Bài thuyết trình kỹ thuật địa chính chuyên đề 4 xử lý nền

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
CHUYÊN ĐỀ 4: XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG
PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM

Nhóm thực hiện: nhóm 4
1. Nguyễn Tuấn Anh
2. Trần Trọng Giang
3. Đỗ Văn Mạnh
4. Nguyễn Văn Nghị
5. Nguyễn Trọng Nghiêm
6. Nguyễn Văn Thanh
7. Lê Thế Thái
8. Lê Văn Tuyên
9. Nguyễn Tuấn Vũ

Lớp: Địa Kỹ Thuật CTGT- K53
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
CÁC NỘI DUNG CHÍNH
I. Đặt vấn đề
II. Khái niệm bấc thấm
III. Công dụng của biện pháp
IV Đặc tính và phạm vi áp dụng
V. Tính toán bấc thấm
VI. Phương pháp thi công
VII. Ưu nhược điểm
VIII. Ví dụ về công trình thực tế
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
I . ĐẶT VẤN ĐỀ
Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải,
không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không
thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng.

Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường,
thường gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vào tính
chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công
trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng
cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm
độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho
công trình.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
I . ĐẶT VẤN ĐỀ
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng
khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù
hợp, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất. Do
vậy việc đánh giá chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất
yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trong phòng và hiện trường) để làm
cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn đề hết
sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học
và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư
hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
Có rất nhiều những biện pháp xử lí nền đất
yếu để góp phần làm tăng tiến độ thi công
công trình cũng như tăng khả năng khai thác
của công trình sau này. Một số biện pháp như:
-
Biện pháp cọc cát.
-
Biện pháp giếng cát.
-
Biện pháp thay đất.
-

Biện pháp bấc thấm.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
II.KHÁI NIỆM
1. Khái niệm
Bấc thấm là một vật liệu địa kỹ thuật dùng để xử
lý nền đất yếu, nó được cấu tạo từ hai lớp: vỏ hay áo
lọc bằng vải địa kĩ thuật không dệt sợi liên tục chất liệu
PP hoặc PE 100% có độ bền cơ học lớn, hệ số thấm cao,
kích thước lỗ nhỏ giúp ngăn các hạt đất xét nhỏ thâm
nhập vào lõi thoát nước; lớp lõi thoát nước đùn bằng
nhựa hạt PP, có rãnh cả hai phía.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
II. KHÁI NIỆM
2. Phân loại.
Có 2 loại chính:

•
Bấc thấm đứng CD( Ceteau-drain)): là một loại của bấc
thấm PVD( Prefabricate Vetical Drainages) được sản xuất
bởi công ty Thai Miltec. Sản phẩm này đã được sử dụng
rộng rãi tại khu vực Đông Nam Á. Như: Thái Lan, Việt
Nam, Singapore, Indonesia…
•
Bấc thấm ngang SD: là một loại của bấc thấm PVD
được sản xuất để thay thế lớp đệm cát trong hệ thống
PVD, thay thế hệ thống ống thoát nước đục lỗ trong hệ
thống PVD và thay thế vật liệu thoát nước ngầm. Sản
phẩm có độ bền cao, dễ thi công và giá cả cạnh tranh.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT

III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP
•
Gia cố nền đất yếu:
Bấc thấm được sử dụng để xử lý gia cố nền đất yếu, trong
thời gian ngắn có thể đạt tới 95% độ ổn định dài hạn, tạo
khởi động cho quá trình ổn định tự nhiên ở giai đoạn sau.
Quá trình cố kết có thể được tăng tốc bằng cách gia tải.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP
•
Ổn định nền:
Các công trình có thể ứng dụng bấc thấm để xử lý nền đất yếu rất
đa dạng, bao gồm đường cao tốc, đường dẫn đầu cầu, đường băng
sân bay, đường sắt, bến cảng, kho xăng dầu… xây dựng trên nền đất
yếu và có tải trọng động.
•
Xử lý môi trường:
Bấc thấm được sử dụng để xử lý nền đất yếu, đất
nhão thường thấy ở các khu vực ô chôn lấp rác. Bấc
thấm cũng được sử dụng để tẩy rửa các khu vực đất
bị ô nhiễm, bằng công nghệ hút chân không, hút nước
ngầm thấm qua các lớp đất bị ô nhiễm, mang theo các
chất ô nhiễm hoá tan trong nước lên bề mặt để xử lý.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
1. Đặc tính
- Nước lỗ rỗng được hấp thụ qua lớp vải lọc vào bản thoát nước và
chảy vào trong

lõi bấc một cách êm thuận. Do đặc tính này nên ngay cả khi bấc ngang
được mở rộng
thì khả năng thoát nước vẫn được duy trì.
- Hệ số thấm của lớp vải lọc được thiết kế thấp nên kiểm soát được
tốc độ chảy
bên trong của bản thoát nước vì thế làm giảm sự dịch chuyển của các
hạt xung quang
bản thoát nước từ đó hạn chế được sự hình thành lớp màng sét trên
bề mặt lớp vải lọc.

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
1. Đặc tính
- Đây là loại vật liệu có cường độ chịu kéo và độ dãn dài cao
trong khi cố định tốc
độ dịch chuyển tự do của lõi và lớp vải lọc. Do đó nó có thể biến
dạng theo sự thay đổi
của địa hình do lún cố kết.
- Bản thoát nước không chỉ nhẹ và dễ vận chuyển mà cũng
không cần một vật liệu
liên kết đặc biệt nào.

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
2. Phạm vi áp dụng.
-
Loại đất: áp dụng cho đất sét, đất cát mịn.
-
Tải trọng: chịu tải trọng trên 250kN/m2 tương đương
với chiều cao đắp 14m.

-
Ứng dụng:
+ Vùng đắp: thay thế cho lớp đệm cát và cọc cát.
+ Khu thể thao: sân golf, bề mặt sân thể thao.
+ Các ứng dụng khác thay khối đắp, ngăn ngừa thấm.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
- Tính toán và bố trí bấc thấm phải xuất phát từ yêu
cầu đối với mức độ cố kết cần đạt được hoặc tố độ lún
dự báo còn lại trước khi xây dựng công trình.
- Tính toán mật độ cắm bấc theo nguyên tắc thử dần
với các cự li cắm bấc khác nhau.Để không làm xáo trộn
đất quá lớn, khoảng cách cắm bấc tối thiểu là 1.3m, còn
để chúng đảm bảo khả năng làm việc không nên bố trí
chúng xa quá 2.2m.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
- Khi có các ống thoát nước đứng, độ cố kết toàn phần trung
bình là sự kết hợp ảnh hưởng sự thấm theo phương ngang
(xuyên tâm) và sự thấm theo phương đứng, nó được tính theo:
U=1-(1-Uh)(1-Uv) (1)
Trong đó:
U: Độ cố kết toàn phần trung bình.
Uh: Độ cố kết theo phương pháp ngang (xuyên tâm).
Uv: Độ cố kết theo phương đứng.
- Ở đây sẽ đi sâu vào nghiên cứu sự cố kết theo phương
ngang (hướng tâm) và đánh giá ảnh hưởng kết hợp khi cố kết
theo cả hai phương.

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
- Việc thiết kế các ống thoát nước PV
(Prefabricated Vertical) yêu cầu cần phải dự đoán
được mức độ tiêu tán của áp lực dư kẽ rỗng do
hiện tượng thấm hướng tâm vào ống thoát nước
đứng cũng như đánh giá được vai trò của sự thấm
theo phương đứng. Giải pháp đầy đủ đầu tiên cho
vấn đề thấm xuyên tâm đã được đưa ra bởi
Barron, ông đã nghiên cứu lý thuyết về ống thoát
nước đứng bằng cát.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
- Hệ thức mà ông đưa ra dựa trên giả thiết của Terzaghi
về cố kết thấm một hướng. Đây là biểu thức được ứng dụng
rộng rãi nhất trong các phân tích của Barron [2], nó cung
cấp các quan hệ theo thời gian giữa các thông số: Đường
kính ống thoát nước PV và khoảng cách, hệ số cố kết và độ
cố kết trung bình.
T= (D2/8Ch)F(n)ln(1/(1-Uh) (2)
Trong đó:
T: Thời gian yêu cầu để đạt được độ kết cấu trung bình Uh.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
Uh: Độ cố kết trung bình theo phương ngang.
D: Đường kính hình trụ bao đất bao quanh ống
thoát nước PV hình thành sau khi lắp ống

(vùng ảnh hưởng thấm).
Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang.
F(n): Hàm số của yếu tố khoảng cách ống.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.

Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang.
F(n): Hàm số ảnh hưởng của khoảng cách giữa
các công thoát nước.
D: Đường kính hình trụ ảnh hưởng của ống
thoát nước.
Fs: Hàm số do xáo trộn đất.


BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
1. Tính toán.
- Hansbo đã cải tiến công thức (2) để áp dụng với ống
thoát nước đúc sẵn PV và xét đến các ảnh hưởng gây cản
trở dòng thấm của vùng xáo trộn. Lý luận và các điều kiện
của Hansbo dựa trên phân tích về lý thuyết [1]. Công thức
chung cuối cùng là:
T= (D2/8Ch)(F(n)+Fs+Ft)ln (1/1-Uh) (3)
Trong đó:
T: Thời gian cần thiết để đạt độ cố kết.
Uh: Độ cố kết trung bình tại độ sâu Z khi xét thoát nước
theo phương ngang.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM

2. Bố trí.
-
Phải bố trí phân bố đều trên mặt bằng công trình có điều
kiện địa chất công trình như nhau.
-
Đối với công trình dân dụng và công nghiệp, bấc thấm
được bố trí ngay dưới móng công trình và ra ngài mép
công trình về mỗi phía một khoảng 0.2b( b: bề rộng
móng ).
-
Đối với công trình đường thì phải bố trí bấc thấm đến
chân taluy của nền đắp.
-
Bấc thấm được bố trí theo lưới ô vuông hoặc tam giác
đều.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
2. Bố trí.
Chiều dài cắm của bấc thấm phải bố trí hết chiều dài chịu
nén cực hạn Za của đất nền dưới tác dụng của tải trọng
công trình. Chiều sâu Za này kết thúc ở chỗ có
σz=(0.1~0.2).σvz( σz: do tải trọng công trình, σvz: do trọng
lượng bản thân của các lớp đất) và phải xét đến các
trường hợp sau:
-
Nếu Za< chiều dày tầng đất yếu thì bấc thấm chỉ cần
cắm hết chiều dày Za.
-
Khi lớp đất yếu quá dày, bề rộng công trình quá lớn(Za>
20m) thì cần chú ý đến chiều sâu hiệu quả thực sự của

bấc thấm.
BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
2. Bố trí
-
Trường hợp bên dưới Za có tầng cát mịn chứa nước có
áp thì không cắm bấc thấm vào tầng cát mịn đó.
Khoảng cách giữa các bấc thấm được tính theo
công thức:
L=2.(D. n.P-1)0.5.[(1-U)-0.5-1]ɣ
Trong đó:
λ=0.5~1.0
α: Hệ số, phụ thuộc vào n=D/dw xác định
theo biểu đồ.
•

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT
V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM
2. Bố trí.
dw: đường kính tương đương của bấc thấm.
dw= ( với a, b là kích thước của
bấc thấm).
n : trọng lượng riêng của nước.
: tải trọng công trình hay tải trọng nén
trước.
U: độ cố kết tổng cộng:
U=1-[(1-Uv).(1-Uh)]
•