Tải bản đầy đủ - 0trang
Chính vì vậy học viên chọn phần mềm Plaxis 2D để tính tốn sự hiệu quả

của biện pháp sử dụng vải ĐKT kết hợp cọc bê tông để xử lý nền đất yếu của một

đoạn đường có nền đất yếu thuộc dự án đường Phù Đổng, thuộc thành phố Việt Trì.

3.2 Giới thiệu chung về dự án đường Phù Đổng

Đường Phù Đổng do UBND thành phố Việt Trì làm chủ đầu tư.

Cơng trình đường Phù Đổng thuộc Dự án phát triển tồn diện kinh

tế - xã hội các đơ thị Việt Trì, Hưng Yên và Đồng Đăng – hợp phần

dự án tại thành phố Việt Trì gồm 3 tuyến đường và cơng trình thu

gom rác thải. Dự án được thực hiện nhằm liên kết tuyến đường cao

tốc Hải Phòng – Hà Nội – Côn Minh với trung tâm thành phố Việt Trì

và các khu cơng nghiệp, từ đó khơng chỉ đáp ứng nhu cầu đi lại

cho nhân dân, mà còn thu hút các nguồn lực đầu tư, thúc đầy phát

triển kinh tế, xã hội toàn diện cho thành phố..

Theo tài liệu khảo sát địa chất được thực hiện tháng 11/2015,

nền đường Phù Đổng được xây dựng trên nền địa chất gồm các lớp

sét hoặc sét pha trạng thái từ dẻo mềm đến dẻo cứng. Đặc biệt,

đất yếu phân bố gần bề mặt thi cơng. Tại vị trí tiếp giáp với chân

đồi cũng xuất hiện đất yếu cần phải xử lý mới có thể xây dựng. Để

đảm bảo yêu cầu về tải trọng sử dụng cũng như độ lún, giải pháp

sàn mềm cọc PC D300mm được xem xét tính tốn. Phương pháp

sử dụng hệ cọc kết hợp lưới địa kỹ thuật gia cường trên đầu cọc

trong nền đất yếu đã đạt được nhiều thành công trên nhiều nước.

Lưới địa kỹ thuật gia cường với độ bền chịu kéo cao sẽ làm giảm

độ lún lệch, tăng khả năng mang tải và ổn định mái dốc trong nền

đất yếu. Hệ cọc kết hợp vải địa kỹ thuật (GRPS: Geosynthetic

Reinforced Pile Supported) sử dụng lưới địa kỹ thuật gia cường

cách ly là tăng hiệu suất của sự truyền tải vào cọc mà không làm

tăng độ lún lệch giữa các mũ cọc. Mơ hình hệ cọc kết hợp vải ĐKT

được áp dụng cho dự án đường Phù Đổng được thể hiện trên hình



71



3.1 và 3.2. Bình đồ bố trí cọc trên đoạn đường có nền đất yếu

thuộc dự án đường Phù Đổng được thể hiện trên hình 3.3.



Hình 3.1 Mơ hình hệ cọc kết hợp vải ĐKT được áp dụng cho nhiều

dự án (nguồn internet)



72



Hình 3.2 Hình ảnh thi cơng sàn giảm tải mềm (nguồn internet)



73



Hình 3.3 . Bình đồ bố trí cọc để xử lý nền đất yếu trên đoạn đường Phù Đổng



74



Cọc được lựa chọn là cọc dự ứng lực D300-loại A. Với chiều dài thay

đổi từ 6m-12m ( phụ thuộc vào vị trí cọc), các thơng số về kích

thước hình học, đặc tính chịu lực của cọc được cho trong hình 3.4

và bảng 3.1.



Hinh 3.4. Chi tiết cấu tạo cọc DƯL D300- loại A

Bảng 3.1. Thông số của cọc DƯL D300-loại A

Thép chủ DƯL

Số lượng Cường

(thanh)

độ chịu

kéo

(Mpa)

6 ϕ7.1



≥1450



Thép đai xoắn

Số

Cường

lượng

độ chịu

kéo

(Mpa)

ϕ3

(@55100)



Bê tông

Cường

Cường

độ chị

độ khi

nén

truyền

(Mpa)

DƯL

(Mpa)

72

35



600



75



Momen

kháng

nứt

(kN.m)



Momen

uốn cực

hạn

(kN.m)



Sức

chịu tải

cực hạn

(kN)



24.6



44.4



1139.8



Hình 3.5. Chi tiết mũi cọc DƯL 300



Hình 3.6. Chi tiết mũ cọc DƯL 300

3.3. Tính toán sự hiệu quả của phương pháp xử lý nền

đất yếu bằng vải ĐKT kết hợp cọc bê tông bằng phần mềm

Plaxis

3.3.1. Điều kiện địa chất

Theo chiều dọc tuyến, từ Km00+219.43 đến Km00+370.23

có địa chất phân bố khá đồng đều. Do đó, học viện chỉ chọn một

mặt cắt điển hình để tính tốn (tại cọc 19A). Mặt cắt địa chất của

vị trí này được thể hiện ở hình 3.7.



76



Hình 3.7. Mặt cắt địa chất cơng trình điển hình tại cọc 19A

Tại vị trí cọc này, có 3 hố khoan K1, K2 và K3. Căn cứ vào số

liệu khoan khảo sát kết quả khoan khảo sát, điều kiện đất nền tại

vị trí này gồm các lớp sau:

+ Lớp 1: Đất đắp sét màu xám vàng, xám nâu lẫn sỏi sạn nhỏ

trạng thái nửa cứng đến dẻo cứng. Tại vị trí cọc 19A, chiều dày lớp

này thay đổi từ 7.3m (K1, K3) đến 13.2m (K2).

+ Lớp 2: Cát hạt mịn, màu xám đen. Chiều dày của lớp này tại cọc

19A thay đổi từ 0.3-0.4m. Trong tính tốn, đề xuất bỏ qua lớp đất

này.

+ Lớp 3: Bùn sét màu xám đen, xám ghi lẫn hữu cơ, trạng thái

dẻo chảy. Tại vị trí cọc 19A, chiều dày thay đổi từ 5m (K2) đến 11m

(K1).



77



+ Lớp 4: Sét pha lẫn mảnh đá phong hóa và sỏi sạn, màu xám

nâu, xám trắng trạng thái nửa cứng.

Căn cứ vào số liệu số liệu thí nghiệm, tính chất loại đất,

thơng số của lớp đất phục vụ q trình tính tốn được thể hiện

trong bảng 3.2 và 3.3.



Bảng 3.2. Giá trị môđun đàn hồi theo giá trị SPT

Es



Trạng thái đất



SPT

N30



SPT

N60



(kPa)



1



Sét, trạng thái nửa

cứng đến dẻo cứng



15



11



5100



3



Bùn sét, trạng thái

dẻo chảy



4



3



3000



4



Sét, trạng thái nửa

cứng



20



15



6300



Lớp đất



Trong đó:

Es – Mơđun đàn hồi của đất, được xác định từ thí nghiệm SPT

theo cơng thức sau:

Es = 500*(N60+15) Cát

Es = 250*(N60+15) Cát bão hòa hoặc cát pha

Es = 320*(N60+15) Bụi, bụi cát hoặc bụi sét

N60 – Giá trị SPT sau khi hiệu chỉnh năng lượng búa

N60=CE*N30; CE=Eh/60=0.75 (Eh: Năng lượng của búa)

Giá trị môđun đàn hồi theo thí nghiệm trong phòng của các

lớp đất được tổng hợp vào bảng dưới đây.

Bảng 3.3. Giá trị mơđun đàn hồi theo thí nghiệm trong phòng



78



a1-2



Lớp

đất



Trạng thái đất



(m /k

N)

2



eo



Es

(kPa)



1



Sét, trạng thái nửa

cứng đến dẻo cứng



3.5E-4



0.88

6



5388



3



Bùn sét, trạng thái

dẻo chảy



5.3E-4



1.42

3



4571



4



Sét, trạng thái nửa

cứng



3.6E-4



0.82

3



5063



Từ kết quả thí nghiệm SPT và trong phòng thí nghiệm, kiến

nghị sử dụng mơđun đàn hồi để tính tốn là giá trị trung bình của 2

phương pháp trên (bảng 3.4):

Bảng 3.4. Giá trị môđun đàn hồi kiến nghị

Lớp

đất



Trạng thái đất



E

(kPa)



1



Sét, trạng thái nửa

cứng đến dẻo cứng



5244



3



Bùn sét, trạng thái

dẻo chảy



3785



4



Sét, trạng thái nửa

cứng



5680



3.3.2. Tính tốn tải trọng

Tải trọng tính tốn bao gồm tải trọng tính lún và tải trọng

kiểm tốn ổn định. Tải trọng tính lún gồm các lớp đất đắp trên nền

đất yếu và kết cấu áo đường. Tải trọng kiểm toán ổn định gồm tải

trọng thường xuyên và hoạt tải khai thác.

Để đảm bảo hệ số an tồn trong tính tốn, học viên sử dụng

tải trọng phân bố 14kPa cho tính tốn lún và kiểm tốn ổn định.

3.3.3. u cầu trong tính tốn bằng phần mềm Plaxis

-



Tải trọng sử dụng: 14kPa

79



Độ lún yêu cầu: Sau khi hồn thành cơng trình nền mặt



-



đường xây dựng trên nền đất yếu, phần độ lún còn lại tại trục tim

của nền đường ≤ 30cm (theo 22TCN 262 - 2000).

Hệ số ổn định:



-



Hệ số ổn định trượt sâu khi tính theo phương pháp phân mảnh cổ

điển hoặc phương pháp PTHH trong q trình thi cơng: Kmin ≥ 1.2.

Hệ số ổn định trượt sâu khi tính theo phương pháp phân mảnh cổ

điển hoặc phương pháp PTHH trong quá trình khai thác: K min ≥ 1.3.

3.3.4 Xây dựng mơ hình mơ phỏng trên Plaxis 2D

3.3.4.1. Sơ đồ mô phỏng

-



Hệ cọc PC D300mm, bố trí lưới ơ vng với khoảng cách s = 2.5m.

Tại vị trí dải phân cách giữa bố trí 1 hàng cọc chạy dọc theo tuyến.

Tại vị trí cống dọc, bố trí 1 hàng cọc chạy dọc theo tuyến.



-



Mũ cọc kích thước 0.75x0.75x0.2m sử dụng bê tơng mác M250. Mũ

cọc liên kết với đầu cọc bằng thép neo.



-



Lưới địa kỹ thuật bố trí thành 02 lớp, trong đó:

+ Ở vị trí trên đỉnh mũ cọc: bố trí 2 lớp lưới địa kỹ thuật Tenax

TT090. 01 lớp bố trí ngang mặt đường và 01 lớp bố trí dọc mặt

đường.

+ Ở vị trí cách mũ cọc 0.5m: bố trí 1 lớp địa kỹ thuật Tenax TT090.



-



Giữa các lớp lưới địa kỹ thuật đổ cấp phối đá dăm (hoặc tương

đương) có mơ đun E ≥ 50Mpa dày 1.0m.



-



Lớp kết cấu mặt đường dày 0.5m có E ≥ 150Mpa.

Sơ đồ điển hình bố trí cọc và vải ĐKT được thể hiện trên hình

3.8.



80



Hình 3.8. Mặt cắt điện hình của phương pháp xử lý nền đất yếu vải

ĐKT kết hợp cọc bê tông

3.3.4.2 Các thơng số đầu vào cho mơ hình

a. Thơng số đất nền

Bảng thơng số đầu vào của đất nền để tính toán bằng phần

mềm Plaxis như bảng dưới đây.

Bảng 3.5. Bảng thông số đầu vào phần mềm Plaxis



Thông số



Đơn vị



KC

mặt

đườn

g



Đá dăm

đệm



Lớp 1



Lớp 3



Lớp 4



MC



MC



MC



MC



Mơ hình vật

liệu



MC



Ứng xử vật

liệu



Drain

ed



Drained



UnDrain

ed



UnDrain

ed



UnDrain

ed



γsat



kN/m

3



21



20



16



15



16



γun-sat



kN/m

3



21



20



16



15



16



81