Kỹ thuật xử lý nền đất yếu bằng phương cố kết chân khôngVACUUM CONSOLIDATION FOR SOFT SOILS

TIỂU LUẬN MÔN HỌC

KỸ THUẬT XỬ LÝ NỀN TRÊN ĐẤT YẾU
Tên bài báo:

CỐ KẾT CHÂN KHÔNG CHO ĐẤT YẾU
(VACUUM CONSOLIDATION FOR SOFT SOILS)
tác giả: Ir KENNY YEE & Er TAN TENG WEE

GVHD

: PGS.TS. LÊ BÁ VINH

TRÌNH BÀY: NGUYỄN VĂN DIỆN


NỘI DUNG TRÌNH BÀY
1. Nguyên lý cố kết chân không
2. Điều kiện công trường để tiến hành xử lý nền bằng
cố kết chân không
3. Kết quả
4. Kết luận


1. NGUYÊN LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG
Năm 1952 Dr. W. Kjellman đã giới thiệu khái niệm
“gia tải trước bằng hút chân không” tại Đại học Địa chất
Hoàng gia ở Thụy Điển như là một phương pháp hiệu
quả để gia cố nền đất yếu.
Năm 1957, kỹ thuật này được sử dụng trong xây
dựng mở rộng đường băng ở sân bay Philadelphia với

áp lực hút chân không dưới 0.5 bar.


1. NGUYÊN LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG
Trong những năm thập niên 60 thế kỷ 20, các kỹ sư của
các công ty Mỹ được khảo sát tính khả thi của việc áp dụng
gia cố nền bằng hút chân không đến đất bồi. Các nghiên cứu
khác nhau về gia cố nền bằng hút chân không vẫn tiếp tục
trong 2 thập kỷ tới.
Gần đây với nhiều kỹ thuật bịt kín mới bằng vải địa kỹ
thuật không thấm nước và tính cơ động của máy bơm nước,
Gia cố nền bằng hút chân không đã chấp nhận như là
phương pháp thay thế hoặc tải phụ thêm cho tải đắp bề mặt.


1. NGUYÊN LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG
Nguyên lý cố kết chân không giống như phương
pháp cổ điển của Terzaghi về ứng suất có hiệu cho đất
bão hòa hoàn toàn là sự thay đổi ứng suất có hiệu Δσ’
bằng với sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng (-Δu’) trong khi
ứng suất tổng σt vẫn giữ nguyên. Khi áp lực nước lỗ
rỗng giảm đi, ứng suất có hiệu tăng. Kết quả là làm tăng
sức chống cắt của đất và giảm thể tích của đất.


1. NGUYÊN LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG

Hình 1. Nguyên lý cố kết chân không

1. NGUYÊN LÝ CỐ KẾT CHÂN KHÔNG

Hình 2. Biểu đồ lộ trình ứng suất trung bình có hiệu và ứng suất
lệch
Trường hợp cố kết chân không, trạng thái ứng suất cuối cùng nằm ở
dưới đường Ko. Nó gây ra chuyển vị nén ngang vào trong nền đất
đắp. vừa tăng lực dính trong lớp thoát nước, vừa ổn định cho nền


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG
Năm 1994, bến cảng Kuching bắt đầu xây dựng bến
nước sâu ở Kampung Senari, Sarawak. Nó là 1 bến tàu
ven sông dài khoảng 12km từ cửa sông Sungai Sarawak.
Là cầu tàu được thiết kế trên đảo với chiều sâu mực
nước là 11m để cho khoảng 20000 thuyền lớn neo đậu.
Đia chất khu vực này gồm lớp trầm tích phù sa trên
lớp đá phiến silic, đá gabbro với filic mịn và metahaloisit.
có bề dày trong khoảng 20m đến 30m.
Chủ dự án yêu cầu cảng này phải hoàn thành đầu
năm 1998. Nhận thức được tính cấp bách của dự án,
công tác gia cố nền bằng phương pháp gia tải kết hợp
với bấc thấm đã được thực hiện.


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Bấc thấm lưới

Bấc thấm

tam giác 1.5m

lưới tam
giác
2.0m

Hình 3. Khu vực xử lý nền của bến cảng
Với chiều dài bấc thấm khoảng 26m
Đất đắp cao 3m đến cao trình +8.5m
(GL +5.5m)


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Hình 4. Mặt cắt khu vực gia cố nền bằng cố kết chân không

Phương pháp cố kết đất bằng hút chân không được
thực hiện ở cao trình RL +7.0m. Áp lực hút chân không thiết
kế là 0.6 bar. được sử dụng vừa nén cố kết vừa ổn định cho
nền đất. Hệ số an toàn chống trượt đã được tính toán trong
suốt quá trình tính toán là 1.6


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Hình 5. Lắp đặt thiết bị cố kết chân không


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Hình 6. Biểu đồ cố kết chân không Menard


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Hình 7. Thông số cố kết của đất
Đất có độ ẩm trung bình là 60%. Giới hạn dẻo và giới hạn nhão theo
thứ tự là 20% và 70%


2. ĐIỀU KIỆN CÔNG TRƯỜNG

Hình 8. Giá trị sức chống cắt của đất


3. KẾT QUẢ

Hình 9. Biểu đồ áp lực chân không theo thời gian


3. KẾT QUẢ

Hình 10. Biểu đồ độ lún theo thời gian

Đầu đo nghiêng được lắp đặt bên ngoài ranh giới khu vực
xử lý hút chân không, cách mương ở biên từ 2m đến 3m.
giá trị chuyển vị nén vào trong khu vực xử lý chân không từ
3-5cm.

3. KẾT QUẢ

Hình 11. Giá trị cường độ cắt cánh trung bình theo độ sau ở 3 zone
sau khi cố kết chân không


3. KẾT QUẢ

Hình 12. Giá trị độ lún cố kết theo thời gian ở các khu vực
sau khi đắp đất 12 tháng


3. KẾT QUẢ

Hình 13. Bảng giá trị chuyển dịch ngang của đất nền

Hình 13. Độ gia tăng cường độ cắt cánh ở các khu vực đắp đất.


3. KẾT LUẬN
Bài báo mô tả việc áp dụng kỹ thuật cố kết chân không
để cố kết đất yếu và ổn định nền.
Kỹ thuật cố kết chân không có thể được sử dụng hiệu
quả cho gia cố nền đất yếu với điều kiện là bịt kín mương
nước ở chu vi biên khu vực gia cố.
Áp lực chân không đạt 0.7bars tương đương 3.5-4m đất
đắp trong khoảng thời gian cố kết chân không 2 tháng.


3. KẾT LUẬN

Độ lún và độ gia tăng sức chống cắt của đất trong
khoảng 2 tháng hút chân không gần tương tương với độ
lún và độ gia tăng sức chống cắt khi gia tải với lưới bấc
thấm và tải chất thêm 1.5m trong thời gian cố kết 12 tháng.
Sử dụng cố kết chân không cho giá trị chuyển vị ngang
chỉ bằng 10 -15% so với giá trị chuyển vị ngang khi gia tải
đất đắp kết hợp bấc thấm.