BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI MAI QUANG TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ SỰ CỐ VỀ THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT CHO CỐNG NGĂN MẶN, GIỮ NGỌT Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ỨNG DỤNG CHO CỐNG ĐÁ BẠC – TỈNH CÀ MAU LUẬN VĂN THẠC SĨ SÓC TRĂNG, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI MAI QUANG TRƯỜNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ SỰ CỐ VỀ THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT CHO CỐNG NGĂN MẶN, GIỮ NGỌT Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG ỨNG DỤNG CHO CỐNG ĐÁ BẠC – TỈNH CÀ MAU LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 60580204 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS PHÙNG VĨNH AN SÓC TRĂNG, NĂM 2017 HỌ VÀ TÊN : MAI QUANG TRƯỜNG LUẬN VĂN THẠC SĨ SÓC TTRĂNG, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn tơi thực hiện, số liệu, hình ảnh, biểu đồ đề tài chân thực, không trùng lập với nghiên cứu trước Các biểu đồ, số liệu tài liệu tham khảo trích dẫn, thích nguồn thu thập xác rõ ràng Tác giả luận văn MAI QUANG TRƯỜNG i LỜI CÁM ƠN Trước hết, xin chân thành cám ơn quý thầy cô trường Đại học Thủy Lợi, đặc biệt thầy cô thuộc môn Địa kỹ thuật thầy cô trực tiếp giảng dạy cho thời gian theo học vừa qua Tôi xin chân thành cảm ơn TS Phùng Vĩnh An người hướng dẫn khoa học tận tâm nhiệt tình giúp tơi hồn thành luận văn Tôi xin cảm ơn quan tâm góp ý Giáo sư, Phó Giáo sư, Tiến sĩ trường Đại học Thủy Lợi giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho suốt trình học tập thực luận văn 2 MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ SỰ CỐ THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Đặc điểm cơng trình ngăn mặn, giữ khu vực Đồng sông Cửu long .4 1.1.1 Các yếu tố ảnh hưởng đến cơng trình ngăn mặn, giữ 1.1.2 Hệ thống cơng trình ngăn mặn, giữ 1.2 Sự cố thấm, xói ngầm mang cống Đồng sông Cửu Long giải pháp xử lý 1.2.1 Sân phủ chống thấm thượng lưu hạ lưu 10 1.2.2 Chống thấm cừ thép, cừ nhựa, cừ BTCT 12 1.2.3 Chống thấm khoan truyền thống 16 1.2.4 Hoành triệt cống cũ, làm lại cống 18 1.3 Kết luận Chương 18 CHƯƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC XỬ LÝ THẤM BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT KẾT HỢP PHỤ GIA 21 2.1 Mục đích, yêu cầu sở khoa học xử lý cố thấm 21 2.1.1 Mục đích xử lý thấm 21 2.1.2 Yêu cầu điều kiện thi công xử lý thấm 22 2.1.3 Cơ sở khoa học xử lý cố thấm 24 2.2 Các thí nghiệm phục vụ xử lý thấm cọc XMĐ kết hợp phụ gia 31 2.2.1 Khảo sát địa chất 31 2.2.2 Thí nghiệm trộn thử phòng 33 2.2.3 Thí nghiệm xác định hệ số thấm 34 2.3 Phương pháp tính tốn xử lý thấm 37 2.3.1 Bố trí sơ đồ hợp lý để xử lý thấm 37 2.3.2 Trình tự phương pháp tính tốn xử lý thấm 39 2.3.3 Kiểm tra, đánh giá chất lượng công tác nghiệm thu tường chống thấm 41 2.4 Kết luận Chương 43 3 CHƯƠNG 3: ÁP DỤNG XỬ LÝ CỐNG ĐÁ BẠC HUYỆN TRẦN VĂN THỜI TỈNH 4 CÀ MAU 45 3.1 Giới thiệu cống Đá Bạc tỉnh Cà Mau 45 3.1.1 Vị trí cơng trình nghiên cứu 45 3.1.2 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu 46 3.1.3 Đặc điểm nước mặt, nước ngầm khu vực nghiên cứu 47 3.1.4 Điều kiện dân sinh, kinh tế xã hội 47 3.1.5 Hiện trạng cơng trình cần thiết phải xử lý cố .48 3.1.6 Giới thiệu giải pháp xử lý thấm cọc xi măng đất kết hợp phụ gia 51 3.2 Các thí nghiệm phục vụ tính tốn, thiết kế 53 3.2.1 Thí nghiệm trộn thử phòng xác định phụ gia phù hợp .53 3.2.2 Thí nghiệm xác định hệ số thấm XMĐ 56 3.2.3 Một số nhận xét rút từ thí nghiệm phòng 57 3.3 Thiết kế phương án xử lý thấm cọc XMĐ kết hợp phụ gia 58 3.3.1 Xác định hàm lượng, mật độ xử lý .58 3.3.2 Kết phân tích tính toán phương án chọn .62 3.3.3 Kết kiểm tra, đánh giá chất lượng chống thấm [9] 66 3.4 Kết luận Chương 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .71 TÀI LIỆU THAM KHẢO 73 5 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Phân tích thành phần hóa học xi măng 29 Bảng 3.1 Kết phân tích mẫu nước ngầm 54 Bảng 3.2 Kết thí nghiệm xác định hệ số thấm trường 69 6 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Bản đồ vùng đồng sông Cửu Long Hình 1.2 Bản đồ phân vùng đất yếu đồng Nam Bộ Hình 1.3 Bơm bùn chỗ tạo sân phủ chống thấm thượng lưu cống Đá Bạc 10 Hình 1.4 Bơm bùn đồng tạo sân phủ chống thấm hạ lưu cống Cui .12 Hình 1.5 Liên kết cừ thép đáy cống để chống thấm 13 Hình 1.6 Phối cảnh phương án xử lý cừ thép cống Sơn Đốc 14 Hình 1.7 Mặt bố trí khoan truyền thống để xử lý thấm, xói ngầm .16 Hình 1.8 Cắt ngang cống .17 Hình 2.1 Phương pháp xử lý cố thấm, xói ngầm mang cống theo JG 22 Hình 2.2 Ảnh hưởng thành phần hạt đến cường độ XMĐ .26 Hình 2.3 Ảnh hưởng hàm lượng hữu (axit humic) đến cường độ kháng cắt 28 Hình 2.4 Ảnh hưởng pH đến cường độ kháng nén XMĐ 28 Hình 2.5 Nguyên lý xử lý chống thấm cho cống hữu 31 Hình 2.6 Thiết bị nén trục thường sử dụng cơng trình sử dụng XMĐ .33 Hình 2.7 Thiết bị nén mẫu XMĐ hình ảnh phá hoại mẫu .34 Hình 2.8 Sơ đồ nguyên lý xác định hệ số thấm XMĐ 35 Hình 2.9 Tường chống thấm XMĐ tạo hàng cọc 37 Hình 2.10 Tường chống thấm XMĐ tạo hàng cọc 37 Hình 2.11 Tuyến chống thấm bố trí thượng lưu cống 38 Hình 2.12 Tuyến chống thấm bố trí phạm vi thân cống 39 Hình 3.1 Vị trí cống Đá Bạc – Cà Mau .45 Hình 3.2 Cống Đá bạc - Cà Mau nhìn từ phía đồng 48 Hình 3.3 Vị trí xuất đùn sủi phía sơng, mực nước đồng cao 49 Hình 3.4 Một vị trí hố sủi cuối đáy phía đồng, mực nước biển cao .50 Hình 3.5 Hư hỏng khớp nối trụ pin lún sụt đất mố cống 50 Hình 3.6 Dây chuyền thiết bị thi công JG .53 Hình 3.7 Chế bị mẫu thí nghiệm phòng .55 7 giá trị bản: (1) Gradient thấm lớn tường XMĐ cửa ra; (2) Lưu lượng thấm qua cống q (m3/s) Hình 3.16 Lưới điều kiện biên tính tốn - Điều kiện biên tính tốn: Giả thiết khớp nối sân trước sân sau bị hỏng Toàn sân trước chịu cột nước tính tốn +1,04 m; Sân sau chịu cột nước tính tốn -0,96 m Tường XMĐ mơ vật liệu có hệ số thấm KXMD = 5.10 -6 cm/s Đất -5 đáy cống mô đất sét có hệ số thấm k=5x10 (cm/s) - Lưới phần tử tính tốn: Sử dụng lưới hình vng kích thước 0,25x0,25 m Tại vị trí cửa chia thành lưới tam giác vị trí có nhiều khả cho giá trị Gradient lớn - Kết tính tốn: Đường đẳng áp cống Hình 3.17 Đường đẳng áp cống Trường vận tốc thấm cống Hình 3.18 Trường vận tốc thấm cống Phân bố đường đẳng Gradient Hình 3.19 Trường đẳng Gradient cống Từ hình 3.16 đến 3.19 cho thấy: - Gradient thấm tường xi măng đất lớn nhất: JXMĐ=0,11