>> StructDesignPro

structdesignpro · Site Admin

Đã có rất nhiều phương pháp để gia cố nền đất yếu, đặc biết là những vùng đất yếu ở Nam bộ, nơi có máy chục mét bùn. Một số các phương pháp đó như: Dùng đệm cát, cọc cát, trụ vật liệu rời thoát nước thẳng đứng, trụ đất - xi măng, đất - vôi, cát - xi măng, bấc thấm, bản nhựa .... Nõi chung là đều tìm cách gia tải và cưỡng bức làm thoát nước để đất cố kết nhanh.
Phương pháp hút chân không thay thế cho phần gia tải trong công nghệ cố kết trước, tức là vẫn phải có cột thoát nước thẳng đứng. Phương pháp này không nhanh hơn phương pháp gia tải vì tốc độ cố kết phụ thuộc vào hệ số thấm ngang của đất giữa các biên thoát nước. Theo lý thuyết nếu đạt được độ chân không tuyệt đối sẽ tương đương với khối tải tạo áp lực 1 kg/cm2. Trong trường hợp cần áp lực lớn hơn người ta áp dụng "gia tải + chân không".So với phương pháp gia tải trước nó có nhiều ưu điểm hơn như trong phương pháp gia tải cần lưu ý đến sức chịu tải của nền đất và ổn định của mái khối đất đắp. Đối với phương pháp gia tải phụ thuộc vào cường độ chịu tải của nền đất mà người ta quy định chiều cao chất tải, còn với gia tải bằng chân không có thể đưa tải lên giá trị 1 kg/cm2 ngay (theo lý thuyết). Tuy nhiên để áp dụng phương pháp này đòi hỏi công nghệ phức tạp hơn.
Phương pháp nén trước bằng chân không là một trong những phương pháp gia cố nền đất sét yếu, theo đó, áp suất chân không được áp dụng lên một diện tích nền được bao bởi các tấm (màng) vật liệu kín khí (airtight membrane), để bơm thoát nước lỗ rỗng chứa trong nền. Nếu ai đã tạo mẫu thí nghiệm 3 trục, hình trụ rỗng thì chắc biết là để cho mẫu đứng được, người ta phải áp dụng một áp suất chân không khoảng 0.3 kgf/cm2, rồi kiểm tra xem mẫu có kín nước không bằng cách quan sát sự xuất hiện các bọt khí trong de-aired water tank. Các nguyên lý cơ bản của phương pháp nén trước bằng chân không được Kjellman giới thiệu vào đầu những năm 1950. Phương pháp này được thừa nhận là hiệu quả nhằm gia cố đất rất yếu, đặc biệt khi thiếu vật liệu gia tải.
Phương pháp nén trước bằng chân không đã được sử dụng gia cố đất tại cảng Xingang, Tianjing, Trung Quốc (480000m2). Tại Nhật Bản, phương pháp này được sử dụng thường xuyên trong xây dựng công trình từ những năm 1960 đến 1980. Tuy nhiên, ứng xử thực sự của phương pháp này trong xây dựng chưa tốt vì một số nguyên nhân dưới đây.

1) Rất khó làm kín khí
2) Có giới hạn về độ sâu gia cố
3) Hiệu quả thấp đối với nền gồm các tầng cát với hệ số thấm cao nằm xen kẹp
4) Giá thành cao do sử dụng các cọc cừ ngăn cách vùng cần gia cố nhằm làm tăng độ chân không

Vì thế, phương pháp này không được ủng hộ tại Nhật Bản vào những năm 1990. Gần đây một người Nhật tìm cách cải tiến nhằm khắc phục những nhược điểm nói trên về vật liệu làm màng kín khí và thoát nước thẳng đứng.

Ở Việt Nam, tại nhà máy điện Cà Mau đã dùng công nghệ Bơm hút chân không để hút nước trong đất làm cho đất cố kết rất nhanh chỉ trong thời gian rất ngắn. Tức là thay cho việc đặt các vật liệu thoát nước, chất tải để cưỡng bức cho nước thoát ra ta phải mất thời gian rất dài từ 6 tháng đến 2 năm, đất mới cố kết được một phần và có thể đặt công trình lên được. Thời gian dự tính kết thúc 90% cố kết là 5 tháng.

Sử dụng Plaxis:
Bài toa'n này là cố kết đẳng hướng, ghép đôi. Trong thực hành thiết kế có thể sử dụng công thức của Barron (1 chiều). Kết quả tính lún có thể lớn hơn so với tính theo bài toắn ghép đôi, 2chiều theo FEM.
Có thể tham khảo 2 cách tính ở 2 bài báo dưới đây:
1) Barron, R.A (1948). Consolidation of fine-grained soils by drain wells. Trans. ASCE, 113p.718-754
2) Matsumoto, K., Ohno, M. Koga, T. &Nakamura, K. (1999). Comparison of deformation behavior between vacuum consolidation and surchanging with vertical drains due to finite element method. Proc. of 54th JSCE, III, pp. 520-521. (In Japanese).
_________________
Mời bạn đến với bách khoa toàn thư về kết cấu:.
http://vi.ketcau.wikia.com