Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất trong gia cố nền đất yếu dưới đoạn đường đắp cao của dường dẫn đầu cầu vùng đồng bằng sông cửu long,luận văn thạc sỹ xây dựng cầu hầm

Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trước thiết kế cơng trình đường dẫn Cầu - hầm nằm đất yếu thường dùng biện pháp như: gia tải, vét bùn (vét toàn hay phần), gia cố đất yếu cọc tre, cọc tràm v.v sau ứng dụng công nghệ tiên tiến như: xử lý bấc thấm, giếng cát, cọc BTCT v.v Tuy nhiên giải pháp hạn chế chiều sâu, hiệu thấp trường hợp tải trọng lớn, mực nước ngầm cao Do để khác phục nhược điểm trên, phương pháp xử lý công nghệ trộn sâu ứng dụng nước ta Nhưng chưa có tiêu chuẩn kỹ thuật đầy đủ việc tính tốn, thiết kế cọc xi măng - đất dựa chủ yếu cơng thức nước ngồi, việc ứng dụng thực tế gặp nhiều khó khăn Do việc nghiên cứu tính chất lý khả chịu tải biến dạng cột xi măng đất số cơng trình, từ đề giải pháp phù hợp ứng dụng cọc đất gia cố xi măng đất xây dựng đắp cao đường dẫn mố cầu đất yếu điều kiên nước ta thiết thực có ý nghĩa khoa học cấp thiết Mục tiêu nghiên cứu : Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc đất trộn ximăng gia cố đất đất yếu đoạn đường đắp cao đầu cầu vùng Đồng Bằng Sông Cửu Long Phương pháp nghiên cứu đề tài: Thu thập tài liệu tác giả nước có lien quan đến đề tài Nghiên cứu ứng dụng thực tiển vào cơng trình thực tế vùng Đồng Bằng Song Cửu Long Kết hợp lý thuyết với công tác điều tra, thu thập số liệu kinh nghiệm thiết kế, thi công để nghiên cứu Nội dung đề tài : Chương 1: Tổng quan đất đắp cao vấn đề ổn định đất đắp cao nằm đất yếu trụ đất trộn xi măng Chương 2: Cơ sở lý thuyết tính tốn đất yếu gia cường DSMC ổn định đường đầu cầu đắp cao Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Chương 3: Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc đất trộn xi măng gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng đồng Sông Cửu Long Phạm vi nghiên cứu đề tài: - Sử dụng lý thuyết học đất kết hợp với kết phân tích Plaxis để đề xuất cách tính vùng đất gia cường DSMC việc giữ ổn định khối đất đắp cao đầu cầu vùng địa chất yếu điển hình thuộc Đồng Sơng Cửu Long Giới hạn luận văn:  Luận văn xét ảnh hưởng vùng đất gia cường DSMC đến ổn định đường đầu cầu đắp cao Ý nghĩa:  Ý nghĩa khoa học:giải tốt tốn tính lún cơng trình đặc đất yếu, mơ mơ hình phần mềm plaxis 8.5 kiểm lại cách tính tốn số học  Ý nghĩa thực tiễn: kết đề tài dùng để định hướng thiết kế cho cơng trình đắp cao khu vực Đồng Bằng Song Cửu Long Cấu trúc luận văn: Luận án gồm phần: phần mở đầu phần nội dung ( chương) phần kết luận kiến nghị Tổng số trang 93 trang, có 23 hình ảnh, 22bản số, 4trang phụ lục trang tóm tắc nội dung đề tài, tổng số 98 trang Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU ĐẮP CAO, CÁC SỰ CỐ VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ VÀ CÔNG NGHỆ CỘT XI MĂNG ĐẤT 1.1 Tổng quan đường dẫn đầu cầu đắp cao đất yếu Đường dẫn đầu cầu hạng mục tạo kết nối êm thuận đường cầu, nhân tố chủ đạo ảnh hưởng đến tính ổn định, tính vĩnh cửu độ khai thác tốt cơng trình cầu Do vậy, việc ổn định khối đất đắp cao phạm vi đường dẫn đầu cầu, yếu tố cần đặc biệt ý, cơng trình nằm đất yếu Cho đến nước ta, việc xây dựng đắp cao đất yếu đường dẫn vào cầu, đặc biệt mố cầu tốn khó kỹ sư thiết kế, thi công để đảm bảo chất lượng cơng trình Nó đặt nhiều vấn đề phức tạp cần nghiên cứu xử lý nghiêm túc, đảm bảo ổn định độ lún cho phép cơng trình Nền đất đắp cao hạng mục, cơng trình xây dựng lâu đời thường gặp Từ hàng ngàn năm tổ tiên ta xây dựng hệ thống đê điều mà chủ yếu đất yếu Trong công xây dựng phát triển kinh tế xã hội tăng khối lượng xây dựng cơng trình đất yếu cách đáng kể phạm vi nước tỉnh ven biển Đồng Bằng Sông Cửu Long Trước người ta sử dụng đất đắp qua vùng địa chất tốt để giảm bớt vấn đề kỹ thuật phải xử lý hạ giá thành xây dựng, nhiên nghiệp xây dựng phát triển kinh tế xã hội đặt việc phải chinh phục sử dụng vùng đất mềm yếu mà trước hết xây dựng tuyến đê lấn biển, cầu nối đất liền biển, đảo việc phát triển tuyến giao thông, cầu, đường, cầu cống đất yếu có nhiều vấn đề đặt phức tạp cần xử lý nghiêm túc, mà vấn đề quan trọng phải kể đến ổn định đất đắp Do thiếu sót cơng tác khảo sát, giải pháp thiết kế, thi công đường đắp cao chưa hợp lý nên thường bị hư hỏng ổn định sau xây dựng cơng trình Hiện tượng trượt đoạn đường đắp đất bùn sét phía Bắc cầu Hàm Rồng, tượng trượt sâu làm biến đoạn km tuyến QL 18 A gần Cái Dăm (Quảng Ninh) hư hỏng ổn định vài đoạn đường Nhà Bè – Duyên Hải (Thành Phố Hồ Chí Minh) ví dụ điển hình Việc xử lý hậu hư hỏng đắp ổn định thường phức tạp tốn kém, chưa kể hư hỏng cịn gây tai họa đáng tiếc, tượng thường gặp đất đắp cao lún với mức độ khác ứng suất đất đắp tác dụng đất yếu đủ để gây Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL biến dạng lớn Điểm dễ nhận thấy đoạn tiếp giáp đường mố cầu, trình xây dựng cầu đường cần đặc biệt ý đến độ lún ngun nhân gây nhiều cơng trình cầu đường hư hỏng phải xử lý tốn nhiều không xử lý tượng lún kéo dài sắt đoạn Lim Bắc Ninh (Hà Bắc), đoạn cầu Giê Đồng Văn (Hà Nam Ninh) Nền đất yếu đất có khả chịu tải trọng nhỏ (0,5 - 1kg/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a>0,1 cm2/kg); Hệ số rỗng e lớn (e > 1,0); Độ sệt lớn (B>1); Mô đun biến dạng bé (E0,8, dung trọng bé, xây dựng cơng trình khơng có biện pháp xử lý Khi thi công gặp đất yếu, tùy thuộc vào tính chất lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo cơng trình mà người ta dùng phương pháp xử lý móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình 1.2 Nghiên cứu cố thường gặp đường đầu cầu đắp cao khai thác Trong thực tế xây dựng, có nhiều cơng trình bị lún, sập xây dựng đất yếu khơng có biện pháp xử lý hiệu quả, khơng đánh giá xác tính chất lý đất để làm sở đề giải pháp xử lý móng phù hợp Đây vấn đề khó khăn, địi hỏi kết hợp chặt chẽ kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm tối đa cố, hư hỏng cơng trình xây dựng đất yếu Ổn định đất từ nói tương quan độ bền, khả chịu tải đất lực đặc trưng gây phá hoại đất tải trọng thân đất tải trọng gây Độ bền đất diện điểm phân bố đất xác định đại lượng sức chống cắt đất theo biểu thức sau : (1.1) Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Vị trí hư hỏng Hình 1.1 Các cố thường gặp đắp đất cao đất yếu - Mất ổn định theo dạng phình trồi : trường hợp đường chưa bị xé rách bị võng đất xuống đẩy đất yếu phình lên hai bên chân ta luy Với trường hợp vùng phá hoại (chứa điểm ổn định) đất yếu xuất chưa đạt tới mức gây mặt trượt xé rách đất yếu, thể cụ thể qua sơ đồ sau: Hình 1.2 Dạng hình trồi - Mất ổn định theo dạng trượt trồi : trường hợp xảy mặt trượt liên tục làm xé rách đường đẩy đất yếu trượt trồi lên phía chân ta luy, vùng phá hoại đất yếu trượt mức giới hạn tương ứng cho ổn định tổng thể đường đất yếu, thể cụ thể qua sơ đồ sau : Hình dạng trượt trồi Đồn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Hình Phá hủy mố cầu lún sụp cầu Juan Pablo II cầu Mataquito Chi Lê Hình Đường đầu cầu bị phá hoại cầu Minnesota Hoa Kỳ Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Hình Đường dẫn lên cầu Tràn Niên - Cần Thơ dài gần 30 mét bị đổ sập - Lún đường đầu cầu tượng phổ biến Việt Nam mà nước phát triển giới Nhật Bản, Trung Quốc, CHLB Đức Cộng hịa Pháp có nghiên cứu, tổng kết tìm nguyên nhân đưa giải pháp khắc phục hiệu Lún đường đầu cầu dẫn đến thay đổi đột ngột cao độ khu vực tiếp giáp đường mố cầu, tạo thành điểm gãy trắc dọc tuyến đường, chí tạo thành hố (rãnh) lún sâu sát mố cầu Hiện tượng làm giảm lực thơng hành, gây hỏng hóc phương tiện, hàng hóa, phát sinh tải trọng xung kích phụ thêm lên mố cầu cống, tốn cho công tác tu bảo dưỡng, gây cảm giác khó chịu cho người tham gia giao thông làm ATGT Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Hình Lún đường đầu cầu cầu Sóm Củi Đại lộ Nguyễn Văn Linh (Tp HCM) Hình Lún đường đầu cầu cầu Kênh Cụt Đại lộ Nguyễn Văn Linh (Tp HCM) Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Hình cầu Xẻo Bướm QL63-Kiên Giang (vùng Đồng Sông Cửu Long) 1.3 Các giải pháp xử lý đường đắp cao đất yếu thông thường vùng ĐBSCL: 1.3.1 Giải pháp đệm vật liệu rời (đệm cát, đá, sỏi): Đệm vật liệu rời mà phổ biến đệm cát Đây phương pháp thay lớp đất yếu lớp đất tốt nhằm tạo lớp đệm chịu lực bên trên, Thay toàn phần lớp đất yếu giới hạn chiều dày 4m đến 5m Lớp đệm cát có tác dụng tăng tốc độ cố kết đất yếu sau đắp đất, Để tăng cường độ chống cắt đất yếu dẫn đến tăng sức chịu tải đất tăng khả ổn định cơng trình Lớp đệm cát cịn có tác dụng cải tạo phân bố ứng xuất lên đất yếu, để tăng tốc độ cố kết đất yếu kết hợp gia cố cừ tràm, ứng dụng nên đất yếu cụ thể sân bay Rạch Giá – Kiên Giang Ưu điểm: biện pháp gia cố sử dụng rộng rãi phương pháp thi công đơn giản, sử dụng vật liệu địa phương Đoàn Trường Xa Trang Luận văn thạc sỹ:Nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố đất yếu đoạn đường đắp cao đường dẫn đầu cầu vùng ĐBSCL Khuyết điểm: biện pháp sử dụng điều kiện tải trọng cơng trình khơng q lớn lớp đất yếu khơng q dày (H