Chương 1 1. Tổng quan về nền đất yếu 1. Khái niệm về đất yếu và các tính chất của đất yếu Có nhiều quan niệm khác nhau về đất yếu, nhìn từ góc độ xây dựng, nếu sức chịu ải của nên đất không đáp ứng được yêu cầu của ải trong, phải xử lý mối cỏ thể thi công và vận hành công tình bình thường thì gi là đắt yếu. ‘Theo tiêu chuẩn 22TCN 26; 000, [3] va tiêu chuẩn TCVN 9355-2013, [1] đất yếu là đất ở trạng thải tự nhiên, độ âm của đất gin bing hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét: e>1,5; đắt pha sét: e>1), lực dinh C theo thí nghiệm.
cắt nhanh không thoát nước nhỏ hơn 0,15 daN/em (tương đương kGlem*), góc nội ma sát @<10), hoặc lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường Cu<0,35 daN/emẺ, cô sức chống mỗi xuyên theo kết quả xuyên tinh q, <0,LMPa, có chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT là N <5 “Theo quan điểm xây dựng của một số nước, [7] đắt yếu được xác định theo tiêu chuẩn về sức kháng cắt không thoát nước S„vả hệ số xuyên tiêu chuẩn N như. - Đắt rất yếu: 8,512,5 kPa hoặc N <2; - Đất yếu: S, <25 kPa hoặc N <4. Nhìn chung các loại đất yêu thường có những đặc điểm sau: it sét có lẫn hữu cơ hoặc nhiễu hoặc ít; - Hàm lượng nước cao và trọng lượng đơn vị thể tích nhỏ: ~ Tính thắm nước rt nhỏ; - Cường độ chẳng cắt nhỏ va tính nén lún cao. `Với những đặc tinh nêu trên, nếu không có các biện pháp xử lý phủ hợp thì việc xây dựng công trình trên đất yếu sẽ rất khó khăn hoặc không thể đảm bảo an toàn công trình.
Các loại đắt yếu thường gặp “Theo [6], một số loại đất yêu thường gặp như: ~ Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc pha sét, ở trạng thái bão hỏa nước, có cường độ thấp; - Đất bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hat rit min. Ở trang thái bão hòa nước, hệ số rỗng rit lớn, rất yếu về mặt chịu lực; - Đất than bùa: La loại đất yéu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết ‘qua phân hủy các chất hữu cơ cóở các dim lầy (him lượng hữu cơ tir 20~ 80%); - Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cầu hạt rời rac, có thé bị nén chặt hoặc, pha loãng ding ké, Loại đắt này khi chịu ti trọng động thì chuyển sang trang thái chay gọi là cát chảy: ~ Dit bazan: Là loại đất yếu có độ rỗng lớn, khối lượng riêng khô bé, khả năng thắm nước cao, dễ bị lin sụt 1. Những vấn đề kỹ thuật khi xây dựng công trình trên đất yéu Chỉ phí xử lý nền móng khi xây dựng công trình trên nên đất yêu thường chiếm một tỷ trong lớn trong toàn bộ giá thành xây dựng công nh. Bài toán cin đặt ra để giải quyết khi xây dựng công trình trên nền đắt yêu là - Độ lần cuối cũng và chênh lệch kin: Độ lún cuối cảng cổ giá tị lớn và kéo cài, nhưng chênh lệch lún giữa các bộ phận của kết cầu mới là vin đề quan trọng Nhĩ trường hợp do cỉ lệch lún đĩ lâm phá hủy kết iu, gây nút, vỡ.
- Ôn định tổng thể: Do cường độ đất nền không đủ khả năng chị tải din đến phá hoại. Bài toán phải giải quyết là tính toán tính sức chịu tải của mồng, én định. của nền dip, én dinh của mái đốc, áp lực đắt lên tường chin, sức chịu tải ngang của Bên cach đó, số liệu đầu vào phục vụ thiết kể xử lý đất you là hết sức quan trong, bao. gồn: phương pháp khảo sit, phương pháp thí nghiệm và thiết bị thí nghiệm, lựa chọn thông vào ứng với các trang thai lâm việc, lựa chọn mô.
Các phương pháp xử lý nền đất yếu phổ biến. * Mục đích của xử lý nền: - Lam tăng sức chịu tải của nền đất - Cải thiện một số tinh chất cơ lý của nén đất yêu như: Giảm hệ số rổng, giảm tính nén lún, tăng độ chat, tang tri số mô dun biển dạng, tăng cường độ chống, cất của dit. i với công trình thủy lợi, iệc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thắm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đắt dip Bắt ky biện pháp xử lý nào néu làm tăng được cường độ liên kết giữa các hat đất va làm tăng được độ chặt của đắt nên thì đều thoả mãn được ba mục dich tr Hiện nay có rit nhiễu phương xử lý nền đắt yếu, tuy nhiên tác giả chỉ đề cập tới một số phương pháp được áp dụng phổ biến. Nhìn chung có thể xếp các phương.
pháp xử lý nền đất yêu vào một số nhóm phương pháp sau (dựa theo nguyên l9). Giải pháp thay thé nền 1. Nội dung phương pháp "Để tận dụng khả năng các lớp dưới của đắt nền, người ta thường đảo bỏ lớp, đất yếu ở phía trên giáp với móng và thay thể bằng di L đá có cường độ ching cắt lớn hơn, dé thi công và là vặt liệu địa phương, Các loại vật liệu thay thể: - Vậtliệu thay thể là các Thuận lợi cho thi công bằng bơm các thời gian cỗ kết rút ngắn; - Vật liệu thay thể là đắc đá: Phương pháp thay thé bằng đắt dt, đã sẽ ánh t hơn nếu tận dụng được vật liệu địa phương. Phạm vi áp dung - Phương pháp thay thể đất thường được sử dung cho những trường hợp lớp it thay thé nằm trên mực nước ngắm.
Khi đưới mực nước ngầm phải sử dụng vật liệu rồi hoặc đác - Khi thời hạn đưa công trình vào sử dung là rất ngắn thì đây là một giải pháp tốt để tăng nhanh quá trình cổ kết; ~ Khi các đặc trưng cơ học của đắt yến nhỏ mà se cải thị n nó bằng cách cổ kết sẽ không có hiệu quả để đạt được chiều cao thiết kế của nén đắp; - Bề đây lớp đất yêu từ 3m trở xuống (rường hợp này thường đào toàn bộ dit yêu dé đáy nên đường tiếp xúc hắn với ting đất không yếu); - Dit yếu là than bin hoặc loại sét, á sót déo mềm, déo chảy. Trường hợp này, néu chiều dày đất yếu vượt quá 4-5m thi có thé đào một phần sao cho đất yeu còn lại có b& đây nhiều nhất chỉ bằng 1/2 + 1/3 chiều cao đắp (kê cả phần dp chim trong đắt yếu). Trường hợp đất yếu có bề dây dưới 3 m và có cường độ quá thấp dio ra không kịp dip như than bùn, bùn sét (độ sệt B >1) hoặc bùn cát min thi có thể áp dụng giải pháp bo đá chim đến đáy lớp đất yếu hoặc bô đá kết hợp với đắp quá tải để nền tự lún đến day lớp đắt yêu; - Tận dung kha năng phân cách của vai địa kỹ thuật có thé lot một lớp vai vào hỗ dio để vừa ngăn chặn được hiện tượng lún chim đồng thời vải còn có tác dạng phân bồ lạ tải trọng của công trình phía trên xuống 1.2, Nhóm giải pháp cơ học 'Nguyên tắc cơ bản của nhóm giải pháp cơ học là sử dụng tác động cơ học (ảnh, động) làm giảm hệ số ring của đắt nền. Dựa vào vị trí của đất được làm chặt lại chia ra các phương pháp làm chặt đất trên mặt và các phương pháp lim chặt đất dưới sâu.
Sau đây tác gid chỉ nêu một s6 phương pháp làm chặt đắt trên mặt 1. Lam chặt đất trên mặt bằng dém rơi 4) Nội dung phương pháp Dùng dim là vật nặng rơi làm chặt đất, vật làm dim thường làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gang, với khối lượng từ 2 đến 4 tấn, cho rơi từ độ cao 4 đến 5 mét. 5) Phạm vi dp dung Phương pháp được sử dụng rộng rai khi xây dựng công trinh trên nên đắp. Chiều day nén chặt của đất phụ thuộc vào đường kính, khối lượng và chiều cao tơi của vật dim cũng như tính chất của đất.
Đạt hiệu quả kinh tế đối với cát có lẫn ct hạt bụi vã dt hạt bùn,Thông thường, độ chặt của đất tăng lên ở những lớp đt phía trên và giảm đi ở những lớp đắt phía dưới 1. Làm chặt đất trên mặt bằng phương pháp đầm lăn 4) Nội dung phương pháp Dùng dim lăn, xe lu để làm chat dat, Phương pháp này thường được sử dụng. khi làm đường giao thông. Tuy thuộc vào trọng lượng xe lu va số lẫn dim ma chiều sâu lâm chat đất có thé đạt (0,5+0,6)m.
Khi dùng dim lin có mặt nhẫn, do chiều dây lớp đất được đầm nhỏ nên hiệu suất dim thường thấp, chất lượng đầm không đều.3: Làm chặt đắt trên mặt bằng phương pháp đầm lăn +b) Phạm vi áp dung Phương pháp được sử dung rộng rãi khi xây đựng công trình trên nên di mới, tận dụng được toàn bộ đắt nén thiên nhiên. Đồi với các công trình dip bằng đất có quy mô lớn ding đầm lan mặt nhẫn là không hiệu quả. Đổi với các lại đất inh dang cụ thì ding dim lăn chân đề mang lại hiệu quả cao hơn, chất lượng dim đều hơn và tạo ra mật nhấp lign kết tốt git các lớp đất dim với nhau. Hiện nay, người ta còn dùng dim lăn bánh hơi dé đầm chặt cả dat dính và dat rời.
Mức độ dam chặt phụ thuộc vào số lượt đầm, chiều diy lớp đất đầm, áp suất bảnh xe, ti trong đặt trên xe, tốc độ di chuyển của xe cũng như độ ẩm và cầu tạo của đắc. Muỗn đất được dim chặt như nhau ở mọi nơi thì yêu cầu tai trọng đầm phải phân bố đều lên các bánh xe, không phụ thuộc vào độ gồ ghé của mặt đất và sức chịu tải của đất tại các vị tí dim. Làm chặt đất trên mặt bằng phương pháp dam rung 4) Nội dung phương pháp Dùng các chắn động tạo ra các dao động liên tục có tin số cao và biên độ nhỏ, lâm cho tính toàn khối của đắt bị phá hoại, các hạt cát di chuyển đến lắp những chỗ tring giữa các bạt có kích thước lớn hơn. Tác dụng của đằm rung lớn nhất khỉ xây ra hiện tượng cộng hưởng khi ma tin số dao động của máy trùng, số dao động của đt dim.
"Hình L4: Làm chặt đất bằng phương pháp đầm rung %) Phạm vi áp dung Phương pháp lâm chặt đất bằng dim rung chủ yếu dùng để nén chặt dat cát Nếu hàm lượng hạt sét trong đất nhỏ hơn 6% thì hiệu quả nén chặt thường gắp từ 4 én 5 lần so với các phương pháp đầm nén khác. Chiều dày lớp đất được lâm chặt bằng đầm rung thường thay đổi từ 0.3 đến 1,Sm đôi khi đến 2,0m.