(Maunhadep902.com) Nền đất yếu vấn đề thường gặp của rất nhiều người khi chuẩn bị bắt tay vào xây dựng một công trình vô cùng quan trọng trong cuộc đời. Để làm dịu nỗi lo của nhiều ngời, hôm nay 902 Studio xin gửi đến các bạn bài viết Các phương pháp xử lý nền đất yếu hiện nay, hãy cùng chú ý theo dõi nhé!
Nội dung chính
1. Một số đặc điểm của nền đất yếu
Nền đất yếu thường xuất hiện ở các công trình trước khi xây dựng là ao hồ hay các mảnh đất có vị trí nằm ngay sát ao hồ, sông suối. Thuộc loại nền đất yêu thường là đất sét có chứa rất nhiều chất hữu cơ, Sức chịu tải bé (0,5 – 1kg/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a>0,1 cm2/kg); Hệ số rỗng e lớn (e > 1,0); Độ sệt lớn (B>1); Mô đun biến dạng bé (E<50kg/cm2); Khả năng chống cắt (C) bé, khả năng thấm nước bé; Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G>0,8, dung trọng bé.
Trên thực tế khi xây dựng chúng ta thường gặp những loại đất nền yếu đó là: Đất sét mềm, đất bùn, đất than bùn, cát chảy và đất bazan. Nếu xây dựng các công trình nhà ở, kho bãi, chung cư… trên các loại đất này mà không có các phương pháp xử lý nền đất yếu hiệu quả thì sẽ rất dễ xảy ra nguy cơ công trình bị lún, thậm trí nếu các công trình quá lớn có thể dẫn đến “sập” để lại những thiệt hại vô cùng quan trọng về người và của.
2. Các loại nền đất yếu thường gặp
- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão hòa nước, có cường độ thấp;
-
Đất bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất mịn, ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực;
-
Đất than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 -80%);
-
Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy;
-
Đất ba dan: là loại đất yếu có độ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sụt.
3. Các phương pháp xử lý nền đất yếu hiện nay
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích chủ yếu là gia tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện các tính chất cơ học, vật lý của nền đất yêu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng trị số modum biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất… Đối với các công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu sẽ làm giảm tính thấm của đất để đảm bảo sự ổn định khi xây dựng công trình sau này.
Thông thường, sẽ có những biện pháp thường được áp dụng để xử lý nền đất như sau:
– Các biện pháp cơ học: Các phương pháo làm chặt bằng đầm, đầm chấn động, phương pháp làm chặt bằng giếng cát, nén trong lòng đất…. để tăng độ cứng của đất hoặc nếu đất quá mềm có thể sẽ phải tiến hành phương pháp thay thế đất.
– Các biện pháp vật lý: Bao gồm các phương pháp phổ biến như hạ mực nước ngầm, dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm…..
– Các biện pháp hóa học: Bao gồm các phương pháp làm tăng độ dính kết của nền đất bằng xi măng, phương pháp Silicat hóa, phương pháp điện hóa…
Sau đây, chúng tôi xin phân tích ưu nhược điểm của một số phương pháp xử lý nền đất yêu thông dụng:
+ Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát: phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát khác với các loại cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc tre…) là một bộ phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền, mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát.
Việc sử dụng cọc cát để gia cố nền đất có những ưu điểm nổi bật sau: Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước trong các lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn; Nền đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý; Cọc cát khi thi công rất đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng các loại vật liệu khác. Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều dày > 3m.
+ Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc vôi: Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: Than bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão.
Các bước thi công rất đơn giản, sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên khoảng 20% để làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi làm chặt lại. Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt. Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: Độ ẩm của đất giảm 5 – 8%; Lực dính tăng lên khoảng 1,5 – 3 lần.
+ Phương pháp gia tải nén trước
Phương pháp gia tải nén trước có thể sử dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn sét và sét pha dẻo nhão, cát pha bão hoà nước.
Một số ưu điểm của phương pháp này
– Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất;
– Tăng nhanh thời gian cố kết, tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian.
Các biện pháp thực hiện:
– Chất tải trọng (cát, sỏi, gạch, đá…) bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình dự kiến thiết kế trên nền đất yếu, để chọn nền chịu tải trước và lún trước khi xây dựng công trình.
– Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền, tăng nhanh tốc độ lún theo thời gian.
Tuỳ yêu cầu cụ thể của công trình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ văn của nơi xây dựng mà dùng biện pháp xử lý thích hợp, có thể dùng đơn lẻ hoặc kết hợp cả hai biện pháp trên.
+ Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm
Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm thực chất là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm kết hợp cùng với gia tải trước.
Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có thể bố trí đường thấm thẳng đứng để tăng tốc độ cố kết. Phương pháp này thường dùng để xử lý nền đường đắp trên nền đất yếu.
Phương pháp bấc thấm (PVD) có tác dụng thấm thẳng đứng để tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng của đất yếu, làm giảm độ rỗng, độ ẩm, tăng dung trọng. Kết quả là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép.
Phương pháp bấc thấm có thể sử dụng độc lập, nhưng trong trường hợp cần tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta có thể sử dụng kết hợp đồng thời biện pháp xử lý bằng bấc thấm với gia tải tạm thời, tức là đắp cao thêm nền đường so với chiều dày thiết kế 2 – 3m trong vài tháng rồi sẽ lấy phần gia tải đó đi ở thời điểm mà nền đường đạt được độ lún cuối cùng như trường hợp nền đắp không gia tải.
Bấc thấm được cấu tạo gồm 2 phần: Lõi chất dẻo (hay bìa cứng) được bao ngoài bằng vật liệu tổng hợp (thường là vải địa kỹ thuật Polypropylene hay Polyesie không dệt…)
Bấc thấm có các tính chất vật lý đặc trưng sau:
– Cho nước trong lỗ rỗng của đất thấm qua lớp vải địa kỹ thuật bọc ngoài vào lõi chất dẻo.
– Lõi chất dẽo chính là đường tập trung nước và dẫn chúng thoát ra ngoài khỏi nền đất yếu bão hòa nước.
Lớp vải địa kỹ thuật bọc ngoài là Polypropylene và Polyesie không dệt hay vật liệu giấy tổng hợp, có chức năng ngăn cách giữa lõi chất dẽo và đất xung quanh, đồng thời là bộ phận lọc, hạn chế cát hạt mịn chui vào làm tắc thiết bị.
Lõi chất dẻo có 2 chức năng: Vừa đỡ lớp bao bọc ngoài, và tạo đường cho nước thấm dọc chúng ngay cả khi áp lực ngang xung quanh lớn.
Nếu so sánh hệ số thấm nước giữa bấc thấm PVD với đất sét bão hòa nước cho thấy rằng, bấc thấm PVD có hệ số thấm (K = 1 x 10-4m/s) lớn hơn nhiều lần so với hệ số thấm nước của đất sét ( k = 10 x 10-5m/ngày đêm). Do đó, các thiết bị PVD dưới tải trọng nén tức thời đủ lớn có thể ép nước trong lỗ rỗng của đất thoát tự do ra ngoài
+ Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt
Khi gặp trường hợp nền đất yếu nhưng có độ ẩm nhỏ (G < 0,7) thì có thể sử dụng phương pháp đầm chặt lớp đất mặt để làm cường độ chống cắt của đất và làm giảm tính nén lún. Lớp đất mặt sau khi được đầm chặt sẽ có tác dụng như một tầng đệm đất, không những có ưu điểm như phương pháp đệm cát mà cón có ưu điểm là tận dụng được nền đất thiên nhiên để đặt móng, giảm được khối lượng đào đắp.
Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau, thường hay dùng nhất là phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp này quả đầm trọng lượng 1 – 4 tấn (có khi 5 – 7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn 1m. Để hiệu quả tốt khi chọn quả đầm nên đảm bảo áp lực tĩnh do quả đầm gây ra không nhỏ hơn 0,2kg/ cm2 với loại đất sét và 0,15kg/cm2 với đất loại cát.
Còn rất nhiều phương pháp khác mà chúng tôi không thể liệt kê ra hết được. Trên thực tế, bạn phải nghiên cứu rõ đặc điểm, tính chất hiện tại của nền đất thì mới có được một phương pháp xử lý nền đất yêu phù hợp nhất để đảm bảo công trình sau khi xây dựng được an toàn.
Xem thêm:
>>>> Cách chống nóng nhà thông dụng nhất
