PHẦN 1: PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC BẰNG BƠM HÚT CHÂN KHÔNG KẾT HP VỚI CÁC ĐƯỜNG THOÁT NƯỚC ĐỨNG 1. GIỚI THIỆU: Phương pháp gia tải trước bằng đất đắp có một số nhược điểm sau: + Giá vật liệu đắp + Tốn chi phí vận chuyển vật liệu đắp, + Đất đắp gây ảnh hưởng các công trình lân cận.  Phương pháp có thể thay thế: gia tải trước bằng bơm hút chân không ( Ý tưởng đầu tiên của Kjellman ( 1951 )). 2. PHƯƠNG PHÁP GIẾNG ĐIỂM ( WELL – POINT vacuum pumping u : decrease σ′ : increase progress of consolidation vacuum-induced consolidation METHOD ): có thể coi là dạng tiền thân của phương pháp gia tải trước bằng bơm hút chân không. Dọc theo chu vi hố đào bố trí các ống đứng Đầu ống là lớp vật liệu lọc Nước trong đất nền chỉ thoát qua vật liệu lọc.  theo ống đứng đi lên ống ngang  được hút ra ngoài. 3. PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC BẰNG BƠM HÚT CHÂN KHÔNG KẾT HP VỚI CÁC ĐƯỜNG THOÁT NƯỚC ĐỨNG ( tên gọi đầu tiên: gia tải trước bằng áp lực khí quyển) 3.1 Cấu tạo của phương pháp * Đường thoát nước ngang để làm tăng cao hiệu quả thoát nước, có cấu tạo như đường thoát nước đứng nhưng kích thước lớn hơn. * Màng kín khí quyết đònh hiệu quả của phương pháp bơm hút chân không, được làm bằng các chất dẻo tổng hợp, dày ( 0.5 ÷ 1 ) mm. Mép Vacuum pump Air-tight membrane Vertical drain Horizontal drain Soft soil layer Drain pipe Sand mat màng kín khí cần được chôn vào dưới mực nước ngầm để đảm bảo tạo ra chân không trong khu vực cần xử lý nền. * Đường thoát nước đứng: nước thoát dọc theo thân đường thoát nước đứng, do đó vùng cố kết được hình thành nhanh hơn phương pháp giếng điểm ( phát triển theo chiều dài đường thoát nước đứng ) * Nội dung của phương pháp Bằng việc bơm hút chân không, chân không được tạo ra trong khu vực cần xử lý nền  làm cho nước thoát ra  đem lại quá trình cố kết trong đất nền  tạo ra độ lún trước. 3.2 Nguyên lý của phương pháp gia tải trước Tổng ứng suất σ = σ’ + u ( đối với đất yếu bảo hoà nước ) σ = (σ’ + ∆u) + u - ∆u ∆u u- ∆u σ ’+∆u Đây là điểm khác biệt cơ bản về nguyên lý của 2 phương pháp gia tải: - Gia tải trước bằng bơm hút chân không: tăng ứng suất hữu hiệu σ’ bằng cách giảm áp lực nước lổ rỗng u. - Gia tải trước bằng đắp đất : tăng ứng suất hữu hiệu σ’ bằng cách tăng tổng ứng suất σ. Do có sự khác nhau về nguyên lý giữa hai phương pháp gia tải nên có sự khác về: + Sự thay đổi ứng suất trong nền đất + Quá trình làm việc của nền đất. 3.3 Những khác nhau chính giữa hai phương pháp gia tải: 1. Về sự thay đổi ứng suất trong nền đất 2. Về quá trình làm việc của nền đất Stress changes and deformation caused by surface loading A→B undrained shear B→C isotropic consolidation σ v′ σ h′ σ v σ h ∆σ v σ , σ′ A B C B, C A ∆τ surface load q s σ v σ h before loading ∆σ v ∆σ h ∆τ additional stresses by loading ∆σ h τ Stress change and deformation caused by vacuum pumping A→B isotropic consolidation σ v′ σ h′ σ v σ h σ , σ′ A B A, B vacuum pumping q s p v : reduced water pressure σ v p v crack σ h * Đặc điểm của phương pháp gia tải bằng bơm hút chân không + Không có khả năng xãy ra phá hoại cắt trong nền + Quá trình cố kết đẵng hướng xãy ra  làm cho đất nền co lại  xãy ra vết nứt trên mặt đất và bên ngoài vùng đất được xử lý + p lực cố kết khi gia tải là có hạn từ (80 ÷ 85) KPa ( chân không lý tưởng tuyệt đối là 100 Kpa ∼ 100 KN/m² )  Có thể kết hợp với gia tải bằng đắp đất * Điểm khác nhau về quá trình biến dạng của nền đất trong hai phương pháp gia tải embankment movement during banking embankment movement during consolidation ground movement caused by banking * Phạm vi xử lý nền có hiệu quả bằng phương pháp bơm hút chân không Quá trình cố kết xãy ra không chỉ trong phạm vi 10m ( tính từ mặt đất ) mà còn xãy ra ở tại độ sâu > 10m : theo nguyên tắc của phương pháp này * Lưu ý về chiều dài cọc bản nhựa - Trường hợp 1: có tầng thấm nước tốt ở mũi cọc bản nhựa:  Yêu cầu mũi cọc bản nhựa phải cách tầng thấm tốt 1 đoạn khoảng ≥ 2m. - Trường hợp 2: thân của cọc bản nhựa xuyên qua các tầng thấm tốt vacuum pumping movement during banking ground movement caused by vacuum pumping vertical drains crack [...]... tính ổn đònh cho nền đất dưới nền đường - Cọc đất + vôi/cement làm phân phối lại ứng suất trong nền nên làm giảm biến dạng nén lún cho nền yếu 4.2 Trong xây dựng nhà cửa - Cọc đất + vôi/cement gia cố cho nền làm giảm độ lún, lún không đều cho nền 4.3 Ứng dụng cho đào đất sâu: Cọc đất + vôi/cement được sử dụng nhằm: - Làm giảm áp lực đất lên tường vây hố đào - Làm tăng tính ổn đònh cho nền đất ở đáy hố... ⇒ nên trộn đất dính với cement hay hỗn hợp 50% cement + 50% vôi Ngoài trường hợp trên thì nên trộn đất với vôi thay vì dùng cement vì : + Cọc đất + vôi có tính thấm nước tốt hơn nhiều cọc đất + cement + Lượng nước trong nền đất yếu mất đi nhiều hơn khi trộn với cement - Đất trộn với vôi sống tốt hơn trộn với vôi tôi 4 Ứng dụng của cọc đất + vôi/cement 4.1 Trong xây dựng nền đường - Cọc đất + vôi/cement:... thức: để tạo ra áp lực gia tải, trong quá trình này phải tiến hành theo dõi, đo đạc, quan trắc sự làm việc của toàn hệ thống, độ giảm u, đo lượng nước hút ra, độ chuyển dòch lún tại các độ sâu trong nền, do chuyển dòch ngang, quan sát theo dõi các vết nứt xãy ra trong nền ( nếu có ) PHẦN 2: GIA CỐ NỀN YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT TRỘN VÔI / CEMENT 1 Trình tự thi công cọc đất + vôi / cement có 2 giai đoạn:... vơi/cement để tạo nên các trụ hỗn hợp đất + vôi/ cement đem lại sự tăng cao sức chống cắt cho nền và làm giảm tính biến dạng của nền Sự tăng cao sức chống cắt trong nền chủ yếu xãy ra trong các cọc đất + vôi / cement: nơi xãy ra các phản ứng hoá học giữa đất với các chất kết dính ( vôi / cement ) Ngoài ra sự tăng sức chống cắt cũng xãy ra trong nền xung quanh các cọc đất + vôi/cement do 1 lượng nước mất... thành cọc đất + vôi / cement Có hai phương pháp trộn: + Phương pháp trộn khô: đất được trộn với bột cement / vôi bột + Phương pháp trộn ướt: đất được trộn với vữa cement / vữa vôi Phương pháp trộn ướt có thể tạo ra cọc đất + vôi / cement có tiết diện ngang thay đổi theo chiều sâu phù hợp với điều kiện cụ thể của đất nền 2 Khái niệm về gia cố nền đất yếu bằng cách trộn đất + vôi/cement : Đất sau khi...: gây rò rỉ chân không trong quá trình bơm hút chân không  xử lý: có thể xử lý bằng cách đóng cọc ván thép * Bố trí cự ly giữa các cọc bản nhựa Qua tính toán cân đối chi phí cho cọc bản nhựa và điện năng phục vụ cho bơm hút chân không, nhận thấy: cự ly hợp lý giữa các cọc bản nhựa ( 0.7 ÷ 1.3 )m * Tham khảo: Phương pháp thiết kế được áp dụng tại Nhật - Phân chia khu vực xử lý nền: theo kinh nghiệm,... cho nền đất ở đáy hố đào, chống lại hiện tượng đất ở đáy hố đào thường bò đẩy trồi lên 4.4 Ứng dụng để gia cố mái hố đào 5 Bố trí các cọc đất + vôi /cement trên mặt bằng Đơn Hàng/ Tường Lưới Khối 6 Công tác khảo sát phục vụ cho thiết kế Các công tác khảo sát chủ yếu cho nền đất bao gồm: - Khảo sát cấu tạo đòa tầng của nền đất nơi xây dựng, thứ tự các lớp đất, bề dày mỗi lớp, vò trí mực nước ngầm,… -... kết dính cần cho 1m³ đất cần gia cố - Tỉ lệ sử dụng cọc đất + vôi / cement ( A ) Xét vùng đất cần gia cố có kích thước L x B A= 2 πd s 4 L.B m.n A = 0.1 ÷ 0.3 ( ở Nhật A có thể lên đến 0.5 ) m, n: số hàng cọc đất + vôi / cement ds: đường kính cọc 3.2 Đặc điểm - Đối với nền đất dính không nên trộn vôi vì khi đó cần dùng 1 lượng lớn vôi Sau khi xãy ra các phản ứng có thể để lại trong nền 1 lượng vôi dư... khác nhau trộn với đất yếu để tạo nên các mẫu thử - Bảo dưỡng các mẫu thử rồi tiến hành nén thử các mẫu: sau thời gian 7 ngày, 28 ngày, 56 ngày theo thí nghiệm nén không bó hông * Hiệu quả của việc nén gia cố vôi / cement thể hiện qua tỉ số: Sức kháng cắt của đất + vôi / cement Sức kháng cắt của đất chưa gia cố - Đối với đất yếu thuộc loại sét: tỉ lệ trên thường đạt từ 10 ∼ 40 ( đối với đất có chứa hữu... nước ngầm,… - Khảo sát loại và hàm lượng chất kết dính, phù hợp với điều kiện đất yếu: trộn thử các mẫu và nén thử - Khảo sát sự hiện diện của các lớp đất có chứa hữu cơ, sunfit - Khảo sát điều kiện lớp mặt nền ( độ dày, độ cứng chắc, sự xuất hiện của các rễ cây, ) - Khảo sát sự hiện diện của các vật cản có thể có sâu trong nền ( các đường ống, đường dây cáp điện,…) * Trộn thử các mẫu: để xác đònh loại . phục vụ cho bơm hút chân không, nhận thấy: cự ly hợp lý giữa các cọc bản nhựa ( 0.7 ÷ 1.3 )m * Tham khảo: Phương pháp thiết kế được áp dụng tại Nhật - Phân chia khu vực xử lý nền: theo kinh nghiệm,