CHUYÊN đề xử lý nền đất yếu

ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG
VẬN TẢI
CƠ SỞ ĐÀO TẠO THÁI NGUYÊN

Chuyên đề: Xử lý nền đất
yếu
MÔN HỌC: NỀN & MÓNG
GVHD: BÙI THỊ THÙY
NHÓM 3 - LỚP: 64DCCD01


BÀI THUYẾT TRÌNH
CHỦ ĐỀ

PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN KHÔNG


Danh sách thành viên nhóm 3
1

Nguyễn Văn Công
Tôn Hoàng Cường

2

5
6

3

Nguyễn Đăng Huỳnh

4

Nguyễn Trọng Nghĩa
Trần Xuân Thịnh

Ngô Văn Sơn


Khái niệm
+Thực chất nền đất yếu là nền đất không đáp ứng đủ độ bền và sức chịu tải.
Khi xây dựng có thể đất sẽ bị biến dạng nhiều khiến công trình không thể xây
dựng hoặc không đáp ứng yêu cầu về mặt kĩ thuật.
+ Tùy thuộc vào tính chất, đặc điểm của đất nền mà áp dụng
phương pháp gia cố nền đất yếu phù hợp. Việc xử lí nền móng sẽ khiến đất nền
thi công có khả năng đáp ứng đủ điều kiện khai thác, giảm độ lún, tăng sức chịu
tải.


Nền Đất yếu và ảnh hưởng đến công trình xây dựng – giao thông


Các biện pháp xử lý nền đất yếu
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số
tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt,
tăng trị số modun biến dạng, tăng cư­ờng độ chống cắt của đất…
Đối với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của đất, đảm
bảo ổn định cho khối đất đắp.
Các biện pháp xử lý nền thông thư­ờng:

­ Các biện pháp cơ học: Bao gồm các phư­ơng pháp làm chặt bằng đầm, đầm chấn động,
phư­ơng pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi…), phư­ơng
pháp thay đất, phương pháp nén trước, phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm
cát…
­ Các biện pháp vật lý: Gồm các ph­ương pháp hạ mực n­ước ngầm, phư­ơng pháp dùng
giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm…
­ Các biện pháp hóa học: Gồm các ph­ương pháp keo kết đất bằng xi măng, vữa xi măng,
phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa…


PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG
BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN
KHÔNG


PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP BƠM HÚT CHÂN KHÔNG

Nội dung

I. Khái niệm phương
pháp
II. Đặc điểm, phạm vi áp
dụng, ưu nhược điểm
III. Thiết bị thi công, cấu
tạo
IV. Tính toán thiết kế
V. Các công trình đã
ứng dụng
VI. Thi công

I. Khái niệm phương pháp
+ Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bấc
thấm kết hợp bơm hút chân không hay còn gọi là phương
pháp bơm hút chân không
+ Là một trong những phương pháp gia cố nền đất sét yếu,
theo đó, áp suất chân không được áp dụng lên một diện tích
nền được bao bởi các tấm (màng) vật liệu kín khí (airtight
membrane), để bơm thoát nước lỗ rỗng chứa trong nền làm
cho đất cố kết nhanh.


II. Đặc điểm và phạm vi áp dụng
1. Nguyên lý
2. Phạm vi áp dụng
3. Ưu và nhược điểm


1. Nguyên lý

Nguyên lý của phương pháp bơm hút chân không kết hợp bấc thấm là phương
pháp dùng bấc thấm đứng đóng vào trong lớp sét bão hòa cần được gia cố để thoát
nước, có lớp đệm cát ở phía trên, các ống lọc được đặt phía trong các lớp đệm cát là
một hệ thống thoát nước ngang, rồi tạo liên kết chân không với thiết bị, do đó áp
suất chân Không sẽ thu được trước khi vận hành máy bơm, áp lực được truyền đến
trong lớp sét mềm xuyên qua lớp đệm cát
Với các ống lọc trong đó làm giảm áp lực nước trong bấc thấm và các lỗ rỗng biên
tạo thành áp lực gây rò rỉ nước ra Ngoài đường biên, làm giảm khe rỗng tồn tại bởi
áp lực nước.

1. Nguyên lý
­ Theo nguyên lý cường độ Terzaghi, mọi giá trị giảm lỗ rỗng của áp
lực nước trở thành giá trị tăng của cường độ hữu hiệu khi tổng
cường độ không thay đổi. Khối đất tạo thành cố kết nhanh hơn dưới
hiệu quả cường độ để đạt mục đích gia cố cho đất 1 cách nhanh nhất.
­ Quá trình cố kết của đất dưới tác dụng bơm hút chân không là tiến
trình làm cho lỗ rỗng lớp áp lực nước giảm và tăng cường độ hữu
hiệu khi tổng không thay đổi. Đây cũng là phương pháp sử dụng
nguyên lý tháo nước cố kết bằng cách sử dụng áp suất chân không.


1. Nguyên lý
Khi tải trọng chân không được sử
dụng như hình bên thì:
- Áp lực nước lỗ rỗng trong đất giảm,
ứng suất hữu hiệu trong đất tăng, dần
dần lò xo bị nén, nghĩa là cốt liệu đất
đã tạo ra ứng suất hữu hiệu.
- Lượng tăng ứng suất hữu hiệu bằng
lượng giảm áp lực nước lỗ rỗng (Tải
chân không thường bằng 80% áp suất
khí quyển, bằng 80 kPa) .


2. Phạm vi áp dụng
+ Tiêu chuẩn này áp dụng cho việc thi công và nghiệm thu hạng mục ứng
dụng cố kết nền đất yếu bằng phương pháp hút chân không có sử dụng
màng kín khí
+ Phương pháp này được sử dụng trong các điều kiện sau:

- Trong khi lớp đất yếu có xen kẹp lớp đất bụi, đất cát đất thấm nước phải
dùng phương pháp bịt kín( tường kín khí) trong khu vực xử lý chiều sâu
tường kín khí phải lớn hơn chiều sâu lớp xen kẹp cuối cùng
- Chiều sâu xử lý hiệu quả không quá 35m và không được sử dụng trong
điều kiện dưới đáy của lớp đất


2. Phạm vi áp dụng
- Sử dụng trong lớp đất yếu có xen kẹp lớp đất bụi, đất cát hoặc các
lớp thấm nước và khí, phải dùng các phương pháp
bịt kín( tường kín khí) trong khu vực xử lý. Chiều sâu của tường kín
khí phải lớn hơn chiều sâu lớp xen kẹp cuối cùng.
- Chiều sâu xử lý có hiệu quả không quá 35m và không sử dụng
trong điều kiện dưới đáy của lớp đất yếu cần xử lý là lớp
đất bụi, đất cát hoặc lớp đất có hệ số thấm lớn hơn


3. Ưu và nhược điểm
a. Ưu điểm

­ Giảm khối lượng thi công do không cần chất tải ( chi phí thi công giảm
30%) giảm thiểu khối lượng gia tải.
­ Giá thành rất hợp lý, đặc biệt khi diện tích xử lý nền lớn.
­ Rút ngắn thời gian thi công rất nhiều so với giải pháp chất tải truyền thống,
thời gian xử lý ngắn( giảm 50% so với các phương pháp khác)
­ Thi công đảm bảo vệ sinh môi trường( công nghệ xanh).
­ Kiểm soát quá trình xử lý đất yếu qua hệ thống thiết bị điện tử.
­ Tăng áp lực chân không được phân bố đều trong đất, tạo cố kết đẳng

hướng nên ổn định hơn.

b. Nhược điểm
- Rất khó làm kín khí.
- Có giới hạn về độ sâu gia cố.
- Hiệu quả thấp đối với nền gồm các tầng cát với hệ số thấm cao nằm
xen kẹp.
- Giá thành cao do sử dụng các cọc cừ ngăn cách vùng cần gia cố nhằm
làm tăng độ chân không.
- nhược điểm như khó tạo vùng chân không bằng màng chống thấm, thi
công hệ thống phức tạp.
- Yêu cầu kỹ thuật cao đồng thời khó kiểm soát chất lượng khi màng bị
thủng, rách thì phương pháp bơm hút chân không theo phương pháp
tạo ống hút trực tiếp lại dễ dàng trong việc thi công cũng như kiểm
soát chất lượng.


III. Thiết bị thi công
1. Bấc thấm

Bấc thấm dọc

2. Máy bơm hút chân không

3. Màng kín khí

Bấc thấm ngang


1. Bấc thấm

Bấc thấm là vật liệu kỹ thuật dùng để thoát nước đứng và
ngang làm tăng khả năng ổn định của nền móng, được cấu
tạo từ hai lớp, lớp áo lọc bằng vải địa kỹ thuật không dệt,
sợi liên tục PP hoặc PET 100% không thêm bất cứ chất kết
dính nào và lớp lõi thoát nước được đùn bằng nhựa PP.


Bấc thấm ngang

• Thay thế lớp đệm cát trong hệ thống PVD.
• Thay thế hệ thống ống thoát nước đục nỗ trong hệ thống PVD.
• Thay thế vật liệu thoát nước ngầm.


Bấc thấm dọc

Đặc tính chính
• Giảm thiểu tối đa sự xáo trộn các lớp đất.
• Khả năng tương thích cao của lõi cũng như vỏ bấc thấm với nhiều loại đất.
• Dễ dàng thi công, hiệu suất có thể đạt tới 8.000md/ngày.
• Không cần cấp nước khi thi công.
• Có thể đóng bấc tới độ sâu 40m hoặc hơn.
Lợi thế thi công
• Chi phí thấp để xử lý nền đất yếu.
• Tiếc kiệm được khối lượng đào đắp.
• Rút ngắn được thời gian thi công.
• Giảm được chi phí vận chuyển, chi phí thi công.


2. Máy bơm hút chân không

3. Màng kín khí
Màng kín khí thông thường là màng địa kỹ thuật( geo­membrane) bao
kín toàn bộ khu vực thi công


IV. Tính toán và thiết kế
1. Thiết kế bấc thấm

Trình tự các bước thiết kế bấc thấm
B1: Xác định thời gian t2 của quá trình cố kết và độ cố kết Uv,r yêu cầu theo phương trình
Ct
Tc = v 2c
H
B2: Xác định Uv tại thời điểm t2 do thoát nước thẳng đứng từ phương trình

Ur =

1 − U r ,v
1−Uv

B3: Tính đường kính dw của bấc thấm theo phương trình
dw =

B4: Tính (t’r)
B5: xác định

'
T

α ' = r'
(Tr )1

2(a + b)
π


IV. Tính toán và thiết kế
1. Thiết kế bấc thấm

'
α
B6: sử dụng
tính n

B7 : tính

d e = n x dw

B8: chọn khoảng cách giữa các bấc thấm:
với bố trí hình tam giác
với bố trí hình vuông

de
d=
1.05
de
d=
1.128