Nghiên cứu đánh giá xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất gia cố xi măng cho sân bay cần thơ,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Trải qua ba năm cao học niên khố 2008 – 2011 ngành xây dựng đường tơ đường thành phố, với bảo tận tình tất thầy giáo, tác giả hồn tất chương trình cao học với đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu ñánh giá xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng cho Sân bay Cần Thơ” Lời ñầu tiên, xin cho tác giả ñược tri ân tới Thầy Vũ ðức Sỹ, thầy nhiệt tình, gắn bó, giúp đỡ, dẫn tơi suốt thời gian thực luận văn Với bảo tận tình, tâm huyết thầy giúp tơi hồn thành luận văn Tác giả xin chân thành cám ơn đến q thầy mơn ðường bộ, mơn ðịa kỹ thuật, thầy phịng ðào tạo sau ðại học Trường ðại học Giao thông Vận tải nhiệt tình giảng dạy tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn tất khố học Tác giả gửi lời cảm ơn ñến anh Cty ACC ñã cung cấp tài liệu giúp tác giả hồn thiện đề tài Sau cùng, tác gải bày tỏ lịng biết ơn sâu nặng đến gia đình, ba mẹ bạn niên khố 2008 – 2011 động viên tinh thần, giúp đỡ tơi thời gian học tập thực luận văn Trân trọng kính chào! HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ MỤC LỤC MỞ ðẦU I TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI II ðỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ðỂ TÀI IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VI CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ðẤT YẾU 1.1 Khái niệm ñất yếu chi tiêu lý ñát yếu 1.1.1 Khái niệm ñất yếu 1.1.2 ðất sét mềm 1.1.3 Bùn 1.1.4 Than bùn 1.1.5 Các loại ñất yếu khác 1.2 Sự phân vùng ñất yếu lãnh thổ Việt Nam 1.2.1 Các tầng ñất yếu ñồng Bắc Bộ 1.2.2 ðồng Thanh Nghệ Tĩnh 1.2.3 Miền ñồng ven biển miền Trung 1.2.4 ðồng Nam Bộ 1.3 Những vấn ñề ñắp ñất yếu 10 1.3.1 Những vấn ñề ñặt xây dựng ñắp đất yếu 10 1.3.1.1Nền đường ơtơ xây bay 11 1.3.1.2 Tình hình đường sắt 12 1.3.2 Các biện pháp xử lý ñắp ñất yếu nước 13 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ 1.3.2.1 Những biện pháp cải tạo ñiều kiện ổn ñịnh biến dạng ñất yếu 14 1.3.2.2 Biện pháp tăng tốc ñộ cố kết ñất yếu cách sử dụng giếng cát bấc thấm 14 1.3.2.3 Các biện pháp xử lý khác 15 1.3.3 Những tồn thiết kế xử lý ñắp ñất yếu 16 1.3.3.1 ðiều kiện yêu cầu sử dụng giải pháp thoát nước cố kết theo phương thẳng ñứng giếng cát theo 22TCN 262-2000 16 1.3.3.2 Những lưu ý thiết kế xử lý ñắp ñất yếu 18 CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ðỀ ðẶT RA KHI THIẾT KẾ NỀN ðẮP TRÊN ðẤT YẾU 2.1 Các yêu cầu thiết kế ñắp ñất yếu 34 2.1.1 Các yêu cầu ổn ñịnh 34 2.1.2 Các yêu cầu lún 34 2.2 Các yêu cầu quan trắc lún 35 2.3 Xác ñịnh tải trọng tính tốn 36 2.4 Các u cầu khảo sát phục vụ thiết kế 36 2.4.1 Các yêu cầu chung 36 2.4.2 Các u cầu khảo sát địa hình 36 2.4.3 Các quy định khảo sát thí nghiệm ñịa kỹ thuật 37 2.4.4 Xác ñịnh số ñăc trưng kỹ thuật chủ yếu ñất yếu thí nghiệm xác định chúng 37 CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XỬ LÝ NÊN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG 3.1 Cơ sở lý thuyết cọc ñất gia cố xi măng 43 3.1.1 Giới thiệu sơ lược lịch sử phát triển cọc xi măng – ñất 43 3.1.2 Các ứng dựng cọc ñất gia cố xi măng 49 3.1.3 Các ñặc ñiểm chung cọc ñất gia cố xi măng 49 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ 3.1.4 Nguyên tắc gia cố 49 3.2 Ngun lý tính tốn 50 3.2.1 ðặt vấn đề 50 3.2.2 Tính tốn theo quy trình Thùy ðiển 51 3.2.2.1 Khả chịu tải cột ñơn 51 3.2.2.1.1 Khả chịu tải theo vật liệu 51 3.2.2.1.2 Khả chịu tải theo ñất 55 3.2.2.2 Khả chịu tải nhóm cọc 56 3.2.2.3 ðộ lún 56 3.2.2.4 Chênh lệch lún 58 3.2.2.5 Tính lún theo thời gian 59 3.2.3 Tính tốn theo quy trình Trung Quốc – Thượng Hải 60 3.2.3.1 Khả chịu tải móng nặng toàn khối quy ước 60 3.2.3.1.1 Khả chịu tải cho phép cột ñất trộn xi măng 60 3.2.3.1.2 Khi cột bố trí vng tam giác 60 3.2.3.1.2 Khi cột bố trí kiểu dầm/khung khối 60 3.2.3.2 ðộ lún 61 3.2.3.2.1 ðộ lún khối than cột 61 3.2.3.2.2 ðộ lún ñất sét khơng ổn định mũi cột 61 3.2.4 Tính tốn theo quy trình Nhật 61 3.2.4.1 Tính độ lún đất 61 3.2.4.1.1 Tính lún ñất chưa gia cố cột ñất xi măng 61 3.2.4.1.1 Tính lún trường hợp “Phương pháp cột đất đẩy nổi” 62 3.2.4.2 Sức chịu tải cột ñất xi măng 63 3.2.4.2.1 Sức chịu tải theo vật liệu 63 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ 3.2.4.2.2 Sức chịu tải theo ñất 64 3.2.4.3 Cường ñộ chịu cắt diện tích có cột đất xi măng 65 3.2.5 Nhận xét phương pháp tính 65 3.3 Cơng nghệ thi cơng 66 3.3.1 Công nghệ trộn khô 66 3.3.2 Công nghệ trộn ướt (Jet-grouting) 67 3.3.3 Trình tự thi cơng 69 3.3.4 Tính tốn thiết kế thơng số khoan 70 3.4 ðánh giá tính tốn giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng số cơng trình 71 CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG CHO SÂN BAY CẦN THƠ 4.1 ðặc trưng ñịa chất sân bay Cần thơ 75 4.1.1 Giới thiệu cơng trình 75 4.1.2 Số liệu địa chất cơng trình 76 4.1.3 Các số liệu thí nghiệm phục vụ tính tốn 78 4.1.4 Thơng số cột đất gia cố ximăng 78 4.1.5 Kết cấu mặt ñường hạ cất cánh 79 4.2 Tính tốn thiết kế 79 4.2.1 Theo quy trình Thụy ðiển 79 4.2.1.1 Tính tốn tải trọng tác dụng lên cọc 79 4.2.1.2 Tính tốn khả chịu tải 81 4.2.1.3 Tính tốn độ lún ổn định tồn cơng trình 82 4.2.2 Theo quy trình Thượng Hải – Trung Quốc 85 4.2.2.1 Khả chịu tải cột ñơn 86 4.2.2.2 Khả chịu tải cột ñơn 86 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ 4.2.2.3 Tính lún 86 4.2.3 Theo quy trình Nhật Bản 88 4.2.3.1 Sức chịu tải cột theo vật liệu 88 4.2.3.2 Sức chịu tải cột theo ñất 88 4.2.3.3 Tính lún 89 4.2.4 Kết tính theo phương pháp phần tử hữu hạn: sử dụng phần mềm Plaxis 90 4.3 Giải pháp kỹ thuật thi công 91 4.3.1 Giới thiệu chung 91 4.3.1.1 Vị trí cơng trình 91 4.3.1.2 Hiện trạng, qui mô giải pháp kỹ thuật cơng trình 91 4.3.2 Cơng tác tổ chức thi công 92 4.3.2.1 Công tác chuẩn bị 92 4.3.2.2 Công tác đo đạc, định vị cơng trình 92 4.3.2.3 u cầu vật liệu sử dụng 93 4.3.2.4 Yêu cầu thiết bị thi cơng cọc đất gia cố xi măng 94 4.3.2.5 Hổn hợp vữa xi măng 100 4.3.2.6 Thiết kế trộn dành cho hổn hợp vữa xi măng 100 4.3.2.7 Thiết kế định hướng trộn vị trí thi công 100 4.3.2.8 Thông số thiết kế cọc 101 4.3.2.9 Trình tự thi cơng cọc đất gia cố xi măng lớp kết cấu áo ñường 101 4.3.2.10 Kiểm sốt chất lượng cọc q trình thi cơng 102 4.3.2.10 Xử lý kỹ thuật thi công 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I NHỮNG ðÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN VỀ MẶT KHOA HỌC HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) 106 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ II NHỮNG ðÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN VỀ MẶT THỰC TIỄN 106 III NHỮNG HẠN CHẾ CỦA LUẬN VĂN 106 IV KIẾN NGHỊ 107 V HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 107 LÝ LỊCH KHOA HỌC DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ MỞ ðẦU I TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI Nền móng cơng trình xây dựng nhà ở, ñường sá, ñê ñiều, ñập chắn nước số cơng trình khác đất yếu thường ñặt hàng loạt vấn ñề phải giải sức chịu tải thấp, ñộ lún lớn độ ổn định diện tích lớn Việt Nam biết đến nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực đồng sơng Hồng sông Mê Kông Nhiều thành phố thị trấn quan trọng hình thành phát triển đất yếu với ñiều kiện phức tạp đất nền, dọc theo dịng sơng bờ biển Thực tế địi hỏi phải hình thành phát triển cơng nghệ thích hợp tiên tiến ñể xử lý ñất yếu Hiện nay, việc xử lý ñất yếu xây dựng ñường ñã ñang áp dụng biện pháp như: Xử lý cọc tràm cọc tre, xử lý bệ phản áp, gia tải trước đất với nước thẳng đứng, cọc đất vơi cọc đất xi măng, cọc cát xi măng, cọc ñá cọc cát ñầm chặt, cố kết động, cơng nghệ xử lý cọc nhỏ, Những năm gần nhiều cơng trình Việt Nam cọc ximăng ñất ñã bắt ñầu ñược sử dụng phổ biến ñể xử lý ñất yếu việc xây dựng ñường với ưu ñiểm thời gian thi công nhanh, công nghệ không phức tạp xử lý triệt ñể vấn ñề lún cơng trình Mặc dù việc thiết kế thi cơng giải pháp cọc ximămg đất có TCXDVN 385:2006 “Phương pháp gia cố ñất yếu trụ ñất ximăng”, nhiên thực tế áp dụng cho công trình thi cơng cịn nhiều vấn đề bất cập, ví dụ như: việc tính tốn thiết kế chưa thống, có nhiều quan điểm khác nhau, cơng nghệ thi cơng phức tạp, chất lượng cơng trình chưa kiểm sốt triệt để, Do áp dụng giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng cho cơng trình khác vùng khác cịn gặp nhiều khó khăn dẫn ñến hiệu xử lý chưa cao, làm ảnh hưởng đến chất lượng, tiến độ giá thành cơng trình Vì đề tài “Nghiên cứu đánh giá xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ” cần thiết II ðỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Nghiên cứu lý thuyết khái quát chung ñất yếu, giải pháp xử lý ñất yếu ñã ñược áp dụng ðề tài tập trung nghiên cứu ñánh giá xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng, ñánh giá hiệu giải pháp thông qua số cơng trình triển khai Việt Nam nói chung sân bay Cần thơ nói riêng III MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ðỂ TÀI Mục tiêu ñề tài nghiên cứu ñánh giá giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng xây dựng cơng trình (đường ơtơ, sân bay, cơng trình dân dụng,…) qua vùng đất yếu Việt Nam nói chung khu vực Miền Nam nói riêng, từ áp dụng cụ thể vào việc tính tốn thiết kế xử lý đất yếu bẳng cọc ñất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ IV NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ðánh giá khái quát chung ñất yếu Việt Nam, phạm vi phân bố, ảnh hưởng việc xây dựng cơng trình HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ô tô & TP – K16 (CSII) Trang Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Nghiên cứu tình hình xử lý đất yếu xây dựng cơng trình qua khu vực đất yếu Việt Nam nói chung khu vực Miền Nam nói riêng, sơ lược đánh giá giải pháp ñang áp dụng Nghiên cứu lý thuyết, phương pháp tính tốn, giải pháp thi cơng đánh giá hiệu xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng thơng qua số cơng trình ñang triển khai Việt Nam Tập trung nghiên cứu ñánh giá xử lý ñất yếu phương pháp cọc ñất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ V PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp nghiên cứu: kết hợp phương pháp lý thuyết phương pháp thống kê ñể nghiên cứu ñánh giá giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng Từ giúp đơn vị sản xuất có cách nhìn ứng dụng hợp lý vào cơng trình xây dựng VI CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN Luận văn bao gồm chương, phần mở ñầu phần kiến nghị: MỞ ðẦU Tính cấp thiết ñề tài Mục tiêu nghiên cứu ñề tài ðối tượng nghiên cứu Phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ ðẤT YẾU 1.1- Khái nệm ñất yếu tiêu lý ñất yếu 1.2- Sự phân vùng ñất yếu lãnh thổ Việt Nam 1.3- Những vấn ñề ñắp ñất yếu 1.3.1- Những vấn ñề ñặt xây dựng ñắp ñất yếu 1.3.2- Các biện pháp xử lý ñắp ñất yếu nước 1.3.3- Những tồn thiết kế xử lý ñắp ñất yếu CHƯƠNG CÁC VẤN ðỀ ðẶT RA KHI THIẾT KẾ NỀN ðẮP TRÊN ðẤT YẾU 2.1- Các yêu cầu thiết kế ñắp ñất yếu 2.1.2- Các vấn ñề ổn ñịnh 2.1.3- Các vấn ñề lún 2.2 - Các yêu cầu quan trắc lún 2.3 - Xác định tải trọng tính tốn 2.4 - Các yêu cầu khảo sát phục vụ thiết kế HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ 2.4.1 - Các yêu cầu chung 2.4.2 - Các yêu cầu khảo sát ñịa hình 2.4.3 - Các quy ñịnh khảo sát thí nghiệm địa kỹ thuật 2.4.4 - Xác định số ñăc trưng kỹ thuật chủ yếu ñất yếu thí nghiệm xác định chúng CHƯƠNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NÊN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG 3.1 Cơ sở lý thuyết cọc đất gia cố xi măng 3.2 Ngun lý tính tốn 3.3 Cơng nghệ thi cơng 3.4 ðánh giá tính giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng số cơng trình CHƯƠNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG CHO SÂN BAY CẦN THƠ 4.1 ðặc trưng ñịa chất sân bay Cần thơ 4.2 Tính tốn thiết kế 4.3 Nhận xét, đánh giá KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Những đóng góp luận án mặt khoa học Những đóng góp luận án mặt thực tiễn Những hạn chế luận án Hướng tiếp tục nghiên cứu Kiến nghị Luận văn hồn thành Bộ môn ðường - Trường ðại học Giao Thông Vận Tải Hà Nội hướng dẫn TS Vũ ðức Sỹ Tác giả xin cảm ơn giúp ñỡ nhiệt tình trình thực luận văn thầy cô Bộ môn ðường Bộ, khoa sau ñại học cấp lãnh ñạo Trường ðại học Giao thơng Vận tải Hà Nội, bạn bè đồng nghiệp, phịng thí nghiệm ðặc biệt này,tác giả bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới TS Vũ ðức Sỹ, người ñã trực tiếp hướng dẫn, giúp ñỡ tận tình hiệu suốt trình thực luận văn HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hình 3.11 Sơ đồ thi cơng trộn khô 3.3.2 Công nghệ trộn ướt (Jet-grouting) Nguyên lý trộn ướt mơ tả hình sau: Hình 3.12 Sơ đồ thi cơng trộn ướt Trộn ướt dùng vữa xi măng Khi cần cho thêm chất độn (cát phụ gia) Khối lượng vữa thay ñổi ñược theo chiều sâu Khi chế tạo trụ ñất rời dùng khoan guồng xoắn liên tục có cánh trộn cánh cắt hình dạng khác nhau, có đủ cơng suất ñể phá kết cấu ñất trộn ñều vữa Cường ñộ tính thấm phụ thuộc vào thành phần ñặc tính ñất (hàm lượng hạt mịn, hàm lượng hữu cơ, loại sét, thành phần hạt…), khối lượng chủng loại vữa quy trình trộn Có thể ngưng trộn vữa chưa bắt đầu đơng cứng, khởi động trộn lại độ sâu 0.5 m ñất ñã xử lý Bơm ñể chuyển vữa ñến lỗ phun cần phải có đủ cơng suất (tốc độ truyền áp lực) ñể truyền lượng vữa thiết kế an toàn ðược biết Việt Nam, Trung tâm Cơng nghệ Máy xây dựng Cơ khí thực nghiệm thuộc Viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải nghiên cứu chế tạo thành cơng thiết bị ñiều khiển ñịnh lượng xi măng ñể thi cơng cọc đất gia cố So với sản phẩm loại CHLB ðức, thiết bị Trung tâm chế tạo có tính HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 67 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ kỹ thuật tương ñương giá thành 30% So với thiết bị Trung Quốc, thiết bị có nhiều tính ưu việt hẳn: Do sử dựng máy sở loại búa đóng cọc di chuyển bánh xích, nên tính động cao, tốc ñộ làm việc thiết bị khoan lớn, suất gấp 1,5-2 lần ðặc biệt, tổ hợp thiết bị ñược trang bị hệ thống điều khiển đại, tồn thao tác thi cơng cọc gia cố tự động hóa theo chương trình, số liệu lượng xi măng sử dụng mét cọc ñược hiển thị, lưu giữ in thành bảng kết thi cơng cho cọc ðây tiêu quan trọng ñánh giá chất lượng thiết bị chất lượng cọc gia cố ñược thi cơng Hiện giới phát triển ba cơng nghệ Jet-grouting: cơng nghệ S, cơng nghệ T, gần cơng nghệ D + Cơng nghệ đơn pha S: Vữa phun với vận tốc 100m/s, vừa cắt ñất vừa trộn vữa với ñất cách ñồng thời, tạo cọc ñất gia cố xi măng ñồng ñều với ñộ cứng cao hạn chế ñất trào ngược lên Cơng nghệ đơn pha dùng cho cọc đất gia cố xi măng có đường kính vừa nhỏ 0,4 ~1,2m Hình 3.13 Cơng nghệ đơn pha + Cơng nghệ hai pha D: ðây hệ thống vữa kết hợp vữa với khơng khí Hỗn hợp vữa đất-ximăng bơm áp suất cao, tốc ñộ 100m/s ñược bao bọc tia khí nén Dịng khí nén làm giảm ma sát cho phép vữa xâm nhập sâu vào ñất, tạo cọc đất gia cố xi măng có đường kính lớn Tuy nhiên, dịng khí lại làm giảm độ cứng ximăng – ñất so với phương pháp ñơn pha ñất bị trào ngược nhiều Công nghệ chủ yếu dùng để thi cơng tường chắn, cột hào chống thấm Hình 3.14 Cơng nghệ hai pha HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 68 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ + Công nghệ ba pha T: Q trình có vữa, khơng khí nước Khơng giống đơn pha hai pha, ban ñầu nước ñược bơm với áp suất cao kết hợp với dịng khí nén bao bọc xung quanh dịng nước để đẩy khí khỏi đất Sau vữa bơm qua vịi riêng biệt nằm vịi khí - nước để lấp đầy khoảng trống khí Phụt ba pha phương pháp thay đất mà khơng xáo trộn đất Cơng nghệ ba pha sử dụng ñể làm cột, tường ngăn chống thấm, tạo cọc đất gia cố xi măng đường kính đến 2m Hình 3.15 Cơng nghệ ba pha 3.3.3 Trình tự thi cơng Cơng tác khoan thực khoan xoay xối nước qua cần khoan mũi khoan ñặc biệt Sau ñưa mũi khoan ñến cao độ thiết kế, q trình vữa bắt đầu Vữa qua vịi phun với áp suất vận tốc cao, làm phá vỡ kết cấu ñất tạo thành cột hỗn hợp ximăng – ñất Trong suốt trình vữa, cần khoan vừa xoay vừa nhấc lên dần Hình 3.16 Mơ tả q trình thi cơng tạo cọc đất gia cố xi măng a Thiết bị Thiết bị thi công bao gồm: Thùng chứa nước; trạm trộn vữa thiết bị khoan, bơm Các ống nối chịu áp lực cao ñường cáp ñiều khiển nối máy bơm với máy khoan Cần khoan dài từ 2m ñến 35m Lỗ khoan ñược nối với rãnh thu ñể ñưa bùn chảy vào vị trí máy bơm bùn Tại ñây hỗn hợp nước - ñất - ximăng ñược bơm khỏi trường sử dụng lại HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 69 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ b Khoan Cần khoan có bố trí lỗ phun mũi khoan, cho phép khoan đến độ sâu u cầu Thơng thường, hỗn hợp vữa ñể phun ñồng thời làm dung dịch giữ vách lỗ khoan c Phun vữa Quá trình phun vữa ñược thực từ lên trên, vừa phun vừa xoay rút cần khoan lên Hỗn hợp ñất - nước - ximăng thừa vận chuyển lên mặt ñất theo vành khuyên tiếp giáp với lỗ khoan dọc theo cần khoan Trong trình phải liên tục theo dõi thông số thiết kế d Hỗn hợp vữa Sự hỗn loạn tia vữa gây vùng ảnh hưởng có tác dụng trộn đất với dụng dịch Trước vữa phải rót dung dịch giữ vách vào lỗ khoan bổ sung liên tục 3.3.4 Tính tốn thiết kế thơng số khoan Các yếu tố ảnh hưởng đến kết gia cố ñất Jet - grouting là: loại ñất; sức chịu tải; dung trọng; cấp phối hạt; hàm lượng nước; giới hạn Atterbug Các thông số cần xác định Jet - grouting đường kính cọc đất gia cố xi măng; tốc độ thi cơng; tính chất lý cọc ñất gia cố xi măng tạo hiệu kinh tế Mỗi thông số ứng với loại đất vị trí định xác định qua tính tốn Tuy nhiên, cần phải tiến hành thử nghiệm trường nhằm tìm thơng số thích hợp Trình tự tính tốn sơ thơng số khoan sau: + Sơ chọn cường ñộ cọc ñất gia cố xi măng, kết hợp với biểu ñồ kinh nghiệm ñể hiệu chỉnh lượng xi măng, sau xác định lượng xi măng m3 cọc ñất gia cố xi măng + Chọn đường kính cọc đất gia cố xi măng tạo tính tốn lượng xi măng dùng + Chọn cấp phối vữa Trong trường hợp hỗn hợp nước xi măng, tỉ lệ ảnh hưởng ñến khả bơm cường ñộ cọc ñất gia cố xi măng Tỉ lệ nước/ximăng (N/X) cao dễ bơm cường ñộ ñạt ñược lại thấp Khi chọn cấp phối vữa cần quan tâm ñến yếu tố: ñiều kiện tự nhiên ñất; cấp phối hạt; khả thấm hàm lượng nước Trong vùng đất có tính thấm lớn, nước vữa khỏi vùng xử lý, tỉ lệ N/X cần chọn tăng lên Với ñất dính, độ thấm nước nhỏ chọn tỉ lệ N/X nhỏ để đạt cường độ cao Với đất có ñộ thấm cao, mà yêu cầu cường ñộ không cao lắm, pha thêm Bentonite vào vữa để giảm nước Tỉ lệ N/X thông thường chọn từ đến 1,5 + Tính tốn số lượng vữa cần bơm cho cọc ñất gia cố xi măng + Chọn áp suất phụt: Lý tưởng xác ñịnh kinh nghiệm kết hợp với thí nghiệm trường Thơng số đồng thời hàm số lực bơm HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 70 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ áp lực ñiều kiện thực tế ñất áp suất bơm vữa cao, lực tia lớn kết hiệu phá đất cao Áp suất cao đường kính cột đất lớn ðường kính cột đất cịn phụ thuộc vào thời gian bơm, tức thời gian giữ cần khoan cố ñịnh chỗ ñể bơm lượng vữa bơm vị trí + Chọn kích thước số lỗ phù hợp với cần khoan + Tính tốn thời gian bơm vữa cho mét cọc ñất gia cố xi măng + Chọn mức ñộ rút cần khoan lên (thơng thường 20 đến 30cm/ph) tính tốn thời gian cần thiết để bơm lượng vữa cần thiết cho ñoạn + Chọn tốc ñộ quay cần khoan rút lên, đến vịng cho đoạn Sau tính tốn qua bước nói trên, tiến hành số thí nghiệm trường phải làm bốn vị trí, vị trí làm ba cột Tại vị trí cần thay đổi giá trị cấp phối vữa, lưu lượng bước thời gian Sau cọc ñất gia cố xi măng ñã ổn ñịnh, cần tiến hành ñào kiểm tra cọc ñất gia cố xi măng ñể ño lại ñường kính kiểm tra cường ñộ, hệ số thấm Nếu cọc ñất gia cố xi măng nằm qúa sâu, khoan lấy mẫu để thí nghiệm 3.4 ðánh giá tính tốn giải pháp xử lý ñất yếu cọc ñất gia cố xi măng số cơng trình Trước đây, việc áp dụng cơng nghệ cột đất vào xây dựng cơng trình khu vực phía Nam cịn ðầu tiên cơng nghệ sử dụng cơng trình nhà xưởng doanh nghiệp nước ngồi Gần đây, cơng nghệ ñược ñề nghị áp dụng với quy mô lớn dự án ðại lộ ðông Tây – Sài Gịn; Dự án Cải tạo, nâng cấp đường hạ cánh (HCC), ñường lăn sân ñỗ máy bay cảng hàng khơng Cần Thơ; Cơng trình Thủy lợi cống KG2 ñược xây dựng xã Thạnh Phú huyện Cái Nước tỉnh Cà Mau; cơng trình đường liên cảng Cái Mép – Thị Vải; cơng trình ðại lộ ðơng - Tây thuộc khu vực Quận 2; hay số dự án ñang triển khai ñường vành ñai Bình Lợi – Tân Sơn Nhất, đường vào khu cơng nghiệp An Hữu, cao tốc Sài Gòn – Long Thành, Ở Việt Nam, Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng (IBST - Vietnam Institute for Building Science and Technology) ñơn vị ñầu tiên ñưa chất gia cố xi măng vào (khởi thuỷ phương pháp cột vơi), điều ñược khẳng ñịnh hội nghị gia cố sâu tổ chức Stockholm 2001 Tại Việt Nam, phương pháp ñược nghiên cứu từ năm ñầu thập kỷ 80 (thế kỷ trước) với giúp ñỡ Viện ðịa kỹ thuật Thuỵ ðiển (SGI) với thiết bị thi cơng, TS Nguyễn Trấp làm chủ trì ðề tài ñược kết thúc vào năm 1986 thiết bị ñược chuyển giao cho LICOGI Cũng giai ñoạn ñề án tốt nghiệp ñề tài ñược thực trường ðại học Kiến trúc Hà nội (1983).Có hai luận văn cao học ðH Kiến trúc Hà Nội (2003) ðH Xây dựng Hà Nội (2004)] bảo vê Trong luận án ðH xây dựng ñề cập ñến chịu tải trọng ngang cho việc gia cố hố ñào - Vào năm 2000, yêu cầu thực tế, phương pháp ñược áp dụng trở lại lĩnh vực xăng dầu, cơng trình chấp nhận giá trị độ lún cao bình thường nhiên có hiệu kinh tế cao ðơn vị ñưa trở lại phương pháp ban ñầu COFEC C&E Consultants Trong thời gian song song với việc áp dụng HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 71 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ nhiều thí nghiệm trường (quan trắc cơng trình) thực hiên Những thí nghiệm mang tính nghiên cứu C&E thực quy mơ khơng thua ñồng nghiệp khác Hiện C&E ñang thực thí nghiệm quan trắc thay ñổi áp lực nước nước ñáy khối gia cố (ở ñộ sâu > 20 m) TP Hồ Chí Minh để xem xét lại tính cố kết đất đáy khối gia cố Hai ñầu ño ñã ñược lắp ñặt ñể tiến hành nghiên cứu lâu dài - Từ năm 2002 ñã có số dự án bắt ñầu ứng dụng cọc xi măng đất vào xây dựng cơng trình ñất, cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngịi (Khánh Hịa) sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi cơng trộn khơ; xử lý cho bồn chứa xăng dầu đường kính 21m, cao 9m Cần Thơ Năm 2004 cọc xi măng đất sử dụng để gia cố móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ðình Vũ (Hải Phịng), dự án sử dụng cơng nghệ trộn khơ, độ sâu xử lý khoảng 20m Tháng năm 2004, nhà thầu Nhật Bản ñã sử dụng Jet - grouting ñể sửa chữa khuyết tật cho cọc nhồi cầu Thanh Trì (Hà Nội) Năm 2005, số dự án ñã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án nước khu thị ðồ Sơn - Hải Phịng, dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu - Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi ñã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan cao áp (Jet-grouting) từ Nhật Bản ðề tài ứng dụng cơng nghệ thiết bị nghiên cứu sức chịu tải cọc đơn nhóm cọc, khả chịu lực ngang, ảnh hưởng hàm lượng XM đến tính chất xi măng ñất, nhằm ứng dụng cọc xi măng ñất vào xử lý ñất yếu, chống thấm cho cơng trình thuỷ lợi[5] Nhóm đề tài sửa chữa chống thấm cho Cống Trại (Nghệ An), cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C (Long An) Tại thành phố ðà Nẵng, cọc xi măng ñất ñược ứng dụng Plazza Vĩnh Trung hình thức: Làm tường ñất làm cọc thay cọc nhồi Tại Tp Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất sử dụng dự án ðại lộ ðông Tây, số building Saigon Times Square …Hiện nay, kỹ sư Orbitec ñang ñề xuất sử dụng cọc xi măng ñất ñể chống ổn định cơng trình hồ bán nguyệt – khu thị Phú Mỹ Hưng, dự án đường trục Bắc – Nam (giai ñoạn 3) kiến nghị chọn cọc xi măng ñất xử lý ñất yếu Tại Quảng Ninh, cơng trình nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh áp dụng cơng nghệ phun ướt, địa chất cơng trình phức tạp gặp đá mồ cơi tầng địa chất cách cao ñộ mặt ñất 11 - 12m, ñất ñồi cứng khó khoan tiến độ cơng trình địi hỏi gấp, lúc cao ñiểm lên ñến máy khoan Tại Hà Nội, Hầm ñường Kim Liên ñược xây dựng khu vực địa chất yếu, khu vực phía đuờng ðào Duy Anh, đất hầm ñã ñược cải tạo phương pháp cột ñất gia cố xi măng với chiều dày khoảng 1.5-6m Việc gia cố ñất ñáy phương pháp cột ñất gia cố xi măng khơng nhằm gia cố đất mà với mục đích chống trượt trồi đào xuống độ sâu lớn (trên 10m) khơng phải gia cố tất vị trí đào mà theo ñiều kiện ñịa chất khu vực, có nơi gia cố, có nơi khơng Việc gia cố nhiều có ảnh hưởng đến độ lún đốt hầm ðường Láng Hịa Lạc nối Thủ Hà Nội với khu cơng nghệ cao Hịa Lạc qua nhiều sơng ngịi có nhiều gia cắt với đường bộ, đường sắt, dọc theo đường có nhiều hạng mục cơng trình q trình thi cơng dùng cọc xi măng ñất ñể xử lý ñất yếu, chống lún chống trượt ñất cho mái dốc, ổn ñịnh ñất ñường hầm HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 72 GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Bảng 3.1 Số liệu số cơng trình sử dụng cọc xi măng ñất STT Tên cơng trình ðường vào sân đỗ cảng hàng khơng Cần Thơ Nhà máy điện Nhơn Trạch I ðồng Nai ðường nối cầu Thủ Thiêm với ñại lộ ðơng Tây Hầm chui đường sắt vành đai đường Láng Hoà Lạc Km 7+358 ðường băng sân bay Cần Thơ ðường kính cọc (m) Tổng mét dài thi cơng (m) Công nghệ trộn 0.6 32.000 Trộn ướt 0.6 15.000 Trộn khô 0.6 100.000 Trộn khô 0.6 150.000 Trộn khô 0.6 300.000 Trộn ướt Cơng nghệ trộn sâu nói chung cọc xi măng ñất ñã ñược áp dụng phổ biến giới ñược áp dụng Việt Nam gần ñây Thực tế với đường đắp cao đất yếu; cơng trình u cầu thời gian thi cơng ngắn; độ lún cịn lại nhỏ; yêu cầu ñất cố kết nhanh; tiết kiệm vật liệu ñắp vật liệu khan giải pháp xử lý cọc xi măng ñất tỏ hiệu Vì tới nên mạnh dạn ứng dụng công nghệ ñể xử lý ñắp ñất yếu đoạn đường đầu cầu Ngồi ra, ứng dụng cọc xi măng ñất ñể làm tường chắn, vách tầng hầm, chống ổn ñịnh mái dốc… ñạt ñược hiệu cao kinh tế - kỹ thuật Một cơng nghệ trở nên phổ biến giá thành xây lắp giảm ưu ñiểm phương pháp xử lý cọc XMð ñược nâng cao - ðể đánh giá tính hiệu cơng nghệ cọc ñất xi măng, thời gian có hạn tác giả kiến nghị lấy Cơng trình Thủy lợi cống KG2 xây dựng xã Thạnh Phú huyện Cái Nước tỉnh Cà Mau làm dẫn chứng: + Nhiệm vụ công trình điều tiết nước phục vụ sản xuất cho khu vực xã Thạch Phú huyện Cái Nước, góp phần cải thiện giao thông thuỷ kết hợp xây dựng đường giao thơng nơng thơn khu vực + Các phương án xử lý: xử lý cọc BTCT xử lý cọc xi măng ñất thi công phương pháp trộn sâu Phương pháp xử lý cọc BTCT: Kết qủa tính tốn cho thấy ñể ñảm bảo ñiều kiện ứng suất biến dạng cần phải bố trí 36 cọc BTCT 30x30x1000 cm Biện pháp thi cơng đúc cọc BTCT bờ, sau vận chuyển đóng cọc xà lan Thời gian cho việc thi công xử lý 65 ngày Trong thời gian làm bãi đúc cọc chờ bề mặt bê tơng bãi ñủ cứng 28 ngày Thời gian ñúc cọc BTCT chờ cọc có đủ độ cứng 32 ngày Thời gian để đóng cọc ngày Tổng kinh phí cho phần xử lý (kể làm bãi ñúc cọc) 404.028.777 ñ Phương pháp có ưu điểm phương pháp xử lý truyền thống, nghiên cứu đầy đủ có quy trình quy phạm rõ ràng Phương pháp cọc đất gia cố xi măng: Kết tính tốn cho thấy cần phải sử dụng 30 cọc xi măng ñất, hàm lượng 350 kg/m3, đường kính 60 cm dài 10 m Do thiết bị máy móc thi cơng theo kiểu tia gọn nhẹ Toàn tập trung lên xà lan 200 (T) máy khoan, máy khuấy, máy bơm vữa vật liệu xi măng Thời gian thi công xử lý HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ô tô & TP – K16 (CSII) Trang 73 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ theo phương pháp ngày Trong thời gian chuẩn bị công trường ngày thời gian thi cơng xử lý ngày Kinh phí xử lý cơng trình theo phương pháp 280.800.000 đ Phương pháp có ưu điểm thiết bị máy móc gọn nhẹ, cường độ vật liệu xi măng đất đồng có khả chịu lực lớn Thi cơng nước, khơng gian chật hẹp Do vậy, việc nghiên cứu ứng dụng thử nghiệm số cơng trình ðồng sơng Cửu Long ñã chứng tỏ cọc xi măng ñất thi công công nghệ Jet – Grouting phù hợp với việc xử lý móng cơng trình vùng đất yếu ðồng sơng Cửu Long tính linh hoạt thiết bị trộn, rút ngắn ñược thời gian thi công - Qua thực tế áp dụng giải pháp cọc ñất xi măng ñể xử lý đất yếu cho cơng trình, tác giả rút số đánh giá hiệu cơng nghệ sau: + Thời gian chờ ñạt cường ñộ ñể thi cơng mặt đường nhỏ, khoảng thời gian để cọc ñất xi măng ñạt ñược cường ñộ sau thi cơng xong 28 ngày ðây xem ưu ñiểm lớn so với giải pháp khác giúp giảm thiểu ñáng kế thời gian chờ ñể xử lý đất yếu, góp phần rút ngắn thời gian thi cơng, sớm đưa cơng trình vào khai thác + Tổng ñộ lún giảm, khối lượng bù ñắp giảm, cường ñộ ñất ñảm bảo khả chịu lực, ñảm bảo khả chống trượt ñường tốt, ñộ tin cậy cao Thực tế công trình đưa vào khai thác đến xử dụng cọc ñất xi măng ñể gia cố an toàn, chưa phát hư hỏng kết cấu đất yếu gây - Tuy nhiên, cơng nghệ cọc đất xi măng cịn tồn số hạn chế việc tính tồn thiết kế thi cơng: + Chênh lệch độ lún phần cọc phần đất khơng gia cố lớn, điều dẫn đến khác lớn q trình tham gia làm việc giai ñoạn khai thác Do đó, cần có theo dõi dài tính hiệu cơng nghệ để từ xây dựng mơ hình tính tốn thể xác ứng xử phần cọc – ñất – kết cấu lớp mặt bên xác với thực tế Công nghệ thi cơng tương đối phức tạp, đảm bảo chất lượng khó tính đồng cường độ cọc khó ñạt Trong trường hợp ñịa chất phức tạp, tính ñồng khơng cao, q trình thí nghiệm đánh giá lớp địa tầng chưa đầy đủ dễ dẫn ñến chưa phù hợp loại ñất với hàm lượng xi măng ñược trộn dẫn ñến chất lượng cọc khơng đồng ðây vấn đề cịn đáng lo ngại mà đơn vị thi cơng gặp phải Giá thành cao, chiều sâu cọc lớn giá thành tăng nhanh Do đó, cơng nghệ cọc ñất xi măng phù hợp áp dụng cơng trình trọng điểm, tải trọng lớn, sân bay, bến cảng, cơng trình địi hỏi thời gian thi công ngắn HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 74 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ CHƯƠNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG CHO SÂN BAY CẦN THƠ HẠNG MỤC: CẢI TẠO, NÂNG CẤP ðƯỜNG HẠ CẤT CÁNH (HCC), ðƯỜNG LĂN VÀ SÂN ðỖ MÁY BAY CẢNG HÀNG KHƠNG CẦN THƠ 4.1 ðặc trưng địa chất sân bay Cần Thơ 4.1.1 Giới thiệu cơng trình Cảng hàng khơng Cần Thơ xây dựng vào năm 1960 có kích thước đường HCC 1800x30m Từ năm 1975 đến 1996 cơng trình Cảng hàng khơng khơng xây dựng thêm, thực sửa chữa với quy mô nhỏ Năm 19942000 Cảng hàng không Cần Thơ ñược nâng cấp, cải tạo, kéo dài ñường HCC ñạt chiều dài 2400m Căn vào yêu cầu nhiệm vụ cơng trình xác định, quy mơ đầu tư cơng trình: “Cải tạo nâng cấp đường HCC, ñường lăn sân ñỗ máy bay CHK Cần Thơ“ sau: - Cải tạo nâng cấp ñường HCC: 2400mx45m: 108000m2 - Làm sân sân quay ñầu rộng 20m: 3300m2 - Làm lề ñường HCC rộng bên rộng 7.5m Tổng diện tích: 35704,67m2 - Làm dải hãm phanh hai đầu: 2x150mx60m Diện tích: 18000m2 - Làm đường lăn nối 23x217m: 6065.07m2 (kể phần mở rộng bụng) - Làm sân đỗ máy bay, kích thước dài 211.2m Diện tích: 27491.25m2 - Lề đường lăn, sân đỗ rộng 7.5m bên Tổng diện tích: 9427.54m2 - Làm đất bảo hiểm sườn bảo hiểm ñầu ñường HCC, bên rộng 45m Tổng diện tích làm đất: 223275.4m2 - Làm bảo hiểm ñất ñường lăn sân ñỗ: 20565.3 m2 - Xây dựng hệ thống thoát nước gồm: mương BTXM rộng 2m: 228.51md - Cống nước qua đường lăn 2F 1250 (C1 dài 30m, C2 dài 30m) - Cống thoát nước 3F 1250 ( C3 dài 60m, C4 dài 45m ) - Cống nước C5 có van chiều 3F 1500 dài: 30m ; - Lắp ñặt hệ thống ñèn ñêm ñèn tiếp cận giản ñơn ñầu 24 Bao gồm: + ðèn tiếp cận giản ñơn 17 + ðèn thềm ñường HCC 22 + ðèn PAPI hộp ñèn cho ñầu 24 (khi có nhu cầu bổ sung đầu 06) + ðèn biên ñường HCC 78 + Biên ñường lăn 50 + ðèn chớp báo hiệu ñèn thềm ñèn cuối ñường HCC + ðèn xoay báo hiệu sân bay HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 75 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ - Biển báo: Biển báo vào sân ñỗ biển, báo ñường HCC biển 4.1.2 Số liệu địa chất cơng trình Theo kết khảo sát địa chất cơng trình phục vụ cho cơng tác thiết kế kỹ thuật thi cơng cơng trình “Cải tạo, nâng cấp, mở rộng ñường HCC, ñường lăn, sân ñỗ máy bay CHK Cần Thơ” với hố khoan thăm dị địa chất cơng trình độ sâu 25m (12 hố khoan) ñường HCC Tại khu vực dự kiến xây dựng ñường lăn khoan 01 hố khoan sâu 40m tim ñường lăn Khoan 03 hố khoan khu vực dự kiến xây dựng sân ñỗ (2 hố biên sâu 25m, hố tim sâu 40m) cho thấy ñịa tầng khu vực ñược cấu tạo theo thứ tự từ xuống ñược phân thành lớp sau: Lớp 1: Lớp sét màu xám, xám ghi, trạng thái dẻo mềm Lớp xuất khu vực ñường HCC hữu nằm bên lớp cát hạt mịn, màu xám vàng, xám xanh Lớp có chiều dày TB khoảng 1.42m, với tiêu lý sau: - Khối lượng riêng hạt γh = 2.71g/cm3 - ðộ ẩm tự nhiên W = 38.7% - Khối lượng thể tích tự γh = 1.79g/cm3 - Chỉ số dẻo Ip = 18% - ðộ sệt B = 0.58 - ðộ bão hoà Sr = 95% - ðộ rỗng e = 52.5% - Hệ số rỗng TN n = 1.104 - Góc nội ma sát ϕ = 12o31’ - Lực dính đơn vị C = 0.211kG/cm2 - Hệ số nén lún a = 0.037cm2/kG - Áp lực tiền cố kết p = 0.98 kG/cm2 - Mơ đuyn tổng biến dạng E = 97 kG/cm2 Lớp 2: Lớp bùn sét màu xám xanh, lẫn mùn hữu cơ, trạng thái chảy Lớp xuất rộng khắp khu vực khảo sát, khu vực dự kiến làm sân ñỗ máy bay Tại khu vực ñường HCC, lớp nằm bên lớp sét màu xám xanh, xám ghi trạng thái dẻo mềm (lớp 1) Tại khu vực dự kiến xây dựng ñường lăn mới, lớp xuất phía lớp ñất màu mặt Lớp có bề dày trung bình 11.8m, với tiêu lý sau: - Khối lượng riêng hạt γh = 2.65g/cm3 - ðộ ẩm tự nhiên W = 72% - Khối lượng thể tích tự γh = 1.57g/cm3 - Chỉ số dẻo Ip = 21% - ðộ sệt B = 1.59 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 76 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ - ðộ bão hoà Sr = 100% - ðộ rỗng e = 65.6% - Hệ số rỗng TN n = 1.904 - Góc nội ma sát ϕ = 6o17’ - Lực dính đơn vị C = 0.059kG/cm2 - Hệ số nén lún a = 0.117cm2/kG - Áp lực tiền cố kết p = 0.73 kG/cm2 - Mơ đuyn tổng biến dạng E = 21 kG/cm2 Lớp 3: Bùn sét pha màu xám, xám xanh, xám ghi, lẫn mùn hữu cơ, trạng thái chảy Lớp xuất phía lớp đất Bùn sét màu xám, xám xanh, xám ghi, lẫn mùn hữu cơ, trạng thái chảy Lớp có thành phần bùn sét pha màu xám, xám xanh, xám ghi, lẫn mùn hữu cơ, trạng thái chảy Các hố khoan sâu 25m khu vực ñường HCC hữu, sân ñỗ chưa khoan qua bề dày lớp bùn sét pha Tại hố khoan sâu 40m khu vực tim sân ñỗ, tim ñường lăn lớp có bề dày trung bình 14.85m, với tiêu lý sau: - Khối lượng riêng hạt γh = 2.65g/cm3 - ðộ ẩm tự nhiên W = 43% - Khối lượng thể tích tự γh = 1.76g/cm3 - Chỉ số dẻo Ip = 14.3% - ðộ sệt B = 1.12 - ðộ bão hoà Sr = 99% - ðộ rỗng e = 62,5% - Hệ số rỗng TN n = 1.53 - Góc nội ma sát ϕ = 6o20’ - Lực dính ñơn vị C = 0.087kG/cm2 - Hệ số nén lún a = 0.069cm2/kG - Áp lực tiền cố kết p = 0.74 kG/cm2 - Mơ đuyn tổng biến dạng E = 29 kG/cm2 Lớp 4: Sét màu nâu, xám nâu, lẫn hữu cơ, trạng thái dẻo chảy Lớp xuất hố khoan sâu 40m (Xuất ñộ sâu 28.4m hố khoan K13 29.0m hố khoan K15), nằm phía lớp đất bùn sét pha màu xám, xám xanh, xám ghi, lẫn mùn hữu cơ, trạng thái chảy Tại ñộ sâu 40m chưa khoan qua bề dày lớp sét Các tiêu lý sau: - Khối lượng riêng hạt γh = 2.69g/cm3 - ðộ ẩm tự nhiên W = 46.0% - Khối lượng thể tích tự γh = 1.74g/cm3 HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 77 GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật - Chỉ số dẻo Ip = 18% - ðộ sệt B = 0.99 - ðộ bão hoà Sr = 95.8% - ðộ rỗng e = 55.7% - Hệ số rỗng TN n = 1.256 - Góc nội ma sát ϕ = 6o54’ - Lực dính đơn vị C = 0.157kG/cm2 - Hệ số nén lún a = 0.07cm2/kG - Áp lực tiền cố kết p = 0.91 kG/cm2 - Mơ đuyn tổng biến dạng E = 34 kG/cm2 4.1.3 Các số liệu thí nghiệm phục vụ tính tốn ðường HCC chia làm khu vực thí nghiệm bố trí gần vị trí hố khoan ñịa chất trước ñây Các số liệu thí nghiệm cần thiết cho việc tính tốn lập thành bảng sau: Lực dính đất, Csoil (kG/cm2) Cường ñộ kháng cắt cột, Ccol (kG/cm2) Môñun biến dạng, E50 (kG/cm2) Áp lực dọc trục lớn nhất, qu (kG/cm2) Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Khu vực 0,21 0,060 1,25 1,25 152,90 152,90 1,50 1,50 Khu vực 0,22 0,047 0,80 0,78 155,41 19,77 2,30 0,87 Khu vực 0,20 0,052 0,95 0,70 95,26 35,00 2,21 0,63 Khu vực 0,19 0,050 0,86 0,74 99,57 13,14 2,29 0,51 Khu vực 0,21 0,046 0,72 0,74 67,19 17,22 2,15 0,52 4.1.4 Thơng số cột đất gia cố ximăng - ðường kính cột: 0,6m - Chiều dài cột: 5,7m - Khoảng cách cột: 1m - Tỷ lệ trộn: 65kg/m dài HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 78 GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật 4.1.5 Kết cấu mặt ñường hạ cất cánh Vật liệu Chiều dày (cm) γ (T/m3) BTNC lớp BTN Polymer 7,0 2,4 BTNC20 8,0 2,4 BTNR25 8,0 2,4 CPðD gia cố xi măng 6% (02 lớp) 32,0 2,4 ðất chọn lọc 20,0 1,7 Bề rộng mặt ñường 60m 4.2 Tính tốn thiết kế Trong phần tác giả lấy số liệu ñịa chất dự án Sân bay Cần Thơ để tiến hành tính tốn theo quy trình Thụy ðiển, Thượng Hải – Trung Quốc Nhật Bản 4.2.1 Theo quy trình Thụy ðiển 4.2.1.1 Tính tốn tải trọng tác dụng lên cọc a Tải trọng phân bố trung bình đáy móng q = Σhikc.γikc = 0,17 kG/cm2 Trong đó: hikc ; γikc : Chiều dày, dung trọng lớp kết cấu cột b Xác ñịnh moduyn biến dạng cường ñộ kháng cắt khơng nước tương đương khối gia cố - Diện tích tương đối cọc (Tỷ số diện tích thay thế) as: π œ ' ™š p t  Trong đó: d: đường kính cọc, d = 60,00 cm S: Khoảng cách cọc, S = 100,00 cm => as = 0.28 - Moñun biến dạng tương ñương khối gia cố: Etñ = Ecol.as + (1-as).Esoil Trong đó: Etđ: Mơđun biến dạng tương đương khối gia cố Esoil: Mơđun biến dạng đất Ecol: Mơđun biến dạng cọc HVTH: Trần Văn Thuận Lớp Xây dựng ðường Ơ tơ & TP – K16 (CSII) Trang 79 GVHD: TS.Vũ ðức Sỹ Luận văn thạc sỹ kỹ thuật E  kG/cm2 E  kG/cm2 E:đ kG/cm2 h cm 97,00 152,90 112,8 142,0 21,00 152,90 58,3 428,0 Lớp ñất E  žf kG/cm2 E  žf kG/cm2 E žf kG/cm2 71,87 39,93 152,90 cEžf