Khắc phục sự biến động của mực nước ngầm và rủi ro hóa lỏng đất bằng các neo đất tác động sâu-

Khắc phục sự biến động của mực nước ngầm và rủi ro hóa lỏng đất bằng bộ gõ truyền động sâu-Neo đấts

 

Trong truyền tải tiện ích, ổn định dân dụng và kỹ thuật kết cấu nặng,-điều kiện thủy văn dưới bề mặt là một trong những biến số khó lường nhất trong thiết kế nền móng. Trong khi các mặt cắt đất khô cho phép lập mô hình địa kỹ thuật đơn giản, thì sự hiện diện của mực nước ngầm dao động, đất hạt mịn- bão hòa và mối đe dọa hóa lỏng thường xuyên của đất gây ra những thách thức nghiêm trọng về cấu trúc.
Khi chỉ định phần cứng-ổn định mặt đất cho môi trường-có độ ẩm cao, nền nông tiêu chuẩn hoặc bê tông chết-thường bị hỏng do lực nâng nổi và mất khả năng chống ma sát. Đối với các kỹ sư trưởng và người xác định dự án, các neo đất gõ được dẫn động-sâu (neo tấm-nghiêng) cung cấp một giải pháp có tính toàn vẹn- cao được thiết kế để vượt qua các tầng bị xâm phạm và neo trực tiếp vào các lớp địa chất ổn định, chịu tải-.

1. Thách thức địa chất thủy văn: Độ nổi và giảm ứng suất hiệu quả
Nước dưới bề mặt làm thay đổi cơ học vật lý của đất bằng cách thay đổi ứng suất hữu hiệu. Theo nguyên lý ứng suất hữu hiệu của Terzaghi, ứng suất tổng trong khối đất được phân chia giữa áp lực nước lỗ rỗng và áp lực tiếp xúc giữa các hạt.
Mất lớp phủ hiệu quả: Khi mực nước ngầm dâng lên, áp lực nước lỗ rỗng tăng lên, điều này trực tiếp làm giảm trọng lượng đơn vị hiệu quả của nón đất phía trên nền nông. Đối với các neo có trọng lượng-không tải thông thường, việc giảm trọng lượng hiệu quả này có thể ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng giữ trong mùa bão lớn.
Ưu điểm của bộ gõ: Vì bộ gõ được điều khiển-sâumỏ neo đấts được tác động qua lớp colluvium bão hòa phía trên và bị khóa sâu bên dưới vùng thủy văn hoạt động, khả năng giữ cuối cùng của chúng phụ thuộc vào các tầng sâu, không bị xáo trộn, nơi lớp phủ hiệu quả và ma sát giữa các hạt- vẫn ổn định bất kể độ bão hòa bề mặt.
2. Giảm thiểu rủi ro hóa lỏng đất ở các vùng địa chấn
Trong môi trường có chấn động địa chấn hoặc động, đất dạng hạt bão hòa có độ chặt từ-trung bình đến trung bình (chẳng hạn như phù sa và cát mịn) rất dễ bị hóa lỏng đất.
Cơ chế hư hỏng: Trong quá trình rung chuyển địa chấn, áp lực nước lỗ rỗng có tính chu kỳ hình thành nhanh chóng, tạm thời đẩy ứng suất hữu hiệu về 0 và biến nền đất rắn thành trạng thái lỏng,{0}}giống như chất lỏng. Các cấu trúc chỉ dựa vào ma sát nông hoặc độ bám dính-của bề mặt sẽ mất toàn bộ khả năng hỗ trợ theo chiều dọc và chiều ngang.
Neo bên dưới vùng hóa lỏng: Tiêu chuẩn kỹ thuật cho hành lang địa chấn yêu cầu các phần tử móng phải vượt qua hoàn toàn các lớp hóa lỏng dễ bị tổn thương phía trên. Các mỏ neo đất bằng va đập có thể được đưa nhanh chóng đến độ sâu 10, 15 hoặc 20+ feet vào lớp chuyển tiếp có khả năng hóa lỏng, không-nền hóa lỏng-hoặc các lớp băng hà dày đặc. Sau khi khóa tải-, mỏ neo sẽ cố định cấu trúc vào các tầng phụ-ổn định mà không bị ảnh hưởng bởi các xung áp suất lỗ rỗng-trên bề mặt.

 

3. Quy trình kỹ thuật cho môi trường bão hòa và ăn mòn

Việc triển khai phần cứng móng thép trong đất-có độ ẩm cao hoặc bão hòa đòi hỏi sự chú ý nghiêm ngặt đến độ bền của vật liệu và kiểm soát chất lượng lắp đặt:

Bảo vệ chống ăn mòn trong đất bão hòa:Đất bão hòa thường mang các ion hóa học mạnh và độ pH thay đổi làm tăng tốc độ oxy hóa điện hóa. Các neo bộ gõ có tính toàn vẹn-cao phải kết hợp với nhiệm vụ-nặng nềMạ kẽm nhúng nóng-(theo tiêu chuẩn ASTM A153 / ISO 1461)để đảm bảo lớp chắn hợp kim sắt dày-kẽm chống lại sự ăn mòn rỗ.

Bằng chứng ngay lập tức-Kiểm tra dưới dạng kiểm tra chất lượng:Trong đất bão hòa hoặc đất biến đổi, không thể kiểm tra bằng mắt. Việc bắt buộc thử nghiệm-kiểm tra bằng chứng thủy lực tại chỗ-100% ở tải trọng làm việc 1,25x–1,5 lần ngay sau khi lắp đặt đảm bảo rằng mỏ neo đã xoay và bám thành công vào ma trận đất sâu, loại bỏ sự không chắc chắn do các túi ẩn dưới bề mặt hoặc thấu kính nước mềm gây ra.

 

Hỏi: Mực nước dâng cao ảnh hưởng như thế nào đến khả năng giữ nước của móng nông so với móng sâu?mỏ neo đấts?
Đáp: Mực nước dâng cao làm tăng áp lực nước lỗ rỗng và giảm trọng lượng nổi hiệu quả của đất, làm suy giảm đáng kể khả năng giữ của các neo nông{0}}dựa trên trọng lực. Các neo bộ gõ được điều khiển sâu- sẽ bỏ qua vùng phía trên này, neo vào các tầng ổn định nơi ứng suất hiệu quả vẫn ở mức cao.
Câu hỏi: Các neo đất chịu tác động có thể cung cấp sự hỗ trợ đáng tin cậy trong các loại đất dễ bị hóa lỏng{0}}khi có động đất không?
Đáp: Có, miễn là chúng được đẩy đủ sâu để xuyên qua bên dưới các lớp dễ bị lỏng, bão hòa, dễ bị hóa lỏng{0}}vào các tầng chịu lực dày đặc. Điều này chuyển tải trọng kết cấu ra khỏi vùng hóa lỏng hoàn toàn.
Hỏi: Tiêu chuẩn chống ăn mòn nào là quan trọng khi lắp đặt neo đất trong môi trường có độ ẩm cao hoặc bão hòa?
Trả lời: Các kỹ sư nên chỉ định-các thành phần thép có độ bền kéo cao được xử lý bằng phương pháp mạ kẽm nhúng nóng-đã được chứng nhận (ASTM A153) và quá trình khử giòn bằng hydro-sau mạ kẽm để bảo vệ khỏi cả hiện tượng ăn mòn hóa học mạnh trong đất và nứt do ăn mòn do ứng suất-.