Đang tải... (xem toàn văn)
Trong nghững năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế đất nước, nhu cầu xây dựng và xây dựng hệ thống đường giao thông tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long nhằm phục vụ sự nghiệp phát triển kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng ngày càng cấp thiết. Một số dự án đã được triển khai xây dựng trên nền đất yếu tại các khu vực nói trên đã đạt được nhiều lợi ích cho công cuộc xây dựng và bảo vệ Tổ quốc. Tuy nhiên, việc xây dựng công trình trên nền đất yếu đã gặp không ít khó khăn trong công tác xử lý nền đất yếu. Trong khi đó một số biện pháp xử lý nền đất yếu truyền thống chưa mang lại hiệu quả như mong muốn. Công ty thiết kế và tư vấn xây dựng công trình hàng không ADCC đã cùng với Công ty FUDO là một trong những công ty hàng đầu của Nhật Bản trong công tác xử lý nền đất yếu, đã hợp tác tiến hành công tác thi công thử nghiệm Gia cố nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất gia cố xi măng theo công nghệ trộn ướt của Nhật Bản tại Khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Kết quả đạt được cho thấy phương pháp có tính khả thi cao, phù hợp với điều kiện nền đất yếu ở Việt Nam đặc biệt là Khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói chung và Cảng Hàng không Cần Thơ nói riêng.
Luận văn thạc sĩ kỹ thuậtBỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO - - GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ TRỘN ƯỚT CỦA NHẬT BẢN TẠI CẢNG HÀNG KHÔNG CẦN THƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Năm 2014 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU………………………………………….………… …… trang11 CHƯƠNG I ĐẶC ĐIỂM TỰ NHIÊN CẢNG HÀNG KHÔNG QUỐC TẾ CẦN THƠ VÀ CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG I.1 VỊ TRÍ ĐỊA LÍ………………………………………………………… trang15 I.2 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG - THỦY VĂN - ĐỊA HÌNH- ĐỊA CHẤT ………………………………………………………………………………….trang15 I.2.1 ĐẶC ĐIỂM KHÍ TƯỢNG………………………………… ……….trang15 I.2.2 ĐẶC ĐIỂM THỦY VĂN…………………,,,……………… ……….trang16 I.2.3 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA HÌNH………………………………….……… ….trang17 I.2.4 ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH………………………… trang17 I.3 CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ………………………………… …………………………………….……….trang23 CHƯƠNG II GIỚI THIỆU CHUNG VỀ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN SỨC CHỊU TẢI VÀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG II.1 CÁC QUAN ĐIỂM TÍNH TỐN…………………………………….trang30 II.1.1 Theo quan điểm cột làm việc “cọc” …… ………….trang30 II.1.1.1 Đánh giá ổn định trụ gia cố theo trạng thái giới hạn II.1.1.2 Đánh giá ổn định trụ gia cố theo trạng thái giới hạn II.1.2 Theo quan điểm tính tốn tương đương……… trang33 II.1.3 Quan điểm hỗn hợp…… …………………………… ….trang34 II.2 HÌNH THỨC BỐ TRÍ CỌC ĐẤT GIA CỐ XIMĂNG…… ……….trang45 II.3 VẬT LIỆU XIMĂNG - ĐẤT TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU…….trang45 II.3.1 Nguyên lý tăng cường độ gia cố ximăng - đất……… trang46 II.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến chế làm cứng…… ……………….trang46 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật II.4 CÁC ỨNG DỤNG CỦA CÔNG NGHỆ CỌC ĐẤT GIA CỐ XIMĂNG CHƯƠNG III QUI ĐỊNH KỸ THUẬT THI CÔNG VÀ KIỂM TRA CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG (DSMC) III.1 CƠ SỞ THỰC HIỆN VÀ QUY ĐỊNH CHUNG…… …………….trang50 III.1.1 Cở sở thực hiện…… ……………………………………………….trang50 III.1.2 Quy định chung…… …………………………………… ……… trang52 III.2 Yêu cầu vật liệu sử dụng…… ……… …………………………… ……trang53 III.2.1 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Vật liệu xi măng…… ……………………………………….trang53 III.2.2.Vải địa kỹ thuật…… …………………………………… trang54 III.2.3 Yêu cầu thiết bị…… ………………………………… trang55 III.2.4 Yêu cầu kỹ thuật thi công cọc đất gia cố xi măng.…….trang55 II.2.4.1 Chuẩn bị mặt thi cơng…… ………………………trang56 III.2.4.2 Các bước thi cơng chính…… …………………… ……trang56 III.2.4.3 Trình tự thi cơng thời gian nghỉ…… ……… … …trang57 III.2.4.4 Ghi chép thi công…… ………………………… …trang58 III.2.4.5 Sai số thi công…………………………….…………trang55 III.2.5 Phương án thiết kế gia cố thông số thiết kế cọc đất gia cố…… …………………………………………………….….……… trang58 III.2.5.1 Phương án thiết kế gia cố nền…… ……….….………trang58 III.2.5.2 Thông số thiết kế cọc đất gia cố…… …………… ……trang58 III.2.6 Yêu cầu thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc… …………trang59 III.2.6.1 Thí nghiệm phịng… ………………………….…trang59 III.2.6.2 Thi cơng kiểm tra cọc thử nghiệm trường III.2.6.2.1 Thí nghiệm khoan lấy mẫu xuyên tiêu chuẩn (SPT) III.2.6.2.2 Thí nghiệm đào lộ đầu cọc………………… ………… trang63 III.2.6.2.3 Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn… ………………………trang63 III.2.6.2.4 Thí nghiệm chất tải trọng thật trường …… trang66 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật III.3 Đánh giá kết thi công cọc đất gia cố xi măng………………trang68 III.3.1 Giai đoạn thi cơng cọc thử để chọn hàm lượng xi măng thức III.3.2 Giai đoạn thi công đại trà………………………………….……… trang68 III.4 Xử lý kỹ thuật thi công…………………………………….… …….trang68 III.5 Tiêu chuẩn nghiệm thu……………………………………….………trang69 CHƯƠNG IV XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI CẢNG HÀNG KHÔNG CẦN THƠ BẰNG PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ TRỘN ƯỚT CỦA NHẬT BẢN IV.1 GIỚI THIỆU VỀ CẢNG HÀNG KHÔNG QUỐC TẾ CẦN THƠ …………………………………………………………………………….……trang71 VI.2.GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TẠO CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG …………………………………………………………………………….……trang72 VI.2.1 Giới thiệu công nghệ Jet - grouting………………… …………trang72 VI.2.2 Miêu tả công nghệ………………………………… ………trang76 VI.2.2.1 Công nghệ đơn pha - công nghệ S………………… ………trang76 VI.2.2.2 Công nghệ hai pha - công nghệ D ………………… ………trang76 VI.2.2.3 Công nghệ ba pha - Công nghệ T ………………… ………trang76 VI.2.3 Phương pháp thi cơng…………………….…….…………………trang78 VI.2.4 Trình tự thi công…………………………….…………… ….……trang78 VI.2.4.1 Thiết bị……………………………………………………… ……trang78 VI.2.4.2 Khoan…………….…………………………………………………trang80 VI.2.4.3 Phun vữa…………….…………………………………… … …trang80 VI.2.4.4 Hỗn hợp vữa…………….………………………………….… …trang80 VI.2.5 Tính tốn thiết kế thơng số khoan phụt………………………trang80 VI.3 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC KHI ỨNG DỤNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG THEO CÔNG NGHỆ TRỘN ƯỚT CỦA NHẬT BẢN TẠI CẢNG HÀNG KHÔNG QUỐC TẾ CẦN THƠ ………… …………….………… …… trang83 IV.4 KẾT QUẢ KIỂM TOÁN BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS………….trang88 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật CHƯƠNG V KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………… ……… trang90 TIÊU CHUẨN ÁP DỤNG VÀ THAM KHẢO………………… ……… trang92 PHỤ LỤC…………………………………………………………… ………trang95 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ………………………… …… ……… trang109 Hình II.1 Sơ đồ phá hoại đất dính gia cố cột xi măng-đất Hình II.2 Quan hệ ứng suất - biến dạng vật liệu ximăng - đất…….trang109 Hình II.3 Phá hoại khối……………………………………………………trang109 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình II.4 Phá hoại cắt cục bộ……………………………………….……trang109 Hình II.5 Sơ đồ tính tốn biến dạng………………… …………………trang110 Hình II.6 Sơ đồ tải trọng truyền cho cột…………… …………………trang110 Hình II.7 Sơ đồ tải trọng truyền cho đất khơng ổn định cột tải trọng vượt độ bền rão……… ……………………………………… trang110 Hình II.8 Bố trí cột theo mạng lưới so le……………………….…….…trang44 Hình II.9 Bố trí cột theo thẳng hàng cách đều……………….…………trang44 Hình II.10 Bố trí cột theo kiểu dạng khung……………… ….…………trang45 Hình VI.1 Cảng hàng khơng quốc tế Cần Thơ…………………… ……trang73 Hình VI.2 So sánh hiệu sử dụng khoan cao áp với phương pháp khoan hoá chất khoan xi măng áp lực thấp ………… trang75 Hình VI.3 Sự phát triển cường độ nén ximăng - đất… …… …trang101 Hình VI.4 Cường độ nén ximăng - đất……………… ………… …trang76 Hình VI.5 Cơng nghệ đơn pha……………………………… …… .…trang76 Hình VI.6 Công nghệ hai pha…… …trang77 Hình VI.7 Cơng nghệ ba pha…… .…trang77 Hình VI.8 Mơ tả q trình thi cơng tạo cọc đất gia cố xi măng ……trang79 Hình VI.9 Cọc đất gia cố xi măng vừa thi công xong ……………trang85 Hình VI.10 Máy thi cơng cọc đất gia cố xi măng ………………………trang85 Chuyên ngành xây dựng đường ô tơ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình VI.111 Cơng tác khoan lấy mẫu …………………………………… trang86 Hình VI.12 Cơng tác thí nghiệm phịng ……………………… … trang86 Hình VI.13 Thí nghiệm cắt cánh trường …………………………trang87 Hình VI.14 Thí nghiệm xuyên cắt thuận …………………………… …trang87 Hình IV.15 Mẫu khoan lõi cọc đất gia cố ximăng ……………… …trang111 Hình IV.16 Thí nghiệm xun cắt thuận ………………………………trang111 Hình IV.17 Mẫu bị phá hoại……………………………………… ……trang112 Hình IV.18 Mẫu sau thí nghiệm ……………………………………trang112 Hình IV.19 Lắp đặt chuẩn bị thí nghiệm sức chịu tải…………………trang112 Hình IV.20 Bố trí kích thí nghiệm sức chịu tải nhóm cột ……… …trang113 Hình IV.21 Bố trí kích thí nghiệm sức chịu tải cột đơn ………….…trang113 Hình IV.22 Phá hoại đầu cột ……………………………………… …trang114 Hình IV.23 Bố trí kích đồng hồ thí nghiệm nén ngang……………trang114 Hình IV.24 Phá hoại đầu cọc đất gia cố xi măng nén ngang …… trang115 Hình IV.25 Cọc đất gia cố xi măng sau đóng cứng ……….…trang115 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình IV.26 Sơ đồ tính tốn ứng suất - biến dạng ……………….……trang116 Hình IV.27 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng trang116 (Giai đoạn 1: thi công cọc đất gia cố xi măng) Hình IV.28 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng .……trang117 (Giai đoạn 1: thi công cọc đất gia cố xi măng) Hình IV.29 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng …trang117 (Giai đoạn 1: thi công cọc đất gia cố xi măng) Hình IV.30 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng trang118 (Giai đoạn 2: thi cơng đắp cát) Hình IV.31 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng .……trang118 (Giai đoạn 2: thi cơng đắp cát) Hình IV.32 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng …trang119 (Giai đoạn 2: thi cơng đắp cát) Hình IV.33 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 3: tải trọng) Hình IV.34 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng …trang120 (Giai đoạn 3: tải trọng) Hình IV.35 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng …trang120 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU………………… ……………… …trang117 Bảng I.1 Đặc điểm khí tượng… …………………………………… …trang117 Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 10 Bảng I.2 Đặc điểm thủy văn… …………………………… ……… …trang118 Bảng I.3 Số liệu số cơng trình sử dụng cọc đất gia cố xi măng… ………………………………………………………………… trang118 Bảng III.1 Bảng hàm lượng thạch học… …………………….…… … trang120 Bảng III.2 Yêu cầu vải địa kỹ thuật… …………………… … …trang120 Bảng III.3 Tiêu chuẩn nghiệm thu… …………………….……… …trang121 Bảng IV.1 Các thống số cho Jet – grouting… …… …………… …trang119 PHẦN MỞ ĐẦU Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hình IV.17 Mẫu bị phá hoại 110 Hình IV.18 Mẫu sau thí nghiệm Hình IV.19 Lắp đặt chuẩn bị thí nghiệm sức chịu tải Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 111 Hình IV.20 Bố trí kích thí nghiệm sức chịu tải nhóm cột Hình IV.21 Bố trí kích thí nghiệm sức chịu tải cột đơn Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 112 Hình IV.22 Phá hoại đầu cột Hình IV.23 Bố trí kích đồng hồ thí nghiệm nén ngang Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 113 Hình IV.24 Phá hoại đầu cọc đất gia cố xi măng nén ngang Hình IV.25 Cọc đất gia cố xi măng sau đóng cứng Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 114 Hình IV.26 Sơ đồ tính tốn ứng suất - biến dạng Hình IV.27 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 1: thi công cọc đất gia cố xi măng) Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 115 Hình IV.28 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 1: thi cơng cọc đất gia cố xi măng) Hình IV.29 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 1: thi công cọc đất gia cố xi măng) Chuyên ngành xây dựng đường ô tơ Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 116 Hình IV.30 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 2: thi cơng đắp cát) Hình IV.31 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 2: thi công đắp cát) Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 117 Hình IV.32 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 2: thi cơng đắp cát) Hình IV.33 Chuyển vị thẳng đứng khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 3: tải trọng) Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 118 Hình IV.34 Chuyển vị ngang khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 3: tải trọng) Hình IV.35 Phân bố ứng suất khối cọc đất gia cố xi măng (Giai đoạn 3: tải trọng) Chuyên ngành xây dựng đường ô tô Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 119 CÁC BẢNG BIỂU Thời kỳ tái diễn (năm) 1000 100 20 10 Tần suất P% 0.1 10 20 50 Nhiệt độ tối cao 42.2 40.5 39.1 39.5 37.7 36.3 Thời kỳ tái diễn (năm) 1000 100 20 10 Tần suất P% 0.1 10 20 50 Nhiệt độ tối cao 12.1 13.8 15.2 15.9 16.6 17.8 Tháng I II III IV V VI VII VII IX X XI XII Năm Yếu tố Rmm 10 39 204 231 213 254 265 325 146 30 1727 Rxmm 34 11 60 69 76 125 103 137 118 129 116 96 137 N 1.5 0.3 1.2 8.8 15.3 19.0 20.3 21.8 21.9 20.4 13.1 5.4 144 Bảng I.1 Đặc điểm khí tượng Cao độ mực nước H (m) Ghi H1% H5% H10% Hmin 2.32 1.99 1.92 -1.27 Bảng I.2 Đặc điểm thủy văn Stt Tên công trình Chun ngành xây dựng đường tơ Đường kính Tổng mét dài Công Luận văn thạc sĩ kỹ thuật 120 cọc (m) thi công (m) nghệ trộn Đường vào sân đỗ cảng hàng 0.6 32.000 Trộn ướt 0.6 15.000 Trộn khô 0.6 100.000 Trộn khô 0.6 150.000 Trộn khô 7+358 Đường băng sân bay Cần Thơ 0.6 300.000 Trộn ướt không Cần Thơ Nhà máy điện Nhơn Trạch I Đồng Nai Đường nối cầu Thủ Thiêm với đại lộ Đông Tây Hầm chui đường sắt vành đai đường Láng Hoà Lạc Km Bảng I.3 Số liệu số cơng trình sử dụng cọc đất gia cố xi măng Bản chất cốt liệu Silice Đá hỏa Đá vôi Nhiệt độ lớn 25-300C 6% 7% 10% đổ bê 40kN