TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ GTVT KHOA CÔNG TRÌNH BÁO CÁO MÔN HỌC ĐỀ TÀI PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG CỌC XI MĂNG ĐẤT GVGD : Bùi Thị Thùy Nhóm : Nhóm Lớp : 64DCCD3 Thái Nguyên, tháng 10 năm 2015 A.Mở đầu Để công trình tồn sử dụng cách bình thường kết cấu bên phải đủ độ bền,ổn định mà thân móng phải ổn định ,có độ bền cần thiết biến dạng nằm phạm vi cho phép Đặc điểm loại đất yếu Khái niệm đất yếu chưa thật rõ ràng Khái niệm tương đối, phụ thuộc vào tương quan khả năngchịu lực đất với tải trọng công trình -Đa số nhà nghiên cứu gọi đất yếu : đất có khả chịu tải thấp vào khoảng 0,5-1,0 Kg/cm2 (ít lớn hơn), khả biến dạng lớn - Đất yếu hoàn toàn bão hòa nước, có hệ số rỗng (thường e>1), hệ số nén lún lớn, Mô đun biến dạng bé( thường Eo ≤ 50Kg/cm2) trị số chống cắt không đáng kể (góc ma sát j = 4-8°) Các loại đất yếu 1.Đất sét yếu: có độ sệt từ dẻo đến chảy 2.Đất cát yếu:Khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ,mịn trở xuống.Đồng thời có cấu kết rời rạc,ở trạng thái bão hòa nước bị pha loãng đáng kể,chứa nhiều di tích hữu chất lẫn sét.Khi chịu tác dụng rung trấn động trở thành trạng thái lỏng nhớt (cát chảy) 3.Bùn : trầm tích lắng đọng, no nước yếu mặt chịu lực.Có độ ẩm vượt giới hạn chảy hệ số rỗng e>1.Sức chống cắt bé 4.Than bùn đất than bùn:có nguồn gốc hữu cơ,được tạo thành kết phân hủy di tích hữu 5.Đất đắp:đất đắp cạn nước (đất mượn) Công trình bị nghiêng lún lệnh Tháp Pisa Công trình bị lún Sạt lở công trình bên bờ sông Sạt lở đường Xác lập điều kiện thiết kế Kết khảo sát trường Thí nghiệm phòng với đất đại diện theo tỷ lệ trộn khác Cơ sở liệu tương quan cường độ phòng trường Xác lập cường độ thiết kế Đề xuất giải pháp thi công sơ xác định kích thước khối gia cố Phân tích thiết kế để đáp ứng yêu cầu chức tổng thể Điều chỉnh tính trộn cường độ độ đồng chưa đạt Chế tạo trụ thử để xác nhận cường độ dự tính độ đồng Sơ đồ thiết kế Thiết kế kỹ thuật thi công,thi chông đại trà theo quy trình đảm bảo chất lượng yêu cầu 8.1 Ổn định 8.1.1 Cường độ kháng cắt gia cố Thường trụ xử lý dùng để ổn định mái dốc, khối đắp tường hào Mặt phá hoại theo mặt phẳng cung tròn, huy động sức kháng cắt trụ đất xung quanh trụ Phân tích ổn định dựa theo phương pháp hành (xem BS 8006 : 1995) Nền xử lý có cường độ kháng cắt tính theo công thức: Ctb = Cu (1- a) + a Cc Trong đó: Cu:là sức kháng cắt đất, tính theo phương pháp trọng số cho nhiều lớp Cc:là sức kháng cắt trụ a:là tỷ số diện tích a = n Ac / Bs n:là số trụ m chiều dài khối đắp Bs:là chiều rộng khối đắp Ac:là diện tích tiết diện trụ 8.2 Độ lún 8.2.1 Độ lún toàn phần 8.2.2 Tốc độ lún Trụ để giảm độ lún thường bố trí theo lưới tam giác ô vuông Phân tích lún dựa quan điểm đồng biến dạng- nói cách khác, cho hiệu ứng vòm phân bố lại tải trọng cho Trong trộnthẳng khô, có thểtại tính trụ cao đấtbằng xungnhau quanh, trụ trụ có tác dụng trụ băng biến dạng đứng độthấm sâu định trởhơn thành đất quanh thoát đứng Tuy nhiên, tốcđược độ lún không bởiđất, hiệuhuy ứngđộng thoáttạinước Đối vớinước nhómthẳng trụ, độ lún trung bình giảm ứngquyết suất định cắt bề mặt Khi xúc trụ gia cốchu đất sét với yếuđất xung quanh làm việc, nổi( vài trội mm vi khối xung quanh Chỉ chuyển dịch tượng nhỏ ) đủ để phân huy bố ứng suất hệ trụ-đất Ngay tải trọng nhóm chịu bởilệch áp động sức kháng cắtthống đất ứngtheo suấtthời cắt gian gây nên độ lún tác lệchđộng, trụ Độ lún lực nước lỗ dần rỗngtheo dư Trụ độkết cứng không chịu dần bớt tải trọng giảm mứctăng độ cố củatheo đất,thời chogian, nên kể tải đếntrọng, tronggiảm tính lún lên đất Hệ áp lựclún nước rỗng B đất yếu giới tổng Phương pháp tính lỗ giáo sưdư Broms thiệugiảm trongnhanh, phụ lụcthậm C chí chưa có thấm hướng tâm Phân bố lại ứng suất nguyên nhân để giảm độ lún tăng tốc độ lún Do đó, cho dù tính thấm trụ đất trình cố kết nhanh nhờ diện trụ Trụ đất xi măng làm tăng hệ số cố kết chiều Trong trộn ướt, tính thấm trụ không cao đất xung quanh Nhưng nhờ phân bố lại ứng suất mà trình cố kết chiều xảy nhanh 8.2.3 Tường vây Tường vây tạo trụ gối đè không cho nước rò rỉ qua tường Quan trọng độ đồng phòng rò rỉ Thường dùng thêm vữa sét để tăng sức chống rò rỉ Nếu thiết kế tường ngăn ô nhiễm phải kiểm tra phản ứng chất nhiễm bẩn với đất xử lý, đặc biệt chúng có tính a xít cao 8.2.4 Tính toán độ lún Độ lún tổng (S) gia cố xác định tổng độ lún thân khối gia cố độ lún đất khối gia cố: S = S1 + S2 đó: S1 - độ lún thân khối gia cố S2 - độ lún đất chưa gia cố, mũi trụ Độ lún thân khối gia cố tính theo công thức: Trong đó: q: tải trọng công trình truyền lên khối gia cố (kN) H: chiều sâu khối gia cố (m) a: tỉ số diện tích,a=(n Ac/BL),n-tổng số trụ,Ac-diện tích tiết diện trụ,B,L-kích thước khối gia cố Ec:mô đun đàn hồi vật liệu trụ.Có thể lấy Ec=(50÷100)Cc Cclà sức kháng cắt vật liệu trụ Es - mô đun biến dạng đất cọc, lấy E =250Cu,với Cu sức kháng cắt không thoát nước đất Ghi chú: Các thông số Ec, Cc, Es, Cu xác định từ kết thí nghiệm mẫu trường cho kết phù hợp thực tế Độ lún S2 tính theo nguyên lý cộng lún lớp (xem phụ lục TCXD 45- 78) áp lực đất phụ thêm đất tính theo lời giải cho bán không gian biến dạng tuyến tính (tra bảng) phân bố giảm dần theo chiều sâu với độ dốc (2:1) hình C.1 Phạm vi vùng ảnh hưởng lún đến chiều sâu mà áp lực gây lún không vượt 10% áp lực đất tự nhiên( theo quy định tiêu chuẩn thiết kế nhà công trình TCXD 45 - 78) Ghi chú: Để thiên an toàn, tải trọng (q) tác dụng lên đáy khối gia cố xem không thay đổi suốt chiều cao khối Sét pha Hà Nội 1.06 52 37 24 13 0.10 0.61 0.66 2.13 2.50 Sét xám xanh Hà Nội - 51 - - - 0.10 - - 2.39 2.55 Đất sét hữu Hà Nội - 95 62 40 22 0.21 - - 0.51 0.82 Sét pha Hà Nội 1.43 37 30 19 11 0.32 - - 11.0 19.0 bùn sét Hữu Hà Nội 1.51 74 54 35 19 0.39 - - - 1.22 bùn sét Hữu Hà Nội 1.54 119 54 36 18 0.19 - - 0.42 0.50 Sét pha Hải Dương 1.35 36 27 18 - 6.18 6.50 9.31 9.53 Cát pha Hải Dương 1.35 26 27 19 - 3.55 4.21 6.75 7.92 Sét Hải Phòng 1.16 50 46 28 18 0.28 1.63 1.85 3.01 3.95 Công nghệ thi công cọc xi măng đất Công nghệ thi công cọc XMĐ Hiện phổ biến hai công nghệ thi công cọc XMĐ là: Công nghệ trộn khô (Dry Mixing) Công nghệ trộn ướt (WetMixing) + Công nghệ trộn khô (Dry Mixing): Công nghệ sử dụng cần khoan có gắn cánh cắt đất, chúng cắt đất sau trộn đất với vữa XM bơm theo trục khoan + Công nghệ trộn ướt (hay gọi Jet-grouting): Phương pháp dựa vào nguyên lý cắt nham thạch dòng nước áp lực Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (nước + XM) với áp lực khoảng 20 MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với lực xung kích dòng phun lực li tâm, tr ọng lực trộn lẫn dung dịch vữa, xếp lại theo tỉ lệ có qui luật đất vữa theo khối lượng hạt Sau v ữa cứng lại thành cột XMĐ Các bước thi công 1.Chuẩn bị mặt thi công,san gạt tạo mặt thuận lợi cho thiết bi di chuyển 2.Thi công cọc thử Việc thi công cọc thử trường chuẩn bị thi công đại trà Bao gồm hệ thống thiết bị trang bị đầy đủ, kiểm tra vận hành thử (khoan nước không), kiểm tra thông số kỹ thuật máy trước tiến hành khoan cọc thử Thí nghiệm cọc thử Sau thi công cọc thử trường 28 ngày, ta tiến hành khoan lõi cọc CDM thí nghiệm cường độ phòng Kết cở sở quan trọng định cấp phối chọn để thi công đại trà 4.Thi công cọc đất gia cố xi măng đại trà Cho tên thành viên vào thuyết trình, thiếu tên công trình thực tế nước ta áp dụng biện pháp để xử lý đất yếu [...]... cầu dẫn − Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thi t kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 − Cũng như các phương pháp cải tạo, gia cố nền đất yếu khác, phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc xi măng đất nhằm thay đổi tính chất cơ lý của đất theo hướng nâng cao sức chịu tải, giảm biến dạng của nền − Nguyên lý đất trộn xi măng: Xi măng sau khi trộn với đất sẽ xảy ra một loạt các phản ứng... chủ yếu đề cập đến vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thi t kế khi công trình chịu tải trọng ngang.) 4 TIÊU CHUẨN THI T KẾ + Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thi t kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị,... rắn khối đất được trộn, các phản ứng hoá học chủ yếu là: + Phản ứng thuỷ hoá của ximăng: Ximăng + nước = Hydroxyd ngậm nước + Tác dụng của hạt đất sét với các chất thuỷ hoá của ximăng: tạo thành các chất thuỷ hoá của ximăng, tự đóng rắn thành kết cấu khung xương đá ximăng + Tác dụng Cacbonat hoá: Hydroxid calxi + không khí = Cacbonat canxi (kết tủa rắn) Sơ đồ công nghệ thi công cọc xi măng đất 2. Phạm vi ứng dụng cọc xi măng đất. .. 2. Phạm vi ứng dụng cọc xi măng đất – Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trên nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu khá dày (đến 50m) Một trong những biện pháp xử lý hiệu quả và kinh tế là dùng Cọc xi măng đất – Cọc xi măng đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các công trình xây dựng... của công trình lân cận *Kết luật : Công trình bị phá hoại do 2 nguyên nhân:mất ổn định về cường độ hoặc biến dạng lún vượt quá giới hạn cho phép Đảm bảo sự an toàn công trình khi xây dựng trên nền đất yếu cần phải có biện pháp sử lí: 1.biện pháp sử lí đối với kết cấu công trình 2.Gia cố nền đất yếu I Giới thi u chung : 1.Khái niệm – Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) ... soil mixing columns, soil mixing pile) – Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun xuống nền đất bởi thi t bị khoan phun Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp chất kết dính khô xi măng ... nền đất pha cát càng phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao - Biến dạng nền đất gia cố rất nhỏ vì vậy giảm thi u ảnh hưởng của lún đối với các công trình lân cận; tăng sức kháng cắt ổn định nền móng công trình - Dễ dàng điều chỉnh cường độ cọc bằng cách điều chỉnh hàm lượng xi măng khi thi công - Dễ quản lý chất lượng thi công - Hạn chế ô nhiễm môi trường + Nhược điểm − So với móng cọc. .. 3.Ưu và nhược điểm + Ưu điểm – Tốc độ thi công cọc rất nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ – Hiệu quả kinh tế cao Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án xử lý khác – Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực đất yếu như: bãi bồi, ven sông, ven biển – Thi công được trong điều kiện mặt... các tài liệu tính toán này chỉ chủ yếu đề cập đến vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thi t kế khi công trình chịu tải trọng ngang.) 5 CÁCH TÍNH TOÁN CỌC XMĐ Hiện nay có 3 quan điểm: - Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc Sơ đồ này đòi hỏi trụ phải có độ cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông - vibro-concrete column) và các trụ phải được đưa xuống tầng đất chịu... công nghệ gia cố khối thể hiện ở hình A.11 và A.12 kiểu khác nữa đang áp dụng tại Nhật Bản (Tanaka 2002) Một số loại mũi khoan thi công trụ đất trộn xi măng Xác lập các điều kiện thi t kế Kết quả khảo sát hiện trường Thí nghiệm trong phòng với đất đại diện và theo tỷ lệ trộn khác nhau Cơ sở dữ liệu về tương quan giữa cường độ trong phòng và hiện trường Xác lập cường độ thi t kế Đề xuất giải pháp thi ... 3.01 3.95 Công nghệ thi công cọc xi măng đất Công nghệ thi công cọc XMĐ Hiện phổ biến hai công nghệ thi công cọc XMĐ là: Công nghệ trộn khô (Dry Mixing) Công nghệ trộn ướt (WetMixing) + Công nghệ... thi t kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất TCXDVN 385 : 2006 − Cũng phương pháp cải tạo, gia cố đất yếu khác, phương pháp gia cố đất yếu cọc xi măng đất nhằm thay đổi tính chất lý đất theo... 1.biện pháp sử lí kết cấu công trình 2.Gia cố đất yếu I Giới thi u chung : 1.Khái niệm – Cọc xi măng đất (hay gọi cột xi măng đất, trụ xi măng đất) -(Deep soil mixing columns, soil mixing pile) – Cọc