Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không xử lý nền đất yếu dự án đường cao tốc tp hcm long thành dầu giây,luận văn thạc sỹ chuyên ngành kỹ thuật hạ tầng đô thị

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI -@&? - TRẦN QUANG VINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC TP.HCM – LONG THÀNH – DẦU GIÂY LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI -@&? - TRẦN QUANG VINH NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC TP.HCM – LONG THÀNH – DẦU GIÂY CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ MÃ SỐ : 60 – 58 – 22 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC TS TƠ NAM TỒN Thành Phố Hồ Chí Minh - 2013 LỜI CẢM ƠN Luận văn tổng hợp kiến thức thời gian học tập nghiên cứu học viên tận tình giúp đỡ, bảo tồn thể thầy giảng dạy suốt thời gian qua Để có thành ngày hơm nay, ngồi nổ lực khơng ngừng thân không kể đến công ơn thầy, cô giáo Trường Giao Thông Vận Tải nói chung thầy, giáo khoa sau Đại học Trường Giao Thơng Vận Tải nói riêng tận tình giúp đỡ em hồn thành chương trình cao học viết luận văn Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Tơ Nam Toàn, người Thầy dành nhiều thời gian tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu để giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp Mặc dù có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn tất nhiệt tình lực mình, nhiên chắn tránh khỏi hạn chế thiếu sót Rất mong nhận đóng góp q báu Q Thầy Cơ bạn Trân trọng./ Tp.Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013 Học viên Trần Quang Vinh Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 1/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn MỤC LỤC MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tượng phương pháp nghiên cứu Độ tin cậy đề tài Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài CHƯƠNG 1: Tổng quan điều kiện địa chất đặc điểm khai thác dự án cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây xây dựng khu vực Quận 2, Quận (Tp Hồ Chí Minh) huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai) 1.1 Đặc điểm địa chất thành phố Hồ Chí Minh tỉnh Đồng Nai 1.2 Đặc điểm phân vùng địa chất khu vực huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai) 11 1.2.1 Vị trí địa lý điều kiện tự nhiên: 11 1.2.2 Địa tầng: 11 1.2.3 Điều kiện địa chất cơng trình 11 1.2.3.1 Địa tầng 11 1.2.3.2 Tính chất lý đất (chi tiết xem phụ lục A đính kèm) 14 1.3 Đặc điểm khai thác dự án cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây xây dựng khu vực Quận 2, Quận (Tp Hồ Chí Minh) huyện Long Thành, Nhơn Trạch (Đồng Nai) 14 CHƯƠNG 2: Các biện pháp xử lý đất yếu dự án đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây 17 2.1 Tìm hiểu nghiên cứu lý thuyết chung cố kết 17 2.1.1 Quá trình cố kết 17 2.1.1.1 Quá trình cố kết lớp đất đơn giản 17 2.1.1.2 Quá trình cố kết lớp đất phức tạp 20 2.1.2 Lý thuyết cố kết thấm hướng Terzaghi 21 2.1.2.1 Các giả thiết Terzaghi 21 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 2/114 GVHD: TS.Tô Nam Tồn 2.1.2.2 Lập phương trình vi phân cố kết thấm 22 2.1.2.3 Điều kiện biên toán 23 2.1.2.4 Giải phương trình vi phân cố kết thấm 24 2.1.2.5 Các trường hợp ý 24 2.2 Các giải pháp xử lý xây dựng đường ô tô đắp đất yếu Tìm hiểu biện pháp xử lý đất yếu dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 24 2.2.1 Các giải pháp khơng cải thiện đất yếu q trình xây dựng 24 2.2.1.1 Đắp theo giai đoạn 25 2.2.1.2 Đắp bệ phản áp 26 2.2.1.3 Gia tải tạm thời 27 2.2.1.4 Nền đắp nhẹ 28 2.2.1.5 Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật 29 2.2.1.6 Sử dụng hệ móng cọc 30 2.2.1.7 Lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (đắp móng cứng) 30 2.2.2 Các giải pháp cải thiện đất yếu trình xây dựng 32 2.2.2.1 Đào phần đào toàn đất yếu (phương pháp thay đất) 32 2.2.2.2 Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (sử dụng bấc thấm, giếng cát) 32 2.2.2.3 Cố kết hút chân không 36 2.2.2.4 Gia cố đất yếu cọc đất gia cố vôi xi măng 37 2.2.2.5 Cải tạo đất cọc vật liệu rời 39 2.2.3 Tìm hiểu biện pháp xử lý đất yếu dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 44 2.3 Giới thiệu lược sử phát triển, ngun lý tính tốn quy trình cơng nghệ xử lý đất yếu hút chân không 44 2.3.1 Lược sử phát triển: 44 2.3.2 Ngun lý tính tốn xử lý đất yếu hút chân không 45 2.3.3 Quy trình cơng nghệ xử lý đất yếu hút chân không 49 2.3.3.1 Các loại máy móc, thiết bị thi cơng 49 2.3.3.2 Trình tự thao tác xử lý 49 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 3/114 GVHD: TS.Tô Nam Tồn 2.3.3.3 Cơng tác thiết bị quan trắc sau xử lý 51 2.3.3.4 Cơng tác thí nghiệm đánh giá chất lượng đất sau xử lý 52 CHƯƠNG 3: Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân khơng xử lý đất yếu gói thầu số (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 57 3.1 Lựa chọn phương xử lý đường đắp đất yếu gói thầu số (Km14+100-:Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 57 3.1.1 Giới thiệu 57 3.1.2 Phương pháp bấc thấm gia tải trước thông thường 58 3.1.3 Các phương pháp xử lý xem xét để thay 59 3.1.4 Đánh giá phương pháp cố kết chân không 60 3.1.5 So sánh giá thành phương pháp bấc thấm thoát nước đứng thông thường PVD phương pháp cố kết chân không 62 3.1.6 Kết luận kiến nghị 62 3.2 Các nội dung tính tốn thiết kế xử lý đất yếu hút chân không 63 3.2.1 Tiêu Chuẩn Thiết Kế 63 3.2.2 Tải Trọng Thiết Kế 63 3.2.2.1 Tải trọng thiết kế 63 3.2.2.2 Tải trọng gia tải 64 3.2.3 Phương Pháp Tính Lún 64 3.2.4 Lún cố kết theo thời gian gia tăng Sức kháng cắt trình cố kết 65 3.2.4.1 Mức độ cố kết 65 3.2.4.2 Sức kháng cắt gia tăng trình cố kết 67 3.2.5 Độ lún dư sau thi công độ lún yêu cầu trước dỡ tải 67 3.2.5.1 Độ lún dư sau thi công 67 3.2.5.2 Độ lún yêu cầu dỡ tải 68 3.2.6 Kiểm Tra Ổn Định 68 3.2.6.1 Phương pháp tính tốn 68 3.2.6.2 Gia tăng ổn định vải ĐKT gia cường 69 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 4/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn 3.2.7 Thơng Số Thiết Kế 69 3.2.8 Thiết kế chi tiết cho đoạn D1, D2 70 3.3 Biện pháp thi cơng hút chân khơng gói thầu số (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 72 3.3.1 Tạo mặt thi công 72 3.3.2 Công tác thi công bấc thấm đứng 72 3.3.2.1 Đánh dấu vị trí bấc thấm đứng 72 3.3.2.2 Cắm bấc thấm đứng: kiểm định thiết bị quan trắc 73 3.3.2.3 Thi công cắm bấc thấm đứng đồng loạt 73 3.3.3 Đào rãnh để lắp đặt đường ống bể tách pha CVC 74 3.3.4 Lắp đặt bấc thấm ngang 75 3.3.5 Bố trí đường ống bể tách pha CVC 75 3.3.6 Lấp đất cho rãnh đào 76 3.3.7 Lắp đặt bảo vệ 76 3.3.8 Lắp đặt kín khí 77 3.3.9 Xử lý bờ bao 77 3.3.10 Bố trí bơm hút chân khơng máy phát điện 78 3.3.11 Bơm hút chân không 78 3.3.11.1 Bắt đầu bơm 78 3.3.11.2 Kiểm tra khí xử lý kín khí 78 3.3.11.3 Áp suất chân không 79 3.3.11.4 Đắp đất đường 79 3.3.11.5 Thời gian lún 79 3.4 Công tác quan trắc kết thí nghiệm trường đoạn D1, D2 thuộc gói thầu số (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 81 3.4.1 Thiết bị quan trắc 81 3.4.1.1 Phương án lắp đặt thiết bị quan trắc 81 3.4.1.2 Thiết bị quan trắc đoạn D1, D2 94 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 5/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn 3.4.1.3 Kết quan trắc 97 3.4.2 Phân tích kết quan trắc 99 3.4.2.1 Kiểm tra ổn định đất 99 3.4.2.2 Tính tốn lún cuối theo phương pháp Asaoka 101 3.4.2.3 Phân tích ngược số liệu quan trắc 105 3.4.2.4 Ước tính độ lún dư 107 3.4.3 Đánh giá thông số đất 108 3.4.3.1 Kết khảo sát địa chất trước xử lý đất yếu 108 3.4.3.2 Kết khảo sát địa chất sau xử lý đất yếu 108 3.4.3.3 So sánh đánh giá thông số đất trước sau xử lý đất yếu 109 3.4.3.4 Kết luận: 110 CHƯƠNG 4: Kết luận, kiến nghị dự kiến hướng nghiên cứu 112 4.1 Kết luận 112 4.2 Kiến nghị 113 4.3 Phần phụ lục 113 4.3.1 Phụ lục A 4.3.2 Phụ lục B 4.3.3 Phụ lục C Tài liệu tham khảo HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 6/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Nước ta bước vào thời kỳ cơng nghiệp hố đại hố, sở hạ tầng kỹ thuật, khu đô thị mới, tuyến đường cao tốc…đã xây dựng với tốc độ ngày lớn Nền móng cơng trình xây dựng nhà ở, đường sá, đê điều, đập chắn nước số cơng trình khác đất yếu thường đặt hàng loạt vấn đề phải giải như: sức chịu tải thấp, độ lún lớn độ ổn định diện tích lớn Việt Nam biết đến nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Hồng sông Mê Kông Nhiều thành phố thị trấn quan trọng hình thành phát triển đất yếu với điều 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 để xử lý đất yếu Việc xử lý đất yếu vấn đề thiết quan trọng hàng đầu ngành xây dựng đại Xử lý đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải đất, cải thiện số tính chất lý đất yếu như: giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số mođun biến dạng, tăng cường độ chống cắt đất…đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình Rất nhiều biện pháp gia cố đất yếu áp dụng như: gia tải trước, tầng đệm cát, gia cố đường, bệ phản áp, sử dụng vật liệu nhẹ (sử dụng phụ gia để gia cố đất, đất vật liệu nhẹ); thay lớp đầm chặt, thả đá hộc (với chiều dày lớp bùn không sâu); thoát nước cố kết (bấc thấm, giếng bao cát, cọc cát, giếng cát, cọc đá dăm); móng phức tạp (hạ cọc bê tông, hạ cọc chấn động, cọc xi măng đất, cọc đất – vôi – xi măng, cọc bê tơng có lẫn bột than); cọc cứng (cọc ống mỏng chế tạo chỗ); cọc cừ tràm cọc tre….Nhưng biện pháp không đạt hiệu gia cố, mà ảnh hưởng đến môi trường xung quanh kéo dài thời gian thi cơng cơng trình Với mong muốn nâng cao chất lượng cơng tác gia cố đất yếu Vì với đồ án ”Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không xử lý đất yếu dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây” cần thiết để đánh giá hiệu công tác xử lý đất yếu, rút ngắn thời gian thi công, giảm thiểu đáng kể lượng vật liệu đắp, diện tích đắp; tạo tiền đề áp dụng cho cơng trình xây dựng đất yếu tương lai HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 7/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đề tài nghiên cứu nội dung cụ thể sau: Tìm hiểu nghiên cứu Lý thuyết chung cố kết đất Làm rõ ngun lý tính tốn quy trình cơng nghệ xử lý đất yếu hút chân không Nghiên cứu kết xử lý đất yếu phương pháp cố kết hút chân khơng gói thầu số (Km14+100-:-Km23+900) dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành –Dầu Giây Đối tượng phương pháp nghiên cứu Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình, tính chất xây dựng thuận lợi khó khăn trình triển khai đưa giải pháp xử lý đất yếu xây dựng đường ơtơ Tìm kiếm nghiên cứu tài liệu nước lý thuyết cố kết kiến thức môn Cơ học đất làm sáng tỏ vấn đề sở mang tính lý thuyết phương pháp Nghiên cứu ứng dụng thực tế phương pháp cố kết hút chân không dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây Độ tin cậy đề tài Đề tài dùng số liệu từ kết khảo sát địa chất đường trước sau xử lý đất yếu phương pháp cố kết hút chân không trường dự án đường cao tốc Vì kết đủ độ tin cậy Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Giúp cho nhà đầu tư dự án ước lượng kết lún đường dự án qua khu vực có đất yếu, từ kiểm tra sơ kinh phí đầu tư, đẩy nhanh tiến độ thi công, mang lại hiệu kinh tế Đối với nhà tư vấn thiết kế, sơ đưa độ lún đường: lập đề cương khảo sát, lựa chọn giải pháp xử lý đường Giúp cho người thiết kế nhanh chóng có kết tính lún phù hợp với quy mô đường, rút ngắn thời gian hồn thành cơng tác lập dự án HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 83/114 Giới hạn nhiệt độ −20°C to +80°C Chiếu dài × Đường kính 133 × 25.4 mm GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Cọc tiêu quan trắc Cọc tiêu quan trắc chuyển vị ống thép đường kính 100mm dài 1.7m Thiết bị đo lún sâu (Extensometer) Thiết bị đo lún sâu từ trường – dây rung kiểu Model 1900 (USA) Kiểu thiết bị đo lún sâu từ trường Model 1900 thiết kế để đo lún trương nở đất yếu gia tải dở tải để xây dựng đất đắp, san lắp, móng nhà Đầu giị thả vào ống dẫn hướng telescoping để phát đo vị trí nhện từ lắp đặt bao quanh ống dẫn hướng độ sâu khác dọc theo hố khoan hay đắp Đĩa từ sử dụng đắpvà nhện từ sử dụng hố khoan Tiêu chuẩn kỹ thuật Tiêu chuẩn giới hạn unlimited (cable lengths 30, 150m) Độ phân giải ±1 mm Giới hạn nhiệt độ −30°C to +80°C Đường kính hố klhoan 102 to 152 mm Thiết bị đo chuyển vị ngang (Inclinometers) Đầu đo chuyển vị ngang kiểu Model 6000 dùng tương ứng với ống dẫn hướng kiểu : Inclinometer Probe - Model 6000 Kiểu thiết bị đo chuyển vị ngang Model 6000 sử dụng với ống dẫn hướng để đo chuyển vị đất theo phương ngang xảy mái dốc không ổn định, đậm, đường gia thơng, san lắp Nó đo chuyển vị vách hố đào, vách hố móng, đường hầm, cọc, cừ ván Đầu đo có vỏ bộc HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 84/114 GVHD: TS.Tô Nam Tồn thép khơng rỉ có hai gia tốc kế cân lực với điện đấu volt tương ứng với 30 độ (sử dụng vớp hộp đọc số liệu oại GK-603) Tiêu chuẩn kỹ thuật Giới hạn tiêu chuẩn ±53° Độ phân giải ±0.025 mm/500 mm (±10 arc seconds) (±0.0001 ft/2 ft (±10 arc seconds)) Độ xác hệ thống¹ ±6 mm/30 m (±0.25 in./100 ft) Giới hạn nhiệt độ 0°C to +50°C Dài × Đường kính 700 × 25 mm (Metric) or 32 × in (English) Kích thướt ống dẫn hướng I.D 51 to 89 mm (2 to 3.5 in.) Chuẩn bánh xe 0.5 m (Metric) or ft (English) Ống dẫn hướng kiểu Model 6500 Kiểu ống dẫn hướng đo chuyển vị ngang Model 6500 sử dụng với thiết bị đo chuyển vị ngang để đo chuyển vị vách hố đào, vách hố móng, đường hầm, cọc, cừ ván Ống dẫn hướng ống nối lien kết với đinh tán chống thấm keo băng keo Ống dẫn hướng có rãnh trượt bánh xe, phân bố góc gốc 90 độ sản xuất sợi thủy tinh để có trọng lượng nhẹ chắcchịu môi trường tự nhiên Tiêu chuẩn kỹ thuật Đường kính ngồi lớn 70 mm (ống dẫn hướng), 76.5 mm (ống nối) Chiều dày thành ống mm ống dẫn hướng), mm (ống nối) Dài m (ống dẫn hướng), 300 mm (ống nối) Hộp đọc Các hộp đọc sản xuất hãng Geokon (USA) bao gồm: Ø Hộp đọc áp lực GK-403 Hộp đọc Model GK-403 thiết kế để sử dụng cho tồn đầu giị loại giây rung Geokon sản xuất Vỏ máy đươc sản xuất để chịu điều kiện thời tiết Nguồn điện sử dụng điện chiều xạc được, có ổ cắm cho dây cáp nối với máy tính RS-232, HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 85/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn phần mềm tuơng ứng hướng dẫn sử dụng Lưu số liệu đọc nút vận hành số liệu đọc lưu lại số tham chiếu có giới hạn từ đến 256, đo, ngày, nhiệt độ Tất số liệu đọc truyền tới máy tính chủ xuất số liệu theo dạng bảng tính theo yêu cầu ứng dụng Tiêu chuẩn kỹ thuật Giới hạn dao động 400 Hz to 6000 Hz, Volt Square Wave Độ phân giải 0.1 µs Độ nhạy thời gian ±50 ppm Giới hạn nhiệt độ −10°C to +50°C D×R×C 191 × 133 × 235 mm Ø Hộp đọc đo chuyển vị GK-603 model 6000 Hộp đọc đo chuyển vị ngang kiểu Model GK-603 thiết bị dễ sử dụng, di chuyển chịu va chạm Thiết bị nối với đầu dò dùng để đo chuyển vị ngang lưu trữ phân tích số liệu Vỏ máy nhơm đươc sản xuất chịu điều kiện thời tiết khắc nghiệt sử dụng trường Số liệu lưu trong bảng (ma trận) có kích thướt lớn có 15 hàng x 20 cột, đọc mà hình LCD điều kiện ánh sáng Nguồn điện acquy 12 Volt sạc đượcvà sử dụng trong7 Nguồn điện cho xử lý pin lithium trì bốn năm Thơng số kỹ thuật (đo tương tự) Giới hạn nguồn Độ phân giải Độ xác ±10 VDC part in 40,000 ±0.15% F.S Giới hạn nhiệt độ 0°C to +50°C L×W×H 210 ×165 × 203 mm 4) Phương pháp lắp đặt Vị trí lắp đặt thiết bị HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 86/114 GVHD: TS.Tô Nam Tồn Vị trí cao độ thiết bị xác định máy toàn đạc điện tử (Electronic Total Station – ETS, Model Topcon – N35) với sai số đo góc ± sai số đo cạnh ± (2mm + ppm) Vị trí thiết bị thể vẽ Phụ lục A đính kèm Lắp đặt đo lún Quy trình phương pháp lắp đặt đo lún sau : (1) Xác định ví trí lắp đặt (2) Đào hố kích thước 1mx1m cao trình thiết kế (3) Đầm chặt bề mặt hố đào (4) Lắp đặt đo lún (5) Nối với ống (6) Đắp lại đầm chặt (7) Đo ghi lại cao toạ độ lắp đặt (8) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt Lắp đặt thiết bị đo áp PVD Quy trình phương pháp lắp đặt thực theo hướng dẫn kỹ thuật nhà sản xuất vẽ thiết kế sau: (1) Xác định vị trí lắp đặt (2) Đặt đầu pizometer bấc thấm vị trí cọc tim (mandrel) tiến hành cắm bấc thấm (kèm theo đầu pizometer) đến cao trình thiết kế đặt pizometer (3) Rút cần cấm bấc thấm lên chờ ổn định sau đọc giá trị pizometer (4) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt Trước lắp đầu pizometer bấc thấm, đọc giá trị ban đầu phải kiểm tra giấy hiệu chuẩn cơng trường theo quy trình hướng dẫn nhà sản xuất Lắp đặt thiết bị đo áp đất Quy trình phương pháp lắp đặt thực theo hướng dẫn kỹ thuật nhà sản xuất vẽ thiết kế sau: (1) Xác định vị trí lắp đặt (2) Khoan xoay máy với đường kính hố klhoan 110mm đến cao trình thiết kế (3) Làm hố khoan HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 87/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn (4) Bao bọc đầu pizometer túi vải địa kỹ thuật lắp đầy cát hạt thơ, kích thước túi cát thể vẽ bảo hoà nước khoảng (5) Hạ từ từ đẩu piezometer đến cao độ thiết kế (6) Đổ cát hạt thô, viên bentonite khô, dung dịch xi măng bentonite vào hố khoan (7) Chờ cho ổn định đọc số đọc ban đầu (8) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt Trước lắp đầu pizometer hố khoan, đọc giá trị ban đầu phải kiểm tra giấy hiệu chuẩn cơng trường theo quy trình hướng dẫn nhà sản xuất Thiết bị đo lún sâu (Extensometer) Quy trình phương pháp lắp đặt thiết bị đo chuyển vị ngang (inclinometer) thực theo hướng dẫn nhà sản xuất vẽ thiết kế nhu sau : (1) Xác định vị trí lắp đặt (2) Khoan xoay máy khoan, đường kính 150mm đến cao độ thiết kế Lắp ống chống PVC D110mm đoạn cát đắp (3) Nối ống dẫn hướng, ống nối trượt, nhệt cách sử dụng dây thép đến độ sâu thiết kế (4) Rót dung dịch xi măng bentonite vào ống dẫn hướng thành hố khoan ống rót từ lên (5) Đọc số đọc ban đầu extensometer cao độ đỉnh ống (6) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt.từ, nắp che lắp vào hố khoan Lắp đặt cọc tiêu quan trắc chuyển vị ngang Quy trình phương pháp lắp đặt cọc tiêu quan trắc sau : (1) Xác định vị trí lắp đặt (2) Lắp đặt cọc búa tay/máy (3) Ghi lại cao toạ độ lắp đặt (4) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt Lắp đặt thiết bị đo chuyển vị ngang (inclinometers) Quy trình phương pháp lắp đặt thiết bị đo chuyển vị ngang (inclinometer) thực theo hướng dẫn nhà sản xuất vẽ thiết kế nhu sau : (1) Xác định vị trí lắp đặt (2) Khoan xoay máy khoan, đường kính 110mm đến cao độ thiết kế HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 88/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn (3) Nối đoạn ốngh dẫn hướng ống nối chuyên dụng bấm ri vê, điểm nối sử dụng băng keo chống thấm nước (4) Lắp đặt ống dẫn hướng vào hố khoan đến cao độ thiết kế (5) Rót dung dịch xi măng bentonite vào ống dẫn hướng thành hố khoan ống rót từ lên (6) Đọc số đọc ban đầu Inlinnometer cao độ đỉnh ống (7) Làm rào chắn bảo vệ cọc gỗ thùng sắt 5) Phương pháp quan trắc xử lý số liệu Độ lún từ đo lún mặt Quy trình đạt độ lún từ đo lún sau : (1) Đo cao độ đỉnh rod máy thủy chuẩn từ mốc tham chiếu cố định (2) Tính tốn cao độ đo lún từ giá trị khảo sát chiều dài cao độ rod (3) Tổng độ lún thu chênh lệch cao độ cao độ lúc đầu lắp đặt cao độ lúc khảo sát Áp lực nước kẽ rỗng đất áp lực chân khơng PVD từ áp kế Quy trình đo áp lực sau : (1) Nối cáp tính hiệu vào hộp đọc GK-403 để đọc giá trị áp lực R1 giá trị nhiệt độ T1 (2) Từ giá trị R1 T1 với số đọc ban đầu R0 T0, tính tổng áp lực theo công thức hướng dẫn nhà sản xuất Thiết bị đo lún sâu (Extensometer) Quy trình tính độ lún sâu từ extensometers sau: (1) Đo cao độ đỉnh ống máy thủy chuẩn từ mốc tham chiếu cố định (2) Đo độ sâu từ đỉnh ống đến vị trí nhện từ cách sử dụng thướt đo nhện (3) Tính tốn cao độ nhện từ từ giá trị đo (4) Sự khác biệt cao độ nhện từ ban đầu tổng độ lún thời điểm khảo sát Đo chuyển vị cọc tiêu Quy trình đo chuyển vị từ cọc tiêu sau: (1) Đo tọa độ cọc tiêu máy toàn đạt điện tử tham chiếu mốc khống chế cố định HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 89/114 GVHD: TS.Tô Nam Toàn (2) Tổng chuyển vị cọc tiêu khác biệt giưa lần đo với lúc khảo sát Đo chuyển vị ngang (inclinometers) Quy trình khảo sát chuyển vị ngang inclinometer sau : (1) Đo cao độ đỉnh ống máy thủy chuẩn tham chiếu từ mốc khống chế (2) Thả từ từ đầu dò inclinometer nối với hộp đọc GK-603 để đọc giá trị ứng với độ 0.5m từ đỉnh ống Tính tốn chuyển vị ngang từ số liệu đo dựa theo hướng dẫn nhà 6) Mật Độ Quan Trắc Báo cáo Mật độ quan trắc Stt Hạng mục /Thiết bị Tấm đo lún Tiến độ Quá trình Lưu tải đắp ngày lần/tuần ngày lần/tuần ngày lần/tuần Cọc tiêu quan trắc ngày lần/tuần Đo lún sâu ngày Chuyển vị ngang ngày Áp lực PVD Áp lực đất lần/tuần Nhiệm vụ Đo lún mặt Đo áp lực chân không PVD Đo áp lực kẽ rỗng đất ứng với độ sâu Khảo sát biến dạng bên đắp Đo chuyển vị ngang theo độ sâu Mục đích Ước tính độ lún sau lún dư Kiểm tra áp lực chân khơng Ước tính mức độ cố` kết Dự đốn tính ổn định Dự đốn tính ổn định Báo cáo Báo cáo quan trắc lặp sau: (1) (2) Báo cáo lắp đặt trường, số đọc phiếu hiệu Báo cáo tháng gồm có số liệu đọc, xử lý số liệu phân tích kết thể thành bảng biểu đồ sau: Tóm tắt cơng việc lắp đặt Tóm tắt cơng việc quan trắc Tóm tắt kết quan trắc HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 90/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Độ ổn định đường Kết nhận xét đánh giá Hình 3.21 Chiều cao đắp ứng với đường cong lún tốc độ lún Hình 3.22 Áp lực kẽ rỗng theo thời gian tương ứng chiều cao chất tải HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 91/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Hình 3.23 Biểu đồ đo chuyển vị ngang theo độ sâu Kế hoạch kiểm soát chất lượng Các thiết bị phải kiểm định chất lượng trước đem công trường Nhiệm vụ chuyên gia tham gia thể Bảng 3.3 Bảng 3.3 Vị trí nhiệm vụ chuyên gia STT Vị trí Nhiệm vụ Chuyên gia thiết - Chỉ huy trưởng công trường bị quan trắc - Quản lý sức khỏe, an tồn bảo vệ Chỉ huy phó mơi trường HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật STT Vị trí Trang 92/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Nhiệm vụ - Đặt hàng nhập thiết bị - Giám sát công tác lắp đặt quan trắc - Lập báo cáo lắp đặt thiết bị - Ký kiểm tra hồ sơ nghiệm thu - Dự họp hàng tuần công trường - Kiểm tra số liệu đo thô hàng tuần - Gửi số liệu thô, báo cáo cho Kỹ sư tư vấn Nhà Thầu - Kiểm tra báo cáo quan trắc Chuyên gia lắp đặt - Quản lý nhóm lắp đặt quan trắc thiết bị quan trắc - Đặt mua thiết bị nước - Lập báo cáo lắp đặt có lien quan - Quản lý sức khỏe, an tồn bảo vệ mơi trường - Giám sát đội địa hình đội quan trắc - Xác địnhcác vị trí để lắp đặt thiết bị - Lưu trữ số liệu thô thiết bị - Gửi số liệu thô cho chuyên gia - Đo độ lún, áp lực piezometer, chuyển vị - Theo dỗi kiểm tra nối ống đo lún công trường trình đắp Kiểm tra ổn định đất Hệ số an toàn, FS, ổn định tổng thể trình đắp đánh giá qua việc đo độ lún chuyển vị ngang, theo biểu đồ Wakita Matsuo (l994) (theo CIRTA report 185 – The Observational method in Ground engineering) HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 93/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn Hình 3.24 Mẫu kiểm tra độ ổnh định đất Bảng 3.4 Tiêu chuẩn quan trắc công việc yêu cầu Cấp Phạm vi δ − γσ/δ < 0.7 (FS > 1.43) 0.7 - 0.8 (1.25 < FS < 1.43) 0.8 - 0.9 (1.11 < FS < 1.25) > 0.9 (FS < 1.11) Công việc nhà thầu N/A Báo cáo hàng ngày Quan trắc Biện pháp đối phó Quan trắc thơng thường NA Thông báo TVGS Quan trắc phải tiến tiến hành lập hành kiểm tra tức đứng vị trí Dừng đắp gần vị trí Quan trắc Quan trắc 1lần/ngày đến 2lần/ngày Phương pháp kiểm tra độ lún dư Căn vào kết đo lún, dùng phương pháp Asaoka để xác định độ lún sơ cấp sau ứng với tải trọng gia tải, sau tính tốn mức độ lún u cầu trước dở tải đảm bảo độ lún dư theo tiêu chuẩn thiết kế Độ lún dư cho phép sau thi công 15 năm nhỏ vượt 10cm~20cm cho tất khu vực xử lý HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 94/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn 3.4.1.2 Thiết bị quan trắc đoạn D1, D2 Công tác quan trắc thiết bị đo đạc cho đoạn D1, D2 phải chuẩn bị kỹ để cung cấp đầy đủ thông tin quan trọng đảm bảo an tồn thi cơng đánh giá hiệu việc xử lý phương pháp cố kết chân không (VCM) Các thiết bị địa kỹ thuật lắp đặt cho đoạn bao gồm áp kế điện tử PVD (PD), áp kế điện tử đất, bàn đo lún (SP), thiết bị đo lún sâu (EX), nghiêng kế (IC), cọc chuyển vị ngang (LS) Mặt bố trí thiết bị mặt cắt ngang thể hình 3.13 đến hình 3.15 Danh sách tên thiết bị, chức tần suất đo đạc cho khu vực thi công D1,D2 thể Bảng 3.3 Bảng 3.5 Tổng hợp kế hoạch công tác quan trắc Loại thiết bị Chức Đoạn Đoạn D1 D2 (cái) (cái) Tần suất đo đạc Quá trình Lưu tải đắp Bàn đo Lắp đặt đỉnh bệ thi công để lún đo độ lún thẳng đứng 5 1 6 ngày lần/tuần Lắp đặt đỉnh, trung tâm đáy Thiết bị tầng đất yếu đo độ lún thẳng đo lún đứng đất độ sâu xác ngày lần/tuần ngày lần/tuần ngày lần/tuần định Nghiêng Lắp đặt mép khu vực xử lý để kế đo chuyển vị ngang Lắp đặt số khoảng cách Cọc tính từ chân đắp để đo chuyển vị chuyển động đứng chuyển vị ngang ngang khoảng cách xác định từ đường chân Áp kế Lắp đặt độ sâu khác 3 điện tử bên bấc thấm để đo (trong (trong (trong bấc phân bổ áp suất chân không theo đất) đất) ngày lần/tuần thấm độ sâu xác định bên 1 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật đất) Trang 95/114 GVHD: TS.Tô Nam Toàn đất bấc thấm để theo dõi (trong (trong phân tán áp suất nước lỗ rỗng PVD) PVD) thừa HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 96/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn SP – Bàn đo lún, EX –Thiết bị đo lún sâu, PD – Thiết bị đo áp lực kẽ rỗng PVD, IC – Thiết bị đo nghiêng, LS – Cọc tiêu chuyển vị ngang Hình 3.25 Mặt bố trí thiết bị quan trắc TYPICAL SECTION OF MONITORING INSTRUMENTS D-1 1000 500 3375 3375 1300 500 1000 1300 PS07 SP13 PS03 PD03 EX03 SP12 SP14 LATERAL DISPLACEMENT OBSERVING STAKE :2 LATERAL DISPLACEMENT OBSERVING STAKE H3 :2 LS013 LS014 1000 LS015 500 LS016 200 200 500 LAYER 1a ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED IN SOIL) ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED WITHIN PVD) LAYER 1b LAYER L2-1 PVD ADDITIONAL ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED IN SOIL) Hình 3.26 Mặt cắt thiết bị đo trường cho đoạn thử D-1 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19 LS017 LS018 1000 Luận Văn Thạc Sĩ Kỹ Thuật Trang 97/114 GVHD: TS.Tơ Nam Tồn TYPICAL SECTION OF MONITORING INSTRUMENTS D-2 1000 500 1125 2250 2250 1300 SP17 LATERAL DISPLACEMENT OBSERVING STAKE 500 1000 SP19 1:2 :2 IC04 LATERAL DISPLACEMENT OBSERVING STAKE H3 IC03 1125 1300 PS08 SP18 PS04 PD04 EX04 LS019 LS020 1000 LS021 500 LS022 200 200 500 LS023 LS024 1000 LAYER 1a ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED IN SOIL) INCLINOMETER ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED WITHIN PVD) LAYER 1b PVD ADDITIONAL ELECTRICAL PIEZOMETER (PLACED IN SOIL) LAYER 2a Hình 3.27 Mặt cắt thiết bị đo trường cho đoạn thử D-2 3.4.1.3 Kết quan trắc Quá trình đắp gia tải Tiến độ đắp gia tải tính đến ngày 15 / 09 /2011 cho đoạn D1, D2 tóm tắt sau: a) Cho đoạn D1 − Thời gian gia tải 71 ngày từ 01/03/2011 đến 11/05/2011 (khoảng 2.33 tháng) − Tốc độ gia tải khoảng 6cm/ngày, cao 8.5cm/ngày − Tổng thời gian lưu tải (sau chất đầy tải) tính đến ngày 15/09/2011 127 ngày (4.23 tháng) thể hình C.1 b) Cho đoạn D2 − Thời gian gia tải 98 ngày từ 01/03/2011 đến 06/06/2011 (khoảng 3.26 tháng) − Tốc độ gia tải khoảng 4.5cm/ngày, cao 9cm/ngày − Tổng thời gian lưu tải (sau chất đầy tải) tính đến ngày 15/09/2011 103 ngày (3.43 tháng) thể hình C.2 Bơm chân không áp lực nước lỗ rỗng Q trình bơm chân khơng mơ tả hình C.1 hình C.2 áp suất chân khơng đo máy bơm cao 90 kPa (9.2m nước) Biều đồ quan hệ áp suất chân không đo bấc thấm, đắp gia tải độ lún thời gian trình bày hình C.3 hình C.4 cho đoạn D1,D2 HVTH: Trần Quang Vinh - Lớp Kỹ thuật hạ tầng đô thị K19