Nguyễn Viết Trung - KS.
Trang 1Tài li ệu tham khảo dùng để tính toán:
[1] 22 TCN 262 - 2000: Quy trình kh ảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên nền đất yếu
[2] TCVN 9403:2012 – Gia c ố nền đất yếu – Phương pháp trụ đất xi măng
[3] Sách "C ọc đất xi măng - Phương pháp gia cố nền đất yếu" - GS.TS Nguyễn Viết Trung - KS Vũ Minh Tuấn
(H ệ số an toàn thiết kế sức chịu tải cho cọc xi măng đất được tham khảo trong tài liệu [3], trang 61)
T ải trọng tác
d ụng lên cọc đơn (kN)
Kh ả năng chịu tải của cọc đơn
(kN)
K ết quả
C ường độ nén đơn cọc xi
m ăng đất thi ết kế tại
hi ện trường (kg/cm2)
Chi ều sâu c ọc (m)
Ph ạm vi đường (m)
Cao độ đáy lớp đệm cát gia c ố xi
m ăng ( đỉnh cọc) (m)
Cao độ
m ũi cọc (m)
Chi ều dày
l ớp đệm cát gia c ố
xi m ăng (m)
Chi ều cao đắp lớn
nh ất phía trên l ớp đệm cát (m)
C ường độ kháng nén thi ết kế
c ủa lớp đệm cát (kN/m2)
th ể
Trang 2Đoạn 1:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 2.84 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2 * (H -T)= 6.55 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2 * T= 2.14 m3 d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 2.84 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 5.34 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 4.80 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 3τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
2/12
Trang 4Đoạn 2:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 3.11 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2*(H -T)= 7.38 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2*T= 2.14 m3
d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 3.11 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 6.17 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 5.62 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 5τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
4/12
Trang 6Đoạn 3:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 3.11 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2*(H -T)= 7.38 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2*T= 2.14 m3
d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 3.11 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 6.17 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 5.62 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 7τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
6/12
Trang 8Đoạn 4:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 3.05 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2*(H -T)= 7.20 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2*T= 2.14 m3
d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 3.05 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 5.98 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 5.44 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 9τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
8/12
Trang 10Đoạn 5:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 2.40 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2*(H -T)= 5.21 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2*T= 2.14 m3
d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 2.40 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 3.99 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 3.45 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 11τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
10/12
Trang 12Đoạn 6:
1) Bề dày nền đắp bao gồm bề dày lớp cát gia cố xi măng
H = H e +T = 2.60 m2) Thể tích nền đắp tại khu vực chưa cải tạo và khu vực cải tạo
a) Tổng thể tích trên 1 trụ bao gồm bao gồm bề dày nền đắp và lớp đệm cát gia cố xi măng
b) Thể tích nền đắp trên 1 trụ
V e =s 2*(H -T)= 5.82 m3 c) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V se =s 2*T= 2.14 m3
d) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
{(s-d)tan θ}/2= 1.77 m < H= 2.60 m
==> V soil = 3.36 m3 e) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên khu vực chưa cải tạo
V soilse = 1.60 m3 f) Thể tích nền đắp trên khu vực chưa cải tạo
V soilb = 1.8 m3 Type-1: Vsoil, Type-2:Vsoil-Vsoilse a) Thể tích nền đắp bao gồm lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ,
V col =V all -V soil 4.61 m3 b) Thể tích lớp đệm cát gia cố xi măng trên diện tích 1 trụ
V colse = 0.54 m3 Type-1: Vcolse=Vse, Type-2:Vcolse=Vse-Vsoilse c) Thể tích nền đắp trên diện tích 1 trụ
V colb = 4.06 m3 Type-1: Vcolb=Vcol, Type-2:Vcolb=Vcol-Vcolse3) Áp lực thẳng đứng trên lớp đệm cát gia cố xi măng tại khu vực chưa cải tạo, kPa
) 1 2 )(
4 ( 24 2
3 3
3 2
H d
d H H
s
se se
T d
d T T
s
V soilse
soill soilse soilse
soil soil
A V V
Trang 13τsc : Ứng suất cắt trên lớp cát gia cố xi măng, kPa
qa : Ứng suất chịu tải cho phép lâu dài của nền đất, kPa
q a = 0.00kPa
1) Tính toán độ cứng chịu uốn của lớp cát gia cố xi măng
e) Mô đun phản lực nền theo phương thẳng đứng, Kv
03.0
v v V
B K K
=
=4
4 se se
vI E
) 2 ( ) 2 (
2 max
s Cos s Cosh
s Sinh s Sin P M
soil
β β
β
β β
=
=
se se
Z
σ
12/12
Trang 14Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 3.14 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 0.30m Cao độ tự nhiên CDTN= 1.60 m
Các ch ỉ tiêu
γ
(kN/m3)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2)
σp (kN/m2)
Trang 153 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 12.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
− +
=
=
2/18
Trang 16Độ lún tổng cộng, S=S block + S c + S i = 0.157 m
S i (m)
σp (kN/m2)
(kN/m2)
z (m)
P' (kN/m2) e 0
S c (m)
C r E (kN/m2)
Traffic Load
W z
W P P
+
tan 2
'
3/18
Trang 17Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 4.71 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 1.60m Cao độ tự nhiên CDTN= 1.60 m
σp (kN/m2)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2) ϕcu ( độ) ε0 C c C r
Trang 183 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 13.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
− +
=
=
5/18
Trang 19S c (m)
S i (m)
(kN/m2)
z (m)
P' (kN/m2) e 0
Traffic Load
W z
W P P
+
tan 2
'
6/18
Trang 20Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 4.71 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 1.60m Cao độ tự nhiên CDTN= 1.60 m
σp (kN/m2)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2) ϕcu ( độ) ε0 C c C r
Trang 213 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 12.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
.
− +
=
=
8/18
Trang 22S c (m)
S i (m)
(kN/m2)
z (m)
P' (kN/m2) e 0
Traffic Load
W z
W P P
+
tan 2
'
9/18
Trang 23Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 3.35 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 0.30m Cao độ tự nhiên CDTN= 1.60 m
σp (kN/m2)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2) ϕcu ( độ) ε0 C c C r
Trang 243 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 9.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
.
− +
=
=
11/18
Trang 25S c (m)
S i (m)
(kN/m2)
z (m)
P' (kN/m2) e 0
Traffic Load
W z
W P P
+
tan 2
'
12/18
Trang 26Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 2.68 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 0.30m Cao độ tự nhiên CDTN= 0.30 m
σp (kN/m2)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2) ϕcu ( độ) ε0 C c C r
Trang 273 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 10.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
− +
=
=
14/18
Trang 28S c (m)
S i (m)
(kN/m2)
z (m)
P' (kN/m2) e 0
Traffic Load
W z
W P P
+
tan 2
'
15/18
Trang 29Khoảng cách trụ S= 1.75m Cao độ thiết kế CDTK= 2.90 m
Cao độ đỉnh trụ CD1= 0.30m Cao độ tự nhiên CDTN= 0.30 m
σp (kN/m2)
γdn (kN/m3)
C u (kN/m2) ϕcu ( độ) ε0 C c C r
Trang 303 TÍNH TOÁN LÚN D ƯỚI CHÂN TRỤ
3.1 Thông s ố của trụ đất gia cố xi măng
Chiều dài trụ L= 11.00 m,
3.2 Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất
Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất được tính theo công thức sau
( Công thức C.2 phụ lục C-TCVN 9403:2012 )
Trong đó,
Sblock : Độ lún của bản thân khối gia cố cọc xi măng đất, m
ap : Hệ số cải tạo
Ecol : Mô đun biến dạng của trụ, kPa
Esoil : Mô đun biến dạng của đất, kPa
Eeq : Mô đun biến dạng của đất cải tạo, kPa
E a E
a
L P E
L P S
) 1 (
− +
=
=
17/18