BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH
---oOo---
BÀI GIẢNG MÔN HỌC
CHUYÊN ĐỀ XỬ LÝ NỀN MÓNG
30 tiết
Biên soạn : TS. Tô Văn Lận
1
Năm 2007
MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO :.................................................................................................................................4
CHƯƠNG 1 ....................................................................................................................................................................4
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU......................................................................................................4
1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU..........................................................................................................5
1.1.1 Về đònh tính........................................................................................................................................5
1.1.2 Về đònh lượng....................................................................................................................................5
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU........................................................................6
1.2.1 Đất sét yếu.......................................................................................................................................6
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét................................................................................................6
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét...............................................................7
1.2.1.3 Các đặc điểm khác của đất sét yếu......................................................................................9
1.2.2 Đất cát yếu.....................................................................................................................................10
1.2.3 Bùn, than bùn và đất than bùn...................................................................................................10
1.2.4 Đất đắp.............................................................................................................................................11
1.3 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU..................................12
1.3.1 Giải pháp kết cấu.........................................................................................................................12
1.3.2 Các biện pháp xử lý nền..........................................................................................................12
1.3.3 Các giải pháp về móng..............................................................................................................12
CHƯƠNG 2...................................................................................................................................................................13
BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU..........13
2.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU......................................................................................................13
3.4.4 Biện pháp thi công.........................................................................................................................40
3.5 GIẾNG CÁT.........................................................................................................................................41
3.5.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.................................................................................................41
2
3.5.2 Tính toán và thiết kế giếng cát.................................................................................................41
3.5.3 Thi công giếng cát.........................................................................................................................44
3.6 GIA CỐ NỀN BẰNG BẤC THẤM.............................................................................................44
3.6.1 Phạm vi áp dụng..............................................................................................................................44
3.6.2 Mô tả về công nghệ....................................................................................................................44
3.6.3 Ứng dụng trong thực tế.................................................................................................................45
3.7 GIA CỐ NỀN BẰNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT..........................................................................46
3.7.1 Gia cố nền đường................................................................................................................................46
3.7.2 Gia cố tường chắn đất.........................................................................................................................47
CHƯƠNG 4...................................................................................................................................................................49
NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ MỘT SỐ LOẠI MÓNG CỌC...........................................................49
4.1 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI.....................................................................................49
4.1.1 Đặc điểm phạm vi áp dụng..........................................................................................................49
4.1.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi....................................................................................................50
4.1.3 Thi công móng cọc khoan nhồi....................................................................................................58
4.1.4 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi............................................................................................68
4.1.5 Các sự cố thường gặp và cách xử lý...................................................................................75
4.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC BARET....................................................................................................76
4.2.1 Khái niệm........................................................................................................................................76
4.2.2 Khảo sát đòa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét..............................................77
4.2.3 Sức chòu tải của cọc baret............................................................................................................78
4.2.4 Thiết kế cọc baret...........................................................................................................................80
4.2.5 Thiết kế đài cọc............................................................................................................................83
4.2.6 Thi công cọc baret............................................................................................................................85
4.3 TƯỜNG TRONG ĐẤT (TƯỜNG CỪ - TƯỜNG CỌC BẢN)............................................................88
4.3.1 Khái niệm........................................................................................................................................88
kỹ thuật, Hà Nội, 2003.
3. TCXD 45 : 1978, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
4. TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
5. TCXDVN 326 : 2004, Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và
nghiệm thu.
6. TCVN 4419-1987, Khảo sát cho xây dựng.
Chương 1
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU
4
1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU.
Về đất yếu hiện nay có hai quan điểm dựa vào đònh tính và đònh
lượng :
1.1.1 Về đònh tính.
Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải
trọng của công trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập…
Khái niệm này nói chung không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
1.1.2 Về đònh lượng.
Đất yếu là loại đất có sức chòu tải kém, dễ bò phá hoại, biến dạng dưới
tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ
thể.
Khái niệm này được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
+ Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
- Dung trọng : γ
W
≤ 1,7T/m
3
.
- Hệ số rỗng : e ≥ 1.
- Độ ẩm : W ≥ 40%.
- Độ bão hòa : G ≥ 0,8.
n
h
r
n
e
W
V
V
G
γ
γ
=
=
Khi G = 1 gọi là đất bão hòa, nước chiếm toàn bộ lỗ rỗng trong đất.
+ Dựa vào các chỉ tiêu cơ học :
- Modun biến dạng : E
0
≤ 50 kG/cm
2
.
- Hệ số nén : a ≥ 0,01 cm
2
/kG.
5
- Góc ma sát trong : ϕ ≤ 10
0
.
- Lực dính (đối với đất dính): c ≤ 0,1 kG/cm
2
1
, p
2
. Từ công thức cho thấy khi a càng nhỏ thì đất càng chặt hơn
hay hệ số rỗng thay đổi ít.
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU.
Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp những loại đất yếu sau
đây : đất sét yếu; đất cát yếu; bùn; than bùn và đất than bùn và đất đắp.
1.2.1 Đất sét yếu.
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét.
Trong đất sét gồm có 2 thành phần :
- Phần phân tán thô (gọi là những hạt sét) có kích thước > 0,002mm.
Chủ yếu có các khoáng chất nguồn gốc lục đòa như thạch anh, fenspat,…
- Phần phân tán mòn (gọi là khoáng chất sét) bao gồm những hạt có
kích thước rất bé (2 – 0,1µm) và keo (0,1 – 0,001µm). Những khoáng chất
này quyết đònh tính chất cơ lý của đất sét. Các khoáng chất sét thường gặp
nhất là 3 nhóm điển hình : kaolinit
(1)
, mônmôrilônit
(2)
và ilit :
+ Kaolinit :
Công thức hóa học là Al
2
O
3
.2SiO
2
.2H
2
Đại biểu của nhóm ilit là hrômica, có công thức là K,Al
2
[Al,Si
3
O
10
]
(OH)
2
được tạo thành từ nhiều điều kiện khác nhau nhưng chủ yếu là trong
môi trường kiềm. Loại này không có khả năng trương nở hoặc trương nở rất
ít.
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét.
Trong tự nhiên, đất loại sét luôn tồn tại 3 dạng liên kết cấu trúc, đó là :
dạng chảy, dạng dẻo và dạng cứng (hình 1.1). Người ta chia thành hai loại :
- Liên kết mềm : lực liên kết chủ yếu là lực liên kết phân tử, từ tính.
Liên kết này mềm dẻo và có thể hồi phục sau khi bò phá hoại (liên kết thuận
nghòch).
- Liên kết cứng : lực liên kết chủ yếu là liên kết ion, đồng hóa trò. Liên
kết này cứng, giòn, không hồi phục được khi bò phá hoại bằng cơ học (liên
kết thuận nghòch).
Về lực dính của đất sét, một số nhà khoa học đã kiến nghò chia lực
dính tổng cộng thành hai thành phần : lực dính mềm và lực dính cứng (lực
dính cấu trúc)
(3)
: và
C
W
= ∑
W
- c
cb
(1.2)
(
3)
Maxlôp là người đề xuất việc chia lực dính làm 2 thành phần vào năm 1933 – 1935, được viết
thành sách vào năm 1941. Tiếp theo Ivanôp cũng đề xuất vào năm 1936. Denhixôp đề xuất vào
năm 1947, với c = c
n
+ c
y
. Hvorlev đề xuất năm 1956, chia làm 2 thành phần : c = c
c
+ c
r
..
7
Trong đó :
c
nd
: lực dính theo kết quá cắt mẫu nguyên dạng.
c
cb
: lực dính theo kết quá cắt mẫu chế bò.
Theo Maxlôp thì lực dính cứng chỉ tồn tại ở đất nguyên dạng cứng.
C
c
.
.
giản, trên cùng 1 mẫu và cho kết quả khá chính xác.
Từ những kết quả này, các tác giả kiến nghò rằng với những công
trình có quy mô nhỏ, tạm thời, thành phần lực dính có thể lấy toàn bộ (c
W
),
nhưng đối với công trình vónh cửu, có quy mô lớn thì chỉ nên lấy thành
phần lực dính cứng c
c
mà thôi.
Bảng 1.1 giới thiệu các thành phần của lực dính để tham khảo.
Bảng 1.1 : Cơ cấu thành phần của lực dính đất loại sét.
Cấu trúc của đất Độ sệt B
Mức độ thể hiện của các thành phần lực dính
8
c
c
= %c
W
∑
W
= %c
W
B < 0 80 20
0 – 0,25 70 30
0,25 – 0,5 50 50
0,50 – 0,75 20 80
0,75 – 1,00 10 90
> 1,0 0 100
Nhân tạo
B < 0 70 30
- Biến dạng dư, chỉ gồm biến dạng cấu trúc.
Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc
và biến dạng các màng hấp phụ của nước liên kết gây nên. Các loại biến
dạng chủ yếu của đất sét yếu là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc
hấp phụ.
Tính chất lưu biến :
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính dão (từ biến)
(1)
và có khả năng thay đổi độ bền khi tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này
gọi là tính chất lưu biến.
Hiện tượng dão trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước tự do
khi nén chặt. Do vậy hiện tượng này liên quan với sự thay đổi mật độ kết cấu
của đất do kết quả chuyển dòch, các hạt và các khối lên nhau, cũng như
những thay đổi trong sự đònh hướng của các hạt và các khối đó với phương
tác dụng của tải trọng.
1.2.2 Đất cát yếu.
Cát được hình thành tạo ở biển hoặc vũng, vònh. Về thành phần khoáng
vật, cát chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt có
kích thước 0,05 – 2mm.
Cát được coi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mòn trở xuống, đồng thời
có kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bò nén chặt và hóa lỏng
đáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chòu
tác dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát
chảy.
Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bò nén chặt nhanh, có độ thấm
nước rất lớn. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì
chúng trở thành cát chảy, hiện tượng này đôi khi rất nguy hiểm cho công
trình và cho công tác thi công.
Cần lưu ý 2 hiện tượng nguy hiểm đối với cát yếu :
- Biến loãng.
than bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15-20cm, mà phải từ 40-
50cm.
Khi xây dựng ở những vùng đất than bùn, cần áp dụng các biện pháp :
làm đai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền
cọc, đào hoặc thay một phần than bùn.
1.2.4 Đất đắp.
Loại đất này được tạo nên do tác động của con người. Đặc điểm của
đất đắp là phân bố đứt đoạn và có thành phần không thuần nhất.
Theo thành phần có thể chia thành 4 loại sau :
- Đất gồm hỗn hợp các chất thải của sản xuất công nghiệp và
xây dựng.
- Đất hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt.
- Đất của các nền đắp trên cạn và khu đắp dưới nước (để tạo
bãi).
- Đất thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoáng sản.
(
2)
Theo QP của Liên Xô cũ : than bùn chứa trên 60% di tích thực vật, còn đất than bùn chứa 10 -
60% di tích thực vật.
11
Nhìn chung, các loại đất đắp hầu hết đều phải có biện pháp xử lý trước
khi xây dựng.
1.3 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU.
1.3.1 Giải pháp kết cấu.
Bao gồm các biện pháp sau :
- Chọn kiểu kết cấu ít nhạy lún, làm khe lún, làm giằng BTCT; dự trữ
độ cao bằng độ lún dự kiến của công trình.
- Lựa chọn độ sâu chôn móng và kích thước móng hợp lý, sử dụng vật
liệu, các lớp cách nước ngăn ngừa nước dâng mao dẫn theo các khe hở trong
đất.
với dàn hoặc dầm ngang…
Các công trình thuộc loại này có thể bò uốn cong cùng cấp với khả
năng biến dạng của đất nền, do đó không gây nên những nội lực phụ trong
kết cấu và không ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình. Đặc điểm của loại
kết cấu này là có tính nhạy lún kém khi nền đất biến dạng không đều.
2.1.3 Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn.
Đó là các khung siêu tónh trên các móng đơn, dầm liên nhiều nhòp,
vòm không khớp… Các công trình thuộc loại này thường hay gặp trong thực
tế.
Khi nền đất có biến dạng không đều, đồng thời dưới đế móng có sự
phân bố lại ứng suất tiếp xúc thì trong kết cấu móng và kết cấu chòu lực sẽ
xuất hiện nội lực phụ cục bộ. Nếu kết cấu không có khả năng tiếp thu nội lực
13
phụ thì ở các tiết diện yếu sẽ có vết nứt. những tiết diện này, độ cứng của
kết cấu giảm đáng kể. Đặc điểm của loại kết cấu này là có tính nhạy lún lớn
do đó cần có những biện pháp xử lý thích hợp.
Dưới đây là những biện pháp làm giảm độ lún không đều của đất nền
thường được áp dụng trong thực tế :
Cắt công trình bằng khe lún : sẽ được trình bày trong phần II dưới đây.
Thay đổi kích thước, dộ sâu chôn móng : Sử dụng khi nền đất có chiều
dày các lớp khác nhau, không đồng nhất. Biện pháp này nhằm mục đích làm
cho chiều dày vùng chòu nén của lớp đất dưới đế móng như nhau. Có thể
thiết kế đáy móng có chiều rộng thay đổi làm cho biểu đồ phân bố ứng suất
dưới đáy móng có giá trò khác nhau tại các điểm dưới đế móng.
Sử dụng các loại móng hợp lý : Dùng móng băng, móng băng giao
thoa, móng bè, móng cọc… tùy theo tình hình thực tế của công trình. Nếu
chiều dày lớp đất yếu không lớn lắm có thể dùng lớp đệm cát hoặc đệm các
vật liệu khác để thay thế. Khi chiều dày lớp đất yếu là lớn, để giảm bớt độ
lún và khả năng lún không đều, có thể xử lý bằng móng cọc hay các phương
pháp gia cố nhân tạo như cọc cát, giếng cát…
KHE LÚN
LỚP ĐẤT TỐT
KHE LÚN
KHE LÚN
Hình 2.4 Bố trí khe lún.
Chiều rộng khe lún tùy thuộc vào tính chất biến dạng của công trình và
sự phân bố lớp đất yếu dưới đế móng.
Chiều rộng tối thiểu của khe lún có thể tính theo công thức sau đây :
δ = K.h(tgθ
p
- tgθ
tr
) (2.1)
Trong đó :
h : khoảng cách từ đế móng đến độ cao mà ở đó xác đònh khe hở.
tgθ
p
: độ nghiêng cúa móng công trình phần bên phải.
tgθ
tr
: độ nghiêng cúa móng công trình phần bên trái. Nếu các
phần công trình nghiêng vào nhau thì tgθ
tr
lấy trò âm.
K : hệ số kể đến tính không đồng nhất của đất nền, k = 1,3 – 1,5.
Trong nhiều trường hợp, khe lún được kết hợp với khe co dãn. Tuy vậy,
khe lún cũng gây nhiều khó khăn phức tạp trong xây dựng và sử dụng, tốn
kém thêm tường, móng ngang, vì vậy chỉ làm khe lún khi thật cần thiết :
- Khi đất nền có tính nén lún lớn.
- Khi công trình có hình dạng phức tạp, tải trọng, chiều cao tầng
a. Cơ sở tính toán :
Giả thiết cơ bản của PP này là tường dọc của nhà được xem như 1 dầm
đặt trên nền đất có độ cứng thay đổi. Tính nén không đều của nền đất được
đặc trưng bằng sự thay đổi trò số modun biến dạng E
0
của đất tại các điểm
dọc theo chiều dài của nhà.
b. Nội lực trong giằng có thể tính toán đơn giản như sau :
- Moment uốn lớn nhất :
( )
( )
216
qL1
M
1
2
1
max
+α
−α
=
(2.2)
- Lực cắt lớn nhất :
( )
22,5
1
1
max
1
+
- Độ võng tuyệt đối lớn nhất :
( )
EJ
qL
Y
25760
133
1
4
max
1
+
−
=
α
α
(2.5)
- Độ võng tương đối lớn nhất :
L
y
f
max
0
=
(2.9)
Trong đó :
M
max
:
moment uốn lớn nhất tính theo công thức 2.2.
R
ct
:
giới hạn chảy của cốt thép.
H
0
: chiều cao tính toán của tường nhà; H
0
= (0,8 - 0,9)H.
ng suất tiếp trong khối tường xây do lực cắt gây nên :
n
max
F
Q
=
τ
(2.10)
Trong đó F
n
: diện tích tiết diện nguyên của móng và các giằng giữa
các tầng nhà của khối xây.
F
q
q
m
a
x
q
m
a
x
b)
q
m
i
n
q
c)
2
p
p
Hình 2.5 Các dạng biểu đồ ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng : a) khi tường nhà bò uốn cong
lên, b) khi tường nhà bò uốn cong xuống, c) biểu đồ ứng suất tiếp xúc tính toán trong trường
hợp a.
Trò ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng và diện tích cốt thép cần thiết F
ct
trong trường hợp 2.5a có thể tính như sau :
hệ số vượt tải.
y
max
: độ võng lớn nhất.
)(max
2
SL
)n1(y
α
Φ
∆
−=
(2.14)
n : hệ số, phụ thuộc vào thời gian cứng của vữa, tốc độ xây dựng và tốc
độ tăng độ lún theo thời gian, có thể lấy bằng 0,25 – 0,75, đối với khối xây
gạch bằng vữa hỗn hợp, lấy n = 0,50 – 0,75, với nhà panen lớn dùng vữa xi
măng, lấy n = 0,25 – 0.50.
∆S : độ không đồng đều tương đối của biến dạng nền.
L5,0
SS
S
minmax
−
=∆
(2.15)
S
mac
, S
min
: độ chênh của biến dạng nền, xác đònh theo tính toán độ lún;
1
EE
ϕ+
=
(2.16)
E : modun đàn hồi của khối xây.
ϕ
t
: đặc trưng từ biến, xác đònh bằng thực nghiệm hoặc có thể lấy gần
đúng bằng cách căn cứ vào kết cấu của tường, theo bảng 2.3.
H
L
=α
(2.17)
Bảng 2.3 : Trò số gần đúng của đặc trưng từ biến ϕ
t
Kết cấu tường ϕ
t
Tường panen lớn
Tường khối lớn
Tường gạch, đá vụn
2-3
3-4
4-5
H : chiều cao của tường nhà xác đònh như sau :
- Nếu tường có khả năng bò uốn cong lên theo chiều dọc thì lấy H từ
đáy móng đến giằng trên cùng.
- Nếu tường có bò uốn cong xuống thì lấy H từ mái hắt đến giằng dưới
cùng.
m
Các loại giằng tường và giằng móng trong thực tế thường được thiết kế
theo sơ đồ trong hình 2.6 và 2.7 dưới đây.
>
1
5
0
a)
>
7
5
b)
>
1
5
0
c) d)
3
0
-
4
0
Hình 2.6 Bố trí cốt thép trong giằng tường : a,b,c)
Giằng BTCT, d) giằng cốt thép
1
2
Hình 2.7 Bố trí cốt thép trong giằng móng : 1)
giằng BTCT; 2) giằng cốt thép
Sau khi tính toán diện tích cốt thép cần kiểm tra lại điều kiện :
p ≤ b(σ
o
gian, người ta còn bố trí các gối tựa cứng bằng bê tông cốt thép.
nhiều nước, người ta đã thiết kế những gối tựa cứng giống như những
móng hộp lớn bao gồm bản đáy, bản trên và các vách ngăn liên kết cứng với
các tường ngăn và tường biên. Ngoài ra còn kết hợp với việc bố trí thêm các
loại cốt thép xiên, cốt thép dọc có sức chòu kéo cao trong các tường vách
ngăn, bản đáy, bản trên của móng. Bố trí thêm các cốt thép phụ ở các lỗ cửa
sổ, cửa đi…
21
Biện pháp cấu tạo gối tựa cứng dưới nhà và công trình là một phương
hướng tiến bộ để xử lý đối với nền đất yếu và đã được áp dụng ở nhiều nước.
Đây là biện pháp có hiệu quả đối với nhà và công trình cao tầng.
2.5 CHỌN LOẠI MÓNG VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG.
2.5.1 Chọn loại móng.
Đối với nền đất yếu, việc chọn loại móng có ý nghóa quan trọng cả về
kỹ thuật và kinh tế. Chọn loại móng căn cứ vào những đặc điểm sau đây :
- Hình thức kết cấu của công trình, tính chất truyền tải trọng.
- Sơ đồ bố trí các công trình ngầm (tầng hầm, ống dẫn…).
- Tình hình đòa chất khu vực xây dựng.
- Điều kiện XD móng (phương tiện thi công, thời gian XD…).
2.5.2 Chọn chiều sâu chôn móng.
Việc lựa chọn độ sâu chôn móng phụ thuộc vào các yếu tố sau đây :
a. Điều kiện đòa chất công trình, đòa chất thủy văn khu vực xây
dựng.
Điều kiện đòa chất và đòa chất thủy văn khu vực xây dựng công
trình là yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến việc lựa chọn độ sâu chôn móng;
trong đó vò trí của lớp đất chòu lực là điều kiện quan trọng nhất. Tùy thuộc
vào các sơ đồ phổ biến trong thực tế để lựa chọn độ sâu chôn móng và các
loại móng cho phù hợp.
Về điều kiện thủy văn của khu vực xây dựng cần phải được xem xét
thận trọng về biên độ dao động của mực nước ngầm, dòng chảy ngầm có thể
phù hợp.
23
Chương 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN
3.1 ĐỆM CÁT.
3.1.1 Phạm vi áp dụng.
Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như
sét nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày
không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay
thế bằng lớp cát có khả năng chòu lực lớn hơn.
Đệm cát có các tác dụng sau đây :
- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chòu lực tiếp thu tải trọng công
trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chòu tải của đất nền.
- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự
phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm
cát.
- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chòu tải
của nền và rút ngắn quá trình lún.
Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường
hợp sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện
tượng hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động.
Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát :
- Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có
chiều dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.
- Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn
kém và đệm cát không ổn đònh.
Kích thước đệm cát được xác đònh bằng tính toán nhằm thoả mãn 2
điều kiện : ổn đònh về cường độ và đảm bảo độ lún của công trình sau khi có
đệm cát nằm trong giới hạn cho phép.
o
: hệ số phụ thuộc vào m = 2z/b và n = l/b, được tra bảng.
σ
o
tc
: ứng suất tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng xác đònh như sau :
a. Trường hợp móng chòu tải trọng đúng tâm :
σ
o
tc
=
F
N
.h
tc
o
Mtb
∑
+
γ
(3.3)
b. Trường hợp móng chòu tải trọng lệch tâm :
σ
o
tc
=
2
tc
min
tc
F : diện tích đáy móng;
W : moment chống uốn của tiết diện đáy móng;
γ
tb
: dung trọng trung bình của móng và đất đắp lên móng.
h
Đ
h
M
bĐ
b
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán đệm cát.
Cướng độ tính toán tại mặt lớp đất yếu, dưới đáy lớp đệm cát xác đònh
theo công thức :
R
đy
=
tc
21
K
mm
(Ab
y
γ
II
+ BH
y
γ’
II
+ Dc
tc
=γh
M
R
đy
σ
1
σ
2
Copyright: Tài liệu đại học ©