Bài giảng Cơ học đất - Chương 6: Cọc vôi và cọc xi măng

Bài giảng Cơ học đất - Chương 6: Cọc vôi và cọc xi măng cung cấp cho học viên những kiến thức về hợp chất của xi măng gặp nước, phản ứng của xi măng và đất, sự thủy hợp, sự trao đổi ion và kết đám, phản ứng pozzolan, loại đất xử lý bằng ximăng,... Mời các bạn cùng tham khảo chi tiết nội dung bài giảng!

Chương 6

Cọc vôi và cọc xi măng

TRẦN QUANG HỘ tqho@hcmut.edu.vn

Hợp chất của xi măng gặp nước

(tricalcium silicate) (water) (tobermorite gel) (calcium hydroxide)

(bicalcium silicate) (water) (tobermorite gel) (calcium hydroxide)

Hợp chất của xi măng gặp nước

(tetracalcium aluminoferite) (calcium aluminoferite hydroxide)

Hợp chất của xi măng gặp nước

(tricalcium aluminate) (tetracalcium aluminate hydrate)

(tricalcium aluminate) (gypsum) (calcium monosulfo aluminate)

Phản ứng của xi măng và đất

(sản phẩm xi măng sơ cấp)

(sản phẩm xi măng thứ cấp)(sản phẩm xi măng thứ cấp)

1 Sự thủy hợp

Dẫn đến sự trao đổi ion, kết đám và phản ứng pozzolanic

2 Sự trao đổi ion và kết đám

trao đổi với những ion đơn cựcNhững cation có tính kim loại thấp đến cao:

Sự tập trung trên bề mặt hạt khoáng tạo nên sự

kết đám

3 Phản ứng pozzolan

(sản phẩm xi măng thứ cấp)(sản phẩm xi măng thứ cấp)

Vôi phản ứng với carbon dioxide có trong kk hoặcđất.

Phản ứng tạo nên ximăng yếu: calcium carbonat hoặc

magnesium carbonat

Cường độ không đáng kể

Sự carbonat hóa

Loại đất xử lý bằng ximăng

Loại đất.

• Hiệu quả xử lý bằng vôi hay xi măng kém khi

độ ẩm và hàm lượng hữu cơ gia tăng

• Chỉ số dẻo càng cao thì khả năng cải tạo càng

kém

Thành phần khoáng

• Loại đất có hoạt tính pozolan càng cao cho độ

cứng càng lớn

• Sét montmorilonic và kaolinitic là hoạt chất

pozzolan cao hơn sét chứa khoáng illite, chrolitehoặc vermiculite

Độ pH của đất

• Phản ứng pozzolan lâu dài sẽ thuận lợi khi độ pH

lớn

• Khi độ pH <12,6 thì phản ứng 12.10 xảy ra.Chất

phản ứng tiếp cho ra CSH và Ca(OH)2

• Phản ứng trên làm giảm cường độ của đất trộn xi

măng vì có khả năng tăng bền cho đất tốthơn CSH

Loại đất xử lý bằng vôi

Loại đất

• Hàm lượng sét trên 20% và tổng hàm lượng silt và

sét trên 35%

• Hàm lượng hữu cơ nhỏ cũng ảnh hưởng đến sự

gia tăng cường độ của vôi trộn đất

• Khi độ ẩm tăng thì hiệu quả của vôi kém

Thành phần khoáng.

• Sét kaolinite và montmorillonite chỉ cần trộn với

vôi; sét illite cần phụ gia là tro núi lửa

• Vôi trộn với sét montmorillonite cho cường độ

cao hơn trộn với kaolinite

Độ pH của đất.

• Vôi làm tăng độ pH của nước trong đất và làm

tăng độ hòa tan, khi độ pH,7 thì sự trao đổi basekém

• Phản ứng vôi đất tốt khi pH>12

Phương pháp thi công

t ttt

Phương pháp tính toán cọc vôi

Khả năng chịu tải của một cọc

Khả năng chịu tải theo đất nền:

Sức kháng hông lấy bằng CuSức kháng mũi lấy bằng 9CuKinh nghiệm sức kháng hông lấy bằng Cu khi Cu <30kPa và bằng 0,5Cu khi Cu >30kPa

Khả năng chịu tải của một cọc

Khả năng chịu tải theo vật liệu:

Điều kiện ngắn hạn:

col = 300 ; Kp = 3

Điều kiện dài hạn:

Khả năng chịu tải của nhóm cọc vôi

cơ chế phá hoại khối

6: cho đáy hình chữ nhật9: cho đáy hình vuôngTuy nhiên nên bỏ qua sức chịu mũi

Khả năng chịu tải của nhóm cọc vôi

cơ chế phá hoại cục bộ

b, l: diện chịu tải cục bộ: sức chống cắt trung bình dọc theo mặt trượt

Tính toán độ lún

Trường hợp A:

ứng suất trong cọc chưa vượt qua giá trị từ biến

Trường hợp B:

ứng suất trong cọc vượt qua giá trị từ biến

Khi biến dạng đồng đều:

Trường hợp A

Trường hợp A

Độ lún :

Độ lún :

Tính theo cọng lún ,độ dốc ứng suất là 1:2

Trường hợp B

Tính toán độ lún lệch

Độ lún lệch thể hiện qua góc xoay

Độ cố kết

Độ cố kết thấm theo phương ngang

Ổn định mái dốc

Tính toán cọc xi măng

Khả năng chịu tải theo đất nền

Khả năng chịu tải theo vật liệu

Theo Sweroad:

Ổn định mái dốc

Gia cường nền đường bằng cọc vôi

Ổn định mái dốc

Một số kết quả

Vôi:

Hàm lượng tốt nhất: 510%, qu tăng lên 5lần, tăng

3 lần, tăng lên 1040 lần,  tăng lên 67%

Xi măng:

Hàm lượng tốt nhất: 1015%, qu tăng lên 10 20 lần,

tăng 24 lần, tăng lên 1040 lần

THANK YOU FOR LISTENING