2006)

i v i n n đ t d i công trình có tính nén l n và bi n d ng không đ ng đ u

nh sét, sét pha cát tr ng thái ch y ho c cát nh , cát nh tr ng thái bão hòa

n c, mu n nén ch t nó yêu c u ph i có t i tr ng tác d ng th ng xuyên trong th i

gian dài thì m i có hi u qu Trong nhi u tr ng h p, n u đ l n d tính r t l n,

v t quá nh ng ch d n cho phép trong quy ph m, đ đ m b o cho công trình có th

s d ng đ c ngay sau khi thi công thì m t trong nh ng bi n pháp hay dùng là nén

Móng c c là móng sâu và đ t h n móng nông, vi c dùng móng c c là c n thi t

b o đ m công trình đ c an toàn trong các tr ng h p sau:

 Khi l p đ t n m trên ép co l n và quá y u đ ch ng đ t i tr ng c a k t c u phía trên, c c đ c dùng đ truy n t i tr ng t i l p đá g c hay l p đ t c ng

n m d i ho c t i các l p đ t xung quanh c c nh s c kháng ma sát

m t danh gi i đ t c c

 Khi ch u các t i tr ng n m ngang, móng c c có th ch ng u n khi đang

ch ng đ t i tr ng th ng đ ng c a công trình Tr ng h p này x y ra khi thi t k xây d ng các công trình ch n đ t và móng các nhà cao t ng ch u l c gió hay đ ng đ t

 Công trình xây d ng trên đ t tr ng n hay s t l có kh n ng thay đ i th tích khi đ m thay đ i, áp l c tr ng n có th r t cao nên dùng móng nông thì r t không an toàn, ph i thay b ng móng c c v i đ sâu c c d i

đ i x y ra co ngót và tr ng n

 Các móng d i m c n c ng m ch u l c đ y ng c c a n c ng m, c c

đ c dùng đ ch ng l i l c đ y ng c này

 Các tr c u th ng xây d ng trên móng c c đ tránh kh n ng t n th t s c

ch u t i do đ t m t đ t b xâm th c

Tuy nhiên, c ng c n chú ý r ng không ph i lúc nào dùng móng c c c ng mang

l i hi u qu t t, mà ng c l i có khi vì ng d ng không đúng ch có th gây lãng phí và nguy hi m đ i v i công trình Ch ng h n, l p đ t bên trên t ng đ i t t, còn bên d i là l p đ t y u thì khi đóng c c xu ng, l p đ t bên trên s b phá ho i, còn

l p đ t bên d i s sinh ra bi n d ng ph thêm gây nên nguy hi m đ i v i đi u ki n làm vi c c a công trình

D i đây gi i thi u m t s lo i c c ch y u th ng dùng trong thi t k hi n

nay

- C c tre: n c ta c c tre t lâu đã đ c s d ng đ gia c n n đ t y u có

chi u dày không l n (2÷3m) d i các công trình dân d ng, công nghi p và th y l i

lo i v a và nh Tu i th c a c c tre có khi đ t đ n 30÷50 n m, tuy nhiên không nên dùng c c tre nh ng n i đ t n n khô ho c khô t theo mùa, đ m đ t n n thay đ i s làm c c tre nhanh m c và h h ng Chi u dài làm vi c có hi u qu c a

c c tre th ng 2÷3m và đ ng kính c c l n h n 6cm Tre làm c c ph i là lo i tre

đ c, già trên 2 n m, th ng và t i Khi đóng c c c n b o đ m đ u c c không gi p

ho c v

- C c bê tông c t thép: C c bê tông c t thép là lo i c c dùng ph bi n trong

vi c xây d ng các công trình trên n n đ t y u Lo i c c này có kh n ng ti p thu

đ c t i tr ng l n t công trình, m i c c có th ch u đ c t i tr ng 250÷300 t n

C c th ng đ c c u t o ti t di n tròn, vuông, tam giác ho c đa giác t ng tính kinh t , gi m b t l ng xi m ng, thép và d dàng h n trong v n chuy n, thay vì c c

đ c nh tr c đây ng i ta th ng ch t o nh ng c c r ng V i nh ng c c có chi u dài l n ng i ta th ng dùng lo i c c bê tông c t thép ng l c tr c đ t ng c ng

kh n ng ch u l c c a c c

1.3.4 Nhóm ph ng pháp dùng đ t có c t

t có c t là v t li u xây d ng g m có đ t đã đ c t ng c ng đ b ng cách b trí các v t li u ch u kéo nh các thanh và d i kim lo i, v i không b phân h y sinh

V i đ a k thu t có tác d ng chính là: Tác d ng thoát n c, v i làm cho n c

khi đ t gi a hai l p h t thô và h t m n, v i đ a k thu t v n cho n c th m qua các l p nh ng gi cho không cho h t m n lôi cu n vào h t thô; Tác d ng chia tách,

t ng s c ch u t i n n đ t do đ b n ch ng kéo c a v i

V i đ a k thu t có th b trí m t hay nhi u l p, (1÷5)l p M i l p v i xen k

v i m t l p cát đ p dày (15,0÷30,0)cm tùy theo kh n ng lún và lu lèn khi thi công

T ng c ng đ ch u kéo đ t c a các l p v i đ a k thu t có Fmax t ng ng

Nên ch n lo i v i s i d t (wowen), c ng đ ch u kéo đ t t i thi u 25 kN/m đ

đ m b o hi u qu đ m nén đ t trên v i nh m t o h s ma sát cao

u di m là thi công đ n gi n, nhanh g n, không c n có thi t b máy móc; T ng

c ng n đ nh cho n n đ t đ p trên đ t y u, giá thành th p; Không ph thu c vào

m c n c ng m cao hay th p; Ng n không cho cát chui xu ng đ t y u và có tu i

th cao

Nh c đi m là không làm gi m th i gian lún, đ lún c k t c a công trình,

thích h p khi đ lún còn l i c a công trình ≤ 30,0 cm

Có th thay th l p v i đ a k thu t b ng l i đ a k thu t Lo i này có c ng

đ cao h n v i đ a k thu t và có l m t cáo t o lên m t s c cài ch t

Khi c m vào trong đ t dính bão hòa n c hai đi n c c, c c d ng là m t thanh kim lo i, c c âm là m t ng kim lo i có nhi u l nh , sau khi cho dòng đi n m t chi u ch y qua, h t đ t chuy n d ch v phía c c d ng, còn n c trong đ t chuy n

v phía c c âm, khi n cho ng làm c c âm đ y n c T i đây s b trí thi t b hút

Ph ng pháp đi n hóa h c d a vào nguyên lý đi n th m đ gia c ng n n đ t

Ph ng pháp này b trí c c d ng là m t thanh kim lo i và c c âm là ng kim lo i

có nhi u l nh đ hút n c làm t ng t c đ c k t và hi u qu nén ch t c a đ t

n n khi cho dòng đi n m t chi u ch y qua, ng i ta th ng dùng các dung d ch hóa

h c nh canxi clorua, natri silicat,…Các dung d ch này đ c đ a vào trong đ t qua

c c d ng Khi có dòng đi n ch y qua, các đi n c c s b phá h y Các s n ph m

phá h y liên k t v i các h t sét làm cho kh i đ t tr nên c ng l i và n c s th i ra

Ph ng pháp nhi t dùng đ gia c ng các lo i đ t hoàng th có h s th m

10÷20cm/phút n m trên m c n c ng m Ph ng pháp này ch dùng t t khi chi u dày l p đ t gia c ng l n trên 3m Th c ch t c a ph ng pháp này là dùng nhi t đ cao đ gia c ng đ t và k t qu là lo i tr đ c tính lún s p, đ ng th i làm t ng kh

n ng ch u t i và tính ch u n c c a đ t

Hi n nay gia c ng đ t b ng nhi t có th ti n hành theo cách là ph t vào trong

đ t qua l khoan dòng khí nóng có nhi t đ 600÷800P

0 P

C, ho c là qua l khoan đ a

0 P

Nh cách b trí các ph ng ti n thoát n c theo ph ng th ng đ ng (gi ng cát,

b c th m) nên n c c k t các l p sâu trong lòng đ t y u d i tác d ng c a t i

tr ng đ p s có đi u ki n thoát nhanh (n c d ch chuy n theo ph ng ngang th m

th u vào gi ng cát ho c b c th m r i theo đ ng này thoát lên m t đ t t nhiên)

Chi u cao n n đ t đ p t i thi u 4,0 mét khi thi t k c n th a mãn: (Ph m Quang

Tu n, 2003)

( vz z) vz

pz z

vz

σσ

σ

σσ

σ

lglg

lglg

−+

−+

σR pz R - xác đ nh t thí nghi m, áp l c t ng c k t đ sâu z (MPa)

Hai đi u ki n trên ph i th a mãn đ i v i đ sâu z trong ph m vi t đáy n n đ t

đ p đ n h t chi u sâu đóng gi ng cát ho c b c th m N u không th a mãn các đi u

ki n nói trên thì có th k t h p v i bi n pháp gia t i tr c đ t ng σR z R

K t h p dùng l p đ m cát đ thoát n c:

Khi s d ng gi i pháp thoát n c c k t th ng đ ng nh t thi t ph i b trí t ng

đ m cát v i các yêu c u quy đ nh k thu t trong m c t ng đ m cát

N u dùng gi ng cát ho c c c cát, cát đ m ph i ti p xúc v i đ m c a nó N u dùng b c th m, ph i c m xuyên qua vùng đ m cát và c t d thêm t i thi u là 20,0

cm cao h n m t trên c a t ng đ m cát

Nhi m v ch y u c a l p đ m cát là đ cho n c t trong n n đ t y u d i

n n đ ng thoát ra ngoài Không có l p đ m cát, n n đ ng l i đ p b ng lo i đ t dính thì kh n ng v t n c t trong n n đ t ra h u nh không có ho c r t nh Tác

d ng kèm theo là ch u l c thay cho l p đ t y u trên m t n n có s c ch u t i nh nh t

nh ng l i ch u các ng su t c t và nén l n nh t

Trong đi u ki n đ t y u, l p đ m cát có chi u dày t i thi u 0,5 mét N u là chi u dày nh h n, khi g p đ t y u, đ c bi t là đ t bùn, chúng s xâm nh p vào đ m cát, làm m t tính ch t thoát n c c a nó L p đ m cát s d ng hi u qu nh t khi

t ng đ t y u tr ng thái bão hòa n c và có chi u dày nh (2,0 3,0) mét

Cát dùng làm t ng đ m ph i là cát h t to, h t trung, có th s d ng cát h t nh

nh ng không đ c dùng cát h t m n ho c h t b i, có t l h u c < 5%, c h t l n

h n 0,25 mm chi m trên 50%, c h t nh h n 0,08 mm chi m ít h n 5% và ph i

th a mãn m t trong hai đi u ki n sau:

2 30

.D D

nh h n 50,0cm ch t đ m nén đ t yêu c u K ≥ 0,9 đ ch t tiêu chu n

B r ng c a m t t ng đ m cát ph i r ng h n đáy n n đ t đ p m i bên t i thi u

t ng l c ng c sao cho n c c k t có th thoát ra không lôi theo cát Nh t là khi lún chìm vào đ t y u n c c k t v n có th thoát ra Khi c n thi t dùng b m hút

b t n c s không gây phá ho i t ng cát đ m

đ m b o n c trong đ t có kh n ng thoát ra theo ph ng th ng đ ng khi s

d ng gi ng cát, chi u dày l p đ m cát xác đ nh nh sau: hR đ R = S + (0,3÷0,5)m, v i S

là đ lún tính toán c a n n đ t y u

1.3.6.1 Ph ng pháp gi ng cát

t y u nh bùn, than bùn và các lo i đ t dính tr ng thái bão hòa n c có

bi n d ng l n kéo dài và s c ch u t i th p V i nh ng tr ng h p này đòi h i ph i rút ng n giai đo n lún và đ lún ti p đó trong th i gian đã đ a công trình vào s

d ng không v t quá gi i h n cho phép

Gi ng cát là m t trong nh ng ph ng pháp gia c n n đáp ng đ c các yêu

c u trên Gi ng cát có tác d ng chính là: T ng nhanh t c đ c k t c a n n, làm cho công trình xây d ng trên đó nhanh chóng đ t đ n gi i h n n đ nh v lún, đ ng th i làm cho đ t n n có kh n ng bi n d ng đ ng đ u

Gi ng cát và c c cát có kích th c (đ ng kính và chi u dài) t ng t nhau,

nh ng kho ng cách các gi ng cát l n h n c c cát Chính vì v y mà c c cát có nhi m v ch y u là nén ch t đ t, t ng s c ch u t i c a n n, còn nhi m v thoát

n c l r ng là th y u

đo n: giai đo n đ u tiên và giai đo n cu i cùng

cot

Π

− +

+ Π

ϕϕ

ϕγ

g

g c h

cos

Trong tr ng h p này ϕ và c ng v i tr ng thái t nhiên c a đ t ch a c k t

T i tr ng ph cho giai đo n cu i cùng: Xác đ nh theo t i tr ng an toàn (qR

tr ng công trình, n c trong vùng ho t đ ng D có kh n ng thoát ra theo ph ng

th ng đ ng d i tác d ng c a gradient thu l c (iR v R) ép đ y n c theo ph ng đ ng Khi có b trí gi ng cát trong n n đ t y u, d i tác d ng c a t i tr ng n n

đ ng, n c trong đ t thoát ra ch y u theo ph ng ngang đ đi vào các gi ng cát

d i tác d ng c a gradient thu l c m t ph ng đáy các gi ng cát gradient thu

l c theo ph ng ngang iR r Rl n h n 10 l n gradient theo ph ng đ ng iR v R (iR r R≥ 10.iR v R)

N u các gi ng cát b trí theo ki u tam giác đ u thì chi u dài đ ng th m: