Đang tải... (xem toàn văn)
Các vấn đề mắc phải của nền đường đắp trên đất yếu trong thời gian qua ở Việt Nam chủ yếu dưới dạng nền đường bị lún sụt trượt trồi và ở dạng lún kéo dài ảnh hưởng lớn đến chất lượng khai thác đường. Gần đây nhất, nhiều đoạn nền đường đắp trên đất yếu tuyến Pháp Vân Cầu Giẽ trên QL1A (đoạn cửa ngõ Hà Nội), mặc dù đã được xử lý và không xuất hiện các vết nứt nhưng biến dạng lún vẫn còn kéo dài. Theo số liệu đo đạc cho thấy, sau một năm đưa vào khai thác, nền vẫn lún thêm khoảng 4060 cm, ảnh hưởng lớn đến khai thác. Tuy nhiên, hiện nay vật liệu cát trong thiên nhiên ngày càng cạn kiệt, khai thác cát sẽ gây ô nhiễm môi trường, kiểm soát chất luợng thi công giếng cát, cọc cát gặp không ít khó khăn. Do vậy, đề tài này tập trung nghiên cứu xử lý nền đất khu vực đồng bằng sông Cửu Long cho xây dựng đê, đường bằng phương pháp Cọc đất – xi măng . Đây là phương pháp mới phát triển mạnh mẽ trong thời gian gần đây và đã được nhiều nước trên thế giới áp dụng cho gia cố nền đất yếu trong xây dựng đê, đập, đường bộ đạt hiệu quả rất cao.
-1- CHNG M U: TNH CP THIT CA TI Ti Vit Nam t cỏc khu vc chõu th Bc B, Thanh - Ngh Tnh, ven bin Trung b, n ng bng Nam B u cú nhng vựng t yu t nn vựng ng bng sụng Cu Long thng l cỏc lp trm tớch mm yu, cú m cao, cú hm lng hu c ln Do ú xõy dng cụng trỡnh núi chung v cụng trỡnh thu li núi riờng thng gp s c lỳn rt nhiu, lỳn lõu di v lỳn khụng u Trong thi gian gn õy, hng lot cỏc cụng trỡnh xõy dng ó gp s c gõy tn kộm rt ln v nh hng xu ti i sng xó hi ca nhõn dõn ta Mt nhng nguyờn nhõn gõy s c cụng trỡnh vựng t yu ny l thit k gii phỏp x lý nn khụng hp lý, khụng kim soỏt c quỏ trỡnh lỳn ca t nn theo thi gian t mm yu núi chung l loi t cú kh nng chu ti nh (ỏp dng cho t cú cng khỏng nộn quy c di 50 daN/cm2), cú tớnh nộn lỳn ln, h s rng ln (e >1), cú mụun bin dng thp (Eo < 50 kgN/cm2), v cú sc khỏng ct nh Khi xõy dng cụng trỡnh giao thụng hoc cỏc cụng trỡnh khỏc trờn t yu m thiu cỏc bin phỏp x lý hp lý thỡ s phỏt sinh bin dng thm gõy h hng cụng trỡnh Nghiờn cu x lý t yu l nhm lm tng bn ca t, lm gim tng lỳn v lỳn lch, rỳt ngn thi gian thi cụng v gim chi phớ u t xõy dng Cỏc phng phỏp c in dựng ging cỏt thoỏt nc thng ng v cc cỏt lm cht t kt hp vi vic cht ti tm thi l phng phỏp n gin nht nhng t hiu qu cao c v k thut, thi gian v kinh t Theo phng phỏp ny, ngi ta thng dựng ging cỏt ng kớnh 50-60 cm, c nhi vo nn t yu bóo ho nc n sõu thit k lm chc nng nh nhng kờnh thoỏt nc thng ng, nhm y nhanh quỏ trỡnh c kt nn t yu Do ú, phng phỏp ny luụn phi kốm theo bin phỏp gia ti trc tng nhanh quỏ trỡnh c kt Trong thc t, phng phỏp ny ó c ỏp -2- dng ph bin t nm 1990 x lý nn t yu Cụng trỡnh cú quy mụ ln u tiờn ỏp dng ging cỏt x lý nn t yu c trin khai trờn ng Thng Long - Ni Bi (H Ni) v on Km 93 QL5 (on Cng Chựa V, Hi Phũng) Sau ny c ỏp dng i tr trờn nhiu tuyn QL khỏc na, ú cú ng Lỏng - Ho Lc (H Ni), ng Phỏp Võn - Cu Gi T nm 1960 tr li õy phng phỏp s dng vi a k thut c cỏc nc trờn th gii ỏp dng rng rói x lý t yu c bit t nhng nm 1990 tr li õy, cỏc nc ASEAN ó ỏp dng ph bin vi a k thut vi chc nng c bn l: ngn cỏch, lc nc, gia cng t yu, lm lp bo v v ngn nc Vi a k thut cng ó c ỏp dng ln u tiờn ti Vit Nam t cui nhng nm 90 ca th k 20 trờn QL5, QL51, QL10 v ng Lỏng - Ho Lc (H Ni) Phng phỏp gia c nn t yu bng cc t - xi mng l cụng ngh c bit n v ỏp dng t nhng nm 1970 v phỏt trin mnh m phi tớnh t nhng nm 1990 tr li õy Phng phỏp cc t ximăng cú th c chia lm loi : phng phỏp trn khụ, phun khụ v phng phỏp trn phun t - m thc cht phng phỏp ny l phun va i vi Vit Nam, cụng ngh cc t ximăng ln u tiờn c Thu in chuyn giao cụng ngh cho B Xõy dng vo nhng nm 1992-1994, s dng gia cng nn nh v cụng trỡnh xõy dng dõn dng Ti nhiu nc trờn th gii, vic s dng cụng ngh cc t ximăng cho gia c nn t yu cỏc d ỏn ng b, ng st ó cho hiu qu rt cao Do vy, nu nghiờn cu ỏp dng cho cỏc d ỏn ng b p trờn nn t yu khu vc ng bng sụng Cu Long thỡ rt cú th s l mt cỏc phng phỏp hiu qu gúp phn gii quyt tỡnh trng lỳn kộo di v kộm n nh ca nn ng ti khu vc ny T nhng nm 90 ca thp k trc, bờn cnh phng phỏp c in, ln u tiờn cụng ngh mi x lý t yu bng phng phỏp bc thm thoỏt nc thng ng (PVD) kt hp gia ti trc ó c a vo s dng rng rói trờn th gii Ti Vit Nam, cụng ngh mi bc thm ny ó c s dng -3- x lý nn t yu cho D ỏn nõng cp QL5 trờn on Km 47 - Km 62 vo nm 1993, sau ú dựng cho QL51 (TP H Chớ Minh i Vng Tu) v ng Lỏng - Ho Lc T 1999 - 2004, phng phỏp ny ó c s dng rng rói x lý t yu cỏc d ỏn nõng cp v ci to QL1A, QL18, QL60, QL80 Cỏc mc phi ca nn ng p trờn t yu thi gian qua Vit Nam ch yu di dng nn ng b lỳn st - trt tri v dng lỳn kộo di nh hng ln n cht lng khai thỏc ng Gn õy nht, nhiu on nn ng p trờn t yu tuyn Phỏp Võn - Cu Gi trờn QL1A (on ca ngừ H Ni), mc dự ó c x lý v khụng xut hin cỏc vt nt nhng bin dng lỳn cũn kộo di Theo s liu o c cho thy, sau mt nm a vo khai thỏc, nn lỳn thờm khong 40-60 cm, nh hng ln n khai thỏc Tuy nhiờn, hin vt liu cỏt thiờn nhiờn ngy cng cn kit, khai thỏc cỏt s gõy ụ nhim mụi trng, kim soỏt cht lung thi cụng ging cỏt, cc cỏt gp khụng ớt khú khn Do vy, ti ny trung nghiờn cu x lý nn t khu vc ng bng sụng Cu Long cho xõy dng ờ, ng bng phng phỏp Cc t xi mng õy l phng phỏp mi phỏt trin mnh m thi gian gn õy v ó c nhiu nc trờn th gii ỏp dng cho gia c nn t yu xõy dng ờ, p, ng b t hiu qu rt cao ti s dụng cỏc lý thuyt c kt, tớnh lỳn ca cỏc nc phỏt trin tớnh toỏn lỳn ca nn cha x lý v sau ó c x lý ng thi nghiờn cu ny dựng phn mm PLAXIS tớnh toỏn tc lỳn theo thi gian, n nh mỏi dc ca t p theo thi gian nn t cha c x lý v nn t ó c x lý bng phng phỏp Cc t xi mng ti c ỏp dng tớnh toỏn cho cụng trỡnh thc t ng bng sụng Cu Long, ú l ng giao thụng t thnh ph C Mau n cm cụng nghip Khớ - in m giai on I ( KM + 000 n KM +350) -4- CHNG 1: NG GIAO THễNG T THNH PH C MAU I KHU CễNG NGHIP KH IN M 1.1 GII THIU CHUNG Cn c vo cỏc ti liu kho sỏt a cht ng u cu cụng ty T Vn thit k Giao thụng Vn ti Phớa Nam ( TEDI SOUTH) tin hnh ta thấy đng giao thụng t thnh ph C Mau n cm cụng nghip Khớ in m cú im bt u t Km0+000 (giao l ng Ngụ Quyn v ng Nguyn Trói) v kt thỳc ti im ni vo ng s thuc khu cụng nghip Khớ in m on ng c chia lm phõn on: Phõn on 1: T Km0+000 n cu Khỏnh An Km8+350 gm cu: Kờnh Thng Nht (Km1+994) Ging Kố (Km3+887) Bch Ngu (Km4+631) Xỏng Ba Trớ (Km5+230) Kờnh Xỏng gia (Km5+825) Rch Bn (Km6+391) Rch Bn (Km6+745) Phõn on 2: T Km8+350 n Km14+215 gm cú cu: Khỏnh An (Km8+720) Rch Nhum (Km10+970) Rch Vỏn (Km13+950) 1.2 IU KIN T NHIấN 1.2.1 c im a hỡnh a mo v cu trỳc nn t Nn t cú b mt khỏ bng phng, a hỡnh b phõn ct mnh bi h thng sụng ngũi v kờnh rch Nhng vựng trựng thng b ngp hoc bỏn ngp Cu to nờn dng a hỡnh ny l cỏc trm tớch Halocen, thnh phn húa hc l bựn sột, cú ngun gc hn hp sụng bin m ly, b dy t 15 20 m Cỏc trm tớch ny phõn b rng khp vựng -5- Nm trc tip di cỏc trm tớch halocen l cỏc trm tớch Pleistocen ngun gc sụng bin, thnh phn thch hc gm sột, sột pha v cỏt Cỏc trm tớch Pleistocen cú b dy khỏ ln, phõn b rng 1.2.2 c im a cht Cn c vo cỏc ti liu kho sỏt a cht ng u cu Bạch Ngưu cụng ty T Vn thit k Giao thụng Vn ti Phớa Nam ( TEDI SOUTH) tin hnh, t nn t mt t xung sõu kho sỏt gm cú lp chớnh: Lp t p: c thy mt s h khoan v cú cao mt lp t +0.6 n +1.1, cao ỏy lp bin thiờn t -0.6 m n 1.0 m vi chiu dy thay i t 0m n 1.4m Lp ny cú c trng l cỏt ht nh, mu vng, xỏm en Lp bựn sột: Nm di lp t p, cú mu xỏm trng, xỏm xanh Cao ỏy lp bin thiờn t -17.0m n -22m Lp cú chiu dy khong 17.5m n 21.5 m Ch tiờu c lý c trng ca lp c th hin bng 1.1 Lp sột: Nm di lp bựn sột, cú mu vng, xỏm xanh, vng sm, ụi ch kp cỏt hoc v sũ, trng thỏi mm n cng Da vo cỏc l khoan cu cao ỏy lp bin thiờn t -30m n -38m, lp cú chiu dy trung bỡnh t 12m ờn 16m Ch tiờu c lý c trng ca lp c th hin bng 1.2 Mc nc o ti cỏc l khoan dao ng t ct -0.05 n -0.068 vi mc nc trung bỡnh l +0.0m -6- Bng 1.1 Cỏc thụng s c trng ca lp bựn sột ng dn u cu Ch tiờu Cao mt t Ký hiu n v Thong Giong Bach Xang Ke Nguu Ba Tri Nhat Kenh Xang Giua Rach Rach Ban Ban m 0.8 0.6 1.1 0.75 0.9 0.6 m -0.05 0.58 -0.18 0.1 0.02 -0.1 Cao mt lp nh -0.6 0.6 -0.5 0.75 0.6 -0.8 Cao ỏy lp ỏy -22 -17 -17.5 -18.5 -18 -17.7 -18.8 m 21.4 17.6 17.00 19.25 18.6 18.7 18 0 0 0 Mc nc ngm GL Kenh GW L Chiu dy lp H SPT N Dung trng khô k kN/m3 15.6 15.5 15.2 15.9 15.5 14.7 15 m Wn % 67.2 67 65.5 64.5 70.2 67 67 T trng G 2.69 2.69 2.69 2.69 2.69 2.68 2.68 H s rng e 1.9 1.9 1.86 1.79 1.95 1.85 1.89 bóo hũa S % 96 96 95 97 97 97 95 Gii hn chy LL % 55 55 55 51.7 54.8 53 54 Gii hn PL % 26.2 27.7 28 27 27 27 27.5 Ch s PI % 28.8 27.8 27 24.7 27.8 26 26.6 B 1.42 1.47 1.38 1.52 1.55 1.53 1.48 Ch s nộn Cc 0.8 0.95 0.8 0.65 0.95 0.74 0.77 H s c kt Cv 15 12 15 26 20 22 12 Lực dính C kPa 5.7 8.5 Góc ma sát 4 3 10-8 m2/s -7- Bng 1.2 Cỏc thụng s c trng ca lp sột ng dn u cu Ch tiờu Ký hiu Kenh n v Thong Nhat Giong Bach Xang Ke Nguu Ba Tri Kenh Xang Giua Rach Rach Ban Ban C mt lp nh -22 -17 -17.5 -18.5 -18 -17.7 -18.8 C ỏy lp ỏy -30 -30 -30 -30 -30 -30.5 -29 m 16.5 13 12.5 11.5 12 12.8 10.2 18 13 13 11 16 Chiu dy lp H SPT N Dung trng riờng khô Dung trng riờng ướt Hệ số thấm k KN/m3 20.2 18.8 15.5 19 18.8 19 20 ướt KN/m3 24.3 22.9 19.6 23.1 22.7 23.1 24.3 m/ngay 1x10-4 1x10-4 1x10-4 1x10-4 1x10-4 1x10-4 1x10-4 23.7 32 29.9 32 31.7 29 24 K m Wn % T trng G 2.72 2.73 2.73 2.73 2.73 2.74 2.74 H s rng e 0.67 0.92 0.87 0.9 0.91 0.87 0.67 bóo hũa S % 96 95 94 97 95 93 98 Gii hn chy LL % 35.4 49 44 49.8 48.4 46 41 Gii hn PL % 17.5 27.7 25.4 28 25.8 25 20 Ch s PI % 17.9 21.2 18.7 21.8 22.6 20 20 40 40 40 40 40 40 40 10-4 H s c kt Cv Lực dính C kPa 28 48 38.4 58 40 68 55 Góc ma sát 10 18 10 12 13 13 cm2/s -8- 1.3 MT CT NGANG IN HèNH Cỏc thụng s chung ca mt ct ngang cú chiu dy t p cao nht cỏc ng u cu v chiu cao nõng ct ca cỏc on ng dn u cu c th hin bng 1.3 di õy: Bng 1.3 Cỏc thụng s chung v ng dn u cu Kờnh Ch tiờu Ging Bch Xỏng Kố Ngu Ba Trớ (3+887) (4+631) (5+230) Km3+ Km4+ Km5+ km1+ 972 800 582 Ký n Thng hiu v Nht (1+994) u cu1 MC Kờnh Rch Rch Bn Bn (6+391) (6+745) Km5+ Km6+ Km6+ 200 825 360 736 Xỏng Gia (5+825) Chiu cao t p EH m 2.5 4.7 5.1 2.8 2.9 3.2 2.2 L m 192 120 155 158 212 205 116 t GL m 0.68 0.33 -0.50 -0.29 -0.25 -0.01 0.5 Cao thit FG k H m 3.22 5.28 4.60 2.55 2.63 3.17 2.69 Km3+ Km4+ Km5+ Km5+ Km6+ Km6+ Km2+ 018 973 669 340 860 420 780 Di ng dn Cao mt mt u cu ct Chiu cao t p EH m 2.5 3.8 4.3 2.6 3.5 2.4 L m 200 126 171 157 203 208 220 t GL m 0.68 1.36 0.52 -0.6 -0.38 -0.31 0.23 Cao thit FG k H m 3.22 5.28 4.83 1.96 2.58 3.16 2.6 Di ng dn Cao mt -9- CHNG 2: TNG QUAN V PHN TCH NG SUT BIN DNG V N NH 2.1 Phương pháp tính ứng suất biến dạng thân đường dẫn 2.1.1 Hiện tượng ép co đất bão hoà nước Đối với đất bão hoà nước, tượng ép co xảy hạt dịch chuyển chịu nén, nước lỗ rỗng thoát đất chịu tải trọng Nếu nước chưa không ép thoát lỗ rỗng không thu hẹp môi trường đất không nén chặt lại Tốc độ ép co đất tác dụng tải trọng hay tải trọng thân khối đất đắp tuỳ thuộc vào tốc độ ép thoát nước tức phụ thuộc vào hệ số thấm đất Tuy nhiên thực tế môi trường đất đặc biệt đất đắp thường chưa đạt tới trạng thái bão hoà Do môi trường đất gồm ba pha (hạt rắn, nước khí), trình cố kết xảy phức tạp hơn, tượng xảy trình thoát nước khí lỗ rỗng môi trường đất Ngoài trình cố kết thấm, trình ép co liên quan đến trình từ biến cốt đất, tức áp lực nước lỗ rỗng dư tiêu tán hết, trình ép co tiếp tục xảy hạt đất bị vỡ, màng màng nước liên kết qung quanh hạt bị biến dạng hình dạng Quá trình liên quan đến tính nhớt màng nước bao quanh hạt đất Quá trình gọi trình cố kết thứ cấp Nhìn chung trình cố kết đất xảy phức tạp, nhiên trình cố kết thấm đóng vai trò quan trọng Khi trình cố kết thấm kết thúc trình cố kết thứ cấp bắt đầu Quá trình cố kết thứ cấp thường xảy với số loại đất định thường xảy đất có thành phần - 10 - hạt mịn cao, hàm lượng hữu cao Trong tính toán công trình thường bỏ qua trình cố kết từ biến 2.1.2 Sự chuyển hoá ứng suất trình cố kết thấm đất bão hoà nước Khi tải trọng truyền lên đất bão hoà nước, theo thời gian phần tải trọng truyền cho nước phần truyền cho cốt đất Tải trọng truyền cho nước gây áp lực nước lỗ rỗng dư làm nước lỗ rỗng ép thoát Tải trọng truyền lên cốt đất gây áp lực nén chặt có tác dụng nén chặt đất Khi áp lực nước lỗ rỗng tăng ứng suất hiệu giảm ngược lại Năm 1923 K.Terzghi đề xuất mô hình học đơn giản mô phân tố đất bão hoà nước dùng làm công cụ để giải thích trình cố kết thấm chuyển hoá ứng suất đất tác dụng tải trọng Mô hình gồm phận chính: bình dựng đầy nước, lò xo đặt đứng bình nắp bình có đục lỗ đặt phía dạng pittông (hình 2.1) Toàn mô hình đặc trưng cho mẫu đất bão hoà nước (hình 2.2) Lò xo đặc trưng cho cốt đất, nước bình đặc trưng cho nước chứa đầy lỗ rỗng đất Hình 2.1: Mô hình cố kết thấm Hình 2.2: Mẫu đất bão hoà nước Từ mô hình K Terzaghi ta nhận thấy, tác dụng áp lực p lên nắp bình, lỗ nắp bình bịt kín nước bình thoát Do nước không bị nén ép nên độ lún không áp lực nước lỗ rỗng u = p - 48 - + GĐ 1: p n cao trỡnh +1,5m (hp = 2m), t p = 15 ngy + GĐ 2: ngh 10 ngy + GĐ 3: p n cao trỡnh thit k +4,6m (hp = 3,1m), t p = 15 ngy Sơ đồ giai đoạn đắp thể hình 4.14 Chiu cao p (m) 0 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 75 80 85 90 95 100 Thi gian (ngy) Hỡnh 4.14 S cỏc giai on p t a Tính độ lún tổng bố trí mật độ lưới cọc 3.0m x 3.0m, Dcọc =600mm Thay lp t nn ó x lý bng cc t xi mng dy 17m phớa di ng dn bi lp t tương đương cú Et = 1619.7 kPa, Ct = 116kPa, t = 8.70 Kt qu tớnh bng phn mm PLAXIS c lỳn tng l 0.86m Hỡnh 4.15 Lỳn tng b trớ li cc 3.0m x 3.0 m,Dcọc = 600mm b Tính độ lún tổng bố trí mật độ lưới cọc 2.4m x 2.4m, Dcọc=600mm - 49 - Thay lp t nn ó x lý bng cc t xi mng dy 17m phớa di ng dn bi lp t tương đương cú modun Et = 1853.1 kPa, Ct = 135.3 kPa, t = 9.60 Kt qu tớnh bng phn mm PLAXIS c lỳn tng l 0.77m Hỡnh 4.16 Lỳn tng b trớ li cc2.4m x 2.4 m,Dcọc = 600mm c Tính độ lún tổng bố trí mật độ lưới cọc 1.8m x 1.8m, Dcọc =600mm Thay lp t nn ó x lý bng cc t xi mng dy 17m phớa di ng dn bi lp t tương đương cú modun Et = 2142.4 kPa, Ct = 159.1kPa, t = 10.60 Kt qu tớnh bng phn mm PLAXIS c lỳn tng l 0.69m Hỡnh 4.17 Lỳn tng b trớ li cc 1.8m x 1.8 m,Dcọc = 600mm - 50 - d Tính độ lún tổng bố trí mật độ lưới cọc 1.2m x 1.2m, Dcọc=600mm Thay lp t nn ó x lý bng cc t xi mng dy 17m phớa di ng dn bi lp t tương đương cú modun Et = 2795.8 kPa, Ct = 212.8 kPa, t = 130 Kt qu tớnh bng phn mm PLAXIS c lỳn tng l 0.57m Hỡnh 4.18 Lỳn tng b trớ li cc 1.2m x 1.2 m,Dcọc = 600mm e Tính độ lún tổng bố trí mật độ lưới cọc 0.6m x 0.6m, Dcọc=600mm Thay lp t nn ó x lý bng cc t xi mng dy 17m phớa di ng dn bi lp t tương đương cú modun Et = 3971.8 kPa, Ct = 309.6kPa, t = 17.20 Kt qu tớnh bng phn mm PLAXIS c lỳn tng l 0.45m - 51 - Hỡnh 4.19 Lỳn tng b trớ li cc 0.6m x 0.6 m,Dcọc = 600mm Tng t, ta tính cho trường hợp đường kính cọc D = 700mm đường kính cọc D = 800m Kết tính toán ghi bảng 4.5 Bảng 4.5 Lún tổng ứng với khoảng cách Dcọc khác Khoảng cách cọc (m) 0.6 1.2 1.8 2.4 SD = 600mm 0.45 0.57 0.69 0.77 0.86 SD = 700mm 0.43 0.53 0.63 0.73 0.79 SD = 800mm 0.42 0.51 0.60 0.67 0.74 Quan hệ tổng lún khoảng cách cọc thể hình 4.20 0.9 lỳn (m) 0.8 0.7 0.6 0.5 0.4 0.5 1.5 2.5 3.5 Khong cỏch cc (m) D = 600 D = 700 D = 800 Hỡnh 4.20 Tng lỳn thay i theo khong cỏch cc - 52 - Hình4.20 cho thấy, khoảng cách cọc, ứng với đường kính khác độ lún thay đổi không đáng kể, để đảm bảo mặt kinh tế ta chọn đường kính cọc D = 600mm Từ quan hệ độ lún khoảng cách cọc, đề tài chọn mật độ bố trí lưới cọc 1,2m x 1,2m Sơ đồ bố trí cọc thể hình 4.21 Hỡnh 4.21 S b trớ cc t xi mng 4.2.2 Tớnh toỏn lỳn v h s n nh mỏi dc theo thi gian p ng dn theo cỏc giai on cho phương án chọn T kt qu tớnh lỳn ta thy : m bo cao trỡnh thit k +4.60m sau t c kt hon ton ta phi p n cao trỡnh +5.20m Mặt cắt ngang tính toán thể hình 4.22 - 53 - Hỡnh 4.22 Mt ct tớnh lỳn ng dn ti u cu Bch Ngu Hỡnh 4.23 Mụ hỡnh bi toỏn tớnh lỳn trờn phn mm PLAXIS Ta chia lm giai on p: + GĐ 1: p n cao trỡnh +1,5m (hp = 2m), t p = 15 ngy + GĐ 2: ngh 10 ngy + GĐ 3: p n cao trỡnh thit k +5.2m (hp = 3,7m), t p = 15 ngy Sơ đồ giai đoạn đắp thể hình 4.24 - 54 - Chiu cao p (m) 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Thi gian (ngy) Hỡnh 4.24 S cỏc giai on p t Cỏc thụng s tớnh toỏn theo phương án chọn đất đất đắp ghi bảng 4.6 Bảng 4.6 Các tiêu lý đất đất đắp Mohr-Coulomb Type [kN/m] unsat [kN/m] sat [m/day] kx [m/day] ky [kN/m] Eref [-] [kN/m] cref [] [] dat dap Drained 18.00 20.00 1.000 1.000 20000.000 0.300 1.00 30.00 0.00 lop tren Undrained 9.00 15.20 0.002 0.001 313.000 0.330 8.50 4.00 0.00 lop duoi Drained 15.50 19.60 0.000 0.000 4585.000 0.300 38.40 18.00 0.00 dat xu ly Drained 16.00 17.00 0.086 0.086 2791.30 0.300 212.50 13.00 0.00 a Kt qu tớnh ng sut bin dng Kết trường phân bố đẳng áp lực nước lỗ rỗng thân đường dẫn sau cố kết hoàn toàn trình bày Hình 4.25 - 55 - Hỡnh 4.25 ỏp lc nc l rng d Hình 4.25 cho thấy áp lực nước lỗ rỗng gia tăng vùng xử lý cọc đất xi măng nhỏ (0.2kN/m2) Hỡnh 4.26 ng phõn b ng sut hiệu theo phương y - 56 - Hỡnh 4.27 ng phõn b ng sut hiu qu theo phng x Hình 4.26 hình 4.27 cho thấy giá trị ứng suất hiệu vùng cọc đất xi măng tăng cao so với trường hợp đất không xử lý (Hình 4.7 hình 4.8) Hỡnh 4.28 Trng phõn b ng chuyển vị theo phng y - 57 - Hỡnh 4.29 Trng phõn b ng chuyn v theo phng x Kết phân tích chuyển vị theo phương y phương x cho thấy giá trị chuyển vị theo phương y phương x nhỏ hn nhiu so với trường hợp đất chưa xử lý( Hình 4.5 hình 4.9) Chuyển vị đứng lớn điểm mặt tiếp xúc đất đắp khoảng 0,65m chuyển vị ngang lớn khoảng 0,2m Đặc biệt kết từ đồ thị cho thấy giá trị chuyển vị đứng ngang vùng đất xử lý cọc đất - xi măng nhỏ Điều chứng tỏ việc xử lý cọc đất xi măng hiệu vùng công trình xây dựng - 58 - Hỡnh 4.30 S gia tng ỏp lc nc l rng quỏ trỡnh p áp lực nước lỗ rỗng gia tăng trình đắp lớp cọc đất xi măng ( tăng lớn 49.1 kPa) cho thấy giá trị gia tăng áp lực nước lỗ rỗng nhỏ nhiều so với trường hợp chưa xử lý ( chưa xử lý áp lực nước lỗ rỗng tăng rt ln) Đồng thời tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư xảy nhanh so với trường hợp đất chưa xử lý Điều chứng tỏ việc áp dụng phương pháp xử lý đất cọc đất xi măng vừa tăng cường độ đất đồng thời tăng nhanh tốc độ đắp trình thi công mà đảm bảo độ ổn định công trình Độ lún theo thời gian t nn trình bày hình 4.31 Kết cho thấy độ lún đạt tới trạng thái ổn định nhanh sau giai đoạn đắp Độ lún giảm lớn v đạt độ cố kết cao sau thi công Sau t c kt hon ton lỳn ln nht l 0.65m ú m bo t cao trỡnh thit k +4.60m - 59 - Hỡnh 4.31 Lỳn theo thi gian b Kết tính ổn định mái dốc Hỡnh 4.32 Gia tng tng chuyn v th hin c ch phỏ hu Hình 4.32 thể chuyển vị gia tăng cấp cuối cùng( thời điểm phá huỷ), biểu thị chế phá huỷ gần giống với thực tế Kết tính ổn định mái bng phn mm PL AXIS ghi bảng 4.7 Bảng 4.7 Hệ số ổn định mái đắp theo giai đoạn đắp Giai đoạn đắp Hệ số ổn định 1.98 1.90 1.503 - 60 - 2.2 2.1 H s n nh 1.9 1.8 1.7 1.6 1.5 1.4 1.3 1.2 10 15 20 25 30 35 40 45 Thi gian (ngy) Hỡnh 4.33 H s n nh mỏi dc theo giai đoạn đắp Trường hợp bất lợi ổn định trượt sau đắp đến cao trình +5.20m, lúc áp lực nước lỗ rỗng gia tăng lớn Kết tính toán cho thấy giai đoạn hệ số ổn định 1.50>1.40 thoả mãn tiêu chuẩn thiết kế ( Tiêu chuẩn Việt Nam 22 TCN 262 2000) - 61 - CHươNG 5: Kết luận kiến nghị 5.1 kết luận 5.1.1 kết nghiên cứu đề tài Quá trình gia tăng áp lực nước lỗ rỗng, trình tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng dư theo thời gian ảnh hưởng đến ổn định công trình đắp giải đề tài Tính toán phân tích áp lực nước lỗ rỗng, độ lún, hệ số ổn định mái dốc theo giai đoạn đắp vị trí đất đảm bảo công trình thi công khai thác an toàn Các chiều cao đất đắp khác theo giai đoạn thi công lựa chọn kiến nghị phương án xử lý cho đất nền, nhằm đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật công trình Báo cáo phân tích so sánh kết tính toán chi tiết ứng suất biến dang, ổn định mái dốc trường hợp đắp chưa xử lý xử lý cọc đất ximăng nhằm minh chứng tính hiệu cao gia cố công trình, đồng thời giải thích chất trình gia tăng cường độ, độ ổn định công trình xử lý Kết nghiên cứu áp dụng cho việc thiết kế kỹ thuật thi công công trình đường đất yếu nhằm đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật Đồng thời kết nghiên cứu giúp cho đơn vị thi công lập kế hoạch thi công cho phù hợp 5.1.2 Những vấn đề tồn Do thời gian có hạn nên chưa tính toán sức chịu tải đất nền, cọc đất xi măng, phần đất sau gia cố - 62 - Việc mô hình hoá xét công trình trình thi công đắp Tức tính toán bỏ qua lớp gia cố mái 5.2 Một số kiến nghị Tiến hành thí nghiệm để xác định tiêu vật lý học cọc đất xi măng Tính toán với phương án xử lý khác để có sở chọn phương án xử lý có sức thuyết phục Trong trình thi công cần đặt thiết bị quan trắc lún áp lực nước lỗ rỗng để kiểm chứng với kết tính toán điều chỉnh tốc độ đắp cho phù hợp Tính toán với dạng kết cấu mặt cắt đường dẫn khác để từ chọn mặt cắt tối ưu [...]... đất cùng làm việc đồng thời Nền cọc đất - ximăng và đất dưới đáy móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường độ tđ, Ctđ, Etđ được nâng cao (được tính từ , C, E của đất - 34 - nền xung quanh cọc đất - ximăng và vật liệu làm cột) Công thức quy đổi tương đương tđ, Ctđ, Etđ dựa trên độ cứng của cọc đất - ximăng, đất và diện tích đất được thay thế bởi cọc đất - ximăng E td Trong đó: ADXM ADXM... hỏi cọc đất - ximăng phải có độ cứng tương đối lớn và các đầu đất - ximăng này được đưa vào tầng đất chịu tải Khi đó lực truyền vào móng sẽ chủ yếu đi vào các cột (bỏ qua sự làm việc của đất nền dưới đáy móng) Trong trường hợp cọc đất - ximăng không đưa được xuống tầng đất chịu lực thì có thể dùng phương pháp tính toán như tính toán với cọc ma sát * Quan điểm xem cột và đất cùng làm việc đồng thời Nền. .. Như vậy, việc đặt các thiết bị tiêu nước thẳng đứng trong nền đất có tác dụng rút ngắn chiều dài đường thấm và dẫn đến giảm thời gian hoàn thành cố kết Các công nghệ gia cố bằng tiêu nước thẳng đứng bao gồm: + Gia cố nền bằng cọc cát, giếng cát: Giếng cát và cọc cát được sử dụng rộng rãi để tăng nhanh qúa trình cố kết của đất nền, làm cho đất nền có khả năng biến dạng đều và nhanh chóng đạt đến giới... áp dụng cọc đất - xi măng như: dự án thoát nước, dự án cảng Bạc Liêu, dự án đường cao tốc TP Hồ Chí Minh đi Trung Lương, khu đô thị Đồ Sơn - Hải Phòng, b Các quan điểm tính toán cọc đất ximăng Hiện nay, vấn đề tính sức chịu tải và biến dạng của nền đất gia cố bằng cọc đất - ximăng vẫn còn là vấn đề tranh luận nhiều Nhưng tựu chung lại có 3 quan điểm chính như sau: * Quan điểm cột làm việc như cọc +... trúc nền mà người ta dùng cọc cát hay giếng cát Giếng cát đóng vai trò thoát nước là chính nên gia cố nền bằng giếng cát thường đi kèm với biện pháp gia tải để thoát nước nhanh Khi gia cố nền bằng cọc cát thì cọc cát vừa có tác dụng nén chặt vừa có tác dụng thay thế đất nền, do phần lớn độ lún của nền đất kết thúc trong qúa trình thi công, vì thế có thể xây dựng công trình ngay mà không phải đợi thời gian... D AD : Tổng diện tích tiết diện của cọc đất xi măng AD : Tổng diện tích tiết diện của đất E DXM : Modul đàn hồi thoát nước của cọc đất xi măng ED : Modul đàn hồi thoát nước của đất CD : Lực dính của đất D : Góc ma sát trong của đất Theo phương pháp tính toán này, bài toán gia cố đất có 2 tiêu chuẩn cần kiểm tra: - Tiêu chuẩn về cường độ: tđ , Ctđ của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức chịu... ứng dụng 3.2.8 Gia cố nền đất yếu bằng cọc đât xi măng Cc đt ximăng l mt trong nhng gii phỏp x lý nn t yu c bit l trong iu kin t yu quỏ dy, mc nc ngm cao hoc nn ngp nc v hin trng thi cụng cht hp Mục đích gia cố của công nghệ là làm tăng cường độ, khống chế biến dạng, giảm tính thấm của đất yếu hoặc đất co ngót hoặc để vệ sinh các khu nhiễm độc Nói tóm lại là làm thay đổi tính chất của đất, nâng cao... 2002 tại Việt Nam đã có một số dự án ứng dụng cọc đất - xi măng vào xây dựng các công trình trên nền đất yếu Ví dụ như: Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hoà); xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu ở Cần Thơ Năm 2004 cọc đất - xi măng được sử dụng để xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ (Hải Phòng), gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), Các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu... sâu người ta sử dụng cọc vôi hoặc cọc đất vôi Vôi tác dụng với nước sẽ tăng thể tích nên tiết diện các cọc vôi sẽ tăng lên làm tăng độ chặt của nền Ngoài ra các tác động của vật lý và hóa học sẽ làm tăng độ bền nén, lực dính và góc ma sát trong làm cho sức chịu tải tổng hợp của khối đất gia cố tăng lên + Gia cố nền bằng phương pháp trộn ximăng: Khi trộn ximăng vào đất sẽ xảy ra qúa trình kiềm và sau... của nền được gia cố Etđ phải thỏa mãn điều kiện lún của công trình * Quan điểm hỗn hợp Một số nhà khoa học lại đề nghị tính toán theo cả hai quan điểm trên nghĩa là sức chịu tải thì tính toán như cọc, còn biến dạng thì tính toán theo nền c Công nghệ thi công cọc đất ximăng Hiện nay phổ biến hai công nghệ thi công cọc đất xi măng là : Công nghệ trộn khô( Dry mixing) và công nghệ trộn ướt ( Wet mixing)