Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật LỜI CẢM ƠN Trong trình học tập cao học Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải, tác giả học nhiều kiến thức chuyên ngành Xây dựng đường ô tơ đường Thành Phố, nâng cao trình độ, nhận thức, ứng dụng nghiên cứu khoa học kỹ thuật vào công việc, làm việc khoa học kết đạt công tác tốt Được giúp đỡ nhiệt tình Thầy, Cơ tác giả hồn thành luận văn góp phần vào việc ứng dụng khoa học kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng, xây dựng cho q hương đất nước ngày giàu đẹp Tác giả cảm ơn Thầy Cô Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải đặc biệt cảm ơn PGS.TS Trần Tuấn Hiệp giáo viên trực tiếp hướng dẫn để học viên thực thành công luận văn Xin chân thành cảm ơn! TÁC GIẢ Nguyễn Chiến Mạnh Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật MỤC LỤC LỜI GIỚI THIỆU CHƯƠNG I : MỞ ĐẦU I MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu nghiên cứu đề tài Sự cần thiết đề tài Đối tượng phạm vi nghiên cứu .8 Nội dung nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Độ tin đề tài … Ý nghĩa khoa học đề tài II NỘI DUNG DỰ KIẾN CỦA LUẬN VĂN CHƯƠNG II CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 10 A KHÁI NIỆM, NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU 10 I KHÁI NIỆM, NGUỒN GỐC CỦA ĐẤT YẾU 10 II CÁC LOẠI ĐẤT YẾU THƯỜNG GẶP VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA CHÚNG 12 Đất sét mềm 12 Bùn 14 Than bùn 15 Các loại đất yếu khác 15 B CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 16 I PHƯƠNG PHÁP THAY ĐẤT BẰNG CÁCH ĐÀO MỘT PHẦN HOẶC ĐÀO TOÀN BỘ ĐẤT YẾU 16 II CẢI TẠO ĐẤT BẰNG CỌC CÁT 17 Khái niệm chung 17 Những phương án thi công cọc cát 17 2.1 Phương pháp nén chặt bằng rung động 17 2.2 Phương pháp thay bằng rung động 17 2.3 Phương pháp rung động kết hợp 18 Tính chất xây dựng đất hỗn hợp 18 Khả chịu tải giới hạn cọc cát đơn 20 Khả chịu tải giới hạn nhóm cọc cát 20 Độ lún đất hỗn hợp 21 Tốc độ lún cố kết ban đầu 21 Cường độ đất sét tăng cố kết 22 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Độ lún thứ cấp 23 10 Triển vọng việc sử dụng cọc cát 23 III PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 24 Khái niệm chung 24 Quá trình thủy hóa tác dụng xi măng đất 25 Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng – đất 26 Một số tác dụng phương pháp cọc đất gia cố xi măng 27 IV PHƯƠNG PHÁP THOÁT NƯỚC CỐ KẾT THEO PHƯƠNG THẲNG ĐỨNG BẰNG BẤC THẤM 28 Xử lý đất yếu bằng phương pháp bấc thấm 28 Tính tốn gia cố bằng bấc thấm 33 2.1 Ngun lý tính tốn 33 2.2 Trình tự tính tốn 33 V PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT ĐỂ TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 34 Khái quát chung 34 Lý thuyết tính tốn gia cường đất yếu bằng vải địa kỹ thuật 35 CHƯƠNG III MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ÁP DỤNG Ở CẦN THƠ 39 A GIỚI THIỆU CHUNG 39 B XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG TP CẦN THƠ 39 Đặc điểm địa chất 39 Xây dựng đường 39 C GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỢC ÁP DỤNG Ở CẦN THƠ 40 I Kết tính tốn tham khảo dự án Đường Mậu Thân - sân bay Trà Nóc, quận Ninh Kiều – TP Cần Thơ 40 Giới thiệu dự án 40 Điều kiện xây dựng 40 2.1Chiều cao đắp 40 2.2 Đặc điểm địa chất cơng trình 40 2.3 Các yêu cầu kỹ thuật tính tốn 42 Kết tính tốn xử lý đường 45 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 3.1 Đối với đoạn đắp có chiều cao Hđắp < 2,0m 45 3.2 Đối với đoạn đắp có chiều cao Hđắp ≥ 2,0m 45 II Kết tính tốn tham khảo dự án đường Quang Trung – cảng Cái Cui, quận Cái Răng – TP Cần Thơ 49 Giới thiệu dự án 49 Đặc điểm địa chất cơng trình 49 Kết tính tốn xử lý đường 52 3.1 Kiểm toán đường 52 3.2 Nền đường xử lý bằng bấc thấm 52 III Kết tính tốn tham khảo tuyến đường Bốn Tổng – Một Ngàn (huyện Cờ Đỏ) 54 Giới thiệu sơ dự án 54 Đặc điểm địa chất cơng trình 55 Kết tính tốn 55 IV Kết tính tốn tham khảo dự án đường ô tô đến trung tâm xã Thạnh An, Thạnh Thắng – huyện Vĩnh Thạnh, quận Thốt Nốt – TP Cần Thơ 63 Giới thiệu dự án 63 Đặc điểm địa chất cơng trình 64 Kết tính toán đoạn đường phải xử lý đất yếu 66 CHƯƠNG IV KẾT QUẢ TÍNH TOÁN GIÁ THÀNH VÀ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ÁP DỤNG Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ 69 A KẾT QUẢ TÍNH TỐN GIÁ THÀNH PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU SÂU Ở CẦN THƠ 69 I Áp dụng kết địa chất khu vực quận Ninh Kiều 69 Giải pháp xử lý đất yếu bằng bấc thấm 69 Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc cát 70 Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng 71 II Áp dụng kết địa chất khu vực quận Cái Răng 72 Giải pháp xử lý đất yếu bằng bấc thấm 72 Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc cát 72 Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng 73 III Áp dụng kết địa chất khu vực huyện Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh 74 Giải pháp xử lý đất yếu bằng bấc thấm 74 Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc cát 75 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Giải pháp xử lý đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng 75 B KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ÁP DỤNG Ở THÀNH PHỐ CẦN THƠ 76 I CÁC LOẠI GIẢI PHÁP TÁC ĐỘNG ĐẾN NỀN ĐẤT YẾU PHÍA DƯỚI NỀN ĐẮP 76 II.CÁC TIÊU CHÍ VÀ NGUYÊN TẮC LỰA CHỌN LOẠI CÔNG NGHỆ XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 80 Các tiêu chí để lựa chọn cơng nghệ áp dụng cho cơng trình đắp cụ thể 80 Nguyên tắc lựa chọn giải pháp công nghệ xây dựng đắp đất yếu 81 III/ PHẠM VI ÁP DỤNGCỦA CÁC GIẢI PHÁP CÔNG NGHỆ 81 IV/ ÁP DỤNG, SO SÁNH KINH TẾ - KỸ THUẬT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THƯỜNG ĐƯỢC SỬ DỤNG Ở CẤN THƠ 83 CHƯƠNG V KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 86 I KẾT LUẬN 86 II KIẾN NGHỊ 86 III HẠN CHẾ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 87 TÀI LIỆU THAM KHẢO 88 MỘT SỐ PHỤ LỤC 90 BẢNG BIỂU TÍNH TỐN 91 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật LỜI GIỚI THIỆU Đất nước ta phát triển nhanh, tốc độ tăng trưởng từ – 7% năm, năm 2010 nước ta thoát khỏi nước nghèo trở thành nước có thu nhập trung bình, phấn đấu đến năm 2020 trở thành nước cơng nghiệp, phát triển sở hạ tầng vô quan trọng, từ quy hoạch giao thông đến xây dựng cho đáp ứng phát triển kinh tế xã hội Đồng bằng sông Cửu Long vùng kinh tế lớn phía Nam, vựa lúa lớn nước, khu vực nuôi trồng xuất thủy sản chủ yếu nước Trong thành phố Cần Thơ thành phố trực thuộc TW, trung tâm vùng, có sân bay Quốc tế, có Cảng lớn nhiều Khu cơng nghiệp, đặc biệt công nghiệp chế biến xuất Thành phố dẫn đầu tỉnh vùng phát triển kinh tế, đời sống nhân dân nâng lên rõ rệt, tơ, xe máy tăng nhanh, cần phải phát triển hệ thống giao thơng đáp ứng nhu cầu phát triển Thành phố Cần Thơ nằm vùng ĐBSCL khu vực đất yếu, thấp trũng nên làm đường chủ yếu đường đắp để cao độ cao mực nước lũ Do chọn giải pháp để xử lý đất yếu quan trọng, giải pháp cho hợp lý mặt kỹ thuật kinh tế vấn đề lớn trình xem xét đầu tư Hiện ĐBSCL có nhiều tuyến đường xây dựng đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương, Trung Lương - Cần Thơ, nâng cấp quốc lộ A, đường Nam Sông Hậu v v, Thành phố Cần Thơ thi công đường Mậu Thân – Sân Bay Cần Thơ, đường Quang Trung – Cái Cui …., đường cấp cao quy mô lớn cấp I, II Các phương pháp xử lý đất yếu thường dùng : giếng cát kết hợp với gia tải, bấc thấm kết hợp với gia tải, cọc đất giá cố xi măng, vải địa kỹ thuật vv… Công nghệ thi công xử lý đất yếu đến khơng cịn vấn đề lớn việc nghiên cứu đưa quy trình cơng nghệ thi công tương ứng với giải pháp giảm giá thành xây dựng để tiến tới hoàn thiện phải xem xét nhiều Điều quan trọng ảnh hưởng đến chất lượng khai thác cơng trình sau Thực tế cho thấy, có nhiều cơng trình tiến hành triển khai thi cơng quy trình thi cơng nghiệm thu cịn chưa hồn chỉnh, nên chất lượng thi cơng cơng trình chưa đạt mong muốn, cơng trình làm xong phải tiếp tục theo dõi xử lý, chờ lún, nhiều cơng trình bị lún q mức cho phép trình khai thác phải tiến hành sửa chữa lớn Ví dụ miền Bắc đường Pháp Vân – Cầu Giẽ, miền Nam đường Sài Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Gòn – Trung Lương … có nhiều đoạn đường tiếp tục lún Vì vấn đề đặt việc tính tốn thi công đường cho ổn định, không ảnh hưởng đến chất lượng mặt đường suốt trình khai thác Vì thời gian có hạn nên đề tài tập trung nghiên cứu phương pháp xử lý đất yếu số địa bàn thành phố Cần Thơ, tính tốn nghiên cứu so sánh đánh giá mặt kỹ thuật mặt kinh tế để lựa chọn giải pháp phù hợp Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật CHƯƠNG I MỞ ĐẦU I MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Trong năm gần giao thông đường TP Cần Thơ Đồng bằng Sông Cửu Long phát triển mạnh để đáp ứng nhu cấu phát triển kinh tế xã hội Có đặc điểm bật vùng đất vũng trũng nên làm đường chủ yếu đường đắp để cao độ cao mực nước lũ, địa chất phức tạp, đất yếu, thường bị bão hồ nước Do chọn giải pháp để xử lý đất yếu cho đường cấp cao vô quan trọng, giải pháp cho hợp lý với khu vực loại đất yếu với giá thành hợp lý Sự cần thiết đề tài: Hiện có nhiều biện pháp xử lý đất yếu áp dụng Việt Nam, vùng đất có địa chất khác đặc biệt vùng đất yếu TP Cần Thơ cần phải có nghiên cứu cụ thể để tìm áp dụng giải pháp phù hợp nhất, so sánh đánh giá mặt kỹ thuật mặt kinh tế để lựa chọn áp dụng rộng rãi Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Đối tượng nghiên cứu nghiên cứu lựa chọn giải pháp xử lý đường đắp đất yếu Thành phố Cần Thơ Phạm vi nghiên cứu nghiên cứu khoảng giải pháp điển hình xử lý đất yếu xây dựng đường ô tô TP Cần Thơ, so sánh đánh giá lựa chọn hiệu kinh tế kỹ thuật tìm giải pháp phù hợp a Nội dung nghiên cứu: Thứ đánh giá địa chất, đất yếu đặc trưng phổ biến TP Cần Thơ Thứ hai nghiên cứu giải pháp kỹ thuật để xử lý Thứ ba so sánh đánh giá mặt kỹ thuật hiệu kinh tế giải pháp Thứ tư kết luận, kiến nghị Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu phương pháp lý thuyết, kết hợp với số liệu khảo sát địa chất thực tế, số liệu thống kê Căn số liệu thực tế nghiên cứu đưa giải pháp hoàn chỉnh biện pháp xử lý đất yếu phù hợp với thành phố Cần Thơ Độ tin cậy đề tài: Đề tài nghiên cứu sở thực tiễn, có số liệu địa chất tính tốn đường đắp cụ thể Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn, tài liệu tham khảo thiết kế tính tốn xử lý đất yếu Thành phố Cần Thơ II NỘI DUNG ĐỀ TÀI Chương I : Phần mở đầu Chương II: Các giải pháp xây dựng đắp đất yếu Chương III: Một số giải pháp xử lý đất yếu áp dụng thành phố Cần Thơ Chương IV: Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu xây dựng đường ô tô Cần Thơ Chương V : Kết luận, kiến nghị hướng nghiên cứu Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật CHƯƠNG II: CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU A KHÁI NIỆM, NGUỒN GỐC VÀ ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU I KHÁI NIỆM VÀ NGUỒN GỐC CỦA ĐẤT YẾU Các nhà nghiên cứu khoa học khái niệm chung đất yếu sau : đất yếu loại đất có khả chịu lực nhỏ, có tính nén lún lớn, bão hịa nước, có hệ số rỗng lớn, mơ đun biến dạng thấp, trị số sức kháng cắt không đáng kể, khơng áp dụng giải pháp xử lý thích hợp xây dựng cơng trình đất yếu khó khăn khơng thực khơng đảm bảo cơng trình Tùy thuộc vào nguồn gốc q trình hình thành, điều kiện địa lý, khí hậu hình thành loại đất yếu khác Loại thường gặp trầm tích ven biển, đồng bằng châu thổ, có nguồn gốc khống vật sét sét, lẫn hữu từ 10-12% Loại hình thành từ đầm lầy, nơi nước đọng thường xuyên, có nguồn gốc hữu phân hủy từ loại thực vật thường gọi đất than bùn, hàm lượng hữu chiếm 20 – 80%, có cấu trúc không mịn bao gồm từ vật lắng hữu lẫn với trầm tích khống vật Ngồi vùng thung lũng lịng sơng cịn bắt gặp dạng đất yếu bùn cát bùn cát mịn Khi nghiên cứu đất yếu để làm móng cơng trình xây dựng, người ta nhận thấy đất yếu có chung đặc tính sau : Độ ẩm tự nhiên (Wtn) thường cao, bằng cao giới hạn chảy (Wch) Giới hạn chảy tùy thuộc vào nguồn gốc hình thành thành phần khống tạo nên chúng, thường dao động khoảng 30 – 40%, chí khoảng 60% Dung trọng khơ tự nhiên thấp nhỏ 1g/cm3 Hệ số rỗng lớn (với sét e ≥ 1,5; với sét e ≥ 1) Về thành phần hạt đất yếu bao gồm loại hạt có kích cỡ nhỏ, chí mịn, tỉ lệ phần trăm hạt có kích cỡ nhỏ 2mm lớn Cường độ chống cắt đất dính thường nhỏ phụ thuộc vào đất dính góc ma sát Lực dính C theo kết cắt nhanh khơng nước từ 0,15 daN/cm2 trở xuống, lực dính từ kết thí nghiệm cắt cánh trường Cu thường nhỏ 0,35daN/cm2, góc nội ma sát từ – 100 Tính biến dạng đất dính phụ thuộc vào đặc điểm kết cấu liên kết hạt đất với Đất yếu, số nén lún cao (với sét cứng vừa từ 0,25 – 0,8 daN/cm2, với sét mềm từ 0,8 – 2,5 daN/cm2) Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 10 Ḷn văn Thạc sĩ kỹ tḥt I.3 KiĨm to¸n ổn định truợt sâu theo phuơng pháp Bishop (phần mềm SLOPE/W): Kết tính toán cho hệ số ổn định nhá nhÊt sau: Kmin KÕt luËn : = 0.543 < [K] = 1.2 Nền đuờng có khả bị truợt sâu II Tính chiều cao phòng lún : - Có xét đến phân bố thực tế ứng xuất theo chiều sâu hay không ? (so sánh h B/2) : hi < 0,5Btt Điều kiện kiểm tra: => 41.00 > 12 => CÇn kiĨm tra TT Tªn líp Soft Clay Soft Clay Soft Clay chiều dày lớp (m) Chiều sâu lớp (m) chiều sâu điểm tính toán z (m) a/z b/z I/2 I 1.80 1.80 0.90 8.02 6.67 0.500 1.00 1.80 3.60 2.70 2.67 2.22 0.490 0.98 1.80 5.40 4.50 1.60 1.33 0.470 0.94 1.80 7.20 6.30 1.15 0.95 0.450 0.90 1.80 9.00 8.10 0.89 0.74 0.430 0.86 1.00 10.00 9.50 0.76 0.63 0.410 0.82 1.00 11.00 10.50 0.69 0.57 0.390 0.78 1.50 12.50 11.75 0.61 0.51 0.370 0.74 1.50 14.00 13.25 0.54 0.45 0.350 0.70 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Chiều dày tối đa 0.15vi Kiểm tra lớp đất yếu xem thuộc loại cố kết - cè kÕt tiªu chuÈn [CK] hay thiÕu cè kÕt [TCK] TT Tªn líp Soft Clay Soft Clay chiều dày lớp (m) ứng suất chiều sâu Dung trọng ứng suất tiền Chiều sâu lớp tải trọng điểm tính tự nhiên tn, cố kết p thân (m) toán z (m) kN/m3 kN/m2 vo KÕt qu¶ kiĨm tra øng suất ứng suất tải trọng tải trọng đáp đáp không gia có gia tải tải qi qi 1.80 1.80 0.90 14.70 45.00 13.23 TKC 76.99 76.99 1.80 1.80 0.90 14.70 45.00 13.23 TKC 75.45 75.45 1.80 1.80 0.90 14.70 45.00 13.23 TKC 72.37 72.37 1.80 1.80 0.90 14.70 45.00 13.23 TKC 69.29 69.29 1.80 1.80 0.90 14.70 45.00 13.23 TKC 66.21 66.21 1.00 2.80 2.30 17.27 50.00 35.10 TKC 63.13 63.13 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 101 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Soft Clay Soft Clay 1.00 3.80 3.30 17.27 50.00 52.37 CK 60.05 60.05 1.50 5.30 4.55 19.11 80.00 75.33 TKC 56.97 56.97 1.50 6.80 6.05 19.11 80.00 104.00 CK 53.89 53.89 1.50 1.50 8.30 9.80 7.55 9.05 19.11 19.11 80.00 80.00 132.66 161.33 CK CK 50.81 47.74 50.81 47.74 2.00 11.80 10.80 17.46 80.00 193.12 CK 43.12 43.12 2.00 13.80 12.80 17.46 80.00 228.04 CK 40.04 40.04 2.00 15.80 14.80 17.46 80.00 262.96 CK 36.96 36.96 2.00 17.80 16.80 17.46 80.00 297.88 CK 35.42 35.42 2.00 19.80 18.80 17.46 80.00 332.80 CK 33.88 33.88 2.00 21.80 20.80 17.46 80.00 367.72 CK 30.80 30.80 2.00 23.80 22.80 17.46 80.00 402.64 CK 29.26 29.26 §é lón cè kÕt ứng với chiều cao dất đắp không gia tải tính toán 4.81 m tt Tên lớp Soft Clay Soft Clay Soft Clay chiỊu dµy líp (m) eoi Csi Cci sh1 sh2 sh3 S 1.80 2.38 0.291 1.073 0.533 0.155 0.324 0.255 1.80 2.38 0.291 1.073 0.533 0.155 0.316 0.251 1.80 2.38 0.291 1.073 0.533 0.155 0.300 0.242 1.80 2.38 0.291 1.073 0.533 0.155 0.283 0.233 1.80 2.38 0.291 1.073 0.533 0.155 0.265 0.224 0.50 1.27 0.241 1.054 0.220 0.037 0.309 0.076 0.50 1.27 0.241 1.054 0.220 0.000 0.371 0.082 1.50 0.78 0.087 0.195 0.842 0.002 0.043 0.038 1.50 0.78 0.087 0.195 0.842 0.000 0.058 0.048 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 102 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Soft Clay 1.50 0.78 0.087 0.195 0.842 0.000 0.070 0.059 1.50 2.00 2.00 2.00 0.78 1.23 1.23 1.23 0.087 0.181 0.181 0.181 0.195 0.424 0.424 0.424 0.842 0.898 0.898 0.898 0.000 0.000 0.000 0.000 0.081 0.199 0.223 0.243 0.069 0.179 0.200 0.219 §é lón tỉng céng Sc : 1.96 m (Víi chiỊu sâu tính lún 20.00 m) - Độ lún tổng cộng ứng với chiều cao đất đắp tính toán không gia tải H (m) : Chiều cao đắp H (m) §é lón cè kÕt Sc (m) §é lón tøc thêi Si (m) §é lón tỉng céng S (m) 4.812 1.96 0.20 2.15 Chiều cao đắp phòng lún dự kiến dùng để thử dần tính toán : Kết tính toán phòng lún không gia tải Chiều cao đ-ờng đắp thiết kế Htk 0.00 Kết tính toán phòng lún có gia tải 4.00 m Chiều cao đờng đắp thiết kế Htk Chiều cao phòng lún tính toán Hpl 2.15 m Chiều cao phòng lún tính toán Hpl Chiều sâu tính lún 20.00 m ChiỊu s©u tÝnh lón ChiỊu cao nỊn đờng đắp kể phòng lún Htk+Hpl 6.15 m Chiều cao đờng đắp kể phòng lún Htk+Hpl Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 103 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật A Tính toán xử lý cố kết đất đ-ờng thấm thẳng đứng: Các số liệu ban đầu - Nhân tố ảnh hởng Fn khoảng cách bố trí: (3n 1) n2 Fn ln(n) n n 1 VI.16 22TCN 262-2000 Trong ®ã: n HƯ sè n = l/d - Đờng kính tơng đơng bấc d =(a + b)/2 thấm d, cm - Nhân tố ảnh hởng Fr søc c¶n bÊc thÊm: VI.17 22TCN 262-2000 k d Fs h ln s ks d VI.19 22TCN 262-2000 Trong ®ã: kh/ks =2-5 VI.20 22TCN 262-2000 ds/d =2-3 VI.21 22TCN 262-2000 - Nh©n tè ¶nh hëng Fr cđa søc c¶n bÊc thÊm: kh/qw k Fr L2 h qw VI.22 22TCN 262-2000 = 0.00001 0.001 m-2 Các số liệu để tính toán đ-ờng thấm thẳng đứng (PVD,Gieng Cat) - Chiều cao đắp tính toán Htt, m 6.15 - Nhân tố ¶nh h-ëng Fn cđa kho¶ng c¸ch 0.94 - BỊ réng đắp tính toán Btk, m - Xử lý giếng cát hay bấc thấm (1 ) 12.00 - Nhân tố ảnh h-ởng Fs xáo trộn 0.00 - Nhân tố ảnh h-ởng Fr sức cản bÊc thÊm 0.00 - Tû sè kh/qw 0.001 - Tû sè kh/ks 2.00 1- GiÕng c¸t ; - BÊc thấm - Sơ đồ bố trí bấc thấm giếng cát (1 2) 1.00 1.00 2.00 Nguyờn Chiờn Manh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 104 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật 1- Tam gi¸c ; - Ô vuông - Khoảng cách tim bÊc hc giÕng D, cm - Tû sè ds/d 200.00 - Khoảng cách tính toán (cm) - Chiều sâu cắm giÕng c¸t thiết kế định (m) 210.00 - §-êng kÝnh giÕng c¸t d, cm 40.00 - b, cm - Chiều sâu cắm bấc ng-ời thiết kế định (m) - Đờng kính t-ơng đ-ơng bấc thấm d, cm 10.00 Thông số cố kết - Bề dày, m - HƯ sè cè kÕt ®øng Cv, 10-4cm2/s tb v , - HƯ sè cè kÕt ®øng C -4 - a, cm - KÝch th-íc tiÕt diƯn bÊc thÊm : Tên lớp đất Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay 9.00 2.00 6.00 16.00 8.00 12.350 12.390 10.450 4.290 15.120 Soft Clay 0.00 Soft Clay 12.3500 10 cm /s - HÖ sè cè kÕt ngang Ch, 10-4cm2/s Cv Chiều cao đất đắp :1.00 m Giai Đoạn 24.7000 Tên lớp đất Chỉ tiêu lý ®Êt yÕu ë giai ®o¹n Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay - Gãc ma sát độ 3.033 7.067 10.167 6.233 13.717 0.000 - Lực dính đơn vị Cu, kPa 4.800 8.900 12.400 13.800 8.900 0.000 - ứng suất tải trọng líp ®Êt u 13.760 12.480 9.920 7.680 - Gãc ma sát sau cố kết, độ 5.033 9.067 12.167 8.233 13.717 0.000 - Lực dính đơn vị Cu sau cố kÕt, kPa 5.920 10.741 14.377 14.827 8.900 0.000 Giả thiÕt = Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cõn Th -Độ gia tăng góc ma sát sau cố kết : Soft Clay 4.800 độ Trang 105 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật I KiÓm toán điều kiện ổn định: I.1 Kiểm toán ổn định không cho phép đ-ờng lún trồi Xác định : - Bề rộng đ-ờng trung bình tính toán Btt = 24.00 m - Tû sè B/h = - XÐt tỷ số B/h ( với h chiều dày lớp đất) xác định Nc: 24.00 m 15.93 - áp lực giới hạn bất lợi đất yếu qgh = Nc * Cumin 76.47 kPa - øng suÊt đ-ờng gây d-ới tim đắp : 13.76 kPa Kết luận : Nền đ-ờng không bị lún trồi 5.56 I.2 Kiểm toán ổn định không cho phÐp tr-ỵt cơc bé: - Xác định tỷ số D/H = 9.000 Xác định : - Xác định N=Cumin/H 0.30 - Tra toán đồ Pilot - Moreau +) Góc ma sát đất - Với : +) Lực dính đơn vị Cu đất đắp +) Tỷ số chiều dày đất yếu tính lún chiều cao - Hệ số an toàn kiểm tra tr-ợt cục nội suy đ-ợc F = Kết luận : N F 0.40 2.05 0.30 1.60 25.00 ` 0.0010 7.2000 1.60 Nền đ-ờng không bị tr-ợt cục Nguyờn Chiờn Manh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 106 Ḷn văn Thạc sĩ kỹ tḥt I.3 KiĨm to¸n ỉn định tr-ợt sâu theo ph-ơng pháp Bishop (phần mềm SLOPE/W): Kết tính toán cho hệ số ổn định nhỏ nhÊt nh- sau: Kmin KÕt luËn : = 1.769 > [K] = 1.2 Nền đ-ờng không bị tr-ợt sâu II Tính thời gian cố kết : Giai Đoạn - Thêi gian cè kÕt dù kiÕn : 60 ngµy - §é cè kÕt sau thêi gian 60 ngµy U = 92.4 % - Nhân tố thời gian theo ph-ơng thẳng đứng đ-ợc tính theo công thức: C tbV t Tv Ha VI.6 22TCN 262-2000 C h t l2 VI.12 22TCN 262-2000 - Nh©n tè thêi gian Tv : 0.0064 - Độ cố kết theo ph-ơng thẳng đứng Uv : 0.094 - Nhân tố thời gian theo ph-ơng ngang đ-ợc tính theo công thức: Th - Nhân tố thêi gian Th : 0.2904 - §é cè kÕt theo ph-¬ng ngang Uh : 0.916 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 107 Luận văn Thac si ky thuõt Giai Đoạn Chiều cao đất đắp :2.50 m Tên lớp đất yếu Chỉ tiêu lý đất yếu giai đoạn Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay Soft Clay - Gãc ma sát độ 5.033 9.067 12.167 8.233 13.72 0.00 - Lực dính đơn vị Cu, kPa 5.920 10.741 14.377 14.827 8.90 0.00 - ứng suất tải trọng líp ®Êt u 34.40 31.20 24.80 19.20 - Gãc ma sát sau cố kết, độ 7.033 11.067 14.167 10.23 13.72 0.00 - Lực dính đơn vị Cu sau cố kÕt, kPa 10.138 16.806 20.598 18.27 8.90 0.00 -§é gia tăng góc ma sát sau cố kết :2 độ Gia thiết = I Kiểm toán điều kiện ổn định: I.1 Kiểm toán ổn định không cho phép đ-ờng lún trồi Xác định : - Bề rộng đ-ờng trung bình tính toán Btt = 24.00 m - Tû sè B/h = - XÐt tû sè B/h ( với h chiều dày lớp đất) xác định Nc: 9.60 m 9.03 - áp lực giới hạn bất lợi đất yếu qgh = Nc * Cumin 53.45 kPa - øng st nỊn ®-êng gây d-ới tim đắp : 34.40 kPa 1.554 Kết luận : Nền đ-ờng không bị lún trồi 1.55 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 108 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật I.2 Kiểm toán ổn định không cho phép tr-ợt cục bé: - Xác định tỷ số D/H = 3.600 - Xác định N=Cumin/H 0.148 - Tra toán đồ Pilot - Moreau N F 0.20 1.20 0.10 0.58 +) Gãc ma sát đất 25.00 +) Lực dính đơn vị Cu đất đắp +) Tỷ số chiều dày ®Êt u tÝnh lón vµ chiỊu cao nỊn 0.00 - Hệ số an toàn kiểm tra tr-ợt cục nội suy đ-ợc F = 0.88 - Với : Kết luận : 4.00 Nền đ-ờng có khả bị tr-ợt cục I.3 Kiểm toán ổn định trợt sâu theo ph-ơng pháp Bishop (phần mềm SLOPE/W): Kết tính toán cho hệ số ổn định nhỏ nh- sau: Kmin KÕt luËn : = 1.402 > [K] = 1.2 NÒn đ-ờng không bị tr-ợt sâu II Tính thời gian cố kết : Giai Đoạn 120 ngày - Thời gian cè kÕt dù kiÕn : - §é cè kÕt sau thêi gian 120 99.4 % ngµy U = Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 109 Luõn Thac si ky thuõt II.1 Xác định độ cố kết theo ph-ơng thẳng đứng Uv : - Nhân tố thời gian Tv : 0.0128 - Độ cố kết theo ph-ơng thẳng đứng Uv : 0.129 II.2 Xác định độ cố kết theo ph-ơng ngang Uh : - Nhân tố thời gian Th : 0.5807 - Độ cố kết theo ph-ơng ngang Uh : 0.993 Giai Đoạn Chiều cao đất đắp :4.00 m Tên lớp đất yếu Chỉ tiêu lý đất yếu giai đoạn Soft Clay - Góc ma sát độ 7.033 11.067 14.167 10.233 13.72 0.00 - Lực dính đơn vị Cu, kPa 10.138 16.806 20.598 18.272 8.90 0.00 - øng suất tải trọng lớp đất yếu 55.04 49.92 39.68 24.32 - Gãc ma s¸t sau cè kÕt, ®é 9.033 13.067 16.167 12.23 13.72 0.00 - Lùc dÝnh đơn vị Cu sau cố kết, kPa 18.602 28.013 31.725 23.373 8.900 0.00 Giả thiÕt = Nguyễn Chiến Mạnh – Lp XDCT GT khoa 15 Cõn Th -Độ gia tăng góc ma sát sau cố kết :2 ®é Trang 110 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật I Kiểm toán điều kiện ổn định: I.1 Kiểm toán ổn định không cho phép đ-ờng lún trồi Xác định : - Bề rộng đ-ờng trung bình tính toán Btt = 18.00 m - Tû sè B/h = - XÐt tû sè B/h ( víi h lµ chiỊu dµy lớp đất) xác định Nc: 0.44 m 5.14 - áp lực giới hạn bất lợi đất yÕu qgh = Nc * Cumin 52.11 kPa - øng suất đ-ờng gây d-ới tim đắp : 55.04 kPa Kết luận : Nền đ-ờng có khả bị lún trồi 0.95 I.2 Kiểm toán ổn định không cho phép tr-ợt cục bộ: - Xaực ủũnh tyỷ soỏ D/H = 2.250 Xác định : - Xác định N=Cumin/H 0.139 - Tra toán đồ Pilot - Moreau +) Góc ma sát đất - Với : +) Lực dính đơn vị Cu đất đắp +) Tỷ số chiều dày đất yếu tính lún chiỊu cao nỊn - HƯ sè an toµn kiĨm tra tr-ợt cục nội suy đợc F = Kết luËn : N F 0.20 1.20 0.10 0.58 25.00 ` 0.00 3.25 0.82 Nền đ-ờng có khả bị tr-ợt côc bé Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 111 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuõt I.3 Kiểm toán ổn định tr-ợt sâu theo ph-ơng pháp Bishop (phần mềm SLOPE/W): Kết tính toán cho hệ số ổn định nhỏ nh- sau: Kmin Kết ln : = 1.428 > [K] = 1.2 NỊn ®-êng không bị tr-ợt sâu II Tính thời gian cố kết : - Thêi gian cè kÕt dù kiÕn : - §é cè kÕt sau thêi gian 80 ngµy U = Giai Đoạn 80 ngày 96.7 % II.1 Xác định độ cố kết theo ph-ơng thẳng đứng Uv : - Nhân tố thời gian Tv : 0.0085 - Độ cố kết theo ph-ơng thẳng đứng Uv : 0.107 II.2 Xác định độ cố kết theo ph-ơng ngang Uh : - Nhân tố thời gian Th : 0.3871 - Độ cố kÕt theo ph-¬ng ngang Uh : 0.963 Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ Trang 112 Luận văn Thạc sĩ kỹ thuật Thêi gian thi công giai đoạn đắp: TT Các thông số đạt đợc Các giai đoạn đắp Giai Đoạn Giai Đoạn Giai Đoạn Giai đoạn Giai đoạn 0.1 m/ngày 0.1 m/ngày 0.1 m/ngày - Tốc độ đắp - Chiều cao đắp 1.00 m Hđắp - Thời gian đắp đất Tđắp 10 ngày - Thời gian chờ Tchờ 50 ngày - Tổng cộng thời 60 ngày gian thi công T - Độ cố kết đạt đợc U ứng với 92.4 % Hđắp - Độ lún tổng cộng đạt đợc m 0.404 - §é cè kÕt U sau 18.76% cïng Nguyễn Chiến Mạnh – Lớp XDCT GT khóa 15 Cần Thơ 2.50 m 4.00 m 15 ngµy 15 ngµy 105 ngµy 65 ngµy 120 ngµy 80 ngµy 99.4 % 96.7 % 1.416 65.81% 260 ngµy 1.851 86.01% Trang 113