Nghiên cứu ứng dụng gia cường nền bằng lưới địa kỹ thuật phục vụ thi công trụ điện gió tại sóc trăng (tóm tắt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM NGỌC ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIA CƯỜNG NỀN BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THI CƠNG TRỤ ĐIỆN GIĨ TẠI SĨC TRĂNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG Hà Nội - 2022 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI PHẠM NGỌC ANH KHÓA: 2020 - 2022 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG GIA CƯỜNG NỀN BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT PHỤC VỤ THI CƠNG TRỤ ĐIỆN GIĨ TẠI SĨC TRĂNG Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng Mã số : 8.58.02.01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS PHẠM ĐỨC CƯỜNG XÁC NHẬN CỦA CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN Hà Nội - 2022 LỜI CẢM ƠN Dưới phân công thầy cô khoa Sau Đại học, trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, sau trình nghiên cứu học tập trường, em hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng gia cường lưới địa kỹ thuật phục vụ thi công trụ điện gió Sóc Trăng” Để hồn thành luận văn này, bên cạnh cố gắng thân, em xin chân thành cảm ơn tới giúp đỡ của: Thầy: TS Phạm Đức Cường hướng dẫn, tận tình bảo em suốt trình làm luận văn Các thầy môn Địa kỹ thuật nhiệt tình giúp đỡ cung cấp cho em số liệu cần thiết để thực luận văn Các thầy Khoa Xây dựng, Khoa Sau đại học tâm huyết truyền đạt cho em kiến thức chun mơn, tạo điều kiện cho em hồn thành chương trình học Cao học trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Trong trình làm luận văn thạc sĩ, em cảm thấy học tập tiếp thu nhiều kiến thức mà em chưa trải qua thực tế Từ để em học hỏi rút kinh nghiệm cho trình làm việc sau Bài luận văn em tất nhiên tránh hạn chế, thiếu sót Em mong nhận ý kiến đóng góp nhận xét chân thành từ quý thầy cô nhà trường Em xin chân thành cảm ơn! LỜI CAM ĐOAN Em xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ứng dụng gia cường lưới địa kỹ thuật phục vụ thi công trụ điện gió Sóc Trăng” q trình nghiên cứu độc lập hướng dẫn người hướng dẫn khoa học: TS Phạm Đức Cường Ngồi khơng có chép người khác Đề tài, nội dung báo cáo thực tập sản phẩm mà em nỗ lực nghiên cứu suốt trình học tập trường Em xin hoàn toàn chịu trách nhiệm tính trung thực nội dung khác đề tài Hà Nội, ngày 31 tháng năm 2022 Tác giả luận văn Phạm Ngọc Anh MỤC LỤC Lời cảm ơn Lời cam đoan Mục lục Danh mục chữ viết tắt Danh mục hình vẽ Danh mục bảng, biểu, đồ thị MỞ ĐẦU … ………………… …………………………………………….1  Lý chọn đề tài ……………………….…….…….………………….1  Mục đích nghiên cứu ………………… ….……………….………….1  Đối tượng phạm vi nghiên cứu………………………… ………….1  Phương pháp nghiên cứu ………………….………………… ……….2  Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài ………………………….…  Cấu trúc luận văn ……………………………….……………….…….2 NỘI DUNG … …………………… ……………………………………… Chương I: Tổng quan lưới địa kỹ thuật, đất yếu, thi công công trình điện gió ………………………….……………………………………………4 1.1 Lưới địa kỹ thuật …………………………………… …… 1.1.1 Sơ lược lưới địa kỹ thuật …… ……………….………… 1.1.2 Ứng dụng lưới địa kỹ thuật ……………………………………………6 1.2 Nền đất yếu … …………………………… ……….…… 12 1.2.1 Sơ lược đất yếu…………………………………… …………12 1.2.2 Cách nhận biết đất yếu …… …………………… … ……… 13 1.2.3 Các dạng đất yếu thực tế ….………………………….……… 14 1.2.4 Các phương pháp gia cường đất yếu …………………… .17 1.3 Cơng trình điện gió ………………………………… 17 1.3.1 Sơ lược cơng trình điện gió ………………………………………… 17 1.3.2 Các vấn đề liên quan ………………………………… ………… 18 1.3.3 Tải trọng thi công ………………………………… …………… 21 Chương II: Gia cường lưới địa kỹ thuật phục vụ thi cơng trụ điện gió Sóc Trăng ……………………….…………… ……………… …24 2.1 Điều kiện địa chất Sóc Trăng ………………….………………24 2.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn ………………………………… .… 36 2.2.1 Khái niệm chung tính tốn thiết kế …………………………….36 2.2.2 Yêu cầu cấu tạo, vật liệu cốt lưới địa kỹ thuật …… .37 2.2.3 Yêu cầu cấu tạo bề mặt đường sử dụng lưới địa kỹ thuật ……… 38 2.2.4 Kiểm tra ổn định nội đất sử dụng lưới địa kỹ thuật … 39 2.2.5 Kiểm tra ổn định tổng thể đất sử dụng lưới địa kỹ thuật … 41 2.2.6 Mơ hình tính tốn kết cấu móng cơng trình ……….…………41 2.2.7 Mơ hình tính tốn kết cấu đường giao thông ……… .47 2.3 Quy trình, cơng nghệ thi cơng lưới địa kỹ thuật ….……52 2.3.1 Nguyên tắt thiết kế sử dụng lưới địa kỹ thuật ……………………… 52 2.3.2 Quy trình thi cơng lưới địa kỹ thuật ………………………………….54 2.3.3 Quy trình nghiệm thu thi công lưới địa kỹ thuật …………………60 Chương III: Ứng dụng cơng trình thực tế Sóc Trăng ………………63 3.1 Tính tốn đường phục vụ thi cơng trụ điện gió ……… .63 3.1.1 Xác định tải trọng ………………………………………… ……… 63 3.1.2 Tính tốn sơ ……………………………………………………….64 3.1.3 Xác định phương án sử dụng lưới địa kỹ thuật ………………………67 3.2 Tính tốn cho cẩu thi cơng trụ điện gió ……… …………… 69 3.2.1 Lựa chọn phương án sử dụng lưới địa kỹ thuật ………………………70 3.2.2 Tính toán khả chịu lực …… ………………………….73 3.2.3 Kiểm tra ổn định cục cho sử dụng lưới địa kỹ thuật ………….79 3.3 Thí nghiệm kiểm chứng lưới địa kỹ thuật ………………………… 80 3.3.1 Thí nghiệm mơ đun đàn hồi đất ………………………… …80 3.3.2 Tính toán nén tĩnh ………………….…… ……………… … 86 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ……….………… ……………………… 89 Kết luận …………………………………………………………………… 89 Kiến nghị ………………………………………………………………… 90 Tài liệu tham khảo PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ ĐKT Địa kỹ thuật SCT Sức chịu tải TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam DANH MỤC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình Trang Hình 1.1 Lưới địa kỹ thuật sơ khai Hình 1.2 Lưới địa kỹ thuật tạo độ giằng cho đất triền núi Hình 1.3 Ứng dụng lưới ĐKT trục 10 Hình 1.4 Mơ lưới địa kỹ thuật sử dụng cho đất yếu 12 Hình 1.5 Dự án điện gió Ea Nam Đắk Lắk 18 Hình 1.6 Cẩu tháp bánh xích Zoomlion ZCC9800W 23 Hình 2.1 Mơ hình tính tốn lưới ĐKT với kết cấu móng 42 Hình 2.2 Mơ tả tải trọng thẳng đứng tải trọng xiên tác dụng vào móng 45 Hình 2.3 Các bước thi cơng lưới ĐKT 55 Hình 2.4 Rải lưới ĐKT thi cơng lớp cấp phối đá dăm 57 Hình 2.5 Lu đầm hồn thiện kết cấu mặt 59 Hình 2.6 Khắc phục hằn lún bổ sung cốt liệu 60 Hình 3.1 Sơ đồ địa chất địa điểm đặt cẩu bánh xích 71 Hình 3.2 Tải trọng quy đổi cẩu bánh xích 72 Hình 3.3 Sơ đồ lắp đặt thiết bị đo 84 Hình 3.4 Quá trình chất tải 85 Hình 3.5 Thí nghiệm đo mơ đun đàn hồi vị trí đặt cẩu 85 Hình 3.6 Bàn ép cứng kích thước 2x1,2x0,2 m 87 Hình 3.7 Q trình gia tải quan trắc lún >12h 88 DANH MỤC BẢNG, BIỂU, ĐỒ THỊ Số hiệu Tên bảng, biểu, đồ thị Trang Bảng 1.1 Số liệu địa chất lớp 2a 24 Bảng 1.2 Số liệu địa chất lớp 26 Bảng 1.3 Số liệu địa chất lớp 29 Bảng 1.4 Số liệu địa chất lớp 5a 31 Bảng 1.5 Số liệu địa chất lớp 33 Bảng 1.6 Số liệu địa chất lớp thấu kính TK1 34 Bảng 2.1 Khả làm việc loại lưới ĐKT 51 Các yếu tố khả chịu lực cho đường điều Bảng 2.2 kiện giao thông khác có khơng có lưới 54 ĐKT Bảng 3.1 Tải trọng đường thi cơng điện gió 63 Bảng 3.2 Giá trị thiết kế sức kháng kéo RAi,k; RBi,k 77 Bảng 3.3 Lực kéo lớn lớp lưới ĐKT 1m dài đường 80 Bảng 3.4 Kết đo mô đun biến dạng vị trí đặt cẩu 86 MỞ ĐẦU  Lý chọn đề tài Những năm gần lượng tái tạo Đảng Nhà nước quan tâm ưu tiên phát triển, đặc biệt điện gió điện mặt trời Nhưng thực tế đặt là: Đường vận chuyển, tiếp cận nhà máy điện, cấu kiện turbine gió thường phải qua khu vực đất yếu, khu vực sình lầy…, điển hình khu vực đồng sông Cửu Long Tuy nhiên lại cần phải triển khai xây dựng nhanh, tiết kiệm kinh phí để cung cấp hỗ trợ ngắn hạn dài hạn cho dịch vụ bảo trì nhà máy Sàn cẩu lắp để phục vụ cho thiết bị cẩu siêu nặng cần xây dựng nhanh chóng đất yếu với chi phí tối thiểu Việc xử lý đất yếu thường khó khăn, nhiều thời gian tốn Vì vậy, lưới địa kỹ thuật sử dụng để xử lý hầu hết yêu cầu nêu  Mục đích nghiên cứu Đề xuất ngun tắc phương pháp tính tốn, biện pháp thi công gia cường lưới địa kỹ thuật cơng trình điện gió Sóc Trăng nhằm rút ngắn thời gian thi công đồng thời tiết kiệm chi phí đầu tư xây dựng cơng trình  Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: Ứng dụng gia cường lưới địa kỹ thuật, nghiên cứu giải pháp hợp lý để gia cố đất Phạm vi nghiên cứu: Cơng trình thi cơng điện gió Sóc Trăng 2  Phương pháp nghiên cứu Căn theo cách phân loại phương pháp luận nghiên cứu khoa học, mục tiêu đề tài giải phương pháp sau: Phương pháp phân tích lý thuyết, kết hợp; Phương pháp thu thập; kế thừa tài liệu, kết nghiên cứu; Phương pháp so sánh  Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Ý nghĩa khoa học: Sơ đánh giá điều kiện địa chất khu vực nghiên cứu đề xuất giải pháp gia cố đất lưới địa kỹ thuật cơng trình thi cơng trụ điện gió tỉnh Sóc Trăng Ý nghĩa thực tiễn: Kết nghiên cứu đề tài làm sở tham khảo, phục vụ cho công tác lập dự án, quy hoạch, thiết kế xây dựng cơng trình, cơng trình điện gió khu vực tỉnh Sóc Trăng nhằm đưa kết cấu điển hình áp dụng cho bãi cẩu lắp dự án, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công mang lại hiệu kinh tế - kỹ thuật Trong tập trung vào độ an tồn cơng trình, giảm lượng vật liệu xây dựng tiết kiệm chi phí  Cấu trúc luận văn Ngồi phần Mở đầu Kết luận nội dung Luận văn gồm 03 Chương: Chương Tổng quan lưới địa kỹ thuật, đất yếu, thi công công trình điện gió Chương Gia cường lưới địa kỹ thuật phục vụ thi cơng trụ điện gió Sóc Trăng 3 Chương Ứng dụng cơng trình thực tế Sóc Trăng THƠNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lịng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.1 – Nhà E – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội website: http://thuviendhkt.net Email: thuvien@hau.edu.vn TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN Lưu ý: Tất tài liệu trôi mạng (khơng phải trang web thức Trung tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội) tài liệu vi phạm quyền Nhà trường không thu tiền, không phát hành có thu tiền tài liệu mạng internet 89 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Từ nội dung trên, thấy vấn đề nghiên cứu thực nhằm rõ lợi ích tiềm việc sử dụng lưới ĐKT để cải thiện khả chịu lực giảm độ lún đất phục vụ thi cơng cơng trình có tải trọng lớn cơng trình điện gió Mục tiêu luận văn khảo sát ảnh hưởng lưới ĐKT tới đất yếu nghiên cứu số liệu thực nghiệm từ đưa giải pháp nhằm đẩy nhanh tiến độ giảm chi phí xây dựng Trong luận văn, dựa vào thử nghiệm tải trọng thực cách sử dụng lưới ĐKT trục nhựa tổng hợp HDPE để xác nhận hiệu chỉnh mơ hình số Ta rút kết luận sau từ kết nghiên cứu: - Việc bổ sung lưới ĐKT trục làm tăng khả chịu lực cuối đất giảm độ lún móng, thuận lợi cho việc thi công lắp đặt, phù hợp cho công trình có điều kiện địa chất dẻo, mềm, ẩm độ cao khu vực Đồng sông Cửu Long - Khả chịu lực đất sau gia cố tăng lên tăng số lớp gia cố (ở khoảng cách dọc) Tuy nhiên, khả chịu lực lớp gia cố bổ sung giảm số lượng lớp tăng lên Khả chịu lực tối đa cải thiện lớp lưới ĐKT (N = 4) sử dụng lớn gấp 2,86 lần khả chịu lực đất không gia cố - Đất gia cố lưới ĐKT hoạt động sàn cứng bên phân phối tải trọng diện tích lớn vào đất bên Điều làm giảm phân bố áp suất chuyển vị thẳng đứng, dẫn đến độ lún đồng Hơn nữa, đan xen đất lưới ĐKT làm giảm dịch chuyển theo phương thẳng đứng lồi lõm gần chân phương tiện cẩu tháp Do đó, biến dạng kéo tiềm ẩn 90 lớp lưới bị hạn chế, khả chịu lực đất tăng lên giảm biến dạng dọc đất - Để đánh giá hiệu việc sử dụng lưới địa kỹ thuật khẳng định tính đắn kết tính tốn theo lý thuyết cịn cần phải thí nghiệm trường Kiến nghị Luận văn trình bày nghiên cứu chi tiết nhằm tìm hiểu hành vi đất yếu tỉnh Sóc Trăng gia cố lưới ĐKT thi cơng cơng trình điện gió Tuy nhiên, hoạt động đất gia cố bị ảnh hưởng nhiều yếu tố Do thời gian nguồn lực có hạn, luận văn em giải tất yếu tố Những vấn đề nghiên cứu tương lai khuyến nghị để giải tồn sau: - Do công việc thực luận văn dựa phân tích nghiên cứu thực nghiệm quy mô nhỏ đất cần gia cố, nên cần phải kiểm tra kỹ kết nghiên cứu sử dụng đất gia cố quy mô tồn diện, chẳng hạn tải trọng tĩnh cơng trình tác dụng đất - Hầu hết nghiên cứu thực nghiệm tập trung vào ứng xử ngắn hạn đất gia cố Công việc tương lai khuyến nghị kiểm tra tính lâu dài đất sau gia cố - Công việc tương lai khuyến nghị kiểm tra đặc tính đất với thay đổi độ ẩm đất trường hợp dỡ tải Hầu hết đường cong chịu áp lực - độ lún đất gia cố lưới ĐKT khơng đường cong thí nghiệm Cơng việc tương lai khuyến nghị kiểm tra cố đề xuất giải pháp khắc phục cố TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Dương Ngọc Hải (2017), Thiết kế thi công tường chắn đất có cốt, Nhà xuất Xây dựng; Nguyễn Anh Tú (2020), Thiết kế kỹ thuật đường nội bộ, khu đứng cẩu bãi tập kết Nhà máy điện gió Lạc Hòa; Phan Hồng Quân (2006), Cơ học đất, Nhà xuất Xây dựng; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8222:2009 vải địa kỹ thuật − Quy định chung lấy mẫu, thử mẫu xử lý thống kê; Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8221:2009 vải địa kỹ thuật − Phương pháp xác định khối lượng đơn vị diện tích; TCVN 9354:2012 Đất xây dựng – phương pháp xác định mô đun biến dạng trường nén phẳng; TCVN 9362:2012 Tiêu chuẩn thiết kế nhà cơng trình; TCVN 8861:2011 Áo đường mềm – xác định mô đun đàn hồi đất lớp kết cấu áo đường phương pháp sử dụng ép cứng; TCVN 2737 – 2006: Tiêu chuẩn tải trọng tác động; 10 TCVN 9844 : 2013.Vải địa kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu; 11 TCVN 4447-87 Công tác đất – Thi công nghiệm thu; Nước 12 AASHTO R50-09, Recommended Practice for Geosynthetic Reinforcement of the Aggregate Base Course of Flexible Pavement Structures; 13 Abd EL Samee W Nashaat and Ahmed S Rabei Effect of Reinforced Replacement Soil on Behavior of Soft Clay; 14 Barry R Christopher, Ph.D., P.E (2010), Geogrids in Roadway and Pavement Systems; 15 DIN 18134:2012-04 Soil - Testing procedures and testing equipment Plate load test; 16 Е.А Мартынов Определение эффекта армирования дорожных конструкций геосинтетическими материалами Техника и технологии строительства № 2(2), (2015); 17 ГОСТ Р 54257-2010 Надежность строительных конструкций и основанийю Основные положения ; 18 German Geotechnical Society, Recommendations for Design and Analysis of Earth Structures using Geosynthetic Reinforcements – EBGEO; 19 Netherlands, (2017), Geosynthetics as foundation reinforcement in unbound foundation layers (Geokunststoffen als funderingswapening in ongebonden funderingslagen) ; 20 “Guide to Working Platforms” by the joint EFC/DFI Working Platforms Task Group, 1st Edition December 2019; 21 ISO 10319, Geosynthetics - Wide-width tensile test; 22 Lees & Matthias (2019) "Bearing capacity of a geogrid-stabilised granular layer on clay" Ground Engineering, (November 2019); 23 Published by Temporary Works Forum, c/o Institution of Civil Engineers, London, United Kingdom, “Working platforms – Design of granular working platforms for construction plant – A guide to good practice TWf2019: 02” ; 24 Steward, J., Williamson, R and Mohney, J (1977) Guidelines for Use of Fabrics in Construction and Maintenance of Low-Volume Roads, USDA, Forest Service, Portland, OR Also reprinted as Report No FHWA-TS-78-205 Website 25 https://vaidiakythuat.info; 26 https://vngeo.com; 27 https://hoabinhxanh.vn; 28 https://nangluongvietnam.vn; 29 https://evn.com.vn; 30 https://thietbizoomlion.vn; 31 https://vetas.com; 32 https://tensar.com.vn PHỤ LỤC PHỤ LỤC 1: HỆ SỐ HIỆU CHỈNH kb,δ; kc,δ ;kd,δ [15] PHỤ LỤC 2: HỆ SỐ Nb0, Nc0, Nd0 [15] PHỤ LỤC 3: ĐƯỜNG CONG THIẾT KẾ ĐỘ LÚN NỀN ĐẤT KHI KHÔNG SỬ DỤNG LƯỚI ĐKT CỦA CỤC LÂM NGHIỆP HOA KỲ ĐỐI VỚI TẢI TRỌNG BÁNH XE KÉP [15] PHỤ LỤC 4: ĐƯỜNG CONG THIẾT KẾ ĐỘ LÚN NỀN ĐẤT KHI SỬ DỤNG LƯỚI ĐKT CỦA CỤC LÂM NGHIỆP HOA KỲ ĐỐI VỚI TẢI TRỌNG BÁNH XE KÉP [15]