BÀI THUYẾT TRÌNH BIỆN PHÁP GIẾNG cát xử lý nền đất yếu

BÀI THUYẾT TRÌNH:
BIỆN PHÁP GIẾNG CÁT XỬ LÝ NỀN
ĐẤT YẾU

NHÓM I


Danh sách thành viên nhóm I
1:Nguyễn Văn Nghĩa
2:Nguyễn Văn Tuất
3:Lê Viết Quang
4:Đào Xuân Quý
5:Lương Văn Thắng
6:Nguyễn Văn Quỳnh


I.Khái niệm giếng cát
 Giếng cát là một trong những biện pháp gia tải trước được sử
dụng đối với các loại đất bùn, than bùn cũng những loại đất
dính bão hòa nước có tính biến dạng lớn…. Khi xây dựng các
công trình lớn có kích thước và tải trọng lớn thay đổi theo thời
gian theo nền đường, sân bay bản đáy các công trình thủy
lợi…..


Một số hình ảnh về thi công giếng
cát


II. Đặc điểm và phạm vi áp dụng
 Đặc điểm :

 Ưu điểm:
• Sử dụng trong vùng có đất yếu lớn, chiều sâu ử lý lớn hơn
20m.
• Tốc độ cố kết nhanh hơn bậc thấm, nên thời gian chờ lún cố
kết nhỏ. Độ lún dư sau khi xử lý nhỏ.
• Mức độ rủi ro thấp, diễn biến lún không phức tạp.
• Khả năng chống mất ổn định trượt sâu cao hơn bậc thấm, vì
ngoài tác dụng chính là thoát nước để cố kết đất, còn tác dụng
cải thiện đất ngay trong quá trình thi công giếng cát.


Nhược điểm:
• Phải có thiết bị thi công, nhất là khi cần cắm giếng cát sâu hơn
20m.
• Phải tốn cát có hệ số thấm cao để lấp giếng
• Có thể xảy ra hiện cát nhồi bị ngắt quãng trong giếng, khi đó
tác dụng dẫn nước bị giảm.
• Tiến độ thi công chậm hơn bậc thấm.
• Cần lưu ý rằng khi sử dụng giếng cát gia cố lền đất yếu cần
đảm bảo đạt được độ đồng đều cảu cát trong suốt chiều dài
giếng cát, tránh hiện tượng đứt đầu giếng cát dưới tác dụng các
loại tải trọng.
=> Xử lý nền đất yếu bằng giếng cát sẽ phát huy hiệu quả cao
nếu đất yếu có hàm lượng hữu cơ không lớn( thường < 10%)
và tải trọng đắp lớn hơn áp lực tiền cố kết của đất yếu.


 Phạm vi áp dụng:
 Tác dụng chính của giếng cát:
• Giếng cát sẽ làm cho nước tự do trong lỗ rỗng thoát đi dưới tác

dụng của gia tải vậy làm tăng nhanh tốc độ cố kết làm nền,làm
cho công trình nhanh đạt đến giới hạn ổn định về lún, đồng
thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều.
• Nếu khoảng cách các giếng được chọn thích hợp thì nó còn có
tác dụng làm tăng độ chặt của nền do đó sức chịu tải của đất
nền cũng tăng lên.


Những điểm giống và khác nhau giữa giếng cát và cọc cát:
 Kích thước (đường kính và chiều dài) tương tự như nhau,
nhưng khoảng cách giữa các giếng cát thì lớn hơn cọc cát.
 Nhiệm vụ của chúng khác nhau:
• Cọc cát có chức năng làm chặt đất là chính, làm tăng sức chịu
tải của đất nền, thoát nước lỗ rỗng là phụ.
• Giếng cát để thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình
cố kết, làm cho độ lún của nền nhanh chóng ổn định. Làm tăng
sức chịu tải của nền là phụ.


III. Cấu tạo giếng cát
Gồm 3 bộ phận chính:

• Giếng cát
• Đệm cát
• Lớp gia tải


1.Giếng cát
 Đường kính giếng cát tốt nhất dc = 35 ÷ 45 cm, chiều dài của
giếng thường lấy bằng chiều sâu chịu nén cực hạn của đất nền

dưới móng:
 Móng đơn: lg = 2 - 3b (b - chiều rộng móng).
 Móng băng: lg = 4b.


 Móng bè:
 Nếu nền đất yếu có gốc là đất loại sét, thì: lg = 9m + 0,15b.
 Nếu nền đất yếu có gốc là đất loại cát, thì: lg = 6m + 0,10b.
 Khoảng cách giữa các giếng cát: Khoảng cách giữa các giếng
cát phụ thuộc vào đường kính giếng cát cũng như tốc độ cố kết
của nền đất. Theo kinh nghiệm, khoảng cách giữa các giếng
trong khoảng L=1,0 ÷ 5,0m.


2.Đệm cát
 Đệm

cát được
dùng để xử lý nền
đất yếu trong
trường hợp địa
tầng có lớp đất
yếu nằm trên lớp
đất tốt.
• Có nhiệm vụ tạo điều kiện cho công trình lún đều, Chiều dày
lớp đệm cát tính theo công thức kinh nghiệm:
Hđ = S + (0,3 ÷ 0,5m)
Trong đó: Hđ - chiều dày lớp đệm cát.
S - độ lún tính toán của nền đất.

Đệm cát có 2 loại là:


Cấu tạo đệm cát:
hm: độ sâu đặt móng,
không nên chọn hm quá
sâu.
Chiều dày lớp đệm cát
tính theo công thức kinh
nghiệm:
hđ = S + (0,3 ÷ 0,5m)

Trong đó: hđ - chiều dày lớp đệm cát.
S - độ lún tính toán của nền đất.


Kích thước đấy đệm:
 Móng đơn: Lđ = l + 2hđ.tgα*
Bđ = b + 2hđ.tgα*
l, b: có được từ bài toán xác
định kích thước đáy móng trên
nền cát thay thế.
Móng băng: Bđ = b + 2hđ.tgα*
b: bề rộng móng băng, có được
từ bài toán xác định kíchthước đáy
móng trên nền cát thay thế.
α*: góc truyền tải trọng trọng
đất. α* = 30° ÷ ϕđc (ϕđc:góc ma sát
trong của đệm cát. Thường lấy

α* = 30°.→ Lđ, Bđ = f(hđ).


3.Lớp gia tải( lớp đất yếu)

• Xác định chiều cao của lớp gia tải:
h = σ/ γ
Trong đó: σ - áp lực do tải trọng ngoài.
γ –trọng lượng thể tích.


IV. Tính toán thiết kế giếng cát
Độ cố kết trung bình do thoát nước thẳng
đứng và thoát nước xuyên tâm là:

U v ,r = 1 − (1 − U r )(1 − U v )
Trong đó: Uv_ độ cố kết trung bình thoát nước thẳng đứng.
Ur_ độ cố kết trung bình thoát nước xuyên tâm.


Độ cố kết trung bình do thoát nước xuyên
tâm

−8Tr
U r = 1 − exp(
)
m
n2
n 3 S 2 kh n 2 − S 2
m= 2

ln( ) − + 2 + (
) ln( S )
2
2
n −S
S 4 4n
ks
n

Trong đó:
kh-hệ số thấm của đất sét theo phương ngang trong vùng
không xáo động.
ks- hệ số thấm theo phương ngang trong vùng xáo động.
Tr- hệ số thời gian không đơn vị cho thấm xuyên tâm.


Trong đó:

Sơ đồ của một giếng cát

Cvr- hệ số cố kết cho thoát nước xuyên tâm.


•Nếu tải trọng tác dụng theo tuyến tính và không
có vùng xáo động, lúc đó:

Và


Độ cố kết trung bình do thoát nước thẳng

đứng
π U v (%) 2
Tv = [
]
4 100

(U v = 0 ÷ 60%)

Và

Tv = 1.781 − 0.933log[100 − U v (%)]

( U v > 60%)


V. Các bước thi công giếng cát


Sơ đồ nguyên lý thi công giếng cát:
• Đặt ống vách đúng vị trí thi công.
• Bắt đầu đóng ống vách xuống bằng
búa rung.
• Vừa đóng vừa kiểm tra áp lực đóng và
độ sâu đóng.
• Vừa đóng ống vừa kiểm tra đồng hồ
đo chiều sâu mũi cọc, khi chiều sâu
cọc đạt 5m từ mặt đất, đặt thiết bị đo
chiều sâu 3m từ mặt đất.
• Đổ cát vào trong ống bằng cách mở
cửa xả phễu chờ.

• Đặt đồng hồ đo cát ở chế độ làm việc.
• Rút ống vách lên đồng thời theo dõi độ
cao của cát.


• Dừng việc rút ống vách khi độ sâu cát là 1m -1,5m, đóng van phun
khí.
• Đóng van áp lực trong ống.
• Mở van xả-đưa cát vào.
• Đóng van xả - mở van phun khí - bắt đầu rút ống và kiểm tra độ
sâu cát.
• Khi đồng hồ chỉ độ sâu mũi ống vách cách mặt đất 1m đóng van
phun khí mở van áp lực trong ống-đóng cửa xả-rút từ từ ống vách
lên và dừng búa.


Trình tự thi công giếng cát gồm các 7 bước
chính sau:
1. Thi công lớp đệm cát (nếu có).
2. Định vị vị trí giếng cát.
3. Vận chuyển cát (hạt trung, hạt lớn) đến vị trí.
4. Điều khiển cọc ống thép (rỗng) đến đúng vị trí và cao độ
thiết kế.
5. Đóng cọc xuống độ sâu định sẵn.
6. Đổ cát vào đầy cọc.
7. Rung, rút cọc ống, để lại cọc cát trong lòng đất.