Nghiên cứu sử dụng các kết quả thí nghiệm hiện trường để xác định sức chịu tải của đất nền tại khu vực formasa, hà tĩnh (luận văn thạc sĩ)

Bảng 2.3: Công thức thực nghiệm tính mô đun nén lún của đất loại sét và đất cát pha theo kết quả xuyên tĩnh tại dự án Formosa 59 Bảng 2.4: Công thức thực nghiệm tính sức chịu tải của đấ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

NGUYỄN THÀNH VINH KHÓA: 2017 - 2019

NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG ĐỂ XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT

NỀN TẠI DỰ ÁN FORMOSA, HÀ TĨNH

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình DD và CN

Mã số : 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ

KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH XDDD&CN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS ĐỖ MINH TÍNH

XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN

Hà Nội - 2019

xác định sức chịu tải của đất nền tại khu vực Formasa, Hà Tĩnh” được tác giả thực hiện tại khoa Sau đại học, trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Quá trình thực hiện luận văn của mình, tác giả đã nhận được rất nhiều sự ý kiến đóng góp ý kiến cũng như giúp đỡ của các cán bộ giảng viên công tác trong bộ môn Địa kỹ thuật, khoa Sau đại học cũng như các chuyên gia thuộc lĩnh vực có liên quan cũng như các bạn học cùng khóa Trong quá trình thu thập số liệu làm luận văn, tác giả nhận được sự giúp đỡ hết sức nhiệt tình của các lãnh đạo Viện Địa kỹ thuật - Công ty CP Kỹ thuật Nền móng và Công trình ngầm (FECON) Trung tâm Nghiên cứu Địa kỹ thuật (trường Đại học Mỏ - Địa chất), qua đây tác giả xin cảm ơn

Quá trình hoàn thiện luận văn, tác giả được sự chỉ dẫn tận tình trực tiếp từ

TS Đỗ Minh Tính và các thầy cô công tác trong bộ môn Địa kỹ thuật và các bạn đồng nghiệp Xin chân thành cảm ơn quí thầy cô và các bạn

Mặc dù bản thân đã có nhiều cố gắng trong việc tìm tòi, học hỏi nhưng do năng lực và trình độ còn nhiều hạn chế, thời gian có hạn nên trong luận văn của mình chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót nhất định Tác giả rất mong muốn nhận được sự góp ý chân thành thành và thẳng thắn từ phía thầy cô, các chuyên gia và các bạn đồng nghiệp để luận văn được hoàn thiện hơn

Tôi xin chân thành cảm ơn!

TÁC GIẢ LUẬN VĂN

Nguyễn Thành Vinh

thân Các số liệu kết quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguồn gốc rõ ràng, và chưa được công bố trong bất kỳ công trình nào

Hà Nội, ngày tháng năm 2019

Tác giả

Nguyễn Thành Vinh

Lời cam đoan

Mục lục

Danh mục các ký hiệu và chữ viết tắt

Danh mục các bảng,biểu

Danh mục các hình vẽ, đồ thị

MỞ ĐẦU

*Lý do chọn đề tài 1

*Mục đích nghiên cứu 2

*Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 2

*Nội dung nghiên cứu của đề tài 2

*Phương pháp nghiên cứu 2

*Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 3

*Cấu trúc của luận văn 2

NỘI DUNG CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC VẤN ĐỀ SỨC CHỊU TẢI CỦA ĐẤT NỀN 4

1.1 Khái niệm về sức chịu tải của đất nền 4

1.2 Khái quát về một số dạng công tác thí nghiệm hiện trường thường hay sử dụng trong công tác khảo sát địa kỹ thuật tại Việt Nam 15

1.3 Thực trạng nghiên cứu về các công thức kinh nghiệm xác định sức chịu tải của đất nền 33

1.4 Phương pháp xác định sức chịu tải của đất nền theo tiêu chuẩn quốc gia Việt Nam 38

1.5 Những nội dung chính cần nghiên cứu của luận văn 39

2.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 42

2.1.1 Đặc điểm điều kiện tự nhiên 42

2.1.2 Đặc điểm địa hình, địa mạo 45

2.1.3 Đặc điểm địa tầng 45

2.1.3 Đặc điểm nước dưới đất 47

2.2 Sử dụng kết quả của thí nghiệm xuyên tĩnh xác định sức chịu tải và mô đun biến dạng của đất nền 49

2.2.1 Khái quát chung 49

2.2.2 Xác định sức chịu tải và mô đun nén lún của đất loại sét 50

2.2.3 Xác định sức chịu tải và mô đun nén lún của đất cát pha 56

2.2.4 Kết luận 58

2.3 Sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn xác định sức chịu tải và mô đun biến dạng của đất nền 59

2.3.1 Xác định sức chịu tải (Ro) của đất loại sét 60

2.3.2 Xác định sức chịu tải và mô đun nén lún của đất cát pha 62

2.3.3 Kết luận 64

CHƯƠNG 3 : MỐI QUAN HỆ CỦA SỨC KHÁNG XUYÊN ĐẦU MŨI (Qc) VỚI CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA ĐẤT 66

3.1 Khái quát chung 66

3.2 Quan hệ giữa sức kháng xuyên đầu mũi (qc) với các chỉ tiêu cơ lý của đất 67

3.2.1 Đối với đất dính 67

3.2.2 Đối với đất cát pha 72

3.2.4 Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất cát pha 79 3.4 Kết luận 81 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO

Ký hiệu Đơn vị Giải thích

PIgh kPa Tải trọng giới hạn thứ nhất

PII

gh kPa Tải trọng giới hạn thứ hai

qult kPa Sức chịu tải cực hạn của đất nền

Rtc kPa Sức chịu tải tiêu chuẩn của đất nền

Is Độ sệt

Số hiệu

Bảng 1.1: Hệ số hình dạng đáy móng theo Tezaghi 13 Bảng 1.2: Bảng tra hệ số hiệu chỉnh a theo chiều dài cần khoan 21 Bảng 1.3: Bảng phân loại độ chặt của đất rời theo trị số xuyên tiêu chuẩn N 30 22

Bảng 1.4: Bảng phân loại trạng thái của đất dính theo trị số xuyên tiêu chuẩn

N 3

22

Bảng 1.5: Bảng tra giá trị 10 ÷ 20 xác định lực dính kết không thoát nước theo

kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn 22 Bảng 1.6: Bảng xác định sức chịu tải của đất rời theo trị số xuyên tiêu chuẩn 23 Bảng 1.7: Bảng tra hệ số điều chỉnh K 1 , K 2 25 Bảng 1.8: Bảng tra góc ma sát trong của đất rời theo trị số xuyên động 26 Bảng 1.9: Bảng tra mô đun tổng biến dạng của đất theo trị số xuyên động 26 Bảng 1.10: Bảng tra sức chịu tải của đất dính theo kết quả xuyên động N 10 27 Bảng 1.11: Bảng tra sức chịu tải của đất rời theo kết quả xuyên động N 10 27

Bảng 1.12: Các công thức thực nghiệm xác định sức chịu tải của đất theo kết

quả thí nghiệm xuyên tĩnh 34

Bảng 1.13: Các công thức thực nghiệm xác định mô đun nén lún của đất theo

kết quả thí nghiệm xuyên tĩnh 36

Bảng 1.14: Các công thức thực nghiệm xác định sức chịu tải của đất theo kết

quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn 36

Bảng 1.15: Các công thức thực nghiệm xác định mô đun nén lún của đất theo

kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn 37 Bảng 2.1: Bảng kết quả phân tích thành phần hóa học của nước dưới đất tại

Bảng 2.3: Công thức thực nghiệm tính mô đun nén lún của đất loại sét và đất

cát pha theo kết quả xuyên tĩnh tại dự án Formosa 59

Bảng 2.4: Công thức thực nghiệm tính sức chịu tải của đất loại sét và đất cát

pha theo kết quả xuyên tiêu chuẩn tại dự án Formosa 65 Bảng 3.1: Giá trị sức chịu tải tiêu chuẩn của đất dính 77 Bảng 3.2: Bảng các thông số thiết kế của đất nền 79

Bảng 3.3: So sánh giá trị sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo tiêu chuẩn và theo

công thức kinh nghiệm tác giả đề xuất 79 Bảng 3.4: Giá trị sức chịu tải tiêu chuẩn của đất cát pha 80 Bảng 3.5: Bảng các thông số thiết kế của đất nền 81 Bảng 3.6 So sánh giá trị sức chịu tải tiêu chuẩn tính theo tiêu chuẩn và theo

công thức kinh nghiệm tác giả đề xuất 81

bảng,biểu Tên bảng,biểu Trang

Hình 1.1: Các giai đoạn phát triển của đất nền dưới móng 5 Hình 1.2: Xác định sức chịu tải cực hạn theo hình dạng mặt trượt phẳng 8 Hình 1.3: Đánh giá sức chịu tải bằng phương pháp mặt trượt trụ tròn 9 Hình 1.4: Sơ đồ tải trọng xiên trong lời giải của V.V.Sokolovsky 12 Hình 1.5: Diện tích hữu ích dưới móng chữ nhật chịu tải lệch tâm 15 Hình 1.6: Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm nén tĩnh nền 17 Hình 1.7: Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nén ngang trong hố khoan 19

Hình 2.1: Vị trí địa lý Khu kinh tế Vũng Áng 42 Hình 2.2: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ R tc của đất loại sét ( 0<q c <3000kPa) 52 Hình 2.3: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ R tc của đất loại sét (q c > 3000kPa) 53 Hình 2.4: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ E s của đất loại sét (0 < q c < 3000) 54 Hình 2.5: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ E s của đất loại sét (q c > 3000) 56 Hình 2.6: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ R tc của đất cát pha 56 Hình 2.7: Biểu đồ phân bố điểm q c ~ E s của đất cát pha (0 < H  20m) 57 Hình 2.8: Biểu đồ phân bố điểm R tc ~ N 30 của đất loại sét ( 0 < N 30 5) 60 Hình 2.9: Biểu đồ phân bố điểm R tc ~ N 30 của đất loại sét ( 5 < N 30 15) 61 Hình 2.10: Biểu đồ phân bố điểm R tc ~ N 30 của đất loại sét ( N 30 > 15) 61 Hình 2.11: Biểu đồ phân bố điểm R tc ~ N 30 của đất loại sét ( 0 < N 30 15) 63 Hình 2.12: Biểu đồ phân bố điểm E s ~ N 30 của đất cát pha 64 Hình 3.1: Biểu đồ quan hệ giữa q c và h của đất dính (0 < q c 6000kPa) 68 Hình 3.2: Biểu đồ quan hệ giữa q c và h của đất dính (q c > 6000kPa) 68 Hình 3.3: Biểu đồ quan hệ giữa q c và e (0 < q c 6000 kPa) 69 Hình 3.4: Biểu đồ quan hệ giữa q c và e (q c > 6000 kPa) 70

Hình 3.6: Biểu đồ quan hệ giữa q c và độ ẩm w của đất dính (q c >6000 kPa) 71 Hình 3.7: Biểu đồ quan hệ giữa q c và h của đất cát pha (0< q c 6000kPa) 73 Hình 3.8: Biểu đồ quan hệ giữa q c và h của đất cát pha (q c > 6000kPa) 73 Hình 3.9: Biểu đồ quan hệ giữa q c và e của đất cát pha (0 < q c 6000kPa) 74 Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ giữa q c và e của đất cát pha (q c > 6000kPa) 74

Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ giữa q c và độ ẩm w của đất cát pha (0 < q c

6000 kPa)

75

Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ giữa q c và độ ẩm w của đất cát pha (q c > 6000

MỞ ĐẦU

Lý do chọn đề tài

Thông thường, trong công tác khảo sát địa kỹ thuật chúng ta thường sử dụng kết quả thí nghiệm các mẫu đất ở trong phòng để xác định các chỉ tiêu cơ lý, cũng như sức chịu tải của đất nền Tuy nhiên, quá trình lấy mẫu lại thường chịu sự tác động từ chính các thao tác của con người, làm cho mẫu đất không còn giữ được tính nguyên dạng Ngoài ra, đối với một số loại đất yếu thì việc lấy được mẫu nguyên dạng cũng rất khó khăn Đối với một số công trình có yêu cầu về tiến độ thi công ngắn, mà công tác thí nghiệm trong phòng thường mất nhiều thời gian do vậy nó ảnh hưởng đến tiến độ của công trình Khác với các công tác thí nghiệm trong phòng, công tác thí nghiệm hiện trường có những ưu điểm nổi bật rõ rệt như: có thể thực hiện thí nghiệm trong các lớp đất đá ở điều kiện thế nằm tự nhiên của nó, nên về cơ bản nó đảm bảo được kết cấu tự nhiên, độ ẩm tự nhiên và trạng thái ứng suất tự nhiên của đất đá Từ các kết quả thí nghiệm hiện trường có thể xác định được các chỉ tiêu cơ học và đánh giá được đặc tính xây dựng của đất đá Như vậy có thể thấy, việc sử dụng kết quả thí nghiệm hiện trường nhằm xác định sức chịu tải của đất nền có ý nghĩa hết sức quan trọng và thực tế trong công tác tính toán, thiết kế nền móng các công trình xây dựng

Tác giả lựa chọn đề tài “Nghiên cứu sử dụng các kết quả thí nghiệm hiện

trường để xác định sức chịu tải của đất nền tại dự án Formasa, Hà Tĩnh”, thông qua

các nội dung nghiên cứu của mình sẽ tiến hành chỉnh lý, phân tích một khối lượng lớn các kết quả thí nghiệm hiện trường tại dự án Formosa (Hà Tĩnh), trên cơ sở về đặc điểm cấu trúc địa chất khu vực nghiên cứu tác giả sẽ tiến hành sử dụng kết quả thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn, thí nghiệm xuyên tĩnh, thí nghiệm cắt cánh để tiến hành tổng hợp, phân tích, nghiên cứu thành lập công thức kinh nghiệm để tính toán sức chịu tải của đất nền Cũng thông qua kết quả nghiên cứu tác giả sẽ tiến hành so sánh, loại bỏ các sai số giữa các công thức tính toán theo tiêu chuẩn, qui phạm quốc gia hiện hành

do tính chất đặc thù về điều kiện địa chất của từng khu vực gây ra Qua đó, góp phần

xây dựng công thức chỉnh lý, tính toán sức chịu tải của đất nền thêm chính xác cho khu vực Formosa

Mục đích nghiên cứu

- Thành lập công thức kinh nghiệm xác định sức chịu tải của đất nền từ các kết quả thí nghiệm hiện trường tại dự án Formosa (Hà Tĩnh)

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Đối tượng nghiên cứu: Xác định sức chịu tải của đất nền từ kết quả thí nghiệm hiện trường

Phạm vi nghiên cứu: dự án Formosa – thị xã Kỳ Anh – tỉnh Hà Tĩnh

Nội dung nghiên cứu của đề tài

- Thông qua việc tổng hợp, phân tích, chỉnh lý các kết quả thí nghiệm hiện trường đã được thực hiện tại dự án Formosa để tính toán, so sánh các kết quả tính toán

từ các dạng thí nghiệm hiện trường khác nhau nhằm xác định sức chịu tải của đất nền;

- Nghiên cứu, thiết lập công thức kinh nghiệm xác định sức chịu tải của đất nền

từ kết quả thí nghiệm hiện trường tại dự án Formosa;

- So sánh kết quả nghiên cứu với các công thức trong tiêu chuẩn, qui phạm hiện hành, từ đó kiến nghị sử dụng công thức tính toán sức chịu tải của đất nền cho dự án Formosa

Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập, tổng hợp và phân tích các tài liệu có liên quan tới lĩnh vực nghiên cứu;

- Nghiên cứu lý thuyết về các phương pháp tính toán sức chịu tải của đất nền từ kết quả thí nghiệm hiện trường;

- Phương pháp thống kê toán học

Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

- Ý nghĩa khoa học: góp phần xây dựng công thức tính toán sức chịu tải của đất nền phù hợp với điều kiện địa chất của từng khu vực

- Ý nghĩa thực tiễn: góp phần cung cấp số liệu, công thức tính toán sức chịu tải

từ thí nghiệm hiện trường phục vụ cho công tác tính toán, thiết kế nền móng các công trình xây dựng tại dự án Formosa

Cấu trúc luận văn

Ngoài các phần mở đầu, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo nội dung chính của Luận văn gồm ba chương:

Chương 1: Tổng quan về các phương pháp xác định sức chịu tải của đất nền Chương 2: Sử dụng kết quả thí nghiệm hiện trường để xác định sức chịu tải của đất nền tại dự án Formosa (Hà Tĩnh)

Chương 3: Mối quan hệ giữa sức kháng xuyên đầu mũi (Qc)với các chỉ tiêu cơ lý của đất

NỘI DUNG Chương 1 TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH SỨC CHỊU

TẢI CỦA ĐẤT NỀN 1.1 Khái niệm về sức chịu tải của đất nền [1]

Sau khi nền đất chịu tác dụng của tải trọng công trình, ứng suất trong nền đất sẽ

bị thay đổi Một mặt, ứng suất phụ thêm sẽ làm cho đất nền bị biến dạng, mặt khác, nó làm tăng ứng suất cắt trong đất nền Khi ứng suất cắt tại một điểm trong đất nền đạt tới cường độ kháng cắt của đất thì đất tại điểm đó sẽ đạt tới trạng thái cân bằng cực hạn Khi tất cả các điểm trong một phạm vi nào đó trong nền đất đều đạt tới trạng thái cân bằng cực hạn nó sẽ hình thành nên khu cần bằng cực hạn (còn gọi là vùng biến dạng dẻo) Nếu tải trọng tác dụng tiếp tục tăng, thì phạm vi khu cân bằng cực hạn sẽ không ngừng phát triển, vùng biến dạng dẻo cục bộ phát triển để hình thành nên mặt trượt tổng thể kéo dài tới bề mặt đất Khi này, một phần đất ở dưới đáy móng sẽ bị trượt theo

bề mặt trượt vừa được sinh ra và làm cho đất nền mất đi tính ổn định của nó Khi xảy

ra trượt, công trình xây dựng sẽ bị phá hủy do sập đổ, nghiêng .Như vậy, khả năng chịu tác dụng của tải trọng của đất nền được gọi là sức chịu tải của đất nền Thực tế, sức chịu tải của đất nền thường được chia ra làm hai loại là sức chịu tải cực hạn và sức chịu tải cho phép Sức chịu tải cực hạn là sức chịu tải của đất nền khi nó mất đi tính ổn định hoặc có những biến dạng khá lớn gây ảnh hưởng tới việc sử dụng nó một cách bình thường và an toàn, hay có những vết nứt xuất hiện vượt quá những phạm vi nhất định Sức chịu tải cho phép của đất nền là chỉ sức chịu tải khi mà tính ổn định của đất nền vẫn đủ để đảm bảo an toàn đồng thời biến dạng của công trình vẫn còn nằm trong phạm vi cho phép Như vậy, khi tính toán đất nền nhất thiết phải tiến hành kiểm tra sức chịu tải và dự báo độ lún của nó Để giải quyết vấn đề này thông thường người ta kết hợp chặt chẽ ba phương pháp: nghiên cứu lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm và quan trắc thực tế

Hình 1.1 Các giai đoạn làm việc của đất nền dưới

Dựa trên kết quả nghiên cứu thí nghiệm đất, tác giả Gherxêvanov đã phân tích quá trình biến dạng của của đất nền dưới móng công trình khi tải trọng tăng dần Ông cho rằng quan hệ giữa tải trọng và

độ lún của đất nền phản ánh những

diễn biến vật lý xảy ra trong đất

nền Theo tác giả, có thể chia ra ba

giai đoạn làm việc của đất nền như

sau (Hình 1.1):

Giai đoạn I: khi áp lực đáy

móng P tăng thì độ lún của S của

móng cũng tăng dần Quan hệ giữa

P và S có dạng gần như đường

thẳng (đoạn OA) Ở giai đoạn này, biến dạng của đất chủ yếu là nén lún theo phương thẳng đứng Giai đoạn thứ nhất này gọi là giai đoạn nén chặt (hay giai đoạn biến dạng tuyến tính)

Giai đoạn II: khi tải trọng P tiếp tục tăng, thì độ lún S tăng nhanh dần và khi P

vượt quá một tải trọng gọi là tải trọng giới hạn thứ nhất PI

gh thì quan hệ giữa độ lún và

tải trọng S = f(P) chuyển sang có dạng đường cong (đoạn AB) Khi này bên dưới mép

móng bắt đầu xuất hiện khu vực biến dạng dẻo, trong đó các mặt trượt dần hình thành

và đất trong phạm vi này bị phá hoại tạo thành vùng vật liệu dẻo Khi tải trọng càng tăng thì khu vực biến dạng dẻo cũng dần dần phát triển Ở giai đoạn này, độ lún của móng lớn hơn nhiều so với ở giai đoạn thứ nhất vì lúc này đất không chỉ bị nén chặt mà còn phát sinh hiện tượng trượt cục bộ gây nên biến dạng cắt theo chiều ngang, do đó làm tăng biến dạng thẳng đứng của đất Giai đoạn II gọi là giai đoạn hình thành các khu vực trượt cục bộ Theo tác giả Bêrêxanxev, trong giai đoạn này dưới đáy móng bắt đầu hình thành một lõm đất hình cái nêm với độ chặt của đất ở đấy lớn hơn so với các khu vực xung quanh Nếu tải trọng tiếp tục tăng thì các khu vực biến dạng dẻo này ngày càng lan rộng và nối liền nhau, tạo thêm một khu vực rộng lớn mà trong đó đất đã

bị phá hoại Khu vực này được giới hạn bởi một mặt trượt Đồng thời giai đoạn này cũng là giai đoạn hình thành xong lõi đất dưới đáy móng Tải trọng tương ứng với lúc

dó gọi là tải trọng giới hạn thứ hai PIIgh

Giai đoạn III: khi tải trọng P bắt đầu vượt quá trị số giới hạn PII

gh thì độ lún của móng đột nhiên tăng nhanh Phần lõi đất dính liền ngay dưới đáy móng cùng di chuyển với nó xuống phía dưới như một chỉnh thể Lõi đất có tác dụng như một cái nêm đẩy đất ra xung quanh và lên phía trên Cuối cùng, đất bị trượt theo một mặt trượt và trồi ra ngoài, nền đất hoàn toàn bị phá hoại và mất khả năng chịu tải Giai đoạn này thường xảy ra nhanh chóng và thường gọi là giai đoạn đất trồi (giai đoạn đẩy trồi) Hiện tượng này thường chỉ xảy ra với các móng nông đặt trên nền đất tương đối chặt Còn đối với các móng sâu hoặc các móng nông đặt trên nền đất có độ chặt nhỏ thì sự phá hoại của nền đất thường thể hiện bằng những biến dạng rất lớn, đất không trồi lên mặt và đường

cong S = f (P) cũng không thấy có ba đoạn rõ rệt như thể hiện tại Hình 1.1

Như vậy, tải trọng giới hạn thứ nhất PI

gh đánh dấu sự kết thúc giai đoạn biến

dạng tuyến tính của đất nền Hay nói cách khác, khi tải trọng tác dụng P < PI

gh ta có thể xem đất nền như một vật thể biến dạng tuyến tính, và được đặc trưng bởi quan hệ đường thẳng giữa tải trọng và biến dạng Do đó, có thể áp dụng bài toán lý thuyết đàn

hồi vào việc tính toán đất nền Tải trọng giới hạn thứ hai PIIgh có thể coi là tải trọng giới hạn về ổn định Chỉ cần tải trọng tác dụng vượt quá PII

gh là nền đất bị phá hoại và hoàn toàn mất khả năng chịu lực Để biểu diễn cho khả năng làm việc của đất nền, giá

trị này còn được gọi là sức chịu tải cực hạn của đất nền và thường được ký hiệu là Pu Trong thực tế, có rất nhiều các yếu tố ảnh hưởng đến sức chịu tải cực hạn của đất nền, ngoài các tính chất của bản thân đất nền nó còn phụ thuộc vào chiều sâu chôn móng, bề rộng và hình dạng móng Khi tính toán người ta đề nghị sử dụng sức chịu tải cho phép

Trong đó, Fs là hệ số an toàn phụ thuộc vào loại đất, mức độ tin cậy của các chỉ tiêu cơ lý của đất, loại và cấp công trình bên trên, các mức độ cảnh báo biến cố

Tóm lại: Vấn đề sức chịu tải của nền đất là một vần đề quan trọng cần nghiên cứu trong cơ học đất, mục đích của nó là nhằm cố gắng hiểu rõ qui luật về khả năng mang tải của đất nền, phát hủy khả năng mang tải của đất nền, xác định hợp lý sức chịu tải của đất nền làm cho các loại công trình nằm trên nó đảm bảo được an toàn trong suốt quá trình sử dụng Ngoài ra, việc xác định hợp lý sức chịu tải của đất nền còn nhằm mục đích đảm bảo móng công trình không bị lún quá lớn hoặc lún lệch nhiều mà ảnh hưởng tới sự sử dụng bình thường của công trình

Hiện nay, tùy theo từng quan điểm mà có nhiều phương pháp xác định sức chịu tải của đất nền khác nhau Về cơ bản các lý luận tính toán đó có thể được chia làm ba nhóm chủ yếu sau:

+Phương pháp tính toán dựa trên việc giả định trước hình dạng mặt trượt và áp dụng điều kiện giới hạn cho các điểm nằm trên mặt trượt đó Theo quan điểm này thì khối đất trượt được xem là một vật thể rắn ở trạng thái cân bằng tĩnh học

+ Phương pháp tính toán theo lý luận nửa không gian biến dạng tuyến tính Áp dụng điều kiện cân bằng giới hạn Mohr-Rankine, trong đó các thành phần ứng suất chính tính theo lý thuyết đàn hồi, dùng để xác định ranh giới khu vực biến dạng dẻo và quy định mức độ phát triển của các khu vức đó tương ứng với các mức độ an toàn khác nhau

+ Phương pháp tính toán theo lý thuyết cân bằng giới hạn của môi trường rời,

áp dụng điều kiện cân bằng giới hạn cho tất cả các điểm nằm trong khu vực trượt, do

đó xác định được các mặt trượt và suy ra trạng thái giới hạn của đất nền

1.1.1 Phương pháp tính toán dựa vào giả định trước hình dạng mặt trượt

Khi nền bị phá hoại, khối đất sẽ trượt theo một mặt trượt nhất định Hiện tượng này đã được nhìn nhận từ lâu nhưng để xác định hình dáng mặt trượt lại là một vấn đề rất phức tạp Cho nên trong một thời gian khá dài trước khi có các phương pháp tính

toán tương đối chính xác bằng phương pháp số, người ta đã phải giả định trước hình dạng mặt trượt

Giả định đơn giản nhất cho rằng mặt trượt có hình dạng gãy khúc như trong phương pháp của Belzetxki, Gherevanov, Paoker…

Theo Belzetxki, dưới tác dụng của tải trọng giới hạn Pgh, hai khối đất IJK và JKL sẽ trượt theo các đường IK, KL Khối IJK trượt xuống phía dưới theo đường IK và đẩy khối JKL trượt lên phía trên theo đường KL Xét khối đất IJK ở trạng thái cân bằng giới hạn chịu tác dụng của hệ lực cho phép ta tìm được giá trị tải trọng giới hạn phản ánh sức chịu tải cực hạn của khối đất nền dưới móng

Hình 1.2 Xác định sức chịu tải cực hạn theo hình dạng mặt trượt phẳng

Vẽ đa giác lực và áp dụng định lý hàm số sin trong tam giác thường, kết hợp với

trạng thái cân bằng giới hạn giữa 2 khối trượt E1 = E2 ,cho phép ta tìm được giá trị tải trọng cực hạn

Trong thực thé, người ta hay sử dụng mặt trượt trụ tròn giả định để thay thế mặt trượt gãy khúc vì việc giả định mặt trượt gãy khúc là không hợp lý Phương pháp tính toán dựa vào mặt trượt có hình trụ tròn trong thực tế được dùng để kiểm tra ổn định của các nền đất và khối đất, nhưng về nguyên tắc cũng có thể dùng để xác định tải trọng

K

o

N p F



q D

45   /2

45   /2

Xét trường hợp một móng băng có bề rộng b Từ điểm Oi bất kỳ, vẽ cung tròn

bán kính Ri và giả định rằng khối đất trong cung tròn IKL trượt theo cung đó quanh

tầm Oi Ta có thể chia khối đất ra làm nhiều mảnh theo chiều thẳng đứng và giả thiết các mảnh không có tương tác với nhau Xét một mảnh đất i nào đó, dưới tác dụng của

trọng lượng Wi, bao gồm trọng lượng bản thân đất và tải trọng trong phạm vi mảnh đó truyền xuống nó trượt theo cung tròn

Hình 1.3 Đánh giá sức chịu tải bằng phương pháp mặt trượt trụ tròn

1.1.2 Phương pháp tính toán dựa trên mức độ phát triển của vùng biến dạng dẻo Khi tải trọng tác dụng trên nền đất tăng dần thì trong đất nền cũng dần hình thành những khu vực biến dạng dẻo, tức là xuất hiện vùng đất bị phá hoại trượt, do thành phần ứng suất tiếp τmax sinh ra bởi tải trọng ngoài vượt quá độ bền kháng cắt của đất Các khu vực biến dạng dẻo ngày càng phát triển cho đến khi chúng nối liền nhau

và hình thành mặt trượt liên tục thì nền đất bị phá hoại hoàn toàn Vì vậy, muốn đảm bảo khả năng chịu tải của đất nền thì cần quy định mức độ phát triển của các khu vực biến dạng dẻo

Để xây dựng lời giải theo lý thuyết cần chấp nhận hai giả thiết sau:

+ Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra được chấp nhận gần đúng theo lý thuyết

đàn hồi bán không gian, quan hệ giữa ứng suất và biến dạng là quan hệ tuyến tính (theo lời giải của tác giả Boussinesq)



q D

+ Chấp nhận mô hình đàn hồi dẻo lý tưởng của Mohr-Coulmb nhằm xác định quan hệ giữa các thành phần ứng suất ở ngưỡng dẻo cho vùng vật liệu dẻo dưới móng Tức là tại khu vực dẻo, ứng suất pháp theo mọi phương là như nhau

(*) Sức chịu tải an toàn theo giáo sư N.P.Puzyrevsky

Theo quan niệm của giáo sư N.P.Puzyrevsky, vùng biến dạng dẻo zmax = 0 tức là mới chỉ xuất hiện ở hai điểm góc của móng Giá trị áp lực đáy móng lúc này biểu thị sức chịu tải an toàn có quan hệ tuyến tính giữa tải trọng và biến dạng (PIgh).Lúc này

biểu thức xác định sức chịu tải an toàn được viết như sau:

1.1.3 Phương pháp tính toán theo lý luận cân bằng giới hạn

Khi tải trọng tăng dần đến một giá trị nhất định thì tại một số diểm trong nền đất

sẽ xảy ra hiện tượng trượt cục bộ trên mặt phẳng chứa ứng suất tiếp cực đại τmax ≥ [τ] Nếu tải trọng tiếp tục tăng thì hiện tượng trượt cục bộ cũng sẽ phát triển, các mặt trượt cục bộ sẽ nối tiếp nhau tạo thành những mặt trượt liên tục trong khu vực của nền đất ở trạng thái cân bằng giới hạn

Phương pháp tính toán theo lý luận cân bằng giới hạn đã khắc phục nhược điểm

đó, dựa trên việc giải các phương trình vi phân cân bằng tĩnh cùng với điều kiện cân bằng giới hạn tại một điểm Người ta tiếp tục xét trạng thái ứng suất của các điểm trong khu vực trượt, qua đó có thể xác định hình dạng trượt một cách chặt chẽ và tìm ra tải trọng giới hạn

(*) Công thức của Prandlt và Reissner:

Prandlt và Reissner đã giải được bài toán cho trường hợp xem đất không có

trọng lượng (γ = 0) và chịu tác dụng của tải trọng thẳng đứng Tải trọng giới hạn pcr

biểu trưng cho sức chịu tải cực hạn qult của nền đất tính theo công thức Prandtl có dạng như sau:

Theo A.Yu.Ishinsky, đối với bài toán không gian đới xứng trục, sức chịu tải cực hạn trong trường hợp đất dính lý tưởng hoặc điều kiện gia tải nhanh không thoát nước

có công thức:

qult =5,7.c + Df.γ (1.4) Theo A.S.Stroganov, trong trường hợp đất sét no nước và ở trạng thái chưa ổn định, sức chịu tải cực hạn dưới móng tròn hoặc vuông:

qult = 6,025.c + Df.γ (1.5)

(*) Công thức của V.V.Sokolovsky

Công thức của Sokolovsky chỉ dùng được cho trường hợp móng đặt trên đất

hoặc móng nông ( với Df/b < 0,5 ) vì lúc đó có thể thay chiều sâu chôn móng bằng tải trọng bên q = γ.Df

Móng đặt trên nền đất dính (c ≠ 0,  ≠ 0): Sức chịu tải cực hạn tính theo công thức:

q





 Trường hợp tải trọng nghiêng: Khi có tải trọng xiên và phụ tải trên mặt đất, loại đất có ma sát và lực dính, lời giải của V.V.Sokolovsky nhận được là tổng của tải trọng giới hạn đối với đất dính nhưng không xét đến trọng lượng bản thân của đất

* Thành phần thẳng đứng của tải trọng giới hạn được xác định bởi biểu thức sau:

qult = Nγ.γ.x + Nq.q+ Nc.c (1.9)

* Thành phần nằm ngang giới hạn của tải trọng xiên:

qult-h = qult.tanθ (1.10) trong đó: θ = góc nghiêng của tải trọng

Hình 1.4 Sơ đồ tải trọng xiên trong lời giải của V.V.Sokolovsky

(*) Công thức sức chịu tải của Terzaghi:

Giá trị các hệ số sức chịu tải trong công thức (1.9) đã được Terzaghi tính gần đúng bằng cách thừa nhận dạng đường trượt giống như đối với đất không trọng lượng

có nêm nén chặt hình tam giác dưới đáy móng, cạnh nghiêng một góc φ với đáy móng (trong khi với các tác giả khác thì góc trượt là 45o + φ/2) và sau đó cho rằng khi móng lún thì nêm nén chặt chịu sức chống bị động của đất theo mặt trượt phẳng Sức chịu tải tới hạn theo Tezaghi chỉ áp dụng cho bài toán móng nông

Trong trường hợp này,sức chịu tải cực hạn được tính theo công thức sau:

Bảng 1.1 Hệ số hình dạng đáy móng theo Terzaghi

(*) Công thức sức chịu tải của Meyerhof:

Meyerhof đề xuất biểu thức xác định sức chịu tải cực hạn tương tự như biểu thức của Terzaghi, trong đó có xét đến hệ số hình dạng đáy móng và độ nghiêng của tải trọng tác dụng

1 d i

2

q  bS  iq N S d i c N S d (1.13)

Hệ số sức chịu tải: .tan 2 0

(*) Công thức sức chịu tải theo Hansen và Vesic:

Hansen và Vesic đã đề xuất biểu thức xác định sức chịu tải cực hạn có xét đến các yếu tố ảnh hưởng bởi hình dạng đáy móng, độ sâu đặt móng và độ nghiêng của tải trọng tương tự như của Meyerhof Tuy nhiên các thông số đánh giá sức chịu tải có những thay đổi nhất định và bổ sung thêm các yếu tố ảnh hưởng bởi độ nghiêng theo

phương tác động tải trọng ngang bi và ảnh hưởng bởi yếu tố độ dốc của nền đất gi

N 1, 5(N q1) tan - theo Hansen

N 2(N q1) tan - theo Vesic

1.2 Khái quát về một số dạng công tác thí nghiệm hiện trường thường hay

sử dụng trong công tác khảo sát địa kỹ thuật tại Việt Nam [12], [13], [14]

Từ trước tới nay, trong công tác khảo sát địa kỹ thuật hầu hết người ta thường dùng các phương pháp thí nghiệm trong phòng nhằm xác định các chỉ tiêu cơ lý từ đó tính toán sức chịu tải của đất nền Tuy nhiên, vấn đề gặp phải là khi tiến hành lấy mẫu thí nghiệm hiện trường chịu tác động của rất nhiều yếu tố như: mẫu khó đảm bảo giữ nguyên được tính nguyên dạng vốn có ngoài tự nhiên, đối với một số loại đất công tác

lấy mẫu rất khó khăn, công tác vận chuyển và bảo quản mẫu không đảm bảo Ngoài ta, khi thí nghiệm trong phòng, đặc biệt là thí nghiệm xác định đặc tính nén lún của đất (mô đun nén lún E0) cần thời gian lâu, khó có thể đáp ứng được yêu cầu về tốc độ phát triển nhanh của công trình xây dựng Do đó, khác với thí nghiệm trong phòng, các dạng công tác thí nghiệm hiện trường được thực hiện ngay tại vị trí của đất nền, nó đảm bảo đất nền vẫn giữ được kết cấu, độ ẩm và trạng thái ứng suất tự nhiên của nó

Từ đó cho kết quả có độ cậy cao hơn so với các dạng thí nghiệm trong phòng So với công tác thí nghiệm trong phòng, công tác thí nghiệm hiện trường có một số ưu điểm nổi bật như sau:

+ Có thể thí nghiệm xác định được tính chất địa chất công trình của các loại đất khó có thể lấy mẫu nguyên dạng (đất bùn, sét trạng thái chảy, cát bão hòa nước ) + Có thể tránh được ảnh hưởng của quá trình lấy mẫu tới sự giải phóng trạng thái ứng suất tự nhiên của đất cũng như những tác động do quá trình vận chuyển mẫu + Phạm vi thí nghiệm lớn hơn nhiều so với thí nghiệm trong phòng, do đó kết quả thí nghiệm mang tính đại diện tốt, phản ánh tốt ảnh hưởng của các kết cấu vĩ mô của đất đá (khe nứt, lớp xen kẹp ) đến tính chất của đất đá

+Có thể đồng thời thực hiện nhiều dạng phương pháp kỹ thuật thí nghiệm hiện trường, từ đó có được mặt cắt địa chất công trình hoàn chỉnh và chỉ tiêu cơ lý của đất nền

+ Thông thường các dạng thí nghiệm hiện trường cần thời gian ngắn, hiệu quả cao, từ đó giúp giảm chi phí xây dựng

Ở Việt Nam hiện nay, tùy theo qui mô, loại và tính chất công trình của công trình xây dựng mà khi thực hiện công tác khảo sát địa kỹ thuật người ta thường tiến hành các dạng thí nghiệm hiện trường sau:

1.2.1 Thí nghiệm nén tĩnh nền (PBT-Plate Bearing Test)

* Khái niệm: phương pháp nén tĩnh bằng bàn nén có thể thực hiện được đối với

hầu hết các loại đất (trừ đá) nhằm mục đích: nghiên cứu tính chất biến dạng của đất nền theo thời gian và theo tải trọng nén, xác định đặc trưng biến dạng của đất nền, xác định

sức chịu tải của đất nền và của móng công trình (móng nông)

* Nguyên lý thí nghiệm: thí nghiệm nén tĩnh được thực hiện ở hiện trường bằng

cách đặt một tấm nén lên bề mặt lớp đất muốn nghiên cứu, tấm nén phải có độ cứng đủ lớn để có thể xem như cứng tuyệt đối Sau đó tiến hành gia tải lên tấm nén, đồng thời

đo độ lún của nó Phân tích kết quả mối quan hệ giữa tải trọng và độ lún người ta có thể rút ra được khả năng chịu tải giới hạn cũng như các đặc trưng biến dạng của đất nền

* Chỉnh lý kết quả thí nghiệm: bằng cách lập các biểu đồ quan hệ giữa biến dạng lún S theo thời gian t (S = f (t)), biểu đồ quan hệ biến dạng lún với cấp tải trọng Pi và

biều đồ quan hệ biến dạng lún với tải trọng P khi nén với nhiều chu kỳ S = f (P) Sau

đó xác định đặc trưng biến dạng, sức chịu tải của đất nền và của móng công trình

Mô đun tổng biến dạng của đất nền E0

Trong đó: µ hệ số Poisson phụ thuộc vào loại đất; µ = 0,25 với đất dăm sạn;

Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý thí nghiệm nén tĩnh nền

µ = 0,27 với đất hòn thô; µ = 0,3 với đất cát pha; µ = 0,35 với đất sét

và µ=0,42 với đất sét pha

R: bán kính bàn nén

ΔP: gia số áp lực, ΔP = Pn  P0

ΔS: gia số độ lún, ΔS = Sn  S0

Sức chịu tải giới hạn của đất nền Rmax được lấy bằng áp lực nén gây phá hủy nền

đất (Pc), tức là dưới tác động của áp lực đó độ lún S của nền đất phát triển không ngừng

và thường lấy tại giá trị mà độ lún đạt giá trị S = d/10

Rmax = Pc (1.16) Sức chịu tải cho phép của đất nền:

max

a s

R R F

 (1.17)

Fs: hệ số an toàn thường lấy từ 1,1 đến 2÷3

Thí nghiệm nén tĩnh nền là một dạng công tác thí nghiệm hiện trường giúp xác định sức chịu tải cực hạn của đất nền có độ tin cậy cao nhất hiện nay Ngoài ra, kết quả thí nghiệm nén tĩnh nền còn cho phép ta xác định được mô đun biến dạng E0 của đất nền, tính toán dự báo được độ lún của móng công trình, tính toán được cường độ kháng cắt không thoát nước của đất nền (các loại đất dính bão hòa nước trạng thái mềm) Thí

nghiệm nén tĩnh nền là một dạng công tác thí nghiệm hiện trường được sử dụng khá rộng rãi ở Việt Nam hiện nay cho các loại công trình xây dựng khác nhau

1.2.2 Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan (PMT-Pressiometre Menard Test)

* Khái niệm: thí nghiệm nén ngang trong hố khoan là phương pháp xác định trực

tiếp các đặc trưng biến dạng của đất thông qua áp lực nén ngang phát sinh từ thiết bị tác động lên đất ở vách hố khoan Phương pháp này có thể thực hiện trong đất đá mềm rời ở

độ sâu nhỏ hơn 30m, có hoặc không chứa nước và cho phép xác định mô đun tổng biến dạng và áp lực nén ngang tối đa của đất nền

* Nguyên lý thí nghiệm: thí nghiệm được thực hiện bằng cách đưa vào trong hố

khoan ống đo hình trụ có khả năng dãn nở dưới áp lực truyền từ ống đo để gây biến dạng

đất đá thành hố khoan Trên cơ sở đó quan trắc biến dạng và áp lực để xác định mô đun tổng biến dạng E0 và áp lực nén tối đa P

Hình 1.7 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nén ngang trong hố khoan

* Chỉnh lý kết quả: từ kết quả thí nghiệm hiện trường tiến hành lập biểu đồ quan

hệ giữa áp lực và thể tích trong thí nghiệm chuẩn ống gain và biểu đồ quan hệ giữa áp lực thể tích khi thí nghiệm chính thức

Xác định mô đun tổng biến dạng E0 của đất nền theo công thức:

2 1 2 1 1

V2,V1 là áp thể tích nước tiêu hao ứng với áp lực P2, P1 P2, P1 là áp lực lấy ở

đoạn tuyến tính trền đồ thị quan hệ V ~ P Thường lấy các giá trị V2,V1, P2, P1 trên

đường quan hệ V- P khi thí nghiệm ở thời điểm 60 phút

Xác định áp lực nén ngang tối đa PL:

z: khoảng cách từ mặt đất đến buồng đo công tác

Thí nghiệm nén ngang trong hố khoan thường phù hợp khi tiến hành trong các loại đất: đất dính, đất bụi, đất cát, đất dăm sạn, đất tàn tích, đá mềm và đá rất mềm Ở Việt Nam hiện nay thí nghiệm nén ngang trong hố khoan thường được thực hiện cho các dự án công trình đường giao thông và công trình ngầm

1.2.3 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn: (SPT - Standard Penetration Test)

* Khái niệm: Đây là phương pháp thí nghiệm xác định sức kháng xuyên của đất

tại đáy hố khoan khi xuyên ống mẫu (kích thứớc tiêu chuẩn) bằng cách đóng mũi xuyên hình ống vào trong đất ở đáy lỗ khoan đến một độ sâu qui ước và đếm số búa đóng để đưa mũi xuyên vào độ sâu qui ước đó Số búa đóng để đưa mũi xuyên vào độ sâu qui ước gọi là sức kháng xuyên tiêu chuẩn

* Nguyên lý thí nghiệm: nguyên lý cơ bản của thí nghiệm này là sử dụng lực rơi

tự do của quả tạ nặng 63,5kg từ độ cao là 760mm xuống đầu xuyên Số lần búa rơi (N)

đủ để ống mẫu xuyên được vào trong đất một chiều sâu 30cm (sau khi nó đã cắm xuống đất nhờ trọng lực và bộ đóng) được coi là lực kháng xuyên (N)

Chỉ số SPT sau khi thí nghiệm được xác định theo công thức:

Δs - độ ngập sâu của mũi xuyên sau n lần đóng

Δs/n - độ ngập sâu của mũi xuyên sau 1 lần đóng

* Hiệu chỉnh kết quả: đối với một số tác giả như Terzaghi, Peck khi sử dụng

kết quá thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn tính toán sức chịu tải của nền cần tiến hành hiệu chỉnh kết quả thí nghiệm

Ảnh hường của độ dài cần xuyên L:

N30cor = aN30 (1.22)

Với N30 là số lần đóng búa ghi được thực tế; a là hệ số hiệu chỉnh ảnh hưởng của

chiều dài cần khoan và được tra theo bảng sau:

Bảng 1.2 Bảng tra hệ số hiệu chỉnh a theo chiều dài cần khoan

Ảnh hưởng của mực nước dưới đất:

N30=15+0,5(N30-15) (1.23) Ảnh hưởng của áp lực địa tầng do tầng phủ phía trên gây ra:

N30 cor = N30CN (1.24) Với CN là hệ số điều chỉnh áp lực địa tầng được xác định theo công thức:

Trong đó: σv - áp lực địa tầng do lớp đất phủ phía trên gây ra;

γw - khối lượng thể tích tự nhiên trung bình của các lớp đất cấu tạo tầng phủ;

H: bề dày tầng phủ

* Ứng dụng kết quả: sử dụng kết quả thí nghiệm SPT để giải quyết các nhiệm vụ

sau:

Lập hình trụ lỗ khoan khảo sát theo N30

Bảng 1.3 Bảng phân loại độ chặt của đất rời theo trị số xuyên tiêu chuẩn N 30

Xác định góc nội ma sát φ của đất rời:

φ= 12.N30 C với C là hệ số thực nghiệm thay đổi từ 15,17 ÷ 20 Xác định lực kết không thoát nước Cu của đất dính

Bảng 1.5 Bảng tra giá trị 10 ÷ 20 xác định lực dính kết không thoát nước theo kết quả

thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn

+Xác định mô đun tổng biến dạng E0 của đất dính:

E0 = C(N30+6)+a (1.26)

Với C là hệ số được xác định tùy thuộc vào loại đất( đất sét và sét pha C=3; cát nhỏ, cát bụi C=3,5; cát vừa C = 4,5; cát thô C = 7; cát lẫn sạn sỏi C = 10, cát cuội tảng C=12)

Hệ số a = 40 khi N30 >15, a = 0 khi N30 < 15

Xác định sức chịu tải của nền đất rời:

Bảng 1.6 Bảng xác định sức chịu tải của đất rời theo trị số xuyên tiêu chuẩn

Trong đó K là hệ số lấy bằng 1 khi đất rời không chứa nước, lấy bằng 2/3 khi đất

rời bão hòa nước

Sức chịu tải cho phép của móng cọc:

Sp diện tích tiết diện ngang của mũi cọc, Ss là diện tích bề mặt của cọc

Trong đó : α =30 với cọc đóng và α=15 với cọc nhồi;

N30 :giá trị xuyên tiêu chuẩn của đất ở mũi cọc;

N30s : giá trị xuyên tiêu chuẩn của đất cát;

C : lực dính kết của đất dính;

Ls : chiều dài cọc xuyên qua các lớp đất cát;

Lc : chiều dài cọc xuyên qua các lớp đất dính;

Dp : đường kính hoặc cạnh của cọc

1.2.4 Thí nghiệm xuyên động với mũi xuyên hình nón (DPT):

* Nguyên lý thí nghiệm: là dạng thí nghiệm được tiến hành bằng cách đóng mũi

xuyên thong qua cần xuyên vào trong đất với các khoảng cách quy ước lần lượt là 10,

20, 30cm bằng tạ đập rơi tự do từ chiều cao quy định (50 ~ 100cm) với tốc độ đập 15 ~

30 lần/phút Sau đó ghi số lần đập của búa đưa mũi xuyên vào trong đất khoảng độ sâu qui ước Số lần đập để đưa mũi xuyên vào trong đất ở độ sâu quy ước gọi là sức kháng xuyên của đấ.t

Δs : độ lún sâu của mũi xuyên côn động vào đất sau 5 lần đập

Hiệu chỉnh số liệu xuyên côn động:

10 10

1 2 1

cor

N N



Trong đó: N10 cor - lực kháng xuyên động quy ước hiệu chỉnh;

N10 - lực kháng xuyên động quy ước trong thí nghiệm thực tế;

h h d

h m c

Q h q

e - độ ngập sâu của mũi xuyên sau 1 lần đập;

Sc - diện tích tiết diện ngang của mũi xuyên côn động

Xác định trạng thái nén chặt của đất rời:

Loại

đất

qd

Độ chặt Loại

đất

qd

Độ chặt Loại đất

qd

Độ chặt kG/cm

< 30 Xốp

Cát nhỏ, cát bụi bão hòa nước

< 20 Xốp

35

~125

Chặt vừa

Xác định góc ma sát trong φ của đất rời: góc nội ma sát quan hệ với lực kháng

xuyên động qd theo SN 448-72 được thể hiện trong bảng :

Bảng 1.8 Bảng tra góc ma sát trong của đất rời theo trị số xuyên động

Xác định mô dun tổng biến dạng E0 của đất

Đối với đất rời được tra theo bảng

Bảng 1.9 Bảng tra mô đun tổng biến dạng của đất theo trị số xuyên động

Loại cát

Qd (kG/cm2)