LỜI CẢM ƠN
Với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cô, đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình đã giúp tác giả đã hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trịnh Minh Thụ,
người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định hướng khoa học cho luận văn.
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến GS Nguyễn Công Mẫn là người đã
giúp đỡ tác giả trong quá trình tính toán và sử dụng phần mềm Plaxis cũng như tạo
điều kiện cho tác giả sử dụng khóa bản quyền Plaxis 3D.
Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy Lợi,
Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập
và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong Bộ môn Đê điều và bảo vệ bờ và
Trung tâm Công trình đồng bằng ven biển & Đê điều – Viện Thủy công - Viện
Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trong quá trình
học tập cũng như hoàn thiện luận văn.
Xin cảm ơn lãnh đạo Ban quản lý dự án đầu tư hạ tầng khu kinh tế Hải Phòng –
Ban quản lý khu kinh tế Hải Phòng.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, các em trong gia
đình, vợ và con gái đã động viên, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành quá trình học
tập và viết luận văn.
Hà Nội, ngày tháng năm 2013.
Tác giả
Lê Anh Đức
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 3
1.1. TÍNH CẤP THIẾT PHẢI XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ 3
1.2. TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ
BIỂN 5
1.2.1. Nhóm phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng
của nền 6
1.2.2. Nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất nền 11
1.2.3. Nhóm phương pháp nhằm truyền tải trọng công trình xuống lớp đất chịu
lực tốt hơn 15
1.2.4. Nhóm phương pháp dùng đất có cốt 17
1.2.5. Nhóm phương pháp xử lý bằng hóa lý 18
1.2.6. Nhóm phương pháp dùng thiết bị thoát nước thẳng đứng 20
1.2.7. Các yêu cầu đối với thiết kế địa kỹ thuật hiện nay 23
1.3. TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐÊ BIỂN
NAM ĐÌNH VŨ 23
1.3.1. Tổng quan dự án đê biển Nam Đình Vũ 23
1.3.2. Điều kiện địa chất công trình 25
1.3.3. Các phương án kết cấu đề xuất áp dụng. 26
1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN CHO
CÁC PA KẾT CẤU ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ 26 1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 28
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT 29
2.1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA NỀN ĐẤT YẾU 29
2.1.1. Đặc điểm và phân loại nền đất yếu 29
2.1.2. Cường độ chống cắt không thoát nước S
u
29
2.2. QUAN HỆ ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG VÀ TIÊU CHUẨN PHÁ HOẠI . 30
3.3. LỰA CHỌN MÔ HÌNH VÀ THÔNG SỐ TÍNH TOÁN 73
3.3.1. Lựa chọn mô hình đất nền 73
3.3.2. Chọn thông số cho mô hình tính 74
3.4. TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐÊ ĐẤT MÁI NGHIÊNG 78
3.4.1. Lựa chọn phiên bản phần mềm Plaxis để tính toán 78
3.4.2. Lựa chọn mặt cắt tính toán đê đất mái nghiêng 78
3.4.3. Các trường hợp tính toán đê đất mái nghiêng 79
3.4.4. Trình tự thi công đê đất mái nghiêng 79
3.4.5. Kết quả tính toán đê đất mái nghiêng – TH 1 (không xử lý nền) 79
3.4.6. Kết quả tính toán đê đất mái nghiêng – phương án chọn 84
3.4.7. Đánh giá chung về kết quả tính toán 88
3.5. TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐÊ BÊ TÔNG 89
3.5.1. Lựa chọn phiên bản phần mềm Plaxis để tính toán 89
3.5.2. Lựa chọn mặt cắt tính toán Đê bê tông 90
3.5.3. Các trường hợp tính toán đê bê tông 90
3.5.4. Kết quả tính toán đê bê tông phương án chọn 92
3.6. ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG. 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 100
1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC 100
2. NHỮNG HẠN CHẾ TỒN TẠI 101
3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO 103
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN 105
PHỤ LỤC 1 : ĐÊ BÊ TÔNG PHƯƠNG ÁN CHỌN 105
1. Mô hình bài toán 105
2. Nội lực trong cọc qua các giai đoạn đắp. 106 3. Chuyển vị của đất nền qua các giai đoạn đắp 108
PHỤ LỤC 2 : TÍNH TOÁN ĐÊ ĐẤT - TH 1 (KHÔNG XỬ LÝ NỀN) 110
Hình 2 - 1: Quan hê ứng suât – biến dạng (đàn - dẻo) 32
Hình 2 - 2: Đường bao cực hạn 33
Hình 2 - 3: Lý thuyết phá hoại Mohr – Coulomb [15] 34
Hình 2 - 4: Mô hình thí nghiệm và Sơ đồ tính toán cố kết thấm trong trường hợp bài
toán cố kết thấm 1 chiều 35
Hình 2 - 5: Xác định mômen chống trượt, gây trượt với mặt trượt trụ tròn. 41
Hình 2 - 6: Xác định góc ma sát và lực dính huy động. 45
Hình 2 - 7: Chuyển vị phần tử tam giác 53
Hình 2 - 8: Quan hệ ứng suất pháp và ứng suất cắt, giảm cường độ chống cắt 55
Hình 3 - 1: Khoan khảo sát đê đã đắp bằng phương pháp đắp lấn 59 Hình 3 - 2: Cắt dọc địa chất điển hình tuyến đê từ hố khoan M76 đến M79 60
Hình 3 - 3: Biểu đồ cường độ kháng cắt không thoát nước theo chiều sâu 63
Hình 3 - 4: Sơ đồ tuyến công trình 64
Hình 3 - 5: Kết cấu điểm hình đê bê tông 67
Hình 3 - 6: Kết cấu điển hình đê đất mái nghiêng 71
Hình 3 - 7: Quan hệ đường cong -logp. 74
Hình 3 - 8: Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục (theo Plaxis Material Models
Manual) 75
Hình 3 - 9: Đường thí nghiệm nén 3 trục tại vị trí M78. 75
Hình 3 - 10: Mô hình tính toán TH 1 (không xử lý nền) 80
Hình 3 - 11: Lưới phần tử phân tích TH 1 (không xử lý nền) 80
Hình 3 - 12: Điểm khảo sát chuyển vị TH 1 (không xử lý nền) 81
Hình 3 - 13: Chuyển vị đứng của các điểm khảo sát theo quá trình đắp (TH 1) 81
Hình 3 - 14: Chuyển vị ngang của các điểm khảo sát theo quá trình đắp( TH 1) 81
Hình 3 - 15: Hệ số ổn định M
sf
= 1,092 khi đắp tới +5,00m (TH 1) 83
Hình 3 - 16: Hình dạng mặt trượt khi đắp đến +5.0 84
Bảng 3 - 12: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại hố khoan M17. 90
Bảng 3 - 13: Thông số địa chất tại vị trí tính toán (HK M17) 92
Bảng 3 - 14: Thông số tường chắn sóng 93
Bảng 3 - 15: Thông số cọc D50, D60, cọc D80 94
Bảng 3 - 16: Kết quả chuyển vị theo các giai đoạn thi công. 95
Bảng 3 - 17: Kết quả nội lực trong cọc theo các giai đoạn thi công 96
1 PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của Hải Phòng tới năm
2020, kinh tế đối ngoại tiếp tục được xác định là lĩnh vực kinh tế động lực của thành
phố. Trong đó hoạt động đầu tư nước ngoài có vai trò đặc biệt quan trọng, là một
trong những động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của thành phố theo định
hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Để thực hiện mục tiêu này, một trong những
biện pháp quan trọng là xây dựng và phát triển khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Khu
kinh tế Đình Vũ – Cát Hải được quy hoạch bao gồm: khu Công nghiệp Nam Đình
Vũ 1, khu công nghiệp Nam Đình Vũ 2 và khu Phi Thuế Quan.
Dự án đầu tư xây dựng đê biển Nam Đình Vũ thuộc khu kinh tế Đình Vũ – Cát
Hải là dự án xây dựng đê bao lấn biển dài nhất Việt Nam hiện nay. Tổng chiều dài
toàn tuyến đê là 14.987 km. Tuyến đê biển và các công trình trên đê có nhiệm vụ
bảo vệ vùng lấn biển trực tiếp diện tích khoảng 2100 ha và hơn 3000 ha vùng bờ
biển phía trong để xây dựng khu công nghiệp tập trung của thành phố Hải Phòng.
Toàn bộ tuyến đê được xây dựng chủ yến trên nền đất yếu là bùn sét, màu xám,
xám đen, lẫn hữu cơ phân hủy, đôi chỗ kẹp lớp cát mỏng, trạng thái chảy. Một vài
đoạn ngắn xen kẹp lớp bùn sét pha (bùn cát pha), màu xám, xám đen, đôi chỗ lẫn vỏ
don hến, trạng thái chảy chảy. Hai lớp đất yếu này có chiều sâu trung bình từ 15m
đến 23 m. Mặt khác tuyến đê biển Nam Đình Vũ là tuyến đê lấn biển, chịu tác động
của sóng, bão và môi trường lớn, nền địa chất yếu, phức tạp vì vậy các phương án
- Phương pháp nghiên cứu.
+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu;
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô hình toán và các phần mềm
ứng dụng;
+ Phương pháp chuyên gia và hội thảo;
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp và đề xuất giải pháp xử lý nền hợp lý.
3 Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT PHẢI XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ
Hải Phòng là thành phố ven biển, nằm phía Đông miền Duyên hải Bắc Bộ, cách
thủ đô Hà Nội 102 km, có tổng diện tích tự nhiên là 152.318,49 ha chiếm 0.45%
diện tích tự nhiên cả nước. Hải Phòng nằm ở vị trí giao lưu thuận lợi với các tỉnh
trong nước và quốc tế thông qua hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt, đường
biển, đường sông và đường hàng không.
Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của Hải Phòng tới năm
2010, kinh tế đối ngoại tiếp tục được xác định là lĩnh vực kinh tế động lực của thành
phố. Trong đó hoạt động đầu tư nước ngoài có vai trò đặc biệt quan trọng, là một
trong những động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của thành phố theo định
hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Để thực hiện mục tiêu này, một trong những
biện pháp quan trọng là xây dựng và phát triển khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Để
đạt được mục tiêu đề ra, Hải Phòng đang nỗ lực hoàn thiện quy hoạch phát triển cơ
sở hạ tầng, phát triển các khu công nghiệp, khu kinh tế có mặt bằng sạch, an toàn
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng cao và tạo ra môi trường đầu tư ngày
càng thuận lợi tại Hải Phòng. Xây dựng khu Kinh tế Đình Vũ – Cát Hải thành một
trong những trung tâm kinh tế biển của vùng Bắc Bộ cả nước, là đầu mối giao
thương quốc tế hiện đại ở Bắc Bộ, là động lực lôi kéo, thúc đẩy Hải Phòng phát
triển, trở thành hạt nhân tạo sự chuyển biến cơ bản cho thành phố theo hướng công
lượng lao động sẽ tham gia vào hoạt động của các khu công nghiệp, khu phi thuế
quan trong khu vực Nam Đình Vũ thấy rằng việc đầu tư tuyến đê biển bảo vệ khu
vực này là cần thiết. Sau khi tuyến đê biển được đầu tư xây dựng, toàn bộ diện tích
đất sau đê sẽ được bảo vệ an toàn trước tình hình thời tiết biển khắc nghiệt, bão lũ
gia tăng, biến đổi khí hậu và nước biển dâng bất thường… Việc đầu tư xây dựng
tuyến đê biển Nam Đình Vũ giúp đẩy nhanh quá trình hình thành Trung tâm công
nghiệp thương mại trọng tâm trong Khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Bên cạnh đó,
tuyến đê biển Nam Đình Vũ sau khi được đầu tư xây dựng cùng với các tuyến đê
biển quốc gia Đồ Sơn, đê Cát Hải góp phần tăng cường năng lực phòng chống lụt
bão, đối chọi với thiên nhiên khắc nhiệt vùng ven biển Hải Phòng, thúc đẩy kinh tế
biển khu vực Hải Phòng phát triển trở thành nghành kinh tế mũi nhọn, đóng góp
chủ yếu vào mục tiêu đến năm 2020, kinh tế biển chiếm 50
55%.
5
Hình 1 - 1: Vị trí vùng dự án đê biển Nam Đình Vũ
1.2. TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ BIỂN
Bất kỳ biện pháp xử lý nền đất nào nếu làm tăng được cường độ liên kết giữa
các hạt đất và làm tăng được độ chặt của đất nền thì đều mục đích chung là tăng khả
năng chịu tải của đất nền, giảm khả năng biến dạng, giảm độ lún và tính thấm của
đất nền. Hiện nay có nhiều phương pháp cải tạo gia cố nền đất yếu nhưng nhìn
chung có thể xếp chúng vào một số nhóm phương pháp sau : (i) Nhóm phương pháp
nhằm cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng của nền (dùng đệm cát,
đệm sỏi, đệm đất, bệ phản áp…), (ii) nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất
nền (dùng cọc cát, cọc vôi, nén trước bằng tải trọng tĩnh, nén chặt đất trên mặt và
dưới sâu, làm chặt đất bằng năng lượng nổ…), (iii) nhóm phương pháp nhằm truyền
tải trọng công trình xuống lớp chịu lực tốt (móng cọc, móng trụ, giếng chìm), (iv)
nằm trên đất cứng thì có thể đắp bằng đá. [13]
7
Hình 1 - 4: Lớp đệm cát giữa mỏng, 2 bên dày
Phương pháp này thích hợp được sử dụng trong các điều kiện sau:
- Chiều cao nền đất đắp từ (6,09,0) mét và lớp đất yếu không quá dày
- Có nguồn khai thác cát ở gần và dễ vận chuyển
Nếu chiều dày lớp đất yếu lớn thì khối lượng đào đất hoặc nạo vét chuyển đi sẽ
tăng lên. Còn khi nước ngầm có áp lực xuất hiện thì cát trong lớp đệm có khả năng
di động, đồng thời gây ra độ lún phụ thêm dưới móng công trình. Lớp đệm cát được
thi công sau khi đã đào bỏ một phần lớp đất yếu.
Chiều dày của lớp đệm cát trong trường hợp trên phụ thuộc vào ứng suất của
nền đất đắp tác dụng lên trên mặt lớp cát. Cát làm đệm được thi công trải ra thành
từng lớp, chiều dày của mỗi lớp phụ thuộc vào thiết bị đầm nén.
Cát để dùng làm lớp đệm tốt nhất là dùng các hạt lớn và các hạt vừa, không lẫn
đất bụi. Với một số nền không quan trọng lắm và không có mực nước ngầm ở cao
thì có thể sử dụng đệm cát đen để hạ giá thành.
Cát sau khi đầm nén xong phải kiểm tra độ chặt tại hiện trường bằng phao
Kôvalep, phương pháp cân trong nước hoặc phương pháp xuyên.
b. Ưu nhược điểm của phương pháp
Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát đóng
vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng đó các
lớp đất yếu bên dưới. Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự
phân bộ lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm móng.
Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể tiếp
nhận được. Làm tăng khả năng ổn định của công trình, kể cả khi có tải trọng ngang
tác dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt. Tăng nhanh
khác dựa vào giả thiết mặt trượt của đất nền có dạng hình trụ tròn. Cũng có tác giả
tính toán dựa theo lý luận cân bằng giới hạn để xác định mặt trượt và suy ra trạng
9 thái giới hạn của đất nền. Để đơn giản hơn trong tính toán, một số tác giả dựa vào
điều kiện khống chế ứng suất ngang để quyết định kích thước của bệ phản áp.
Với các công trình nền đường, nền đất đắp,… phương pháp tính toán kích thước
bệ phản áp dựa vào sự phát triển của vùng biến dạng dẻo được áp dụng nhiều hơn.
Tăng chiều rộng của bệ phản áp, hệ số an toàn sẽ tăng lên.
Theo kinh nghiệm của Trung Quốc thì:
- Chiều cao bệ phản áp H
pa
> 1/3 lần chiều cao nền đường H
nđ
- Bề rộng của bệ phản áp L
pa
= (2/33/4) lần chiều dài truồi đất
Theo toán đồ của Pilit thì:
- Chiều cao bệ phản áp H
pa
= (4050)% chiều cao nền đường H
nđ
- Bề rộng của bệ phản áp L
pa
= (23) lần chiều dày lớp đất yếu D.
(1) Bệ phản áp làm tăng độ chôn sâu của nền đường hay công trình đất đắp,
được áp dụng khi nền đường hay công trình đất đắp có dạng hình thang.
trượt trụ tròn. Chiều cao trung bình bệ phản áp lấy từ (1,52,0)mét. Độ chặt đất đắp
nên đạt K 0,9 (đầm nén tiêu chuẩn).
Hình 1 - 7: Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum- Hàn Quốc
b. Ưu nhược điểm của phương pháp
Bệ phản áp là một trong những phương pháp hiệu quả khi xây dựng các nền
đường, đê, đập khi có điều kiện về không gian đất sử dụng. Bệ phản áp còn có tác
dụng phòng lũ chống sóng, chống thấm trên vùng đất yếu. So với việc làm thoải
mái taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất bằng nhau sẽ có lợi hơn vì tăng
được mômen của các lực chống trược do tải trọng tập trung ở chân mái taluy.
Phương pháp này thi công đơn giản, nhanh gọn, tận dụng được nguồn quỹ đất khai
thác ngay tại địa phương.
Tuy nhiên muốn phương pháp này phát huy được hiệu quả thì diện tích chiếm
đất của nó phải rất lớn, thể tích khối đắp lớn. Do đó nó không phù hợp với những
11 khu vực thi công phải vận chuyển đất đắp từ nới khác đến. Giải pháp này không làm
giảm được thời gian lún cố kết mà còn làm tăng thêm độ lún của công trình do tăng
thêm tải trọng do bệ phản áp ở hai bên đường.
Vì vậy giải pháp này chỉ thích hợp nếu vật liệu đắp rẻ tiền, khai thác được vật
liệu tại chỗ. Tầng đất yếu có chiều dày không lớn lắm và khối đắp cao trung bình và
phạm vi đắp đất không hạn chế.
1.2.2. Nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất nền
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa nước, tính nén lớn hoặc
đất có kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định dưới tác dụng của tải trọng. Để xây
dựng công trình trên nền đất này cần xử lý bằng cọc cát, cọc vôi hoặc nén trước
bằng tải trọng tĩnh, nén chặt đất trên mặt và dưới sâu, làm chặt đất bằng năng lượng
nổ…
1.2.2.1. Phương pháp cọc cát
2
. Đồng thời khi vôi được tôi nhiệt độ lên tới 120160
0
C
làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi, đất giảm độ ẩm và nén chặt nhanh. [12]
1.2.2.3. Phương pháp cọc đất - vôi
Trộn tại chỗ đất với vôi sống bằng máy khoan trộn chuyên dụng. Vôi bột tác
dụng với nước lỗ rỗng trong đất tạo nên liên kết ximăng và silicat hóa. Các liên kết
đó gắn kết các hạt khoáng chất trong đất lại và làm cho đất trở nên cứng hơn. Cần
chú ý kiểm tra lượng vôi đưa vào và kiểm định các đặc trưng cơ học của cột. Sau
khi thi công sẽ được các cột có đường kính nhất định, cải thiện được độ ổn định và
giảm nhỏ độ lún, tăng sức chịu tải của nền 34 lần. Kỹ thuật này ít phổ biến khi xử
lý trên diện rộng và yêu cầu phải có đơn vị thi công chuyên nghiệp. [12]
1.2.2.4. Phương pháp trụ đất xi măng
Trụ đất xi măng là trụ tròn bằng hỗn hợp đất - xi măng, hay đất - vữa xi măng
được chế tạo bằng cách trộn cơ học xi măng hoặc vữa xi măng với đất tại chỗ. Quá
trình trộn có thể là trộn khô hoặc trộn ướt. Trộn khô là quá trình xáo tơi đất bằng cơ
học tại hiện trường và trộn bột xi măng khô với đất, có hoặc không có phụ gia. Trộn
ướt là quá trình xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trường và trộn vữa xi măng gồm
nước, xi măng, có hoặc không có phụ gia với đất. Khi gia cố trụ, hiện tượng nổi trội
chính là sự phân bố lại ứng suất trong hệ thống trụ-đất theo thời gian. Ngay khi tác
động, tải trọng được chịu bởi áp lực nước lỗ rỗng dư. Trụ tăng độ cứng theo thời
13 gian sẽ chịu dần tải trọng, giảm bớt tải trọng lên đất. Hệ quả là áp lực nước lỗ rỗng
dư trong đất yếu giảm nhanh. Phân bố lại ứng suất là nguyên nhân chính để giảm độ
lún và tăng tốc độ lún. [12]
Công nghệ Jet grouting: là công nghệ trộn ximăng với đất tại chỗ dưới sâu.
Trước tiên đưa cần khoan đến đáy cọc dự kiến thì dừng lại và bắt đầu vữa bơm vữa
giá thành tương đối cao. [12]
1.2.2.6. Phương pháp gia cố bằng năng lượng nổ
Dùng năng lượng nổ để gia cố nền đất yếu là một phương pháp được Viện Thiết
kế Bộ Giao thông Vận tải đưa vào sử dụng bắt đầu từ những năm chống chiến tranh
phá hoại của giặc Mỹ.
Nội dung của phương pháp này như sau: trong phạm vi bề mặt và chiều dày của
lớp đất yếu cần được gia cố sẽ bố trí các quả mìn dài theo mạng lưới tam giác đều.
Những giếng được năng lượng nổ tạo thành sẽ nén đất ra xung quanh. Kích thước
và khoảng cách giếng phải được tính toán đủ đảm bảo nén đất đến độ chặt cần thiết.
Sức chịu tải của nền yếu tăng lên đơn thuần nhờ sức nổ ép làm cho các hạt đất sắp
xếp lại, sít vào nhau hơn và cũng có thể do tác dụng của quá trình cố kết thấm của
các giếng cát lấp các giếng nổ. [12]
1.2.2.7. Phương pháp nén trước bằng tải trọng tĩnh
Đối với nền đất dưới công trình có tính nén lớn và biến dạng không đồng đều
như sét, sét pha cát ở trạng thái chảy hoặc cát nhỏ, cát nhỏ ở trạng thái bão hòa
nước, muốn nén chặt nó yêu cầu phải có tải trọng tác dụng thường xuyên trong thời
gian dài thì mới có hiệu quả. Trong nhiều trường hợp, nếu độ lớn dự tính rất lớn,
15 vượt quá những chỉ dẫn cho phép trong quy phạm, để đảm bảo cho công trình có thể
sử dụng được ngay sau khi thi công thì một trong những biện pháp hay dùng là nén
trước bằng tải trọng tĩnh.
Tác dụng của biện pháp này là làm cho nền đất được nén chặt một phần, độ ẩm
và biến dạng của đất giảm đi và khả năng chịu lực của đất nền tăng lên. [12]
1.2.3. Nhóm phương pháp nhằm truyền tải trọng công trình xuống lớp đất chịu
lực tốt hơn
Khi dưới lớp đất yếu là lớp chịu lực thì có thể dùng móng cọc. Nhiệm vụ chủ
yếu của móng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đất ở dưới mũi cọc
và ra các lớp đất xung quanh cọc.
Cọc bê tông cốt thép là loại cọc dùng phổ biến trong việc xây dựng các công
trình trên nền đất yếu. Loại cọc này có khả năng tiếp thu được tải trọng lớn từ công
trình, mỗi cọc có thể chịu được tải trọng 250300 tấn. Cọc thường được cấu tạo tiết
diện tròn, vuông, tam giác hoặc đa giác. Để tăng tính kinh tế, giảm bớt lượng xi
măng, thép và dễ dàng hơn trong vận chuyển, thay vì cọc đặc như trước đây người
ta thường chế tạo những cọc rỗng. Với những cọc có chiều dài lớn người ta thường
dùng loại cọc bê tông cốt thép ứng lực trước để tăng cường khả năng chịu lực của
cọc.
Hình 1 - 12: Đê biển New Orleans surge – Mỹ (cọc BTLT DƯL D1500)
1.2.3.2. Cọc nhồi
Cọc nhồi là loại cọc được chế tạo hạ xuống đất ngay tại chỗ bằng cách khoan
đào sẵn trong đất những lỗ cọc, đặt cốt thép sau đó đổ bê tông nhồi đầy lỗ cọc. Để
cho lỗ cọc không bị sụt nở, người ta thường dùng ống vách bằng thép kết hợp với
Copyright: Tài liệu đại học ©