Xu Ly Nen

II. NEÀN MOÙNG

5. Neàn nhaân taïo 

Khaùi nieäm : Khi neàn ñaát thieân nhieân khoâng ñuû khaû naêng chòu taùc ñoäng cuûa taûi troïng töø coâng trình truyeàn xuoáng, caàn coù nhöõng bieän phaùp khaéc phuïc nhaèm laøm taêng söùc chòu taûi cuûa neàn, laøm giaûm bieán daïng cuûa coâng trình Vaán ñeà nghieân cöùu : giaûi phaùp keát caáu beân treân hôïp lyù; giaûi phaùp keát caáu moùng phuø hôïp vaø

Coù 3 bieän phaùp chính ñeå xöû lyù neàn  Bieän phaùp cô hoïc : laøm chaët ñaát baèng phöông phaùp ñaàm; laøm chaët baèng chaán ñoäng; laøm chaët baèng caùc loaïi coïc; baèng neùn tröôùc hoaëc thay ñaát  Bieän phaùp vaät lyù : haï thaáp möïc nöôùc ngaàm, duøng gieáng caùt; phöông phaùp ñieän thaám …  Bieän phaùp hoùa hoïc: laøm chaët ñaát baèng phun xi maêng; silicat hoaù, phöông phaùp ñieän hoaù.

a. Ñeäm caùt Ñeäm caùt thöôøng söû duïng khi lôùp ñaát yeáu ôû traïng thaùi baõo hoøa nöôùc nhö seùt nhaõo; caùt pha baõo hoøa nöôùc, seùt pha nhaõo; buøn; than buøn coù chieàu daøy khoâng lôùn laém (nhoû hôn 3m). Bieän phaùp : Boùc boû caùc lôùp ñaát yeáu naøy vaø thay theá baèng lôùp caùt coù khaû naêng chòu löïc lôùn hôn.

a. Ñeäm caùt Ñeäm caùt coù caùc taùc duïng sau :  Tieáp thu taûi troïng coâng trình, truyeàn xuoáng lôùp ñaát thieân nhieân. Laøm taêng söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn.  Giaûm ñoä luùn cuûa moùng; giaûm ñoä luùn leäch cuûa moùng do coù söï phaân boá laïi öùng suaát trong ñaát neàn ôû döôùi taàng ñeäm caùt.  Giaûm chieàu saâu choân moùng  Taêng nhanh toác ñoä coá keát cuûa neàn, laøm taêng nhanh söùc chòu taûi cuûa neàn vaø ruùt ngaén quaù trình luùn.

a. Ñeäm caùt Khi söû duïng bieän phaùp ñeäm caùt caàn phaûi löu yù hieän töôïng caùt chaûy, xoùi ngaàm trong neàn do nöôùc ngaàm hoaëc hieän töôïng hoùa loûng do taùc duïng cuûa taûi troïng ñoäng. Khoâng neân neân söû duïng ñeäm caùt khi :



 



Lôùp ñaát phaûi thay theá coù chieàu daøy lôùn hôn 3m, thi coâng khoù khaên, khoâng kinh teá. Möïc nöôùc ngaàm cao vaø coù aùp. Luùc naøy haï möïc nöôùc ngaàm raát toán keùm vaø ñeäm caùt khoâng oån ñònh.

a. Ñeäm caùt Kích thöôùc ñeäm caùt ñöôïc xaùc ñònh baèng tính toaùn nhaèm thoaû maõn 2 ñieàu kieän : - OÅn ñònh veà cöôøng ñoä - Ñaûm baûo ñoä luùn cuûa coâng trình sau khi coù ñeäm caùt naèm trong giôùi haïn cho pheùp.

hM bÑ Sô ñoà tính toaùn ñeäm caùt

hÑ

b

a. Ñeäm caùt Thi coâng ñeäm caùt.  Hieäu quaû cuûa ñeäm caùt phuï thuoäc phaàn lôùn vaøo coâng taùc thi coâng, do vaäy thi coâng phaûi ñaàm neùn ñaûm baûo ñuû ñoä chaët vaø khoâng laøm phaù hoaïi keát caáu cuûa lôùp ñaát beân döôùi.  Tröôøng hôïp khoâng coù nöôùc ngaàm, caùt ñöôïc ñoå töøng lôùp daøy khoaûng 20cm, laøm chaët baèng ñaàm laên, ñaàm rung…  Khi coù nöôùc ngaàm cao, phaûi coù bieän phaùp haï möïc nöôùc ngaàm hoaëc duøng bieän phaùp thi coâng trong nöôùc.

b. Gia coá neàn baèng coïc caùt 

 



Gia coá neàn baèng coïc laø moät bieän phaùp laøm chaët ñaát. Coïc : coïc tre, traøm hoaëc coïc caùt. Cô sôû cuûa phöông phaùp naøy laø ñöa vaøo trong ñaát yeáu moät löôïng coïc nhaèm laøm giaûm ñoä roãng cuûa ñaát do coïc choaùn choã, Nhöõng coïc naøy giuùp cho nöôùc thaåm thaáu vaø ruùt ñi nhanh hôn. Noäi dung tính toaùn chuû yeáu : khoaûng caùch giöõa caùc coïc vaø chieàu daøi coïc.



Coïc caùt ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp coâng trình chòu taûi troïng lôùn treân neàn ñaát yeáu coù chieàu daøy > 3m.



Khoâng neân duøng coïc caùt khi : 

Ñaát quaù nhaõo yeáu, löôùi coïc caùt khoâng theå leøn chaët ñöôïc ñaát (khi heä soá roãng neùn chaët εnc > 1 thì khoâng neân duøng coïc caùt ).



Chieàu daøy lôùp ñaát yeáu < 3m, luùc naøy duøng ñeäm caùt toát hôn.

Taùc duïng cuûa coïc caùt : 









Laøm giaûm ñoä roãng, ñoä aåm cuûa neàn ñaát, taêng troïng löôïng theå tích, modun bieán daïng, löïc dính vaø goùc ma saùt trong . Do neàn ñaát ñöôïc neùn chaët, neân söùc chòu taûi taêng leân, ñoä luùn vaø bieán daïng khoâng ñeàu cuûa ñaát neàn döôùi ñeá moùng giaûm Coïc caùt vaø vuøng ñaát ñöôïc neùn chaët xung quanh coïc cuøng laøm vieäc ñoàng thôøi. Khi duøng coïc caùt, quaù trình coá keát cuûa neàn ñaát dieãn ra nhanh hôn nhieàu so vôùi neàn thieân nhieân hoaëc neàn gia coá baèng coïc cöùng. Phaàn lôùn ñoä luùn cuûa coâng trình dieãn ra trong quaù trình thi coâng, do vaäy coâng trình mau choùng ñaït ñeán giôùi haïn oån ñònh Söû duïng coïc caùt raát kinh teá so vôùi coïc cöùng,khoâng bò aên moøn, xaâm thöïc. Bieän phaùp thi coâng ñôn giaûn

Boá trí coïc caùt : Coïc caùt thöôøng ñöôïc boá trí theo hình tam giaùc γ coïc : Khoaûng caùch giöõa caùc nc F = 0,95d γ −γ nc

0

γ s cuûa ñaát sau khi neùn Troïng löôïng rieâng γ nc = (1+ W) chaët : 1+ γ nc

W : ñoä aåm cuûa ñaát ôû traïng thaùi töï nhieân. γo : troïng löôïng rieâng cuûa ñaát ôû traïng thaùi töï nhieân.

b

0,2b

A L

0,2b

d

Fmoù ng

Fneù n chaë t

C

B L

Sô ñoà boá trí coïc caùt

Thi coâng neàn coïc caùt.  Coïc caùt ñöôïc thi coâng baèng maùy chuyeân duøng. Söû duïng oáng theùp taïo loã vaø nhoài caùt vaøo trong oáng.  Khi ñaøo hoá moùng khoâng ñaøo saâu ñeán cao trình thieát keá maø ñeå laïi khoaûng 1m, sau naøy khi thi coâng moùng môùi ñaøo tieáp vì caùt ôû ñoaïn ñaàu treân cuûa coïc thöôøng khoâng chaët. Oáng theùp ñöôïc haï xuoáng baèng chaán ñoäng ñeán ñoä saâu caàn thieát, nhoài caùt vaø ruùt oáng leân töø töø.

Kieåm tra neàn coïc caùt. 







Khoan laáy maãu ñaát ôû giöõa caùc coïc caùt ñeå xaùc ñònh troïng löôïng rieâng cuûa ñaát ñöôïc neùn chaët γnc, heä soá roãng neùn chaët enc vaø c, ϕ sau khi neùn chaët. Töø ñoù tính ra cöôøng ñoä cuûa ñaát neàn sau khi neùn chaët. Duøng xuyeân tieâu chuaån ñeå kieåm tra ñoä chaët cuûa caùt trong coïc vaø ñaát giöõa caùc coïc caùt. Thöû baøn neùn tónh taïi hieän tröôøng, treân maët neàn coïc caùt. Dieän tích baøn neùn phaûi lôùn ñeå truøm qua ñöôïc ít nhaát 3 coïc caùt. Thoâng thöôøng, neáu coïc caùt ñöôïc thi coâng toát, söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn coù theå taêng leân gaáp 2-3 laàn so vôùi ban ñaàu.

c. Gia coá neàn baèng coïc ñaát 

Coïc ñaát ñöôïc duøng ñeå neùn chaët ñaát neàn khi chuùng coù ñoä roãng lôùn vaø ñaát coù tính luùn suïp.



Ôû nöôùc ta, do ñieàu kieän thi coâng coøn haïn cheá neân coïc ñaát ít ñöôïc söû duïng



Boá trí coïc ñaát : boá trí töông töï nhö vôùi coïc caùt







Thi coâng coïc ñaát theo hai phöông phaùp : PP loõi vaø PP noå mìn. PP loõi : Duøng oáng theùp roãng ñaàu kheùp kín haï tôùi ñoä saâu thieát keá, khi ñoùng oáng theùp xuoáng, ñaát xung quanh seõ ñöôïc neùn chaët. Ruùt oáng leân vaø nhoài ñaát vaøo ñaày loã khoan. PP noå : Khoan nhöõng loã mìn coù Ñk 60 – 80mm ñeán ñoä saâu thieát keá, trong loã khoan ngöôøi ta ñaët daây noå vaø caùc vieân noå coù kích thöôùc vaø troïng löôïng tieâu chuaån. Sau khi noå seõ coù ñöôïc loã khoan thaúng ñöùng, tieán haønh nhoài ñaát

d. Gia coá neàn baèng gieáng caùt 

Gieáng caùt laø moät trong nhöõng bieän phaùp gia taûi tröôùc ñöôïc söû duïng ñoái vôùi caùc loaïi ñaát buøn, than buøn cuõng nhö caùc loaïi ñaát dính baõo hoøa nöôùc, coù tính bieán daïng lôùn… khi xaây döïng caùc coâng trình coù kích thöôùc vaø taûi troïng lôùn thay ñoåi theo thôøi gian nhö neàn ñöôøng, saân bay, baûn ñaùy caùc coâng trình thuûy lôïi…

Gieáng caùt coù hai taùc duïng chính :  Gieáng caùt seõ laøm cho nöôùc töï do trong loã roãng thoaùt ñi döôùi taùc duïng cuûa gia taûi vì vaäy laøm taêng nhanh toác ñoä coá keát cuûa neàn, laøm cho coâng trình nhanh ñaït ñeán giôùi haïn oån ñònh veà luùn, ñoàng thôøi laøm cho ñaát neàn coù khaû naêng bieán daïng ñoàng ñeàu. 

Neáu khoaûng caùch giöõa caùc gieáng ñöôïc choïn thích hôïp thì noù coøn coù taùc duïng laøm taêng ñoä chaët cuûa neàn vaø do ñoù söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn taêng leân.

Nhöõng ñieåm gioáng vaø khaùc nhau giöõa gieáng caùt vaø coïc caùt : Kích thöôùc (ñöôøng kính vaø chieàu daøi) töông töï nhö nhau, nhöng khoaûng caùch giöõa caùc gieáng caùt thì lôùn hôn coïc caùt.



Nhieäm vuï cuûa chuùng khaùc nhau :







Coïc caùt laøm chaët ñaát laø chính, laøm taêng SCT cuûa ñaát neàn, thoaùt nöôùc loã roãng laø phuï. Gieáng caùt ñeå thoaùt nöôùc loã roãng laø chính, taêng nhanh quaù trình coá keát, laøm cho ñoä luùn cuûa neàn nhanh choùng oån ñònh. Laøm taêng söùc chòu taûi cuûa neàn laø phuï.

q Ñeä m caù t

L

d

Ñaá t yeá u

Gieá ng caù t

L Taà ng khoâ ng thaá m nöôù c

Caá u taïo gieá ng caù t treâ n maë t baè ng.

Sô ñoà boá trí gieáng caùt

e. Gia taûi neùn tröôùc Neùn tröôùc baèng taûi troïng tónh ñöôïc söû duïng trong tröôøng hôïp gaëp neàn ñaát yeáu nhö than buøn, buøn, seùt vaø seùt pha deûo nhaõo…Muïc ñích cuûa gia taûi tröôùc laø :







Taêng cöôøng söùc chòu taûi cuûa ñaát neàn. Taêng nhanh thôøi gian coá keát, töùc laø laøm cho luùn oån ñònh nhanh hôn.

e. Gia taûi neùn tröôùc 

Muoán ñaït ñöôïc muïc ñích treân, ngöôøi ta duøng caùc bieän phaùp sau ñaây :  Chaát taûi troïng baèng caùt, soûi, gaïch, ñaù… baèng hoaëc lôùn hôn taûi troïng coâng trình döï ñònh xaây döïng ñeå cho neàn chòu taûi tröôùc vaø luùn tröôùc khi xaây döïng.  Duøng gieáng caùt (bieän phaùp ôû phaàn treân) hoaëc baûn giaáy thaám ñeå thoaùt nöôùc loã roãng, taêng nhanh quaù trình coá keát cuûa ñaát neàn.

Khi coù lôùp caùt, khoâng caàn baác thaám hoaëc gieáng caùt

e. Gia taûi neùn tröôùc Coù hai caùch gia taûi neùn tröôùc :  Chaát taûi troïng neùn tröôùc ngay treân maët ñaát, taïi vò trí seõ xaây moùng, ñôïi moät thôøi gian theo yeâu caàu ñeå ñoä luùn oån ñònh, sau ñoù dôõ taûi vaø ñaøo hoá thi coâng moùng.  Coù theå xaây moùng, sau ñoù chaát taûi leân moùng cho luùn ñeán oån ñònh, sau ñoù dôõ taûi vaø xaây caùc keát caáu beân treân.  Löu yù chaát taûi taêng daàn theo töøng caáp. Moãi caáp khoaûng 15 – 20% toång taûi troïng. Caàn tieán haønh theo doõi, quan

Maët baèng boá trí phuït vöõa