Bài giảng Cơ học đất - Chương 6: Cọc vôi và cọc xi măng - Trần Quang Hộ

Chương 6
Cọc vơi và cọc xi măng
TRẦN QUANG HỘ
tqho@hcmut.edu.vn 
Hợp chất của xi măng gặp nước
(tricalcium silicate) (water) (tobermorite gel) (calcium hydroxide)
(bicalcium silicate) (water) (tobermorite gel) (calcium hydroxide)
Hợp chất của xi măng gặp nước
ଶ ଷ ଶ ଷ ଶ ଶ ଶ ଷ ଶ ଷ ଶ
(tetracalcium aluminoferite) (calcium aluminoferite hydroxide)
Hợp chất của xi măng gặp nước
(tricalcium aluminate) (tetracalcium aluminate hydrate)
(tricalcium aluminate) (gypsum) (calcium monosulfo aluminate)
Phản ứng của xi măng và đất
(sản phẩm xi măng sơ cấp)
(sản phẩm xi măng thứ cấp)
(sản phẩm xi măng thứ cấp)
Phản ứng của vơi và đất
Ba phản ứng:
Sự mất nước của đất
Sự trao đổi ion
Phản ứng pozzalan
1. Sự thủy hợp
Calci hydroxide,Ca(OH)2 làm gia tăng tính điện ly và độ pH 
đồng thời làm tan SiO2 và AlO2 từ hạt sét
Dẫn đến sự trao đổi ion, kết đám và phản ứng pozzolanic
2. Sự trao đổi ion và kết đám
trao đổi với những ion đơn cực
Những cation cĩ tính kim loại thấp đến cao:
Sự tập trung trên bề mặt hạt khống tạo nên sự
kết đám
3. Phản ứng pozzolan
(sản phẩm xi măng thứ cấp)
(sản phẩm xi măng thứ cấp)
Vơi phản ứng với carbon dioxide cĩ trong kk hoặc
đất.
Phản ứng tạo nên ximăng yếu: calcium carbonat hoặc
magnesium carbonat.
Cường độ khơng đáng kể.
Sự carbonat hĩa
Loại đất xử lý bằng ximăng
Loại đất.
• Hiệu quả xử lý bằng vơi hay xi măng kém khi
độ ẩm và hàm lượng hữu cơ gia tăng.
• Chỉ số dẻo càng cao thì khả năng cải tạo càng
kém
Thành phần khống
• Loại đất cĩ hoạt tính pozolan càng cao cho độ
cứng càng lớn.
• Sét montmorilonic và kaolinitic là hoạt chất
pozzolan cao hơn sét chứa khống illite, chrolite
hoặc vermiculite
Độ pH của đất
• Phản ứng pozzolan lâu dài sẽ thuận lợi khi độ pH
lớn.
• Khi độ pH <12,6 thì phản ứng 12.10 xảy ra.Chất
phản ứng tiếp cho ra CSH và Ca(OH)2 .
• Phản ứng trên làm giảm cường độ của đất trộn xi
măng vì cĩ khả năng tăng bền cho đất tốt
hơn CSH
Loại đất xử lý bằng vơi
Loại đất
• Hàm lượng sét trên 20% và tổng hàm lượng silt và
sét trên 35%.
• Hàm lượng hữu cơ nhỏ cũng ảnh hưởng đến sự
gia tăng cường độ của vơi trộn đất.
• Khi độ ẩm tăng thì hiệu quả của vơi kém.
Thành phần khống.
• Sét kaolinite và montmorillonite chỉ cần trộn với
vơi; sét illite cần phụ gia là tro núi lửa.
• Vơi trộn với sét montmorillonite cho cường độ
cao hơn trộn với kaolinite
Độ pH của đất.
• Vơi làm tăng độ pH của nước trong đất và làm
tăng độ hịa tan, khi độ pH,7 thì sự trao đổi base
kém.
• Phản ứng vơi đất tốt khi pH>12
Phương pháp thi cơng
t ttt
Phương pháp tính tốn cọc vơi
Khả năng chịu tải của một cọc
Khả năng chịu tải theo đất nền:
Sức kháng hơng lấy bằng Cu
Sức kháng mũi lấy bằng 9Cu
Kinh nghiệm sức kháng hơng lấy bằng Cu khi Cu <30
kPa và bằng 0,5Cu khi Cu >30kPa
Khả năng chịu tải của một cọc
Khả năng chịu tải theo vật liệu:
Điều kiện ngắn hạn:
col = 300 ; Kp = 3.
Điều kiện dài hạn:
Khả năng chịu tải của nhĩm cọc vơi
cơ chế phá hoại khối
6: cho đáy hình chữ nhật
9: cho đáy hình vuơng
Tuy nhiên nên bỏ qua sức chịu mũi.
Khả năng chịu tải của nhĩm cọc vơi
cơ chế phá hoại cục bộ
b, l: diện chịu tải cục bộ
: sức chống cắt trung bình dọc theo mặt trượt
Phá hoại khối và cục bộ
Cu
Mặt trượt
6 đến 9Cu
a) b)
Mặt trượt
Tính tốn độ lún
Trường hợp A:
ứng suất trong cọc chưa vượt qua giá trị từ biến.
Trường hợp B: 
ứng suất trong cọc vượt qua giá trị từ biến.
Khi biến dạng đồng đều:
Trường hợp A
Trường hợp A
Độ lún :
Độ lún :
Tính theo cọng lún ,độ dốc ứng suất là 1:2 
Trường hợp B
Trường hợp B
Áp lực đáy mĩng chia làm hai phần:
Do cọc tiếp thu: 
Do nền xung quanh cọc tiếp thu
Độ lún : do gây lún khối cọc và đất
Độ lún : do gây lún từ đáy khối và do
Tính tốn độ lún lệch
Độ lún lệch thể hiện qua gĩc xoay
Độ cố kết
Độ cố kết thấm theo phương ngang
Ổn định mái dốc
Tính tốn cọc xi măng
Khả năng chịu tải theo đất nền
Khả năng chịu tải theo vật liệu
Theo Sweroad:
Ổn định mái dốc
Gia cường nền đường bằng cọc vơi
Ổn định mái dốc
Một số kết quả
Vơi:
Hàm lượng tốt nhất: 510%, qu tăng lên 5lần, tăng
3 lần, tăng lên 1040 lần,  tăng lên 67%.
Xi măng:
Hàm lượng tốt nhất: 1015%, qu tăng lên 10 20 lần, 
tăng 24 lần, tăng lên 1040 lần.
THANK YOU FOR LISTENING