Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Nghiên cứu xử lý ổn định đê Hữu Đuống KM43+050 – KM43+250 bằng cọc GeoPile phân tích nguyên nhân sự cố nứt đê tại Km43+050 – Km43+250 và đề xuất giải pháp xử lý bằng cọc GeoPile.
Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU XỬ LÝ ỔN ĐỊNH ĐÊ HỮU ĐUỐNG KM43+050 – KM43+250 BẰNG CỌC GEOPILE Phạm Quang Tú1 , Đặng Quốc Tuấn2 , Đặng Công Hưởng3 , Trịnh Minh Thụ1 Trường Đại học Thủy lợi, email: tupq@tlu.edu.vn Viện Bơm Thiết bị Thủy lợi Sở NN&PTNT tỉnh Bắc Ninh GIỚI THIỆU Đê hữu Đuống tuyến đê cấp I bảo vệ phía quận, huyện phía Đơng Hà Nội, Hưng n huyện Thuận Thành, Lương Tài Gia Bình tỉnh Bắc Ninh Với chiều dài 38km địa phận Bắc Ninh, tuyến đê đánh giá xung yếu, chất lượng đất đắp thân đê không đồng đều, đê qua khu vực có cấu tạo địa chất khác Trong dự án nâng cấp cải tạo đê Hữu Đuống từ 2010-2020 thành đường cấp IV đồng phục vụ kết nối phát triển hạ tầng giao thông khu vực, đoạn đê Km43+050 – Km43+250 thuộc địa phận huyện Gia Bình có biểu cố lún phần đắp cạp nứt dọc mặt đê Chủ đầu tư dự án yêu cầu bên liên quan khảo sát, phân tích làm rõ nguyên nhân cố đề xuất giải pháp xử lý Bài báo phân tích nguyên nhân cố nứt đê Km43+050 – Km43+250 đề xuất giải pháp xử lý cọc GeoPile Vị trí Hình Vị trí đê gặp cố PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN SỰ CỐ Vị trí cố Km43+050 – Km43+250, đê Hữu Đuống, thuộc địa phận huyện Gia Bình, tỉnh Bắc Ninh Hiện trạng mặt đê rộng khoảng 15m, chưa hoàn thiện đến cao độ mặt đường thiết kế (+10,0m), bên phải mặt đê (+9,3m) gia cố bê tông xi măng, bị nứt nẻ nhiều, bên trái phần đắp mở rộng phía sơng; cao độ ruộng bãi ngồi sơng thay đổi khoảng +1,0m Tuyến đê triển khai mở rộng từ tháng 7/2014 đến tháng 1/2016 dừng lại xuất cố Kết khảo sát địa chất bổ sung cho thấy đê phân bố lớp đất yếu (các lớp 5a) cục tới độ sâu -11,5m; đất yếu phân bố lớp lớp lớp phủ hệ tầng Thái Bình lớp đắp thân đê; đất yếu cát hạt mịn đến trung kết cấu chặt vừa Như vậy, cố lún chủ yếu lớp 5a gây lớp 5a lún nhiều phía thân đê mở rộng gây lún lệch nứt đê; bên cạnh đó, tác động tải trọng phương tiện đê làm cố thêm nghiêm trọng Tính tốn ổn định biến dạng tải trọng khai thác cho thấy đê bị ổn định đạt trạng thái giới hạn tùy vào điều kiện biên khác mực nước phía sơng hạ thấp tải trọng bất thường khác đê Có thể thấy rằng, khoảng cách lỗ khoan bước thiết kế trước cách xa 300-500m không khoanh lớp đất yếu số 5a với bề dày lớn cục đê Hữu Đuống đoạn Km43+050 – Km43+250 Kiểm toán ổn định lún khối đắp cho thấy đê bị ổn định lún dư vượt giới hạn, đặc biệt lún lệch khối đắp thân đê nguyên nhân phát sinh khe nứt, kéo thân đê ổn định 106 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ 3.1 Tăng cường ổn định cho đê phản áp Đây giải pháp truyền thống, sử dụng để tăng cường ổn định cho khối đắp đường giao thơng, đê, đập… Kết phân tích cho thấy phản áp có chiều cao 3,5m bề rộng 20m cho kết tối ưu cho phương pháp Hệ số ổn định độ lún điểm mặt đê thống kê Bảng Tốc độ lún kéo dài theo thời gian làm tượng lún lệch khối cũ kéo dài, khó hồn thiện kết cấu mặt đường Thời gian để đất đạt độ cố kết 90% kéo dài khoảng 60-76 năm Như vậy, đắp phản áp tăng cường ổn định cho đê gây lún tăng thêm lún lệch gây ổn định kết cấu mặt đường 3.2 Tăng cường ổn định giảm lún cho đê cọc GeoPile Cọc GeoPile cọc bê tông cốt thép đường kính nhỏ đổ chỗ đề cập đến nhiều cơng trình nghiên cứu [1, 2] Ngun lý làm việc: Cọc GeoPile làm việc theo nguyên tắc cọc treo có ma sát sức kháng mũi cọc Trong trình thi cơng, kết hợp đo lực ép đầu cọc để làm dự báo sức chịu tải cọc Cọc sử dụng bê tông hạt mịn, mác 300#, đường kính cọc 250mm thi cơng theo phương pháp rung hạ ống vách thép, hạ lồng thép bơm bê tơng vào ống vách sau rút ống vách lên bơm bù bê tông để đạt cao độ đầu cọc thiết kế Ưu điểm: Cọc thi công đổ chỗ với chiều dài tối đa 25m, chịu lực tác dụng ngang bố trí cốt thép dọc thân cọc Tốc độ thi cơng nhanh, khoảng 100 tim cọc/ca máy Nhược điểm: Tiêu chuẩn nghiệm thu, thi cơng… hồn thiện nên có khó khăn cho đơn vị quản lý dự án, chủ đầu tư tư vấn Qua tính tốn thiết kế, cọc GeoPile bố trí cho khu vực dự án với sức chịu tải đầu cọc 20 tấn, chiều dài 17m, khoảng cách 1,5m/cọc (xem Hình 4) Hình Mặt cắt ngang địa chất vị trí cố, Km43+050 – Km43+250 Bảng Chỉ tiêu lý đặc trưng khu vực cố Tên lớp Trọng lượng Trọng lượng Hệ số thấm Mô đun Hệ số Lực dính Góc ma riêng tự riêng bão biến dạng Poat-xơng sát kx = ky C nhiên tn hòa sat 2 (m/ng.đ) E (kN/m ) v (kN/m ) (o) (kN/m3) (kN/m3) Lớp (ĐĐ) 18,0 18,2 0,0386 9350 0,33 28,3 14,3 Lớp 18,9 19,2 0,0237 11130 0,35 23,5 11,3 Lớp Lớp 19,3 17,2 19,5 17,4 0,0142 0,0355 14780 4160 0,35 0,4 27,2 14,4 12,4 6,47 Lớp 5a 16,8 17,3 0,0364 2600 0,4 7,4 3,8 Lớp 17,0 17,2 15700 0,3 107 28,55 Tuyển tập Hội nghị Khoa học thường niên năm 2018 ISBN: 978-604-82-2548-3 Khe nứt phát triển Hình Vết nứt xuất dọc thân đê mơ Plaxis Hình Bố trí cọc GeoPile gia cố phần đê mở rộng (trích 1,8m dài theo tim đường) Bảng So sánh kết tính tốn STT khống chế, khơng cịn tượng lún lệch nứt khối đắp mặt đê tại, gây ảnh hưởng đến việc hoàn thiện kết cấu mặt đường Ngồi ra, cọc GeoPile có ưu điểm rút ngắn thời gian thi công, giá thành hợp lý, dễ kiểm soát chất lượng cọc So với giải pháp xử lý truyền thống: đắp phản áp đơn giản diện tích chiếm đất nhiều, tốn vật liệu đắp không giải triệt để toán lún khối đắp cạp; cọc đất xi măng khó kiểm sốt chất lượng thi cơng, cịn biến dạng dư hỗn hợp trụ đất gia cố xi măng, giá thành giải pháp cao Như vậy, giải pháp cọc GeoPile xử lý phục vụ mở rộng đê kết hợp đường giao thơng khắc phục nhược điểm giải pháp truyền thống xử lý triệt để cố đoạn đê Hữu Đuống từ Km43+050 đến Km43+250 Nội dung tính tốn Kết Ổn định thân đê đắp phản áp 1,22 rộng 20m, cao 3,5m, Kmin Lún cuối khối đắp cạp phản áp, (cm) 98 Ổn định thân đê sử dụng cọc GeoPile, Kmin 1,43 Lún cuối khối đắp cạp, (cm) 18 Kết tính tốn ổn định thân đê lún sử dụng cọc GeoPile cho thấy: hệ số ổn định đê tăng từ 1,02 lên 1,43, độ lún dư thay đổi từ trung bình 79cm xuống cịn 18cm độ lún lệch giảm xuống 5cm Như vậy, cọc GeoPile đồng thời tăng cường ổn định giảm lún cho đắp, khơng cịn xảy lún lệch đê cũ mới, chờ đợi sau đắp cạp mở rộng đường, đưa cơng trình vào khai TÀI LIỆU THAM KHẢO thác sử dụng sau thi công THẢO LUẬN Thiết kế xử lý đê cọc GeoPile phục vụ dự án mở rộng mặt đê kết hợp đường giao thơng giải triệt để toán lún ổn định khối đắp tải trọng ngồi Bên cạnh đó, lún dư [1] GeoDelft, TCCS: Cọc bê tơng đường kính nhỏ đổ chỗ (GeoPile) - Tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu 2015 p 25 [2] P.Q.T., P.H.D Xử lý đất yếu công nghệ cọc BTCT đổ chỗ - Geopile in Hội nghị Khoa học thường niên 2016 Trường ĐHTL 108 ... vậy, đắp phản áp tăng cường ổn định cho đê gây lún tăng thêm lún lệch gây ổn định kết cấu mặt đường 3.2 Tăng cường ổn định giảm lún cho đê cọc GeoPile Cọc GeoPile cọc bê tông cốt thép đường kính... thống xử lý triệt để cố đoạn đê Hữu Đuống từ Km43+050 đến Km43+250 Nội dung tính tốn Kết Ổn định thân đê đắp phản áp 1,22 rộng 20m, cao 3,5m, Kmin Lún cuối khối đắp cạp phản áp, (cm) 98 Ổn định. .. áp, (cm) 98 Ổn định thân đê sử dụng cọc GeoPile, Kmin 1,43 Lún cuối khối đắp cạp, (cm) 18 Kết tính tốn ổn định thân đê lún sử dụng cọc GeoPile cho thấy: hệ số ổn định đê tăng từ 1,02 lên 1,43,