Nghiên cứu hiệu quả sử dụng cọc đất gia cố xi măng trên tuyến đường nguyễn duy trinh quận 9, thành phố hồ chí minh

1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - PHẠM TUẤN VŨ “NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH ” BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI - - PHẠM TUẤN VŨ “NGHIÊN CỨU HIỆU QUẢ SỬ DỤNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TRÊN TUYẾN ĐƯỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH ” LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: XÂY DỰNG ĐƢỜNG ÔTÔ VÀ ĐƢỜNG THÀNH PHỐ MÃ SỐ : 248101L059 LỜI CẢM ƠN K nh th qu Th y ( ) tr ờng đại học Giao Thông Vận Tải Cơ Sở tr ờng đại học Gi o Thông Vận Tải S u khoảng thời gi n th m gi học tập Tr ờng với ngành học: Xây Dựng Đ ờng Ơ Tơ Đ ờng Thành Phố Kh K24.2 Em xin trân trọng cảm ơn B n Gi m hiệu c ng tất qu Th y ( ) củ Tr ờng, qu n em đ ng c ng t c tạo điều kiện thuận lợi để em hồn thành ch ơng trình học Luận Văn Tốt Nghiệp củ em đ ợc thực nhờ vào tận tình h ớng dẫn củ Th y PGS.TS LÊ VĂN BÁ H, qu Th y ( đồng nghiệp ) củ Tr ờng bạn bè Một l n nữ , Em xin đ ợc gởi lời cảm ơn sâu sắc đến gi o viên h ớng dẫn Th y PGS.TS LÊ VĂN BÁ H qu Th y ( ô) Bộ m n Xây Dựng Đ ờng Ô T Đ ờng Thành phố, Kho ng trình tận tình giúp đỡ em hồn thành Luận Văn Tốt Nghiệp Với kiến thức cịn nhiều hạn chế, chắn Luận Văn Tốt Nghiệp kh ng tr nh khỏi thiếu s t, mong đ ợc đ ng g p, tiếp thu kiến dẫn củ Gi o viên h ớng dẫn Gi o viên phản biện để đề tài đạt kết tốt Em xin trân trọng cảm ơn ! Học viên: PHẠM TUẤN VŨ MỤC LỤC PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Mục tiêu nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Kết cấu luận văn: .7 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƢỜNG NỐI TỪ ĐƢỜNG NGUYỄN DUY TRİNH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ HỮU 1.1 Giới thiệu chung cơng trình 1.2 Chủ đầu tƣ : Công ty Cổ phần xi măng Hà Tiên 1.3 Tổng quan giới thiệu chung phạm vi nghiên cứu 1.4 Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đƣờng 1.5 Quy mô - tiêu chuẩn kỹ thuật 15 1.6 Thiết kế bình đồ 17 1.7 Thiết kế trắc dọc : 18 1.8 Thiết kế trắc ngang : 19 1.9 Phân tích để lựa chọn phƣơng án xử lý đất yếu tuyến I (Đoạn Km0+913.04-:- Km1+410.74) thuộc tuyến đƣờng Nguyễn Duy Trinh 20 1.9.1 T nh to n độ lún củ đ ờng ch 1.9.2 Xử l đất yếu đ ờng ph ơng ph p giếng c t 22 1.9.3 Xử l đất yếu đ ờng ph ơng ph p bấc thấm 22 1.9.4 Xử l đất yếu đ ờng ph ơng n thiết kế cọc đất gi cố xi măng 23 1.10 1.11 xử l đất yếu 20 Tổng hợp so sánh lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu đƣờng 26 Thiết kế mặt đƣờng: .29 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG VÀ MỘT SỐ VẤN ĐỀ KHI TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƢỚI NỀN ĐƢỜNG BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 30 2.1 Giới thiệu chung ứng dụng công nghệ cọc đất gia cố xi măng 30 2.1.1 Lịch sử ph t triển ứng dụng c ng nghệ cọc đất gi cố xi măng giới 30 2.1.2 Ứng dụng c ng nghệ cọc đất gi cố xi măng Việt N m 33 2.2 2.3 2.4 Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng 33 Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp cọc đất gia cố xi măng 37 Phƣơng pháp tính tốn phƣơng pháp cọc đất gia cố xi măng 38 2.4.1 CT97-0301) 2.4.2 Ph ơng ph p t nh to n theo tiêu chuẩn hâu Âu (design guide soft soil stabilistation 38 Ph ơng ph p t nh to n theo quy trình Nhật Bản (Guideline for Design nd Qu lity Control of Soil Improvement for Buildings - Deep and Shallow Cement Mixing Methods, 2004) 42 2.4.3 Ph ơng ph p t nh to n theo quy trình Trung Quốc (DBJ08-40-94) 45 2.4.4 Ph ơng ph p t nh to n theo tiêu chuẩn Việt N m (T XDVN 385:2006) – T nh to n gi cố theo biến dạng 46 2.5 Một số vấn đề tính tốn thiết kế xử lý đất yếu dƣới đƣờng cọc đất gia cố xi măng .47 2.6 Công tác chế bị mẫu thử nghiệm mẫu phịng 48 2.7 Thí nghiệm nén nở hông tự 49 2.8 Thí nghiệm nén lún cố kết .52 2.9 Ảnh hƣởng đƣờng kính khoảng cách cọc đất gia cố Xi măng đến độ lún hệ đất yếu sau gia cố .53 2.10 Ảnh hƣởng hàm lƣợng Xi măng, t lệ N XM đến cọc đất gia cố Xi măng 54 CHƢƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG Ở CƠNG TRÌNH ĐƢỜNG NGUYỄN DUY TRINH Q9 – TP HỒ CHÍ MINH 56 3.1 Phân tích đánh giá hiệu giải pháp thiết kế xử lý cơng trình đƣờng Nguyễn Duy Trinh 56 3.1.1 Phân t ch việc lự chọn hàm l ợng xi măng củ c ng trình 56 3.1.2 Phân t ch lự chọn khoảng c ch bố tr cọc đất xi măng 60 3.2 Tổng hợp phân tích kết thí nghiệm thực tế cơng trình 64 3.2.1 Kho n lấy lõi cọc đất gi cố xi măng thi c ng tiến hành th nghiệm nén nở h ng 64 3.2.2 Phân t ch kết s u tiến hành th nghiệm nén tĩnh cọc đơn tr ờng c ng trình đ ờng Nguyễn Duy Trinh –Q9 66 3.2.3 Phân t ch kết s u tiến hành th nghiệm bàn nén tr ờng c ng trình đ ờng Nguyễn Duy Trinh 70 3.3 Tính độ lún đƣờng sau xử lý cọc đất gia cố xi măng sở kết thí nghiệm trƣờng 73 3.4 Phƣơng án kiến nghị tác giả lựa chọn lại thông số thiết kế từ kết thí nghiệm thực tế trƣờng nhằm đạt hiệu cao kinh tế 74 3.4.1 (PA1) 3.4.2 Ph ơng n giữ nguyên đ ờng k nh cọc, chiều dài cọc so với thiết kế, tăng khoảng c ch cọc 74 Ph ơng n giữ nguyên đ ờng k nh cọc, khoảng c ch cọc so với thiết kế, giảm chiều dài cọc biên cọc c ng(P 2) 75 3.4.3 Ph ơng n giữ nguyên chiều dài cọc so với thiết kế, th y đ i đ ờng k nh cọc, khoảng c ch cọc (P 3) 76 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 79 DANH MỤC HÌNH VẼ, BẢNG BIỂU 80 PHẦN PHỤ LỤC 101 PHẦN MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Quận quận ngoại củ Thành phố Hồ h Minh Quận đ ợc thành lập theo Nghị định số 03-CP củ Thủ t ớng h nh phủ ngày tháng 1, 1997 t ch r từ huyện Thủ Đức cũ Quận ngày n y c ch trung tâm thành phố khoảng km theo x lộ Hà Nội Đ ng giáp huyện Nhơn Trạch Thành phố Biên Hò tỉnh Đồng N i, r nh giới tự nhiên s ng Đồng N i, Tây giáp Quận Thủ Đức, Nam giáp Quận 2, Bắc gi p Thị xã Dĩ n, tỉnh Bình D ơng Quận c 13 ph ờng trực thuộc Hiện n y Quận đ ng đà ph t triển nên vấn đề xây dựng hoàn thiện c c tuyến đ ờng ch nh khu vực tất yếu Đ ờng Nguyễn Duy Trinh trục gi o th ng qu n trọng nằm ph đ ng bắc TP.Hồ Quận Quận với đ ờng c o tốc TP Hồ h Minh, nối c c khu dân c h Minh – Long Thành – D u Giây Tuyến đ ờng vừ c chức phục vụ gi o th ng khu vực c chức trục gi o th ng đối ngoại củ Quận Quận Việc xây dựng Tuyến đ ờng gặp phải kh khăn đị chất khu vực toàn đất yếu, bên d ới lớp sét lẫn hữu dày từ 10m-14m nên chúng t c n chọn ph ơng n cọc đất gi cố xi măng để xử l đất yếu đoạn tuyến Mặc d việc thiết kế thi c ng theo giải ph p cọc xi măng đất c T XDVN 385:2006 “Ph ơng ph p gi cố đất yếu trụ đất xi măng” nhiên ảnh h ởng củ c c th ng số nh : chiều dài cọc, đ ờng k nh cọc, khoảng c ch giữ c c cọc, tỉ lệ N/X, hàm l ợng Xi Mămg, c ng nghệ thi c ng ch đ ợc đề cập đến Khi thiết kế, đơn vị t vấn t nh to n lự chọn c c gi trị kh c nh u lớn dẫn đến việc bố tr k ch th ớc hình học phạm vi phân bố củ cọc xi măng đất c chênh lệch lớn làm ảnh h ởng đến chất l ợng, tiến độ gi thành c ng trình h nh vây mục đ ch nghiên cứu củ đề tài đ nh gi hiệu sử dụng cọc đất gi cố Xi Măng củ tuyến Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP HCM Mục tiêu nghiên cứu đề tài Mục tiêu củ đề tài nghiên cứu hiệu cọc Xi Măng đất (về kinh tế kỹ thuật) tuyến đ ờng Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP Hồ h Minh Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tƣợng nghiên cứu: cọc đất gia cố Xi Măng tuyến đ ờng Nguyễn Duy Trinh – Q9 – TP Hồ Chí Minh Phạm vi nghiên cứu: tuyến đ ờng Nguyễn Duy Trinh từ Km 0+0.00 đến Km 2+626.04 Phƣơng pháp nghiên cứu Ph ơng ph p nghiên cứu: kết hợp giữ ph ơng ph p l thuyết ph ơng ph p thực nghiệm để đ nh gi hiệu cọc đất gi cố ximăng Trên sở đ rút r đ ợc tồn thiết kế thi c ng nhằm đ r giải ph p thiết kế hợp l cho cơng trình t ơng tự Kết cấu luận văn: - Ph n mở đ u: Nêu t nh cấp thiết, - h ơng 1: T ng qu n dự n xây dựng đ ờng nối từ đ ờng Nguyễn Duy Trinh Vào Khu - nghĩ kho học thực tiễn củ đề tài ng Nghiệp Phú Hữu h ơng 2: T ng qu n cọc đất gi cố xi măng Một số vấn đề t nh to n thiết kế xử l đất yếu d ới đ ờng cọc đất gi cố xi măng - h ơng 3: Phân t ch đ nh gi hiệu việc xử l đất yếu cọc đất gi cố xi măng c ng trình đ ờng Nguyễn Duy Trinh Quận – Tp Hồ h Minh - Kết luận kiến nghị - Tài liệu th m khảo - D nh mục hình vẽ, bảng biểu - Ph n Phụ lục CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN XÂY DỰNG ĐƢỜNG NỐI TỪ ĐƢỜNG NGUYỄN DUY TRİNH VÀO KHU CÔNG NGHIỆP PHÚ HỮU 1.1 Giới thiệu chung cơng trình Tên Cơng Trình: Xây dựng đ ờng nối từ d ờng Nguyễn Duy Trinh vào Khu ng Nghiệp Phú Hữu Đị điểm: Ph ờng Phú Hữu, Quận 9, TP.Hồ h Minh 1.2 Chủ đầu tƣ : Công ty Cổ phần xi măng Hà Tiên Đị : Km8 – X lộ Hà Nội – P.Tr ờng Thọ - Q.Thủ Đức - Tp.HCM Điện thoại: 028 38966608 – 38964484 Fax : 028 38967635 1.3 Tổng quan giới thiệu chung phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu khả xây dựng tuyến khu vực, tạo tiền đề cho việc xây dựng hoàn thiện hạ t ng khu vực, kết nối với Khu ng Nghiệp Phú Hữu đ ng chuẩn bị triển kh i Trong gi i đoạn đ u việc xây dựng tuyến đ ờng nhằm mục đ ch phục vụ cho việc xây dựng c c khu dân c khu vực Khu ng Nghiệp Phú Hữu 1.3.1 Phạm vi cơng trình - Vị tr c ng trình : Ph ờng Phú Hữu – Quận – TP.HCM - Điểm đ u tuyến 1: Ngã b gi o với đ ờng Nguyễn Duy Trinh (Km0+0.00) - Điểm cuối tuyến 1: Gi p đất quy hoạch ảng Bến Nghé (Km1+410.74) - Điểm đ u tuyến 2: Gi p đất quy hoạch ảng Bến Nghé (Km0+0.00) - Điểm cuối tuyến 2: Gi p với cảng IT (Km1+215.38) hiều dài tuyến: o Tuyến : 1410.74m o Tuyến : 1215.38m ĐẦ U TUYẾ N1 PHẠM VI CÔ NG TRÌNH CUỐ I TUYẾ N2 êng ma xi y Ct ĐẦ U TUYẾ N2 CUỐ I TUYẾ N1 Hình 1.1: Bình đồ vị tr c ng trình 1.3.2 Các hạng mục cơng trình : - Xây dựng tuyến đ ờng phục vụ cho việc kết nối với Khu ng Nghiệp Phú Hữu hoàn thiện quy hoạch c c khu dân c v ng - Xây dựng hệ thống tho t n ớc ng ng đ ờng 1.4 Điều kiện địa hình tự nhiên tuyến đƣờng 1.4.1 Điều kiện địa hình : - Đị hình khu vực xây dựng t ơng đối phẳng, chênh lệch c o độ kh ng lớn - o độ tự nhiên điểm đ u tuyến : + 1.71m - o độ tự nhiên điểm cuối tuyến 1: + 0.68m - o độ tự nhiên điểm đ u tuyến : + 0.36m - o độ tự nhiên điểm cuối tuyến 2: - 1.39m - Tuyến qu v ng trũng, c nhiều o hồ, ruộng lú c nhiều lạch nhỏ chạy theo ven đ ờng 10 1.4.2 Địa chất : - Trên sở khảo s t tr ờng cho thấy đị t ng khu vực c cấu trúc t ơng đối phức tạp Trong phạm vi khảo s t lỗ kho n đến độ sâu 15m, qu tài liệu kho n tr ờng c c số liệu th nghiệm phòng t thấy đị t ng c c tr m t ch từ xuống c thể chi thành c c lớp nh s u : Hình 1.2: Đị chất khu vực đ ờng Nguyễn Duy Trinh 1.4.2.1 Lớp 1a : - Trong lớp 0.1m đ u đ đ nền, bên d ới c t màu x m phớt đen, hạt c t mịn, kết cấu chặt vừ Lớp gặp HK1 với bề dày 0.6m - Lớp chúng t i kh ng tiến hành lấy mẫu th nghiệm cho lớp 1.4.2.2 Lớp 1b : 108 PHỤ LỤC 4: TÍNH TỐN PHƢƠNG ÁN XỬ LÍ BẰNG CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 109 Hình 4.1: M hình t nh to n ph ơng n ch xử l Hình 4.2: Chuyển vị mặt thân khối gi cố Hình 4.3: Chuyển vị d ới đ y thân khối gi cố 110 Hình 4.4: Độ lún cịn lại s u xử l Hình 4.5: Hình ảnh cung tr ợt 111 PHỤ LỤC 5: TÍNH TỐN PHƢƠNG ÁN TÊN CƠ SỞ KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƢỜNG 112 Hình 5.1: M hình t nh to n ph ơng n th ghiệm tr ờng Hình 5.2: Chuyển vị mặt thân khối gi cố Hình 5.3: Chuyển vị d ới đ y thân khối gi cố 113 Hình 5.4: Độ lún cịn lại s u xử l Hình 5.5: Hình ảnh cung tr ợt 114 PHỤ LỤC 6: TÍNH TỐN PHƢƠNG ÁN 115 6.1: M hình t nh to n PA1 Hình 6.2: Chuyển vị mặt thân khối gi cố Hình 6.3: Chuyển vị d ới đ y thân khối gi cố 116 Hình 6.4: Độ lún lại s u xử l Hình 6.5: Hình ảnh cung tr ợt 117 PHỤ LỤC 7: TÍNH TỐN PHƢƠNG ÁN 118 7.1: M hình t nh to n PA2 Hình 7.2: Chuyển vị mặt thân khối gi cố Hình 7.3: Chuyển vị d ới đ y thân khối gi cố 119 Hình 7.4: Độ lún cịn lại s u xử l Hình 7.5: Hình ảnh cung tr ợt 120 PHỤ LỤC 8: TÍNH TỐN PHƢƠNG ÁN 121 8.1: M hình t nh to n PA2 Hình 8.2: Chuyển vị mặt thân khối gi cố Hình 8.3: Chuyển vị d ới đ y thân khối gi cố 122 Hình 8.4: Độ lún cịn lại s u xử l Hình 8.5: Hình ảnh cung tr ợt