khoa hỌc scÔng nghỆs - vie portal ng

7
KHOA HC SCÔNG NGHs 32 TP CHÍ KHOA HC VÀ CÔNG NGHTHY LI S11/2012 NGHIÊN CU N ĐỊNH ĐẬP XÀ LAN TRÊN NN ĐẤT YU BNG LÝ THUYT KT HP THC NGHIM TS. Trn Văn Thái, ThS. Nguyn Hi Hà, KS.Ngô Thế Hưng Vin Thy Công Tóm tt: Đập xà lan là gii pháp công nghcó hiu qukinh tế kthut cao khi xây dng trên nn mm, yếu, các sông rch vùng Đồng bng sông cu Long. Đập xà lan được chế to ti hđúc, di chuyn đến vtrí công trình, hchìm trên nn bùn đã chun bsn. Qua thí nghim đẩy trượt công trình cng Minh Hà hđúc và nhiu thí nghim kéo trượt bàn nén hin trường (vi nn chun btnhiên) cho thy rng hsma sát tiếp xúc gia nn và đập xà lan chđạt khong (35%-50%) Su max Trên cơ sđó nhóm tác giđã đề xut các gii pháp tăng cường chng trượt đồng thi kiến nghcông thc tính toán n định đập xà lan trên nn đất yếu. Summary: Moveable caision dam is effective technology solution and economy when we built on soft soil, in the rivers and canals of the Mekong Delta. Moveable caision dams were built in the casting pit, move to the location of works, submersible down on the mud was prepared. Through experiments slipstreaming Minh Ha sewer works in the casting pit and more experiments sliding table compression field (with natural background preparation) shows that the coefficient of friction contact between the dam and dam only about (40% -50%) Su max . On the basis that the authors have proposed solutions to strengthen anti-slip and propose a formula to calculate stability Moveable caision dam on soft ground. I. MĐẦU Đập xà lan là gii pháp công nghcó hiu qukinh tế kthut cao khi xây dng trên nn mm, yếu, các sông rch vùng Đồng bng sông cu Long. Đập xà lan được chế to ti hđúc, di chuyn đến vtrí công trình, hchìm trên nn bùn đã chun bsn. Do vic chun bnn được chun bbng thcông, trong nước, nên thường để li lp bùn non hi qui do kết cu nn đất tnhiên bphá v, lng đọng li to thành. Do đó khi đặt đập xà lan lên nn đó, sc chng trượt ca đập gim đi rt nhiu, do hsma sát lp tiếp xúc khá nh. Bài báo này trình bày kết quđẩy trượt mt công trình thc tế và nhiu bàn nén hin trường và kiến nghgii pháp tăng cường n định chng trượt cho đập xà lan. II. THÍ NGHIM ĐẨY TRƯỢT CÔNG TRÌNH MINH HÀ 2.1. Mc tiêu và các điu kin thí nghim + Mc tiêu: Kim tra n định trượt ca đập xà lan khi có chênh lch ct nước thượng hlưu. + Địa đim và đối tượng thí nghim: Cng Minh Hà, Huyn Trn Văn Thi - Tnh Cà Mau. Công trình có các thông scơ bn sau: + Hp đáy: có chiu dài 13m, chiu rng 14m và cao 1,85m, bn đáy phng. + Trpin đập xà lan: chiu rng 2m, cao 4,7m và dài 8,40m. + Ca van: Dng ca van Clape trc dưới, rng 10m, cao 4.5m Bao t¶i ®Êt ®¾p theo KT 1.5x1.5x14m -1.99 0.00 -1.00 -3.00 -4.00 -5.00 Cao ®é tù nhiªn (m) Kho¶ng c¸ch lÎ (m) -2.00 11.91 m = 2.00 (m) 1.00 §Êt ®¾p tr¶ 8.91 -2.27 8.59 -2.32 11.5 m=2.00 0.00 -1.00 -3.00 -4.00 -5.00 -2.41 -2.00 (m) 1.00 -6.00 -7.00 Cäc BTCT chèng va thuyÒn, 25x25x1000cm Cäc BTCT chèng va thuyÒn, 25x25x1000cm §Êt ®¾p tr¶ Rä ®¸ 6x2x0.3m phÝa s«ng phÝa ®ång Rä ®¸ 6x2x0.3m -6.00 -7.00 _________________________ Người phn bin: TS. Ngô Anh Quân

Upload: others

Post on 12-Feb-2022

4 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

32 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012

NGHIÊN CỨU ỔN ĐỊNH ĐẬP XÀ LAN TRÊN NỀN ĐẤT YẾU BẰNG LÝ THUYẾT KẾT HỢP THỰC NGHIỆM

TS. Trần Văn Thái, ThS. Nguyễn Hải Hà, KS.Ngô Thế Hưng Viện Thủy Công

Tóm tắt: Đập xà lan là giải pháp công nghệ có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao khi xây dựng trên nền mềm, yếu, ở các sông rạch vùng Đồng bằng sông cửu Long. Đập xà lan được chế tạo tại hố đúc, di chuyển đến vị trí công trình, hạ chìm trên nền bùn đã chuẩn bị sẵn. Qua thí nghiệm đẩy trượt công trình cống Minh Hà ở hố đúc và nhiều thí nghiệm kéo trượt bàn nén hiện trường (với nền chuẩn bị tự nhiên) cho thấy rằng hệ số ma sát tiếp xúc giữa nền và đập xà lan chỉ đạt khoảng (35%-50%) Sumax Trên cơ sở đó nhóm tác giả đã đề xuất các giải pháp tăng cường chống trượt đồng thời kiến nghị công thức tính toán ổn định đập xà lan trên nền đất yếu.

Summary: Moveable caision dam is effective technology solution and economy when we built on soft soil, in the rivers and canals of the Mekong Delta. Moveable caision dams were built in the casting pit, move to the location of works, submersible down on the mud was prepared. Through experiments slipstreaming Minh Ha sewer works in the casting pit and more experiments sliding table compression field (with natural background preparation) shows that the coefficient of friction contact between the dam and dam only about (40% -50%) Sumax . On the basis that the authors have proposed solutions to strengthen anti-slip and propose a formula to calculate stability Moveable caision dam on soft ground.

I. MỞ ĐẦU Đập xà lan là giải pháp công nghệ có hiệu quả kinh tế kỹ thuật cao khi xây dựng trên nền mềm, yếu, ở các sông rạch vùng Đồng bằng sông cửu Long. Đập xà lan được chế tạo tại hố đúc, di chuyển đến vị trí công trình, hạ chìm trên nền bùn đã chuẩn bị sẵn. Do việc chuẩn bị nền được chuẩn bị bằng thủ công, trong nước, nên thường để lại lớp bùn non hồi qui do kết cấu nền đất tự nhiên bị phá vỡ, lắng đọng lại tạo thành. Do đó khi đặt đập xà lan lên nền đó, sức chống trượt của đập giảm đi rất nhiều, do hệ số ma sát ở lớp tiếp xúc khá nhỏ. Bài báo này trình bày kết quả đẩy trượt một công trình thực tế và nhiều bàn nén hiện trường và kiến nghị giải pháp tăng cường ổn định chống trượt cho đập xà lan.

II. THÍ NGHIỆM ĐẨY TRƯỢT CÔNG TRÌNH MINH HÀ

2.1. Mục tiêu và các điều kiện thí nghiệm

+ Mục tiêu: Kiểm tra ổn định trượt của đập xà lan khi có chênh lệch cột nước thượng hạ lưu. + Địa điểm và đối tượng thí nghiệm: Cống Minh Hà, Huyện Trần Văn Thời - Tỉnh Cà Mau. Công trình có các thông số cơ bản sau: + Hộp đáy: có chiều dài 13m, chiều rộng 14m và cao 1,85m, bản đáy phẳng. + Trụ pin đập xà lan: chiều rộng 2m, cao 4,7m và dài 8,40m. + Cửa van: Dạng cửa van Clape trục dưới, rộng 10m, cao 4.5m

Bao t¶i ®Êt ®¾p theo KT 1.5x1.5x14m

-1.9

9

0.00

-1.00

-3.00

-4.00

-5.00

Cao ®é tù nhiªn (m)

Kho¶ng c¸ch lÎ (m)

-2.00

11.91

m = 2.00

(m)

1.00

§Êt ®¾p tr¶

8.91

-2.2

7

8.59

-2.3

2

11.5

m=2.00

0.00

-1.00

-3.00

-4.00

-5.00

-2.4

1

-2.00

(m)

1.00

-6.00

-7.00Cäc BTCT chèng va thuyÒn, 25x25x1000cmCäc BTCT chèng va thuyÒn, 25x25x1000cm

§Êt ®¾p tr¶

Rä ®¸ 6x2x0.3m

phÝa s«ngphÝa ®ång

Rä ®¸ 6x2x0.3m

-6.00

-7.00

_________________________

Người phản biện: TS. Ngô Anh Quân

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012 33

Cäc trμm l =5m, nãng ngän Cäc trμm l =5m, nãng ngän

DÇm ngang BTCT , KT 10x10x755cm DÇm ngang BTCT , KT 10x10x755cm

DÇm däc BTCT, L=12m

Cäc BTCT15x15x600cm

0.00

-1.00

-3.00

-4.00

-5.00

-6.00

Mss= -7.00

Kho¶ng c¸ch lÎ (m)

Cao ®é tù nhiªn (m)

-2.00

4.01

0.92

3.01

(m)

2.00

1.00

3.00

4.00

-1.2

8Cäc BTCT15x15x900cm

0.98

3.10

1.32

m = 2.00

5.11 1.89

-0.5

9

TÊm BTCT 8x50x200cm

1.992.21 2.25

-1.7

6

-2.3

8

2.312.26

-2.3

7

-2.2

7

(m)

1.61

TÊm BTCT 8x50x200cm

2.90

Cäc BTCT15x15x900cm

-1.7

9

2.95 2.69

-1.1

8

3.64

-0.7

5

m=2.00

1.07

DÇm däc BTCT, L=10m

Cäc BTCT15x15x600cm

1.36

m=1.50

3.69

1.32

2.713.50

1.42

§−êng nhùa

0.00

-1.00

-3.00

-4.00

-5.00

-6.00

-2.00

2.00

1.00

3.00

4.00II

II

i

i

H˜nh 1: Kết cấu ₫ập xš lan Minh Hš

Địa chất khu vực thí nghiệm:

Lớp 1: Bùn sét màu xám nâu, trạng thái chảy. Phân bố dưới lớp 1A, bề dày khoảng 18.0m; C=0,057kg/cm2; φ=2025’. Lức cắt cánh hiện trường Sumax =8-12kN/m2

.

2.2. Tổ chức thí nghiệm

Bố trí thí nghiệm như hình 2

I

II

II

II

phÝa ®ång phÝa s«ng

II

II

II

II

II

I I

II

II

II

II

II

II

II

II

1

III III III III

Chi tiÕt A

II II II II

III III

§−êng d©y ®iÖn ®Õn b¶ng tæng hîp

H˜nh 2: Cắt ngang bố tr˝ hệ thống quan trắc th˝ nghiệm - Thiết bị đo chuyển vị ngang của đất nền (Inclinometer casing) Dùng ống loại D=70mm, kết cấu ống có rãnh đối xứng được khoan đặt trước trong đất nền tại vị trí muốn quan trắc chuyển vị. Đầu dò trượt theo rãnh từ dưới lên đo ghi độ nghiêng so với mốc cố định từ đó xác định được mức độ chuyển dịch ngang của đất nền. - Thiết bị đo chuyển vị đứng của đất nền (Magnet extensometer) Đầu đo Extensometer dùng để đo lún theo chiều sâu đất nền hoặc kết cấu từ đó xác định tỷ lệ lún của từng lớp đất tại địa điểm quan sát tại đó có các vòng cảm ứng được gắn ở các độ sâu khác nhau

trong nền đất hoặc kết cấu. Thiết bị dò được hạ xuống và đo ghi độ lún (trồi) của điểm đo so với mốc xác định trước Các thiết bị đo chuyển vị của công trình: + Máy thuỷ bình, mia đọc để đo độ lún của đập xà lan + Máy kinh vĩ đo chuyển vị ngang đập xà lan + Đồng hồ điện tử

2.3. Tiến hành thí nghiệm bước 1

+ Bước 1: Giữ mực nước trong hố móng luôn cố định (hình 3), bơm nước vào đập xà lan theo từng cấp tải, trong trường hợp này cửa van công trình ở trạng thái mở. Quan trắc, theo dõi độ lún của đập xà

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

34 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012

lan ứng với từng cấp độ gia tải. Trong cả quá trình gia tải, độ lún tối đa của công trình là 7.5cm khi nước đã hoàn toàn đầy hộp đáy và trụ pin. Dựa trên

kết quả thí nghiệm (bảng 1), tác giả vẽ được biểu đồ quan hệ giữa ứng suất dưới bản đáy xà lan và độ lún theo từng cấp trong quá trình gia tải (hình 5).

H˜nh 3. Bơm nước všo ₫ập xš lan H˜nh 4. Tạo ch˚nh lệch cột nước

BIỂU ĐỒ QUAN HỆ σ ~ s

-8

-7

-6

-5

-4

-3

-2

-1

0

2,00 2,20 2,40 2,60 2,80 3,00 3,20 3,40 3,60 3,80 4,00

σ(Tấn/m2)

S(cm)

H˜nh 5: Biểu ₫ồ quan hệ giữa ứng suất vš ₫ộ l…n trong quŸ tr˜nh gia tải

STT Lần đo

Mực nước trung bình trong đập xà

lan (m)

Độ lún trung bình của đập xà lan (cm)

Ứng suất(Tấn/m2)

1 Lần đo 1 0,56 -1,75 2, 2 2 Lần đo 2 1,30 -2,75 2,88 3 Lần đo 3 Đ y hộp đáy -3,75 3,2 4 Lần đo 4 2,70 -4,75 3,60 5 Lần đo 3,20 -5,75 3,67 6 Lần đo 6 Đầy trụ pin -7, 0 3,88

Bảng 1: Số liệu đo độ lún khi bơm nước vào đập xà lan

PhÝa h¹ l−u PhÝa th−îng l−u

MNTL

H

MNHL

H˜nh 6: Sơ ₫ồ tạo ch˚nh lệch khi kh“ng ₫ắp ₫ất hạ lưu

H

MNHL

PhÝa h¹ l−u PhÝa th−îng l−u

MNTL

Bao t¶i ®Êt§Êt ®¾p

H˜nh 7: Tạo ch˚nh cột nước khi hạ lưu ₫ược ₫ắp ₫ất

2.4. Tiến hành thí nghiệm ở bước 2

Ở bước 2, ta đóng cửa van đập xà lan, bơm nước vào phía thượng lưu, tạo chênh lệch cột nước theo từng cấp độ, theo dõi, quan trắc và lấy số liệu theo các cấp độ chênh lệch. Thí nghiệm được tiến hành trong hai trường hợp:

+ Trường hợp 1: Công trình được đặt trực tiếp trên nền đất bùn, thượng hạ lưu công trình không đắp đất (hình 6).

+ Trường hợp 2: Hạ lưu công trình được đắp đất bằng mặt sàn trên bằng bao tải đất (hình 7).

Trong mỗi trường hợp thí nghiệm, ứng với mỗi cấp độ tạo chênh, đo đạc:

+ Chuyển vị đứng của đập xà lan (độ lún của đập xà lan S)

+ Chuyển vị ngang của đập xà lan (phạm vi đẩy trượt của đập xà lan)

Chuyển vị lún, chuyển vị ngang ở bảng 2 là tính trung bình theo 4 điểm A, B, C, D là 4 góc của trụ pin.

2.5. Kết quả thí nghiệm

+ Với trường hợp 1: Đập xà lan được đặt trực tiếp trên nền hố móng, hạ lưu không đắp đất, kết quả thí nghiệm thể hiện ở bảng 2 sau:

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012 35

Bảng 2. Chuyển vị đập xà lan ứng với các cấp ΔH ở trường hợp 1

STT Cấp độ chênh cột nước ∆H(m)

Độ lún của đập xà lan S(mm) Chuyển vị ngang δ(cm) Trung bình Cộng dồn Trung bình Cộng dồn

1 0,47 0 0 2 0,53 5 5 0 0 3 0,61 2 7 0 0 4 0,74 2,5 9,5 0 0 5 0,80 17,5 27,0 0 0 6 0,83 0 27,0 0 0 7 0,87 0 27,0 6 6 8 1,05 0 27,0 0 0 9 1,15 2,5 29,5 90 96

H˜nh 8. Quan hệ giữa ₫ộ l…n vš chuyển vị với cŸc cấp ₫ộ ΔH ở trường hợp 1

Từ kết quả trên ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa độ lún và chuyển vị ngang của xà lan ứng với các cấp độ chênh cột nước (∆H~S và ∆H~δ) theo hình 8: + Với trường hợp 2: Tiến hành đắp đất đất và bao tải đất ở hạ lưu công trình đến cao trình sàn trên

của đập xà lan. Trong quá trình đắp ở hạ lưu, mực nước thượng lưu được hạ thấp bằng mực nước hạ lưu. Sau đó, tiếp tục bơm nước phía thượng lưu tạo chênh cột nước với 5 cấp độ khác nhau, kết quả thể hiện trong bảng 3 sau:

Bảng 3: Chuyển vị đập xà lan ứng với các cấp ΔH ở trường hợp 2

STT Cấp độ chênh cột nước ∆H(m)

Độ lún của xà lan S(mm) Chuyển vị ngang δ(cm) Trung bình Cộng dồn Trung bình Cộng dồn

1 1,21 15 0 2 1,30 0 15 0 0 3 1,51 0 15 1,0 1 4 1,61 2,5 17,5 0,5 1,5 5 1,66 0 17,5 19 20,5

H˜nh 9. Quan hệ giữa ₫ộ l…n vš chuyển vị với cŸc cấp ΔH ở trường hợp 2

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

36 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012

Từ kết quả trên ta vẽ được biểu đồ quan hệ giữa độ lún và chuyển vị ngang của xà lan ứng với các cấp độ chênh cột nước (∆H~S và ∆H~δ) theo hình 8: Trong quá trình thí nghiệm nhận thấy chuyển vị ngang của nền thông qua các ống đo Inclinometer casing gần như bằng không. Chuyển vị đứng của nền đo đạc thông qua Magnet extensometer cũng không được phản ánh. 2.6 Các kết quả thí nghiệm chính và bình luận Các kết quả thí nghiệm chính Công trình bị lún tức thời 75mm và chủ yếu lún ở lớp tiếp giáp do nền được chuẩn bị không phẳng, lún chỉ tập trung trong phạm vi độ sâu nhỏ hơn 1m, do các thiết bị Magnet extensometer không đo được độ lún (đầu đo Magnet extensometer đặt sát trụ pin không đặt dưới nền). Trong điều kiện tải trọng đã cho, công trình bị trượt phẳng ở bề mặt tiếp xúc, không phát sinh trượt hỗn hợp, hoặc trượt sâu do các Inclinometer casing không nhận được tín hiệu. Trong trường hợp 1, khi chênh lệch ΔH đạt đến 1,15m, công trình bị trượt 96cm. Trong trường hợp 2, khi chênh lệch ΔH đạt đến 1,66m, công trình bị trượt 20cm. Bình luận Theo TCVN 4253-86 về thiết kế nền móng [1] và quy trình thiết kế, thi công, nghiệm thu đập xà lan di động [3], hình thức mất ổn định của đập có thể là trượt phẳng, hoặc trượt hỗn hợp. Nếu các chỉ số Nσ< [Nσ], Cv<4, Tgψ>0,45 thì chỉ cần tính toán trượt phẳng. Sau đây là công thức để đánh giá hệ số an toàn trượt phẳng [1]:

hltlcd

bd00

ΣHΣHEm.E.FC.tgN

Kt−+

++= ∑ ϕ

(1)

Trong đó lực chống trượt đập xà lan:

0 0. . . bdFct N tg C F m Eφ= Σ + + (2) ΣN: Tổng lực đứng gồm trọng lượng bản thân, trọng lượng nước, đẩy nổi…. F: Diện tích đáy móng; Ebd: áp lực bị động hạ lưu; Ecd: áp lực chủ động thượng lưu.

Htl∑ : Tổng áp lực nước thượng lưu; Hhl∑ : Tổng áp lực nước hạ lưu.

0ϕ : Góc ma sát giữa bản đáy xà lan và đất nền

C0: Lực dính giữa bản đáy cống (bê tông) và nền

m: hệ số xét đến quan hệ áp lực bị động và chuyển vị.

Góc ma sát giữa đất nền và đập xà lan 0ϕ phụ thuộc vào độ nhám của đáy xà lan, phụ thuộc vào việc chuẩn bị nền. Nền sau khi chuẩn bị có bị phá vỡ kết cấu không, có nhiều bùn non lắng đọng không…Lực dính giữa đáy xà lan và nền cũng vậy phụ thuộc vào nhiều yếu tố.

Trong thiết kế sơ bộ lấy 0ϕ =Kφ * uϕ . ( uϕ - lấy theo thí nghiệm cắt nhanh không cố kết (Unconsolidation Undrain) hoặc thí nghiệm cắt cánh hiện trường thường thì uϕ =0)

C0: Lực dính giữa bản đáy cống (bê tông) và nền lấy C0:=Ksu*Cu.

Cu: lấy theo thí nghiệm cắt nhanh không cố kết (Unconsolidation Undrain) hoặc thí nghiệm cắt cánh hiện trường (Cu=su)

Ở trường hợp 1, Ecđ=Ebđ=0, ϕo=0, công thức (1) còn lại:

0

tl hl

.FKtΣH ΣH

C=

− (3)

Tại trường hợp 1, ta tính được tl hlΣH ΣH− =613 KN, F=14x13=182 m2

Theo công thức (3), khi lựa chọn Co=Sumax =8KPa của đất tại hố móng công trình Minh Hà thì hệ số Kt = 2,37. Tại thời điểm trượt, hệ số Kt =1, tính ngược lại theo (3), tác giả tìm được lực ma sát huy động Co=3,36 KPa. Ksu= 3,36/8= 0,42= 42%. Tức là: Co=42%.Sumax.

Tại trường hợp 2, ta tính được tl hlΣH ΣH− =855 KN, F=14x13=182 m2; Ebđ=133 KN; Ecđ=0; ϕo=0, nên:

0 bd

tl hl

C .F m.E 8.182 133Kt 1,86ΣH ΣH 855

+ += = =

Theo công thức (1), khi lựa chọn Co=Sumax =8KPa của đất tại công trình Minh Hà thì hệ số Kt = 2,37. Tại thời điểm trượt, hệ số Kt =1, tính ngược lại theo (3), tác giả tìm được lực ma sát huy động Co=3,96 KPa. Ksu= 3,96/8= 0,495= 49,5%. Tức là: Co=49,5%.Sumax.

III. NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG KHẢ NĂNG CHỐNG TRƯỢT CHO ĐẬP XÀ LAN

Để tăng cường khả năng chống trượt của đập xà lan, tác giả đã tiến hành thí nghiệm kéo trượt các tấm bê tông (TN1) có kích thước 70x70 dày 10cm,

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012 37

TN2 có kích thước 100x100x10cm, trên các loại nền chuẩn bị khác nhau như sau:

- Thí nghiệm số 0 : MH1-TN1 : gia tải đứng cho đến khi nền mất ổn định, xác định sức chịu tải đứng Pgh khi H=0.

- Thí nghiệm số 1: MH1-TN1, tải trọng V,H ;

- Thí nghiệm số 2: MH1-TN1 lặp lại thí nghiệm số 1 nhưng chờ sau 1 tháng mục đích chờ nền cố kết.

- Thí nghiệm số 4: MH2-TN1, tải trọng V,H

- Thí nghiệm số 5: MH1-TN1, tải trọng V,H ,M

- Thí nghiệm số 6: MH1-TN1-tải trọng V,H,M

Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, tổng số 25 thí nghiệm, lần 1 ứng với tải trọng đứng V1 Kg/cm2; lần 2 ứng tải trọng đứng V2 KG/cm2 ; Lần 3 ứng với trọng đứng V3 KG/cm2.

Thí nghiệm ổn định của nền có gia cố lớp đệm hỗn hợp

- Thí nghiệm số 7: MH1-TN1-PXM, tải trọng V,H

- Thí nghiệm số 8: MH2-TN1-PXM, tải trọng V,H

- Thí nghiệm 11: MH1-TN1-HHGC1

- Thí nghiệm 12: MH1-TN1-HHGC2: tấm nén 1, nền gia cố tiếp xúc bằng lớp đá dăm dày 2,5cm.

Trong đó:

+ MH1:Nền chuẩn bị trong nước bình thường

+ MH2: Nền chuẩn bị trong nước có đệm vừa phải (để lớp bùn non vừa đủ xâm nhập vào lớp đệm nhằm đảm bảo thấm và tăng sức chống trượt).

HHGC: ký hiệu là hỗn hợp gia cố.

PXM: phụt xi măng xuống nền

TN1: tấm nén loại TN1

TN2: Tấm nén loại 2

V, H, M: tải trọng đứng và tải trọng ngang và Mô men

Mỗi thí nghiệm lặp lại 3 lần, lần 1 ứng với tải trọng đứng V1 Kg/cm2; lần 2 ứng tải trọng đứng V2 KG/cm2 ; lần 3 ứng với trọng đứng V3 KG/cm2.

H˜nh 10. Bố tr˝ th˝ nghiệm k˙o trượt

H˜nh 11. Bố tr˝ th˝ nghiệm 12

Kết quả thí nghiệm

Trên hình 12, cho ta kết quả là với cùng một loại địa chất nền, nếu nền được chuẩn bị không tốt để lớp bùn non lắng đọng trở lại (TN4) thì sức chống trượt rất thấp, lớn nhất bằng 120kG, trong lúc đó nếu nền được rải thêm lớp đá dăm mỏng 2,5cm (TN12) thì sức chống trượt lớn nhất đạt gần 800kG, gấp chỉ bằng 6,67 lần so với TN4. Đối với các giải pháp xử lý nền khác như tấm nén có gờ (TN3), hoặc nền chuẩn bị bình thường không có bùn non (TN1, TN2, TN5) đều cho hiệu quả chống trượt thấp hơn rải đá dăm mỏng.

Kết Luận:

0.00

100.00

200.00

300.00

400.00

500.00

600.00

700.00

800.00

900.00

0 200 400 600 800 1000 1200 1400 1600 1800 2000

Thí nghiệm 1 

Thí nghiệm 2 

Thí nghiệm 3 

Thí nghiệm 4 

Thí nghiệm 0 

Thí nghiệm 5 

Thí nghiệm 7 

Thí nghiệm 8 

Thí nghiệm 11 

Thí nghiệm 12 

TN4 (Nền bùn non, tải trọng H,V) 

V(kG) 

H (kG)  BIỂU ĐỒ TỔNG HỢP 12 THÍ NGHIỆM KÉO TRƯỢT TẤM NÉN Ở HIỆN TRƯỜNG VỚI CÁC LOẠI NỀN

VÀ TẢI TRỌNG KHÁC NHAU

H˜nh 12. Kết quả th˝ nghiệm k˙o trượt tấm n˙n với cŸc

loại nền chuẩn bị theo cŸc phương phŸp khŸc nhau

KHOA HỌC SCÔNG NGHỆs

38 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 11/2012

IV. KẾT LUẬN

Kết quả thí nghiệm đẩy trượt công trình cống Minh Hà, tại thời điểm trượt hệ số huy động sức ma sát Ksu đạt khoảng 40%-50%, tức Co=(40%÷50%).Sumax. Nguyên nhân của sự giảm ma sát giữa bê tông và nền là do lớp bùn non lắng đọng trở lại dưới nền đập kết hợp lớp đất tiếp giáp giữa bề mặt đập và nền bị phá vỡ kết cấu. Do đó khi thiết kế đập xà lan đặt trực tiếp trên nền đất tự nhiên, tác giả kiến nghị lựa chọn công thức (1) để

tính toán với ϕo=0 và Co=(35%÷50%).Sumax.

Để tăng cường khả năng chống trượt, nhóm nghiên cứu đã tiến hành rải lên bề mặt nền đập xà lan lớp đá dăm 2,5 cm, gia tải đứng tương ứng với tải trọng đứng đập xà lan (3 T/m2), kéo trượt bàn nén. Kết quả nền huy động được 100% giá trị Sumax. Với lớp đá dăm 1x2cm dày 2,5 cm, cho phép các lớp bùn xâm nhập kín bề mặt, đảm bảo hệ số thấm gần bằng hệ số thấm của nền tự nhiên ban đầu [5].

TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1]. Bộ NN & PTNT (1986), Nền các công trình thủy công, TCXDVN 4253-86.

[2]. Trịnh Văn Cương (2002), Địa kỹ thuật tài liệu giảng dạy sau đại học, Trường ĐH Thủy Lợi.

[3]. Trương Đình Dụ, Trần Đình Hoà, Trần Văn Thái và nnk (2005). Báo cáo dự án sản xuất thử nghiệm đập xà lan di động, Viện KH Thuỷ Lợi.

[4]. Vũ Công Ngữ và nnk (2006), Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân tích nền móng, NXB Khoa học kỹ thuật.

[5]. Nghiên cứu thí nghiệm xác định chiều dày lớp đá dăm dưới nền Đập xà lan nhằm tăng cường khả năng chống trượt mà vẫn đảm bảo khả năng chống thấm, Viện Thủy Công, 2012.