BÀI THUYẾT TRÌNH xử lý nền đất yếu BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY đất (đệm cát)

BỘ GIAO THÔNG VẬN TẢI

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT
CƠ SỞ THÁI NGUYÊN

H

BÀI THUYẾT TRÌNH
XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT ( ĐỆM CÁT)
LỚP 64DCCD03: NHÓM 7

GVHD: BÙI THỊ THÙY

sinh viên thực hiện: Lê Tuấn Anh.
Nguyễn Tuấn Anh.

.

Phạm Ngọc Cảnh.
Hoàng Ngọc Đoàn.


BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT ( ĐỆM CÁT)

1. KHÁI NI ỆM



Thay đất là đào bỏ một phần lớp đất yếu đến chiều sâu do tính toán yêu cầu và sau đó thay bằng lớp cát, cuội sỏi được đầm

chặt; vật liệu thường được sử dụng là cát nên phương pháp này còn có tên gọi là đệm cát. Như vậy phía dưới tầng đệm cát có

thể vẫn là tầng đất yếu và tầng đệm cát được xem như là lớp balát dưới móng công trình



Khi lớp đất yếu dưới đáy móng bão hòa nước như sét nhão, cát pha, sét pha nhão, bùn, than bùn; có chiều dày nhỏ hơn

3m, dưới đó là lớp đất chịu lực tốt, đồng thời xuất hiện nước áp lực cao thì thay đệm cát bằng đệm đá, sỏi. Với đệm cát ứng
suất giảm theo chiều sâu lớp đệm còn đệm đá sỏi có độ cứng lớn nên ứng suất không thay đổi theo chiều sâu. Do vậy đệm
đá sỏi coi như là một bộ phận của móng và coi lớp đệm như là móng nông đặt trên nền thiên nhiên.

Nhóm 7


Tác dụng của tầng đệm cát




Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực truyền tải trọng công trình xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu
tải của đất nền.

Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất

nền ở dưới tầng đệm cát.





Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.

Ngoài ra tầng đệm cát còn tăng nhanh khả năng thoát nước cố kết từ phía dưới đất yếu lên mặt đất tự nhiên dưới tác

dụng của tải trọng công trình.

Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền
do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động.

Nhóm 7


Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát :

• Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.

•

Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm cát không ổn định.

Nhóm 7


2. Ưu nhược điểm, phạm vi áp dụng



Ưu, Nhược Điểm:



Ưu Điểm





Phương pháp đệm cát thi công đơn giản và rẻ tiền

áp dụng cho công trình có tải trọng nhỏ và khi lớp đất yếu nằm gần mặt .

phương pháp này có nhược điểm là khối lượng đào đắp tương đối lớn sẽ có khả năng đẩy giá thành công

trình tăng lên khi chiều dày tầng đệm cát lớn

Nhược Điểm



nữa khi tầng đệm cát nằm trong vùng có nước ngầm thay đổi thì trong tương lai có nguy cơ tầng

đệm cát bị nước ngầm cuốn đi dẫn đến gây khả năng lún sụt cục bộ cho công trình hoặc giảm độ chặt.

Nhóm 7




Phạm vi áp dụng:



Dưới đáy móng là một tầng đất yếu, tải trọng cho phép quá nhỏ, để có thể chịu được lực cần đặt đáy móng sâu hơn như

vây thi công lại khó khăn và giá thành tăng cao.



Những công trình chịu tải trọng không lớn lắm hoặc không yêu cầu chặt chẽ về biến dạng lún.



Những nơi mực nước ngầm ổn định hoặc không có nước ngầm.



Sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và

chiều dày các lớp đất yếu nhỏ hơn 3m.

Nhóm 7


3. Thiết Kế Lớp Đệm Cát:



Vật Liệu Làm Đệm Cát:

Cát to và cát hạt trung là hai loại cát làm lớp đệm tốt nhất vì sau khi đầm chặt, có thể đạt độ chặt khá cao, chịu được tải trọng lớn của
công trình và không di động dưới tác dụng của nước ngầm.

Ở nước ta có thể dùng cát vàng (hạt trung) hay cát đen (hạt nhỏ) làm đệm cát. Cát vàng làm đệm cát là tốt hơn, nhưng giá thành cao.
Dùng cát đen có thể hạ giá thành 40 - 60% so cát vàng, nhưng độ chặt kém hơn, dễ di động dưới tác dụng của nước dưới đất có áp lực
cao; do đó chỉ dùng cát đen làm đệm cát trong các công trình loại nhỏ, loại vừa và trong điều kiện địa chất thuỷ văn thích hợp.

Để lớp đệm cát ổn định trên nền đất yếu dưới tác dụng của tải trọng công trình, nên chọn loại cát thoả mãn một số điều kiện sau:

Nhóm 7




Với cát vàng: hàm lượng SiO2 không nhỏ hơn 70%, hàm lượng hữu cơ không lớn hơn 5%, hàm lượng mica nên nhỏ hơn 1,5%. Cỡ hạt d

> 0,25mm chiếm trên 50% trọng lượng, cấp phối rải đều d = 5 - 0,25mm.

 Với cát đen; hàm lượng SiO2 không nhỏ hơn 80%, hàm lượng hữu cơ không lớn hơn 2%, hàm lượng mica và hàm lượng sét nên nhỏ hơn
2%.

Nhóm 7


o

Có thể trộn 70% cát vàng với 30% cát đen hay ba phần sỏi với hai phần cát vàng (sỏi có cỡ hạt 20 - 30mm).

 Thiết kế lớp đệm cát
Khi thiết kế lớp đệm cát, yêu cầu phải đảm bảo các điều kiện sau đây:
- Lớp đệm cát ổn định dưới tác dụng của tải trọng công trình;
- Áp lực trên mặt lớp đất yếu ở đáy lớp đệm do tải trọng công trình gây ra phải nhỏ hơn áp lực tiêu chuẩn ở trên mặt lớp đất đó;

- Độ lún toàn bộ của lớp đệm và lớp đất nằm dưới cũng như độ lún không đều của móng phải nhỏ hơn giá trị giới hạn quy định trong
quy phạm thiết kế nền.

-Khi có đệm cát, nền đất trở thành môi trường 2 lớp có tính chất hoàn toàn khác nhau, lớp đệm cát có kích thước giới hạn còn lớp
đất yếu có kích thước phát triển vô hạn theo 2 hướng. Tuy nhiên khi tính toán, người ta coi lớp đệm cát như một bộ phận của đất nền tức là
đồng nhất và biến dạng tuyến tính. Với quan điểm này, kích thước lớp đệm cát được thiết kế phải thỏa mãn:

Nhóm 7


σ1 + σ 2 ≤ R H

(5.49)

P
TÇng ®Öm c¸t
Hình 5.36. Lớp đệm cát dưới đáy móng

Nhóm 7


Trong Đó:

-

σ1: ứng suất thường xuyên do trọng lượng bản thân đất nền và đệm cát tác dụng trên mặt đất yếu tại đáy lớp đệm cát
σ1 = γđ.h + γc.d

(5.50)

- γđ, γc: trọng lượng thể tích của đất yếu và cát làm đệm;
- h: khoảng cách từ đáy móng đến mặt đất;
- d: chiều dày lớp đệm cát;
- σ2: ứng suất do tải trọng công trình gây ra trên mặt lớp đất yếu tại đáy đệm cát;
σ2 = α0.(σ0 – γđ.h)

(5.51)

- α0: hệ số xét đến sự thay đổi ứng suất theo chiều sâu phụ thuộc vào chiều dài móng l, chiều rộng móng b và khoảng cách từ
đáy móng đến đáy lớp đệm cát (tra Hình 5.37);
- σ0: ứng suất trên bề mặt tầng đệm cát tại trọng tâm đáy móng

Nhóm 7


σ0 = N/F

(5.52)

- N: tổ hợp tải trọng thẳng đứng tại trọng tâm đáy móng;
- F: diện tích đáy móng;
- R : sức chịu tải của nền đất yếu dưới đáy lớp đệm cát.
H
Chiều dày lớp đệm cát hc được xác định theo công thức:

hc = K.b

(5.53)

- K: hệ số phụ thuộc tỉ số l/b và R /R , tra từ toán đồ Hình 5.37;

1 2
- R , R : sức chịu tải của đệm cát và của đất yếu xác định từ thí nghiệm tại hiện trường.
1 2

Nhóm 7


Hình 5.37. Toán đồ xác định hệ số K



Thi công đệm cát

Hiệu quả của đệm cát phụ thuộc phần lớn vào chất lượng công tác thi công, do vậy phải đầm nén đảm bảo đủ độ chặt và không làm phá hoại
kết cấu của lớp đất bên dưới. Trường hợp không có nước ngầm, cát được đổ từng lớp dày khoảng 20cm, làm chặt bằng đầm lăn, đầm rung…
khi có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ mực nước ngầm hoặc dùng biện pháp thi công trong nước.

Nhóm 7




Độ ẩm đầm nén tốt nhất của cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công thức sau đây :

wtn =

Trong đó :

0.7eγ n

γs

( 5.54 )

e - hệ số rỗng của cát trước khi đầm nén;
3
γ n - trọng lượng riêng của nước = 10 KN/m ;
γ s - trọng lượng riêng của cát.

Sau khi đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt của đệm cát bằng cách sử dụng xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh hoặc xuyên động.

Nhóm 7


Một số hình ảnh về phương pháp thay đất bằng đệm cát:

Nhóm 7


Cảm ơn Cô và các Bạn
Đã chú ý lắng nghe
Chúc mọi người có một ngày làm việc
vui vẻ.. ^^!