Thông tin tài liệu
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - KHƯƠNG VĂN TÙNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ - TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT Thành Phố Hồ Chí Minh - 2012 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - KHƯƠNG VĂN TÙNG NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP HỢP LÝ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ - TP HỒ CHÍ MINH LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 60 – 58 – 30 GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS NGUYỄN VĂN HÙNG Thành Phố Hồ Chí Minh - 2012 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS NGUYỄN VĂN HÙNG PHẢN BIỆN 1: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG PHẢN BIỆN 2: TS LÊ VĂN BÁCH LUẬN VĂN SẼ ĐƯỢC BẢO VỆ TẠI HỘI ĐỒNG CHẤM LUẬN VĂN TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI Hồi…… giờ…….ngày …… tháng … năm 2012 LỜI CẢM ƠN Học viên xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn PGS.TS Nguyễn Văn Hùng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện cho học viên trình làm luận văn cao học vừa qua Học viên xin bày tỏ lịng cảm ơn tới thầy Trường Đại học Giao thông vận tải truyền đạt kiến thức quý báu cho học viên suốt trình học tập làm luận văn Học viên xin cảm ơn khoa Sau Đại học giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho học viên suốt trình học tập trường Xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè người thân giúp đỡ, động viên học viên hoàn thành việc học tập nghiên cứu khóa học Trong khuôn khổ luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắn chưa đáp ứng cách đầy đủ vấn đề đặt ra, mặt khác trình độ thân cịn nhiều hạn chế Tác giả xin chân thành cảm ơn tiếp thu nghiêm túc ý kiến đóng góp nhà khoa học bạn đồng nghiệp TP Hồ Chí Minh, Ngày Tháng Học viên Khương Văn Tùng Năm 2012 Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU 3 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. Sự cần thiết đề tài: 3 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: .3 Phương pháp nghiên cứu: .4 Nội dung nghiên cứu: 4 Độ tin cậy đề tài: 4 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: 4 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CỦA CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 5 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU, ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN BỐ ĐẤT YẾU KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 5 1.1.1. Tổng quan đất yếu 5 1.1.1.1. Khái niệm 5 1.1.1.2. Phân loại 5 1.1.1.3. Phân bố đất yếu 6 1.1.1.4. Các loại đất yếu thường gặp .7 1.1.1.5. Ảnh hưởng đất yếu đến cơng trình xây dựng 7 1.1.2. Phân bố đất yếu đặc trưng khu vực huyện Cần Giờ - TP Hồ Chí Minh 7 1.2. TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ơ TƠ Ở KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 13 1.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 14 CHƯƠNG 2: CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ KHI XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 16 2.1. CÁC GIẢI PHÁP KHÔNG CẢI THIỆN NỀN ĐẤT YẾU TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG 16 2.1.1. Đắp theo giai đoạn 16 2.1.2. Đắp bệ phản áp 17 2.1.3. Gia tải tạm thời 19 2.1.4. Nền đắp nhẹ .19 2.1.5. Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật 20 2.1.6. Sử dụng hệ móng cọc 21 2.1.7. Lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (đắp móng cứng) 22 2.2. CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN NỀN ĐẤT YẾU TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG 23 2.2.1. Đào phần đào toàn đất yếu (phương pháp thay đất) 23 2.2.2. Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (sử dụng bấc thấm, giếng cát) 24 2.2.2.1. Giếng cát: .26 2.2.2.2. Bấc thấm: 27 2.2.3. Cố kết hút chân không 28 2.2.4. Gia cố đất yếu cọc đất gia cố vôi xi măng 29 2.2.5. Cải tạo đất cọc vật liệu rời .31 2.3. PHÂN TÍCH ƯU NHƯỢC ĐIỂM VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG CỦA CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ 36 2.4. KẾT LUẬN 39 Học viên: Khương Văn Tùng Trang: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU Ở KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ - TP HỒ CHÍ MINH 40 3.1. NỘI DUNG CƠ BẢN CẦN TÍNH TỐN KHI THIẾT KẾ NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 40 3.1.1. Ổn định 40 3.1.1.1. Hiện tượng ổn định 40 3.1.1.2. Những dạng phá hoại thường gặp 41 3.1.1.3. Sự phát triển hư hỏng 42 3.1.1.4. Ảnh hưởng tượng ổn định đến cơng trình lân cận 42 3.1.2. Lún 43 3.1.2.1. Hiện tượng lún 43 3.1.2.2. Ảnh hưởng lún đến cơng trình lân cận 44 3.1.3. Lý thuyết tính tốn lún ổn định 44 3.1.3.1. Ổn định 44 3.1.3.2. Lún 47 3.2. LẬP THIẾT KẾ MẪU CHO CHIỀU SÂU ĐẤT YẾU ỨNG VỚI CHIỀU CAO ĐẮP TRUNG BÌNH Ở KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 56 3.2.1. Tính tốn với đường cấp I 56 3.2.1.1. Thơng số hình học toán: 56 3.2.1.2. Tải trọng tác dụng: 56 3.2.2. Tính tốn với đường cấp IV 58 3.2.2.1. Thơng số hình học tốn: 58 3.2.2.2. Tải trọng tác dụng: 58 3.3. TÍNH TỐN VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA CÁC GIẢI PHÁP: 59 3.3.1. Tính tốn với đường cấp I 59 3.3.1.1. Tính tốn độ lún đường chưa xử lý: 59 3.3.1.2. Giải pháp thay phần đất yếu, đắp theo giai đoạn: 59 3.3.1.3. Giải pháp xử lý trụ đất gia cố xi măng 60 3.3.1.4. Giải pháp xử lý giếng cát: 63 3.3.1.5. Giải pháp xử lý bấc thấm: 65 3.3.1.6. Tổng hợp so sánh hiệu kinh tế kỹ thuật giải pháp xử lý đất yếu 67 3.3.2. Tính tốn với đường cấp IV 67 3.3.2.1. Tính tốn độ lún đường chưa xử lý: 67 3.3.2.2. Giải pháp thay phần đất yếu, đắp theo giai đoạn: 68 3.3.2.3. Giải pháp xử lý trụ đất gia cố xi măng 68 3.3.2.4. Giải pháp xử lý giếng cát: 70 3.3.2.5. Giải pháp xử lý bấc thấm: 72 3.3.2.6. Tổng hợp so sánh hiệu kinh tế kỹ thuật giải pháp xử lý đất yếu 74 3.4. ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ KHI XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ: 75 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ 77 4.1. KẾT LUẬN: 77 4.2. KIẾN NGHỊ: 78 4.3. DỰ KIẾN HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 78 Học viên: Khương Văn Tùng Trang: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng PHẦN MỞ ĐẦU Sự cần thiết đề tài: Huyện Cần Giờ huyện biển Thành phố Hồ Chí Minh, phía Đơng Nam thành phố, có bờ biển dài gần 20km chạy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc Cần Giờ nơi có khu dự trữ sinh giới rừng ngập mặn, có di tích lịch sử chiến khu Rừng Sác Cần Giờ quy hoạch thành điểm du lịch sinh thái kèm nghỉ dưỡng cho khách du lịch, cửa ngõ để thành phố Hồ Chí Minh hướng biển Vì việc hồn thiện sở hạ tầng (đặc biệt hạ tầng giao thông) tạo tiền đề để thúc đẩy tiến trình đầu tư xây dựng sở hạ tầng, sản phẩm du lịch nhằm góp phần đáp ứng nhu cầu nghỉ ngơi, giải trí, tham quan, du lịch, học tập cho đối tượng nước thiên nhiên, lịch sử văn hoá truyền thống cách mạng vùng đất Rừng Sác huyện Cần Giờ Phát huy ưu giá trị tiềm du lịch sinh thái huyện Cần Giờ để trở thành ngành kinh tế quan trọng thúc đẩy ngành kinh tế khác địa bàn phát triển Hệ thống giao thông huyện Cần Giờ đầu tư xây dựng mạnh mẽ, nhiều tuyến đường có quy mơ lớn xây dựng, nhiên thách thức kỹ sư xây dựng giao thông xây dựng tuyến đường địa bàn địa chất khu vực đa phần đất yếu, với khả chịu lực chiều sâu biến đổi biên độ rộng Trong năm gần có nhiều cơng trình sử dụng cơng nghệ xử lý đất yếu khác nhau, chưa có mối liên hệ gắn bó, thống giải pháp xử lý nền, chưa có đánh giá tổng quan phù hợp hay không phù hợp giải pháp xử lý dự án có chung dạng địa tầng Vì việc ”Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý xử lý đất yếu xây dựng đường ôtô khu vực Huyện Cần Giờ - TP Hồ Chí Minh” cần thiết, có tính khoa học thực tiễn giúp cho kỹ sư thiết kế, thi cơng áp dụng phương pháp xử lý đất yếu cho tối ưu mặt kinh tế, kỹ thuật thi công hiệu Mục tiêu nghiên cứu đề tài: Xác định giải pháp xử lý thích hợp xây dựng đường ô tô đắp qua đất yếu với điều kiện địa chất khu vực huyện Cần Giờ, Tp Hồ Chí Minh Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình, tính chất xây dựng thuận lợi khó khăn trình triển khai để đưa giải pháp xử lý đất yếu xây dựng Học viên: Khương Văn Tùng Trang: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng đường ôtô địa bàn huyện Cần Giờ TP.Hồ Chí Minh Phương pháp nghiên cứu: Phương pháp nghiên cứu chủ đạo phương pháp lý thuyết, kết hợp với số liệu thống kê thực tế Dựa vào cơng trình triển khai để phân tích, đánh giá, kết để đưa giải pháp xử lý xây dựng đường ôtô đắp đất yếu phù hợp với điều kiện cụ thể khu vực nghiên cứu Nội dung nghiên cứu: Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình, dự án xây dựng đường ơtơ điển hình khu vực huyện Cần Giờ TP.Hồ Chí Minh Các giải pháp xử lý xây dựng đường ôtô đắp đất yếu áp dụng cho dự án khu vực nghiên cứu Kiến nghị giải pháp xử lý thích hợp với điều kiện cụ thể khu vực nghiên cứu Độ tin cậy đề tài: Đề tài dùng số liệu địa chất cơng trình hồn thành đưa vào khai thác sử dụng phương pháp tính lún đường đất yếu phổ biến giới, phương pháp tính theo qui trình thiết kế hành Vì kết tính tốn đủ độ tin cậy Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài: Giúp cho quan chức ước lượng kết lún đường, từ kiểm tra sơ kinh phí đầu tư phương án xử lý đất yếu Đối với người thiết kế, sơ đưa độ lún đường với chiều cao đắp khác để có thể: lập đề cương khảo sát, đưa giải pháp xử lý đường Giúp cho người thiết kế nhanh chóng có kết tính lún phù hợp với qui mô đường, rút ngắn thời gian hồn thành cơng tác lập dự án Học viên: Khương Văn Tùng Trang: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CỦA CÁC CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TRÊN KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 1.1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU, ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN BỐ ĐẤT YẾU KHU VỰC HUYỆN CẦN GIỜ 1.1.1 Tổng quan đất yếu 1.1.1.1 Khái niệm Nền đất đất yếu trạng thái tự nhiên, độ ẩm chúng gần cao giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn, lực dính C theo kết cắt nhanh khơng nước từ 0.15daN/cm2 Có thể định nghĩa đất yếu theo sức kháng cắt khơng nước, Su, trị số xun tiêu chuẩn, N, sau: Đất yếu: Su ≤ 12.5 kPa N ≤ Đất yếu: Su ≤ 25 kPa N ≤ Đất yếu đối tượng nghiên cứu xử lý phức tạp, địi hỏi cơng tác khảo sát, điều tra, nghiên cứu, phân tích tính tốn cơng phu Để xử lý đất yếu đạt hiệu cao phải có yếu tố tay nghề thiết kế bề dày kinh nghiệm xử lý tư vấn việc lựa chọn giải pháp hợp lý 1.1.1.2 Phân loại Đất mềm yếu nói chung loại đất có khả chịu tải trọng nhỏ (áp dụng cho đất có cường độ kháng nén quy ước 0,5daN/cm2, có tính nén lún lớn, hệ số rỗng lớn (e > 1), có mô đun biến dạng thấp (E0 < 50 daN/cm2), có sức kháng cắt nhỏ Khi xây dựng cơng trình đất yếu mà thiếu biện pháp xử lý thích đáng hợp lý phát sinh biến dạng chí gây hư hỏng cơng trình Nghiên cứu xử lý đất yếu có mục đích cuối làm tăng độ bền đất, làm giảm tổng độ lún độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi cơng giảm chi phí đầu tư xây dựng Cách phân biệt đất yếu nước ngồi có tiêu chuẩn cụ thể để phân biệt loại đất yếu Theo nguyên nhân hình thành: loại đất yếu có nguồn gốc khống vật nguồn gốc hữu cơ: Học viên: Khương Văn Tùng Trang: Luận văn Thạc sỹ Kỹ thuật GVHD: PGSTS Nguyễn Văn Hùng Loại có nguồn gốc khống vật: thường sét sét trầm tích nước ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, thung lũng Loại có nguồn gốc hữu cơ: hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng thường xuyên, mực nước ngầm cao, loại thực vật phát triển, thối rữa phân hủy tạo vật lắng hữu lẫn với trầm tích khống vật Phân biệt theo tiêu lý (trạng thái tự nhiên): Thông thường phân biệt theo trạng thái tự nhiên tính chất lý chúng hàng lượng nước tự nhiên, tỷ lệ lỗ rỗng, hệ số co ngót, độ bão hịa, góc nội ma sát (chịu cắt nhanh) cường độ chịu cắt Phân biệt đất yếu loại sét sét, đầm lầy than bùn (phân loại theo độ sệt) Một số tiêu phân biệt loại đất mềm yếu: Bảng 1.1 Hàm lượng nước tự Chỉ tiêu nhiên (%) ≥ 35 giới hạn Giá trị tiêu Chỉ tiêu Loại đất Đất sét Đất sét (Đất bột) lỏng Hàm lượng Độ rỗng tự nhiên Cường độ chịu cắt (kPa) ≥ 1,0 < 35 Góc nội ma Độ rỗng tự Hệ số co Độ bão hịa nhiên ngót (Mpa-1) (%) > 40 > 1.2 > 0.5 > 95 30 > 0.95 > 0.3 > 95
Ngày đăng: 31/05/2023, 08:31
Xem thêm:
