Khóa luận Đặc tính địa kỹ thuật và giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội

Mục lục

Trang

Mở đầu 1

Chương 1- Đặc điểm địa lý tự nhiên-kinh tế nhân văn khu vực Hà nội 3

1.1. Đặc điểm địa lý tự nhiên 3

1.1.1 Vị trí địa lý khu vực nghiên cứu. 3

1.1.2. Địa hình. 3

a. Dạng địa hình trong đê. 3

b. Dạng địa hình ngoài đê. 4

1.1.3 . Khí hậu thuỷ văn. 4

1.2. Đặc điểm kinh tế - nhân văn. 6

1.2.1. Dân cư: 6

1.2.2 Kinh tế. 6

1.2.3 Văn hoá- Giáo dục. 6

1.2.4. Hệ thống giao thông vận tải 6

Chương 2- Đặc điểm cấu trúc địa chất 7

2.1. Đặc điểm trầm tích đệ tứ khu vực hà nội: 7

2.1.1.Thống Pleistocen dưới 7

2.1.2. Thống Pleistocen giữa. 8

a. Kiểu mặt cắt vùng lé: 8

b. Kiểu mặt cắt vùng bị phủ 8

2.1.3. Thống Pleistocen trên: 8

2.1.4. Thống Holocen dưới giữa. 9

a. Phụ tầng dưới (lbQIV1-2hh1) 9

b. Phụ tầng giữa (lmQ1-2IVhh2) 10

c. Phụ tầng trên (b Q1-2IVhh3) 10

2.1.5. Thống Holocen trên. 10

a. Phụ tầng dưới (aQ3IVtb1) 10

b. Phụ tầng trên (aQIV1-2tb2) 11

2.2. Đặc điểm tân kiến tạo 11

2.2.1. Đặc điểm kiến tạo . 11

2.2.2. Đặc điểm tân kiến tạo 12

Chương 3- Đặc điểm địa chất thuỷ văn. 13

3.1. Tầng chứa nước Holocen 13

3.2. Tầng chứa nước Pleistocen trên. 14

3.3. Tầng chứa nước Pleistocen. 14

3.4. Phức hệ chứa nước Neogen. 15

Chương 4- Các quá trình và hiện tượng địa chất động lực công trình 16

4.1. Hiện tượng xói lở bờ sông. 16

4.2. Hiện tượng lầy úng. 16

4.3. Hiện tượng cát chảy. 16

4.4. Hiện tượng lún không đều. 16

4.5. Hiện tượng động đất. 17

4.6. Hiện tượng lún do hạ mực nước ngầm. 17

4.7. Hiện tượng ma sát âm . 18

Chương 5¬- Các phương pháp nghiên cứu 19

5. 1. Các phương pháp nghiên cứu hiện trường 19

5. 1.1 Phương pháp khoan thăm dò 19

5.1.2. Công tác lấy mẫu 19

5.1.3. Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT. 20

5. 2. Các phương pháp thí nghiệm trong phòng 21

5. 2. 1. Phương pháp phân tích thành phần độ hạt 21

a. Phương pháp rây 21

b. Phương pháp tỷ trọng kế 22

5. 2. 2. Phương pháp xác định khối lượng thể tích. 23

5. 2. 3. Phương pháp xác định khối lượng riêng 23

5. 2. 4. Phương pháp xác định độ Èm tự nhiên. 24

5. 2. 5. Phương pháp xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo 25

5. 2. 6. Phương pháp xác định tính nén lún bằng máy nén một trục 26

a. Nguyên lý: 26

b. Thí nghiệm: 26

c. Tính toán kết quả thí nghiệm 26

5. 2. 7. Phương pháp xác định sức chống cắt. 28

a. Nguyên lý: 28

b. Thí nghiệm: 28

c. Tính toán kết quả 29

Chương 6- Đặc tính địa địa kỹ thuật nền đất khu vực xây dựng công trình 31

6.1. Khối lượng khảo sát nghiên cứu giai đoạn khả thi. 31

6.2. Đặc điểm địa hình. 32

6.3. Đặc tính địa kỹ thuật đất nền. 32

6.4. nhận xét chung 37

Chương 7.- Các Giải pháp gia cố nền đất 38

7.1. giải pháp gia cố nền đất bằng cọc cát 38

7.1.1. Đặc điểm và tính ưu việt của cọc cát 38

7.1.2. Xác định độ lún, sức chịu tải của nền khi nền chưa được nén chặt 39

7.1.2.1. Xác định sức chịu tải của nền 39

7.1.2.2. Xác định độ lún Error! Bookmark not defined.

7.1.3. Tính toán và thiết kế cọc cát 40

7.1.3.1. Xác định hệ số rỗng ec của đất sau khi được nén chặt bằng cọc cát. 40

7.1.3.2. Xác định trọng lượng thể tích của đất nén chặt 41

7.1.3.3. Xác định khoảng cách giữa các cọc và bố trí cọc cát 41

7.1.3.4. Xác định diện tích nền được nén chặt và tổng số cọc cát cần dùng: 42

7.1.3.5. Trọng lượng cát cần thiết trên một mét chiều dài của cọc 45

7.1.3.6. Xác định chiều sâu nén chặt của cọc cát 46

7.1.3.7. Xác định sức chịu tải của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát 46

7.1.3.8 . Kiểm nghiệm độ lún của nền đất sau khi nén chặt bằng cọc cát 47

7.1.3.9. Nhận xét 48

7.2. Giải pháp gia cố nền đất bằng bấc thấm kết hợp gia tải trước 48

7.2.1. Khái niệm về giải pháp gia cố nền đất bằng bấc thấm 48

7.2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp 49

7.2.3. Tính toán và thiết kế bấc thấm 52

7.2.3.1. Chọn loại bấc thấm 52

7.2.3.2. Thiết kế líp đệm cát 54

7.2.3.3. Sơ đồ bố trí 54

7.2.3.4.Tính toán độ cố kết 55

7.2.3.5Tính toán độ cố kết 58

7.2.3.6. Xác định chiều cao đất đắp giai đoạn II 59

7.2.3.7. Độ lún của nền đất 60

7.2.4 . Nhận xét chung 62

 

 

doc68 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 20/12/2013 | Lượt xem: 1344 | Lượt tải: 8download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Khóa luận Đặc tính địa kỹ thuật và giải pháp gia cố nền đất Trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng - Gia Lâm - Hà Nội, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
iện đại, bền vững. Chương 5 Các phương pháp nghiên cứu Dự án trung tâm phân phối hàng hoá cảng container Phù Đổng là một dự án lớn của Tổng công ty đường sông miền Bắc. Vì vậy mọi yêu cầu về công tác khảo sát, thí nghiệm do chủ đầu tư quyết định với Tư vấn là Công ty tư vấn xây dựng Cảng - Đường thuỷ. Trên thực tế ở hai giai đoạn nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật đã tiến hành nghiên cứu địa chất công trình bằng các phương pháp sau. 5. 1. Các phương pháp nghiên cứu hiện trường 5. 1.1. Phương pháp khoan thăm dò Công tác khoan thăm dò được tiến hành tại hiện trường bằng thiết bị khoan xoay do Trung Quốc sản xuất với các đặc tính kỹ thuật sau: - Đường kính hố khoan 110mm - Tốc độ quay 60-600 vòng / phót - Đường kính ống chống 110mm - Động cơ 20 KW - Độ khoan sâu tối đa 100m Máy khoan cấu tạo đơn giản, dễ vận chuyển và có thể khoan được trong đất đá từ rất mềm tới rất cứng. Thiết bị gồm một giàn khoan, tời máy, bộ dụng cụ khoan, bơm dung dịch khoan. Trong quá trình khoan có sử dụng dung dịch sét bentonit để chống sập thành lỗ khoan khi cần thiết. 5.1.2. Công tác lấy mẫu Trong quá trình khoan kết hợp lấy mẫu nguyên trạng (đất hạt mịn) và mẫu không nguyên trạng (đất bở rời) * Mẫu nguyên trạng: Khoan đến độ sâu thiết kế, làm sạch đáy hố khoan. Sau đó đưa ống lấy mẫu thành mỏng đường kính 110mm, dài 40cm xuống lỗ khoan. Èng lấy mẫu được đưa vào trong đất bằng tạ, sau đó được lấy lên viết phiếu mô tả và bọc kín cẩn thận. Tổng số mẫu lấy được là 115 mẫu. Yêu cầu của mẫu nguyên trạng là giữ nguyên kết cấu, độ Èm tự nhiên, chúng rất cần thiết cho thí nghiệm cắt, nén cố kết và thấm. * Mẫu không nguyên trạng: Mẫu thu thập khi tiến hành khoan ta chỉ có thể bảo toàn độ Èm tại chỗ, mẫu không nguyên trạng chủ yếu chủ yếu để nhận biết và mô tả đất ngoài hiện trường, thí nghiệm một sè tính chất đất. Khi thu thập mẫu được mô tả, bảo quản, bọc kín bằng nilon. Mẫu không nguyên dạng được lấy bằng ống lấy mẫu bửa đôi khi kết hợp với thí nghiệm SPT. Tổng số mẫu lấy được là 118 mẫu. 5.1.3. Phương pháp thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn SPT Cùng với công tác khoạn, thí nghiệm SPT được tiến hành theo yêu cầu kể từ độ sâu 3m trở đi cứ 2m độ sâu thí nghiệm SPT một lần. Tổng số thí nghiệm SPT là 118 lần. Nguyên lý chung của phương pháp này là đóng một ống lấy mẫu đã được tiêu chuẩn hoá (đường kính ngoài 50,8 ± 1,3mm, đường kính trong 38,1±1,3mm ) vào trong đất tại các độ sâu đã định sẵn trong các lỗ khoan bằng tạ tiêu chuẩn có khối lượng 63,5kg với chiều cao rơi tự do là 76cm cho ống rơi để ống ngập sâu trong đất 15cm. Búa tiếp tục đập và đếm số nhát búa để ống ngập sâu thêm 30cm, kết quả số lần đập để ống ngập sâu 30cm được xem là giá trị SPT. Từ trị số SPT ta có thể phân loại đất hạt mịn, đất rời, kết cấu, trạng thái, sức chịu tải nền đất (bảng 5.1 và 5.2) Bảng 5.1. Phân loại trạng thái đất rời theo giá trị SPT Tri sè SPT Kết cấu 0-4 Rất rời 4-10 Rời 10-30 Chặt vừa 30-50 Chặt >50 Rất chặt Bảng 5.2. Phân loại trạng thái đất hạt mịn theo giá trị SPT Trị sè SPT Trạng thái Sức kháng nén đơn (KG/cm2) <2 Chảy 0.26 2-4 Dẻo chảy 0.25-0.5 4-8 Dẻo mềm 0.5-1 8-16 Dẻo cứng 1-2 16-32 Nửa cứng 2-4 >32 Cứng 4 5. 2. Các phương pháp thí nghiệm trong phòng Các mẫu đất thu thập tại hiện trường được chuyển về phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật -Viện khoa học công nghệ giao thông vận tải, tại đây các mẫu được nghiên cứu bằng các thí nghiệm và được xử lý kết quả theo TCVN 4195-1995 do Bộ Xây Dựng ban hành. 5. 2. 1. Phương pháp phân tích thành phần độ hạt Thành phần hạt của đất là hàm lượng các nhóm hạt có độ lớn khác nhau, ở trong đất được biểu diễn bằng tỷ lệ % so với khối lượng của mẫu đất khô tuyệt đối. Xác định thành phần hạt là phân chia đất thành từng nhóm các cỡ hạt gần nhau về độ lớn và xác định hàm lượng phần trăm của chúng. Độ hạt của đất được xác định bằng phương pháp rây và tỷ trọng kế. a. Phương pháp rây Phương pháp này dùng cho đất có cỡ hạt > 0.074mm trở lên. Cân khối lượng của mẫu đất cần xác định độ hạt được khối lượng (G). Sau đó cho mẫu đất sấy khô ở nhiệt độ 1050 C và trong thời gian khoảng 5h lấy mẫu đất ra cho vào cối sứ và giã bằng chày cao su. Cho mẫu đất qua các rây sè: 2’’, 3/4’’, 3/8’’, N0 4, N010, N0 40 và N0 200. Cân khối lượng hạt còn lại còn lại trên rây đối với từng cỡ rây (Gi) ta được % độ hạt trên rây tính theo công thức. Trong đó: P - phần trăm độ hạt trên rây G - khối lưọng mẫu đất Gi - khối lượng cỡ hạt trên rây. Đối với cỡ hạt < 0, 074mm ta phải phân tích bằng tỷ trọng kế b. Phương pháp tỷ trọng kế Cân khoảng 30g đất dưới rây 2mm. Cho mẫu đất vào bình tam giác có dung tích từ 750 - 1000cm3, dùng tia nước rửa sạch phần đất còn lại trong bát hoặc trên phễu lọc, cho thêm 1cm3 dung dịch NH4OH nồng độ 25% đậy lại và đun sôi trong thời gian khoảng 1h. Để nguội huyền phù sau đó rót qua rây 0,74mm vào trong ống hình trụ có dung tích 100cm3. Rửa trôi các hạt trên rây 0,74mm. Sau đó dùng chày cao su nghiền nhỏ cho đến khi không còn hạt nhỏ lọt rây nữa. Sau đó đem sấy khô phần còn lại trên rây để xác định hàm lượng của change. Phần huyền phù trong bình tiến hành phân tích bằng tỷ trọng kế. Khuấy đều dung dịch huyền phù sau 20s thì bắt đầu thả tỷ trọng kế vào và tính thời gian thí nghiệm. Đọc kết quả trên tỷ trọng kế sau 0, 2’, 5’, 15’, 60’, 250’, 1440’. Sau đó lấy tỷ trọng thả vào bình nước cất, khuấy đều lại thả dung dịch huyền phù và lặp lại thí nghiệm dưới 200C thì phải hiệu chỉnh số đọc theo bảng quy định -Dùng toán đồ Stokes để tính đường kính hạt Lượng chứa % của các hạt được tính theo công thức: Trong đó: P - Lượng chứa % cộng dồn các hạt có đường kính nhỏ hơn một đường kính nhất định C- Lượng chứa % các hạt có đường kính >0,74mm G- Khối lượng mẫu đất đem phân tích gs - Trọng lượng riêng của hạt đất R - Sè đọc cuối cùng của tỷ trọng kế 5. 2. 2. Phương pháp xác định khối lượng thể tích Khối lượng thể tích của đất Èm (gọi tắt là khối lượng thể tích -g) của đất là khối lượng của một đơn vị thể tích đất có kết cấu và độ Èm tư nhiên, tính bằng g/cm3. Tùy theo thành phần và trạng thái mà ta sử dụng các phương pháp thí nghiệm nh­ phương pháp dao vòng, bọc sáp hay đo thể tích. Đối với đất dính dễ cắt bằng dao, khi cắt không bị vỡ người ta sử dụng phương pháp dao vòng được tiến hành như sau: Ên nhẹ dao vòng đã biết trước khối lượng và thể tích vào trụ đất theo chiều thẳng đứng cho đến khi dao vòng hoàn toàn đầy đất, sau đó dùng dao cắt gạt phẳng hai mặt của dao vòng, lau sạch đất ngoài dao vòng rồi đem cân ta được khối lượng là g1. Nh­ vậy khối lượng thể tích của đất sẽ là: Trong đó: g- khối lượng thể tích g1 - khối lượng đất và dao vòng g0 - khối lượng dao vòng Vd - thể tích dao vòng Với mỗi mẫu thí nghiệm đều tiến hành 02 mẫu mẫu song song. Kết quả tính toán được biểu diễn với độ chính xác đến 0.01g/cm3. Nếu kết quả của hai thí nghiệm song song quá 0, 02g/cm3 thì phải làm lại. Khối lượng của đất là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm. 5. 2. 3. Phương pháp xác định khối lượng riêng Khối lượng riêng của đất là khối lượng của một đơn vị thể tích phần hạt cứng, khô tuyệt đối, xếp chặt khít không lỗ rỗng. Trong phòng thí nghiệm mẫu đất được xác định nh­ sau: Mẫu đất được đem sấy khô ở nhiệt độ 105oC và được nghiền nhỏ trong cối sứ, sao cho chúng lọt qua rây số 2mm. Cân một lượng mẫu đất (go ) cho vào bình tỷ trọng kế có thể tích là 100cm3. Đổ nước cất vào khoảng 1/2 bình, giữ bình trong tay, lắc đều, rồi đặt trên bếp đun sôi khoảng 2h. Sau khi đun xong lấy bình ra để nguội và cho thêm nước cất đến vạch chuẩn. Dùng khăn lau thật khô bình và mép trên của cổ bình đem cân ta được khối lượng là g1. Đổ hết dung dịch huyền phù ra và rửa sạch bình sau đó cho nước vào đầy bình đến vạch chuẩn và đem cân ta được khối lượng là g2. Khối lượng riêng của đất sẽ được tính theo công thức: Trong đó: gs – khối lượng riêng của đất go –khối lượng mẫu đất khô g1 – khối lượng bình chứa đầy huyền phù. g2 _ khối lượng bình chứa đầy nước cất. Với mỗi mẫu thí nghiệm đều tiến hành 02 mẫu song song. Kết quả tính toán được biểu diễn với độ chính xác đến 0,1%. Nếu kết quả của hai thí nghiệm song song quá 0,02g/cm3 thì phải làm lại. Khối lượng của đất là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm. 5. 2. 4. Phương pháp xác định độ Èm tự nhiên Độ Èm (W) của đất là tỷ số giữa trọng lượng nước (Gn) và trọng lượng hạt (Gh), được biểu diễn theo quan hệ: W Vì vậy để xác định độ Èm của đất phải lấy một mẫu thí nghiệm còn giữ nguyên trạng thái tự nhiên có khối lượng khoảng 15g. Cho mẫu đất vào hộp nhôm có nắp đậy được đánh số, biết trước khối lượng (m0) và sấy khô. Sau đó đem cân trên cân kỹ thuật để xác định khối lượng của hộp nhôm và mẫu đất. Mở nắp hộp ra và đem sấy khô trong tủ sấy ở nhiệt độ 1050C và trong thời gian 5h. Sau đó lấy ra và đặt vào bình hót Èm có silicagen từ 45 phót đến 1 giê, rồi đem cân trên cân kỹ thuật, khi đó độ Èm của đất được xác định bằng % theo công thức: W Trong đó: m - khối lượng hộp (g) m0 - khối lượng của đất và hộp đẫ sấy khô (g) m1 - khối lượng của đất và hộp nhôm trước khi sấy khô (g) Với mỗi mẫu thí nghiệm đều tiến hành 02 mẫu song song. Kết quả tính toán độ Èm được biểu diễn với độ chính xác đến 0,1%. Nếu kết quả của hai thí nghiệm song song sai quá 2% thì phải kàm lại thí nghiệm. Độ Èm tự nhiên của đất là giá trị trung bình của hai lần thí nghiệm. 5. 2. 5. Phương pháp xác định giới hạn chảy và giới hạn dẻo Giới hạn chảy và giới hạn dẻo được sử dụng một cách rộng rãi để xác định và phân loại đất. Chúng được xác định nh­ sau: Giới hạn dẻo tương ứng với độ Èm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo. Giới hạn dẻo (WP) được đặc trưng bằng độ Èm (tính bằng %) của đất sau khi đã nhào trộn đều với nước và lăn thành que có đường kính 3mm trên tấm kính mờ, tại đó bắt đầu rạn nứt và gãy thành những đoạn ngắn có chiều dài khoảng từ 3 đến 10mm. Giới hạn chảy tuơng ứng với độ Èm mà đất loại sét có kết cấu bị phá hoại chuyển từ trạng thái dẻo sang trạng thái chảy. Giới hạn chảy (WL) được đặc trưng bằng độ Èm (tính bằng %) của bột đất nhào với nước mà ở đó quả rọi thăng bằng hình nón nặng 76g, góc mòi nhọn 300 dưới tác dụng của trọng lượng bản thân sau 10 giây sẽ lún sâu vào đất 10mm. Sau đó lấy đất đã xác định được độ Èm giới hạn dẻo và chảy vào trong các hộp nhôm và tiến hành thí nghiệm độ Èm như trong mục 5. 2. 4 Từ giới hạn dẻo và giới hạn chảy ta xác định được chỉ số dẻo (IP) và độ sệt (B) theo công thức sau: IP = WL- WP 5. 2. 6. Phương pháp xác định tính nén lún bằng máy nén một trục a. Nguyên lý: Tính nén lún của đất là khả năng giảm thể tích của nã ( do giảm độ rỗng biểu hiện ở sự giảm chiều cao) dưới tác dụng của tải trọng ngoài. b. Thí nghiệm: Chuẩn bị mẫu đất thí nghiệm từ mẫu nguyên dạng hạn chế tối đa sự bay hơi của nước. Mẫu được lấy bằng dao vòng gạt phẳng hai mặt, lấy hộp nén ra khỏi bàn máy và lắp mẫu vào, trước khi lắp mẫu phải bôi trơn mặt ngoài dao vòng và thành hộp nén, trên mỗi mẫu đặt một tờ giấy thấm cả phía trên và phía dưới mẫu, trên cùng là tấm nén truyền tải, đặt hộp nén đã lắp xong lên bàn nén. Lắp đồng hồ đo biến dạng và điều chỉnh số chỉ của kim về 0 tăng dần tải trọng theo từng cấp. Trị sè cấp áp lực được xác định theo tính chất từng loại đất. Đối với đất sét ở trạng thái dẻo chảy và chảy sử dụng cấp: 0.1, 0.25, 1,2 kG/cm2 Đối với đất sét pha ở trạng thái dẻo mềm và dẻo cứng sử dụng cấp: 0.25, 1, 2, 4 kG/cm2 Đối với đất cứng và nửa cứng sử dụng cấp: 0.5, 1, 2, 4, 6 kG/cm2 Thời gian đọc kết quả nén sau 1 phót, 10 phót, 1 giê, 24 giê kể từ khi thí nghiệm cho đến khi đạt ổn định quy ước ( biến dạng nén không quá 0.01mm trong khoảng thời gian 30 phót với đất cát và 3 giê với cát pha, 12 giê với đất sét và sét pha có IP = 30, khi đó kết thúc thí nghiệm. c. Tính toán kết quả thí nghiệm Từ kết quả thí nghiệm vẽ đường cong nén lún (hệ số rỗng và cấp áp lực ). Hệ số nén lún được xác định theo công thức: Trong đó: en-1 hệ số rỗng ở cấp tải trọng thứ n-1 e n hệ số rỗng ở cấp tải trọng thứ n s n-1 áp lực nén thẳng đứng ở cấp thứ n-1 s n áp lực nén thẳng đứng ở cấp thứ n Hình 5.1: Biểu đồ đường cong nén lún Trị sè modun tổng biến dạng En-1,n theo kết quả thí nghiệm nén không nở hông được tính bằng N/m2 (kG/ cm2). Hệ số cố kết được tính bằng cm2/s theo công thức: Trong đó: 0. 848 - yếu tố thời gian ứng với mức độ cố kết thấm 90% H - Chiều cao của mẫu đất tính bằng cm T90 - Thời gian ứng với 90% cố kết thấm xác định theo phương pháp (phương pháp D. Taylor ), tính bằng phót. Hệ số thấm của đất dưới mỗi cấp áp lực tính bằng cm/s. Trong đó: Pn -khối lượng riêng của nước lấy bằng 0,001kG/cm3 Cv -Hệ số cố kết tính bằng cm2/s a - Hệ số nén lún của đất trong khoảng áp lực thí nghiệm tính bằng cm2/kG Hệ số rỗng trung bình trong khoảng áp lực thí nghiệm (Các kết quả thí nghiệm được trình bày trong phụ lục). 5. 2. 7. Phương pháp xác định sức chống cắt a. Nguyên lý: Sức chống cắt (t ) của đất là phản lực của đất đối với ngoại lực ứng với lúc đất bắt đầu bị phá hoại và trượt lên nhau theo một mặt phẳng nhất định. Sức chống cắt của đất là ứng suất tiếp tuyến lớn nhất được tính theo công thức: Với ứng suất này, mẫu đất bị cắt theo một mặt phẳng định trước dưới áp lực thẳng đứng d, tính theo công thức Trong đó: P, Q lần lượt là lực pháp tuyến và lực tiếp tuyến với mặt cắt, đơn vị N F diện tích mặt cắt, đơn vị cm2 Quan hệ giữa d và t trên mặt cắt được xác định theo công thức t =s.tgj + C Trong đó: j: góc ma sát trong C: lực dính của đất loại sét, tính bằng N/m2 (kG/cm2 ) b. Thí nghiệm: Mẫu đất thí nghiệm nguyên dạng được lấy vào dao vòng, chuyển mẫu từ dao vòng vào hộp cắt. Trước đó cần bôi trơn thành dao vòng và hộp cắt. Sau đó truyền lên mẫu một áp lực nén cho trước tùy chọn theo từng loại đất. Rút chốt hộp cắt, tạo khe hở giữa hai líp trên và dưới chiều rộng khe là 0.5-1mm. Lắp đồng hồ đo biến dạng và điều chỉnh đồng hồ về vị trí 0 Tác dụng ứng suất lên mẫu, tùy theo yêu cầu làm việc của công trình mà áp dụng các kiểu sơ đồ cắt khắc nhau. Sau 2 phót phải tiến hành theo dõi số đọc ở đồng hồ đo biến dạng cắt cho đến khi ổn định. c. Tính toán kết quả Sức chống cắt được tính theo công thức t = R. Dl (kG/cm2) Trong đó R: Hệ số biến dạng của vòng ứng biến phụ thuộc vào loại cắt Dl: Số đọc đồng hồ đo biến dạng Nếu t truyền lên mẫu theo từng cấp và tiến hành cắt cho tới khi mẫu đất bị phá hoại. Vẽ biểu đồ quan hệ t = ¦(s). Hình 5.2: Biểu đồ sức kháng cắt Các thông số tgj và C tính theo công thức Trong đó n: Số lần xác định thí nghiệm ti, si lần lượt là giá tri riêng biệt của sức chống cắt và áp lực thẳng đứng của mẫu thứ i Trường hợp số mẫu thí nghiệm Ýt các điểm biểu diễn kết quả thí nghiệm nằm gần nhau có thể xác định thông số sức chống cắt bằng cách lập biểu đồ quan hệ t và s. Trục hoành biểu diễn các giá trị của cấp áp lực d, trục tung biểu diễn các giá trị của ứng suất cắt t. Qua các điểm này vạch một đường thẳng cắt trục hoành tại 1 điểm. Điểm đó cho phép xác định lực dính C và góc nội ma sát theo công thức: Trong đó t1, t2 lần lượt lượt là chống cắt ứng với cấp áp lực s1, s2 . Các kết quả xác định sức chống cắt được trình bày trong phụ lục. Chương 6 Đặc tính địa địa kỹ thuật nền đất khu vực xây dựng công trình 6.1. Khối lượng khảo sát nghiên cứu giai đoạn khả thi. Trong giai nghiên cứu khả thi, đã tiến hành khoan 08 lỗ khoan độ sâu từ 20 m đến 40m. Trong đó có 04 lỗ khoan dưới nước. Lấy 41 mẫu nguyên dạng, 66 mẫu không nguyên dạng và 118 lần xuyên SPT. Tổng chiều dài mét khoan là 240m. Thí nghiệm chỉ tiêu cơ lý 115 mẫu. - Lỗ khoan thứ nhất (LK1) độ sâu 32 m. Lấy 4 mẫu nguyên dạng, 11 mẫu không nguyên dạng và 15 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ hai (LK2) độ sâu 31.5 m. Lấy 6 mẫu nguyên dạng, 10 mẫu không nguyên dạng và 15 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ ba (LK3) độ sâu 36.5 m. Lấy 8 mẫu nguyên dạng, 9 mẫu không nguyên dạng và 16 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ tư (LK4) độ sâu 40 m. Lấy 6 mẫu nguyên dạng, 12 mẫu không nguyên dạng và 20 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ năm (LK5) độ sâu 40 m. Lấy 10 mẫu nguyên dạng, 9 mẫu không nguyên dạng và 20 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ sáu (LK6) độ sâu 20 m. Lấy 3 mẫu nguyên dạng, 10 mẫu không nguyên dạng và 10 lần xuyên SPT. - Lỗ khoan thứ bảy (LK7) độ sâu 20 m. Lấy 5 mẫu nguyên dạng, 6 mẫu không nguyên dạng và 10 lần xuyên SPT. Lỗ khoan thứ tám (LK8) độ sâu 20 m. Lấy 4 mẫu nguyên dạng, 7 mẫu không nguyên dạng và 10 lần xuyên SPT. Các lỗ khoan được bố trí trong khu vực nghiên cứu nh­ hình vẽ 6.1 Sử dụng máy khoan do Trung Quốc sản xuất có thể khoan sâu tối đa 100m. Quá trình khoan có sử dụng dung dịch sét bentonit. Xuyên tiêu chuẩn bằng bộ dụng cụ xuyên tiêu chuẩn do Việt Nam sản xuất. 6.2. Đặc điểm địa hình Công trình trung tâm phân phối hàng hoá cảng Container Phù Đổng dự kiến gồm các hạng mục: một toà nhà điều hành, một bến cảng có thể tiếp nhận tàu đường sông với tải trọng lớn và bãi chứa container rộng 120.000m2.Địa hình khu vực xây dựng thuộc kiểu địa hình tích tụ ngoài đê, bề mặt tương đối bằng phẳng. Về vị trí công trình rất gần cầu Phù Đổng, sông Đuống, Quốc lé 5, đường 1A (tương lai) thuận lợi cho việc thi công xây dựng. Tuy nhiên khi khảo sát và thi công cần chú ý tới sự ổn định của thân đê. 6.3. Đặc tính địa kỹ thuật đất nền Căn cứ vào kết quả khảo sát hiện trường và thí nghiệm trong phòng, địa tầng khu vực khảo sát có thể phân thành 05 líp đất. Sự phân bố các líp được thể hiện ở các mặt cắt địa chất công trình hình 6. 2-6.7. Đặc tính địa kỹ thuật của các líp đất được thể hiện từ trên xuống dưới nh­ sau: Líp 1: Là líp đất lé ra ngay trên bề mặt địa hình, được chia thành 02 phụ líp là 1a và 1b. - Phụ líp 1a: Cát pha màu nâu, nâu xám đến nâu đỏ, trạng thái dẻo. Phụ líp 1a gặp tại các lỗ khoan LK1, LK4, LK6 và LK7. Cao độ đáy líp thay đổi từ 7,1m (KL4) đến -2,5m (LK1). Bề dày trung bình phụ líp là 3,1m. Kết quả thí nghiệm SPT cho N = 4 búa/30cm. Kết quả thí nghiệm trong phòng cho kết quả nh­ sau: Bảng 6.1. Bảng chỉ tiêu cơ lý phụ líp 1a TT Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Trị sè trung bình 1 Độ Èm tự nhiên W % 22.7 2 Khối lượng thể tích tự nhiên gtn g/cm3 1.92 3 Khối lượng thể tích khô gk g/cm3 1.59 4 Khối lượng riêng của hạt gs g/cm3 2.65 5 Hệ số rỗng e % 0.673 6 Độ lỗ rỗng n % 40.2 7 Độ bão hoà G % 81.4 8 Giới hạn chảy Wch % 25.3 9 Giới hạn dẻo Wd % 19.1 10 Chỉ số dẻo Id % 6.2 11 Độ sệt B % 0.58 12 Góc nội ma sát j độ 22012’ 13 Lực dính đơn vị C KG/cm2 0.08 14 Hệ số nén lún a1-2 cm2/kG 0.041 15 Hệ số chịu tải R0 KG/cm2 1.26 Nhận xét : Về tính chất vật lý: Đất của phụ líp này có khối lượng thể tích tự nhiên cao (gtn = 1.92g/cm3), khối lượng riêng hạt tương đối thấp (gs = 2.65g/cm3). Độ Èm tự nhiên trung bình (22.7%). Giới hạn chảy (26.5%), giới hạn dẻo (19.1%) đạt mức trung bình. Về tính chất cơ học: Đất của phụ líp này có lực dính kết đơn vị rất thấp (c=0.08 KG/cm2). Hệ số nén trung bình (a1-2=0.041cm2/KG). Sức chịu tải trung bình (Ro=1, 26 G/cm2). Qua đây cho thấy phụ líp 1a là líp đất không quá yếu nhưng bề dầy tương đối nhỏ lại nằm ngay trên bề mặt nên việc cải tạo nó không quá khó khăn. - Phô líp 1b: Sét pha mầu nâu ghi đến màu hồng, trạng thái dẻo mềm. Phụ líp 1b gặp tại hầu hết các lỗ khoan trong khu vực khảo sát, trừ LK1. Cao độ đánh phụ líp thay đổi từ 2,8 m (LK4)đến -3,5m (LK8). Bề dày trung bình của phụ líp là 6,9m. Kết quả thí nghiệm SPT cho N = 8 búa/30cm. Kết quả thí nghiệm trong phòng cho kết quả nh­ sau: Bảng 6.2. Bảng chỉ tiêu cơ lý phụ líp 1b TT Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Trị sè trung bình 1 Độ Èm tự nhiên W % 28.7 2 Khối lượng thể tích tự nhiên gtn g/cm3 1.87 3 Khối lượng thể tích khô gk g/cm3 1.46 4 Khối lợng riêng của hạt gs g/cm3 2.67 5 Hệ số rỗng e % 0.829 6 Độ lỗ rỗng n % 45.3 7 Độ bão hoà G % 92.5 8 Giới hạn chảy Wch % 35.8 9 Giới hạn dẻo Wd % 21.2 10 Chỉ số dẻo Id % 14.6 11 Độ sệt B % 0.51 12 Góc nội ma sát j độ 17o33’ 13 Lực dính đơn vị C KG/cm2 0.12 14 Hệ số nén lún a1-2 cm2/KG 0.041 15 Hệ số thấm K cm/s 25,48.10-6 16 Hệ số cố kết Cv cm2/s 0.7986.10-3 17 Áp lực tiền cố kết Pc KG/cm2 0.722 18 Chỉ số nén lún Cc 0.1852 19 Hệ số nén lún thể tích aV cm2/KG 0.0554 20 Hệ số chịu tải R0 KG/cm2 1.19 Nhận xét : Về tính chất vật lý: Đất của phụ líp 1b có giá trị khối lượng thể tích tự nhiên cao (gtn = 1.87g/cm3). Khối lượng riêng trung bình (gs = 2.67g/cm3 ). Tính dẻo trung bình của đất tương ứng tương ứng với trạng thái dẻo mềm Về tính chất cơ học: Kết quả sức chống cắt cho thấy so với phụ líp trên, lực dính đơn vị đã tăng lên (c= 0.12cm2/KG) . Sức chịu tải của nền đất (Ro= 1.19KG/cm2) trung bình. Tuy nhiên phụ líp 1b vẫn là líp đất yếu, có bề dầy rất lớn, đáy líp nơi sâu nhất 10,5m và phân bố trên diện rộng (gặp ở tất cả các lỗ khoan). Do vậy phụ líp 1b là đối tượng cần được cải tạo trước khi đưa vào sử dông . Líp 2: Cát hạt mịn, màu xám, kết cấu chặt vừa. Líp này bắt gặp tại tất cả các lỗ khoan trong khu vực khảo sát. Các lỗ khoan LK6, LK7 và LK8 chưa khoan hết bề dày của líp này. Tại các vị trí còn lại cao độ đáy líp thay đổi từ -10,6m (LK1) đến -17,7m (LK3). Bề dày trung bình của líp là 6,7m. Kết quả thí nghiệm SPT cho N = 16 búa/30cm ứng với cát trạng thái chặt vừa. Hàm lượng hạt cát (2-0,05) 87,4%, hạt bụi (0,05-0,005) 12%, hạt sét (< 0,005) không có, hạt sạn (10-2) 0,4%. Khối lượng riêng của đất là 2,65g/cm3. Líp 3: Sét pha màu nâu vàng, loang ghi đến nhiều màu trạng thái dẻo cứng. Líp này có mặt ở tất cả các lỗ khoan trong khu vực khảo sát. Cao độ đáy líp thay đổi từ -12,6m (LK4) đến -7,7m (LK3). Bề dày trung bình là 6,7m. Kết quả thí nghiệm SPT cho N = 11 búa/30cm Kết quả thí nghiệm trong phòng cho kết quả như sau: Bảng 6.3. Bảng chỉ tiêu cơ lý líp 3. TT Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Trị sè trung bình 1 Độ Èm tự nhiên W % 26.1 2 Khối lượng thể tích tự nhiên gtn g/cm3 1.89 3 Khối lượng thể tích khô gk g/cm3 1.5 4 Khối lợng riêng của hạt gs g/cm3 2.67 5 Hệ số rỗng e % 0.78 6 Độ lỗ rỗng n % 43.8 7 Độ bão hoà G % 89.3 8 Giới hạn chảy Wch % 36.8 9 Giới hạn dẻo Wd % 21.8 10 Chỉ số dẻo Id % 15.7 11 Độ sệt B % 0.32 12 Góc nội ma sát j độ 17o28’ 13 Lực dính đơn vị C KG/m2 0.19 14 Hệ số nén lún a1-2 cm2/KG 0.03 15 Hệ số chịu tải R0 KG/cm2 1.56 Nhận xét : Về tính chất vật lý: Đất của líp 3 có giá trị khối lượng thể tích khá cao (gtn = 1.89g/cm3) .Khối lượng riêng trung bình (gs = 2.67g/cm3 ). Tính dẻo của đất thấp tương ứng với trạng thái dẻo cứng . Về tính chất cơ học: Kết quả sức chống cắt cho thấy lực dính đơn vị đã tăng lên đáng kể (c = 0.19KG/cm2) .Hệ số nén lún đã giảm đi so với phụ líp 1b (a1-2 = 0.03cm2/KG). Hệ số chịu tải tăng lên và đạt mức (R0 = 1.56 KG/cm2). Líp 4: Sét pha màu vàng đến nâu hồng, trạng thái dẻo mềm. Líp này gặp tại tất cả các lỗ khoan trong khu vực khảo sát. Cao độ đáy líp thay đổi từ -20,1m (LK1) đến -29,9m (LK3). Bề dày trung bình của líp là 9,8m. Kết quả thí nghiệm SPT cho N = 10 búa/30cm. Kết quả thí nghiệm trong phòng cho kết quả nh­ sau: Bảng 6.4: Bảng chỉ tiêu cơ lý líp 4. TT Chỉ tiêu Ký hiệu Đơn vị Trị sè trung bình 1 Độ Èm tự nhiên W % 30.3 2 Khối lượng thể tích tự nhiên gnt g/cm3 1.84 3 Khối lượng thể tích khô gk g/cm3 1.41 4 Khối lượng riêng của hạt gs g/cm3 2.67 5 Hệ số rỗng e % 0,894 6 Độ lỗ rỗng n % 47.2 7 Độ bão hoà G % 90.5 8 Giới hạn chảy Wch % 37.1 9 Giới hạn dẻo Wd % 21.3 10 Chỉ số dẻo Id % 15.8 11 Độ sệt B % 0.57 12 Góc nội ma sát j độ 17o47’ 13 Lực dính đơn vị C KG/m2 0.08 14 Hệ số nén lún a1-2 cm2/KG 0.041 15 Hệ số chịu tải R0 KG/cm2 0.99 Nhận xét : Về tính chất vật lý: Líp đất 4 có giá trị khối lượng thể tích tự nhiên khá cao (gtn = 1.84g/cm3). Khối lượng riêng của hạt cao (gs = 2.67g/cm3) Chỉ số dẻo Id = 15.8% và độ sệt B = 0.57% tương ứng với trạng thái dẻo mềm. Về tính chất cơ học: Kết quả sức chống cắt cho thấy lực dính đơn vị thấp (c = 0.08KG/cm2). Hệ số nén lún trung bình (a1-2 = 0.041cm2/KG) . Sức chịu tải thấp (Ro = 0.99KG/cm2). Đây là líp đất yếu nhưng do nằm quá sâu ( từ -20.1m đến -29.9m) nên khả năng làm biến dạng công trình không lớn. Líp 5: Cát hạt mịn, màu xám vàng lẫn sỏi sạn, kết cấu chặt đến rất chặt. Các lỗ khoan đều chưa khoan hết líp này. Hàm lượng hạt cát (2 - 0,05) 73,7% hạt bụi (0,05-0,005)9,2%, hạt sạn (10-2)11,1%, hạt sỏi (>20-10) 5,8%. Khối lượng riêng của đất là 2,66g/cm3. Các chỉ tiêu cơ lý của từng mẫu đất và từng líp xem Phụ lục (bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm trong phòng). 6.4. nhận xét chung Qua kết quả công tác khoan thăm dò, thí nghiệm trong phòng và hiện trường cho ta thấy đặc điểm về địa tầng khu vực khảo sát không quá phức tạp. Tuy nhiên, đối với hạng mục nhà điều hành và bến nên chọn loại hình móng cọc đặt sâu tới líp 5 (cát hạt mịn lẫn sỏi sạn). Đối với hạng

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc30063.doc
Tài liệu liên quan