Tài liệu Bài thuyết trình kỹ thuật địa chính - chuyên đề 4 xử lý nền

BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT CHUYÊN ĐỀ 4: XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM Nhóm thực hiện: nhóm 4 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9. Nguyễn Tuấn Anh Trần Trọng Giang Đỗ Văn Mạnh Nguyễn Văn Nghị Nguyễn Trọng Nghiêm Nguyễn Văn Thanh Lê Thế Thái Lê Văn Tuyên Nguyễn Tuấn Vũ Lớp: Địa Kỹ Thuật CTGT- K53 BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT CÁC NỘI DUNG CHÍNH I. Đặt vấn đề II. Khái niệm bấc thấm III. Công dụng của biện pháp IV Đặc tính và phạm vi áp dụng V. Tính toán bấc thấm VI. Phương pháp thi công VII. Ưu nhược điểm VIII. Ví dụ về công trình thực tế BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT I . ĐẶT VẤN ĐỀ Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng. Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT I . ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất. Do vậy việc đánh giá chính xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trong phòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT Có rất nhiều những biện pháp xử lí nền đất yếu để góp phần làm tăng tiến độ thi công công trình cũng như tăng khả năng khai thác của công trình sau này. Một số biện pháp như: - Biện pháp cọc cát. - Biện pháp giếng cát. - Biện pháp thay đất. - Biện pháp bấc thấm. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT II.KHÁI NIỆM 1. Khái niệm Bấc thấm là một vật liệu địa kỹ thuật dùng để xử lý nền đất yếu, nó được cấu tạo từ hai lớp: vỏ hay áo lọc bằng vải địa kĩ thuật không dệt sợi liên tục chất liệu PP hoặc PE 100% có độ bền cơ 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 bằng nhựa hạt PP, có rãnh cả hai phía. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT II. KHÁI NIỆM 2. Phân loại. Có 2 loại chính: • Bấc thấm đứng CD( Ceteau-drain) : là một loại của bấc thấm PVD( Prefabricate Vetical Drainages) được sản xuất bởi công ty Thai Miltec. Sản phẩm này đã được sử dụng rộng rãi tại khu vực Đông Nam Á. Như: Thái Lan, Việt Nam, Singapore, Indonesia… • Bấc thấm ngang SD: là một loại của bấc thấm PVD được sản xuất để thay thế lớp đệm cát trong hệ thống PVD, thay thế hệ thống ống thoát nước đục lỗ trong hệ thống PVD và thay thế vật liệu thoát nước ngầm. Sản phẩm có độ bền cao, dễ thi công và giá cả cạnh tranh. ) BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP • Gia cố nền đất yếu: Bấc thấm được sử dụng để xử lý gia cố nền đất yếu, trong thời gian ngắn có thể đạt tới 95% độ ổn định dài hạn, tạo khởi động cho quá trình ổn định tự nhiên ở giai đoạn sau. Quá trình cố kết có thể được tăng tốc bằng cách gia tải. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP • Ổn định nền: Các công trình có thể ứng dụng bấc thấm để xử lý nền đất yếu rất đa dạng, bao gồm đường cao tốc, đường dẫn đầu cầu, đường băng sân bay, đường sắt, bến cảng, kho xăng dầu… xây dựng trên nền đất yếu và có tải trọng động. • Xử lý môi trường: Bấc thấm được sử dụng để xử lý nền đất yếu, đất nhão thường thấy ở các khu vực ô chôn lấp rác. Bấc thấm cũng được sử dụng để tẩy rửa các khu vực đất bị ô nhiễm, bằng công nghệ hút chân không, hút nước ngầm thấm qua các lớp đất bị ô nhiễm, mang theo các chất ô nhiễm hoá tan trong nước lên bề mặt để xử lý. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT III. TÁC DỤNG CỦA BIỆN PHÁP BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 1. Đặc tính - Nước lỗ rỗng được hấp thụ qua lớp vải lọc vào bản thoát nước và chảy vào trong lõi bấc một cách êm thuận. Do đặc tính này nên ngay cả khi bấc ngang được mở rộng thì khả năng thoát nước vẫn được duy trì. - Hệ số thấm của lớp vải lọc được thiết kế thấp nên kiểm soát được tốc độ chảy bên trong của bản thoát nước vì thế làm giảm sự dịch chuyển của các hạt xung quang bản thoát nước từ đó hạn chế được sự hình thành lớp màng sét trên bề mặt lớp vải lọc. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 1. Đặc tính - Đây là loại vật liệu có cường độ chịu kéo và độ dãn dài cao trong khi cố định tốc độ dịch chuyển tự do của lõi và lớp vải lọc. Do đó nó có thể biến dạng theo sự thay đổi của địa hình do lún cố kết. - Bản thoát nước không chỉ nhẹ và dễ vận chuyển mà cũng không cần một vật liệu liên kết đặc biệt nào. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT IV. ĐẶC TÍNH VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 2. Phạm vi áp dụng. - Loại đất: áp dụng cho đất sét, đất cát mịn. - Tải trọng: chịu tải trọng trên 250kN/m2 tương đương với chiều cao đắp 14m. - Ứng dụng: + Vùng đắp: thay thế cho lớp đệm cát và cọc cát. + Khu thể thao: sân golf, bề mặt sân thể thao. + Các ứng dụng khác thay khối đắp, ngăn ngừa thấm. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. - Tính toán và bố trí bấc thấm phải xuất phát từ yêu cầu đối với mức độ cố kết cần đạt được hoặc tố độ lún dự báo còn lại trước khi xây dựng công trình. - Tính toán mật độ cắm bấc theo nguyên tắc thử dần với các cự li cắm bấc khác nhau.Để không làm xáo trộn đất quá lớn, khoảng cách cắm bấc tối thiểu là 1.3m, còn để chúng đảm bảo khả năng làm việc không nên bố trí chúng xa quá 2.2m. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. - Khi có các ống thoát nước đứng, độ cố kết toàn phần trung bình là sự kết hợp ảnh hưởng sự thấm theo phương ngang (xuyên tâm) và sự thấm theo phương đứng, nó được tính theo: U=1-(1-Uh)(1-Uv) (1) Trong đó: U: Độ cố kết toàn phần trung bình. Uh: Độ cố kết theo phương pháp ngang (xuyên tâm). Uv: Độ cố kết theo phương đứng. - Ở đây sẽ đi sâu vào nghiên cứu sự cố kết theo phương ngang (hướng tâm) và đánh giá ảnh hưởng kết hợp khi cố kết theo cả hai phương. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. - Việc thiết kế các ống thoát nước PV (Prefabricated Vertical) yêu cầu cần phải dự đoán được mức độ tiêu tán của áp lực dư kẽ rỗng do hiện tượng thấm hướng tâm vào ống thoát nước đứng cũng như đánh giá được vai trò của sự thấm theo phương đứng. Giải pháp đầy đủ đầu tiên cho vấn đề thấm xuyên tâm đã được đưa ra bởi Barron, ông đã nghiên cứu lý thuyết về ống thoát nước đứng bằng cát. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. - Hệ thức mà ông đưa ra dựa trên giả thiết của Terzaghi về cố kết thấm một hướng. Đây là biểu thức được ứng dụng rộng rãi nhất trong các phân tích của Barron [2], nó cung cấp các quan hệ theo thời gian giữa các thông số: Đường kính ống thoát nước PV và khoảng cách, hệ số cố kết và độ cố kết trung bình. T= (D2/8Ch)F(n)ln(1/(1-Uh) (2) Trong đó: T: Thời gian yêu cầu để đạt được độ kết cấu trung bình Uh. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. Uh: Độ cố kết trung bình theo phương ngang. D: Đường kính hình trụ bao đất bao quanh ống thoát nước PV hình thành sau khi lắp ống (vùng ảnh hưởng thấm). Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang. F(n): Hàm số của yếu tố khoảng cách ống. BỘ MÔN ĐỊA KỸ THUẬT V. TÍNH TOÁN VÀ BỐ TRÍ BẤC THẤM 1. Tính toán. Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang. F(n): Hàm số ảnh hưởng của khoảng cách giữa các công thoát nước. D: Đường kính hình trụ ảnh hưởng của ống thoát nước. Fs: Hàm số do xáo trộn đất.