Slide 1
TÍNH TOÁN NỀN GIA CỐ BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT TS. Tr ần Mi Minh nh Th Thu u ận
Bộ môn K ỹ n ỹ thu ật xây d ự ựng g
Slide 2
NỘI DUNG CHUYÊN ĐỀ • • • • • • •
GIỚI THIỆ GIỚ THIỆU GIA CỐ CỐ NỀN B Ằ ẰNG NG PP XI M Ă ĂNG NG HÓA GIỚ GI ỚI THIỆ THIỆU VỀ VỀ CỌC XI M Ă ĂNG NG ĐẤ ĐẤT T CÔNG NGHỆ THI CÔNG CỌ CỌC XI M Ă ĂNG NG ĐẤ ĐẤT T THÍ NGHIỆM TRONG TRONG PHÒNG PHÒNG VÀ HI HIỆ ỆN TRƯỜ TRƯỜNG NG TIÊU CHU Ẩ ẨN N THIẾ THIẾT KẾ KẾ CỌC XI M Ă ĂNG NG ĐẤ ĐẤT T CỦ CỦ A VN LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỌ CỌC XI M Ă ĂNG NG ĐẤ ĐẤT T BÀI T Ậ ẬP P
Slide 3
Tài li ệu tham khảo: • •
TCXD VN 385:2006, 385:2006, Gia Gia c ố đ ấ ố nề n đ ấ ất y ế ế u bằ ng trụ ấ t xi măng.
•
Dự án mở r ộng đườ ng n g Qua uang ng Tr Trun ung g – Cá Cáii Cui ui,, Q. Cái R ăng, Tp C ần Thơ , Công ty Tư v ấn và Khảo sát thi ết k ế xây d ự phòng, ng, thán tháng g ựn g – Bộ Quốc phò 12/2009.
•
Cement deep mixing applied to soft clay in Mekong delta, Suzuki, Suzuki, K; Usui, H; Sasai, T; Kojima, A; Nozu, M; Nguyen, H. T.
•
The Application of Various Deep Mixing Methods for Excavation Support Systems, Kenneth B. Andromalos, P.E., Eric W. Bahner, P.E.
•
Lime Cement Dry Soil Mixing, Keller Ground En gineering, Pty Ltd, Australia, New Zealand, Pacific Islands, Indonesia
•
Quality Assessment and Quality Control of Deep Soil Mixing Construction for Stabilizing Stabilizing Expansive Expansive Subsoils, Subsoils, Raja Raja Sekhar Madhy Madhyannapu, annapu, Anand J. Puppala, Sohei Soheill Naz Nazarian, arian, Deren Yuan.
Gi ớ u k ế ng d ụ n ông g nghệ kh khoa oan n phụ t ca cao o áp (j (jet et gro grout utin ing) g) ớ i thiệ ế t quả ứ ng ụng g côn chố ng thấ m cho mộ t số công c ông tr trìn ình h th thu u ỷ l ợ ng, ể ch ợ i.i. Nguy ễ ễn Quố c Dũ ng, đ ể Nguy ễ Huy, y, Nguy Nguy ễ n Qu Quý ý An Anh, h, Vi ệ n khoa họ c thu ỷ l ợ ễn Quố c Hu ợ i.i.
Slide 4
GIỚI THIỆU GIA CỐ NỀN BẰNG PP XI MĂNG HÓA •
Các ki kiể u công nghệ khoan phụt xi măng chố ng thấ m và gia cố n ền:
Slide 5
CÁC KIỂU KHOAN PHỤT XI M ĂNG •
•
Khoan ph t truy n th ng: Khoan ph phụt truy ền thố ng (cò còn n đượ c gọi là khoan phụt c ó n ú t bịt) đượ c thự c hiện theo sơ đ ồ hì hình nh 2. Mục tiêu của ph phươ ươn ng pháp là sử dụng áp lự c phụt để ép vữ a xi măng (hoặc ximăng – sét) lấ p đ ầy các lỗ r ỗng trong các kẽ r ỗng của n ền đá nứ t nẻ. G ần đây, đã c ó n hữ ng cải tiế n để phụt vữ a cho công trình đấ t (đập đấ t, t, thân đê, ... ). Phươ Ph ươn ng pháp này sử dụng khá phổ biế n trong khoan phụt n ền đá nứ t nẻ, quy trình thi công và kiể m tra đã khá hoàn chỉnh. Tuy nhi nhiên. ên. vớ i đấ t cát mịn hoặc đấ t bùn yế u, u, mự c nướ c ng ầm cao hoặc nướ c có áp thì khô kh ông kiể m soát đượ c dòng vữ a sẽ đi theo hướ ng nào.
Slide 6
…CÁC KIỂU KHOAN PHỤT XI MĂNG Khoan ph t ki u ép đ t Khoan phụt kiể u ép đấ t là biện pháp sử dụng vữ a phụt c ó á p lự c, ép vữ a chiế m chỗ của đấ t.
Khoan ph t th m th u Khoan phụt thẩ m thấ u l à b iện pháp ép vữ a (thườ ng là hoá chấ t hoặc ximăng cự c mịn) vớ i á p lự c nhỏ để vữ a tự đi vào các lỗ r ỗng. Do vật liệu sử dụng có giá thành cao nên phương pháp này ít áp dụng.
Khoan ph t cao áp (Jet – grouting) Công nghệ tr ộn xi măng vớ i đấ t tại chỗ- dướ i sâu tạo r a cọc Xi Măng Đ t đượ c gọi là công nghệ tr ộn sâu (Deep Mixing-DM). Hiện nay phổ biế n hai công nghệ thi công cọc XM Đ là: Công nghệ tr ộn khô (Dry Mixing) và Công nghệ tr ộn ướ t (Wet Mixing).
Slide 7
Phân loại chung các thiết bị tr ộn sâu Phươ ng pháp tr ộn Tr ộn sâu Quay một tr ục Tr ộn khô Một cần/ Nhiều cần & một cánh/ nhiều cánh
Tr ộn ướ t
Guồng xoắn liền khối
Guồng xoắn tháo r ời
Một cần, một cánh/ nhiều cánh
Nhiều cần & nhiều cánh
Tr ộn tổ hợ p
Quay một tr ục + thủy lực
Quay một tr ục + tịnh tiến theo tuyến
Tr ộn khô
Một cần, cánh & phun tia áp cao
Quay trong mặt phẳng + tịnh tiến theo tuyến
Chỉ tịnh tiến theo tuyến
Tr ộn ướ t
Cánh cắt, xích/cam hoặc bánh lố p
Một cần, cánh . Gia cố khối lớ n
Máy đào
Slide 8
Ứng dụng tr ộn sâu Tạm thờ i
Tăng sức chịu tải tr ọng ngang cho cọc Ngăn chặn nâng đáy hố đào Ổn định mái dốc Tườ ng chắn Ổn định thành hố đào
Trên đất liền
Đê sông Đườ ng bộ, đườ ng sắt Mố cầu Tườ ng chắn Nền nhà và công trình Ổn định mái dốc Giảm chấn động
Trên biển
Đảo nhân tạo Tườ ng chắn Ngăn nướ c
V ĩ nh cửu
Slide 9
Bảng 1-Thông số thi công Tr ộn khô Tr ộn ướ t Số hiệu tr ụ, thờ i gian thi công Số hiệu tr ụ, thờ i gian thi công Áp lực khí nén Áp lực bơ m (khí nén nếu có) Hình dạng đầu tr ộn Hình dạng đầu tr ộn Biểu đồ thờ i gian/độ sâu (vận tốc xuyên Biểu đồ thờ i gian/độ sâu (vận tốc xuyên xuống, rút lên) xuống, rút lên) Tốc độ quay(vòng/phút, khi xuyên xuống Tốc độ quay(vòng/phút, khi xuyên xuống và rút lên và rút lên Chủng loại xi măng và thành phần Chủng loại vữa xi măng và thành phần Tỷ lệ nướ c/ximăng Khối lượ ng xi măng theo mét chiều sâu (khi Khối lượ ng vữa xi măng theo mét chiều sâu xuyên xuống và rút lên) (khi xuyên xuống và rút lên) Sai số thi công(phươ ng đứng,đườ ng kính, Sai số thi công(phươ ng đứng,đườ ng kính, vị trí) vị trí) Cao độ đáy và đỉnh Cao độ đáy và đỉnh
Slide 10
GIỚI THIỆU VỀ CỌC XI MĂNG ĐẤT • Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, tr ụ xi măng đất) -(Deep soil mixing columns, soil mixing pile) • Cọc ximăng đất l à hỗn hợp giữa đất nguyên tr ạng nơi gia cố và ximăng được phun xuống nền đất bằng thiết bị khoan phun. • Mũi khoan được khoan sâu xuống làm tơi đất đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì xoay ngược lại v à dịch chuyển lên. • Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa Khoan c ọc xi măng đất gia c ố nền đối với hỗn hợp dạng vữa ướt). đất y ếu t ại Sân bay C ần Thơ
Slide 11
Nguyên lý hoạt động •
•
•
•
•
Bước 1: Đặt máy khoan phun tại vị trí tim cột đầu tiên để bắt đầu khoan xuống Bước 2: Máy khoan bắt đầu khoan xuống vị trí dự kiến cột (chưa bơm vữa) Bước 3: Máy khoan đã xuống sâu hơn và bắt đầu tiến trình vừa khoan vừa bơm vữa Bước 4: Sau khi đã khoan-bơm vữatr ộn đều đến độ sâu thiết kế, cho quay ngược chiều mũi khoan để rút lên. Bước 5 : Kết thúc chu trình thi công một cột ximăng đất.
( Nguồn: “Dự án Khu bi ệt th ự cao c ấ p Sunrise” )
Slide 12
Phạm vi ứng dụng Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu: Khi xây dựng các công trình có tải tr ọng lớn trên nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu khá dày (như vùng Nhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa ở thành phố Hồ Chí Minh và một số tỉ nh ở đồng bằng sông Cửu Long…)
Cọc xi măng đất được áp dụng r ộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công trình xây dựng, giao thông, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: – – – – – –
làm tường hào chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống tr ượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố cầu dẫn...
Slide 13
Ưu điểm của cọc xi măng đất •
Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố r ủi ro cao. Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ(Ví dụ tại dự án Sunrise). Tốc độ thi công cọc r ất nhanh.
•
Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển.
•
Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập sâu trong nước. Khả năng xử lý nền đất yếu sâu (có thể đến 50m).
•
Thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu). Nếu địa chất nền là cát r ất phù hợp và độ tin cậy cao.
•
Nhiều tr ường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế rõ r ệt so với các giải pháp xử lý cọc đóng. (nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép hoặc cọc khoan nhồi thì r ất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày. Với 1 tr ường hợp đã áp dụng với lớp đất dày 30m, thì khi sử dụng phương pháp cọcđất xi măng tiết kiệm cho mỗi móng xi lô khoảng 600 triệu đồng. ( Nguồn Wikia )
Slide 14
Tiêu chuẩn thiết kế • Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng tr ụ đất xi măng" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/Q Đ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006
Slide 15
Quy định về việc g i a cố nền bằng cọc xi măng đất (TCXDVN 385:2006) • • • • • • •
Thiết kế, thi công gia cố nền đất yếu bằng tr ụ đất xi măng cần tuân theo quy trình sau: Khảo sát địa chất công trình, thí nghiệm xác định hàm lượng xi măng thích hợp trong phòng thí nghiệm; Thiết kế sơ bộ nền gia cố theo điều kiện tải tr ọng tác dụng của kết cấu bên trên (căn cứ vào kết quả thí nghiệm mẫu trong phòng và kinh nghiệm tích lũy); Thi công trụ thử bằng thiết bị dự kiến sử dụng; Tiến hành các thí nghiệm kiểm tra ( xuyên cánh, xuyên t ĩnh, nén tĩnh, lấy mẫu...); So sánh với các k ết quả thí nghiệm trong phòng, đánh giá lại các chỉ tiêu cần thiết ; Điều chỉnh thiết kế ( hàm lượng chất gia cố, chiều dài hoặc khoảng cách giữa các tr ụ); Thi công đại trà theo công nghệ đã đạt yêu cầu và tiến hành kiểm tra chất lượng phục vụ nghiệm thu.
Slide 16
Các kiểu bố trí cọc xi măng đất
Hình ví dụ bố trí cọc tr ộn khô: 1 Dải; 2 Nhóm, 3 Lưới tam giác, 4 Lưới vuông
Slide 17
Hình ví dụ bố trí cọc tr ộn ướt trên mặt đất: 1 Kiểu tường, 2 Kiểu kẻ ô, 3 Kiểu khối, 4 Kiểu diện Hình ví dụ bố trí cọc trùng nhau theo khối
Slide 18
Hình ví dụ bố trí cọc trùng nhau tr ộn ướt, thứ tự thi công
Hình ví dụ bố trí cọc tr ộn ướt trên biển: 1 Kiểu khối , 2 Kiểu tường, 3 Kiểu kẻ ô, 4 Kiểu cột, 5 Cột tiếp xúc, 6 Tường tiếp xúc, 7 Kẻ ô tiếp xúc, 8 Khối tiếp xúc
Slide 19
Công nghệ thi công Hiện nay thế giới có hai công nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ của Châu Âu và công nghệ của Nhật. Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là: Công nghệ tr ộn khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ tr ộn ướt (Wet Mixing hay còn gọi là Jetgrouting)là công nghệ của Nhật Bản. Tr ộn khô là quá trình phun tr ộn xi măng khô với đất có hoặc không có chất phụ gia. Dành cho đất thịt và sét có độ ẩm cao (>50%). -Tr ộn ướt là quá trình bơm tr ộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất phụ gia. Mỗi phương pháp tr ộn (khô hoặc ướt) có thiết bị giây chuyền thi công kỹ thuật, thi công phun (bơm) tr ộn khác nhau. Cột XM Đ được đào lên
Slide 23
Slide 24
Công nghệ tr ộn khô
a)
b)
c)
d)
a)Thi ết b ị khoan sâu vào trong đất đến độ sâu thi ết k ế, xi măng đượ c phun ra t ừ l ỗ phun phía trên dao tr ộn đất. b)Thi ết b ị quay nhanh hơ n khi rút lên để tr ộn xi măng đều v ới đất. c)Phụ t ải để bó c ọc và nén trướ c trong khi d ưỡ ng hộ để c ọc đạt c ườ ng độ nhanh trong tuần đầu. d)Có thể chất đủ t ải sau khi cọ c đượ c d ưỡ ng hộ 3-4 tuần (c ọc đạt 90% c ườ ng độ ).
. ( N g u ồ n K E L L E R G r o u n d E n g i n e e r i n g )
Slide 28
Công nghệ tr ộn ướt (Jet-grouting) • • •
•
Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nướ c áp lực. Khi thi công, trư ớ c hế t dùng máy khoan để đưa ố ng bơm có vòi phun bằng hợ p kim vào tớ i độ sâu phải gia cố (nướ c + XM) vớ i á p lự c khoảng 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ t ầng đấ t. Vớ i lự c xung kích của dòng phun và l ực li tâm, tr ọng lự c... sẽ tr ộn lẫn dung dịch vữ a, r ồi sẽ đượ c sắp xế p lại theo một tỉ lệ có qui luật giữ a đấ t và vữ a theo khố i lượ ng hạt. Sau khi vữ a cứ ng lại sẽ thành cột XM Đ. Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting: đầu tiên là công nghệ S, tiếp theo là công nghệ T, và gần đây là công nghệ D: + Công nghệ đơn pha S: Công nghệ đơn pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền đất đắp, cọc... + Công nghệ hai pha D: Công nghệ hai pha tạo ra các cọc xi măng đất có đường kính từ 0,8 -1,2m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tường chắn, cọc và hào chống thấm. + Công nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất mà không xáo tr ộn đất. Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, các tường ngăn chống thấm, có thể tạo ra cột Soilcrete đường kính đến 3m.
Slide 32
Thiết bị tr ộn ướt 2 cần
(a) Mixing blades of CI-CMC machine ( Nguồn Toa Corporation, Tokyo, Japan)
Slide 33
Thiết bị tr ộn ướt 4 cần
(b) CDM-Land 4 machine (Nguồn Toa Corporation, Tokyo, Japan)
Slide 34
Mặt cắt ngang cọc XM Đ với loại máy tr ộn 2 cần và 4 cần
Slide 35
Thời gian khoan tr ộn hoàn thành 1 cọc XM Đ với hai loại máy tr ộn 2 cần và 4 cần
Slide 37
Thiết bị tr ộn ướt có 4 cần khoan
DMM Column Overlap Pattern (Deep soil mix retaining wall )
Slide 38
Sơ đồ cung cấp vữa bơm của thiết bị tr ộn ướt
Slide 39
Bản vẽ tường chắn bằng BTCT liên kết với cọc xi măng đất
Slide 41
Các ứng dụng của tr ộn sâu ( Terashi, 1997)
1/ Đường bộ, ổn định/lún.
4/ Thành hố đào.
7/ Chống chuyển dịch ngang của móng cọc.
2/ Ổn định đê cao.
5/ Giảm ảnh hưởng từ các công trình lân cận
8/ Đê biển.
3/ Mố cầu.
6/ Chống nâng đáy hố đào
9/ Ngăn nước
Slide 42
Gia cố nền hố móng cống
(Nguồn Toa Corporation, Tokyo, Japan)
Slide 44
Sơ đồ tính toán ổn định tr ượt của mái dốc được gia cố bằng cọc XM Đ
Slide 45
Quy trình thí nghi ệm trong phòng và Các loại thí nghi ệm • Để thiết kế cọc xi măng đất ngoài những thí nghiệm khoan khảo sát ngoài hiện tr ường nên có một số thí nghiệm kèm theo như sau: • Thí nghiệm xuyên t ĩ nh có đo á p lực nước lỗ r ỗng CPTU • Kết quả phân tích hoá nước • Thí nghiệm nén cố kết • Thí nghiệm hỗn hợp xi măng đất (để xác định hàm lượng xi măng sử dụng cho gia cố) • Thí nghiệm cắt cánh • Thí nghiệm tr ộn đất tại chỗ với xi măng theo tiêu chuẩn của Thuỵ điển
Slide 48
Các thí nghiệm hiện tr ường • •
• • • • • • • • •
Sau khi khi thi công ngoài hiện tr ường cần c ó một số thí nghiệm hiện tr ường như sau: Thí nghiệm xuyên cắt tiêu chuẩn, được chia thành 2 loại: xuyên cắt thuận và xuyên cắt nghịch. Kết qủa thí nghiệm sức kháng cắt được so sánh với kết quả thí nghiệm trong phòng. Giá tr ị hàm lượng xi măng được chấp thuận là giá tr ị sao cho cường độ kháng cắt của cột tương đương với kết quả phòng thí nghiệm. Thí nghiệm nén ngang Thí nghiệm nén t ĩ nh một cột Thí nghiệm đào cột Thí nghiệm chất tải trên một cột Thí nghiệm chất tải toàn phần Đo lún trên hiện tr ường Đo á p lực nước trong khối g i a cố Đo độ lún theo độ sâu của tầng đất của khối gia cố v.v
Slide 50
Kích thước cánh xuyên
Slide 52
Một số kết quả thử nghiệm (Ngu ồn KELLER Ground Engineering)
Slide 57
Tính toán cọc xi măng đất Bài toán gia cố đất có 3 tiêu chuẩn cần được thỏa mãn: 1. Tiêu chuẩn cường độ: C , ϕ của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức chịu tải dưới tác dụng của tải tr ọng công trình. 2. Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng tổng của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện lún của công trình. 3. Điều kiện thoát nước: Áp lực nước lỗ r ỗng dư trong đất cần được "giải phóng" càng nhanh càng tốt.
Slide 58
Lý thuyết tính toán Hiện nay có 3 quan điểm: 1. Xem cột xi măng đất v à nền đất thiên nhiên chưa gia cố cùng làm việc đồng thời - Nền tương đương. 2. Xem cột xi măng đất như cột đơn chịu lực- Tính toán thiết kế như móng cọc. 3. Tính sức chịu tải thì theo móng cọc, tính biến dạng thì theo nền tương đương.
Slide 59
…Lý thuyết tính toán • Sở d ĩ các quan điểm trên chưa thống nhất bởi vì bản thân vấn đề phức tạp, những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm còn hạn chế. Ngoài ra còn có đề xuất cách tính toán như sau: + Tính sức chịu tải của một cọc như cọc cứng. + Tính số cọc cần thiết (Căn cứ lực tác dụng, khả năng chịu tải của đất giữa các cột). + Tùy thuộc tỷ lệ diện tích thay thế giữa cột và đất để tính toán tiếp: - Nếu tỷ lệ này >20% thi coi khối đất+Cọc l à một khối và tính tóan như một khối móng quy ước. - Ngược lại thì tính tóan như móng cọc.
Slide 60
Công thức thiết kế theo quan điểm nền tương đương • Cọc xi măng đất và đất nền chung quanh (chưa g i a cố) được xem như là 1 loại nền tương đương đồng nhất với các tính chất cơ lý C t đ, ϕ t đ, qut đ, E t đ được tăng lên. ϕ t đ = aϕ c +(1-a) ϕ n : góc nội ma sát t ươ ng đươ ng : Lự c dính tư ơ ng đươ ng C t đ = aC c +(1-a) C n Sut đ = aSuc +(1-a) Sun : Lự c kháng c ắt không thoát n ướ c t ươ ng đươ ng : Mô đ un đ àn hồi t ươ ng đươ ng Et đ = a Ec +(1-a) En • Trong đ ó a là tỉ lệ diện tích của cọc xi măng đất chiếm chỗ trên đất Ac nền: a=
An
Ac là diện tích của đất nền thay thế bởi cọc XM Đ, An là diện tích của đất nền cần g i a cố.
Slide 61
Kiểm tra 2 tiêu chuẩn • Kiểm t r a bền : theo sức chịu tải của nền tương đương P max ≤
P gh
F s – Pgh sức chịu tải giới hạn của khối đất nền tương đương – Fs hệ số an toàn, tùy thuộc vào quy mô, tính chất của công trình
• Kiểm tra biến dạng của công trình: theo độ lún của công trình. Tải tr ọng phân bố, q Độ lún của nền gồm 2 thành phần: • Lún trong khối đất được gia cố S1 • Lún trong lớp đất phía dưới khối H nền tương đương S2 • Kiểm tra: S2 ∑ S i ≤ S gh ΣSi : độ lún tổng cộng của móng cọc XMĐ
[ ]
ΣSgh : độ lún cho phép của công trình
1
2
2
1
S1
Slide 62
Kiểm t r a sức chịu tải của lớp đất yếu cần được xử lý
Bi ểu thứ c tính toán R tc theo TCXD 45-70: R tc = m[( Ab + Bh)γ + Dc]
m: Hệ số điều kiện làm việc m
b : Bề r ộng cạnh móng nhỏ nhất (giả định) (m)
h: Độ sâu chôn móng đã dự kiến (m)
: Tr ọng lượng riêng trung bình của đất nằm trên đáy móng (T/m2) ctc : Lực dính đơn vị của đất nằm dưới đáy móng (T/m2) ϕ tc Góc nội ma sát tiêu chuẩn (o) A, B, D: Hệ số phụ thuộc góc nội ma sát của lớp đất nằm dưới đáy móng γ
Slide 63
Kiểm tra sức chịu tải của lớp đất yếu cần được xử lý •
Công thức tính Rn theo TCXD 205-1998: Rn = 1 ( γ.d.Nγ + γ.h.Nq + C.Nc ) Trong đó: γ : Dung tr ọng tự nhiên của lớp đất Rn : Cường độ chịu tải của đất nền d : đường kính móng C : lực dính của đất nền h : chiều dày tầng đất yếu FS - Hệ số an toàn (lấy FS = 2) Nγ, Nq , Nc : Thông số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất nền
Slide 64
Kiểm tra cường độ chịu tải của cọc XM Đ • Công thức tính sức chịu tải của cọc XM Đ theo đất nền Q =
QS
+
Q P
a Với FS S FS P • Qs là sức chịu ma sát của thành cọc:
•
(TCXD:205-1998)
QS = u ∑ (γ i hi (1 − sin ϕ ) tan ϕ + C )l i C và ϕ : là lực dính và ma sát trong giữa cọc và đất nền u : là chu vi cọc l i : chiều d à i cọc trong lớp đất thứ i γ : tr ọng lượng riêng của lớp đất thứ i Q p là sức chịu mũi của cọc: Q p = A p.q p
với A p là diện tích mũi cọc v à q p là sức chịu tải của đất nền dưới mũi cọc: q p = 1 (γ.d.Nγ + γ.h.Nq + C.Nc ) γ : tr ọng lượng riêng của lớp đất tại mũi cọc FSs , FS p: là các hệ số an toàn
Slide 65
Kiểm tra cường độ chịu tải của cọc XM Đ
• Hoặc tính theo công thức: R c = 2τ c + 3σ h Với: R c : Cường độ chịu tải của cọc
: cường độ kháng cắt của cọc (dự kiến là 17.5 Tấn/m2) σ h: Giá tr ị ứng suất ngang tác dụng lên thành cọc (thí nghiệm nén ngang) τ c
Slide 66
Cường độ chịu tải của toàn khối móng được gia cố •
Sử dụng công thức tính Rn theo TCXD 205-1998: Rn = 1 (γ.d.Nγ + γ.h.Nq + C.Nc ) Trong đó: γ - Dung tr ọng tự nhiên của lớp đất Rn: Cường độ chịu tải của đất nền d- đường kính móng C - lực dính của đất nền h - chiều d à y tầng đất yếu cần xử lý FS - Hệ số an toàn (lấy FS = 2) Nγ, Nq , Nc – Thông số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát trong của đất nền
Slide 67
Tính độ lún của bản thân khối g i a cố • Độ lún S1 của bản thân kh ối gia c ố được tính theo công th ức: S 1 =
qH E tb
=
qH aE c + (1− a)E n
Trong đó: q - tải tr ọng công trình truy ền lên khối gia c ố (kN); H - chiều sâu c ủa khối gia cố (m) a - tỷ số diện tích, a = (nAc / BL), n- t ổng số tr ụ, Ac - diện tích tiết diện tr ụ, B, L - kích thước khối gia c ố; Ec - Mô đun đàn hồi của vật liệu tr ụ; Có thể lấy Ec = (50÷100) Sc trong đó Sc là sức kháng c ắt của vật liệu tr ụ. En - Mô đun bi ến dạng của đất nền giữa các tr ụ. (Có thể lấy theo công thức thực nghiệm En = 250qu, với qu là sức kháng c ắt không thoát nước của đất nền). • Ghi chú: Các thông số Ec, Sc, E n, qu xác đ ịnh t ừ k ết quả thí nghi ệm mẫ u hi ện tr ư ờn p thự c t ế hơ n. g cho k ết quả phù hợ
Slide 68
Tính độ lún của đất nền dưới khối gia cố • Độ lún S2 được tính theo nguyên lý cộng lún từng lớp (xem phụ lục 3 TCXD 45-78). Áp lực đất phụ thêm trong đất có thể tính theo lời giải cho bán không gian biến dạng tuyến tính (tra b ảng) hoặc phân bố giảm dần theo chiều sâu với độ dốc (2:1) như hình C.1. Phạm vi vùng ảnh hưởng lún đến chiều sâu mà tại đó áp lực gây lún không vượt quá 10% áp lực đất tự nhiên( theo quy định trong tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình TCXD 45 - 78). • Ghi chú: Để thiên v ề an toàn, t ải tr ọng (q) tác d ụng lên đ áy khối gia c ố xem như không thay đ ổi suốt chi ều cao c ủa khối.
Slide 69
Thông số thiết kế cọc XM Đ • • • • • •
Đường kính cọc XM Đ, d Mạng lưới bố trí cọc Mật độ và hàm lượng xi măng Chiều sâu gia cố bằng cọc XM Đ: H Dung tr ọng lớp đất đắp nền γ tb Hoạt tải tác dụng lên công trình q
