Luận Văn Đánh giá khả năng ứng dụng cọc đất xi măng trong thiết kế móng công trình trên nền đất yếu

LƯU Ý: TÀI LIỆU CÓ 9 TRANG, ĐƯỢC IN TRÊN TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ
TÓM TẮT: Bài báo sử dụng phần mềm Plaxis đánh giá sức chịu tải của nhóm cọc đất
ximăng trong nền đất yếu có bề dày lớn, sự phân bố ứng suất, chuyển vị của các phân tố đất
trong khối cọc, xác định độ lún của đất nền. Trên cơ sở đó, luận chứng cho tính hiệu quả của
việc áp dụng cọc đất ximăng trong xây dựng các công trình có tải trọng vừa và nhỏ trên nền
đất yếu.
Xử lý nền đất yếu bằng giải pháp cọc đất – ximăng ở Việt Nam còn khá mới, việc tính
toán, thiết kế chủ yếu dựa các công thức thực nghiệm và kết quả thí nghiệm trong phòng kết
hợp với kết quả thí nghiệm ngoài hiện trường. Do mô hình làm việc của cọc đất ximăng trong
nền đất tương đối phực tạp nên kết quả tính toán đôi khi chưa phù hợp. Với mục đích góp một
phần nhỏ thêm trong việc nghiên cứu đất gia cố bằng ximăng, bài báo trình bày một số kết
quả về sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích và đánh giá khả năng chịu tải của cọc đất – xi
măng.
Từ khóa: Đất yếu, sức chịu tải, cọc đất ximăng, ứng suất, chuyển vị, phân tố đất, khối
cọc, độ lún, đất nền, chỉ tiêu cơ lý, cường độ kháng nén một trục, lực dính, góc ma sát.
1. TÍNH SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC ĐẤT VÔI, XI MĂNG
Bài toán đặt ra là tính toán khả năng chịu tải của nhóm 4 cọc đất – xi măng bố trí theo
mạng lưới ô vuông, khoảng cách giữa tim cọc là 1,5m, cọc có đường kính 1m, dài 10m cắm
trong tầng bùn sét dày 40m, mực nước ngầm nằm cách mặt đất 1m, các chỉ tiêu cơ lý của đất
nền được trình bày trong bảng 1. Do khoảng cách giữa các tim cọc nhỏ hơn 3 lần đường kính
cọc nên các cọc làm việc theo điều kiện nhóm cọc. Sơ đồ bố trí cọc trình bày trong hình 1.
Bảng 1. Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền
Tên đất
Độ ẩm
%
γ
kN/m3
γk
kN/m3
ϕ
độ
C
kN/m2
E
kN/m2
Bùn sét 95 13,20 6,77 2028’ 6,6 1000
Hình 1: Sơ đồ bố trí các cọc
1,5m
1,5m
TẠP CHÍ PHÁT TRIỂN KH&CN, TẬP 11, SỐ 11 - 2008
Bản quyền thuộc ĐHQG-HCM Trang 41
Cọc đất được tạo từ hỗn hợp đất – vôi – xi măng – phụ gia, với hàm lượng vôi, ximăng,
phụ gia tương ứng là 8%-12%-4%. Theo [4], cường độ kháng nén một trục của đất gia cố q =
5,36kG/cm2. Từ q cho phép tính được lực dính không thoát nước của của cọc Ccọc = q/2 =
2,68kG/cm2 = 268kN/m2, góc ma sát trong của cọc lấy bằng 300 (theo Broms), mô đun tổng
biến dạng E = 35733 kN/m2 (Bảng 2).
Bảng 2.Các chỉ tiêu cơ lý của cọc đất vôi, xi măng
Tên đất
Độ ẩm
%
γ
kN/m3
γk
kN/m3
ϕ
độ
C
kN/m2
E
kN/m2
Đất vôi xi măng 72 15,20 8,83 30 268 35733