Đánh giá hiệu quả cọc đất gia cố xi măng trên tuyến đường nguyễn duy trinh quận 9 thành phố hồ chí minh,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN ĐỨC TRÌNH “NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH ” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGUYỄN ĐỨC TRÌNH “NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH ” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 LỜI CẢM ƠN Kính thưa q Thầy (Cơ) trường đại học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở trường đại học Giao Thông Vận Tải Sau khoảng thời gian tham gia học tập Trường với ngành học: Xây Dựng Đường Ơ Tơ Đường Thành Phố Khóa K19 (2011 – 2013) Em xin trân trọng cảm ơn Ban Giám hiệu tất quý Thầy (Cô) Trường, Cơ quan em công tác tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành chương trình học Luận Văn Tốt Nghiệp em thực nhờ vào tận tình hướng dẫn Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùng, quý Thầy (Cô) Trường bạn bè đồng nghiệp Một lần nữa, Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến giáo viên hướng dẫn Thầy PGS.TS Nguyễn Văn Hùng quý Thầy (Cô) Bộ mơn Xây Dựng Đường Ơ Tơ Đường Thành phố, Khoa Cơng trình tận tình giúp đỡ em hồn thành Luận Văn Tốt Nghiệp Với kiến thức nhiều hạn chế, chắn Luận Văn Tốt Nghiệp khơng tránh khỏi thiếu sót, mong đóng góp, tiếp thu ý kiến dẫn Giáo viên hướng dẫn Giáo viên phản biện để đề tài đạt kết tốt Em xin trân trọng cảm ơn ! Học viên: Nguyễn Đức Trình MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu Kết cấu luận văn: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG NỐİ TỪ ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRİNH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ HỮU 1.1 Giới thiệu chung cơng trình 1.2 Chủ đầu tư : Công ty Cổ phần xi măng Hà Tiên 1.3 Tổng quan giới thiệu chung phạm vi nghiên cứu : 1.4 Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đường 1.5 Quy mô - tiêu chuẩn kỹ thuật 14 1.6 Thiết kế bình đồ 16 1.7 Thiết kế trắc dọc : 18 1.8 Thiết kế trắc ngang : 19 1.9 Phân tích để lựa chọn phương án xử lý đất yếu tuyến I (Đoạn Km0+913.04-:- Km1+410.74) thuộc tuyến đường Nguyễn Duy Trinh 20 1.9.1 Tính tốn độ lún đường chưa xử lý đất yếu 20 1.9.2 Xử lý đất yếu đường phương pháp giếng cát 22 1.9.3 Xử lý đất yếu đường phương pháp bấc thấm 23 1.9.4 Xử lý đất yếu đường phương án thiết kế cọc đất gia cố xi măng……… 23 1.10 Tổng hợp so sánh lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu đường 28 1.11 Thiết kế mặt đường: 30 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 31 2.1 Giới thiệu chung ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng 31 2.1.1 Lịch sử phát triển ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng giới 31 2.1.2 Ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng Việt Nam 34 2.2 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng 34 2.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp cọc đất gia cố xi măng 39 2.4 Phương pháp tính toán phương pháp cọc đất gia cố xi măng 40 2.4.1 Phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Châu Âu (design guide soft soil stabilistation CT97-0301) 40 2.4.2 Phương pháp tính tốn theo quy trình Nhật Bản (Guideline for Design and Quality Control of Soil Improvement for Buildings - Deep and Shallow Cement Mixing Methods, 2004) 45 2.4.3 Phương pháp tính tốn theo quy trình Trung Quốc (DBJ08-40-94) 47 2.4.4 Phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCXDVN 385:2006) – Tính tốn gia cố theo biến dạng 49 3.1 Công tác chế bị mẫu thử nghiệm mẫu phòng 52 3.2 Thí nghiệm nén nở hơng tự 54 3.4 Thí nghiệm nén lún cố kết 57 3.5 Ảnh hưởng đường kính khoảng cách cọc đất gia cố Xi măng đến độ lún hệ đất yếu sau gia cố 58 3.6 Ảnh hưởng hàm lượng Xi măng, tỉ lệ N/XM đến cọc đất gia cố Xi măng 59 CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG Ở CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH 60 4.1 Phân tích đánh giá hiệu giải pháp thiết kế xử lý cơng trình đường Nguyễn Duy Trinh 60 4.1.1 Phân tích việc lựa chọn hàm lượng xi măng cơng trình 60 4.1.2 Phân tích lựa chọn khoảng cách bố trí cọc đất xi măng 64 4.2 Tổng hợp phân tích kết thí nghiệm thực tế cơng trình 68 4.2.1 Khoan lấy lõi cọc đất gia cố xi măng thi cơng tiến hành thí nghiệm nén nở hông 68 4.2.2 Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn trường cơng trình đường Nguyễn Duy Trinh –Q9 71 4.2.3 Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm bàn nén trường cơng trình đường Nguyễn Duy Trinh 76 4.3 Tính độ lún đường sau xử lý cọc đất gia cố xi măng sở kết thí nghiệm trường 79 4.4 Phương án kiến nghị tác giả lựa chọn lại thơng số thiết kế từ kết thí nghiệm thực tế trường nhằm đạt hiệu cao kinh tế 80 4.4.1 Phương án giữ nguyên đường kính cọc, chiều dài cọc so với thiết kế, tăng khoảng cách cọc (PA1) 80 4.4.2 Phương án giữ nguyên đường kính cọc, khoảng cách cọc so với thiết kế, giảm chiều dài cọc biên cọc cùng(PA2) 81 4.4.3 Phương án giữ nguyên chiều dài cọc so với thiết kế, thay đổi đường kính cọc, khoảng cách cọc(PA3) 82 TÀI LIỆU THAM KHẢO 86 PHẦN PHỤ LỤC 88 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Quận quận ngoại Thành phố Hồ Chí Minh Quận thành lập theo Nghị định số 03-CP Thủ tướng Chính phủ ngày tháng 1, 1997 tách từ huyện Thủ Đức cũ Quận ngày cách trung tâm thành phố khoảng km theo xa lộ Hà Nội Đông giáp huyện Nhơn Trạch Thành phố Biên Hịa tỉnh Đồng Nai, ranh giới tự nhiên sơng Đồng Nai, Tây giáp Quận Thủ Đức, Nam giáp Quận 2, Bắc giáp Thị xã Dĩ An, tỉnh Bình Dương Quận có 13 phường trực thuộc Hiện Quận đà phát triển nên vấn đề xây dựng hoàn thiện tuyến đường khu vực tất yếu Đường Nguyễn Duy Trinh trục giao thơng quan trọng nằm phía đơng bắc TP.Hồ Chí Minh, nối khu dân cư Quận Quận với đường cao tốc TP Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây Tuyến đường vừa có chức phục vụ giao thơng khu vực có chức trục giao thơng đối ngoại Quận Quận Việc xây dựng Tuyến đường gặp phải khó khăn địa chất khu vực toàn đất yếu, bên lớp sét lẫn hữu dày từ 10m-14m nên cần chọn phương án cọc đất gia cố xi măng để xử lí đất yếu đoạn tuyến Mặc dù việc thiết kế thi công theo giải pháp cọc xi măng đất có TCXDVN 385:2006 “Phương pháp gia cố đất yếu trụ đất xi măng” nhiên ảnh hưởng thông số như: chiều dài cọc, đường kính cọc, khoảng cách cọc, tỉ lệ N/X, hàm lượng Xi Mămg, công nghệ thi công chưa đề cập đến Khi thiết kế, đơn vị tư vấn tính tốn lựa chọn giá trị khác lớn dẫn đến việc bố trí kích thước hình học phạm vi phân bố cọc xi măng đất cịn có chênh lệch lớn làm ảnh hưởng đến chất lượng, tiến độ giá thành cơng trình Chính vây mục đích nghiên cứu đề tài đánh giá hiệu sử dụng cọc đất gia cố Xi Măng tuyến Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP HCM Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu đề tài nghiên cứu hiệu cọc Xi Măng đất (về kinh tế kỹ thuật) tuyến đường Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP Hồ Chí Minh Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu: cọc đất gia cố Xi Măng tuyến đường Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP Hồ Chí Minh Phạm vi nghiên cứu: tuyến đường Nguyễn Duy Trinh từ Km 0+0.00 đến Km 2+626.04 Phương pháp nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu: kết hợp phương pháp lý thuyết phương pháp thực nghiệm để đánh giá hiệu cọc đất gia cố ximăng Trên sở rút tồn thiết kế thi công nhằm đưa giải pháp thiết kế hợp lý cho cơng trình tương tự Kết cấu luận văn: - Phần mở đầu: Nêu tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài - Chương 1: Tổng quan dự án xây dựng đường nối từ đường Nguyễn Duy Trinh Vào Khu Công Nghiệp Phú Hữu - Chương 2: Tổng quan cọc đất gia cố xi măng - Chương 3: Nghiên cứu số vấn đề tính tốn thiết kế xử lý đất yếu đường cọc đất gia cố Xi Măng - Chương 4: Phân tích đánh giá hiệu việc xử lí đất yếu cọc đất gia cố Xi Măng cơng trình đường Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP Hồ Chí Minh - Kết luận kiến nghị CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƯỜNG NỐİ TỪ ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRİNH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ HỮU 1.1 Giới thiệu chung cơng trình Tên Cơng Trình : Xây Dựng Đường Nối Từ Đường Nguyễn Duy Trinh Vào Khu Công Nghiệp Phú Hữu Địa điểm : Phường Phú Hữu , Quận 9, TP.Hồ Chí Minh 1.2 Chủ đầu tư : Công ty Cổ phần xi măng Hà Tiên - Địa : Km8 – Xa lộ Hà Nội – P.Trường Thọ - Q.Thủ Đức - Tp.HCM Điện thoại : 08 38966608 – 38964484 Fax : 08 38967635 1.3 Tổng quan giới thiệu chung phạm vi nghiên cứu : - Nghiên cứu khả xây dựng tuyến khu vực, tạo tiền đề cho việc xây dựng hoàn thiện hạ tầng khu vực, kết nối với Khu Công Nghiệp Phú Hữu chuẩn bị triển khai Trong giai đoạn đầu việc xây dựng tuyến đường nhằm mục đích phục vụ cho việc xây dựng khu dân cư khu vực Khu Công Nghiệp Phú Hữu 1.3.1 Phạm vi cơng trình : - Vị trí cơng trình : Phường Phú Hữu– Quận 9– TP.HCM - Điểm đầu tuyến 1: Ngã ba giao với đường Nguyễn Duy Trinh (Km0+0.00) - Điểm cuối tuyến 1: Giáp đất quy hoạch Cảng Bến Nghé(Km1+410.74) - Điểm đầu tuyến 2: Giáp đất quy hoạch Cảng Bến Nghé(Km0+0.00) - Điểm cuối tuyến 2: Giáp với cảng ITC(Km1+215.38) Chiều dài tuyến: o Tuyến : 1410.74m o Tuyến : 1215.38m ĐẦU TUYẾN PHẠM VI CÔN G TRÌNH CUỐI TUYẾN ĐẦU TUYẾN C êng ma xi y t CUỐI TUYẾN Hình 1.1: Bình đồ vị trí cơng trình 1.3.2 Các hạng mục cơng trình : - Xây dựng tuyến đường phục vụ cho việc kết nối với Khu Công Nghiệp Phú Hữu hoàn thiện quy hoạch khu dân cư vùng - Xây dựng hệ thống thoát nước ngang đường 1.4 Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đường 1.4.1 Điều kiện địa hình : - Địa hình khu vực xây dựng tương đối phẳng, chênh lệch cao độ không lớn - Cao độ tự nhiên điểm đầu tuyến : + 1.71m - Cao độ tự nhiên điểm cuối tuyến 1: + 0.68m - Cao độ tự nhiên điểm đầu tuyến : + 0.36m - Cao độ tự nhiên điểm cuối tuyến 2: - 1.39m 95 PHỤ LỤC 4: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN XỬ LÍ BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 96 Hình 4.1: Mơ hình tính tốn phương án chưa xử lí Hình 4.2: Chuyển vị mặt thân khối gia cố Hình 4.3: Chuyển vị đáy thân khối gia cố 97 Hình 4.4: Độ lún cịn lại sau xử lí Hình 4.5: Hình ảnh cung trượt 98 PHỤ LỤC 5: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN TÊN CƠ SỞ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 99 Hình 5.1: Mơ hình tính tốn phương án thí ghiệm trường Hình 5.2: Chuyển vị mặt thân khối gia cố   Hình 5.3: Chuyển vị đáy thân khối gia cố 100 Hình 5.4: Độ lún cịn lại sau xử lí Hình 5.5: Hình ảnh cung trượt 101 PHỤ LỤC 6: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN 102 6.1: Mơ hình tính tốn PA1 Hình 6.2: Chuyển vị mặt thân khối gia cố Hình 6.3: Chuyển vị đáy thân khối gia cố 103 Hình 6.4: Độ lún cịn lại sau xử lí Hình 6.5: Hình ảnh cung trượt 104 PHỤ LỤC 7: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN 105 7.1: Mơ hình tính tốn PA2 Hình 7.2: Chuyển vị mặt thân khối gia cố Hình 7.3: Chuyển vị đáy thân khối gia cố 106 Hình 7.4: Độ lún cịn lại sau xử lí Hình 7.5: Hình ảnh cung trượt 107 PHỤ LỤC 8: TÍNH TỐN PHƯƠNG ÁN 108 8.1: Mơ hình tính tốn PA2 Hình 8.2: Chuyển vị mặt thân khối gia cố Hình 8.3: Chuyển vị đáy thân khối gia cố 109 Hình 8.4: Độ lún cịn lại sau xử lí Hình 8.5: Hình ảnh cung trượt