(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu mô hình tính toán cọc đất xi măng xử lý nền đất yếu khu vực Sóc Trăng
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2.17 MB, 90 trang )
B
GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NG
B
NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C THU L I
--------------
QUÁCH KI T M U
NGHIÊN C U MƠ HÌNH TÍNH TỐN C C
X
LÝ N N
T Y U KHU V C SÓC TR NG
Chuyên ngành:
Mã s
Ng
ih
T XI M NG
a k thu t xây d ng
:
60-58-02-04
ng d n khoa h c: PGS.TS. BÙI V N TR
HÀ N I, 2017
NG
L I CAM OAN
Tơi xin cam đoan tồn b n i dung c a lu n v n là do tôi th c hi n d
c a PGS.TS. Bùi V n Tr
is h
ng d n
ng .
Tôi xin cam đoan n i dung c a lu n v n này không trùng l p v i b t c lu n v n nào
đã t ng đ
c công b .
Tác gi lu n v n
Quách Ki t M u
i
L IC M
N
Tôi xin cám n các th y cô gi ng d y c a b môn
a k thu t - Tr
ng
i h c Th y
L i Hà N i.
Tôi xin chân thành cám n PGS.TS. Bùi V n Tr
h
ng là ng
i đã t n tình giúp đ ,
ng d n và đ a ra nhi u ý ki n quý báo, c ng nh t o đi u ki n thu n l i cho tơi
trong q trình th c hi n lu n v n này.
Tôi xin cám n s quan tâm góp ý c a PGS.TS. Nguy n Vi t Hùng.
Sau cùng tôi c ng xin cám n s
ng h , đ ng viên tinh th n nhi t tình c a gia đình,
b n bè, đ ng nghi p trong th i gian th c hi n lu n v n.
ii
M CL C
DANH M C HÌNH NH ...............................................................................................v
DANH M C B NG BI U .......................................................................................... vii
M
U .........................................................................................................................1
CH NG 1: T NG QUAN V GI I PHÁP X LÝ N N B NG CH T K T
DÍNH ...............................................................................................................................5
1.1. Tình hình nghiên c u, ng d ng x lý n n đ t y u b ng ch t k t dính ...................5
1.1.1. Gia c n n đ t y u b ng tr v t li u r i ................................................................7
1.1.2. Gia c n n đ t y u b ng v t li u có ch t k t dính ...............................................11
1.2. Gi i pháp x lý n n b ng ph
ng pháp tr n vôi: ...................................................11
1.3. Gi i pháp x lý n n b ng c c đ t xi m ng .............................................................14
1.3.1. Khái quát chung ...................................................................................................14
1.3.2. M t s
ng d ng và u đi m c a c c đ t xi m ng ..............................................14
1.4. K t lu n ch
CH
ng 1 ..................................................................................................21
NG 2: C S LÝ THUY T MƠ HÌNH TÍNH TỐN C C
T XI M NG23
2.1. Khái qt chung v các mơ hình tính tốn c c đ t xi m ng ...................................23
2.2. Tính tốn c c XM theo mơ hình c c c ng ..........................................................23
2.3. Tính tốn c c đ t xi m ng theo mơ hình n n t
ng đ
ng ..................................25
2.4. Tính tốn c c đ t xi m ng theo mơ hình n n h n h p ...........................................26
2.4.1. Cách tính tốn c a Vi n k thu t châu á A.I.T ...................................................26
2.4.2. Cách tính theo quy ph m Trung Qu c DBJ 08-40-94.........................................31
2.5. Phân tích các mơ hình tính tốn .............................................................................34
2.5.1. Ph
ng pháp tính tốn theo quan đi m c c XM làm vi c nh c c c ng.........34
2.5.2. Ph ng pháp tính tốn theo quan đi m coi tr xi m ng đ t và đ t n n làm vi c
đ ng th i (ph ng pháp n n t ng đ ng)...................................................................34
2.5.3. Ph ng pháp tính tốn theo quan đi m tính tốn kh n ng ch u t i tính tốn nh
c c, cịn bi n d ng tính tốn nh n n ............................................................................35
2.6. Quy trình thi t k c c đ t xi m ng .........................................................................35
2.6.1. Ki m tra theo v t li u c c ....................................................................................37
2.6.2. Ki m tra theo đ t n n ..........................................................................................38
2.6.3. Ki m tra s c ch u t i c a nhóm c c đ n .............................................................38
2.7. K t lu n ch
ng 2 ..................................................................................................39
iii
CH NG 3:NGHIÊN C U L A CH N MÔ HÌNH TÍNH TỐN C C
T XI
M NG X LÝ N N
T Y U KHU V C SÓC TR NG ....................................... 40
3.1.
3.1.1.
c đi m n n đ t y u khu v c Sóc Tr ng ............................................................. 40
c đi m c u trúc n n đ t y u ............................................................................ 41
3.1.2. Tính ch t c lý c a đ t n n ................................................................................. 41
3.2. Kh o sát các mơ hình tính toán c c XM x lý n n đ t y u
Sóc Tr ng............ 42
3.2.1. Khái qt chung v cơng trình và gi i pháp x lý n n đ t y u ........................... 43
3.2.2. Kh o sát các mô hình tính tốn c c XM b ng ph
ng pháp gi i tích ............. 44
3.2.3. Kh o sát các mơ hình tính tốn c c XM b ng ph
ng pháp s ....................... 53
3.2.4. Kh o sát các thơng s tính toán c c XM .......................................................... 63
3.3. Nghiên c u th c nghi m c c XM t i hi n tr
ng .............................................. 67
3.3.1. Thí nghi m nén t nh c c đ n ............................................................................... 67
3.3.2. Thí nghi m nén t nh n n x lý b ng c m c c XM
hi n tr
ng .................... 72
3.4. Phân tích, đ xu t mơ hình tính tốn c c XM ..................................................... 74
3.5. K t lu n ch
ng 3 .................................................................................................. 76
K T LU T VÀ KI N NGH ....................................................................................... 77
TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 80
iv
DANH M C HÌNH NH
Hình 1.1. K t qu bàn nén ph ng hi n tr
ng: ...............................................................8
Hình 1.2. C ch phá ho i tr đ n v t li u r i trong đ t sét y u đ ng nh t ...................9
Hình 1.3. Phân tích nhóm tr v t li u r i (theo Barksdale và Bachus, 1983 ................10
Hình 1.4. Ph
ng th c phá ho i c a móng c c vơi. .....................................................12
Hình 1.5. Tính tốn lún khi ch a v
t đ b n rão c a c c vơi .....................................13
Hình 1.6. Các ng d ng c b n c a cơng ngh tr n sâu ...............................................16
Hình 1.7. S đ thi cơng tr n khơ .................................................................................17
Hình 1.8. B trí tr tr n khơ ..........................................................................................17
Hình 1.9. B trí tr trùng nhau theo kh i ......................................................................18
Hình 1.10. S đ thi cơng tr n
Hình 1.11. B trí tr tr n
t ................................................................................18
t trên m t đ t ....................................................................19
Hình 1.12. B trí tr trùng nhau theo cơng ngh tr n
t .............................................19
Hình 1.13. n đ nh kh i ki u A .....................................................................................20
Hình 1.14. n đ nh kh i ki u B .....................................................................................20
Hình1.15. Cơng ngh Jet Grouting ................................................................................21
Hình 2.1. S đ phá ho i c a đ t dính gia c b ng c c đ t xi m ng ...........................27
Hình 2.2. Quan h
ng su t- bi n d ng v t li u xi m ng- đ t .......................................28
Hình 2.3. Phá ho i kh i và phá ho i c t c c b ............................................................28
Hình 2.4. S đ tính tốn bi n d ng. .............................................................................30
Hình 2.5: S đ quy trình thi t k c c đ t xi m ng .......................................................36
Hình 3.1. B n đ hành chính t nh Sóc Tr ng ................................................................40
Hình 3.2. S đ tính lún theo quan đi m c c c ng .......................................................46
Hình 3.3. S đ tính lún theo quan đi m n n t
ng đ
ng ..........................................49
Hình 3.4. Mơ hình ph n t h u h n mô ph ng gi i pháp x lý n n b ng c c XM theo
quan đi m c c c ng .......................................................................................................58
Hình 3.5. Mơ hình ph n t h u h n mơ ph ng gi i pháp x lý n n b ng c c XM theo
quan đi m n n t ng đ ng ..........................................................................................58
Hình 3.6. Chuy n v l i c a n n cơng trình x lý b ng c c XM theo quan đi m c c
c ng ...............................................................................................................................59
v
Hình 3.7. Chuy n v th ng đ ng c a n n cơng trình x lý b ng c c XM theo quan
đi m c c c ng ............................................................................................................... 60
Hình 3.8. Lún n n c a n n cơng trình x lý b ng c c XM theo quan đi m c c c ng
....................................................................................................................................... 60
Hình 3.9. Chuy n v l i c a n n cơng trình x lý b ng c c XM theo quan đi m n n
t ng đ ng .................................................................................................................. 61
Hình 3.10. Chuy n v th ng đ ng c a n n công trình x lý b ng c c XM theo quan
đi m n n t ng đ ng .................................................................................................. 62
Hình 3.11. Lún n n c a n n cơng trình x lý b ng c c XM theo quan đi m n n
t ng đ ng .................................................................................................................. 62
Hình 3.12. Quan h gi a bán kính c c và s c ch u t i c a c c..................................... 64
Hình 3.13. Quan h gi a bán kính c c và đ lún c a n n gia c . ................................. 64
Hình 3.14. Quan h gi a chi u dài c c và s c ch u t i c a c c. ................................... 65
Hình 3.15. Quan h gi a chi u dài c c và đ lún c a n n gia c . ................................ 66
Hình 3.16. Quan h gi a chi u dài c c và đ lún c a n n gia c . ................................ 67
Hình 3.17. S đ thí nghi m nén t nh c c XM ......................................................... 68
Hình 3.18.
th quan h t i tr ng- chuy n v c a c c 1-B-4. .................................... 71
Hình 3.19.
th quan h t i tr ng- chuy n v c a c m c c. ....................................... 74
vi
DANH M C B NG BI U
B ng 1.1. Kh n ng áp d ng bi n pháp k thu t c i t o cho các lo i đ t khác nhau ......6
B ng 3.1. T ng h p các ch tiêu c lý c a đ t y u
Sóc Tr ng ...................................42
B ng 3.2. B ng t ng h p ch tiêu c lý c a các l p đ t. ...............................................43
B ng 3.3. B ng t ng tính lún theo mơ hình c c c ng ...................................................47
B ng 3.4. B ng t ng tính lún theo mơ hình n n t
ng đ
ng ......................................51
B ng 3.5. Các thơng s đ t n n đ xây d ng mô hình tính trong Plaxis.......................57
B ng 3.5b. B ng t ng h p k t qu tính tốn chuy n v n n cơng trình x lý b ng c c
XM b ng ph n m m Plaxis ........................................................................................63
B ng 3.6. Tính tốn s c ch u t i và bi n d ng c a c c khi bán kính r c a c c thay đ i.
.......................................................................................................................................63
B ng 3.7. Tính tốn s c ch u t i và bi n d ng c a c c khi chi u dài L c a c c thay đ i.
.......................................................................................................................................65
B ng 3.8. Tính tốn s c ch u t i và bi n d ng c a c c khi m t đ c c thay đ i. .........66
B ng 3.9. T i tr ng thí nghi m nén t nh 3 c c đ n .......................................................68
B ng 3.10. Th i gian theo dõi đ lún và ghi chép s li u .............................................69
B ng 3.11. B ng t ng h p k t qu t i tr ng - đ lún c c 1-B-4 ...................................70
B ng 3.12. B ng t ng h p k t qu t i tr ng - đ lún c c 3-B-4 ...................................70
B ng 3.13. B ng t ng h p k t qu t i tr ng - đ lún c c 1-C-4 ...................................71
Hình 3.18.
th quan h t i tr ng- chuy n v c a c c 1-B-4. ....................................71
B ng 3.14. S c ch u t i cho phép c a 3 c c ng v i đ lún 8mm. ...............................72
B ng 3.15. K t qu thí nghi m nén t nh c m 36 c c ....................................................73
B ng 3.16. T ng h p k t qu tính tốn c c XM theo các mơ hình v i k t qu thí
nghi m nén t nh t i hi n tr ng ....................................................................................75
vii
M
U
I. Tính c p thi t c a đ tài
Cùng v i s phát tri n nhanh chóng c a n n kinh t , ngành xây d ng Vi t Nam c ng
có s chuy n mình m nh m , hàng lo t cơng trình cao t ng m c lên
các khu đơ th
l n. Theo đó, các cơng ngh x lý n n móng b ng c c ép, c c nh i, c c cát đã đ
c
khai thác và s d ng tri t đ . Tuy nhiên giá thành nguyên v t li u ngày m t t ng cao
đang là v n đ nan gi i gây thi t h i đ i v i nhà th u và ch đ u t .
Công ngh c c ép, c c nh i bê tông c t thép, tuy có s c ch u t i l n nh ng bên c nh
đó c ng b c l nh ng nh
nhi m môi tr
c đi m nh giá thành cao, th i gian thi công kéo dài, gây ơ
ng...
Chính vì th mà m t cơng ngh m i đã đ
r ng rãi
c nghiên c u và đang đ
c áp d ng
nhi u n i trên th gi i, đó chính là cơng ngh c c đ t tr n xi m ng (g i
t t là “c c đ t xi m ng”, hay c ng có th g i là “tr đ t xi m ng”). So v i các cơng
ngh móng c c khác, công ngh c c đ t xi m ng t ra có hi u qu kinh t .
c bi t nó
chính là m t gi i pháp h p lý cho các cơng trình có t i tr ng không l n.
Tuy nhiên, hi n nay th c t khi tính tốn c c đ t xi m ng ( XM) đang đ
hi n theo các mơ hình khác nhau, nhi u tr
thi u chính xác nh h
ng h p còn ch a đ
c th c
c phù h p và
ng đ n hi u qu kinh t - k thu t c a cơng trình. Do v y
nghiên c u l a ch n mơ hình tính tốn phù h p v i đ c đi m n n đ t
đ a ph
ng
là nhu c u thi t y u có ý ngh a khoa h c và th c ti n.
II. M c đích c a đ tài
M c đích chính c a đ tài là nghiên c u đ xu t ph
ng pháp, mơ hình tính tốn, thi t
k c c đ t xi m ng phù h p v i xây d ng cơng trình dân d ng trên n n đ t y u
v c Sóc Tr ng.
III. N i dung nghiên c u
N i dung nghiên c u c a lu n v n g m ba ch
1
ng:
khu
Ch
ng 1: T ng quan v gi i pháp x lý n n b ng ch t k t dính.
Ch
ng 2: C s lý thuy t mơ hình tính tốn.
Ch
ng 3: Nghiên c u l a ch n mơ hình tính tốn c c đ t xi m ng x lý n n đ t y u
khu v c Sóc Tr ng.
Các k t qu nghiên c u c a lu n v n có th đ
c s d ng làm tài li u tham kh o,
nghiên c u và áp d ng cho chuyên ngành đ a k thu t, thi cơng và xây d ng cơng
trình, và n u đ
ph
c hoàn thi n thêm, s là c s khoa h c đ ki n ngh s d ng r ng rãi
ng pháp gia c n n b ng c c xi m ng đ t trong th c ti n xây d ng các cơng trình
v a và cao t ng
Vi t Nam.
IV. Cách ti p c n và ph
ng pháp nghiên c u
Lu n v n s d ng các ph
ng pháp nghiên c u sau:
Ph
ng pháp lý thuy t đ phân tích, tính tốn l a ch n mơ hình tính tốn c c XM;
Ph
ng pháp th c nghi m đ nghiên c u kh n ng làm vi c c a c c
tr
XM t i hi n
ng;
Ph
ng pháp mơ hình s : S d ng ph n m m Plaxis, Geo Slope đ mô ph ng c c
XM theo các mơ hình tính tốn khác nhau, t đó so sánh l a ch n mơ hình tính tốn
c c XM và so sánh v i k t qu hi n tr
V. K t qu d ki n đ t đ
Hi u đ
ng.
c
c c s lý thuy t, ph
ng pháp tính tốn c c
XM theo các mơ hình khác
nhau;
Làm rõ kh n ng làm vi c th c t c a c c XM trong đi u ki n n n đ t y u
nghiên c u qua k t qu thí nghi m t i hi n tr
xu t l a ch n mơ hình tính tốn c c
khu v c
ng;
XM phù h p v i đ c đi m n n đ t y u khu
v c Sóc Tr ng;
ng d ng mơ hình tính tốn c c XM cơng trình th c t .
2
N i dung, b c c c a Lu n v n
N i dung, b c c c a lu n v n d ki n g m các ch
M
ng m c sau:
U
1. Tính c p thi t c a đ tài
2. M c đích nghiên c u
3. N i dung nghiên c u
4.
it
5. Ph
ng và ph m vi nghiên c u
ng pháp nghiên c u
6. K t qu đ t đ
c
7. C s tài li u lu n v n
N I DUNG C A LU N V N G M 3 CH
CH
NG 1: T NG QUAN V
NG:
GI I PHÁP X
LÝ N N B NG CH T K T
DÍNH
1.1. Tình hình nghiên c u, ng d ng x lý n n đ t y u b ng ch t k t dính
1.2. Gi i pháp x lý n n b ng ph
ng pháp tr n vôi
1.3. Gi i pháp x lý n n b ng c c đ t xi m ng
1.4. K t lu n ch
CH
ng 1
NG 2: C S LÝ THUY T MƠ HÌNH TÍNH TỐN C C
2.1. Khái qt chung v các mơ hình tính tốn c c đ t xi m ng
2.2. Tính tốn c c XM theo mơ hình c c c ng
2.3. Tính tốn c t xi m ng đ t theo mơ hình n n t
ng đ
2.4. Tính tốn c t xi m ng đ t theo mơ hình n n h n h p
3
ng
T XI M NG
2.5. Phân tích các mơ hình tính tốn
2.6. K t lu n ch
CH
NG 3: NGHIÊN C U L A CH N MƠ HÌNH TÍNH TỐN C C
XI M NG X
3.1.
ng 2
LÝ N N
T Y U KHU V C SÓC TR NG
c đi m n n đ t y u khu v c Sóc Tr ng
3.2. Phân tích, l a ch n mơ hình tính tốn
3.3. K t lu n ch
ng 3
4
T
CH
NG 1: T NG QUAN V
K T DÍNH
GI I PHÁP X
LÝ N N B NG CH T
1.1. Tình hình nghiên c u, ng d ng x lý n n đ t y u b ng ch t k t dính
Trên th gi i và
Vi t Nam hi n nay đã và đang áp d ng nhi u ph
ng pháp c i t o
đ t khác nhau, qua th nghi m và ng d ng th c ti n cho th y các ph
ng pháp c i
t o đã có tác d ng làm t ng đ b n c a đ t, gi m đ lún t ng c ng và đ lún l ch, rút
ng n th i gian thi cơng, gi m chi phí xây d ng và các hi u qu khác.
N u xét đ n các y u t nh : t m quan tr ng c a cơng trình, t i tr ng, tác d ng, đi u
ki n thi công, th i gian xây d ng… thì vi c l a ch n gi i pháp thích h p cho t ng
lo i đ t riêng bi t s r t quan tr ng và đ
Các ph
c h th ng trong b ng 1.1.
ng pháp gia c n n đ t y u có th đ
c t ng h p l i theo các nhóm nh sau
tùy thu c vào ch tiêu phân nhóm:
* Theo đ c đi m c a quá trình t
ng tác gi a đ t y u và tác nhân gia c , có th phân
bi t các nhóm gia c sau:
- Ph
c
ng pháp gia c b ng tác nhân c h c: trong h ph
ng ch y u là quá trình c h c.
pháp tr v t li u r i, ph
- Ph
ó là các ph
ng pháp này quá trình gia
ng pháp tr cát, gi ng cát, ph
ng
ng pháp đ m nén ch t…
ng pháp gia c b ng tác nhân hóa h c: trong h ph
hóa h c mang l i hi u qu ch y u. ó là ph
ng pháp này các q trình
ng pháp silicat hóa, ph
ng pháp gia c
đ t b ng vôi, xi m ng, nh a bitum…
- Ph
ng pháp gia c b ng tác nhân hóa lý: trong h ph
hóa lý mang l i hi u qu ch y u, đó là ph
ng pháp này, các quá trình
ng pháp th m th u, đi n th m th u, đi n
silicat…
- Ngoài ra cịn có các ph
ng pháp gia c b ng các tác nhân nhi t, đi n…
5
B ng 1.1. Kh n ng áp d ng bi n pháp k thu t c i t o cho các lo i đ t khác nhau
C ch c i t o
C t
Th i gian c i t o
Ph thu c s t n
t i c a th vùi
H nh p
tr n hay
ph t v a
T ng đ i
ng n
m
ch t
Thoát
n c
Lâu dài
Lâu dài
th uc
t sét ngu n g c núi l a
t sét đ d o cao
t sét đ d o th p
t bùn
t cát
ts i
Tr ng thái c i t o đ t
T ng tác gi a
đ t và th vùi
(Không thay đ i
tr ng thái đ t)
Xi m ng
hóa
Dung tr ng cao do
h s r ng gi m
(Thay đ i tr ng thái đ t)
* Theo v t li u đ gia c , có th phân bi t:
- Ph
ng pháp gia c b ng các v t li u vô c : vôi, xi m ng, tro x …
- Ph
ng pháp gia c b ng các v t li u h u c : bi tum, nh a đ
- Ph
ng pháp gia c b ng v t li u Polime: v t li u carbamid, lignhin..
ng..
*Theo m c đích gia c :
- Ph
ng pháp gia c làm t ng đ b n: đ m cát, tr v t li u r i…
- Ph
ng pháp gia c làm gi m tính bi n d ng: Tr xi m ng đ t, gia t i tr
- Ph
ng pháp gia c làm t ng nhanh quá trình c k t: các ph
thoát n
c…
ng pháp s d ng v t
c th ng đ ng.
* Theo ph m vi gia c có th phân bi t:
b m t nh c p ph i thích h p, đ m cát.
- Ph
ng pháp gia c nông: ph m vi gia c ch
- Ph
ng pháp gia c sâu: tr v t li u r i, tr vôi, tr xi m ng đ t…
6
i ta đ a ra các gi i pháp k thu t c th ph thu c vào
D a trên phân lo i này, ng
m c đích s d ng và tính hi u qu kinh t . Sau đây lu n v n s gi i thi u t ng quan
m t s gi i pháp gia c
ng n n đ t y u.
1.1.1. Gia c n n đ t y u b ng tr v t li u r i
* Khái ni m chung:
Tr v t li u r i c u t o b ng cát hay đá (cu i s i) đ
ph
c đ a vào l p đ t y u b ng
ng pháp thay th ho c không thay th .
Gia c n n đ t y u b ng tr v t li u r i là m t ph
ng pháp gia c sâu, trong đó v i
cơng ngh thích h p t o d ng trong n n đ t y u c n gia c m t tr có kích th
đ nh (đ
c xác
ng kính, đ sâu) b ng v t li u r i (cát, s i, đá d m ho c h n h p c a chúng).
Các tr v t li u r i này đ
c b trí d
i móng v i hình d ng, s l
ng và kho ng cách
phù h p v i yêu c u k thu t c a cơng trình xây d ng. Tr v t li u r i thông d ng
nh t là tr s d ng v t li u nh i là đá d m hay cát thô đ m ch t.
tđ
c c i t o b ng tr v t li u r i g i là đ t h n h p. Khi ch t t i, tr b bi n d ng
phình l n vào các t ng đ t và phân b l i ng su t
truy n ng su t xu ng các l p đ t d
K t qu là c
i sâu.
các m t c t bên trên c a đ t h n là
i u đó làm cho đ t ch u đ
c ng su t.
ng đ và kh n ng ch u l c c a đ t h n h p có th t ng lên và tính nén
lún gi m. Ngồi ra nó cịn gi m đ
c ng su t t p trung sinh ra trên các tr v t li u
r i. Thành ph n c a tr là v t li u r i có tính th m cao, nên tr còn làm t ng nhanh đ
lún c k t, gi m tr s đ lún c a cơng trình sau xây d ng.
K t qu bàn nén ph ng hi n tr
ng gi a đ t gia c tr v t li u r i và đ t ch a gia c
xem Hình 1.1.
7
Hình 1.1. K t qu bàn nén ph ng hi n tr
ng:
1- đ t ch a gia c ; 2- đ t đã gia c
* Công ngh thi công tr v t li u r i
Nhi u ph
ng pháp khác nhau đ t o tr v t li u r i đã đ
c s d ng trên th gi i, tùy
thu c vào kh n ng ng d ng th c t c a chúng và kh n ng có đ
công
t ng đ a ph
- Ph
ng pháp nén ch t b ng rung đ ng;
- Ph
ng pháp thay th b ng rung đ ng;
- Ph
ng pháp rung đ ng k t h p;
- Ph
ng pháp khoan t o l .
ng. M t s ph
c các thi t b thi
ng pháp thi công tr v t li u r i:
* C ch phá ho i
Trong th c t tr v t li u r i đ
c xây d ng xuyên qua toàn b l p đ t y u n m trên
t ng r n ch c (tr ch ng). C ng có th làm nh ng tr mà m i tr ch trong ph m vi l p
đ t y u (tr treo). D
i tác d ng c a t i tr ng, các tr v t li u r i có th b phá ho i
riêng t ng tr hay c nhóm. C ch phá ho i đ i v i m t tr đ n đ
Hình 1.2.
Có các lo i phá ho i sau: a) phình ra bên; b) c t qua tr ; c) tr
8
t tr .
c minh h a trên
Hình 1.2. C ch phá ho i tr đ n v t li u r i trong đ t sét y u đ ng nh t
(theo Barksdale và Bachus, 1983)
* Kh n ng ch u t i gi i h n c a tr đ n riêng bi t v t li u r i
i v i tr đ n riêng bi t v t li u r i, c ch phá ho i phình ra bên là d x y ra nh t.
C ch này có th x y ra đ i v i lo i tr mà tr còn
trong l p đ t sét y u ho c đã t a
vào l p đ t sét c ng ch c. ng su t không n hông gi tr th
ng đ
c xác đ nh d a
vào s c kháng b đ ng gi i h n mà đ t xung quanh tr có th phát huy khi tr phình ra
phía ngồi. H u h t các ph
đ
ng pháp d tính kh n ng ch u t i gi i h n c a tr đ n
c phát tri n d a vào mơ hình phá ho i đã nêu
trên.
* Kh n ng ch u t i gi i h n c a nhóm tr v t liêu r i
Ph
ng pháp chung d tính kh n ng ch u t i gi i h n c a nhóm tr v t li u r i đ u
cho r ng góc ma sát trong c a đ t dính xung quanh tr và l c dính trong tr v t li u r i
là không đáng k . H n n a c
ng đ c a tr v t li u r i và c a đ t dính đ u đ
huy đ y đ . Nhóm tr c ng xem nh đ
c phát
c ch t t i b i móng c ng.
Kh n ng ch u t i gi i h n theo Barksdale và Bachus (1983) đ
m t phá ho i g n đúng t hai đo n th ng nh trên Hình 1.3.
9
c xác đ nh b ng b
σ
σ
σ
σ
β
σ
β
σ
Hình 1.3. Phân tích nhóm tr v t li u r i (theo Barksdale và Bachus, 1983
*
lún t ng h p
H u h t các ph
ng pháp d đoán đ lún c a đ t h n h p đ u cho r ng vùng đ t ch t
t i là vô cùng r ng và đ
c gia c b ng các tr v t li u r i có đ
cách không đ i. V i đi u ki n ch t t i và kích th
c hình h c nh v y vi c lý t
hóa m t đ n ngun là c n thi t. Mơ hình c a m t đ n nguyên đ
ph ng c ng t
ng kính và kho ng
c ch t t i b i t m
ng t nh thí nghi m c k t th m m t chi u. Vì v y đ n nguyên đ
gi i h n b i m t t
ng
c
ng c ng khơng có ma sát và ng su t th ng đ ng t i m i v trí
n m ngang đ u gi ng nhau.
T l gi m đ lún còn đ
c bi u th nh là hàm c a t di n tích thay th as , góc ma sát
trong c a v t li u r i ϕ s , h s t p trung ng su t…
* Ph m vi áp d ng
Nên s d ng khi n n đ t y u có b dày h n ch nh h n đ sâu vùng ho t đ ng c a t i
tr ng cơng trình và d
i nó là l p đ t t t;
10
Có th s d ng khi chi u dày đ t y u l n song c n thi công tr hồn ch nh và có các
gi i pháp ph thêm đi kèm nh gia t i tr
c, các gi i pháp k t c u;
Không nên s d ng khi đ t quá y u v i s c kháng c t khơng thốt n
c nh h n 10
kPa và có b dày l n.
1.1.2. Gia c n n đ t y u b ng v t li u có ch t k t dính
V t li u có ch t k t dính
đây th
ng dùng là vơi, xi m ng ho c th ch cao. Gia c
n n đ t y u b ng tr đ t- vôi ho c xi m ng là m t ph
m t tr đ
ng pháp gia c sâu, trong đó
c thi cơng t i ch t h n h p đ t tr n l n vôi ho c xi m ng b ng cơng ngh
thích h p.
* Gi i pháp k thu t
S d ng máy khoan và các thi t b chuyên d ng (c n khoan, m khoan…) khoan vào
đ tv iđ
khơng đ
ng kính và chi u sâu l khoan theo thi t k .
c l y lên kh i l khoan mà b phá v k t c u, đ
t trong quá trình khoan
c các cánh m i khoan
nghi n t i, tr n đ u v i ch t k t dính.
* Cơng ngh thi cơng
Hi n nay trên th gi i có hai cơng ngh đ
c áp d ng ph bi n là công ngh c a Châu
Âu và công ngh c a Nh t B n.
Vi t Nam ph bi n hai ph
ng pháp tr n c a Nh t B n là ph
ng pháp tr n phun
khô (Dry Jet Mixing Method - DJM) và phun v a (Wet Jet mixing method – WJM).
1.2. Gi i pháp x lý n n b ng ph
ng pháp tr n vôi:
+ Kh n ng ch u t i gi i h n c a tr vôi đ n (Nghiên c u cho đ t sét y u
B ng C c
– Thái Lan).
Kh n ng ch u t i gi i h n c a tr vôi đ n đ
c quy t đ nh b i s c kháng c t c a đ t
sét y u bao quanh (đ t phá ho i) hay s c kháng c t c a v t li u tr (tr phá ho i). Lo i
phá ho i đ u ph thu c c vào s c c n do ma sát m t ngồi tr và s c ch u
Cịn lo i sau ph thu c vào s c kháng c t c a v t li u tr .
+ Kh n ng ch u t i gi i h n c a nhóm tr vơi.
11
chân tr .
Kh n ng ch u t i gi i h n c a nhóm tr vơi ph thu c vào đ b n c t c a đ t ch a x
lý gi a các tr và đ b n c t c a v t li u làm tr . S phá ho i quy t đ nh kh n ng ch u
t i c a kh i v i các tr vôi hay kh n ng ch u t i c a kh i
rìa cơng trình khi các tr
vôi đ t xa nhau.
Kh n ng ch u t i gi i h n, có xét đ n phá ho i c c b
rìa kh i tr vơi, ph thu c vào
đ b n c t trung bình c a đ t, d c theo b m t phá ho i g n trịn nh trong Hình 1.4.
Hình 1.4. Ph
*
ng th c phá ho i c a móng c c vôi.
lún t ng c ng.
lún t ng c ng c a m t cơng trình đ t trên n n gia c c c vơi đ
trong Hình 1.5.
12
c tính nh miêu t
lún t ng c ng l n nh t l y b ng t ng đ lún c c b c a kh i đ
lún c c b c a đ t không n đ nh n m
d
c gia c ∆h1 và đ
i kh i ∆h2 .
Hình 1.5. Tính tốn lún khi ch a v
t đ b n rão c a c c vôi
lún t ng c ng: ∆h = ∆h1 + ∆h2
- Ph
ng pháp tr n xi m ng:
Nguyên lý tr n xi m ng: Xi m ng sau khi tr n v i đ t s x y ra m t lo t các ph n ng
hóa h c gây đơng c ng, đóng r n các kh i đ t đ
c tr n, các ph n ng hóa h c ch
y u là:
+ Ph n ng th y hóa c a xi m ng: Xi m ng+ n
c= Hydroxyd ngân m
c.
+ Tác d ng c a các h t đ t sét v i các ch t th y hóa c a xi m ng: T o thành các ch t
hóa c a xi m ng, t đóng r n k t khung x
ng đá xi m ng.
+ Tác d ng Cacbonat hóa: Hydroxid calxi + khơng khí= Cacbonat canxi (k t t a r n).
* Nh n xét:
Kh n ng ch u t i gi i h n c a tr đ n hay nhóm tr vôi đ u ph thu c vào đ b n c t
c a đ t xung quanh tr và c a v t li u tr , đi u này ch ng t trong tính tốn tr vơi tác
gi đã quan ni m n n gia c tr vôi là n n t
làm vi c đ ng th i.
13
ng đ
ng trong đó tr và đ t xung quanh
Hai ph
t
ng pháp gia c n n b ng tr v t li u r i và tr vơi vì chúng có nhi u nét
ng đ ng v i c c đ t xi m ng . Chúng s làm c s đ so sánh và áp d ng trong vi c
nghiên c u c ch làm vi c và phá ho i c a c c đ t xi m ng.
Còn ph n ph
ng pháp tr n xi m ng, s d ng v t li u xi m ng là làm ch t đóng r n
nh vào các khoan xo n và thi t b b m vào trong đ t đ tr n đ t y u v i ch t đóng
r n, nh chu i ph n ng hóa h c –v t lý x y ra gi a ch t đóng r n v i đ t, làm cho đ t
m m đóng r n l i thành m t th tr , hi n t
ng này làm đ t xung quanh tr t ng đ
b n h n.
1.3. Gi i pháp x lý n n b ng c c đ t xi m ng
1.3.1. Khái quát chung
C c đ t xi m ng (tên ti ng Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) đ
Nh t b i giáo s Tenox Kyushu c a
c nghiên c u
i H c Tokyo vào kho ng nh ng n m 1960.
Lo i c c này s d ng c t li u chính là đ t t i ch , gia c v i m t hàm l
ng xi m ng
và ch t ph gia nh t đ nh tùy thu c vào lo i và các tính ch t c - lý – hoá c a đ t n n.
Nó s mang l i hi u qu kinh t cao khi đ a ch t là đ t cát. C c đ t xi m ng th
đ
ng
c thi công b ng công ngh tr n sâu hay g i t t là DMM (Deep Mixing Method).
C c xi m ng - đ t có th làm móng sâu, thay th c c nh i (trong m t s đi u ki n áp
d ng nh t đ nh); làm t
n n. Thông th
ng trong đ t (khi xây d ng t ng h m nhà cao t ng), gia c
ng lo i c c này khơng có c t thép, song trong m t s tr
thi t, c t thép c ng c ng có th đ
S d ng xi m ng tr n c
c n vào c c v a khi v a thi công c c xong.
ng ch v i đ t n n nh các ph n ng hoá h c – v t lý x y ra
làm cho n n đóng r n thành m t th c c đ t xi m ng có đ
t
ng h p c n
n đ nh cao tr thành
ng ch n có d ng b n liên k t kh i.
Khi đ sâu h móng t 3-6m mà ng d ng ph
ch ng gi s thu đ
1.3.2. M t s
M ts
ng pháp c c đ t xi m ng làm k t c u
c k t qu t t.
ng d ng và u đi m c a c c đ t xi m ng
ng d ng và u đi m c a c c đ t xi m ng:
- T ng kh n ng ch ng tr
t c a mái d c;
14
- T ng c
ng s c ch u t i c a n n đ t;
- Gi m nh h
ng ch n đ ng đ n cơng trình lân c n;
- Tránh hi n t
ng bi n loãng c a đ t r i;
- Cô l p ph n đ t b ô nhi m;
- n đ nh thành h đào;
- Gi m đ lún cơng trình;
- Ng n đ
cn
- Dùng ki u t
c th m vào h đào;
ng tr ng l c nên không ph i đ t thanh ch ng, t o đi u ki n thi công h
móng r t thơng thống. C c tr n xi m ng đ t th
nhi u so v i c
d ng tr ng l
ng có c
ng đ ch u kéo nh h n
ng đ ch u nén vì v y c n tri t đ s d ng ki u k t c u t
ng ch n l i
ng b n thân;
- Thi cơng đ n gi n, nhanh chóng;
- S d ng v t li u có s n nên có, c t li u chính là đ t t i ch (cát) nên giá thành r t
th p, hi u qu kinh t cao;
- Thi t b thi công không quá đ t (giá m t thi t b thi công c c kho ng 3,5 t VN
ch a k tr m tr n & thi t b b m v a xi m ng);
- Quá trình khoan có th ki m tra đ
mơmen xo n
c đ a ch t khoan nh thi t b t đ ng đo & ghi
đ u c n khoan);
- Khâu thi công đ
c t đ ng hóa g n nh hồn tồn, sau khi đ nh v , máy khoan s
ti n hành khoan m t cách t đ ng, hàm l
ng v a xi m ng s đ
c t đ ng đi u ch nh
cho phù h p v i tình hình đ a ch t tùy thu c mơmen xo n đo đ
c
- Ch t l
i (vì đã đ
ng thi công không ph thu c nhi u vào y u t con ng
đ u c n khoan);
c t đ ng
hóa);
- Công tr
ng thi công không gây ô nhi m, m t v sinh nh khi thi công c c nh i, r t
phù h p cho vi c xây d ng móng nhà cao t ng trong đơ th .
15
