1. Trang chủ >
  2. Luận Văn - Báo Cáo >
  3. Báo cáo khoa học >
Tải bản đầy đủ - 0 (trang)
TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU.

TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU.

Tải bản đầy đủ - 0trang

yếu, 22TCN 262-2000". Dựa vào các tiêu chí cụ thể mà có các cách

phân loại nền đất yếu như sau:

a. Phân loại theo nguồn gốc hình thành:

Loại đất yếu có nguồn gốc khống vật hoặc nguồn gốc hữu cơ.

Loại có nguồn gốc khoáng vật: thường là sét hoặc á sét trầm

tích trong nước ở ven biển, vũng vịnh, đầm hồ, đồng bằng tam

giác châu. Đối với loại đất này, được xác định là đất yếu ở trạng

thái tự nhiên, độ ẩm của chúng thường gần bằng hoặc lớn hơn giới

hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét mềm e ≥ 1,5, đất á sét e ≥ 1),

cường độ lực dính khơng thốt nước ≤ 15 kPa, góc ma sát trong ϕ

từ 00 đến 100 hoặc cường độ lực dính từ kết quả cắt cánh hiện

trường < 35 kPa. Ngoài ra, các vùng thung lũng còn hình thành đất

yếu dưới dạng bùn cát, bùn cát mịn (hệ số rỗng e > 1, độ bão hòa

G > 0,8).

Loại có nguồn gốc hữu cơ: hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích

đọng thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật

phát triển, thối rữa, phân huỷ tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với

trầm tích khống vật. Loại này thường được gọi là đất đầm lầy

than bùn, thường có màu đen hay nâu sẫm, hàm lượng hữu cơ

chiếm từ 20% đến 80% và được phân thành:

-



Hàm lượng hữu cơ từ 20-30%: đất nhiễm than bùn.

Hàm lượng hữu cơ từ 30-60%: đất than bùn.

Hàm lượng hữu cơ trên 60%: than bùn.

b. Phân loại theo chỉ tiêu cơ lý (trạng thái tự nhiên)

Để đánh giá sơ bộ về tính chất cơng trình trên đất yếu, từ đó



xem xét các giải pháp thiết kế nền đường tương ứng, đất yếu được

phân loại theo trạng thái tự nhiên của chúng như sau:

-



Đất yếu loại sét hoặc á sét được phân loại theo độ sệt B:



22



Khi B >1 thì gọi là đất bùn sét, khi 0,75 < B < 1 là đất yếu dẻo

chảy.

Với đất là đầm lầy than bùn: Loại đất này được phân thành 3



loại:



Loại I: Có độ sệt ổn định, thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng

đứng sâu 1m nhưng chúng vẫn duy trì được độ ổn định từ 1 đến 2

ngày.

Loại II: Loại có độ sệt khơng ổn định, không đạt tiêu chuẩn loại 1

nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy.

Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.

c. Một số chỉ tiêu phân loại đất yếu theo tiêu chuẩn nước ngoài:

Phần lớn các nước trên thế giới thống nhất về định nghĩa nền

đất yếu theo sức kháng cắt khơng thốt nước S u và trị số xuyên

tiêu chuẩn SPT (N) như sau:

-



Đất rất yếu: Su ≤ 12,5 kPa hoặc N ≤ 2;

Đất yếu: Su ≤ 25 kPa hoặc N ≤ 4.

1.1.1.2. Phân bố đất yếu ở Việt Nam

Đất yếu ở Việt Nam chủ yếu là những tầng trầm tích tam giác



châu được tạo thành trong kỷ Đệ Tứ. Tầng trầm tích này thường

gặp ở các miền đồng bằng mà lớn nhất là đồng bằng Bắc Bộ và

đồng bằng Nam Bộ. Sơ bộ có thể nhận xét đặc điểm chung của các

tầng đất mềm yếu ở Việt Nam như sau: [9]

a. Tầng đất yếu ở đồng bằng Bắc Bộ (Hoàng Văn Tân, Phạm

Xuân, 1973)



23



Chủ yếu là các loại trầm tích tam giác châu cũ và tam giác châu

thổ của hai sông lớn là sông Hồng, sông Thái Bình và các chi lưu

của chúng. Miền đồng bằng này rộng khoảng 15000 km2 và ít đồi

núi sót. Vùng phù sa sơng Hồng chiếm diện tích lớn nhất trong

miền này. Chiều dày tầng trầm tích ở vùng này rất dày, từ vài mét

đến hơn 100m.



Hình 1.1 : Sơ đồ phân bố đất yếu vùng đồng bằng Bắc Bộ.

b. Vùng đồng bằng ven biển miền Trung.

Là vùng đồng bằng mài mòn bồi tụ điển hình. Trầm tích kỷ Đệ

Tứ ở đây thường thấy ở thung lũng các sông và thường là loại phù

sa bồi tích. Đất yếu trầm tích thường thấy là các loại bùn hoặc cát

nhỏ bão hòa rời rạc, số lượng các lớp đất yếu thường không quá 3

lớp, chiều dày lớp đất yếu < 20m, lớp đá dưới thường thấy là đá

magma hay đá biến chất

c. Đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh :

Có những khu vực bồi tụ, mài mòn xen kẽ nhau và rất đa dạng

gồm có trầm tích bồi tụ tam giác châu và trầm tích bồi tụ ven biển.

So với đồng bằng Bắc Bộ, tầng trầm tích ở khu vực này khơng dày

lắm.

d. Đồng bằng Nam Bộ



24



Đất yếu thuộc khu vực đồng bằng bồi tích với nguồn gốc sông,

đầm lầy, sông biển, vũng vịnh hỗn hợp. Tầng trầm tích biến đổi

phức tạp, chiều dày từ vài mét đến 100m, trong đó có loại trầm

tích phù sa cổ chịu lực tốt (gồm sét, á sét, cát mịn), loại bồi tích trẻ

- chịu tải kém (bùn sét, bùn sét hữu cơ bão hòa…) có chiều dày 8m

đến 35m.

Dựa vào chiều dày lớp đất yếu có thể chia đồng bằng Nam Bộ

thành 3 khu vực như hình sau:



Hình 1.2: Sơ đồ phân bố đất yếu vùng đồng bằng Nam Bộ.

-



Khu vực có lớp đất yếu dày từ 1-30 m: vùng ven thành phố



Hồ Chí Minh, thượng nguồn các sơng Vàm Cỏ Đơng, Vàm Cỏ Tây,

rìa quanh vùng núi Bảy đến vùng ven biển Hà Tiên, Rạch Giá, rìa

đơng bắc đồng bằng từ Vũng Tàu đến Biên Hòa.

- Khu vực có đất yếu dày từ 5-30m: phân bố liền kề khu vực

trên và chiếm đại bộ phận đồng bằng và khu trung tâm Đồng Tháp

Mười.

- Khu vực có đất yếu dày từ 15-300m: chủ yếu thuộc các tỉnh

Cửu Long, Bến Tre tới vùng duyên hải các tỉnh Hậu Giang, Tiền

Giang.



25



1.1.2. Tổng quan các giải pháp công nghệ xử lý nền đất

yếu dưới nền đường đắp:

1.1.2.1. Các yêu cầu xử lý nền đất yếu xây dựng đường đắp

Khi xây dựng đường ô tô trên nền đất yếu, các biện pháp xử lý

nền cần đảm bảo các yêu cầu sau:

a. Các yêu cầu về khảo sát phục vụ thiết kế

- Phải điều tra xác định được phạm vi phân bổ của các vùng đất

yếu về phân bố, chiều sâu, nguồn gây ẩm, khả năng thoát nước...

để xem xét các phương án cho tuyến vòng tránh hoặc cho tuyến

cắt qua đất yếu ở chỗ ít bất lợi nhất.

- Lấy mẫu và tiến hành các thí nghiệm trong phòng và thí

nghiệm hiện trường để xác định loại đất yếu, chỉ tiêu phục vụ cho

tính tốn.

b. Các u cầu về thiết kế thi cơng.

-



Về ổn định: Nền đắp trên nền đất yếu phải đảm bảo ổn định,



không bị phá hoại do trượt trồi trong quá trình thi cơng xây đắp

(đắp phần nền theo thiết kế hoặc đắp cao hơn cao độ thiết kế để

gia tải trước) và trong suốt quá trình đưa vào khai thác sử dụng

sau đó.

- Về tính tốn lún: Tính tốn dự báo được độ lún tổng cộng kể

từ khi bắt đầu đắp nền cho đến khi lún hết hoàn toàn; bố trí hệ

thống quan trắc trong q trình thi cơng nền đắp trên nền đất yếu.

- Xác định các tải trọng tính tốn: Tải trọng tính tốn khi kiểm

tra ổn định và dự báo lún của nền đắp gồm tải trọng đắp nền, đắp

gia tải trước, tải trọng xe cộ, tải trọng động đất...

1.1.2.2. Các giải pháp công nghệ xử lý nền đất yếu

Mục tiêu của các giải pháp xử lý nền đất yếu khi xây dựng nền

đường đắp là để đảm bảo đồng thời các yêu cầu giảm độ lún tổng

cộng, độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí xây

dựng. Các giải pháp thường gặp bao gồm:



26



a. Bố trí xây dựng cùng nền đắp (các phương pháp gia cố nông)

-



Xây dựng theo giai đoạn;

Đầm nén đất yếu bằng quả đầm nặng;

Bệ phản áp;

Đắp gia tải trước bằng hoặc cao hơn cao độ thiết kế;

Bố trí tầng đệm cát;

Nền đắp nhẹ;

Tăng cường bằng vật liệu địa kỹ thut (vi, li a k



thut ...)

0



(Tâm truợ t nguy hiểm nhất)



Y



R



I

hi



h



II

Vải Đ KT



F



l2



l1



Hỡnh 1.3. S dng vi a k thut: I - Vùng hoạt động (khối

trượt); II - Vùng bị động (vùng vải địa kỹ thuật đóng vai trò neo

giữ).

b. Cải thiện đất dưới nền đắp (các phương pháp gia cố sâu)

-



Thay đất xấu;

Đường thấm thẳng đứng ( bấc thấm hoặc dùng túi cát);

Cố kết bằng hút chân không;

Cột ba lát (hoặc cột đá dăm); hào ba lát

Phun chất rắn;

Cọc đất gia cố vơi hoặc xi măng;

Nền đắp trên móng cứng;

Điện thấm.



Từ tổng hợp các tài liệu tham khảo cho thấy việc lựa chọn loại

công nghệ xử lý đất yếu nào cho một cơng trình cụ thể đều cần xét

tới các tiêu chí dưới đây:

-



Thời hạn cơng trình phải hồn thành.



27



-



Có đáp ứng được các yêu cầu khai thác sử dụng lâu dài hay



không.

- Tác động của giải pháp tới môi trường xung quanh (phạm vi

chiếm dụng đất, tác động đến nguồn nước, gây ô nhiễm môi

trường ...)

- Giá thành và khả năng thực hiện tại chỗ (điều kiện cung ứng

vât liệu, thiết bị, tay nghề ...).

Theo kinh nghiệm của các nước, để đạt mục tiêu xử lý nói trên

thường kết hợp sử dụng 2 đến 3 giải pháp như:

chú

-



Tầng đệm cát kết hợp với giếng cát hoặc bấc thấm;

Bệ phản áp kết hợp thoát nước thẳng đứng;

Gia tải trước kết hợp với thoát nước thẳng đứng nhưng cần

ý đảm bảo ổn định cho nền đắp trong quá trình chờ cố kết;

Bệ phản áp kết hợp với bố trí lớp cát đệm;

Bệ phản áp kết hợp với đào thay đất;

Bệ phản áp kết hợp với cọc cát, cột balát;

Cọc kết hợp sàn giảm tải bằng bê tông.

Cọc kết hợp với vật liệu địa kỹ thuật (vải ĐKT hoặc cốt ĐKT).



Theo quan điểm thiết kế hiện đại, việc lựa chọn giải pháp sử

dụng phương pháp phân tích chi phí vòng đời bằng cách cân nhắc

giữa chi phí ban đầu và chi phí cho cơng tác bảo trì đảm bảo sự

phục vụ tốt nhất của kết cấu. Trên quan điểm đó, việc thiết kế nền

đắp trên đất yếu chú trọng tới vấn đề độ lún đặc biệt là độ lún

lệch, vấn đề ổn định và sức chịu tải của phần đắp. Giải pháp cọc

hỗ trợ nền đắp lần đầu tiên được sử dụng ở Châu Âu vào những

năm 1970 và ngày càng được áp dụng rộng rãi khắp nơi trên thế

giới đã chứng minh được tính hiệu quả của giải pháp. Mặc dù chi

phí ban đầu cao nhưng chi phí vòng đời khi phân tích một thời gian

dài phục vụ lại nhỏ hơn do chi phí cho cơng tác bảo trì giảm rất

nhiều so với các giải pháp như gia tải trước, thoát nước thẳng

đứng, đào thay đất.



28



1.2. Giải pháp cọc kết hợp với cốt địa kỹ thuật.

1.2.1. Mô tả giải pháp và một số ứng dụng thực tế:

1.2.1.1. Mô tả giải pháp

Giải pháp sử dụng cọc gia cường nền đất yếu thường được sử

dụng trong các trường hợp chiều dày lớp đất yếu lớn, thời gian xây

dựng và mặt bằng xây dựng bị hạn chế. Khi đó, vai trò chính của

cọc là chịu và truyền tải trọng nền đắp cũng như tải trọng giao

thông xuống tầng đất tốt hơn ở dưới mũi cọc. Các giải pháp sử

dụng cọc có thể kể tới:

Giải pháp truyền thống (hình 1.4a): để tăng tải trọng truyền

xuống cọc và tránh hiện tượng đẩy ngang của hàng cọc phía ngồi

cũng như hiện tượng lún lệch q lớn giữa cọc và đất yếu xung

quanh, giải pháp này thường u cầu phải có hàng cọc xiên, kích

thước mũ cọc lớn và khoảng cách giữa các cọc nhỏ.

Giải pháp cọc kết hợp bản BTCT (hình 1.4b): với giải pháp

cơng nghệ này, toàn bộ tải trọng sẽ được truyền xuống cọc, giải

pháp đã phát huy tối đa hiệu quả của việc sử dụng cọc, giảm kích

thước, giảm số lượng cọc, tránh hiện tượng lún không đều, lún lệch

phản ánh trên mặt đường hay còn gọi là hiện tượng “đội nấm” và

tăng nhanh tốc độ xây dựng. Tuy nhiên, công nghệ này cần một

khối lượng thép lớn cũng như chiều dày bản bê tơng tương đối lớn

có thể dẫn đến kinh phí xây dựng lớn

Giải pháp cọc kết hợp với cốt ĐKT (hình 1.4c): là giải pháp

còn được gọi là GRPS (Geosynthetics Reinforced Pile Supported).

Giải pháp là sự kết hợp của một hoặc một số lớp lưới ĐKT hoặc vải

ĐKT có khả năng chịu kéo lớn được trải trên đỉnh cọc giúp tăng

phần tải trọng truyền vào cọc và gánh đỡ phần tải trọng truyền

xuống phần đất yếu giữa các cọc, nhờ đó giảm được độ lún lệch

giữa phần cọc và phần đất xung quanh cọc. Giải pháp này được



29



đánh giá là đơn giản trong thi công, cốt ĐKT thân thiện môi trường,

giải pháp sử dụng cốt ĐKT này ngày càng được sử dụng rộng rãi

trong thực tế xây dựng, đặc biệt tại các vị trí đắp cao và có u

cầu nghiêm ngặt về độ lún cũng như yêu cầu tiến độ thi công gấp.

S1



Nền đắp



S2



Mũ cọc

cỡ lớn



Cọc nghiêng

Cọc đứng



Nền cứng hơn hoặc nền đá

a) Giải pháp truyền thống



Sàn giảm tải BTCT



b) Giải pháp cọc kết hợp sàn giảm tải BTCT

Cát/ đá dăm



S1 0



Cốt ĐKT



Mũ cọc nhỏ



c) Giải pháp cọc kết hợp với cốt ĐKT

Hình 1.4: Giải pháp nền đắp trên cọc

Loại cọc sử dụng: Với cơng nghệ này, vai trò chủ yếu của cọc

là chịu và truyền tải trọng xuống lớp đất cứng hơn dưới mũi cọc.

Với vai trò này, cọc đã được tính tốn, bố trí đảm bảo đủ khả năng

30



chịu tải của cọc, khả năng chịu tải của nền đất và đảm bảo độ lún

tổng cộng của nền theo yêu cầu thiết kế. Tùy thuộc vào công nghệ

thi công cũng như vật liệu làm cọc, có nhiều loại cọc khác nhau.

Các loại cọc thường gặp gồm: các loại cọc đóng (cọc bê tơng, bê

tơng cốt thép, cọc gỗ..) và các loại cọc thi công tại chỗ như cọc đất

gia cố vơi, gia cố xi măng.



Hình 1.5: Hình ảnh thi công thực tế

Cốt ĐKT là từ gọi chung cho vải ĐKT và lưới ĐKT:

Vải ĐKT được chế tạo từ những sản phẩm của dầu mỏ, được

chế tạo bằng một hoặc hai của các hợp chất chính Polyester,

Polypropylene hoặc Polyamide và được gọi chung là polyme.

Vải ĐKT được chia làm 3 nhóm chính là dệt, khơng dệt và cường

độ cao.

Vải ĐKT không dệt: gồm những sợi ngắn, không theo một hướng

nhất định nào, được liên kết với nhau bằng phương pháp hố

(dùng chất dính) hoặc nhiệt (dùng sức nóng). Loại này có khả năng

chịu kéo thấp, chủ yếu sử dụng làm tầng lọc ngược

Vải ĐKT dệt: gồm những sợi dọc và sợi ngang dệt lại giống như

vải may mặc, như vải Robusta, Nicolon của Hà Lan, Amoco của

Anh, Krafter của Nhật, Deayoun và Kolon của Hàn Quốc... Biến

dạng của nhóm vải dệt thường được thí nghiệm theo hai hướng



31



chính, hướng dọc máy, viết tắt MD (machine drection) và hướng

ngang máy, viết tắt CD (cross machine drection).

Vải ĐKT cường độ cao: được sản xuất từ các sợi polyester có

cường độ chịu kéo cao, độ dãn dài thấp, có độ bền lên đến hàng

trăm năm, đảm bảo u cầu tuổi thọ cơng trình dài hạn. Vải ĐKT

cường độ cao bền với các tác động hố lý của mơi trường, đặc biệt

khơng chịu các tác động của các loại đất có tính axít (pH ≥ 2).



Vải ĐKT khơng



Vải ĐKT cường



Vải ĐKT dệt



dệt



độ cao

Hình 1.6: Vải địa kỹ thuật



Trong ba loại vải trên thì vải không dệt đã được sử dụng từ lâu

để làm tầng lọc ngược, còn hai loại vải dệt và vải cường độ cao có

khả năng chịu kéo cao được sử dụng nhiều trong gia cố cho các

cơng trình xây dựng, hiện nay ở Việt Nam hai loại vải này sản xuất

chưa nhiều mà chủ yếu nhập khẩu từ nước ngoài.

Lưới ĐKT: lưới ĐKT giống như tờ bìa dày có lỗ, kích thước lỗ

thay đổi tuỳ theo loại lưới, có dạng chữ nhật hoặc bầu dục, rộng

vừa đủ để cài chặt với đất, sỏi xung quanh. Lưới ĐKT làm bằng

chất polypropylene (PP), polyester (PE) hay bọc bằng polietilen Teretalat (PET) với phương pháp ép và dãn dọc. Vật liệu dùng làm

cốt ĐKT có sức kéo đứt lớn, thậm chí còn có có thể lớn hơn so với

kim loại.



32



Tài liệu bạn tìm kiếm đã sẵn sàng tải về

TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP SỬ DỤNG CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU.

Tải bản đầy đủ ngay(0 tr)

×