Luận án tiến sĩ kỹ thuật nghiên cứu tính chất cơ lý nền đất yếu đồng bằng ven biển quảng nam đà nẵng phục vụ xây dựng đường giao thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM - ĐÀ NẴNG PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐƢỜNG GIAO THÔNG LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƢỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM - ĐÀ NẴNG PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐƢỜNG GIAO THÔNG Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 9580211 NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS BÙI VĂN TRƢỜNG NGND.GS.TSKH NGUYỄN THANH HÀ NỘI, NĂM 2018 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận án trung thực, không chép từ nguồn dƣới thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) đƣợc thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận án Chữ ký Nguyễn Thị Ngọc Yến i LỜI CÁM ƠN Tác giả luận án xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc trân trọng đến PGS.TS Bùi Văn Trƣờng NGND.GS.TSKH Nguyễn Thanh hai Thầy hƣớng dẫn trực tiếp tận tình bảo, giúp đỡ động viên tác giả suốt trình thực luận án Xin cảm ơn hai Thầy dành nhiều cơng sức, trí tuệ để tác giả hoàn thành luận án Tác giả xin chân thành cảm ơn đến Ban Giám hiệu, khoa Công trình, phịng Đào tạo Đại học Sau đại học - Trƣờng Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi, hổ trợ tác giả suốt thời gian làm luận án Đặc biệt tác giả bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy/Cô giáo môn Địa kỹ thuật - Trƣờng Đại học Thủy lợi tạo điều kiện đóng góp ý kiến quý báu cho tác giả trình thực luận án Tác giả bày tỏ lòng biết ơn đến anh chị em công tác công ty Tƣ vấn Khảo sát xây dựng đóng địa bàn Quảng Nam - Đà Nẵng tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả thu thập tài liệu, số liệu, lấy mẫu thí nghiệm để phục vụ nghiên cứu luận án Tác giả gửi lời cảm ơn đến Thầy/Cơ giáo khoa Xây dựng Cầu đƣờng, phịng thí nghiệm Địa khoa Xây dựng Cầu đƣờng, trƣờng ĐHBK Đà Nẵng, Thầy/Cơ giáo mơn Địa chất cơng trình - Địa chất thủy văn trƣờng Đại học Khoa học Huế, động viên, giúp đỡ tác giả trình thực luận án Đồng thời tác giả gửi lời cảm ơn chân thành đến nhà Khoa học đóng góp ý kiến quý báu cho tác giả q trình hồn thiện luận án Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè đồng nghiệp động viên, khuyến khích để tác giả hoàn thành luận án ii MỤC LỤC Trang DANH MỤC BẢNG BIỂU vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ viii CÁC KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ix MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Nội dung nghiên cứu .2 Phƣơng pháp nghiên cứu Ý nghĩa khoa học thực tiễn Bố cục luận án CHƢƠNG TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ỨNG DỤNG CHO XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Tổng quan nghiên cứu tính chất lý đất yếu .5 1.2 Tình hình nghiên cứu, xử lý đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 17 1.3 Các thành tựu, tồn nghiên cứu xử lý đất yếu vấn đề luận án tiếp tục giải 19 1.4 Phƣơng pháp luận cách tiếp cận 21 1.5 Kết luận chƣơng 23 CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG 24 2.1 Quan điểm điều kiện địa kỹ thuật .24 2.2 Điều kiện địa kỹ thuật khu vực nghiên cứu .24 2.3 Đặc điểm đất yếu đồng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng .48 2.4 Kết luận chƣơng 51 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT YẾU 53 3.1 Vị trí, địa điểm lấy mẫu nghiên cứu 53 3.2 Nghiên cứu thành phần vật chất đất yếu 53 iii 3.3 Nghiên cứu tính chất học đất yếu 63 3.4 Kết luận chƣơng 92 CHƢƠNG CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THƠNG SỐ ĐẤT NỀN TRONG TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 94 4.1 Các vấn đề chung .94 4.2 Đặc điểm đơn vị cấu trúc đất yếu giải pháp xử lý đất yếu .97 đƣờng 97 4.3 Ứng dụng tính tốn cho cơng trình thực tiễn 102 4.4 Kết luận chƣơng 122 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .123 Các kết đạt đƣợc luận án 123 Những đóng góp luận án .123 Những tồn hƣớng nghiên cứu 123 Kiến nghị 123 DANH MỤC CƠNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 126 TÀI LIỆU THAM KHẢO 127 iv DANH MỤC CÁC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Bản đồ địa chất ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng tỉ lệ 1/50.000 (thu nhỏ) .28 Hình 2.2 Bản đồ địa kỹ thuật ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng tỉ lệ 1/50.000 (thu nhỏ) 35 Hình 2.3 Lún ổn định mái taluy đƣờng đắp đất yếu .42 Hình 2.4 Bản đồ phân bố đất yếu vùng ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng tỉ lệ 1/50.000 (thu nhỏ) 50 Hình 3.1 Hàm lƣợng khoáng vật đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 54 Hình 3.2 So sánh hàm lƣợng khoáng vật sét đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng với ĐBSCL 56 Hình 3.3 Sự thay đổi hàm lƣợng hữu theo chiều sâu thành tạo mbQ22 .57 Hình 3.4 Hàm lƣợng hữu số thành tạo đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng khu vực khác .58 Hình 3.5 Thành phần hóa học đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng .60 Hình 3.6 So sánh thành phần hóa học đất yếu Quảng Nam - Đà Nẵng với khu vực khác 60 Hình 3.7 Hàm lƣợng nhóm hạt thành tạo bùn sét pha ĐBVB Quảng Nam Đà Nẵng ĐBSCL 62 Hình 3.8 Hàm lƣợng nhóm hạt thành tạo bùn sét ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng khu vực khác Việt Nam 62 Hình 3.9 Thiết bị nén trục không nở hông 64 Hình 3.10 Sơ đồ hộp nén không nở hông 64 Hình 3.11 Cách xác định áp lực tiền cố kết 65 Hình 3.12 Đồ thị đƣờng cong lún theo thời gian theo Casagrande .65 Hình 3.13 Hệ số cố kết thấm đứng thay đổi theo cấp áp lực nén mẫu bùn sét pha 69 Hình 3.14 Hệ số cố kết thấm đứng thay đổi theo cấp áp lực nén mẫu bùn sét .69 Hình 3.15 Quan hệ Cv với tiêu lý đất bùn sét pha ambQ23 70 Hình 3.16 Cơng tác gia cơng mẫu (a, b, c) tiến hành thí nghiệm nén cố kết ngang (d) 72 Hình 3.17 Các bƣớc phân tích lún theo Asaoka để xác định Ch 72 Hình 3.18 Hệ số cố kết thấm ngang theo cấp áp lực nén khác .75 Hình 3.19 Tỉ số Ch(tp)/Cv theo cấp áp lực nén khác 75 Hình 3.20 Đồ thị Si=f(Si-1) mốc SP-07 đoạn Km12+480 dự án đƣờng cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi 76 Hình 3.21 Đồ thị Si=f(Si-1) mốc SP-01 Km1+270 dự án đƣờng Nguyễn Tất Thành .76 Hình 3.22 Hệ số cố kết thấm theo phƣơng đứng phƣơng ngang xác định theo phƣơng pháp khác 76 Hình 3.23 Mẫu buồng ba trục trƣớc thí nghiệm 81 v Hình 3.24 Mẫu bị phá hủy sau kết thúc thí nghệm 81 Hình 3.25 Quan hệ cƣờng độ lực dính đơn vị cuu với tiêu vật lý trạng thái đất yếu .85 ' Hình 3.26 Sự thay đổi Su, Su /  v (VST) theo độ sâu Z bùn sét pha mbQ22 .85 Hình 3.27 Cƣờng độ lực dính đơn vị khơng cố kết - khơng nƣớc thành tạo đất yếu ĐBVB Quảng Nam- Đà Nẵng khu vực khác Việt Nam 87 Hình 3.28 Mối quan hệ c’,  ' với số dẻo PI hàm lƣợng hạt sét bùn sét pha ambQ23 89 Hình 3.29 Cƣờng độ lực dính đơn vị cố kết - khơng nƣớc đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng khu vực khác Việt Nam .90 Hình 4.1 Sơ đồ phân chia cấp cấu trúc ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 98 Hình 4.2 Bản đồ cấu trúc ĐBVB Quảng Nam- Đà Nẵng tỉ lệ 1/50.000 (thu nhỏ) 99 Hình 4.3 Phân tích lún trƣớc xử lý phần mềm Plaxis 8.5 MC1 108 Hình 4.4 Sơ đồ xác định chiều cao đắp bù lún 115 Hình 4.5 Mơ hình tính tốn xử lý bấc thấm phần mềm Plaxis 8.5 MC1 .117 Hình 4.6 Mơ hình tính tốn giếng cát phần mềm Plaxis 8.5 MC1 118 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1 Đặc điểm tầng chứa nƣớc vùng ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 31 Bảng 2.2 Giá trị trung bình tiêu lý nhóm đá cứng nửa cứng 36 Bảng 2.3 Giá trị trung bình thành phần hạt tiêu lý nhóm đất rời 37 Bảng 2.4 Giá trị trung bình thành phần hạt tiêu lý nhóm đất dính 38 Bảng 2.5 Giá trị trung bình thành phần hạt tiêu lý nhóm đất yếu 39 Bảng 2.6 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật thiết kế đƣờng 47 Bảng 2.7 Đặc điểm phân bố thành tạo đất yếu khu vực nghiên cứu .49 Bảng 3.1 Kết xác định thành phần khoáng vật đất yếu 54 Bảng 3.2 Hàm lƣợng vật chất hữu đất yếu nghiên cứu 57 Bảng 3.3 Kết xác định thành phần hóa học đất yếu 59 Bảng 3.4 Thành phần nhóm hạt đất yếu 61 Bảng 3.5 Tổng hợp kết thí nghiệm nén cố kết thấm theo phƣơng thẳng đứng thành tạo đất yếu .66 Bảng 3.6 Hàm tƣơng quan dự báo Cc từ W, LL, e0 giới Việt Nam .68 Bảng 3.7 Hàm tƣơng quan dự báo Cc từ e0, W, LL đất yếu nghiên cứu 68 Bảng 3.8 Kết xác định Ch(tp) m=Ch(tp)/Cv phòng đất yếu 74 Bảng 3.9 Kết xác định Ch từ toán phân tích ngƣợc quan trắc lún trƣờng .77 Bảng 3.10 Kết tính toán hệ số cố kết thấm ngang hệ số tỉ lệ m=Ch/Cv theo phƣơng pháp khác 79 Bảng 3.11 Hệ số tỉ lệ m=Ch/Cv số loại đất yếu Việt Nam giới 80 Bảng 3.12 Các thông số sức kháng cắt khơng nƣớc đất yếu 83 Bảng 3.13 Kết thí nghiệm thơng số sức kháng cắt đất yếu theo sơ đồ CU88 Bảng 3.14 Kiến nghị đặc trƣng lý sử dụng tính tốn thiết kế xử lý đất yếu thiết bị tiêu thoát nƣớc thẳng đứng 91 Bảng 4.1 Lựa chọn mặt cắt tính tốn đặc trƣng dự án đƣờng Nguyễn Tất Thành 104 Bảng 4.2 Lựa chọn mặt cắt tính tốn dự án đƣờng Cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi 105 Bảng 4.3 Tổng hợp kết phân tích lún chƣa xử lý 109 Bảng 4.4 Kết phân tích độ lún theo chiều cao đắp .109 Bảng 4.5 Bảng tổng hợp kết tính tốn hệ số ổn định .110 Bảng 4.6 Tổng hợp thông số đƣờng thiết kế 115 Bảng 4.7 Kết tính tốn xử lý bấc thấm 117 Bảng 4.8 Kết tính tốn xử lý giếng cát 119 Bảng 4.9 Kết tính tốn theo hồ sơ thiết kế kỹ thuật thực tế quan trắc .120 Bảng 4.10 So sánh kết tính tốn theo phƣơng pháp khác 121 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT VÀ GIẢI THÍCH THUẬT NGỮ DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ALNLR CTN CKD CKDVC CU ĐBBB ĐBVB ĐBSCL ĐCCT - ĐKT ĐN-QN ĐT ĐH ĐHBK GPXL HSTK KCN TLĐVTT KSXD MKN MC1 MTĐC NGI QL1A QL14B QL14G PTHT PVD SD TCCL TCN TCVN TCXD TNHT TNHH MTV TN-KT TPVC TPHH TPKV UU : Áp lực nƣớc lỗ rỗng : Cấu trúc : Chất kết dính : Chất kết dính vơ : Cố kết - khơng nƣớc : Đồng Bắc Bộ : Đồng ven biển : Đồng sông Cửu Long : Địa chất cơng trình - Địa kỹ thuật : Đà Nẵng - Quảng Ngãi : Đƣờng tỉnh : Đƣờng huyện : Đại học Bách Khoa : Giải pháp xử lý : Hồ sơ thiết kế : Khu công nghiệp : Trọng lƣợng đơn vị thể tích : Khảo sát xây dựng : Mất nung : Mặt cắt : Môi trƣờng địa chất : Viện Địa kỹ thuật Nauy : Quốc lộ 1A : Quốc lộ 14B : Quốc lộ 14G : Phân tích hệ thống : Bấc thấm : Giếng cát : Tính chất lý : Tầng chứa nƣớc : Tiêu chuẩn Việt Nam : Tính chất xây dựng : Thí nghiệm trƣờng : Trách nhiệm hữu hạn thành viên : Tự nhiên – kỹ thuật : Thành phần vật chất : Thành phần hóa học : Thành phần khống vật : Khơng cố kết - khơng nƣớc GIẢI THÍCH CÁC THUẬT NGỮ viii dạng CTN IAa2 màu xám xanh, xám đen mQ13(2)đn có bề dày - 10 m Sét pha lẫn dăm sạn mlQ13(1)ht dày - 20 m Cát hạt vừa đến thô chứa cuội sỏi aQ12 dày - m Sét, sét pha xem kẹp cát pha nửa cứng amQ12mb dày - 10 m Cát pha, sét pha lẫn cuội tảng amQ11đp Sét pha lẫn dăm sạn mlQ13(1)ht tương tự phụ dạng CTN IAi4 Cát hạt vừa đến thô chứa cuội sỏi aQ12: W= 13,6%;w = 18,7 - 19,9 KN/m3; d= 16,3 KN/m3;  s = 26,6 - 26,7 KN/m3; emax= 0,93; emin= 0,43; CTN IAh4 αk = 340; αu = 320, kv = 15,50 - 2,15 m/ngđ, N30 = 35 - 50 Sức chịu tải tiêu chuẩn đất thuộc loại cao (Rtc = 300 - 450 kPa) Tính xây dựng thuộc loại tốt nhóm đất rời Sét, sét pha xem kẹp cát pha nửa cứng amQ12mb: W= 23,27 - 28,75%; w = 19,3 - 19,5 KN/m3; d= 15,0 - 15,7 KN/m3;  s = 17,0 - 26,8 KN/m3; G= 84,50 - 95,36%; e0 = 0,71 - 0,81; PI= 5,46 - 18,28%; IL= 0,17 - 0,19; c = 10 - 30 kPa;  = 16030’ - 24030’; a= 2,3 - 2,9 kPa-1; N30= 21 - 27 Đất có tính xây dựng thay đổi từ trung bình đến tương đối cao Rtc = 175 - 250 kPa Cát pha, sét pha lẫn cuội tảng amQ11đp: W= 18,16 - 19,41%; w = 19,8 - 19,9 KN/m3; d= 16,7 - 16,8 KN/m3;  s = 26,7 - 27,0 KN/m3; G= 82,18 - 83,85%; e0 = 0,59 - 0,62; PI= 6,48 11,98%; IL= -0,64 đến -0,45; kd= 1,16; c = 32 kPa;  = 25015’; a = 1,5 kPa-1; N30 >50 Tính xây dựng tốt Rtc = 300 - 350 kPa II IIA IIB Không đánh giá chi tiết Không đánh giá chi tiết 171 hợp giếng cát Gia cố cọc cát Gia tải nén trước kết hợp bấc thấm Gia cố cọc xi măng đất/vôi Gia tải nén trước kết hợp hút chân không 6 7 Hình 12a Sơ đồ vị trí dự án đường Nguyễn Tất Thành [85] Hình 12b Mặt cắt ngang đại diện dự án đường Nguyễn Tất Thành [85] 172 ĐI QUỐ C LỘ 1A NATIONAL HIGHWAY 1A ĐI TUYẾ N TRÁ NH NAM HV - TL TO SOUTHERN HAIVAN - TUYLOAN - BYPASS TYÛ LEÄ / SCALES: X:1/1000 Y:1/200 5.00 4.00 3.00 1 0.4 2.00 2 1.00 0.6m 0.00 -1.00 -0.22 6 1.90 -2.00 -3.00 -4.00 -5.00 -6.00 -5.81 8.40 -5.88 8.40 -7.00 -8.00 -9.00 -10.00 -10.21 12.80 -11.00 -12.00 -12.41 15.00 -13.00 10 -14.00 -12.02 13.70 -13.62 15.30 10 -15.00 10 -15.08 17.60 10 -16.00 -17.00 -17.32 19.00 -17.48 20.00 -18.00 11a -19.00 -20.00 11a 11 14 TÊ N LỖ KHOAN Hình 12c Mặt cắt địa chất cơng trình đại diện dự án đường Nguyễn Tất Thành [85] 173 35 32 2.62 1.71 2.47 14.58 14.46 3294.04 32A 18.38 3279.58 H2 6.12 3265.00 QH20 2.20 1.47 20.50 3246.62 1.20 1.24 1.20 30A 31B 31A 20.00 3240.50 30 1.21 1.30 0.90 29 16.34 3220.00 H1 27 26 28 9.56 3200.00 25 6.10 3183.66 24A 13.71 BHD-SS5(PHAÛ I/RIGHT) 3174.10 24 20.00 3150.00 23A 18.50 3130.00 3080.00 20.00 3100.00 2.48 3.25 3103.25 2.52 3.75 3107.00 2.44 4.50 3111.50 1.30 2.78 2.43 2.59 2.80 22B 23 8.36 3071.64 TÊ N CỌC/ STAKE NAME 21.64 3050.00 TOTAL DISTANCE (M) 8.42 16.58 3041.58 3020.34 2.87 4.66 3025.00 2.93 3.50 3000.00 KM3 20.34 KHOẢ NGCÁ CH LẺ / DISTANCE(M) KHOẢ NGCÁ CH CỘ NGDỒ N(M) ĐY1 BHD-SS2 3163.71 1.68 4.29 1.47 3168.00 BOREHOLE CAO ĐỘ TỰ NHIÊ N(M) EXISTINGELEVATIONS(M) 36 CDK E Bảng 12 Tính chất lý lớp đất dự án đường Nguyễn Tất Thành Tính ép co biến dạng Chỉ tiêu trạng thái Chỉ tiêu tính chất vật lý Chỉ tiêu lý Độ ẩm TLĐVTT đất tự nhiên TLĐVTT đất khô TLĐVTT hạt rắn Độ lỗ rỗng Hệ số rỗng Hệ số rỗng lớn Hệ số rỗng nhỏ Góc nghỉ cát khơ Góc nghỉ cát ướt Độ bão hoà Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số nén lún Hệ số cố kết thấm đứng 10 27,68 14 16,23 19,1 17,0 18,6 16,9 18,9 18,9 19,5 % - - 14,1 26,9 44,44 0,80 - 12,8 26,6 59,35 1,46 - 13,4 26,9 41,18 0,81 0,98 0,49 11,4 26,6 60,47 1,53 - 14,8 26,9 44,28 0,795 0,96 0,43 14,7 26,9 45,4 0,83 - 13,7 27,0 39,39 0,65 - k độ - - - 32045’ - 32017’ - - ư độ - - - 30046’ - 30024’ - - G LL PL PI IL a - 96,47 35,63 24,78 10,85 0,71 5,2 87,84 35,02 22,70 12,32 1,06 11,7 90,14 - 93,75 48,22 26,88 21,34 1,49 13,8 80,81 91,77 36,11 22,74 13,37 0,37 3,9 87,83 29,91 18,80 11,11 -0,23 1,6 2,68 0,53 - 0,42 - - - - - 1,15 - 0,89 - - - - - 0,25 - - kh Pc Cc Cs % % % % kPa-1 10-3 cm2/s 10-3 cm2/s 10-7 cm/s cm/s kPa - - 125 0,46 0,11 0,51 61,5 0,45 0,06 - 0,47 59,8 0,52 0,07 - - - E0 kPa - - 1239 - 728 - - - cuu kPa - 14 8,3 - 7,8 2,0 19 28 uu độ - 14028’ 1012’ - 1007’ 31013’ 17018’ 23053’ ccu kPa - - 10,8 - 12,6 - - cu độ - - 13030’ - 13010’ - - - c’cu kPa - - 8,2 - 7,3 - - - độ - - 18055’ - 16024’ - - - Su kPa - - 10,2 - 9,7 - - - R0 kPa 100 50 150 50 150 150 400 Đơn vị % - 32,48 w KN/m3 - d s KN/m3 KN/m3 n e0 emax emin Cv Hệ số cố kết ngang Ch Hệ số thấm đứng kv Sơ đồ CU Sơ đồ UU Hệ số thấm ngang Áp lực tiền cố kết Chỉ số nén Chỉ số nở Mô đun tổng biến dạng Cường độ lực dính đơn vị Góc ma sát Cường độ lực dính đơn vị Góc ma sát Cường độ lực dính đơn vị hiệu Góc ma sát hiệu Sức kháng cắt khơng nước theo VST Áp lực tính tốn quy ước Cường độ chống cắt 35,76 Giá trị tiêu chuẩn 26,82 38,21 27,68 Ký hiệu W ’ 0,21 cu 174 Hình 13 Tổng mặt dự án đường cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi (Internet) Hình 14a Mặt cắt ngang dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi [85] 175 Hình 14b Mặt cắt địa chất cơng trình km10+040 đến Km10+762 dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi [85] 176 Bảng 13 Tính chất lý lớp đất gói số dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi Ký hiệu W Chỉ tiêu lý Đơn vị Giá trị tiêu chuẩn 5b 46,27 27,09 15,8 18,6 12,3 14,6 26,7 27,1 60,33 41,79 1,52 0,72 97,19 94,34 39,85 40,44 19,75 23,71 20,1 17,23 1,32 0,19 10,7 3,2 0,381 0,49 0,936 0,23 0,48 75,1 0,54 0,12 0,09 0,03 1327 - n e0 emax emin k ư G LL PL PI IL a Cv Ch kv kh Pc Cc Cs E0 % độ độ % % % % kPa-1 10-3 cm2/s 10-3 cm2/s 10-7 cm/s cm/s kPa kPa 46,58 0,87 92,18 42,74 25,37 17,37 0,31 3,9 0,41 136,8 0,15 0,03 - Cường độ lực dính đơn vị cuu kPa 26 7,9 18 4,3 Góc ma sát uu độ 16053’ 1003’ 17034’ 3046’ Cường độ lực dính đơn vị Góc ma sát Cường độ lực dính đơn vị hiệu Góc ma sát hiệu Sức kháng cắt khơng nước theo VST Áp lực tính tốn quy ước ccu cu kPa độ 10,4 11040’ - - 11,2 11054’ c’cu kPa 6,5 - - 6,8 ’cu Su R0 độ kPa kPa 17012’ - 9,4 50 - 17045’ 9,7 50 Sơ đồ UU Độ ẩm TLĐVTT đất tự nhiên TLĐVTT đất khô TLĐVTT hạt rắn Độ lỗ rỗng Hệ số rỗng Hệ số rỗng lớn Hệ số rỗng nhỏ Góc nghỉ cát khơ Góc nghỉ cát ướt Độ bão hồ Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số nén lún Hệ số cố kết thấm đứng Hệ số cố kết thấm ngang Hệ số thấm đứng Hệ số thấm ngang Áp lực tiền cố kết Chỉ số nén Chỉ số nở Mô đun tổng biến dạng w d Sơ đồ CU Cường độ chống cắt Tính ép co biến dạng Chỉ tiêu trạng thái Chỉ tiêu tính chất vật lý s % KN/m3 KN/m3 KN/m3 1a 30,71 18,4 14,3 26,9 47,54 15,7 12,2 26,7 56,86 1,31 95,38 37,26 22,25 18,02 1,47 10,9 0,386 0,812 0,22 0,47 82,8 0,27 0,06 1436 Bảng 14 Tính chất lý lớp đất gói số dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi Chri tiêu tính chất vật lý Chỉ tiêu lý Độ ẩm TLĐVTT đất tự nhiên TLĐVTT đất khô TLĐVTT hạt rắn Độ lỗ rỗng Hệ số rỗng Ký hiệu W Đơn vị s % KN/m3 KN/m3 KN/m3 n e0 % - w d 177 1a 30,71 18,4 14,3 26,9 46,58 0,872 1c 29,89 18,3 14,8 27,0 42,28 0,763 Giá trị tiêu chuẩn 26,2 25,2 48,52 18,3 18,5 15,7 14,1 14,8 12,3 26,6 26,7 26,6 47,09 44,44 61,42 0,89 0,80 1,592 5b 27,09 18,6 14,6 27,1 41,79 0,718 Chỉ tiêu trạng thái emax - - - 0,99 0,96 - - Hệ số rỗng nhỏ emin - - - 0,54 0,51 - - Góc nghỉ cát khơ k độ - - 27057’ 27012’ - - Góc nghỉ cát ướt ư độ - - 23042’ 23021’ - - Độ bão hoà Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số nén lún Hệ số cố kết thấm đứng Hệ số cố kết thấm ngang Hệ số thấm đứng Hệ số thấm ngang Áp lực tiền cố kết Chỉ số nén Chỉ số nở Mô đun tổng biến dạng Cường độ lực dính đơn vị Góc ma sát Cường độ lực dính đơn vị Góc ma sát G LL PL PI IL a Cv Ch kv kh Pc Cc Cs E0 % % % % kPa-1 10-3 cm2/s 10-3 cm2/s 10-7 cm/s cm/s kPa kPa 92,18 42,74 25,37 17,37 0,31 3,9 0,41 136,8 0,15 0,03 90,23 44,28 26,41 17,87 0,19 3,1 0,39 - - 94,34 40,44 23,71 17,23 0,19 3,2 0,49 146 0,16 0,04 - - - 96,13 39,25 19,34 19,91 1,47 10,5 0,21 0,812 0,21 0,46 81,5 0,49 0,08 1577 cuu kPa 26 21 - - 8,6 18 uu độ 16053’ 18048’ 31018’ 32045’ 0056’ 17034’ ccu kPa - - - 10,4 cu độ - - - 11021’ c’cu kPa - - - 6,5 ’ cu độ - - - 17012’ Su kPa R0 kPa Sơ đồ CU Cường độ chống cắt Sơ đồ UU Tính ép co biến dạng Hệ số rỗng lớn Cường độ lực dính đơn vị hiệu Góc ma sát hiệu Sức kháng cắt khơng nước VST Áp lực tính tốn quy ước 0, - Hình 15 Sơ đồ minh họa kiểu CTN dự án đường Nguyễn Tất Thành 178 9,7 50 0,12 0,03 Hình 16 Sơ đồ minh họa kiểu CTN dự án đường Cao tốc Đà Nẵng – Quảng Ngãi F=1.32 Hình 17 Phân tích ổn định trước xử lý MC1 Plaxis 8.5 179 Hình 18 Sơ đồ bố trí mặt lưới giếng cát [88] Hình19 Sơ đồ xác định Nc theo phương pháp Mandle - Salencon [13] e/2 b d B b e/2 l Hình 20 Sơ đồ tính tốn tải trọng xe 180 Bảng 15 Kết tính tốn thời gian xử lý bấc thấm TT Cơng trình Mặt cắt tính tốn MC1 Dự án đường Nguyễn Tất Thành MC2 MC3 MC4 Dự án đường Cao tốc ĐN - QN (gói số 2) MC5 MC6 Mạng lưới bố trí Thời gian xử lý theo khoảng cách bố trí bấc thấm (ngày) 1,0 1,2 1,4 1,6 Ơ vng 329 495 692 949 Tam giác 283 419 606 804 Ô vuông 289 432 605 797 Tam giác 249 365 513 682 Khơng xử lý PVD Ơ vng 478 708 998 1344 Tam giác Ơ vng 410 514 603 765 848 1082 1139 1315 Tam giác 431 645 889 1245 Ơ vng 362 563 745 1069 Tam giác 306 471 Ơ vng 359 549 652 801 883 1107 Tam giác 307 462 668 921 Ơ vng 379 551 766 1031 Tam giác 322 469 654 891 Ơ vng 491 748 1060 1423 Tam giác 436 642 895 1208 MC7 Dự án đường Cao tốc ĐN - QN (gói số 1) MC8 MC9 Hình 21 Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian giai đoạn đắp MC1 (Km1+270) xử lý bấc thấm 181 Hình 22 Phân tích lún xử lý bấc thấm phần mềm Plaxis 8.5 MC1 F= 1.57 Hình 23 Ổn định sau xử lý bấc thấm MC1 Plaxis 8.5 182 Bảng 16 Kết tính tốn thời gian xử lý giếng cát TT Cơng trình MC1 Dự án đường Nguyễn Tất Thành MC4 Dự án đường Cao tốc ĐN - QN (gói số 2) MC2 MC3 Mặt cắt tính tốn MC5 MC6 MC7 Dự án đường Cao tốc ĐN - QN (gói số 1) MC8 MC9 Ơ vng Thời gian xử lý theo khoảng cách bố trí giếng cát (ngày) 1,6 1,8 2,0 2,2 487 762 1424 304 Tam giác 226 390 674 865 Ơ vng 253 424 564 891 Tam giác 189 308 491 683 Ơ vng 229 374 512 657 Tam giác 176 276 437 581 Ơ vng 278 547 812 1140 Tam giác 221 427 625 877 Ô vuông 239 334 711 947 Tam giác 193 440 615 853 Ơ vng 211 298 423 568 Tam giác 170 240 332 449 Ơ vng 255 364 508 691 Tam giác 206 287 441 539 Ơ vng 288 418 614 924 Tam giác 214 317 459 670 Ơ vng 338 606 1098 1427 Tam giác 260 433 731 1285 Mạng lưới bố trí Hình 24 Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian giai đoạn đắp MC1 (Km1+270) xử lý giếng cát 183 Hình 25 Phân tích lún xử lý giếng cát phần mềm Plaxis 8.5 MC1 F = 1.62 Hình 26 Ổn định sau xử lý giếng cát MC1 Plaxis 8.5 184 1.4 1.2 y = 0.9539x + 0.046 R² = 0.9966 1.3 y = 0.9546x + 0.0406 R² = 0.9966 1.1 1.2 1.1 1.0 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.9 1.0 1.1 1.2 1.239 1.3 1.4 1.118 0.8 0.8 0.9 a MC1 1.1 1.2 b MC2 1.2 0.8 y = 0.9546x + 0.0488 R² = 0.9953 1.1 1.0 y = 0.9587x + 0.0261 R² = 0.9816 0.7 1.0 0.6 0.9 0.5 0.8 0.4 1.070 0.7 0.7 0.8 0.9 1.0 1.1 0.3 1.2 0.3 0.4 c MC4 0.6 0.631 0.7 0.5 0.8 d MC5 1.3 1.7 y = 0.962x + 0.0443 R² = 0.9981 1.2 1.1 1.5 1.0 1.4 0.9 1.3 0.8 1.16 0.8 0.9 1.0 1.1 y = 0.9750x + 0.0411 R² = 0.9972 1.6 1.2 1.2 1.3 1.2 1.3 e MC6 1.4 1.61.6441.7 1.5 f MC7 1.1 1.2 y = 0.9513x + 0.0452 R² = 0.998 1.1 y = 0.9692x + 0.0313 R² = 0.9815 1.0 1.0 0.9 0.9 0.8 0.8 0.7 0.7 0.8 0.9 1.0 0.7 1.077 1.1 1.2 0.7 g MC8 0.8 0.9 0.984 1.1 h MC9 Hình 27 Độ lún cuối mặt cắt theo phương pháp Asaoka 185