Thông tin tài liệu
LUẬN VĂN ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Cán phản biện 1: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Cán phản biện 2: TS VŨ THẾ SƠN ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… Luận văn thạc sĩ bảo vệ hội đồng chấm luận văn trường Đại học Giao Thông Vận Tải – Cơ Sở II, ngày… tháng… năm… Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm có: PGS TS BÙI XUÂN CẬY TS NGUYỄN THỐNG NHẤT TS NGUYỄN MẠNH HÙNG TS VŨ THẾ SƠN PGS TS LÃ VĂN CHĂM Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành Chủ tịch hội đồng đánh giá luận văn Bộ môn quản lý chuyên ngành BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TUYẾN ĐƯỜNG LIÊN CẢNG CÁI MÉP – THỊ VẢI, TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ: 60 – 58 – 30 Học viên: Lớp: ĐẶNG QUỐC VIỆT XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ - KHÓA 17 Giáo viên hướng dẫn: PGS TS NGUYỄN VĂN HÙNG TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2011 PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, với phát triển kinh tế đất nước, tốc độ đô thị hóa thành phố lớn diễn với nhịp độ nhanh Trong đó, Bà Rịa – Vũng Tàu số thị có tốc độ thị hóa nhanh nước Bà Rịa – Vũng Tàu có đầu mối giao thơng đường biển, đường sông quan trọng vùng cực Nam Nam Trung Bộ nước Cụm cảng nằm hệ thống sông Cái Mép – Thị Vải thuộc địa phận tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cụm Cảng lớn, phục vụ trực tiếp cho xuất nhập hàng hóa đường thủy Tp.Hồ Chí Minh vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Việc quy hoạch xây dựng tuyến đường có khả chịu tải trọng lớn nối Cảng khu vực với để thuận lợi việc vận chuyển yêu cầu tất yếu Tuy nhiên thách thức gặp phải địa chất khu vực có lớp bùn yếu dày Hiện giới việc xử lý đất yếu phổ biến rộng rãi có nhiều phương pháp để xử lý Phương pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng công nghệ xử lý giới biết đến áp dụng từ năm 1970, đạt cơng nghệ hồn thiện phát triển mạnh mẽ từ năm 1990 trở lại Và công nghệ cọc đất gia cố xi măng áp dụng cho nhiều cơng trình Việt Nam khoảng 10 năm gần đây, phương pháp xử lý đạt hiệu cao, thời gian thi công ngắn nên việc đưa cơng trình vào sử dụng nhanh chóng đem lại hiệu kinh tế Do tiến độ tính chất quan trọng nên giải pháp cọc đất gia cố xi măng chọn để xử lý đất yếu cho dự án Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Với địa chất khu vực tương đối phức tạp, tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu nước ta công nghệ cọc đất gia cố xi măng chưa rõ ràng hoàn thiện, khối lượng xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng lớn nên việc lựa chọn thông số thiết kế hàm lượng xi măng, khoảng cách bố trí cọc, chiều dài cọc, sức chịu tải cọc cách hợp lý nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật dự án đạt hiệu kinh tế, tránh thiết kế với hệ số an toàn cao, gây lãng phí Chính mà đề tài: “Đánh giá hiệu phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng tuyến đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu” cần thiết II Mục tiêu nghiên cứu đề tài Khi áp dụng phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng vấn đề quan tâm nhiều độ lún cơng trình khai thác, cường độ đạt cọc xi măng đất, làm việc cọc đất xung quanh cọc Vì mục tiêu nghiên cứu đề tài tập là: Về mặt kỹ thuật: phân tích đánh giá hiệu đạt cơng trình sở kết thực tế so với yêu cầu thiết kế Về mặt kinh tế: phân tích, đánh giá mức độ hợp lý thông số thiết kế chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật khơng nên q thiên an tồn, gây lãng phí III Đối tượng nghiên cứu đề tài Các tiêu chuẩn nước Việt Nam liên cọc đất gia cố xi măng Hồ sơ báo cáo khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế xử lý cơng trình Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III Công ty Cổ phần Tư vấn ĐTXD Giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu lập tháng 12/2010 Các thí nghiệm nén mẫu cọc đất gia cố xi măng thực xuất kết Công ty Cổ phần Tư vấn ĐTXD Giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Xí nghiệp Địa chất – Kiểm định – Las 208 Các thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn thí nghiệm bàn nén trường thực xuất kết Công ty Cổ phần Tư vấn Khảo sát Kiểm định Xây dựng Trường Sơn IV Phạm vi nghiên cứu đề tài Khi áp dụng phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng vấn đề quan tâm nhiều độ lún cơng trình khai thác, cường độ đạt cọc xi măng đất, làm việc cọc đất xung quanh cọc Vì đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: Xem xét tổng quan phương pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng Tổng hợp phân tích, đưa vấn đề cần ý tính tốn, lựa chọn thông số thiết kế xử lý cọc đất gia cố xi măng Thu thập số liệu thực tế cơng trình địa chất, địa hình, thủy văn thơng số dùng để tính tốn thiết kế khác Tính tốn phân tích lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu Đánh giá hiệu đạt giải pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng tính hợp lý thông số thiết kế sở số liệu thí nghiệm thực tế Kiến nghị lựa chọn thông số thiết kế hợp lý cho giải pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng cơng trình V Phương pháp nghiên cứu đề tài Luận án tiến hành sở nghiên cứu lý luận lý thuyết phương pháp xử lý đất yếu trước sau gia cố thông qua tiêu chuẩn nước ngồi Việt Nam Tính tốn, phân tích kết thí nghiệm thực tế nhằm rút thông số cần thiết nhằm phục vụ cho công tác thiết kế cơng trình đạt hiệu cao VI Nội dung nghiên cứu đề tài Phần mở đầu Chương I Tổng quan cọc đất gia cố xi măng Chương II Nghiên cứu số vấn đề tính tốn thiết kế xử lý đất yếu đường cọc đất gia cố xi măng Chương III Phân tích đánh giá hiệu việc xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng cơng trình Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Chương IV Các kết luận kiến nghị - Tài liệu tham khảo - Các phụ lục - 21 - CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI TÍNH TOÁN VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG Khi xây dựng cơng trình có tải trọng lớn đất yếu cần phải có biện pháp xử lý bên móng cơng trình, vùng có tầng đất yếu dày Với đất yếu bùn sét bùn sét có độ thấm 10-6 cm/s khả ứng dụng cọc vật liệu rời khơng hiệu đất khơng nén chặt q trình thi cơng, nước lỗ rỗng khó để lỗ rỗng giảm nhỏ lại Mặt khác vật liệu rời chìm dần bùn hệ số rỗng lớn nên khơng thể giữ hình dáng cọc sau thi cơng Trong q trình thiết kết thẩm tra số dự án liên quan đến việc sử dụng cọc đất gia cố xi măng để gia cố đất yếu tác giả nhận thấy việc chế bị mẫu phịng, trộn thử, thực thí nghiệm, chỉnh lý số liệu thí nghiệm, lựa chọn thơng số tính tốn quan niệm tính tốn chưa sát với thực tế dẫn đến kết cơng trình bị thiết kế q an tồn, gây lãng phí Tác giả cố gắng tập hợp số kết thi công thử nghiệm thực tế cho cọc đất gia cố xi măng để rút số kinh nghiệm nhằm cải thiện cơng tác thiết kế có xử dụng cọc đất gia cố xi măng để cải tạo đất yếu 2.1 Công tác chế bị mẫu thử nghiệm mẫu phòng TCXDVN 385-2006 ban hành năm 2006 dùng cho công tác thiết kế cọc đất gia cố xi măng, nhiên tiêu chuẩn có số điểm cần làm rõ Ngay cách tạo mẫu có phân biệt cho trộn khơ sử dụng mẫu trụ trộn ướt lại qui định sử dụng mẫu lập phương Quy trình tạo mẫu không đề cập cách rõ ràng dẫn đến số kết nén nở hông mẫu trộn phịng hồn tồn trái ngược với quy luật gia tăng cường độ mẫu đất trộn ximăng theo ngày tuổi bảo dưỡng mẫu Tỷ lệ nước so với xi măng cần quan tâm mức, tránh sử dụng tỷ lệ nước so với xi măng bé dẫn đến công tác tạo mẫu không kết cường độ không tốt Với cọc đất trộn xi măng tiêu sau cần thực thử nghiệm thông qua chế bị mẫu phịng thí nghiệm: Hàm lượng hữu đất yếu, thành phần hóa học nước ngầm, chế - 22 - bị mẫu đất trộn xi măng theo phương pháp trộn ướt, xác định cường độ kháng nén nở hông, xác định đặc trưng nén lún thơng qua thí nghiệm nén lún, xác định dung trọng đất gia cố xi măng Trong thí nghiệm nén lún thường cho kết mô đun lớn nhiều so với mô đun chiều Eoed Việc chế bị mẫu phòng chủ yếu dùng để xác định cường độ nén đặc trưng biến dạng theo hàm lượng xi măng tỷ lệ nước so với xi măng (N/XM) để phục vụ cho công tác thiết kế công trình Các hàm mục tiêu là: thay đổi cường độ theo hàm lượng xi măng thay đổi cường độ theo ngày tuổi, thay đổi cường độ theo lọai xi măng Điều kiện chế bị mẫu theo Bảng 2-1 Quy trình chế bị mẫu nên thực theo tiêu chuẩn Nhật Bản theo bảng 2-2 Bảng 2-1: Điều kiện thí nghiệm trộn thử phịng Tỷ lệ N/XM vữa 90 % 70 % Kích thước mẫu Φ = 5cm, H = 10cm Hàm lượng ximăng Khối lượng kg/m3 đất yếu Số ngày bảo dưỡng 7, 14, 28 Điều kiện dưỡng hộ Ẩm Bảng 2-2: Quy trình chế bị thử nghiệm mẫu CDTI-2002 JGS 0821-2000 Phương pháp gia cố sâu phương pháp chế bị bảo dưỡng mẫu đất ximăng ASTM D2166-00 Phương pháp thử nén nở hông tự cho đất TCVN 4200-1995 Phương pháp xác định tính nén lún phịng thí nghiệm Để tạo đất sét đồng cho việc trộn với xi măng, mẫu đất chọn đại diện trộn với cối trộn thể tích lớn Đất sét sau chuẩn bị giữ ẩm để tránh bị thay đổi độ ẩm trước trộn với xi măng Sau cân đất, thể tích chúng ước tính thơng qua dung trọng trung bình (đo trước sau trộn mẫu đất với nhau) Sau cân lượng xi măng tương ứng Một lượng nước xác định theo tỷ lệ nước so với xi măng (cần chọn tỷ lệ phù hợp cho loại đất yếu) Nước xi măng trộn lẫn với để tạo vữa xi măng trước chế bị mẫu đất trộn xi măng Q trình trộn mẫu tóm tắt - 23 - sau : “Đất sét trước tiên cho vào cối trộn Sau dung dịch vữa xi măng đổ vào Để tránh bắn tóe vữa xi măng cánh trộn quay nhanh, hỗn hợp trộn tay trước dung máy trộn Theo JGS 0821-2000, ba bước sau thực trình trộn: 1) Trộn phút máy, 2) Trộn phút tay để tạo độ đồng hỗn hợp, với vật liệu dính vào cánh trộn cối trộn 3) Trộn phút máy trộn” Mẫu sau cho vào khn để bão dưỡng theo độ ẩm thích hợp cách phun nước nhiệt độ thích hợp cho thí nghiệm nở hơng tự thí nghiệm nén lún 2.2 Thí nghiệm nén nở hơng tự Kết thí nghiệm nén nở hông tự (UCS) ảnh hưởng lớn đến công tác thiết kế cọc đất gia cố ximăng Dựa vào kết tác giả rút mô đun đàn hồi cho cọc đất xi măng tương ứng với 50% cường độ cực đại (hay hệ số an tồn 2) E50 Khi mặt mẫu khơng chuẩn bị kỹ làm cho giá trị mô đun E50 giảm đáng kế mẫu trải qua biến dạng lớn cấp tải bé ảnh hưởng đến kết phân tích biến dạng hỗn hợp gia cố xi măng Kết cho độ lún lớn đến vài chục cm, khác xa với kết thực tế trường Hình 2-1a trình bày kết so sánh hai mẫu hàm lượng xi măng, tỷ lệ nước so với xi măng Mẫu thứ mặt mẫu không chuẩn bị tốt mẫu thứ hai mặt mẫu chuẩn bị tốt Kết cho thấy cường độ nở hông tự hai mẫu tương đương nhau, biến dạng 50% mẫu thứ 0.17732% mẫu thứ hai 0.44532% khác biệt hai kết đến xấp xỉ 251% dẫn đến mô đun E50 hai mẫu 200707.2kPa 77950.9kPa cho kết khác biệt mô đun E50 cho hai mẫu đến 257.5% Điều hồn tồn khơng phù hợp điều kiện mẫu chế bị điều kiện, kết cường độ nở hông tự tương tự nhau, độ dốc đường quan hệ ứng suất biến dạng từ qu = 200~650kPa có độ dốc song song với Vì kết luận mơ đun E50 chịu ảnh hưởng đáng kể mặt mẫu trình thử nghiệm Vậy kết cho mẫu có mặt gia cơng chưa tốt phải hiệu chỉnh việc kéo dài đoạn ứng suất biến dạng qu = 200~650kPa so với trục hoành theo hàm đường thẳng qu=kε + b, từ ta dễ dàng xác định giá trị biến dạng cần hiệu chỉnh tính tốn E50 cho mẫu có mặt chuẩn bị khơng tốt Trong Hình 2-1b thể - 24 - giá trị ε hiệu chuẩn Từ xác định biến dạng thực tế mẫu 0.19532% mô đun E50 177724.7kPa Nén nở hông tự 800 800 700 700 600 600 500 500 qu (kPa) 400 300 300 200 200 Mặt mẫu không tốt 100 Mặt mẫu chuẩn bị tốt qu = 2000 - 500 = 0.25% trục hồnh 400 qu=ke + b Mặt mẫu khơng tốt Linear (qu=ke + b) 100 (a) 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 3.00 2.50 2.00 1.50 1.00 0.50 0.00 0.00 qu (kPa) Nén nở hông tự (b) Hình 2-1: So sánh kết nén điều kiện gia công mặt mẫu khác hiệu chuẩn kết cho mẫu có mặt chuẩn bị khơng tốt Theo Hình 2-2 dễ nhận thấy cường độ tăng trưởng theo thời gian dưỡng hộ mẫu so với cường độ ngày tuổi Hệ số tỷ lệ tương ứng cho mẫu 28 ngày tuổi 1.60 (giá trị bé dải từ 1.60-:-2.35) Do với mẫu đất trộn phòng cách đắn kết nén nở hơng phù hợp với qui luật cường độ phát triển tăng theo thời gian bảo dưỡng mẫu theo hình 2-2 bên Việc lập mối quan hệ cường độ 28 ngày tuổi so với hàm lượng xi măng trộn gia cố cần thực theo hình 2-3 với hàm lượng đủ rộng biến thiên từ 200 đến 240 kg/m3 để xác định đường cong chuẩn cách xác nhằm phục vụ cho công tác thiết kế tốt Tuy nhiên cong cần phải xác nhận thực tế nén mẫu trộn thử trường nén mẫu giai đoạn thi công đại trà - 85 - CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG Ở CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LIÊN CẢNG CÁI MÉP – THỊ VẢI, TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 35 3.1. Giới thiệu chung cơng trình 35 3.1.1. Tiêu chuẩn kỹ thuật 36 3.1.2. Quy mơ cơng trình 36 3.1.3. Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đường Liên Cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III (lý trình km7+199.25 ÷ km9+612.64) 37 3.1.3.1. Điều kiện địa hình khu vực tuyến 38 3.1.3.2. Điều kiện khí hậu thủy văn khu vực tuyến 38 3.1.3.3. Điều kiện địa chất khu vực 40 3.2. Phân tích để lựa chọn phương án xử lý đất yếu đoạn III thuộc tuyến đường Liên Cảng Cái Mép – Thị Vải 41 3.2.1. Tính tốn độ lún đường chưa xử lý đất yếu 41 3.2.2. Xử lý đất yếu đường phương pháp giếng cát 43 3.2.3. Xử lý đất yếu đường phương pháp bấc thấm 44 3.2.4. Xử lý đất yếu đường phương án thiết kế cọc đất gia cố xi măng.45 3.3. Tổng hợp so sánh lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu đường 52 3.4. Phân tích đánh giá hiệu giải pháp thiết kế xử lý cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 54 3.4.1. Phân tích việc lựa chọn hàm lượng xi măng cơng trình 54 3.4.2. Phân tích lựa chọn khoảng cách bố trí cọc đất xi măng 58 3.5. Tổng hợp phân tích kết thí nghiệm thực tế cơng trình 62 3.5.1. Khoan lấy lõi cọc đất gia cố xi măng thi cơng tiến hành thí nghiệm nén nở hông 62 3.5.2. Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn trường cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 65 3.5.3. Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm bàn nén trường cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 72 3.6. Tính độ lún đường sau xử lý cọc đất gia cố xi măng sở kết thí nghiệm trường 75 3.7. Phân tích tính tốn lựa chọn lại thơng số thiết từ kết thí nghiệm thực tế trường nhằm đạt hiệu cao kinh tế 76 - 86 - 3.8. Xây dựng định mức cho phương án thi công cọc đất gia cố xi măng 81 - 85 CHƯƠNG 4: CÁC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 4.1 Nhận xét kết luận Qua kết nghiên cứu từ chương đến chương 3, rút số nhận xét kết luận sau: Về phương diện tính toán lý thuyết, tiêu chuẩn TCXDVN 385:2006 đề cập đến việc tính tốn biến dạng chưa đề cập đến tính tốn xử lý lực chọc thủng lớp kết cấu áo đường bên gây nứt biến dạng khơng đưa cơng trình vào khai thác cọc đất gia cố xi măng không biến dạng cố kết mà có đất xung quanh cọc mũi cọc đất gia cố xi măng có biến dạng Kết tính tốn biến dạng gia cố phụ thuộc lớn vào trị số mô đun đàn hồi vật liệu cọc đất gia cố xi măng (E50 hay Ec) Vì thế, cơng tác chế bị thử nghiệm mẫu thử phòng cần tuân theo qui trình chuẩn mực phải thực cẩn thận để có số liệu E50 xác Tránh tình trạng lựa chọn E50 q bé so với thực tế dẫn đến tình trạng lãng phí khơng cần thiết hay thiết kế q thiên an tồn Về cấu tạo nên có lớp phân phối lại ứng suất biến dạng đầu cọc lớp cát kết hợp vải địa kỹ thuật lớp đất chỗ gia cố xi măng cọc đất gia cố xi măng Về yêu cầu kỹ thuật việc xử lý cọc đất gia cố xi măng đạt hiệu cao so với yêu cầu thiết kế, theo kết thực tế độ lún cịn lại sau thời gian thi cơng xử lý cịn 10,2cm Sức chịu tải thực tế cọc đạt đến 150% sức chịu tải so với yêu cầu thiết kế Từ số liệu nén nở hông mẫu cọc đất gia cố xi măng thực tế, thiết lập mối quan hệ trung bình mơ đun đàn hồi với sức kháng cắt cọc là: Ec = 150.Cc = 300.qu Như việc áp dụng giải pháp xử lý đất yếu cơng trình Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải đáp ứng yêu cầu giảm độ - 86 lún đường, thời gian thi công nhanh thiết kế thiên an tồn, gây lãng phí Về mặt kinh tế lựa chọn hàm lượng xi măng 220kg/m3 thay chọn hàm lượng 240kg/m3 để thi công mà đảm bảo yêu cầu cường độ sức chống cắt mô đun biến dạng Khoảng cách cọc tăng lên đến 1,6m chiều dài cọc giảm xuống cịn 17m mà đảm bảo an tồn Khi Tổng chiều dài gia cố giảm 45.284m dài, điều làm giảm chi phí xây dựng cơng trình Có thể bảng phân tích loại hao phí để tính chi phí thi cơng cọc đất gia cố xi măng cho cơng trình áp dụng công nghệ tương tự 4.2 Hướng nghiên cứu Qua q trình trực tiếp tham gia cơng tác công trường đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tác giả có số đề xuất sau: Tập hợp, đánh giá số liệu thí nghiệm từ cơng trình áp dụng cơng nghệ cọc đất gia cố xi măng để đưa quy định thi công nghiệm thu chuẩn mực công tác chế bị, nén mẫu thí nghiệm phịng trường để có số liệu xác phản ánh thực tế hơn, chất lượng loại thiết bị thi công cọc đất Nghiên cứu, thí nghiệm thực tế để tìm quan hệ chuyển vị sức chịu tải giới hạn thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn cọc đất gia cố xi măng So sánh hiệu phương án dùng lớp đệm cát gia cố xi măng lớp vải địa kỹ thuật đầu cọc để phân bố lại ứng suất biến dạng lên cọc - 87 CHƯƠNG 4: CÁC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 4.1 Nhận xét kết luận .85 4.2 Hướng nghiên cứu 86 Cộng hòa xã hội chủ nghĩa Việt Nam Độc lập – Tự – Hạnh phúc -*** - LÝ LỊCH KHOA HỌC I- Lý lịch sơ lược: - Họ tên: Đặng Quốc Việt Giới tính: Nam - Ngày, tháng, năm sinh: 26 – – 1983 Nơi sinh: Tuy Hòa – Phú Yên - Quê quán: TP Tuy Hòa, tỉnh Phú Yên - Dân tộc: Kinh - Chức vụ, đơn vị công tác trước học tập, nghiên cứu: Nhân viên Tổ Giám sát cơng trình Đường Liên Cảng Cái Mép – Thị Vải thuộc Phân viện Khoa học Cơng nghệ Giao thơng Vận tải Phía Nam, 03 Phạm Ngọc Thạch, phường 6, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh - Chỗ riêng địa liên lạc: 489/9A đường Mã Lị, phường Bình Hưng Hịa A, Quận Bình Tân, Thành phố Hồ Chí Minh - Điện thoại quan: 083.8228224, Fax: 083.8244646 - Email: dangquocvietpy@gmail.com - Điên thoại di động: 09 026 026 83 II- Quá trình đào tạo: 1- Đại học: Hệ đào tạo: Chính quy Thời gian đào tạo từ 9/2002 đến 7/2007 Nơi học: Trường Đại học Giao thông vận tải – Cơ sở II, Tp.Hồ Chi Minh Ngành học: Xây dựng đường Tên đồ án, luận án môn thi tốt nghiệp: Thiết kế tuyến đường qua 02 điểm A-B Người hướng dẫn: Thầy Th.S Nguyễn Đức Trọng Ngày nơi bảo vệ tốt nghiệp: 4/2007, Trường Đại học Giao thông vận tải – Cơ sở II, Tp.Hồ Chi Minh 2- Thạc sĩ: Thời gian đào tạo từ 9/2009 đến 5/2011 Nơi học: Trường Đại học Giao thông vận tải - Cơ sở II, TP Hồ Chí Minh Ngành học: Xây dựng đường ôtô đường thành phố Tên luận văn: Đánh giá hiệu giải pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng tuyến đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Người hướng dẫn: PGS.TS Nguyễn Văn Hùng Ngày nơi bảo vệ luận văn: 27/11/2011, Trường Đại học Giao thông vận tải - Cơ sở II, TP Hồ Chí Minh 5- Trình độ ngoại ngữ (biết ngoại ngữ gì, mức độ): Anh văn – trình độ B 6- Học vị, học hàm, chức vụ kĩ thuật đựơc thức cấp, số bằng, ngày nơi cấp: Khơng có III- Q trình cơng tác chun mơn kể từ tốt nghiệp đại học: Thời gian 7/2007 đến Công việc đảm Nơi công tác nhiệm Phân viện Khoa học Cơng nghệ Giao thơng Vận tải Phía Nam, 03 Phạm Ngọc Thạch, phường 6, Quận 3, Thành phố Hồ Chí Minh Thí nghiệm, thiết kế, giám sát IV- Các cơng trình khoa học cơng bố: khơng Xác nhận Cơ quan công tác TP HCM, ngày 29 tháng 11 năm 2011 Người khai Đặng Quốc Việt MỤC LỤC CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 1.1 Giới thiệu chung ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng 1.1.1 Lịch sử phát triển ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng giới 1.1.2 Ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng Việt Nam 1.2 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng 1.3 Cơ sở lý thuyết phương pháp cọc đất gia cố xi măng 1.4 Phương pháp tính tốn phương pháp cọc đất gia cố xi măng 10 1.4.1 Phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Châu Âu (design guide soft soil stabilistation CT97-0301) 10 1.4.1.1 Kiểm tra theo vật liệu cọc 11 1.4.1.2.Kiểm tra theo đất 12 1.4.1.3 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc đơn 12 1.4.1.4 Độ lún khối thân cọc 13 1.4.1.5 Độ lún đất mũi cọc 14 1.4.2 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) 14 1.4.2.1 Sức chịu tải cọc đất xi măng theo vật liệu 14 1.4.2.2 Sức chịu tải cọc đất xi măng theo đất 15 1.4.2.3 Tính độ lún đất gia cố 16 1.4.3 Phương pháp tính tốn theo quy trình Trung Quốc (DBJ08-40-94) 17 1.4.3.1 Sức chịu tải khối gia cố 17 1.4.3.2 Độ lún đất gia cố 18 1.4.4 Phương pháp tính tốn theo tiêu chuẩn Việt Nam (TCXDVN 385:2006) – Tính toán gia cố theo biến dạng 19 1.5 Nhận xét 19 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 21 2.1 Công tác chế bị mẫu thử nghiệm mẫu phòng 21 2.2 Thí nghiệm nén nở hơng tự 23 2.3 Thí nghiệm nén lún cố kết 26 2.4 Một số kết thực tế 27 2.5 Thiết kế cọc đất gia cố xi măng 29 2.5.1 Lựa chọn thông số thiết kế cho cọc đất gia cố xi măng 29 2.5.2 Phân tích tính tốn 31 2.6 Nhận xét 33 CHƯƠNG PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG Ở CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG LIÊN CẢNG CÁI MÉP – THỊ VẢI, TỈNH BÀ RỊA – VŨNG TÀU 35 3.1 Giới thiệu chung cơng trình 35 3.1.1 Tiêu chuẩn kỹ thuật 36 3.1.2 Quy mơ cơng trình 36 3.1.3 Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đường Liên Cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III (lý trình km7+199.25 ÷ km9+612.64) 37 3.1.3.1 Điều kiện địa hình khu vực tuyến 38 3.1.3.2 Điều kiện khí hậu thủy văn khu vực tuyến 38 3.1.3.3 Điều kiện địa chất khu vực 40 3.2 Phân tích để lựa chọn phương án xử lý đất yếu đoạn III thuộc tuyến đường Liên Cảng Cái Mép – Thị Vải 41 3.2.1 Tính tốn độ lún đường chưa xử lý đất yếu 41 3.2.2 Xử lý đất yếu đường phương pháp giếng cát 43 3.2.3 Xử lý đất yếu đường phương pháp bấc thấm 44 3.2.4 Xử lý đất yếu đường phương án thiết kế cọc đất gia cố xi măng 45 3.3 Tổng hợp so sánh lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu đường 52 3.4 Phân tích đánh giá hiệu giải pháp thiết kế xử lý cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 54 3.4.1 Phân tích việc lựa chọn hàm lượng xi măng cơng trình 54 3.4.2 Phân tích lựa chọn khoảng cách bố trí cọc đất xi măng 58 3.5 Tổng hợp phân tích kết thí nghiệm thực tế cơng trình 62 3.5.1 Khoan lấy lõi cọc đất gia cố xi măng thi cơng tiến hành thí nghiệm nén nở hơng 62 3.5.2 Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn trường cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 65 3.5.3 Phân tích kết sau tiến hành thí nghiệm bàn nén trường cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải 72 3.6 Tính độ lún đường sau xử lý cọc đất gia cố xi măng sở kết thí nghiệm trường 75 3.7 Phân tích tính tốn lựa chọn lại thơng số thiết từ kết thí nghiệm thực tế trường nhằm đạt hiệu cao kinh tế 76 3.8 Xây dựng định mức cho phương án thi công cọc đất gia cố xi măng 81 CHƯƠNG 4: CÁC KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 85 4.1 Nhận xét kết luận 85 4.2 Hướng nghiên cứu 86 - 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO Châu Ngọc Ẩn (2005), "Nền móng”, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp.HCM Lê Bá Lương, Lê Bá Khánh, Lê Bá Vinh (2000), ”Tính tốn móng cơng trình theo thời gian”, Trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam 385:2006, “Gia cố đất yếu trụ đất xi măng” Tuyển tập báo cáo hội nghị khoa học công nghệ, Phân viện Khoa học Công nghệ Giao thơng vận tải Phía Nam (tháng 12/2009) Hồ sơ thiết kế cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu National Institute for Land and Infrastructures Management, Architecture Research Institute, Japan (2000) “Guideline for design and quality control of soil improvement for building – Deep mixing cement” National Institute for Land and Infrastructures Management, Architecture Research Institute CDIT, Japan (2002) “The deep mixing method – rinciples, design and construction” A A Balkema Publisher Lisse Swedish Deep Stabilization Research Centre, c/o Swedish Geotechnical Institute (2005) “Proceedings of the International Conference on Deep Mixing – Best Practice and Recent Advances, Deep Mixing’05, Stockholm, Sweden, May 23 – 25, 2005 Vol 1.1-1.2” Swedish Geotechnical Institute Quy phạm kỹ thuật xử lý móng – Tiêu chuẩn thành phố Thượng Hải DBJ08- 40 – 94 10 Tiêu chuẩn Thụy Điển “Lime and lime-cement column - Guide for project planning, construction and inspection Swedish Geotechnical Society” SGF Report 4:95E,1997 11 Tiêu chuẩn Châu Âu EU “Deep Mixing” TC 288 WI 011- CEN, TC 288 - EU, 2003 12 Quy trình Châu Âu EU “Design Guide Soft Soil Stabilisation” CT97-0351 EU,1997 TÓM TẮT Cụm cảng nằm hệ thống sông Cái Mép – Thị Vải thuộc địa phận tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cụm Cảng lớn, phục vụ trực tiếp cho xuất nhập hàng hóa đường thủy Tp.Hồ Chí Minh vùng kinh tế trọng điểm phía nam Việc quy hoạch xây dựng tuyến đường có khả chịu tải trọng lớn nối Cảng khu vực với để thuận lợi việc vận chuyển yêu cầu tất yếu Tuy nhiên thách thức gặp phải địa chất khu vực có lớp bùn yếu dày nằm môi trường ven biển Vì việc xử lý khu vực vấn đề quan trọng trình khai thác sau giải pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng chọn áp dụng cho cơng trình Do đề tài “đánh giá hiệu phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng tuyến đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải” cần thiết Vì đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: - Xem xét tổng quan phương pháp tính toán cọc đất gia cố xi măng - Nghiên cứu số vấn đề cần ý tính tốn xử lý cọc đất gia cố xi măng - Phân tích hiệu đạt áp dụng giải pháp cọc đất gia cố xi măng để xử lý đất yếu cơng trình đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III, huyện Tân Thành, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu PHẦN MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Trong năm gần đây, với phát triển kinh tế đất nước, tốc độ thị hóa thành phố lớn diễn với nhịp độ nhanh Trong đó, Bà Rịa – Vũng Tàu số thị có tốc độ thị hóa nhanh nước Bà Rịa – Vũng Tàu có đầu mối giao thơng đường biển, đường sơng quan trọng vùng cực Nam Nam Trung Bộ nước Cụm cảng nằm hệ thống sông Cái Mép – Thị Vải thuộc địa phận tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu cụm Cảng lớn, phục vụ trực tiếp cho xuất nhập hàng hóa đường thủy Tp.Hồ Chí Minh vùng kinh tế trọng điểm phía Nam Việc quy hoạch xây dựng tuyến đường có khả chịu tải trọng lớn nối Cảng khu vực với để thuận lợi việc vận chuyển yêu cầu tất yếu Tuy nhiên thách thức gặp phải địa chất khu vực có lớp bùn yếu dày Hiện giới việc xử lý đất yếu phổ biến rộng rãi có nhiều phương pháp để xử lý Phương pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng công nghệ xử lý giới biết đến áp dụng từ năm 1970, đạt cơng nghệ hồn thiện phát triển mạnh mẽ từ năm 1990 trở lại Và công nghệ cọc đất gia cố xi măng áp dụng cho nhiều cơng trình Việt Nam khoảng 10 năm gần đây, phương pháp xử lý đạt hiệu cao, thời gian thi cơng ngắn nên việc đưa cơng trình vào sử dụng nhanh chóng đem lại hiệu kinh tế Do tiến độ tính chất quan trọng nên giải pháp cọc đất gia cố xi măng chọn để xử lý đất yếu cho dự án Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu Với địa chất khu vực tương đối phức tạp, tiêu chuẩn thiết kế, thi công nghiệm thu nước ta công nghệ cọc đất gia cố xi măng chưa rõ ràng hoàn thiện, khối lượng xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng lớn nên việc lựa chọn thông số thiết kế hàm lượng xi măng, khoảng cách bố trí cọc, chiều dài cọc, sức chịu tải cọc cách hợp lý nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật dự án đạt hiệu kinh tế, tránh thiết kế với hệ số an tồn cao, gây lãng phí Chính mà đề tài: “Đánh giá hiệu phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng tuyến đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu” cần thiết II Mục tiêu nghiên cứu đề tài Khi áp dụng phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng vấn đề quan tâm nhiều độ lún cơng trình khai thác, cường độ đạt cọc xi măng đất, làm việc cọc đất xung quanh cọc Vì mục tiêu nghiên cứu đề tài tập là: Về mặt kỹ thuật: phân tích đánh giá hiệu đạt cơng trình sở kết thực tế so với yêu cầu thiết kế Về mặt kinh tế: phân tích, đánh giá mức độ hợp lý thông số thiết kế chọn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật không nên thiên an tồn, gây lãng phí III Phạm vi nghiên cứu đề tài Khi áp dụng phương pháp xử lý cọc đất gia cố xi măng vấn đề quan tâm nhiều độ lún cơng trình khai thác, cường độ đạt cọc xi măng đất, làm việc cọc đất xung quanh cọc Vì đề tài tập trung nghiên cứu vấn đề sau: Xem xét tổng quan phương pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng Tổng hợp phân tích, đưa vấn đề cần ý tính tốn, lựa chọn thơng số thiết kế xử lý cọc đất gia cố xi măng Thu thập số liệu thực tế cơng trình địa chất, địa hình, thủy văn thơng số dùng để tính tốn thiết kế khác Tính tốn phân tích lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu Đánh giá hiệu đạt giải pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng tính hợp lý thơng số thiết kế sở số liệu thí nghiệm thực tế Kiến nghị lựa chọn thông số thiết kế hợp lý cho giải pháp xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng cơng trình IV Đối tượng nghiên cứu đề tài Các tiêu chuẩn nước Việt Nam liên cọc đất gia cố xi măng Hồ sơ báo cáo khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế xử lý cơng trình Đường Liên cảng Cái Mép – Thị Vải, đoạn III Công ty Cổ phần Tư vấn ĐTXD Giao thông tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu lập tháng 12/2010 Các thí nghiệm nén mẫu cọc đất gia cố xi măng thực xuất kết Công ty Cổ phần Tư vấn ĐTXD Giao thơng tỉnh Bà Rịa – Vũng Tàu, Xí nghiệp Địa chất – Kiểm định – Las 208 Các thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn thí nghiệm bàn nén trường thực xuất kết Công ty Cổ phần Tư vấn Khảo sát Kiểm định Xây dựng Trường Sơn
Ngày đăng: 31/05/2023, 07:55
Xem thêm:
