Đề tài nghiên cứu khoa học Công nghệ mới nâng cao chất lượng nền đường trong xây dựng

Đề tài nghiên cứu khoa học Công nghệ mới nâng cao chất lượng nền đường trong xây dựng

1 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 8 1. Tính cấp thiết của đề tài 8 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn 8 3. Đối tượng nghiên cứu 9 4. Phạm vi nghiên cứu 9 5. Phương pháp nghiên cứu 9 1. 1 Yêu cầu thiết kế 10 1. 2 Yêu cầu thi công 10 1. 3 Yêu cầu về nghiệm thu 12 1.4 Các dạng nền đường điển hình 12 1. 5. Yêu cầu chung đối với nền đường 14 1. 5. 1. Các dạng hư hỏng của nền đường 14 1. 5. 2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với nền đường 14 1. 5. 3. Nguyên nhân gây hư hỏng nền đường 15 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY Ở NƯỚC TA 23 2.1. Giới thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu 23 2.2. Ứng dụng các công nghệ mới xử lý nền đất yếu ở nước ta hiện nay 24 2.2.1. Công nghệ cố kết hút chân không 24 Đặt vấn đề 26 Tổng quan về công nghệ cố kết hút chân không 30 Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 31 2.2.2 Cọc đất gia cố xi măng 37 2 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TRONG GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG 49 3. 3. Phân tích đánh giá các trường hợp sử dụng vật liệu Neoweb trong gia cố kết cấu nền đường. 59 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHẠM VI ỨNG DỤNG HỢP LÝ, CÓ HIỆU QUẢ VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC HỒ CHÍ MINH - LONG THÀNH - DẦU GIÂY 65 4. 1. Điều kiện của từng địa phương 65 4. 1. 1. Khu vực miền Bắc 65 4. 1. 2. Khu vực miền Trung 66 4. 1. 3. Khu vực miền Nam 66 4. 2. Các chỉ tiêu về kinh tế 66 4. 3. Chỉ tiêu về phương pháp, thời gian và thiết bị thi công 67 4. 4. Chỉ tiêu về tác động môi trường 67 4. 5. Tính đa dạng trong chức năng và khả năng ứng dụng 67 4. 6. Giới thiệu dự án 67 4. 6. 1. Mô tả dự án 67 4. 6. 2. Điều kiện tự nhiên 68 4. 6. 3. Đặc điểm địa tầng 68 4. 6. 4. Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát 73 4. 7. Phương án xử lý nền đường 74 4. 7. 1. Tổng quan về kỹ thuật đoạn tuyến 74 4. 7. 2. Phương án xử lý đề xuất 75 4. 7. 3. Trình tự thi công 76 4. 7. 4. Một số hình ảnh trong quá trình thi công 77 3 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 Những nội dung đã thực hiện. 80 Các kết quả đã đạt được. 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 85 4 DANH MỤC HÌNH VẼ MỞ ĐẦU 8 1. Tính cấp thiết của đề tài 8 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn 8 3. Đối tượng nghiên cứu 9 4. Phạm vi nghiên cứu 9 5. Phương pháp nghiên cứu 9 1. 1 Yêu cầu thiết kế 10 1. 2 Yêu cầu thi công 10 1. 3 Yêu cầu về nghiệm thu 12 1.4 Các dạng nền đường điển hình 12 Hình 1. 1: Các dạng nền đường điển hình 13 Hình 1. 2: Nền đường đắp 13 Hình 1. 3. Nền đường đắp có gia cố mái taluy bằng đá hộc xây vữa có lớp lót là vải địa kỹ thuật 13 Hình 1. 4: Nền đường đào 14 1. 5. Yêu cầu chung đối với nền đường 14 1. 5. 1. Các dạng hư hỏng của nền đường 14 Hình 1. 5: Các dạng hư hỏng của nền đường 14 1. 5. 2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với nền đường 14 1. 5. 3. Nguyên nhân gây hư hỏng nền đường 15 CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY Ở NƯỚC TA 23 2.1. Giới thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu 23 2.2. Ứng dụng các công nghệ mới xử lý nền đất yếu ở nước ta hiện nay 24 2.2.1. Công nghệ cố kết hút chân không 24 5 Đặt vấn đề 26 Tổng quan về công nghệ cố kết hút chân không 30 Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 31 Ưu nhược điểm. 36 Một số dự án áp dụng. 36 2.2.2 Cọc đất gia cố xi măng 37 CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TRONG GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG 49 Hình 3. 1: Cấu tạo hệ thống các ô ngăn hình mạng Neoweb 49 50 Hình 3. 2: Các loại Neoweb và vật liệu chèn lấp khác nhau 50 Hình 3. 3: Các áp dụng tiêu biểu của công nghệ ô ngăn hình mạng Neoweb 51 Hình 3. 4: Sức chịu tải của nền đường thông thường không gia cố 53 Hình 3. 5: Sức chịu tải của đất nền được gia cố hệ thống Neoweb 53 Hình 3. 6: Ứng suất theo phương ngang tác dụng lên thành ô ngăn Neoweb 54 Hình 3. 7: Sức kháng xung quanh ô ngăn Neoweb 54 Hình 3. 8: Sức kháng bị động của các ô xung quanh 55 Hình 3. 9: Sức kháng ma sát tiếp xúc của thành ô 56 Hình 3. 10: Biểu đồ ứng suất mô men uốn 56 Hình 3. 11: Tác dụng của từ biến, mỏi, cường độ mối nối lên ổn định kích thước ngăn 57 Hình 3. 12: Lực dính tương đương 57 Hình 3. 13: Chống mài mòn xuống cấp vật liệu 58 Hình 3. 14: Tăng khả năng thoát nước theo phương ngang 58 Hình 3. 15: Biều đồ sự giảm chiều dầy kết cấu áo đường theo tải trọng trục tương đương 59 6 3. 3. Phân tích đánh giá các trường hợp sử dụng vật liệu Neoweb trong gia cố kết cấu nền đường. 59 Áp dụng. 59 Ưu nhược điểm. 59 Phân tích nghiên cứu thiết kế nền đường đắp cao có gia cố hệ thống Neoweb bằng phần tử hữu hạn (G. Madhavi Latha và K. Rajagopal, 2007, Indian). 60 Hình 3. 16: Mặt cắt ngang nền đường đưa ra nghiên cứu bằng phương pháp phần tử hữu hạn 61 Hình 3. 17: Mô hình thí nghiệm và kiểm tra thực nghiệm 62 Một số dự án áp dụng. 62 CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHẠM VI ỨNG DỤNG HỢP LÝ, CÓ HIỆU QUẢ VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC HỒ CHÍ MINH - LONG THÀNH - DẦU GIÂY 65 4. 1. Điều kiện của từng địa phương 65 4. 1. 1. Khu vực miền Bắc 65 4. 1. 2. Khu vực miền Trung 66 4. 1. 3. Khu vực miền Nam 66 4. 2. Các chỉ tiêu về kinh tế 66 4. 3. Chỉ tiêu về phương pháp, thời gian và thiết bị thi công 67 4. 4. Chỉ tiêu về tác động môi trường 67 4. 5. Tính đa dạng trong chức năng và khả năng ứng dụng 67 4. 6. Giới thiệu dự án 67 4. 6. 1. Mô tả dự án 67 4. 6. 2. Điều kiện tự nhiên 68 4. 6. 3. Đặc điểm địa tầng 68 7 4. 6. 4. Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát 73 4. 7. Phương án xử lý nền đường 74 4. 7. 1. Tổng quan về kỹ thuật đoạn tuyến 74 Bảng 4. 2: Phần độ lún cố kết cho phép còn lại ∆S tại trục tim của nền đường sau khi hoàn thành công trình 75 4. 7. 2. Phương án xử lý đề xuất 75 Hình 4. 1: Phương án đề xuất 76 4. 7. 3. Trình tự thi công 76 Hình 4. 2: Định vị hệ thống bơm hút chân không 77 4. 7. 4. Một số hình ảnh trong quá trình thi công 77 79 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80 Những nội dung đã thực hiện. 80 Các kết quả đã đạt được. 81 TÀI LIỆU THAM KHẢO 83 PHỤ LỤC 85 8 MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Giao thông vận tải luôn được xem như là huyết mạch, vì vậy để có được một hệ thống giao thông hoàn thiện là yêu cầu tất yếu của bất kỳ quốc gia nào trong đó không ngoại lệ Việt Nam. Một công trình giao thông đường bộ nói riêng muốn có chất lượng tốt thì điều quan trọng và cốt lõi của nó là phải có một nền móng vững vàng, hay nói một cách khác đó là nó cần một nền đường chất lượng tốt. Công nghệ mới trong xây dựng nền đường ô tô đã được nhiều nước nghiên cứu và đưa ra các vật liệu mới cũng như công nghệ, máy móc vào thi công nền đường và đã đem lại hiệu quả to lớn. Trong điều kiện nước ta hiện nay thì công nghệ mới trong xây dựng nền đường cần được chú ý ở một số tiêu chí như: tận dụng vật liệu địa phương, kết hợp với những tính năng của vật liệu mới tạo nên sản phẩm chất lượng cao; sử dụng máy móc hiện có; đặc biệt là có thể thi công trong điều kiện khí hậu nước ta ngay trong mùa mưa và điều quan trọng là chất lượng phải đi đôi với hiệu quả kinh tế của nó đem lại thông qua việc hạ giá thành sản phẩm . Xuất phát từ những yêu cầu trên, đề tài “ Công nghệ mới nâng cao chất lượng xây dựng nền đường” được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề khoa học và thực tiễn đối với xây dựng nền đường trong điều kiện nước ta hiện nay. 2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn Xuất phát từ yêu cầu thực tế hiện nay về việc nâng cao chất lượng xây dựng nói chung và chất lượng công trình giao thông đường bộ nói riêng. Trong khuôn khổ đề tài tập trung nghiên cứu các tiêu chí về vật liệu, công nghệ thi công mới và tình hình áp dụng thi công trong điều kiện nước ta hiện nay, nhằm mục đích xác định được chi phí đầu tư xây dựng hợp lý và đảm bảo chất lượng tốt nhất. 9 3. Đối tượng nghiên cứu Đánh giá vai trò và yêu cầu của nền đường trong xây dựng đường ô tô. Phân tích ý nghĩa của các giải pháp gia cường nền đường và công trình trên đường. Phân tích các giải pháp kỹ thuật và công nghệ gia cường ổn định nền đường ở Việt Nam để làm sáng tỏ ưu nhược điểm của từng phương pháp. Nghiên cứu về công nghệ xử lý nền đường, phạm vi áp dụng và ưu nhược điểm của giải pháp công nghệ này. 4. Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu về các công nghệ xử lý nền đường và việc áp dụng tại nước ta, đặc biệt là công nghệ xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bơm hút chân không. 5. Phương pháp nghiên cứu - Kết hợp giữa lý thuyết về gia cường ổn định nền đường ô tô, lý thuyết về gia cố. - Tham khảo về công nghệ xử lý và ổn định nền đường trên thế giới. - Đánh giá một số dự án cụ thể áp dụng công nghệ bơm hút chân không. 6. Kết cấu của luận văn Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung luận văn được thể hiện ở 3 chương: - Chương 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với nền đường - Chương 2: Ứng dụng công nghệ mới trong xử lý nền đất yếu hiện nay ở nước ta - Chưong 3: Phương pháp ô ngăn hình mạng Neoweb trong gia cường nền đường - Chương 4: Lựa chọn phạm vi ứng dụng hợp lý, có hiệu quả và áp dụng thực tế tại dự án đường cao tốc Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây 10 CHƯƠNG 1: YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG 1. 1 Yêu cầu thiết kế - Trên cơ sở phân tích cơ học, đề ra các nguyên lý để xác định các yếu tố cơ bản của đường trên bình đồ, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang. - Thiết kế nền đường và các công trình chống đỡ nền đường. Nền đường là công trình trên đất nhằm tạo ra một bề rộng cho xe chạy. Nền đường phải ổn định và bền vững dưới tác dụng của xe cộ và thiên nhiên. Các nguyên lý về cơ học đất, địa chất công trình được vận dụng ở đây làm cơ sở cho tính ổn định nền đường. - Tính toán xác định khẩu độ cống và quy hoạch bố trí các công trình thoát nước ngầm và nước mặt ra xa nền đường nhằm đảm bảo cho nền đường khô ráo, có cường độ cao. - Thiết kế các công trình phục vụ khai thác và đảm bảo giao thông trên đường nhằm nâng cao tính phục vụ và tính hiệu quả của con đường. - Các phương pháp điều tra và dự báo khối lượng vận chuyển trong tương lai để có một phương án tuyến đường tốt nhất trên cơ sở vững chắc là phân tích, luận chứng kinh tế kỹ thuật. Các vấn đề này cần phải giải quyết trên cơ sở lý thuyết dự báo, thống kê và kinh tế. - Các phương pháp khảo sát thiết kế tuyến đường ở văn phòng và ngoài hiện trường, các phương pháp khảo sát trên các vùng địa hình khác nhau, các phương pháp thiết kế nhanh, trên các vùng không có bản đồ địa hình. - Luôn luôn đảm bảo cho con đường phục vụ giao thông theo các chỉ tiêu chủ yếu : An toàn – Thuận lợi – Kinh tế 1. 2 Yêu cầu thi công Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường. Nhiệm vụ của nó là đảm bảo cường độ và độ ổn định của kết cấu mặt đường. Nó là nền tảng của áo đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của kết cấu áo đường phụ thuộc rất lớn vào cường độ và độổn định của nền đường. Nền đường yếu, mặt [...]... nền đường 18 1 6 Những tiêu chuẩn đánh giá chất lượng và cơ sở để nghiệm thu nền đường CẤU TẠO TỔNG THỂ NỀN- MẶT ĐƯỜNG P P1 1- BTN hạt mịn 2- BTN hạt thô 3- CPĐD L1 4- CPĐD L2 5- Lớp trên nền đường 6- tấm ép đường kính D=33cm 7- Tấm ép D=60- 80cm P1 b 1 6 Lề đường 2 3 4 P1 5 p 7 Hình 1 6: Cấu tạo tổng thể nền - mặt đường  Các yêu cầu kỹ thuật với nền đường 1 Nền đường phải ổn định Nền đường xây dựng. .. thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu Thi công đường trong khu vực đất yếu luôn là một thách thức vô cùng lớn với không chỉ quốc gia nào Tuy nhiên hiện nay đã có rất nhiều công nghệ mới được áp dụng để xử lý triệt để hiện tượng trên Một trong số những công nghệ mới hiện nay có thể được kể đến như sau: 24 + Công nghệ xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng + Công nghệ xử lý nền đất yếu bằng... tổng thể nền mặt đường Nhiều trạng thái phá hỏng của mặt đường là do chất lượng kém của nền đường gây nên - Các dạng nền đường điển hình thường gặp: • Nền đường nửa đào, nửa đắp, hình 1 1a • Nền đường đắp thấp - chiều cao đắp Hđ = 1,0 - 1,5m, hình l lb 13 Hình 1 1: Các dạng nền đường điển hình - Nền đường đắp (hình 1 2) • Loại có chiểu đắp l.5m . những yêu cầu trên, đề tài “ Công nghệ mới nâng cao chất lượng xây dựng nền đường được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề khoa học và thực tiễn đối với xây dựng nền đường trong điều kiện nước. cần một nền đường chất lượng tốt. Công nghệ mới trong xây dựng nền đường ô tô đã được nhiều nước nghiên cứu và đưa ra các vật liệu mới cũng như công nghệ, máy móc vào thi công nền đường và. tiêu nghiên cứu của luận văn Xuất phát từ yêu cầu thực tế hiện nay về việc nâng cao chất lượng xây dựng nói chung và chất lượng công trình giao thông đường bộ nói riêng. Trong khuôn khổ đề tài