TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN NHÀ GA HÀNH KHÁCH SÂN BAY CÁT BI BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG_2

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 1 of 95.

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẦU.................................................................................................................................... 1
1.
TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ....................................................................................... 1
2.
MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................ 2
3.
ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU .................................................................... 2
4.
PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ....................................................................................... 2
5.
Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ................................................. 3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ....................... 4
1.1.
Khái niệm về đất yếu và các loại nền đất yếu thƣờng gặp ................................................ 4
1.2.
Các vấn đề gặp phải khi xây dựng công trình trên nền đất yếu ....................................... 5
1.2.1.
Những dạng phá hoại nền đường thường gặp ..................................................................... 6
1.2.2.
Sự phát triển của các hư hỏng .............................................................................................. 7
1.3.
Các vấn đề về lún .................................................................................................................. 7
1.4.
Các biện pháp xử lý nền đất yếu đã áp dụng tại việt nam ................................................ 8
1.4.1.
Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát hoặc giếng cát ............................................. 8
1.4.2.
Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc vôi và cọc đất gia cố xi măng ............................ 8

1.4.3.
Phương pháp xử lý bằng đệm cát[ ........................................................................................ 9
1.4.4.
Phương pháp dắp bệ phản áp ............................................................................................... 9
1.4.5.
Phương pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật ............................................................................. 10
1.4.6.
Phương pháp lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc .................................................. 11
1.4.7.
Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm ................................................................. 11
1.5.
Kết luận chƣơng 1............................................................................................................... 12
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT
KẾT HỢP GIA TẢI VÀ PHƢƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG. ............... 13
2.1.
Cơ sở lý thuyết về tính toán xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải .............. 13
2.1.1.
Giới thiệu phương pháp giếng cát kết hợp với gia tải: ...................................................... 13
2.1.2.
Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải .............................................. 14
2.1.3.
Trình tự và điều kiện thiết kế, phạm vi áp dụng giếng cát kết hợp gia tải ........................ 17
2.1.4.
Thiết kế giếng cát ................................................................................................................. 21
2.1.5.
Công nghệ thi công.............................................................................................................. 26
2.2.
Cơ sở lý thuyết tính toán xử lý nền đất yếu bằng phƣơng pháp cọc đất gia cố xi măng
28
2.2.1.

Giới thiệu phương pháp cọc đất gia cố xi măng ................................................................ 28
2.2.2.
Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng ........................................................................ 30
2.2.3.
Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng ................................................. 34
2.2.4.
Quan điểm tính toán cọc đất gia cố xi măng ...................................................................... 36
2.2.5.
Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế cọc ximăng đất ....................................................... 47
2.3.
Kết luận chƣơng 2: ............................................................................................................. 49
CHƢƠNG 3: TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN NHÀ GA HÀNH KHÁCH SÂN
BAY CÁT BI BẰNG PHƢƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI VÀ
PHƢƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG........................................................... 51
3.1.
Giới thiệu chung về dự án cảng hàng không quốc tế Cát bi: .......................................... 51
3.1.1.
Qui mô dự án: ...................................................................................................................... 51
3.1.2.
Điều kiện địa chất khu vực thiết kế .................................................................................... 51
3.1.3.
Giải pháp thiết kế hệ thống đường giao thông ................................................................... 52
3.1.4.
Giải pháp thiết kế xử lý nền đất yếu ................................................................................... 53
3.1.5.
Tải trọng tác dụng ............................................................................................................... 54
3.1.6.
Yêu cầu thiết kế.................................................................................................................... 56
3.1.7.
Phương pháp tính toán: ...................................................................................................... 56

iii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 2 of 95.
3.2.
Tính toán xử lý nền đƣờng vào nhà ga bằng phƣơng pháp cọc đất gia cố xi măng ..... 57
3.2.1.
Mô hình lựa chọn tính toán: ............................................................................................... 57
3.2.2.
Tính toán gia cố cọc xi măng đất ........................................................................................ 59
3.3.
Tính toán xử lý nền đƣờng vào cảng bằng phƣơng pháp giếng cát kết hợp gia tải ...... 65
3.3.1.
Lựa chọn mô hình tính toán ............................................................................................... 65
3.3.2.
Tính toán giếng cát kết hợp gia tải ..................................................................................... 66
3.4.
So sánh giá trị kinh tế các phƣơng án xử lý ..................................................................... 69
3.5.
Kết luận chƣơng III:........................................................................................................... 70
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ: ........................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................................................. 73
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ..................................................................................................................... 75

iv

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 3 of 95.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng
2.1

Tên bảng
Các công trình tiêu biểu ứng dụng cọc ximăng đất ở Việt

Trang
30

Nam
2.2

Các nhân tố ảnh hưởng đến sự phát triển cường độ

35

3.1

Bảng tính qui đổi tải trọng xe

55

3.2

Bảng tính giá trị qui đổi tải trọng kết cấu áo đường

55

3.3

Yêu cầu độ lún nền đường giai đoạn khai thác

56

3.4
3.5
3.6

Chỉ tiêu địa chất khu vực tính toán

Chỉ tiêu lớp đất đắp và cọc ximăng đất
Tổng hợp độ lún của đất nền theo chiều dài cọc Xi măng
đất

3.7

Tổng hợp độ lún của đất nền theo chiều dài cọc xi măng
đất

3.8

Tổng hợp độ lún của đất nền theo chiều dài cọc xi măng
đất

58

58
60

61

62

3.9

Bảng tổng hợp phương án cọc đường kính D800

63

3.10

Chỉ tiêu địa chất khu vực tính toán

66

3.11

Chỉ tiêu lớp đất đắp

66

3.12

Kết quả tính toán lún khi nền chưa gia cố

67

3.13

Tổng hợp kết quả tính toán phương án Kg=3m

67

v

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 4 of 95.

3.14

Tổng hợp kết quả tính toán phương án Kg=3.5m

68

3.15

Tổng hợp kết quả tính toán phương án Kg=4 m

68

3.16

Chi phí gia cố nền bằng cọc đất gia cố xi măng

69

3.17

Chi phí gia cố nền bằng phương án kết hợp cọc xi măng
đất và giếng cát

70

vi

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 5 of 95.

DANH MỤC CÁC HÌNH
Tên hình

Số hình

Trang

1.1

Phá hoại nền đường do lún trồi

6

1.2

Phá hoại nền đường do trượt sâu

6

2.1

Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia
tải

13

2.2

Mặt cắt ngang bố trí giếng cát

15

2.3

Bố trị mạng giếng cát

22

2.4

Chiều sâu giếng cát

22

2.5

Kích thước ống vách

23

2.6

Trình tự thi công giếng cát

27

2.7

Thi công cọc giếng cát

27

2.8

Gia tải trong dự án Cát Bi

28

2.9

Các ứng dụng của Cọc ximăng đất ( Terashi, 1997)

29

2.10

Hình ảnh về quá trình khoan và phun

30

2.11

Sơ đồ thi công phương pháp trộn khô

31

2.12

Sơ đồ thi công phương pháp trộn ướt

32

2.13

Dây chuyền khoan phun áp lực cao (Kplalc)

32

2.14

Thi công cọc đất dự án nhà ga Cát Bi

33

vii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 6 of 95.

2.15

Hình ảnh thực tế về dạng bố trí Cọc ximăng đất (DSMC)

36

2.16

Sơ đồ phá hoại của đất dính gia cố bằng cột xi măng-đất

40

2.17

Quan hệ ứng suất - biến dạng vật liệu ximăng đất

41

2.18

Phá hoại khối

41

2.19

Phá hoại cắt cục bộ

42

2.20

Sơ đồ tính toán biến dạng

43

2.21

Sơ đồ tải trọng truyền cho cột

45

2.22

Sơ đồ tải trọng truyền cho đất không ổn định giữa các
cộtkhi tải trọng vượt quá độ bền rão

45

2.23

Tính toán chênh lệch lún

47

3.1

Phối cảnh Dự án nhà ga sân bay Cát bi

51

3.2

Mặt cắt ngang điển hình đường trục vào cảng

52

3.3

Mặt cắt ngang điển hình đường vào nhà ga

53

3.4

Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất
yếu

54

3.5

Mặt cắt ngang bố trí cọc ximăng đất gia cố nền đất yếu

57

3.6

Độ lún khi không xử lý nền đường

59

3.7

Cung trượt của nền đường khi mất ổn định59

3.8

Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún phương án 2D

60

viii

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 7 of 95.

3.9

Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún phương án cọc 2.5D

61

3.10

Quan hệ giữa chiều dài cọc và độ lún

62

3.11

Biểu đồ so sánh 3 phương án cọc

64

3.12

Mặt cắt ngang bố trí giếng cát gia cố nền đất yếu

65

3.13

Độ lún cố kết của nền

67

3.14

Biểu đồ so sánh độ lún dư của các phương án giếng cát

69

ix

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 8 of 95.

PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá, mạng lưới giao thông đã và
đang được xây dựng với tốc độ ngày càng lớn. Các công trình xây dựng thường tập
trung ở những nơi có điều kiện kinh tế, giao thông thuận lợi, tuy nhiên phần lớn lại
gặp bất lợi về điều kiện địa chất công trình. Tại đây, cấu trúc nền thường rất phức
tạp, gồm nhiều lớp đất yếu, có chiều dày khá lớn, phân bố ngay trên mặt. Khi xây
dựng nền đường việc chọn lựa giải pháp thiết kế nền móng thường gặp nhiều khó
khăn. Khó khăn là ở chỗ, chọn giải pháp vừa đáp ứng được yêu cầu của kết cấu,
vừa đảm bảo tiến độ thi công và giá thành hợp lý. Hiện nay, việc xử lý nền đất yếu
khi xây dựng nền đường đã và đang áp dụng những biện pháp như: thay thế một
phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu bằng lớp vật liệu có chỉ tiêu cơ lý tốt hơn, sử dụng
vải địa kỹ thuật, bấc thấm, cọc cát, giếng cát, cọc đất gia cố ximăng…
Tại Việt Nam có một số vùng đất yếu như ở lưu vực sông Hồng và sông Cửu
Long. Nhiều thành phố và thị trấn được hình thành và phát triển trên nền đất yếu
với những điều kiện hết sức phức tạp của nền đất dọc theo dòng sông và bờ biển.
Trong những năm gần đây cùng với sự tiến bộ của khoa học kỹ thuật, nền móng
các công trình ngày được quan tâm và tìm hiểu nhiều hơn, các công trình ổn định
hơn.Tuy nhiên, vẫn có một số công trình bị hư hại mà nguyên nhân chủ yếu vẫn là
nền đất dưới công trình.Đối với nước ta là một nước đang phát triển, đang công
nghiệp hóa và hiện đại hóa mạnh mẽ, rất nhiều công trình lớn, nhà máy, bến cảng,

sân bay và các khu công nghiệp đang được xây dựng.Tất cả những điều ấy đã và
đang là động lực để thúc đẩy nghiên cứu và phát triển kỹ thuật gia cố nền đất xử lý
nền đất yếu, giúp chúng ta hiểu rõ lòng đất hơn.
Dự án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi nhằm mục tiêu đáp
ứng nhu cầu vận tải ngày càng cao, cải thiện điều kiện khai thác, phục vụ phát
triển kinh tế xã hội cho thành phố Hải Phòng và đảm bảo được an ninh quốc gia.
Dự án được thực hiện trên khu vực địa chất yếu trước đây là ao, hồ, đầm. Chính vì

Trang: 1

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 9 of 95.

vậy, việc xử lý hiệu quả nền đất yếu nhằm đáp ứng được các yêu cầu về kinh tế và
kỹ thuật luôn được Chủ đầu tư quan tâm hàng đầu.
Do vậy đề tài “Nghiên cứu phương pháp xử lý nền đất yếu trong dự án xây
dựng nhà ga hành khách sân bay Quốc tế Cát Bi” là vấn đề có ý nghĩa cấp bách
và thiết thực.
2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu, so sánh và khuyến nghị phạm vi áp dụng cho các phương pháp xử
lý nền đất yếu, lựa chọn được phương pháp xử lý nền thích hợp nhất cho dự án xây
dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi. Đưa ra các khuyến nghị về thiết kế
và thi công xử lý nền đất yếu bằng phương pháp giếng cát và cọc đất gia cố xi
măng cho dự án.
3. ĐỐI TƢỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Luận văn nghiên cứu về các lớp địa chất yếu và các giải pháp thiết kế và công
nghệ thi công các công trình trên nền đất yếu. Đi sâu nghiên cứ về công nghệ giếng
cát và cọc đất gia cố xi măng gia cố nền đất yếu.

Đưa ra những giải pháp thiết kế và công nghệ thi công nâng cao chất lượng nền
trên nền đất yếu bằng phương pháp giếng cát và cọc đất gia cố xi măng.
Áp dụng giếng cát và cọc đất gia cố xi măng cho việc xử lý nền đất yếu của dự
án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế Cát bi.
4. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Thu thập các tài liệu liên quan đến những giải pháp thiết kế và các công nghệ
thi công góp phần nhằm nâng cao chất lượng nền trong các công trình.
Thu thập các số liệu địa chất khu vực xây dựng dự án, tính toán lý và đưa ra
giải pháp xử lý phù hợp cho dự án xây dựng nhà ga hành khách sân bay quốc tế
Cát bi.
Luận văn kết hợp giữa phân tích lý thuyết cùng với phương pháp tính toán để
đưa ra biện pháp xử lý hiệu quả nền đất yếu áp dụng cho dự án.

Trang: 2

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 10 of 95.

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
Kết quả nghiên cứu làm sáng tỏ tính ưu việt của phương pháp xử lý nền đất
yếu bằng phương pháp giếng cát kết hợp gia tải và phương pháp cọc đất gia cố xi
măng.
Chứng minh được hiệu quả kinh tế, kỹ thuật của biện pháp xử lý nền đất yếu
được áp dụng cho dự án.
Kết quả nghiên cứu nhằm lấy cơ sở mở rộng phạm vi áp dụng phương pháp xử
lý nền đất yếu trên địa bàn Thành phố Hải Phòng.

Trang: 3

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 11 of 95.

CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƢƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU
1.1. Khái niệm về đất yếu và các loại nền đất yếu thƣờng gặp
1.1.1. Khái niệm về đất yếu

Đất yếu là những đất có năng lực chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5 - 1,0 daN/cm2)
có tính nén lún lớn, hầu như bão hoà nước, hệ số rỗng (e >1), mô đuyn biến dạng
thấp (thường thì E0=50daN/cm2), sức kháng cắt nhỏ. Nếu không có biện pháp xử lý
đúng đắn thì việc xây dựng đường ô tô trên nền đất yếu sẽ rất khó khăn hoặc không
thể thực hiện được.[4]
1.1.2. Phân loại đất yếu

Có thể chia đất yếu thành 3 loại cơ bản sau: đất sét hoặc đất á sét bụi mềm (có
hoặc không có chất hữu cơ), than bùn hoặc các loại đất rất nhiều hữu cơ và bùn.
Loại đất có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước
ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng bằng châu thổ; loại này có thể lẫn hữu cơ
trong quá trình trầm tích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10 - 12%) nên có thể có
màu nâu đen, xám đen, có mùi. Đối với loại này, được xác định là đất yếu nếu ở
trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần bằng hoặc có thể cao hơn giới hạn chảy,
hệ số rỗng lớn (sét e  1,5 , á sét e  1), lực dính đơn vị C theo kết quả cắt nhanh
không thoát nước từ 0,15 daN/cm2 trở xuống, góc ma sát trong  từ 0 - 10 hoặc
lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường Cu  0,35 daN/cm2. Ngoài ra ở
các vùng lòng núi còn có thể hình thành đất yếu ở dạng bùn cát, bùn cát mịn (hệ số
rỗng e > 1,0; độ bão hòa G > 0,8).[6]

Loại đất có nguồn gốc từ hữu cơ thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích
đọng thường xuyên, mực nước ngầm khá cao, tại đây các loài thực vật phát triển,
thối rữa và bị phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các loại trầm tích
khoáng vật. Loại này thường được gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ
chiếm tới 20 - 80%, thông thường có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn.
Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân loại theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong
chúng:
Lượng hữu cơ có khoảng 20 - 30%: Đất nhiễm than bùn.
Trang: 4

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 12 of 95.

Lượng hữu cơ có khoảng 30 - 60%: Đất than bùn.
Lượng hữu cơ lớn hơn 60%: Than bùn.
Các loại nền đất yếu thường gặp
1- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão
hòa nước, có cường độ thấp.
2- Đất bùn: Các loại đất tạo thành ở trong môi trường nước, thành phần hạt rất
mịn, ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, chịu lực rất yếu.
3- Đất than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc từ hữu cơ, được hình thành do
kết quả phân hủy các tạp chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 80%).
4- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc
pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu có trọng động thì chuyển sang trạng thái
chảy gọi là cát chảy.
5- Đất bazan: Là loại đất yếu có độ rỗng dư lớn, dung trọng khô bé, khả năng
thấm nước cao, dễ bị lún sụt.
Khu vực đồng bằng Sông Hồng có tầng đất phù sa khá dày và tập trung chủ

yếu là đất sét yếu, sức chịu tải của nền rất thấp, độ lún lớn. Khu vực đồng bằng
sông Cửu Long phổ biến là các loại đất loại sét mềm yếu bão hòa nước. Với mục
tiêu phát triển đô thị ngày càng mở rộng, đi cùng với phát triển cơ sở hạ tầng,
mạng lưới công trình giao thông thường đi qua vùng đất yếu với những điều kiện
hết sức phức tạp của đất nền như bùn sét, vùng có bùn cát, bùn cát mịn, vùng đầm
lầy than bùn thì cần phải có biện pháp khảo sát thiết kế tương ứng nhằm đảm bảo
nền đường được ổn định về cường độ và biến dạng.
1.2. Các vấn đề gặp phải khi xây dựng công trình trên nền đất yếu

Khi thi công đắp nền đường trên vùng đất yếu thì sẽ làm tăng ứng suất trong
đất, nếu sự tăng ứng suất này vượt quá một ngưỡng giới hạn nào đó (tuỳ thuộc vào
tính chất cơ học và trạng thái của đất nền) thì đất nền sẽ bị phá hoại khi xây dựng
khiến cho nền đắp bị lún nhiều và đột ngột. Cùng với sự lún sụp của nền đường
đắp thì nền đất yếu xung quanh cũng bị trồi lên tương ứng.
Trang: 5

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 13 of 95.

1.2.1. Những dạng phá hoại nền đường thường gặp[4]
1.2.1.1. Phá hoại nền đường do lún trồi

Tồn bộ nền đường đắp lún vào nền đất yếu, đẩy trồi đất yếu tạo thành các bờ
đất gần chân taluy.

Hình 1.1. Phá hoại nền đường do lún trồi
1.2.1.2. Phá hoại nền đường do trượt sâu

Kiểu phá hoại này thường bắt gặp trong xây dựng đường do dạng hình học
thơng thường của nền đường đắp. Một cung trượt tròn sinh ra do nên đắp bị lún
cục bộ, ngược với lún lan rộng như kiểu lún trồi.
Nền đắp

Đất yếu

Hình 1.2. Phá hoại nền đường do trượt sâu
Hậu quả của sự lún này là một bộ phận của nền đường đắp và của đất nền thiên
nhiên dọc theo diện tích phá hoại bị dịch chuyển và có hình dạng thay đổi theo tính
chất và các đặc tính cơ học của vật liệu dưới nền đắp. Để tính tốn, trong các
trường hợp đơn giản nhất thường xem đường phá hoại tương tự như một đường
cong tròn và sự trượt được gọi là trượt tròn.
Trang: 6

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 14 of 95.

1.2.2. Sự phát triển của các hư hỏng

Sự phá hoại của đất yếu do lún trồi hoặc là trượt sâu vì đắp nền đường quá cao
là một hiện tượng xảy ra nhanh chóng trong khi thi công hoặc sau khi thi công
xong một thời gian ngắn.
Qua theo dõi sự phá hoại thấy các chuyển động chính kéo dài trong vài giờ và
các chuyển động tàn dư chỉ chấm dứt sau vài tuần.
Tuy nhiên cũng có những phá hoại khác xảy ra sau khi thi công xong vài tháng
hoặc vài năm như trong trường hợp đôn cao nên đường mới trên nền đắp hiện hữu
hoặc khi đào đất ở chân taluy.

1.3. Các vấn đề về lún

Khác với sự phá hoại do mất ổn định, thì lún là một biến dạng chậm của đất
dưới tác dụng của trọng lượng nền đắp, và thường xảy ra:
- Ở giữa nền đắp bởi một độ lún thẳng đứng;
- Ở dưới phạm vi dải đất dành cho đường: một độ lún thẳng đứng kết hợp với
một chuyển vị ngang của đất nền thiên nhiên.
- Ở ngoài phạm vi dải đất dành cho đường là một chuyển vị ngang của đất nền
thiên nhiên cho đến một khoảng cách nào đó phụ thuộc vào chiều dày của đất
yếu.
Các chuyển vị thẳng đứng thông thường có một biển độ đến hàng chục
centimet với các lớp rất mềm hoặc chiều dày lớn, biên độ này có thể đến vài mét.
Các chuyển vị này ở tím nền đắp đều lớn hơn so với ở mép ta-luy sinh ra một biến
dạng của mặt nền đường.
Các chuyển vị ngang thường nhỏ hơn chuyển vị thẳng đứng, tỷ số giữa hai
chuyển vị này chủ yếu phụ thuộc vào hệ số an toàn, kích thước hình học của nền
đắp và chiều dày của đất yếu. Tuy nhiên đã quan sát được các chuyển vị ngang đến
vài chục centimet.
Tốc độ lún cũng thay đổi theo tính chất của đất yếu, chiều dày của nó và sự có
mặt của các lớp thoát nước.

Trang: 7

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 15 of 95.

1.4. Các biện pháp xử lý nền đất yếu đã áp dụng tại việt nam
1.4.1. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát hoặc giếng cát [12]

Khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre...)
là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng
xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là
nền cọc cát.
Việc sử dụng cọc cát hoặc giếng cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật
sau: cọc cát cũng như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh
quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh chóng hơn; nền đất được ép chặt
do ống thép tạo lỗ, sau đó lèm chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm,
nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát hoặc giếng cát, do vậy làm tăng khả năng
chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; cọc cát, giếng cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ
tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn nhiều so với dùng các loại vật liệu khác. Cọc cát,
giếng cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m.
1.4.2. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc vôi và cọc đất gia cố xi măng[4]

Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: than bùn,
bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão.
Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng sau:
- Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ được tăng lên 20%
làm cho đất xung quanh nén chặt lại.
- Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho
nước lỗ rỗng bốc hơi sẽ làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt.
- Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: độ ẩm của
đất giảm 5 - 8%; lực dính tăng lên khoảng 1,5 - 3lần.
Việc chế tạo cọc đất - ximăng cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô
chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước.
Hàm lượng ximăng có thể từ 7 - 15% và kết quả cho thấy gia cố đất bằng
ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả cao hơn đất bùn gốc sét.
Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy, sức kháng xuyên của đất nền tăng lên
từ 4 - 5 lần so với khi chưa gia cố.

Trang: 8

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 16 of 95.

Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất - ximăng này để xử lý gia cố một số công
trình lớn và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất - ximăng này để gia cố nền là
rất tốt.
1.4.3. Phương pháp xử lý bằng đệm cát[10]

Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả với lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước và
chiều dày các lớp đất yếu bé hơn 3m.
Biện pháp thi công: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường hợp lớp
đất yếu có chiều dày bé) và thay vào đó bằng cát hạt trung, hạt thô đầm chặt.
Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát đạt được những tác dụng chủ yếu
sau:
- Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát
đóng vai trò giống như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền
tải trọng đó đến các lớp đất yếu bên dưới.
- Giảm được độ lún và chênh lún của công trình vì có sự phân bố lại ứng suất
do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
- Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu.
- Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể
tiếp nhận được.
- Làm tăng độ ổn định của công trình, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma
sát và sức chống trượt.
- Đẩy nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng
chịu tải của nền và thời gian ổn định về lún cho công trình.

- Về mặt thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng
tương đối rộng rãi.
Phạm vi áp dụng tốt nhất đối với lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m. Không
nên sử dụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì
sẽ tốn kém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định.
1.4.4. Phương pháp dắp bệ phản áp[6]

Bệ phản áp dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng
mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu về ổn định. Bệ
Trang: 9

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 17 of 95.

phản áp có vai trò như một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp nền đường
với các chiều cao lớn hơn, do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian
ngắn hơn. Bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chấm thấm nước…So
với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất đắp bằng
nhau sẽ có lợi hơn do giảm được momen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở
chân taluy.
Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn
Hgh và nên từ 1/3  1/2 chiều cao nền đắp chính. Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ
phản áp L có thể rút xuống bằng (2/3  3/4) chiều dài chồi đất ứng với cung trượt
nguy hiểm nhất (theo kinh nghiệm của một số nước thì chiều rộng L không cần
phải trùm kín hết chiều dài chồi đất này).
Bệ phản áp là giải pháp tăng độ ổn định của nền đắp chính nhưng cũng có thêm
tác dụng là hạn chế thành phần lún do đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên dưới tác
dụng của tải trọng đắp chính. Phải đắp bệ phản áp cùng lúc một lúc với nền đắp

chính, tuy nhiên đắp không cần đầm nén chặt như đắp nền đường.
1.4.5. Phương pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật[3]

Nguyên lý của giải pháp này là dùng vải, lưới địa kỹ thuật làm cốt tăng cường
ở đáy nền đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu. Do bố trí cốt như vậy
khối trượt của nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mức
độ ổn định cho nền đắp. Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn
có thể vượt quá chiều cao đắp giới hạn Hgh nhiều hay ít.
Tăng cường ổn định bằng giải pháp này này thi công rất đơn giản nhưng chú ý
là giải pháp này không có tác dụng giảm lún và do vậy nó chỉ có thể sử dụng một
mình khi độ lún trong phạm vi cho phép.
Xu thế phát triển của giải pháp này là sử dụng các loại lưới vải địa kỹ thuật để
tăng ma sát giữa đất yếu và lưới (có lợi cho việc tạo ra lực kéo), thậm chí người ta
đã sử dụng cả tầng đệm đáy bằng một lớp lồng cao 1m, các lồng này bằng lưới địa
kỹ thuật kết cấu mạng tổ ong hoặc bằng lưới ô vuông polimer móc chặt vào nhau
sau đó đổ sỏi cuội, đá vào trong các lồng đó. Khi đắp nền đắp cả khối lồng đá này
chìm vào trong đất yếu sẽ tạo ra tác dụng chống lại sự phá hoại trượt trồi.
Trang: 10

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 18 of 95.

Việc đặt một hoặc nhiều lớp thảm bằng vải địa kỹ thuật hoặc lưới địa kỹ thuật
ở đáy của nền đắp đầu cầu sẽ làm tăng cường độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định
của nền đường chống lại sự trượt tròn. Như vậy có thể tăng chiều cao nền đắp đất
của từng giai đoạn mà không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất. Vải địa kỹ thuật
còn có tác dụng phụ làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được đồng đều hơn.
1.4.6. Phương pháp lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc[3]

Dựa trên tính năng làm việc của vải địa kỹ thuật cường độ cao hay lưới địa kỹ
thuật, sự kết hợp giữa các lớp vật liệu tăng cường địa kỹ thuật này với hệ móng cọc
phía bên dưới đem lại giải pháp rất tốt khi đắp nền đường trên đất yếu. Tải trọng
nền đất đắp và các tải trọng chất thêm trên đường sẽ được truyền lên hệ móng cọc
thông qua hiệu ứng vòm trong đất và sự truyền tải của lớp lưới địa kỹ thuật.
Giải pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc này tạo ra kết cấu
nối tiếp giống như sàn truyền tải. Hiệu quả của nó mang lại rất cao do giải quyết
được độ lún tổng thể, hệ thống kết hợp này còn khắp phục khá tốt vấn đề chênh
lệch lún, lưới địa kỹ thuật còn tăng cường khả năng chịu cắt cho nền đất, nâng cao
độ ổn định của nền đường đầu cầu. Chi phí xây lắp thấp hơn so với giải pháp sử
dụng sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc.
Qua thực tế về việc sử dụng giải pháp kết hợp giữa lưới địa kỹ thuật và hệ
móng cọc ở các nước, hiệu quả mang lại rất cao. So với phương pháp chỉ sử dụng
hệ móng cọc có mũ ở đầu, để thoả mãn yêu cầu đảm bảo an toàn kỹ thuật về độ lún
thì tỉ lệ phủ diện tích bề mặt thông qua mũ cọc thường dùng là 60%-70%, nếu sử
dụng phương pháp kết hợp nói trên, tỉ lệ này yêu cầu còn khoảng 10%-20%. Bên
cạnh đó, nếu so sánh với giải pháp sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc thì với
giải pháp này có chi phí xây dựng thấp hơn.
1.4.7. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm[4]

Đây là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng dùng bấc thấm kết hợp
với gia tải nén trước.
Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có thể bố trí
đường thấm thẳng đứng để làm tăng tốc độ cố kết. Phương pháp này thường dùng
để xử lý nền đường đắp cao trên nền đất yếu.
Trang: 11

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 19 of 95.

Phương pháp bấc thấm (PVD) có tác dụng tạo đường thấm thẳng đứng để tăng
nhanh quá trình thoát nước qua các lỗ rỗng của đất yếu, làm giảm độ rỗng, độ ẩm,
tăng dung trọng. Kết quả là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng
sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép.
Phương pháp bấc thấm có thể sử dụng độc lập, tuy nhiên trong trường hợp cần
tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta có thể sử dụng kết hợp đồng thời biện pháp xử
lý bằng bấc thấm với gia tải tạm thời.
Trong mỗi trƣờng hợp cụ thể, tuỳ điệu kiện có thể có một hoặc nhiều
biện pháp xử lý thích hợp, tuy nhiên lựa chọn giải pháp nào thì cần phải phân
tích đầy đủ theo các nhân tố sau đây:
- Tính chất và tầm quan trọng của công trình
- Thời gian thi công.
- Tính chất và bề dày của lớp đất yếu.
- Giá thành xây dựng.
Tuỳ theo yêu cầu cụ thể đối với công trình sau khi thi công, cần xác định độ
lún tổng cộng và tốc độ lún cho phép.
1.5.

Kết luận chƣơng 1
Khi xây dựng công trình hạ tầng giao thông hoặc các công trình dân dụng công

nghiệp, đặc biệt với những công trình trên nền đất yếu cần phải quan tâm đến vấn
đề xử lý nền móng công trình. Việc lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu tuỳ thuộc
vào quy mô công trình, điều kiện thi công,thời gian thi công, yêu cầu khai thác và
chi phí xây dựng…

Trang: 12

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 20 of 95.

CHNG 2: C S Lí THUYT TNH TON X Lí NN T YU
BNG GING CT KT HP GIA TI V PHNG PHP CC T
GIA C XI MNG.
2.1. C s lý thuyt v tớnh toỏn x lý nn t yu bng ging cỏt kt hp gia

ti
2.1.1. Gii thiu phng phỏp ging cỏt kt hp vi gia ti:
Hin nay cú rt nhiu phng phỏp x lý nn t yu khỏc nhau, mi phng
phỏp s cú nhng u nhc im v phm vi s dng khỏc nhau. Vic s dng mt
phng phỏp gin n hay kt hp nhiu phng phỏp cũn tựy thuc vo iu kin
thc t ca d ỏn. Trong phn ny, tỏc gi xin c trỡnh by phng phỏp x lý
nn t yu bng phng phỏp ging cỏt kt hp vi gia ti trc. Vic ỏp dng kt
hp hai phng phỏp ny mc ớch to cho nn t thay i mụ hỡnh thoỏt nc t
mt chiu sang hai chiu sau ú gia ti s lm cho nn t t cht yờu cu.
Ging cỏt cú hai tỏc dng chớnh sau õy:
- Tng nhanh tc c kt ca t nn, do ú lm cho cụng trỡnh trờn nhanh
chúng t c gii hn n nh v lỳn, v lm cho t nn cú kh nng bin
dng ng u.
- Trong trng hp nu khong cỏch gia cỏc Ging cỏt c chn mt cỏch
thớch hp thỡ nú cũn cú tỏc dng lm tng cht ca nn v do ú sc chu ti
ca t nn tng lờn mt cỏch ỏng k.
Cu to c bn ca bin phỏp x lý t bng h thng thoỏt nc thng ng
Ging cỏt c mụ t trong hỡnh 2-1. Nc xung quanh Ging cỏt chy theo
phng ngang ti Ging cỏt v c thoỏt thng ng lờn trờn sau ú chy ra

ngoi thụng qua lp m cỏt.
chiều rộng đ-ờng

Chiều cao chất tải thêm

C
L
PH

Chiều cao nền đắp

1:1

1:1

Quan trắc lún
1:2

1:2

Chiều dày lớp đệm cát
LớP đệm cát

giếng cát

Hỡnh 2.1: Phng phỏp x lý nn t yu bng ging cỏt kt hp gia ti
Trang: 13

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -

luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 21 of 95.

2.1.2. Nguyên lý xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải

- Cơ sở lý thuyết chung
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa nước, tính nén lún lớn hoặc
đất có kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định thì móng công trình không thể đặt
trực tiếp trên nền thiên nhiên được mà cần có biện pháp gia cố.
Đặc điểm của các loại đất này là có sức chịu tải rất nhỏ, độ lún lớn và có khả
năng gây ra biến dạng không đều dưới đế móng công trình.
Nền đất yếu chủ yếu là đất sét, á sét hay than bùn đầm lầy với hệ số thấm k rất
nhỏ, hệ số thấm này ảnh hưởng khá lớn đến tốc độ thoát nước cố kết trong đất yếu
và do đó ảnh hưởng đến tốc độ lún của nền đất. Vì vậy để hoàn thành giai đoạn cố
kết thứ nhất cần phải mất nhiều thời gian. Việc xử lý nền đất yếu không những xử
lý độ lún lớn mà cả thời gian cố kết. Vì thế cần có biện pháp để tăng áp lực tác
dụng lên nền đất như đã nói ở trên để làm chặt nền đất và đồng thời phải có biện
pháp để tạo điều kiện thuận lợi cho việc nước thoát ra ngoài.
Yêu cầu này thường được thực hiện bằng cách lắp đặt thêm các cọc thoát nước
thẳng đứng, có thể kết hợp với biện pháp gia tải trước bằng khối đắp tạm thời hoặc
hút chân không khi cần tăng nhanh tốc độ cố kết.
Các giếng tiêu nước thẳng đứng nhằm tạo ra những rãnh thoát nước dọc, chúng
được lắp đặt bằng nhiều phương pháp khác nhau, có đặc trưng lý học khác nhau.
Trong phương pháp này, nước lỗ rỗng sẽ được ép ra ngoài trong quá trình cố
kết của đất sét do gradien thủy lực được hình thành bởi áp lực của nền đắp hoặc có
thêm gia tải trước, dòng chảy từ các lớp đất sét sẽ theo phương ngang vào các
giếng tiêu nước và thoát tự do ra ngoài dọc theo các cọc tiêu nước này.
Việc lắp đặt thêm các giếng tiêu nước thẳng đứng sẽ làm giảm chiều dài đường
thoát nước, tính thấm nước theo phương ngang được tăng và làm giảm thời gian cố
kết của đất yếu. Như vậy việc lắp đặt thêm các giếng tiêu nước thẳng đứng sẽ đẩy

nhanh quá trình cố kết của nền đất và làm tăng nhanh độ bền của nền đất để tạo ra
tính ổn định của các công trình thi công trên nền đất yếu.

Trang: 14

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 22 of 95.
Tải trọng chất thêm q

Đệm cát

Giếng cát

Đất yếu

Tầng đáy

Hỡnh 2.2: Mt ct ngang b trớ ging cỏt
Tỏc dng ca Ging cỏt l lm cho rng, m ca t nn gim i, trng
lng th tớch, mụ un bin dng, lc dớnh v gúc ma sỏt trong tng lờn. Vỡ nn t
c nộn cht li, do ú sc chu ti s c tng lờn, lỳn v bin dng khụng
ng u ca t nn di múng cỏc cụng trỡnh s gim i mt cỏch ỏng k.
- Nguyờn lý c bn ca quỏ trỡnh nộn trc
Khi nn t chu tỏc ng ca ti trng ngoi thỡ s sinh ra ng sut cú hiu
gia cỏc ht t v ỏp lc nc l rng (U). Tng ng sut cú hiu v ng sut
nc l rng luụn bng ng sut do ti trng bờn ngoi sinh ra U .
Trong quỏ trỡnh c kt thỡ nc b ộp ra v U gim cũn tng lờn n mt giỏ
tr no ú. Phng phỏp Ging cỏt chớnh l to ra nhiu rónh cho nc thoỏt

c nhanh hn. Theo Terzaghi khi nn khụng cú Ging cỏt chỳng ta cú th ỏp
dng bi toỏn c kt mt chiu, nhng khi nn cú lm Ging cỏt bi toỏn tr thnh
c kt ba chiu i xng trc.
Vic gia ti bng ti trng thng ng trong quỏ trỡnh nộn c kt nn t yu
thc cht l tng ỏp lc ln hn ỏp lc thng xuyờn trờn nn t t nhiờn, v cú
th coi ỏp lc y chớnh l ỏp lc ca nn t p gia ti.
Gia ti trc cú th loi tr ton b hay mt phn tng lỳn d oỏn gõy nờn bi
quỏ trỡnh c kt chớnh i vi hu ht cỏc loi t cú tớnh nộn lỳn. Ti trng gia ti
cú tỏc dng y nhanh tc lỳn trong quỏ trỡnh nộn chớnh v gim mc lỳn
gõy ra bi quỏ trớnh lỳn th cp.
Trang: 15

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 23 of 95.

Khi một nền đắp hay một vùng tải trọng phân bố được tác dụng lên nền đất bão
hòa nước, nền đất dính, thì kết quả lún có thể phân ra thành ba thành phần (giai
đoạn) như sau:
- Lún ban đầu: Xuất hiện trong quá trình gia tải khi tải trọng gia tải vượt quá
áp lực nước lỗ rỗng có trong nền đất tự nhiên. Nếu nền đất có khả năng thấm
kém và khá dày, thì áp lực nước lỗ rỗng dư xuất hiện khi đất chưa thoát nước.
Kết cấu của đất sẽ được định dạng lại do tác dụng của ứng suất cắt, và cơ bản
là không có sự thay đổi về thể tích.
- Lún cố kết chính: Phát triển trong quá trình thoát nước lỗ rỗng trong đất nền.
Thể tích đất thay đổi do đó xuất hiện lún, và khi đó áp lực nén sẽ chuyển từ áp
lực nước lỗ rỗng sang các hạt đất (áp lực có hiệu). Tốc độ của quá trình lún
chính sẽ bị ảnh hưởng bởi tốc độ thoát nước lỗ rỗng. Tốc độ thoát nước phụ
thuộc vào sự thay đổi thể tích và khả năng thấm của lớp đất khu vực xung

quanh Giếng cát.
- Lún thứ cấp: Hình thành sau giai đoạn lún chính, là thời kỳ lún lâu dài, xuất
hiện khi áp lực nước lỗ rỗng dư hầu như đã bị triệt tiêu và ảnh hưởng của áp
lực về thực tế là không đổi. Sự thay đổi thể tích và phát triển lún thường được
miêu tả bằng quan hệ tuyến tính giữa lún và hàm Log(thời gian).
Để đơn giản cho việc phân tích, ta giả định rằng ba thành phần trên xuất hiện
riêng biệt theo từng giai đoạn. Trên thực tế hiện tượng lún do tải trọng nền đắp là
phức tạp hơn so với giả định trên. Trong một số trường hợp thì độ lớn của một hay
nhiều thành phần là rất nhỏ. Tuy vậy, hầu hết các trường hợp được giả định một
cách giản đơn và do đó công việc thiết kế sẽ được trình bày một cách hợp lý hơn.
Vai trò tương đối và độ lớn của mỗi thành phần lún phụ thuộc vào rất nhiều
nhân tố, ví dụ: thể loại đất và tính chất cơ lý, chỉ số nén, quá trình nén lún trước
đây, độ lớn tải trọng, tốc độ gia tải và mối quan hệ giữa diện tích gia tải và chiều
dày lớp đất chịu ảnh hưởng lún.
Khi thiết kế tính toán công trình gia tải trước, cần hải xem xét sự khác nhau
của những giả định về quá trình diễn biến của lún, chẳng hạn như chuyển dịch
trượt hay sự thiếu tương quan giữa lún cố kết và việc tiêu giảm áp lực nước lỗ rỗng
Trang: 16

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 24 of 95.

có thể làm mất hiệu quả của việc áp dụng giả định quy ước về dự báo và quá trình
gia tải.
2.1.3. Trình tự và điều kiện thiết kế, phạm vi áp dụng giếng cát kết hợp gia tải

Khi thiết kế Giếng cát phải thu thập các thông tin sau:
- Báo cáo về khảo sát địa chất.

- Báo cáo thí nghiệm trong phòng không phá hoại kết cấu.
- Lịch sử chịu tải.
- Tải trọng thiết kế kết cấu.
Việc khảo sát đất nền đưa ra những thông tin về mặt cắt địa chất, chiều dày lớp
đất yếu phải xử lý, chiều sâu cần xử lý và cao trình mực nước ngầm. Các thí
nghiệm trong phòng phải cho các hệ số cố kết Cv hoặc Ch, chỉ số nén lún Cc, chỉ
số nở Cr, dung trọng  hệ số rỗng eo và  p áp lực trước cố kết của đất yếu.
Khi bố trí Giếng cát trên đầm lầy mới khẩn hoang phải dựa vào lịch sử chịu tải
trước đó để dự đoán độ cố kết đã xảy ra.
Sau khi có các thông tin trên đây một thiết kế hoàn chỉnh sẽ cho các kết quả
sau:
- Độ cố kết có thể đạt được.
- Thời kỳ gia tải.
- Tải trọng gia tải.
- Kích thước Giếng cát.
- Khoảng cách giữa các Giếng cát.
Độ cố kết yêu cầu dựa vào trị số độ lún cho phép sau khi xây dựng. Để thoả
mãn tối đa hiệu suất của kết cấu thì cần phải đạt được 100% độ cố kết sơ cấp khi
chịu tác dụng của tải trọng thiết kế. Với đất sét hữu cơ hoặc đất có độ nén lún thứ
cấp lớn thì cần phải đạt được trên 100% độ cố kết sơ cấp dưới tác dụng của tải
trọng thiết kế.
Với kết cấu ít quan trọng như là nền đường ôtô, có thể cho phép có một độ lún
nhất định sau khi xây dựng, có thể không cần đạt 100% độ cố kết sơ cấp.

Trang: 17

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -


luan van thac si - luan van thac si kinh te - luan an tien - luan van 25 of 95.

Khi đã đạt 100% độ cố kết sơ cấp dưới tác dụng của tải trọng thiết kế, có thể
xác định độ cố kết yêu cầu đạt được khi sử dụng Giếng cát thẳng đứng bằng tỉ số
của độ lún cuối cùng do tải trọng thiết kế và độ lún cuối cùng do gia tải:
Độ cố kết yêu cầu:
U yc 

S1
S2

(2-1)

S1: Độ lún cố kết cuối cùng do gia tải.
S2: Độ lún cố kết cuối cùng do tải trọng thiết kế.
Có thể tính độ lún cố kết theo đường cong e  log  hoặc theo công thức. Khi sử
dụng đường cong e  log  , sự thay đổi độ rỗng e do thay đổi ứng suất có hiệu từ
trị số ban đầu eo đến trị số cuối cùng  f   o   cũng có thể đọc được trên
đường cong.
Độ lún cuối cùng được tính theo công thức sau:
S

e
H
1  eo

(2-2)

Với đất sét cố kết tiêu chuẩn, ta có thể tính độ lún theo công thức:
S

   
Cc
H log o
1  eo
 o





(2-3)

Với đất sét quá cố kết, công thức tính độ lún là:
S

   
p
C
Cr
H log
 c H log o
 
1  eo
 o 1  eo
p








(2-4)

Xét đến sự phân bố ứng suất, ta có thể chia lớp đất sét thành nhiều lớp nhỏ và
độ lún cố kết tổng cộng bằng tổng độ lún của các lớp riêng rẽ:[6]
p
H i 
  
C r log
 Cc log o

o
p
i 1 1  eo 
n

S 






(2-5)

Các kí hiệu trong phương trình trên là:

Trang: 18

Footer Page - Footer Page - kho luan van - tai lieu - 123doc- tieu luan - khoa luan-tai chinh ngan hang - thuong mai -