Nghiên cứu đánh giá ổn định và biến dạng của đường đắp trên nền đất yếu có xử lý bằng giếng cát, bấc thấm ở đồng bằng sông cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - NGUYỄN VĂN THÀNH NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CỦA ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CÓ XỬ LÝ BẰNG GIẾNG CÁT, BẤC THẤM Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành :605860 LUẬN VĂN THẠC SỸ TP Hồ Chí Minh , tháng 11/2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH - Cán hướng dẫn khoa học: TS LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét 1:………………………………………… Cán chấm nhận xét 2:………………………………………… Luận văn thạc sỹ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày….tháng….năm … Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sỹ bao gồm: 1…………………………………………… 2…………………………………………… 3…………………………………………… 4………………………………………… 5…………………………………………… CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập -Tự Do-Hạnh Phúc o0o Tp.HCM, ngày ….tháng….năm 2013 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ Họ tên học viên: NGUYỄN VĂN THÀNH Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18/01/1980 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Khoá ( Năm trúng tuyể n): 2011 MSHV: 11864454 1-TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CỦA ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CÓ XỬ LÝ BẰNG GIẾNG CÁT, BẤC THẤM Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 2-NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: 2.1 NHIỆM VỤ: Nghiên cứu, đánh giá ổn định biến dạng đắp đất yếu có xử lý bấc thấm, từ giúp cho người kỹ sư có sở lý luận xác việc lựa chọn thơng số thiết kế cho cơng trình 2.2 NỘI DUNG Mở đầu Chương 1: Tổng quan vấn đề ổn định & biến dạng đường đắp đất yếu có xử lý giếng cát ,bấc thấm vùng đồng sông Cửu long Chương 2: Cơ sở lý thuyết vấn đề ổn định & biến dạng đường đắp đất yếu có xử lý giếng cát, bấc thấm Chương 3: Phân tích đánh giá ổn định & biến dạng cơng trình thực tế: đường Nối Cần Thơ Vị Thanh, Cơng trình Quốc Lộ 91B, Cơng Trình Đường Nguyễn Văn Cừ Nối Dài Các kết luận kiến nghị 3.NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/01/2013 4.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 22/11/2013 5.HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS LÊ BÁ VINH Nội dung đề cương Luận văn thạc sỹ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS LÊ BÁ VINH PGS.TS VÕ PHÁN LỜI CẢM ƠN Trong suốt thời gian học tập nghiên cứu thực Luận văn, ngồi nỗ lực thân cịn có hướng dẫn nhiệt tình Thầy Cơ giúp đỡ nhiệt tình bạn bè, đồng nghiệp gia đình Nhân tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến Thầy TS LÊ BÁ VINH, người tận tình hướng dẫn hết lịng giúp đỡ tơi suốt thời gian thực luận văn Tôi xin trân thành tri ân sâu sắc đến Thầy Cô mơn Địa Cơ Nền Móng Thầy Cơ trực tiếp giảng dạy khố Cao học 2011 Cần Thơ Tôi xin chân thành cảm ơn động viên giúp đỡ bạn bè đồng nghiệp tạo điều kiện tốt để tơi hồn thành khố học Cuối tơi xin gửi đến gia đình với lịng biết ơn vơ hạn ln động viên tạo điều kiện tốt cho suốt thời gian học tập Xin chân thành cảm ơn! TP, Hồ Chí Minh, ngày 22 tháng 11 năm 2013 Nguyễn Văn Thành Tóm tắt Luận văn Khi xây dựng cơng trình đường đắp đất yếu mà đặc biệt vùng Đồng Sông Cửu Long ,công trình thường xảy vấn đề ổn định độ lún cố kết q trình thi cơng xây dựng Hiện thông thường thiết kế người kỹ sư dựa vào số liệu địa chất từ đưa giải pháp thiết kế thi cơng cơng trình Điều phù hợp xây dựng cơng trình điều kiện địa chất tương đối tốt, xảy bất lợi khơng khả thi xây dựng cơng trình đất yếu.Chính việc nghiên cứu đánh giá vần đề ổn định biến dạng giai đoạn lập hồ sơ thiết kế xây dựng quan trọng, ảnh hưởng đến hiệu kinh tế tính bền vững cơng trình đưa vào khai thác Trong luận văn tác giả nghiên cứu phương pháp đánh giá độ ổn định biến dạng đường dựa vào số liệu quan trắc trường: Matsuo-Kawamura; Tominaga-Hashimoto; Asaoka; Hyperbolic, đồng thời xây dựng biểu đồ Matsuo điều kiện địa chất Việt Nam Kiểm chứng giả thuyết GS Dương Học Hải tính tốn độ cố kết cắm bấc thấm nhỏ vùng gây lún Abstract When construction of embankment on soft ground but especially in the Mekong Delta, the process usually occurs about stability issues and settlement consolidation in the process of construction Now usually when people design engineers rely on geological data from which provide solutions to design and construction This is appropriate only when the construction of the geological conditions are relatively good, it can happen and no feasible disadvantage when building on soft ground works Therefore, the study of the assessment of stability problems and distortions in the stage of design documents as well as the construction is very important, it affects economic efficiency and sustainability of buildings when put into operation In this paper the authors study the evaluation method and the stability of the roadbed deformation based on field observation data: MatsuoKawamura; Tominaga-Hashimoto; Asaoka, Hyperbolic, and build charts Matsuo in geological conditions in Vietnam Verification of the hypothesis professor Duong Hoc Hai of computing consolidation when the smaller drain affecta area TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN I.THÔNG TIN CÁ NHÂN - Họ tên: Nguyễn Văn Thành - Ngày tháng năm sinh: 18/01/1980 - Địa liên lạc: 141/34B đường 30/4 phường Hưng Lợi, Quận Ninh Kiều TP Cần Thơ - Nơi công tác: Trường ĐH Tây Đơ - Điện thoại: 0986.863.993 II Q TRÌNH ĐÀO TẠO : -1999-2004: Học ĐH Cần Thơ chuyên ngành Công Trình Thủy -2011-đến nay: Học viên cao học trường ĐH Bách Khoa, chuyên ngành Điạ kỹ thuật xây dựng III Q TRÌNH CƠNG TÁC: -2004-2006: Cơng ty CP xây dựng Giao Thơng Sóc trăng -2006-2009: Cơng ty CP xây lắp & vật tư xây dựng -2009- đến nay: Trường ĐH Tây đô Công ty CP xây dựng Phú Hưng MỤC LỤC MỞ ĐẦU Trang I.Đặt vấn đề nghiên cứu II Mục tiêu nghiên cứu III Phạm vi nghiên cứu CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CỦA ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU CÓ XỬ LÝ GIẾNG CÁT, BẤC THẤM Ở VÙNG ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 1.1 Đ ất yếu vùng ĐBSCL: 1.1.1 Cấu trúc địa chất: 1.1.2 Phân bố đất yếu ĐBSCL: 1.2 Những giải pháp cải tạo đất yếu nay: 1.2.1 Phương pháp gia tải trước kết hợp giếng cát: 1.2.2 Phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm 1.2.3 Phương pháp bơm hút chân không kết hợp bấc thấm 1.2.4 Phương pháp cọc đất trộn ximăng 1.3 G iới thiệu số phương pháp cải tạo đất yếu ĐBSCL 1.3.1 Xử lý đất yếu phương pháp đệm cát: 1.3.2 X lý đất yếu phương pháp giếng cát: 1.3.3 Xử lý đất yếu phương pháp bấc thấm: 10 1.4 Các cố điển hình cơng trình đường ĐBSCL 13 1.4.1 Sự số lún đường quốc lộ 91B: 13 1.4.2 Sự số lún đường quốc lộ 61B: 13 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ VẤN ĐỀ ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CỦA ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU CÓ XỬ LÝ BẰNG GIẾNG CÁT, BẤC THẤM 2.1 Tính tốn ổn định theo phương pháp giải tích: .14 2.2 Tí nh tốn biến dạng theo phương pháp giải tích: 18 2.2.1 Những vấn đề chung tính tốn biến dạng cơng trình đường: .18 2.2.2 Độ lún đất: 20 2.2.3 Dự tính độ tăng sức chống cắt đất: 21 2.3 C sở tính tốn cho kết thấm: 22 2.3.1 Các giả thiết toán cố kết: 22 2.3.2 L ời giải tích cho tốn cố kết thấm: 23 2.3.3 Lý thuyết tính tốn bấc thấm: 24 2.3.4 Một số kết nghiên cứu trước: 26 2.4 Đánh giá ổn định biến dạng theo phương pháp số: 27 2.4.1Giới thiệu phương pháp số:…………………………………………………………27 2.4.2 Phương pháp mô phỏng:……………………………………………………………28 2.5.Đánh giá ổn định biến dạng theo phương pháp phân tích số liệu quan trắc:… 31 2.5.1 Đánh giá ổn định theo phương pháp Matsuo:………………………………… 31 2.5.2 Đánh giá ổn định theo phương pháp Tominaga-Hashimoto:…………………31 2.5.3.Phân tích ngược độ lún quan trắc theo phương pháp Akira Asaoka 1978):…………………………………………………………………………………… …….32 2.5.4 Phân tích ngược độ lún quan trắc theo phương pháp hyperbolic:………… 34 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH & BIẾN DẠNG CÁC CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG THỰC TẾ: ĐƯỜNG NỐI CẦN THƠ VỊ THANH, QUỐC LỘ 91B , ĐƯỜNG NGUYỄN VĂN CỪ NỐI DÀI TP CẦN THƠ 3.1 Mơ tả cơng trình:………………………………………………………………….36 3.1.1 Đường nối Cần Thơ Vị Thanh….…………………….………………………….36 3.1.2 Quốc Lộ 91B:…………………………………………… ……………………… 45 3.1.3 Đường Nguyễn Văn Cừ Nối Dài:………… ………… ……………………… 46 3.2 Mô tính tốn phương pháp phần tử hữu hạn:……………………47 3.2.1 Mô theo phương án (mô vùng cắm bấc thấm thành khối tương đương )…………………………………………………………………………………48 3.2.2 Mô theo phương án ( Sử dụng phần tử Drain mơ làm việc đất có xử lý bấc thấm)……………………………… …………………………… 57 3.3.3 So sánh kết tính tốn với quan trắc thực tế……….……… ………….64 3.3 Phân tích ngược độ lún độ lún số liệu quan trắc:…………….… ………… 70 3.3.1 Phương pháp Asaoka:……………………………………………… …….……….70 3.3.2 Phương pháp Hyperbolic:……………………………………………… ……… 75 3.3.3 Tính tốn lún phương pháp PTHH:……………… …….……………… 79 3.4 Đánh giá ổn định ổn định đường đắp :……………………………………… 81 3.4.1 Đặt vấn đề:…………………………………………… ……………………………81 3.4.2 Phương Pháp Matsuo-Kawamura:………………… ………………………… 90 3.4.3 Phương pháp Tominaga-Hashimoto:…………………………………………….94 3.4.4 Xác định giới hạn ổn định đắp theo phương pháp Matsuo với điều kiện địa chất Việt Nam:…………………….…………………………………………….99 3.5 Xác định tốc độ đắp thích hợp………………….……………………………….102 3.6 Kiểm chứng giả thuyết GS Dương Học Hải:……… ……………….…….104 3.6.1 Giới thiệu giả thuyết:……….……….………………………… ……………….104