Đánh giá điều kiện địa chất công trình và thiết kế giải pháp xử lý

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
1

Mở đầu

Đồ án tốt nghiệp là sự vận dụng tổng hợp kiến thức trong quá trình học
tập và rèn luyện trong nhà tr-ờng của sinh viên các tr-ờng khối kỹ thuật nói
chung và sinh viên Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất nói riêng. Để trang bị cho sinh
viên vốn kiến thức thực tế nhất định và nguồn tài liệu phong phú phục vụ làm đồ
án tốt nghiệp, từ ngày 24/12/2001 đến 30/3/2002, Bộ môn Địa chất công trình đã
tổ chức cho chúng tôi thực tập tại Công ty TVTK Đ-ờng bộ thuộc Tổng Công ty
TVTK Giao thông vận tải. Trong đợt thực tập này chúng tôi đã đ-ợc tiếp cận
nhiều với công việc thực tế sản xuất và tích luỹ đ-ợc nhiều kinh nghiệm bổ ích.
Hiện nay nền kinh tế đất n-ớc đang trên đà phát triển đòi hỏi phải xây
dựng nhiều tuyến đ-ờng mới và nâng cấp những tuyến đ-ờng đã có, trong đó có
Quốc lộ 21A.
q
uốc lộ 21A đi qua địa phận huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam, nối
Hà Nam với các tỉnh Nam Định, Hoà Bình và các tỉnh lân cận. Dự án nâng cấp
Quốc lộ 21A có ý nghĩa quan trọng góp phần thúc đẩy sự phát triển kinh tế trong
khu vực nói riêng cũng nh- góp phần thúc đẩy sự phát triển nền kinh tế đất n-ớc.
Địa tầng mà đoạn tuyến đi qua bao gồm các lớp đất yếu có chiều dày lớn và xuất
hiện ngay trên bề mặt ảnh h-ởng rất lớn đến sự ổn định của nền đ-ờng, vì vậy
đòi hỏi phải có biện pháp xử lý nền đất yếu thích hợp tr-ớc khi tiến hành xây
dựng nền đ-ờng. Trên cơ sở tài liệu thu thập đ-ợc, Bộ môn Địa chất công trình
đã giao cho tôi đề tài:
Đánh giá điều kiện địa chất công trình và thiết kế giải pháp xử lý
nền đất yếu đoạn tuyến từ Km111+ 500 đến Km114+500 - Quốc lộ 21A

Nội dung của đồ án bao gồm:
Mở đầu
Phần I : Đặc điểm địa chất công trình đoạn tuyến
từ km 111+500 đến km 114+500 quốc lộ 21A

Ch-ơng I : Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội và nhân văn huyện
Kim Bảng, tỉnh Hà Nam
Ch-ơng II : Cấu trúc địa chất vùng Kim Bảng

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
2
Ch-ơng III : Đánh giá điều kiện địa chất công trình
Ch-ơng IV : Đánh giá các vấn đề địa chất công trình
Phần II :
Thiết kế xử lý nền đất yếu
Ch-ơng V : Khái quát các ph-ơng pháp xử lý nền đất yếu trong xây dựng
Ch-ơng VI : Thiết kế giải pháp xử lý nền đất yếu
Ch-ơng VII : Tổ chức thi công, quan trắc địa kỹ thuật và kiểm tra chất
l-ợng xử lý nền đất yếu
Ch-ơng VIII : Dự toán kinh phí cho công trình
Kết luận
Trong quá trình làm đồ án, ngoài sự nỗ lực của bản thân tôi đã nhận
đ-ợc sự giúp đỡ nhiệt tình của các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa chất công
trình, các cán bộ thuộc phòng Địa chất - Công TVTK Đ-ờng bộ, đặc biệt là sự
quan tâm h-ớng dẫn và giúp đỡ tận tình của TS.Tạ Đức Thịnh. Tôi xin chân
thành cảm ơn sự giúp đỡ quý báu đó. Tuy nhiên do trình độ và kinh nghiệm còn
hạn chế nên nội dung của đồ án không tránh khỏi những thiếu sót. Tôi rất mong
nhận đ-ợc sự chỉ bảo của các thầy cô giáo và các bạn để giúp tôi nâng cao kiến

thức của mình.

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
3

phần i : đặc điểm địa chất công trình
đoạn tuyến từ km111+500 đến km114+500
quốc lộ 21a
*************
Ch-ơng I
Đặc điểm địa lý tự nhiên, kinh tế xã hội
và nhân văn huyện Kim Bảng - tỉnh hà nam

I.đặc điểm địa lý tự nhiên
1.Vị trí địa lý
Huyện Kim Bảng nằm ở phía Tây Bắc tỉnh Hà Nam, đ-ợc giới hạn bởi
toạ độ địa lý:
20
0
3000 20
0
3500 vĩ tuyến Bắc
105
0
4746

105
0

5230 kinh tuyến Đông
Phía Đông giáp Duy Tiên, phía Nam giáp Thanh Liêm và phía Tây
Nam giáp huyện Phú Xuyên tỉnh Hà Tây.
2.Đặc điểm địa hình, địa mạo
Cấu trúc địa hình huyện Kim Bảng đ-ợc chia làm 3 kiểu: địa hình
karst, địa hình đồi thấp và địa hình đồng bằng.

Địa hình karst
Phân bố thành dải kéo dài theo ph-ơng á kinh tuyến, tập trung ở phía
Tây Nam. Độ cao tuyệt đối từ 5 - 378m. Địa hình đ-ợc tạo bởi các núi đá
cacbonat vách dốc, dốc đứng, đỉnh nhọn, bề mặt có nhiều tai mèo lởm chởm. Do
đặc điểm phức tạp của kiểu địa hình này nên việc đi lại rất khó khăn.
Địa hình đồi núi thấp
Kiểu địa hình này có diện phân bố không đáng kể, xuất hiện rải rác
trong địa hình núi karst, chủ yếu ở khu vực Bút Sơn, Đồng Ao và Thanh Bồng.
Đây là các đồi có s-ờn thoải, đỉnh tù, độ cao từ 5 - 100m và đ-ợc tạo bởi các đá
trầm tích lục nguyên, đá đolomit bị phong hoá.
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
4
Địa hình đồng bằng
Chiếm khoảng 30% diện tích của huyện, chủ yếu là cánh đồng lúa,
hoa màu và ít các ô sình lầy.
3.Mạng l-ới thuỷ văn
Mạng l-ới thuỷ văn khu vực Kim Bảng khá phát triển. Sông Đáy có
quy mô đáng kể nhất, chảy từ Tây Bắc đến Đông Nam với nhiều khúc uốn quanh
co phức tạp. Mực n-ớc sông Đáy thay đổi theo mùa. Mùa lũ trung bình từ 4 -
5m, mùa khô trung bình 1,5m, nh-ng nhìn chung biên độ dao động không lớn.
Sự hiện diện của sông Đáy và các nhánh của nó trong khu vực đã đem lại nhiều

lợi ích cho hoạt động sản xuất và sinh hoạt của nhân dân trong huyện.
Do đặc điểm của vùng có địa hình karst nên trong diện tích đồi núi hầu
nh- không có dòng chảy trên mặt. Thay thế cho chúng là các dòng suối ngầm
nh- dòng ngầm chảy từ hồ Liên Sơn theo h-ớng Tây Bắc qua Hang Luồn đổ vào
sông Đáy ở khu vực gần Ngũ Động - Thi Sơn. Ngoài ra mạng l-ới thuỷ văn trong
vùng phải kể đến hồ Liên Sơn, đây là hồ karst kéo dài khoảng 2km, rộng 250 -
300m, bị ngập lụt sâu về mùa m-a (mực n-ớc khoảng 1,5 - 2m). Về mùa khô
mực n-ớc xuống thấp nên nhân dân ở đây sử dụng làm ruộng cấy lúa.
4.Khí hậu
Huyện Kim Bảng nằm ở giáp ranh giữa miền núi thấp và rìa Tây của
đồng bằng Bắc Bộ, do vậy cũng chịu ảnh h-ởng của chế độ nhiệt đới gió mùa.
Một năm đ-ợc chia làm hai mùa rõ rệt là mùa m-a và mùa khô. Mùa m-a kéo
dài từ tháng 5 đến tháng 10 và mùa khô kéo dài từ tháng 11 đến tháng t- năm
sau.

Nhiệt độ không khí
Nhiệt độ trung bình năm là 25,3
0
C. Nóng nhất là vào tháng 6, 7, 8 với
nhiệt độ trung bình 29,5
0
C , cá biệt có ngày lên tới 36 - 37
0
C. Lạnh nhất vào
tháng 12 và tháng 1, nhiệt độ trung bình là 14,5
0
C , cá biệt có ngày nhiệt độ
xuống 5 - 8
0
C.

Độ ẩm
Độ ẩm th-ờng xuyên ở mức cao, trung bình năm là 86%. Theo thống kê
nhiều năm cho thấy, độ ẩm cao nhất là 91% vào tháng 1, 2, độ ẩm thấp nhất là
82% vào tháng 11.
L-ợng m-a
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
5
Tổng l-ợng m-a trung bình năm là 1800 - 2000mm chia làm 2 mùa: vào
mùa m-a l-ợng m-a trung bình một tháng từ 150mm trở lên, số ngày m-a trong
mùa từ 40 đến 85 ngày. Mùa khô chủ yếu là m-a phùn, l-ợng m-a trung bình
10 - 20mm/tháng, số ngày m-a trong mùa từ 30 - 45 ngày. L-ợng m-a lớn nhất
vào tháng 7 là 280mm và nhỏ nhất vào tháng 11 là 12mm. L-ợng m-a trung
bình tháng trong năm là 127,5mm.
Gió
Do Kim Bảng nằm trong khu vực nhiệt đới gió mùa nên gió thay đổi
theo mùa. Mùa khô gió Đông Bắc là chủ đạo, tốc độ gió trung bình từ 1,2 -
2,9m/s. Mùa m-a chủ yếu là gió Đông Nam với tốc độ gió trung bình từ 1,2 -
2,7m/s.
II.Đặc điểm kinh tế nhân văn
1.Dân c-
Tính đến tháng 6 năm 1998, Kim Bảng có tổng số dân là 98374 ng-ời,
mật độ trung bình 697 ng-ời/km
2
, tỷ lệ tăng dân số là 1,78%. Dân c- trong
huyện chủ yếu sống tập trung ở khu vực có địa hình bằng phẳng và sống chủ yếu
bằng nông nghiệp, một số sống bằng nghề buôn bán và công nhân các nhà máy
xi măng. Trong huyện chỉ có dân tộc Kinh sinh sống với hai tôn giáo chính là

phật giáo và thiên chúa giáo.
2.Kinh tế
Nền kinh tế trong huyện chủ yếu vẫn là sản xuất nông nghiệp với cây
trồng chính là lúa n-ớc, nh-ng do điều kiện tự nhiên không thuận lợi nên năng
suất thấp, nhiều năm mất mùa nên đời sống nhân dân gặp nhiều khó khăn. Công
nghiệp trong huyện chủ yếu là sản xuất xi măng, khai thác vật liệu xây dựng.
Huyện có một số công ty đóng trên địa bàn nh- : Công ty xi măng Bút Sơn,
Công ty xi măng Nam Hà, Công ty xi măng X77, Công ty đá vôi và vôi Kiện
Khê đã tạo việc làm cho hàng nghìn lao động địa ph-ơng, góp phần nâng cao
thu nhập cho nhân dân trong huyện.
3.Giao thông vận tải
Giao thông đ-ờng bộ
Trên địa phận huyện Kim Bảng có Quốc lộ 21A chạy qua giúp Kim
Bảng l-u thông với các huyện trong tỉnh và các tỉnh lân cận. Hiện nay con đ-ờng
này đang đ-ợc nâng cấp và mở rộng. Ngoài ra trên địa bàn huyện còn có một số
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
6
đ-ờng nhánh quan trọng khác: đoạn đ-ờng bêtông chạy từ Quốc lộ 21A ở ngã ba
Thanh Sơn qua Công ty xi măng Bút Sơn, Công ty đá vôi và vôi Kiện Khê đến
công tr-ờng khai thác mỏ Đồng Ao ; đoạn đ-ờng bê tông dài hơn 3km từ Công
ty xi măng Bút Sơn đến gặp Quốc lộ 21A ở ngã ba Thi Sơn và hàng loạt các
tuyến đ-ờng liên xã rất thuận lợi cho việc vận chuyển hàng hoá và đi lại của
nhân dân trong huyện.
Giao thông đ-ờng thuỷ
Tuyến đ-ờng thuỷ lớn nhất chạy qua huyện là sông Đáy. Hàng ngày
tàu bè th-ờng qua lại chở vật liệu xây dựng và hàng hoá đi các tỉnh : Thái Bình,
H-ng Yên, Nam Định
4.Văn hoá xã hội

Hiện nay Kim Bảng đã phổ cập xong giáo dục tiểu học và đang tiến
hành phổ cập THCS. Huyện có hai tr-ờng THPT với khoảng 2000 học sinh.
ở

hầu hết các xã trong huyện đều có hệ thống giáo dục từ mầm non đến THCS, với
cơ sở tr-ờng lớp khang trang. Cho đến nay ở hầu hết các xã trong huyện đều có
điểm B-u điện - Văn hoá, một số xã có nhà văn hoá, khu vui chơi cho trẻ em,
góp phần từng b-ớc nâng cao đời sống tinh thần cho nhân dân trong huyện.
Mạng l-ới y tế huyện Kim Bảng cũng t-ơng đối phát triển với một
trung tâm y tế huyện, ở tất cả các xã đều có trạm y tế, mỗi cụm 3 - 4 xã có một
phòng khám Đa khoa khu vực, tạo điều kiện thuận lợi cho nhu cầu chăm sóc sức
khoẻ và khám chữa bệnh của nhân dân.

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
7

Ch-ơng II
cấu trúc địa chất vùng kim bảng - hà nam

Trên địa phận huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam có mặt không đầy đủ các
trầm tích có tuổi từ cổ đến trẻ. Các trầm tích có tuổi già nhất là các trầm tích tuổi
Mezozoi lộ ra và chiếm trên 2/3 diện tích của huyện. Còn lại là các trầm tích tuổi
Kainozoi bao gồm các trầm tích của hệ Đệ Tứ.
I.Giới mezozoi
I.1.Hệ Triat - thống d-ới
Hệ tầng Tân Lạc (T
1
tl)

Trầm tích của hệ tầng này cáo dạng dải hẹp phân bố kéo dài theo
ph-ơng Tây Bắc - Đông Nam, thuộc địa phận xã Liên Sơn. Thành phần thạch
học bao gồm sét kết màu xám đen, khi phong hoá ngả sang màu váng sẫm, xen
kẽ nhiều lớp bột kết và cát kết, cấu tạo phân lớp mỏng, kiến trúc hạt không đều.
Bề dày của hệ tầng trên 600m.
I.2.Hệ Triat - thống d-ới - bậc anizi
Hệ tầng Đồng Giao (T
2a
đg)
Trong phạm vi nghiên cứu hệ tầng Đồng Giao có diện phân bố lớn nhất.
Mặt cắt của hệ tầng này chủ yếu lộ ra là đá vôi d-ới dạng núi kéo dài theo
ph-ơng Tây Bắc - Đông Nam, hoặc khối núi khá đẳng th-ớc, đôi khi là những
chỏm nhỏ rời rạc. Hệ tầng đ-ợc chia ra làm 3 phần:
- Phần d-ới là đá vôi màu xám đen, xám tro, xám trắng, phân lớp dày
đến trung bình, bề dày từ 300 - 400m.
- Phần giữa là đá vôi silic chứa sét, cát kết, bột kết và sét kết đa màu
phân bố thành lớp hoặc thấu kính. Đá có cấu tạo phân lớp không đều, kiến trúc
hạt đến ẩn tinh, chứa hoá đá miophoria, exgr.costata, zenker, velopeten với bề
dày 600 đến 700m.
- Phần trên là đá vôi sáng màu, dạng khối hoặc phân lớp dày, chuyển
dần lên trên là đá vôi phân lớp mỏng xen kẹp các lớp mỏng vôi sét, trên mặt đá
vôi th-ờng tráng lớp sét mỏng màu vàng. Gần các đứt gãy bị đolomit hoá nên có
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
8
màu xám tro hoặc hơi nâu. Thành phần khoáng vật chủ yếu là canxit và đolomit,
bề dày khoảng 500 - 2000m.
III.Giới kainozoi
Hệ Đệ Tứ không phân chia (Q)

Các trầm tích tuổi Đệ Tứ chiếm khoảng 30% diện tích vùng nghiên cứu
và tập trung chủ yếu ở Đông Bắc và Tây Bắc của vùng. Trầm tích của hệ Đệ Tứ
thuộc các kiểu nguồn gốc sông, sông - đầm lầy và biển - đầm lầy. Thành phần
bao gồm bột cát, bột sét, cát hạt nhỏ, than bùn lẫn ít xác thực vật ch-a phân huỷ.
Trầm tích của hệ Đệ Tứ phủ trái khớp trên nền đá cổ. Bề dày trung bình của hệ
Đệ Tứ khoảng trên 30m.



















Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
9

Ch-ơng Iii
đánh giá điều kiện địa chất công trình

Đoạn tuyến từ Km111+500 đến Km114+500 thuộc dự án nâng cấp
Quốc lộ 21A, nằm trên địa phận xã Thi Sơn huyện Kim Bảng tỉnh Hà Nam. Phần
lớn đoạn tuyến bám theo Quốc lộ 21A hiện tại và mở rộng sang bên phải.
ở giai đoạn khảo sát phục vụ thiết kế kỹ thuật - thi công, Công ty
TVTK đ-ờng bộ thuộc Tổng Công ty TVTK Giao thông vận tải đã tiến hành
khảo sát địa chất công trình với khối l-ợng nh- sau:
- Đo vẽ địa chất công trình: 0,32km
2

- Khoan nền đ-ờng và cống: 16 lỗ
- Tổng số mét khoan: 217m
- Số mẫu thí nghiệm: 29 mẫu
Trong đó:
24 mẫu nguyên dạng
5 mẫu xáo động
8 thí nghiệm cố kết
6 thí nghiệm cắt 3 trục (3UU ; 3CU)
Dựa vào tài liệu khảo sát, điều kiện địa chất công trình của đoạn tuyến
đ-ợc đánh giá nh- sau:

I.Đặc điểm địa hình, địa mạo
Đoạn tuyến từ Km111+500 đến Km114+500 Quốc lộ 21A nằm trong
khu vực địa hình đồng bằng châu thổ, địa hình t-ơng đối bằng phẳng. Phần lớn
đoạn tuyến bám theo đ-ờng cũ và phần nền đ-ờng mở rộng nằm trong phạm vi
các ruộng lúa, ao hồ hoặc v-ờn của dân. Phủ trên bề mặt địa hình phần lớn là các
trầm tích Đệ Tứ (Q), thành phần là sét pha trạng thái dẻo mềm đến dẻo cứng.
Đôi chỗ là lớp bùn mặt ao, thành phần là sét pha lẫn hữu cơ với bề dày d-ới 1m.

II.Đặc điểm địa tầng và chỉ tiêu cơ lý các lớp đất
Căn cứ vào tài liệu đo vẽ, khoan khảo sát và kết quả thí nghiệm chỉ tiêu
cơ lý các mẫu đất, địa tầng đoạn tuyến nghiên cứu đ-ợc mô tả từ trên xuống d-ới
nh- sau:
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
10

1.Lớp Đ : Đất lấp
Đây là lớp đất đắp đ-ờng cũ, xuất hiện ở một số lỗ khoan với bề dày
biến đổi từ 0,5 - 0,7m. Thành phần là sét pha màu xám nâu, xám vàng, lẫn dăm
sạn, trạng thái từ dẻo cứng đến nửa cứng. Lớp này có khả năng chịu lực khá tốt.

2.Lớp 1: Sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo
mềm đôi chỗ dẻo chảy
Lớp này phân bố chủ yếu trên bề mặt, bề dày biến đổi từ 0,5m (ở lỗ
khoan K8) đến 2,8m (ở lỗ khoan K15). Thành phần là sét pha màu xám nâu,
xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm đôi chỗ dẻo chảy.
ở lớp này đã tiến hành thí nghiệm thông th-ờng 5 mẫu để xác định các
chỉ tiêu cơ lý, 2 thí nghiệm cố kết. Kết quả tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 1 đ-ợc ghi
ở bảng III.1.
Bảng III.1: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 1
STT

Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị
Giá trị
trung bình

1 Thành phần hạt (mm)
<0.005 29.4
0.005 - 0.01 12.7
0.01 - 0.05 19.1
0.05 - 0.1 10.7
0.1 - 0.25 25.7
0.25 - 0.5 1.7
0.5 - 2.0 0.6
2.0 - 4.0




P




%
0.1
2 Giới hạn chảy W
L
% 37.0
3 Giới hạn dẻo W
P
% 24.1
4 Chỉ số dẻo I
P
% 12.9
5 Độ sệt I

S
0.744
6 Độ ẩm tự nhiên W % 33.7
7 Khối l-ợng thể tích tự nhiên


w

T/m
3
1.80
8 Khối l-ợng thể tích khô

c

T/m
3
1.35
9 Khối l-ợng riêng

s

T/m
3
2.69
10 Hệ số rỗng tự nhiên e
o
0.998
11 Độ lỗ rỗng tự nhiên n

% 50.0
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
11

12 Độ bão hoà G % 90.8
13 Hệ số thấm K

10
-7

cm/sec
0.14
14 Chỉ số nén lún C
c
0.24
15 Chỉ số nở C
r
0.04
16 Lực dính kết C kG/cm
2
0.09
17 Góc ma sát trong


độ 6
0
57'
18 Hệ số nén lún a

1-2
cm
2
/kG 0.046
19 Modun tổng biến dạng E
o
kG/cm
2
61
20 Sức chịu tải qui -ớc R
o
kG/cm
2
0.63

Các chỉ tiêu cơ lý đ-ợc thí nghiệm và tính toán theo TCVN 4195

4202
- 1995. Công tác chỉnh lý đ-ợc tiến hành theo qui trình "Qui trình chỉnh lý 20 -
TCN74 - 87". Sức chịu tải qui -ớc của đất nền xác định theo TCXD 45-78,
modun tổng biến dạng xác định theo 20 - TCN74-87.
Sức chịu tải qui -ớc:
R
o
= m(A.b + B.h). + C.D (III.1)
Trong đó :
m : hệ số điều kiện làm việc của đất nền


: khối l-ợng thể tích tự nhiên của đất nền (kG/cm

3
)
b , h : chiều rộng móng và chiều sâu đặt móng qui -ớc
b = h = 100cm
C : lực dính của đất (kG/cm
2
)
A , B , D : hệ số tra bảng phụ thuộc vào góc ma sát trong

(độ)
Modun tổng biến dạng E
0
(kG/cm
2
) tính theo công thức:
E
0
= m
k
1+ e
0
a
1-2


(III.2)
Trong đó :
m
k
: hệ số chuyển đổi từ thí nghiệm nén trong phòng ra thí nghiệm

bàn nén ngoài trời(với đất dính có độ sệt I
S
> 0,75 thì m
k
= 1 )

: hệ số chuyển đổi từ nén không nở hông sang nén nở hông
e
0
: hệ số rỗng tự nhiên của đất
a
1-2
: hệ số nén lún (cm
2
/kG)

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
12

3.Lớp 2 : Bùn sét pha màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ
Lớp này phân bố ở hầu hết đoạn tuyến ngay d-ới lớp 1 và d-ới lớp
bùn đáy ao hồ. Bề dày biến đổi từ 3,5m (ở lỗ khoan K16) đến 14,8m (ở lỗ khoan
K2), ở cuối tuyến bề dày lớp giảm dần. Thành phần là bùn sét pha màu xám
xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ.
ở lớp này đã tiến hành thí nghiệm thông th-ờng 21 mẫu xác định các
chỉ tiêu cơ lý, 6 thí nghiệm cố kết, 6 thí nghiệm cắt 3 trục (3UU , 3CU). Kết quả
tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý lớp 2 đ-ợc ghi ở bảng III.2.

Bảng III.2: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 2
STT

Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị
Giá trị
trung bình

1 Thành phần hạt (mm)
<0.005 23.9
0.005 - 0.01 11.7
0.01 - 0.05 24.2
0.05 - 0.1 12.7
0.1 - 0.25 26.7
0.25 - 0.5 0.7
0.5 - 2.0 0.1
2.0 - 4.0




P




%
0.1
2 Giới hạn chảy W
L
% 40.1

3 Giới hạn dẻo W
P
% 26.8
4 Chỉ số dẻo I
P
% 13.3
5 Độ sệt I
S
1.218
6 Độ ẩm tự nhiên W % 43
7 Khối l-ợng thể tích tự nhiên


w

T/m
3
1.69
8 Khối l-ợng thể tích khô

c

T/m
3
1.18
9 Khối l-ợng riêng

s

T/m

3
2.68
10 Hệ số rỗng tự nhiên e
o
1.268
11 Độ lỗ rỗng tự nhiên n

% 55.9
12 Độ bão hoà G % 90.9
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
13

13 Hệ số thấm K

10
-7

cm/sec
0.25
14 Chỉ số nén lún C
c
0.34
15 Chỉ số nở C
r
0.06
16 Lực dính kết C kG/cm
2
0.06

17 Góc ma sát trong


độ 5
0
30'
18 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/kG 0.061
19 Modun tổng biến dạng E
o
kG/cm
2
23.0
20 Sức chịu tải qui -ớc R
o
kG/cm
2
0.44

Đây là lớp đất rất yếu, sức chịu tải kém do đó ảnh h-ởng rất lớn đến sự
ổn định nền đ-ờng.
4.Lớp 3 : Sét pha màu xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo mềm
Lớp này mới chỉ gặp ở lỗ khoan K2 và K3, các lỗ khoan mới khoan qua
khoảng 1m. Thành phần là sét pha màu xám xanh, xám vàng trạng thái dẻo
mềm.
ở lớp này đã tiến hành thí nghiệm 1 mẫu xác định các chỉ tiêu cơ lý.
Kết quả tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý lớp 3 đ-ợc ghi ở bảng III.3.

Bảng III.3: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 3
STT

Chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị
Giá trị
trung bình

1 Thành phần hạt (mm)
<0.005 28.0
0.005 - 0.01 11.0
0.01 - 0.05 16.0
0.05 - 0.1



%
12.0
0.1 - 0.25 29.0
0.25 - 0.5 2.0
0.5 - 2.0 2.0
2.0 - 4.0



P


2 Giới hạn chảy W
L

% 35.2
3 Giới hạn dẻo W
P
% 22.7
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
14

4 Chỉ số dẻo I
P
% 12.5
5 Độ sệt I
S
0.656
6 Độ ẩm tự nhiên W % 30.9
7 Khối l-ợng thể tích tự nhiên


w

T/m
3
1.84
8 Khối l-ợng thể tích khô

c

T/m
3

1.41
9 Khối l-ợng riêng

s

T/m
3
2.7
10 Hệ số rỗng tự nhiên e
o
0.921
11 Độ lỗ rỗng tự nhiên n

% 47.9
12 Độ bão hoà G % 90.6
13 Hệ số thấm K

10
-7

cm/sec
0.12
14 Chỉ số nén lún C
c
0.23
15 Chỉ số nở C
r
0.04
16 Lực dính kết C kG/cm
2

0.12
17 Góc ma sát trong

độ 7
0
58'
18 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/kG 0.039
19 Modun tổng biến dạng E
o
kG/cm
2
81
20 Sức chịu tải qui -ớc R
o
kG/cm
2
0.78
Đây là lớp đất yếu, nh-ng phân bố d-ới sâu nên ít ảnh h-ởng đến sự ổn
định nền đ-ờng.
5.Lớp 4 : Cát hạt trung màu xám tro, xám xanh bão hoà n-ớc, kết cấu
chặt vừa
Lớp này phân bố chủ yếu ở đoạn tuyến từ Km112+700 đến Km114+500.
Độ sâu sâu xuất hiện của lớp, nông nhất tại cao độ -3,79m (lỗ khoan K16) và sâu
nhất tại cao độ - 9,86m (ở lỗ khoan K7), bề dày lớp ch-a xác định.
ở lớp này chỉ lấy đ-ợc mẫu xáo động nên thí nghiệm mới xác định
đ-ợc thành phần hạt và khối l-ợng riêng (

s
= 2,68T/m
3
).

III.Đặc điểm địa chất thuỷ văn
Trong khu vực đoạn tuyến đi qua, mực n-ớc ngầm đ-ợc phát hiện ở độ
sâu từ 1,0 - 1,8m so với mặt đất. Nhìn chung n-ớc ở đây không ảnh h-ởng tới sự
ổn định của nền đ-ờng.
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
15

IV.Đặc điểm địa chất vật lý
Khu vực đoạn tuyến đi qua không có các hoạt động địa chất vật lý gây
bất lợi đối với sự ổn định cuả nền đ-ờng.
V.Vật liệu xây dựng
1.Mỏ đất Khả Phong
Vị trí địa lý
Mỏ đất thuộc địa phận xã Khả Phong, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam.
Đây là mỏ đất đồi có thành phần sét pha lẫn sạn. Mỏ nằm ngay bên phải tuyến
của Quốc lộ 21A từ lý trình Km107+00 đến Km108+500. Hiện tại mỏ do nhà
máy xi măng Thanh Sơn quản lý và khai thác.
Trữ l-ợng
Mỏ có trữ l-ợng rất lớn, chiều dài khai thác của mỏ khoảng 1,5km, rộng
từ 200 - 300m, bề dày 5 - 7m. Trữ l-ợng khai thác dự tính trên 2.500.000m
3
.

Chất l-ợng
Tại vị trí mỏ đất đã tiến hành lấy 2 mẫu thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm
đ-ợc ghi ở bảng III.4. Căn cứ kết quả thí nghiệm cho thấy đất của mỏ có chất
l-ợng tốt, đảm bảo sử dụng để đắp nền đ-ờng.
Điều kiện khai thác và vận chuyển
Mỏ đất này có thể khai thác bằng thủ công hoặc cơ giới. Do vị trí của
mỏ nằm sát Quốc lộ 21A, nên có điều kiện vận chuyển rất thuận lợi. Cự ly vận
chuyển tới lý trình Km111+500 khoảng 4,5km.
2.Mỏ đất Liên Sơn
Vị trí địa lý
Mỏ đất thuộc địa phận xã Liên Sơn, huyện Kim Bảng, tỉnh Hà Nam.
Đây là mỏ đất đồi có thành phần sét pha lẫn sạn. Mỏ nằm ngay bên trái tuyến
của Quốc lộ 21A tại lý trình Km108+800. Hiện tại mỏ do xã Liên Sơn quản lý và
khai thác.
Trữ l-ợng
Mỏ có trữ l-ợng rất lớn, chiều dài khai thác của mỏ khoảng 800m,
rộng 200m, bề dày 5 - 7m. Trữ l-ợng khai thác dự tính trên 960.000m
3
.
Chất l-ợng
Tại vị trí mỏ đất đã tiến hành lấy 2 mẫu thí nghiệm. Kết quả thí nghiệm
đ-ợc ghi ở bảng III.4. Căn cứ kết quả thí nghiệm cho thấy đất của mỏ có chất
l-ợng tốt, đảm bảo sử dụng để đắp nền đ-ờng.
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
16

Điều kiện khai thác và vận chuyển
Mỏ đất này có thể khai thác bằng thủ công hoặc cơ giới. Do vị trí của

mỏ nằm sát Quốc lộ 21A, nên có điều kiện vận chuyển rất thuận lợi. Cự ly vận
chuyển tới lý trình Km111+500 khoảng 2,3km.
3.Mỏ đá
Mỏ đá Kiện Khê nằm ở vị trí cuối tuyến thuộc huyện Kim Bảng. Mỏ đá
đ-ợc khai thác từ lâu và hiện nay vẫn đang khai thác. Chất l-ợng đá đủ tiêu
chuẩn dùng cho xây dựng công trình giao thông.
4.Mỏ cát Chi Lê
Mỏ nằm trên địa phận tỉnh Hoà Bình, hiện tại mỏ đang đ-ợc khai thác,
chất l-ợng cát đủ tiêu chuẩn dùng cho xây dựng công trình giao thông.











Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
17


Bảng III.4: Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý các mỏ vật liệu
Giá trị trung bình
STT

Chỉ tiêu
Kí
hiệu

Đơn vị

Mỏ
Khả Phong

Mỏ
Liên Sơn

1 Thành phần hạt (mm)
>40 19.52 13.5
40 - 20 6.0 5.5
20 - 10 2.0 6.5
10 - 4 6.5 13.0
4 - 2 15.0 9.0
2 - 0.5 6.5 3.0
0.5 -0.25 1.5 9.5
0.25 - 0.1 9.5 4.0
0.1 - 0.05 3.5 4.5
0.05 - 0.01 5.5 4.0
0.01 - 0.005 6.5 6.5
<0.005

P






%
13.0 13.5
2 Độ ẩm mẫu chế bị
(K = 0,95)
W % 23.5 20.1
3 Khối l-ợng thể tích -ớt

w

T/m
3
1.85 1.90
4 Khối l-ợng thể tích khô

c

T/m
3
1.52 1.60
5 Khối l-ợng riêng

s

T/m
3
2.73 2.74
6 Độ bão hoà G % 80.0 7.9
7 Độ lỗ rỗng n

% 44.5 41.4
8 Hệ số rỗng e
o
0.797 0.707
9 Giới hạn chảy W
L
% 45.8 39.2
10 Giới hạn dẻo W
P
% 31.2 25.8
11 Chỉ số dẻo I
P
% 14.6 13.4
12 Độ ẩm tối -u W
t-
% 23.5 20.1
13 Khối l-ợng thể tích khô
lớn nhất

cmax

T/m

3
1.60 1.69
14 Góc ma sát trong


độ 18
0
53' 23
0
30'
15 Lực dính C

kG/cm
2

0,30 0,37



Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
18


Ch-ơng Iv
đánh giá các vấn đề địa chất công trình

I.Tiêu chuẩn thiết kế và các thông số kỹ thuật của
tuyến đ-ờng

Quốc lộ 21A đ-ợc thiết kế nâng cấp theo tiêu chuẩn đ-ờng cấp I với
các thông số kỹ thuật nh- sau:
- Tải trọng thiết kế : H30 - XB 80
- Bề rộng mặt đ-ờng b = 27m (bao gồm phần mặy đ-ờng cũ và mặt
đ-ờng mở rộng).
- Hệ số mái dốc 1:1,5
- Số làn xe : 4 làn
- Vận tốc thiết kế : V = 60 Km/h
- Độ cố kết của đất nền (U%) sau khi thi công nền đắp phải đạt 95%
mới đ-ợc thi công mặt đ-ờng.
- Tổng thời gian xây dựng cho công trình là 24 tháng.
Đất đắp nền đ-ờng có khối l-ợng thể tích

đ
= 1,9T/m
3
, lực dính kết
C = 0,33T/m
2
, góc ma sát trong

= 20
0
.
Tải trọng hoạt tải P
ht
= 1,55T/m
2
, qui ra chiều dày đất đắp là h
x

= 0,82m.

II.Đánh giá vấn đề địa chất công trình
Do đoạn tuyến từ Km111+500 đến Km114+500 Quốc lộ 21A xây dựng
nền đ-ờng đắp trên đất yếu nên xảy ra một số vấn đề địa chất công trình sau:
Vấn đề ổn định của nền đ-ờng
Vấn đề lún và lún theo thời gian của nền đ-ờng
Vấn đề vật liệu đắp nền đ-ờng
Dựa vào mặt cắt ĐCCT ta có thể phân đoạn tuyến nghiên cứu thành 3
đoạn điển hình nh- sau:
+ Đoạn 1: Từ Km111+500 đến Km112+700 với tổng chiều dài 1200m
+ Đoạn 2: Từ Km112+700 đến Km113+600 với tổng chiều dài 900m
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
19

+ Đoạn 3: Từ Km113+600 đến Km114+500 với tổng chiều dài 900m
Đoạn 1: Có 3 lớp đất yếu với chiều dày trên 14m (khoan ch-a hết đất
yếu), trên bề mặt từ Km112 đến Km112+500 có phủ một lớp đất lấp với bề dày
nhỏ (biến đổi từ 0,5 đến 0,7m). Mặt cắt ngang tính toán (mặt cắt ngang I) của
đoạn này chọn tại Km111+900 (lỗ khoan K3) có địa tầng nh- sau:
+ Lớp 1: Sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo
mềm, đôi chỗ dẻo chảy với bề dày 2m.
+ Lớp 2: Bùn sét pha màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ với
bề dày 14m.
+ Lớp 3: Sét pha màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm, lớp
này mới khoan vào 1m.
Mực n-ớc ngầm ở độ sâu cách mặt đất 1m.
Đoạn 2: Phía trên cùng từ Km112+900 đến Km113+140 là lớp đất lấp với

bề dày biến đổi từ 0,5 đến 0,7m. Tiếp đó là lớp đất yếu (lớp 1, lớp 2) với bề dày
biến đổi từ 8,4 đến 11,5m, d-ới cùng là lớp cát hạt trung với bề dày ch-a xác
định. Mặt cắt ngang tính toán (mặt cắt ngang II) của đoạn này chọn tại
Km113+20 (lỗ khoan K9) có địa tầng nh- sau:
+ Đất lấp : bề dày 0,7m.
+ Lớp 2: Bùn sét pha màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ với
bề dày 9,9m.
+ Lớp 4: Cát hạt trung màu xám tro, xám xanh bão hoà n-ớc, kết cấu
chặt vừa ở độ sâu trên 10,6m.
Mực n-ớc ngầm ở độ sâu d-ới mặt đất là 1,5m.
Khi tính toán coi lớp đất lấp nh- lớp 2. Nh- vậy bề dày lớp 2 dùng
để tính toán là 10,6m.
Đoạn 3: Có 2 lớp đất yếu (lớp 1, lớp 2) biến đổi từ trên mặt tới độ sâu
khoảng 6,8m. Bên d-ới là lớp cát hạt trung có bề dày ch-a xác định. Mặt cắt
ngang tính toán ở đoạn này (mặt cắt ngang III) đ-ợc chọn tại Km114+240 (lỗ
khoan K15) với điạ tầng nh- sau:
+ Lớp 1: Sét pha màu xám nâu, xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo
mềm, đôi chỗ dẻo chảy với bề dày 2,8m.
+ Lớp 2: Bùn sét pha màu xám xanh, xám đen, đôi chỗ lẫn hữu cơ với
bề dày 3,8m.
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
20

+ Lớp 4: Cát hạt trung màu xám tro, xám xanh bão hoà n-ớc, kết cấu
chặt vừa ở độ sâu trên 6,6m.
Mực n-ớc ngầm ở độ sâu 1,8m.
Bảng IV.1: Các chỉ têu cơ lý chủ yếu của các lớp đất nằm trong
các mặt cắt ngang tính toán

STT

Chỉ têu Ký hiệu

Đơn vị Lớp 1

Lớp 2

Lớp 3

1 Khối l-ợng thể tích

w

T/m
3
1.8 1.69 1.84
2 Lực dính kết C
u
T/m
2
0.9 0.6 1.2
3 Góc ma sát trong

u

độ 6
0
57

5
0
30 7
0
58
4 Hệ số rỗng e
o
0,998

1.268

0.921

5 Hệ số nén lún a
1-2
cm
2
/kG 0,046

0,061

0,039

6
áp lực tiền cố kết

c

T/m
2

5 6 6,5
7 Chỉ số nén lún C
c
0,24 0,34 0,23
8 Chỉ số nở C
r
0,04 0,06 0,04
9 Hệ số thấm K
10
-7
cm/s

0,14 0,25 0,12

Khi tính toán cho phần đ-ờng mở rộng, ta qui đổi phần nền mở rộng
thành nền đ-ờng t-ơng đ-ơng có bề rộng mặt đ-ờng trung bình 8m. Kích th-ớc
mặt cắt ngang nền đ-ờng đ-ợc ghi trên hình vẽ.






Tr-êng §¹i häc Má - §Þa chÊt Bé m«n §Þa chÊt c«ng tr×nh

§å ¸n tèt nghiÖp Lª Xu©n V÷ng - Líp §CCT K43B
21

27m
1:1,5

3,5m
§Êt lÊp:0,7m
Líp 2: 9,9m
Líp 4
MÆt c¾t ngang II
NÒn cò
NÒn míi
13,25m
27m
1:1,5
3,5m
MÆt c¾t ngang I
Líp 2: 14m
Líp 3
13,25m
Líp 1: 2m
NÒn cò
NÒn míi
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
22

A.Tính toán độ lún và xác định chiều cao phòng lún
1.Xác định vùng hoạt động nén ép
Theo 22TCN 262-2000, vùng hoạt động nén ép d-ới nền đắp đ-ợc giới
hạn ở độ sâu mà tại đó

z
= 0,2

bt



bt
: ứng suất do trọng l-ợng bản thân đất gây ra ở độ sâu z(m) kể từ mặt
đất thiên nhiên


bt
=

.z (T/m
2
) (IV.1)
Trong đó:


: khối l-ợng thể tích của đất nền (T/m
3
)
z : độ sâu tính toán (m)


z
: ứng suất do tải trọng đắp gây ra trong nền đất


z

= I
p
.P (IV.2)
Trong đó :
I
p
là hệ số phụ thuộc vào (a/z ; b/z) đ-ợc tra theo toán đồ
Osterberg (Phụ lục II, trang 48, 22TCN262-2000)
với : a là bề rộng ta luy
b là nửa bề rộng mặt đ-ờng
P : tải trọng đắp P =

đ
.H
Trong đó:


đ
: khối l-ợng thể tích đất đắp
H : chiều cao đắp
27m
Lớp 1: 2,8m
Lớp 4
12,5m
1:1,5
Lớp 2: 3,8m
3,0m
Mặt cắt ngang III
Nền cũ Nền mới
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
23

1.1.Mặt cắt ngang I
- Khối l-ợng thể tích đất đắp

đ
= 1,9T/m
3

- Cao độ đắp H = 3,5m
- Bề rộng ta luy a = 5,25m
- Nửa bề rộng mặt đ-ờng b = 4m
Tải trọng đắp P =

đ
.H = 6,65T/m
2

Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép đ-ợc biểu diễn d-ới bảng IV.2.

Bảng IV.2: Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang I
Lớp
Độ sâu
z(m)
a/z b/z I
p
/2

z
= I
p
.P
(T/m
2
)

bt
= .z
(T/m
2
)
0 - - 0,5 6,650 0
1 5,25 4 0,494 6,570 1,800

1
2 2,625 2 0,488 6,490 2,619
4 1,313 1 0,422 5,612 4,037
6 0,875 0,67 0,405 5,386 5,455
8 0,656 0,55 0,323 4,296 6,873
10 0,525 0,4 0,289 3,844 8,291
12 0,438 0,35 0,255 3,392 9,709
14 0,375 0,28 0,225 2,992 11,127


2
16 0,326 0,25 0,200 2,660 12,545
3 17 0,310 0,23 0,195 2,600 13,254

Nh- vậy vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang I là H
a
= 17m.
1.2.Mặt cắt ngang II
- Khối l-ợng thể tích đất đắp

đ
= 1,9T/m
3

- Cao độ đắp H = 3,5m
- Bề rộng ta luy a = 5,25m
- Nửa bề rộng mặt đ-ờng b = 4m
Tải trọng đắp P =

đ
.H = 6,65T/m
2

Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép đ-ợc biểu diễn d-ới bảng IV.3.

Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
24

Bảng IV.3: Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang II

Lớp

Độ sâu
z(m)
a/z b/z I
p
/2

z
= I
p
.P
(T/m
2
)

bt
=

.z
(T/m
2
)
0 - - 0,5 6,650 0
1,5 3,5 2,67 0,489 6,503 2,535
4 1,313 1,00 0,422 5,612 4,307
6 0,875 0,67 0,405 5,386 5,726
8 0,656 0,50 0,323 4,296 7,144



2

10,6 0,496 0,38 0,298 3,844 8,562
12 0,438 0,35 0,255 3,392 10,102
14 0,375 0,28 0,225 2,992 11,742

4
16 0,326 0,25 0,200 2,660 13,282

Nh- vậy vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang II là H
a
= 16m.
1.3.Mặt cắt ngang III
- Khối l-ợng thể tích đất đắp

đ
= 1,9T/m
3

- Cao độ đắp H = 3,0m
- Bề rộng ta luy a = 4,5m
- Nửa bề rộng mặt đ-ờng b = 4m
Tải trọng đắp P =

đ
.H = 5,7T/m
2

Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép đ-ợc biểu diễn d-ới bảng IV.4.

Bảng IV.4: Kết quả xác định vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang III

Lớp

Độ sâu
z(m)
a/z b/z I
p
/2

z
= I
p
.P
(T/m
2
)

bt
= .z
(T/m
2
)
0 - - 0,5 5,70 0
1,8 2,5 2,22 0,489 5,574 3,240

1
2,8 1,6 1,43 0,464 5,290 4,059
4,6 0,98 0,87 0,417 4,754 5,335
2
6,6 0,628 0,60 0,345 3,933 5,753
8,0 0,563 0,50 0,317 3,614 7,831

10 0,450 0,40 0,278 3,192 9,371
12 0,357 0,33 0,245 2,793 10,911

4
14 0,320 0,28 0,211 2,405 12,451

Nh- vậy vùng hoạt động nén ép tại mặt cắt ngang III là H
a
= 14m.
Tr-ờng Đại học Mỏ - Địa chất Bộ môn Địa chất công trình

Đồ án tốt nghiệp Lê Xuân Vững - Lớp ĐCCT K43B
25

2.Tính toán độ lún và xác định độ cao phòng lún
Độ lún tổng cộng của nền đắp đ-ợc xác định theo công thức:
S = S
c
+ S
i
= m.S
c
(IV.3)
Trong đó:
S
i
: độ lún tức thời do biến dạng ngang không thoát n-ớc, xét
đến khả năng nở hông của đất yếu d-ới nền đắp
S
c

: độ lún cố kết do n-ớc lỗ rỗng thoát ra và đất yếu bị nén chặt
d-ới tải trọng đắp
m là hệ số lấy từ 1,1 đến 1,4 tuỳ thuộc vào trạng thái của đất
yếu, ở đây chọn m = 1,2
Nh- vậy độ lún tổng cộng đ-ợc tính theo công thức:
S = 1,2.S
c
(IV.4)
Độ lún cố kết S
c
của nền đất yếu d-ới tác dụng của tải trọng đắp đ-ợc
tính theo ph-ơng pháp phân tầng lấy tổng. Công thức tính S
c
nh- sau:
S
c
=
H
i
1 + e
oi
(C
i
c
.lg

z
i
+
bt

i


c
i
+ C
i
r
.lg

c
i


c
i
) (IV.5)



Trong đó:
H
i
: bề dày lớp đất tính lún thứ i
e
oi
: Hệ số rỗng thiên nhiên của lớp đất yếu thứ i
C
i
c

: chỉ số nén lún trong phạm vi

i
>

i
c
trên đ-ờng cong
e - lg

của lớp đất thứ i
C
i
r
: chỉ số nén lún trong phạm vi

i
<

i
c
trên đ-ờng cong
e - lg

của lớp đất thứ i (chỉ số nở)


i
bt
,

i
c
,
i
z
: là ứng suất nén thẳng đứng do trọng l-ợng bản
thân các lớp đất tự nhiên trên lớp i, áp lực tiền cố kết ở lớp i và áp lực do tải trọng
đắp gây ra ở lớp thứ i (các trị này t-ơng ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp i).


i
bt
=

i
.z
i



i
z
= I
i
p
.P = I
i
p
.

đ
.H
I
i
p
: hệ số ảnh h-ởng tới ứng suất ở giữa lớp i, tra theo toán đồ
Osterberg (Phụ lục II, trang 48, 22TCN262-2000)


đ
: khối l-ợng thể tích đất đắp