Đang tải... (xem toàn văn)
Thuyết minh xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm Đồ án tốt nghiệp Đại học Giao thông vận tải Hà Nội.Thuyết minh xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm Đồ án tốt nghiệp Đại học Giao thông vận tải Hà Nội.Thuyết minh xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm Đồ án tốt nghiệp Đại học Giao thông vận tải Hà Nội.
ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI KHOA CÔNG TRÌNH – BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG CHUN NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG Giáo viên hướng dẫn: Ths Lê Anh Đức Sinh viên thực hiện : Đậu Xuân Quy Lớp: Địa kỹ thuật công trình giao thông Khóa: 52 HÀ NỘI – 2015 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần 2: CHUYÊN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM ĐOẠN TUYẾN Km 29+303.00 - Km 29+408.10 ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU HƯNG HÀ(ĐẦU HÀ NAM) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 1.1 Đất yếu, đất yếu phương pháp phân loại 1.1.1 Khái niệm đất yếu Có nhiều quan điểm khác đất yếu, nhìn chung đất yếu có các đặc điểm sau: Đất yếu đất có tải trọng nhỏ (vào khoảng 50 - 100 kPa), có tính nén lún lớn, bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e > 1), mođuyn biến dạng thấp (thường Eo = 5000 kPa), lực chống cắt nhỏ … không có biện pháp xử ly đắn thì việc xây dựng công trình đất yếu vô khó khăn thực hiện Đất yếu các vật liệu mới hình thành (từ 10000 đến 15000 năm tuổi), có thể chia thành ba loại: đất sét đất sét pha bụi mềm (có độ sệt > 0,5), có không có chất hữu cơ, than bùn, các loại đất nhiều hữu bùn Đất yếu có thể hiểu cách đơn giản đất có sức chịu tải nhỏ so với tải trọng công trình cần xây dựng không đáp ứng các yêu cầu thiết kế Đối với số công trình thì xem đất yếu phải có các biện pháp xử ly, gia cố mới thi công khai thác sử dụng công trình Nhưng đối với số công trình khác thì lại không bị xem đất yếu, đó không thiết phải xử ly, gia cố Việc xem xét đất có phải đất yêu không phụ thuộc vào nhiều yếu tố khác (quy mô, tải trọng công trình, chi phí xây dựng cơng trình…) Quan niệm đất yếu mang tính vận dụng thực tiễn cao, áp dụng rộng rãi Đối với xây dựng đường ô tô, theo tiêu chuẩn 22TCN 262 - 2000, đất yếu đất trạng thái tự nhiên, độ ẩm đất gần cao giới hạn chảy, đất yếu có hệ số rỗng lớn (đất sét : e ≥ 1,5 ; đất á sét : e ≥ 1), lực dính kết đơn vị c theo thí nghiệm cắt nhanh khơng thoát nước nhỏ 15 kPa, góc nội ma sát < 10° lực dính kết đơn vị từ kết thí nghiệm cắt cánh hiện trường cu < 35 kPa Một số dạng đất yếu thường gặp: ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Đất sét mềm: gồm các loại đất sét á sét tương đối chặt, trạng thái bão hòa nước có cường độ thấp Các loại đất hình thành môi trường nước, thành phần hạt mịn, trạng thái no nước, hệ số rỗng lớn, yếu mặt chịu lực Than bùn: các loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, hình thành kết phân hủy các chất hữu có các đầm lầy Cát chảy: gồm các loại cát mịn, kết cấu rời rạc, có thể bị nén chặt pha loãng đáng kể Loại đất chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy gọi cát chảy Đất bazan: đất yếu với đặc điểm độ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả thấm nước cao, dễ bị ngập lún Một số trường hợp khác, đất không có lớp đất yếu có kết cấu yếu (hang Karst, sông ngầm, mặt trượt đứt gãy kéo dài …) vẫn có thể xếp vào dạng đất yếu Tuy nhiên đối với các loại này, sự ổn định công trình rõ rệt tải trọng vượt quá tải trọng cho phép Dạng sử dụng các biện pháp gia cố thông thường đối tượng xử ly 1.1.2 Khái niệm đất yếu Là đất nhiều lớp đất tạo thành, lớp đất có tiêu lí khác Là đất nhiều lớp đất yếu nhiều lớp đất tốt lớp đất yếu xen kẽ tạo thành Nền đất yếu phụ thuộc vào tải trọng Công Trình Nền đất XDCT không thỏa mãn TTGH1 TTGH2 Khi đó đất đó gọi đất yếu CT 1.1.3 Phân loại đất yếu Để áp dụng xây dựng mục đích phần lớn các hệ thống phân loại đất yếu định lượng tương đối tính chất loại đất phục vụ xây dựng, để sở đó lựa chọn các phương pháp khảo sát, mơ tả thí nghiệm ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP đơn giản phù hợp, đồng thời phát triển các phương pháp thiết kế thi công đáp ứng Hệ phân loại sử dụng kết hợp với phương pháp thiết kế kinh nghiệm tạo phương thức giúp cho kỹ sư tiếp nhận kinh nghiệm thực tiễn tích lũy từ nhiều chun gia thơng thạo, thay vì kinh nghiệm mò mẫm thân Có nhiều hệ thống phân loại đất yếu công bố các tiêu chuẩn, quy phạm quốc gia tài liệu địa kỹ thuật Sau số hệ phân loại đất dùng phổ biến các nước 1.1.3.1 Phân loại theo tiêu chuẩn Anh Theo tiêu chuẩn này, đất yếu gồm đất sét (Clay), bột (Silt) có trạng thái chảy (very soft), dẻo chảy (soft), có thể chứa hữu than bùn Loại đất có chứa hữu có màu xám đen, nâu đen vật chất hữu dạng có thể phân biệt qua màu sắc đất Còn loại chứa nhiều hữu (than bùn) thì xốp, thực vật bị phân hủy với mức độ phân hủy khác nhau, tùy theo mức độ phân hủy có thể chia thành hai dạng: - Thớ (Fibrous – xơ) gồm: thớ thô (coarse fibrous); thớ mịn (fine fibrous) - Vô định hình (Amorphous Pseudo-fibrous) Cũng theo tiêu chuẩn than bùn xem hỗn hợp di tích thực vật phân hủy mức độ khác nhau, tồn điều kiện thông khí khơng hồn tồn chứa lượng nước cao, các quá trình vật ly, hóa học sinh vật học tạo cho các vật chất tồn trạng thái định thời gian dài Về tiêu học, đất coi yếu trị số sức kháng cắt không thoát nước nhỏ 40 kPa hay số xuyên tiêu chuẩn (SPT) N30 nhỏ búa 1.1.3.2 Phân loại theo tiêu chuẩn Mỹ - ASTM Theo tiêu chuẩn ASTM thì đất yếu các loại đất có chứa hữu (sét, bụi) có các giá trị giới hạn chảy đất sau sấy phải nhỏ 75% so với giới hạn chảy đất trước sấy khơ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Cũng theo tiêu chuẩn than bùn đất có chứa các vật chất hữu phân hủy mức độ khác nhau, có màu nâu đen đến đen, xốp Cấu tạo than bùn theo tiêu chuẩn giống phân loại Anh bao gồm có hai dạng thớ vô định hình 1.1.3.3 Phân loại theo tiêu chuẩn Nga Theo tiêu chuẩn các dạng đất yếu đề cập đến bùn, đất than bùn hóa, than bùn Chúng nằm phụ nhóm thành tạo tự nhiên, bị biến đổi các điều kiện nằm tự nhiên các tác động hóa ly, thuộc nhóm đất dính, lớp đất phân tán Đất dính phân chia theo theo số dẻo chia thành các trạng thái khác theo độ sệt Còn đất bùn tách thành nhóm đất đặc biệt vì bùn khơng thích hợp cho xây dựng Đất yếu xếp vào bùn đất trạng thái chảy hệ số rỗng vượt quá giá trị tối thiểu cho dạng bùn, cho bảng sau: Bảng 1.1: Dạng bùn Hệ số rỗng eo Bùn cát pha eo ≥ 0,9 Bùn sét pha eo ≥ 1,0 Bùn sét eo ≥ 1,5 Khi đất bùn có chứa hàm lượng hữu đủ lớn gọi đất than bùn hóa với tên gọi đất phụ thuộc hàm lượng tương đối tàn tích thực vật theo bảng sau : ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Bảng 1.2: Đất than bùn hóa Hàm lượng tương đối tàn tích thực vật q (độ than bùn) Đất than bùn hóa yếu 0,1 < q ≤ 0,25 Đất than bùn hóa vừa 0,25 < q ≤ 0,4 Đất than bùn hóa mạnh 0,4 < q ≤ 0,6 Than bùn q ≥ 0,6 Theo tiêu chuẩn Nga thì đặc tính địa chất cơng trình đất yếu phức tạp, chúng biến đổi mạnh phụ thuộc vào nguồn gốc thành tạo, tuổi địa chất, thành phần vật chất trầm tích, điều kiện tồn chúng 1.1.3.4 Phân loại theo tiêu chuẩn Việt Nam - Theo TCXD 245-2000: Đất yếu loại đất phải tiến hành xử ly, gia cố mới có thể dùng làm cho móng công trình Các loại đất yếu thường gặp bùn, đất loại sét (sét, sét pha, cát pha) trạng thái dẻo chảy Những loại đất thường có độ sệt lớn, hệ số rỗng lớn, góc ma sát , có lực dính kết đơn vị theo kết cắt nhanh không thoát nước c < 15 kPa, có lực dính kết theo kết cắt cánh hiện trường c u < 35 kPa, có sức chống mũi xuyên tĩnh qc < 0,1 MPa có số xuyên tiêu chuẩn SPT N < - Theo 22TCN 262-2000: Tùy theo nguyên nhân hình thành, đất yếu có thể có nguồn gốc khoáng vật nguồn gốc hữu cơ: + Loại có nguồn gốc khoáng vật thường sét sét pha trầm tích nước ven biển, vũng vịnh, đầm hồ, đồng tam giác châu; loại mà có thể lẫn hữu qua trình trầm tích (hàm lượng có thể tới 10 - 12 %) nên có thể có màu nâu đen, xám đen, có mùi Đối với loại này, xác định đất yếu trạng thái tự nhiên, độ ẩm chúng gần cao giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (sét e 1,5 ; sét pha e 1, lực dính kết đơn vị c theo kết cắt nhanh không ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP thoát nước từ 15 kPa trở xuống, góc nội ma sát từ - 10 o lực dính từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường cu35 kPa + Loại có nguồn gốc hữu thường hình thành từ đầm lầy, nơi tích đọng nước thường xuyên, mực nước ngầm cao, các loài thực vật phát triển, thối rữa phân hủy, tạo các vật lắng hữu lẫn các trầm tích khoáng vật Loại thường gọi đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu chiếm tới 20 - 80%, thường có màu đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn (vì lẫn các tàn dư thực vật) Đối với loại xác định đất yếu hệ số rỗng các đặc trưng sức chống cắt chúng đạt các trị số nêu - Đất yếu đầm lầy than bùn phân theo tỷ lệ lượng hữu có chúng: + Lượng hữu có từ 20 - 30 %: đất nhiễm than bùn + Lượng hữu có từ 30 - 60 %: đất than bùn + Lượng hữu có 60%: than bùn - Đất yếu loại sét phân theo độ sệt: + Nếu IL > đất có trạng thái chảy + Nếu 0,75 < IL đất có trạng thái dẻo chảy - Đất yếu loại đầm lầy than bùn phân loại sau : + Loại 1: Loại có độ sệt ổn định, thuộc loại vách đất đào thẳng đứng sâu m chúng vẫn trì ổn định 1- ngày + Loại 2: Loại có độ sệt không ổn định + Loại 3: Đất than bùn trạng thái chảy 1.2 Cơ sở lý thuyết giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm 1.2.1 Sơ lược bấc thấm Bấc thấm vật liệu địa kỹ thuật dùng để xử ly đất yếu, nó cấu tạo từ hai lớp: vỏ hay áo lọc vải địa kĩ thuật không dệt sợi liên tục chất liệu PP PE 100% có độ bền học lớn, hệ số thấm cao, kích thước lỗ nhỏ giúp ngăn các hạt đất xét nhỏ thâm nhập vào lõi thoát nước; lớp lõi thoát nước đùn nhựa hạt PP, có rãnh hai phía ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Phân loại bấc thấm: + Bấc thấm đứng CD: loại bấc thấm PVD, sản xuất công ty Thai Miltec Sản phẩm sử dụng rộng rãi khu vực Đông Nam Á Như: Thái Lan, Việt Nam, Singapore, Indonesia… + Bấc thấm ngang SD: loại bấc thấm PVD sản xuất để thay lớp đệm cát hệ thống PVD, thay hệ thống ống thoát nước đục lỗ hệ thống PVD thay vật liệu thoát nước ngầm Sản phẩm có độ bền cao, dễ thi công giá cạnh tranh - Đặc tính: + Giảm thiểu tối đa sự xáo trộn các lớp đất + Khả tương thích cao lõi vỏ bấc thấm với nhiều loại đất + Dễ dàng thi công, hiệu suất có thể đạt tới 8.000 m/ngày + Không cần cấp nước thi công + Bấc có thể đóng xuống độ sâu 40 m - Ứng dụng: Gia cố đất yếu, bấc thấm đứng sử dụng để xử ly gia cố đất yếu, thời gian ngắn có thể đạt tới 95% độ ổn định dài hạn, tạo khởi động cho quá trình ổn định tự nhiên giai đoạn sau Quá trình gia cố có thể tăng tốc gia tải - Lợi thi công: + Tiết kiệm khối lượng đào đắp + Rút ngắn thời gian thi công ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.2.2 Khái quát phương pháp Nền đất sét yếu có hệ số thấm nhỏ, vì vậy để hoàn thành giai đoạn lún cố kết cần phải có nhiều thời gian Để rút ngắn thời gian cố kết người ta thường dùng thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp gia tải trước can thiệp trực tiếp vào đất Trong phương pháp gia cố bấc thấm, người ta dùng bấc thấm cắm vào lòng đất đến độ sâu cần thiết, kết hợp với gia tải trước nhằm tạo gradien thủy lực làm cho nước lỗ rỗng thoát nước đất chảy nhanh theo phương ngang phía bấc thấm sau đó chảy tự Việc đặt bấc thấm vào đất sét làm giảm chiều dài đường thấm dẫn đến giảm thời gian hoàn thành quá trình cố kết Như vậy bấc thấm đặt vào đất có mục đích làm tăng tốc độ cố kết đất từ đó nâng cao sự ổn định công trình đặt đất yếu Khi cắm bấc thấm xuống chiều sâu thiết kế, nước lỗ rống thoát đất sét cố kết với gradien thủy lực tạo nén trước, chảy nhanh theo phương ngang phía thiết bị tiêu nước, chảy từ đó theo phương ngang thẳng đứng, dọc theo thiết bị các lớp đất dễ thấm nước 1.2.3 Cấu tạo bấc thấm Bấc thấm tên gọi chung để gọi các băng chất dẻo cắm vào đất thiết bị đặc biệt,thường có bề rộng khoảng 100 ~ 200 mm bề dày từ ~ mm Lõi bấc thấm băng chất dẻo có nhiều rãnh nhỏ để: - Tạo các rãnh để dẫn nước thấm dọc theo lõi - Nâng đỡ lớp vỏ bọc khơng bị dính vào áp lực ngang đất - Chống chịu lực kéo căng thi công giúp bấc thấm không bị đứt thi công cắt trượt có chuyển vị ngang lớn xảy đất Bấc thấm có hai loại bấc thấm ngang bấc thấm đứng: - Bấc thấm đứng có chức thấm hút nước đất yếu, làm tăng nhanh khả cố kết đất, bố trí theo chiều sâu đất đến chiều sâu thiết kế Bấc thấm đứng có cấu tạo gồm lõi vỏ bọc 10 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1,0 44,76 323,44 368,20 0,450 0,09 65,00 1,18 0,011 S c1 0,57 Dưới tác dụng đắp 3,1m, đường bị lún cố kết 0,57 m - Độ cố kết đất sau tháng (120 ngày) tra Bảng 2.17 là: U1 = 0,8060; - Độ lún giai đoạn 1: St1 = Sc1 × U1 = 0,57 × 0,8060 = 0,4606 m; - Độ lún dư lại: ∆S1 = Sc - St1 = 0,9864 – 0,4606 = 0,5258 m; - Sau đạt độ cố kết U = 80,60 % dưới tác dụng tải trọng đất đắp giai đoạn 1, sức chống cắt lớp đất yếu số số tăng lên lượng là: ∆cu1 = σZi × U1 × tanφcu = 59,2 × 0,8066 × tan17o02’ = 14,62 kPa cu1 = ∆cu1 + cu = 14,62 + 14,8 = 29,42 kPa ∆cu2 = σZi × U2 × tanφcu = 49,8 × 0,8066 × tan16o10’ = 11,64 kPa cu2 = ∆cu2 + cu = 11,64 + 14,5 = 26,14 kPa Bảng 2.17: Bảng xác định độ lún cố kết theo thời gian đất giai đoạn t (ngày) Ut1i (%) 7,41 Sc1 (m) 0,57 10 13,73 0,0807 15 20 19,53 0,1149 24,91 0,1465 46 St1 (m) 0,0436 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 25 29,90 0,1758 30 34,55 0,2031 35 38,87 0,2285 40 42,90 0,2523 45 46,66 0,2744 50 50,17 0,2950 55 53,44 0,3142 60 56,50 0,3322 65 59,35 0,3489 70 62,01 0,3646 75 64,50 0,3792 80 66,82 0,3929 85 68,99 0,4056 90 71,01 0,4175 95 72,90 0,4286 100 74,67 0,4390 105 76,32 0,4488 110 77,87 0,4578 115 79,31 0,4663 120 80,66 0,4742 2.3.5.2 Giai đoạn - Chiều cao đắp giai đoạn 2(hgđ2 = 2,4m) => hđ2 = 5,5 m - Áp lực lên đất qtt2 = 104,27 kPa - Gía trị hệ số a2 = (htk + hbl ) x 1,75 + 0,5 = 10,125 m - Gía trị hệ số b2 = 11,25 m - Thời gian dự kiến đắp giai đoạn 2, t2 = 130 ngày 47 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.5: Hình đắp giai đoạn (đơn vị: cm) a Kiểm toán ổn định đắp giai đoạn • Kiểm tốn lún trồi Sử dụng phần mềm MS excel tính toán ta có bảng sau: Bảng 2.18: Bảng kiểm toán lún trồi giai đoạn Bề rộng đường trung bình tính toán Btt Tỷ số Btt/h Xét tỷ số Btt/h (với h chiều dày các lớp đất yếu) để tính Nc 42,8 m 1,58 5,22 - Áp lực giới hạn dưới đất đắp qgh = Nc × cu1 145, 01 kPa Ứng suất đường gây dưới tim đắp là: 119, 51 kPa Hệ số an toàn F 1,21 Đạt cầu yêu Vậy hệ số an toàn lún trồi giai đoạn 1,21 > 1,1 => đắp giai đoạn ổn định lún trồi 48 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP • Kiểm toán ổn định trượt Kiểm tra khả trượt sâu đất đắp theo phương pháp Bishop, sử dụng phần mềm Geoslope, ta có kết sau: Hình 2.6: Kiểm tốn ổn định trượt đắp giai đoạn K2min = 1,659 > 1,2 => đắp giai đoạn ổn định b Tính sức chống cắt đất Dưới tác dụng đắp giai đoạn thì đường bị lún cố kết 0.9864m so với lúc chưa đắp Mặt khác cuối giai đoạn đường bị lún 0,4606m => Nền đường đạt độ cố kết : U2 = tra Bảng 2.19 ta t1’ = 45 ngày - Độ cố kết đất sau thời gian t 2’ = t1’ + t2 = 45 + 130 = 175 ngày, tra Bảng 2.19 ta = 0,9077 - Độ lún giai đoạn : St2 = 0,9077 × 0,4669 = 0,895 m 49 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Độ lún dư lại: ∆S2 = Sc - St2 = 0,9865 - 0,895 = 0,0915 m - Sau đạt độ cố kết U = 90,77 % dưới tác dụng tải trọng đất đắp giai đoạn 2, sức chống cắt lớp đất yếu số số tăng lên lượng là: ∆cu1 = σZi × × tanφcu = (104,27-59,2) × 0,9077 × tan17o02’ = 12,52 kPa cu1 = ∆cu1 + cu1 = 12,52 + 29,42 = 41,94 kPa ∆cu2 = σZi × × tanφcu = (82,48-49,8) × 0,9077 × tan17o02’ = 8,6 kPa cu1 = ∆cu1 + cu1 = 8,6 + 26,14 = 34,74 kPa Bảng 2.19: Bảng xác định độ lún cố kết đắp giai đoạn t (ngày) 45 Ut2i (%) 46,69 Sc2 (m) 0,9864 50 50,17 0,49487 55 53,44 0,5272 60 56,50 0,5573 65 59,35 0,5854 70 62,01 0,6117 75 64,50 0,6362 80 66,82 0,6591 85 68,99 0,6805 90 71,01 0,7005 95 72,90 0,7191 100 74,67 0,7366 105 76,32 0,7529 110 77,87 0,7681 115 79,31 0,7823 120 80,66 0,7956 50 St2 (m) 0,46056 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 125 81,92 0,8081 130 83,10 0,8197 135 84,20 0,8305 140 85,22 0,8407 145 86,19 0,8502 150 87,08 0,8590 155 87,92 0,8673 160 88,71 0,8750 165 89,44 0,8823 170 90,13 0,8891 175 90,77 0,8954 2.3.5.3 Đợi cố kết sau đắp xong • Kiểm tra lún trồi - Chiều cao đắp: hđ = 5,5 m; - Áp lực lên đất qtt = 104,27 kPa; - Giá trị hệ số a = 10,125 m; - Giá trị hệ số b = 11,25 m Bảng 2.20: Kiểm toán khả lún trồi Bề rộng đường trung bình tính toán Btt Tỷ số Btt/h 51 42,8 m 1,58 - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Xét tỷ số Btt/h (với h chiều dày các lớp đất yếu) để tính Nc 5,21 Áp lực giới hạn dưới đất đắp qgh = Nc × cu 199, 94 kPa Ứng suất đường gây dưới tim đắp là: 119, 51 kPa Hệ số an toàn F 1,67 Đạt cầu yêu Hệ số an toàn 1,67 > 1,5 => Nền không bị lún trồi sau hồn thành các giai đoạn đắp • Kiểm toán ổn định trượt tổng thể Kiểm tra khả trượt sâu đất đắp theo phương pháp Bishop, sử dụng phần mềm Geoslope 2007 để kiểm toán, ta có kết sau: Hình 2.7: Kiểm tốn trượt sâu đắp xong giai đoạn Kmin = 1,927 > 1,4 => Nền đắp không bị trượt 52 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 2.3.6 Đánh giá kết tính tốn thiết kế Với kết tính toán xử ly đất yếu bấc thấm trên, hoàn toàn đáp ứng các tiêu chí thiết kế độ lún dư tốc độ lún, độ cố kết, độ ổn định Sau đất xử ly thì đáp ứng yêu cầu cho công tác thi công đường qua khu vực đất yếu nêu 2.3.7 Thiết kế hệ thống quan trắc địa kỹ thuật - Đo lún: + Đế mốc đo lún phải đặt đáy lớp đệm cát, sát lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách + Chiều dài ống nhựa có chứa ống thép phải cao mặt đắp khoảng 50 cm + Trên trắc ngang bố trí hai mốc đo lún phần đường mở rộng vai đường phần mở rộng + Đặt đo lún cho đáy nằm ngang, cọc gỗ thẳng đứng, lắp ốn bảo vệ đo cao độ đỉnh cọc Đầu cọc gỗ phải đóng đinh để quan trắc lún Dùng máy thuỷ bình để đo độ lún Trong thời kỳ đắp thân đường ngày đo lần Trong thời kỳ lưu tải tuần đo lần - Thiết bị quan trắc lún Số đọc thiết bị đo lún mặt đo máy thủy bình mia Cao độ đỉnh ống bàn đo lún xác định nhờ vào công tác đo cao, dẫn thủy chuẩn kỹ thuật từ các mốc đến các bàn đo lún 53 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.8: Sơ đồ bố trí quan trắc lún Độ lún sự chênh lệch cao độ các lần đo cao độ ban đầu lắp đặt - Đo chuyển vị ngang: Mốc quan trắc chuyển vị ngang làm gỗ tiết diên 10 × 10 × 170 cm, đầu có gắn đinh mũ Mốc đóng sâu tầng đất 1,2 m cao lên mặt đất 0,5 m Mốc bố trí các trắc ngang trùng với trắc ngang đo lún Mỗi trắc ngang bố trí mốc bên chân ta luy Mốc thứ cách chân ta luy 1,5 m, khoảng cách các mốc m Dùng máy kinh vĩ để theo dõi chuyển vị ngang theo thời gian: + Trong thời kỳ đắp thân đường ngày đo lần + Trong thời kỳ lưu tải tuần đo lần - Đo áp lực nước lỗ rỗng (piezometer): Áp lực nước lỗ rỗng làm giảm sức kháng cắt mặt đất, thậm chí có thể hóa lỏng đất gây phá hoại đất các công trình nó Vì vậy, quan trắc áp lực nước lỗ rỗng quá trình thi công cần thiết với dự án đào, đắp lớn đất bão hòa Mục đích: 54 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Xác định áp lực nước lỗ rỗng gia tải nhằm mục đích kiểm tra lại các quá trình phân tích ngược có phù hợp với kết quan trắc áp lực nước lỗ rống hay khơng Ngồi ra, xác định áp lực nước lỗ rỗng để xác định độ cố kết sau thời gian gia tải định Xác định áp lực nước lỗ rỗng cần kết hợp với quan trắc mực nước tĩnh (đo ống stand pile) để xác định áp lực nước lỗ rỗng thặng dư Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tăng dần dựa chiều cao gia tải Sau kết thúc gia tải, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư giảm dần tùy theo mức độ cố kết có xu hướng giảm dần Thiết bị dùng để đo áp lực nước lỗ rỗng vị trí chiều sâu định Cấu tạo: Mỗi piezometer lắp đặt vị trí khoan riêng, sau lắp đặt piezometer vào lỗ khoan, tiến hành rót lớp cát lọc vào phủ piezometer Phía đầu thiết bị đo bọc kín bentonit để phân cách nước lỗ rỗng mũi, phần lại lỗ khoan bơm vữa bentonit để ngăn dòng nước lên Mỗi trắc ngang bố trí vị trí đo áp lực nước lỗ rỗng cao độ khác (cách đáy lớp đệm cát m phía dưới, lớp đất yếu, cuối chiều sâu cắm bấc) Bố trí đo áp lực nước lỗ rỗng các trắc ngang đo lún 55 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Hình 2.9: Sơ đồ lắp đặt piezometer - Quan trắc mực nước tĩnh (ống đo stand pile): Mục đích: Dùng để đo mực nước tĩnh suốt quá trình gia tải, mực nước đo để kết hợp với kết đo áp lực nước lỗ rỗng để tính áp lực nước lỗ rỗng thặng dư Ngoài giá trị đưa vào để phân tích ngược quá trình lún dựa số liệu quan trắc độ lún, lịch sử gia tải biến đổi mực nước tĩnh Cần phân biệt rõ mực nước tĩnh mực nước động Mực nước tĩnh mực nước ổn định ko tác dụng tức thời ảnh hưởng bơm nước nó đại diện khu vực định Cấu tạo: 56 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Ống PVC đục lỗ từ đáy ống đến cao trình mặt đất, tiến hành bọc vải địa kỹ thuật không dệt lớp Sau đưa xuống chiều sâu, phần rỗng ống lỗ khoan lấp lại cát hạt thơ Hình 2.10: Cấu tạo ống stand pile 2.4 Trình tự thi cơng - Đào bỏ các lớp hữu (0,3 m), bùn, dọn gốc cây, cỏ rác các vật liệu khác; - Bơm nước, tháo khô mặt thi công; - Rải vải địa kỹ thuật để ngăn cách lớp cát lớp đất yếu phía dưới; - Đắp trả cát hạt nhỏ (K = 0,90) đến cao độ đáy lớp đệm cát thoát nước, gấp vải địa kỹ thuật vào hai bên - Lắp đặt thiết bị quan trắc: 57 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Để kiểm tra dự báo thiết kế, khống chế thời gian thi công bổ sung cần Khi xử ly đất yếu bấc thấm ta cần thực hiên các công tác quan trắc sau: + Quan trắc độ lún + Đo chuyển vị ngang + Đo áp lực nước lỗ rỗng - Đắp lớp cát đệm cát thoát nước đến thấp cao độ đỉnh lớp đệm cát 20 cm; - Thi công bấc thấm (bấc thấm cắt cao mặt thi công 20 cm để gập đầu bấc thấm): + Trên mặt lớp đệm cát thi công, định vị các điểm cắm bấc thấm theo thiết kế + Đưa máy cắm bấc thấm vào vị trí theo hành trình vạch sẵn Xác định vạch xuất phát trục tâm để tính chiều dài bấc thấm cắm vào lòng đất Kiểm tra thẳng đứng trục tâm dây dọi lắc đặc giá máy ép + Lắp đặt bấc thấm vào trục tâm điều khiển máy đưa đầu trục tâm vào vị trí cắm bấc + Gắn đầu neo vào bấc thấm với chiều dài gấp 20 cm, ghim ghim thép Các đầu neo phải có kích thước phù hợp với bấc thấm + Cắm trục lắp bấc thấm đến đô sâu thiết kế Sau cắm bấc xong, kéo trục tâm lên (lúc đầu neo giữ lại lòng đất) Khi trục tâm kéo lên hết dùng kéo cắt đứt bấc thấm, để lại khoảng 20 cm đầu bấc nhô lớp đêm cát Quá trình lặp lại từ đầu đối với vị trí cắm bấc + Trong trình thi công phải có sổ nhật ky theo dõi + Khi thi công gặp điều gì bất thường thì phải báo cáo xin y kiến tư vấn giải + Sau thi công xong bấc thấm phải dọn mặt để thi công thân đường 58 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP - Đắp 0,2m lớp cát đệm (K = 0,95); - Thi công tầng lọc ngược phần thấm mái taluy tầng cát đệm cách gói hai bên taluy tầng cát đệm lớp vải địa kỹ thuật thoát nước; - Đắp đường + lớp phòng lún chờ lún theo giai đoạn sơ đồ tiến trình đắp; Khống chế tiến trình đắp trung bình < - 10 cm/ngày - Khi hết thời gian chờ lún, cứ kết quan trắc lún ổn định thực tế hiện trường đạt độ lún yêu cầu, đào đường đến cao độ đỉnh lớp đệm cát; Lu lèn kiểm tra độ chặt lớp đỉnh K = 0,95 cùng; - Trồng cỏ vầng phủ lên mặt taluy phạm vi lộ vải địa kỹ thuật, khoảng cách 25,0 m để ô lộ vải địa kỹ thuật rộng 1,0 m × 1,0 m chân taluy đường KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Trong phạm vi khu vực tuyến qua, địa tầng gồm nhiều lớp đất yếu pha chịu tải trọng trực tiếp đường Do đó, không xử ly trước đắp đường thì đất yếu bị ổn định, bị lún trồi trượt sâu; độ lún vượt 59 ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP quá quy định cho phép, thời gian lún kéo dài nhiều so với thời gian dự kiến thi công Giải pháp xử ly đất yếu bấc thấm với các thơng số kỹ tḥt tính toán lựa chọn Biện pháp xử ly có tính khả thi đảm bảo ổn định lâu dài cho đường quá trình khai thác, đồng thời đáp ứng thời gian dự kiến thi công Độ lún cố kết thỏa mãn yêu cầu quy trình 22TCN 262 - 2000 Để lựa chọn giải pháp xử ly tối ưu cho đoạn đường cần dựa kết xử ly đường theo hai hay nhiều giải pháp có tính khả thi, sau đó đem so sánh vê mặt kinh tế kỹ thuật Tuy nhiên, khối lượng đồ án tốt nghiệp chuyên ngành Địa kỹ thuật công trình giao thông khá lớn nên em chọn giải pháp xử ly đất yếu có tính khả thi cao, đó giải pháp xử ly bấc thấm (PVD) 60 ... TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 1.1 Đất yếu, đất yếu phương pháp phân loại 1.1.1 Khái niệm đất yếu Có nhiều quan điểm khác đất yếu, nhìn chung đất yếu có các... (1.17) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP 1.4 Ứng dụng phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm qui định vật liệu dùng làm tầng đệm thoát nước 1.4.1 Ứng dụng phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm - Gia cố đất yếu: Bấc thấm. ..ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phần 2: CHUYÊN ĐỀ ĐỊA KỸ THUẬT THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM ĐOẠN TUYẾN Km 29+303.00 - Km 29+408.10 ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU HƯNG HÀ(ĐẦU HÀ NAM) ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP