Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp hút chân không kết hợp gia tải tại dự án đường nối từ cầu bà chiêm đến cảng hiệp phước huyện nhà bè tp hồ chí minh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRỊNH VIỆT DŨNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG KẾT HỢP GIA TẢI TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG NỐI TỪ CẦU BÀ CHIÊM ĐẾN CẢNG HIỆP PHƯỚC HUYỆN NHÀ BÈ - TP HCM LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH - 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI TRỊNH VIỆT DŨNG NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG KẾT HỢP GIA TẢI TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG NỐI TỪ CẦU BÀ CHIÊM ĐẾN CẢNG HIỆP PHƯỚC HUYỆN NHÀ BÈ - TP HCM CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mã số : 23810L028 HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS LÊ VĂN BÁCH TP HỒ CHÍ MINH - 2017 i LÝ LỊCH KHOA HỌC I Lý lịch sơ lược: Họ tên: TRỊNH VIỆT DŨNG Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 18/09/1984 Nơi sinh: Sơn La Quê quán: Bắc Giang Dân tộc: Kinh Thường trú: 167/65 Đường Trục, F13, Q.Bình Thạnh, TP.HCM Tel: 0976598494 Mail: dunggsvibrobis@gmail.com II Quá trình đào tạo: Đại học: Kỹ sư Xây dựng Cầu đường, chuyên ngành Xây dựng Cầu đường Hệ đào tạo: Chính quy – Trường Đại học Giao thông Vận tải HN III Q trình cơng tác Thời gian Nơi cơng tác Cơng việc đảm nhiêm 12/2011 – 12/2012 Viện Công Nghệ Xây Dựng Cầu Đường Phía Nam Thiết kế giao thơng đường 12/2012 đến Viện Công Nghệ Xây Dựng Cầu Đường Phía Nam Giám sát thi cơng xây dựng cơng trình ii LỜI CAM ĐOAN Tơi cam đoan cơng trình nghiên cứu tơi Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa cơng bố cơng trình khác Tp Hồ Chí Minh, ngày tháng Trịnh Việt Dũng năm 2017 iii LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin chân thành cám ơn chân thành đến thầy PGS.TS LÊ VĂN BÁCH Thầy tận tình bảo, hướng dẫn giúp đỡ suốt trình thực hoàn thành luận văn Tác giả tỏ lịng biết ơn đến anh em Cơng ty CP Thiết kế Xây dựng Anh Em tạo điều kiện, giúp đỡ tác giả thu thập tài liệu, số liệu, cung cấp thông tin cần thiết liên quan đến trình nghiên cứu, thực luận án Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến đơn vị nơi tác giả công tác Viện Cơng Nghệ Xây Dựng Cầu Đường Phía Nam, tạo điều kiện tài chính, động viên để tác giả yên tâm tập trung nghiên cứu hoàn thành luận án Để hồn thành luận văn tác giả nhận động viên, ủng hộ, chia sẻ kịp thời từ gia đình lúc khó khăn nhất, tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chia sẻ thành cơng có thân đến gia đình Cuối cùng, tác giả xin chân thành cảm ơn đến bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên, ủng hộ, chia sẻ trình tác giả hồn thành luận văn iv MỤC LỤC LÝ LỊCH KHOA HỌC i LỜI CAM ĐOAN ii LỜI CẢM ƠN iiii MỤC LỤC ivv MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan dự án 1.1.1 Phạm vi dự án: 1.1.2 Mục tiêu dự án: 1.1.3 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật: 1.1.4 Giải pháp thiết kế 1.2 Khái niệm đất yếu: 13 1.2.1 Khái niệm chung: 13 1.2.2 Một số đặc điểm đất yếu: 14 1.2.3 Các loại đất yếu thường gặp: 14 1.3 Một số phương pháp xử lý đất yếu: 15 1.3.1 Mục tiêu xử lý đất yếu: 15 1.3.2 Các biện pháp xử lý tác dụng thời gian tải trọng 15 1.3.3 Phương pháp xử lý cọc vôi – đất, cọc xi măng đất, cọc cát 17 1.3.4 Phương pháp gia tải nén trước với thoát nước thẳng đứng 18 1.3.5 Phương pháp hút chân không (cố kết chân không) 18 1.4 Tổng quan ứng dụng nghiên cứu cố kết chân không 19 1.4.1 Tình hình ứng dụng phương pháp cố kết chân khơng 19 1.4.2 Tình hình nghiên cứu cố kết chân khơng ngồi nước 25 1.4.3 Tình hình nghiên cứu cố kết chân khơng Việt Nam 28 1.5 Ý nghĩa đề tài 33 CHƯƠNG II : TỔ CHỨC THI CÔNG 34 v 2.1 Trình tự thi cơng hút chân khơng kết hợp gia tải 34 2.1.1 Công tác chuẩn bị 34 2.1.2 Thi công đào vét hữu 37 2.1.3 Trải vải địa kỹ thuật ngăn cách 38 2.1.4 Thi công đắp cát K90 đến cao độ +1.8m: 38 2.1.5 Thi công xử lý hút chân không 44 2.2 Các thiết bị quan trắc 55 2.2.1 Mặt bố trí thiết bị quan trắc điểm lưu ý 55 2.2.2 Phương án lắp đặt thiết bị quan trắc 58 2.2.3 Phương pháp quan trắc xử lý số liệu 65 2.2.4 Công tác khảo sát địa chất trước sau xử lý 72 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỐ LIỆU 85 3.1 Các kết thí nghiệm sau sử lý 85 3.1.1 Địa tầng Cường độ kháng cắt đất: 85 3.1.2 Kết thí nghiệm nén cố kết đất: 87 3.2 Tính tốn lún dư sau xử lý 89 3.3 Đánh giá hiệu sau xử lý 90 KẾT LUẬN 91 KIẾN NGHỊ 92 vi MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 1: Một số cơng trình ứng dụng phương pháp có màng kín khí công ty Menard thực từ năm 1989 20 Bảng 2: Một số cơng trình ứng dụng phương pháp khơng có màng kín khí [3] 21 Bảng 1: Quy trình tăng áp suất chân khơng 52 Bảng 2: Đề xuất tần suất quan trắc (Theo điều 5.6.5 TCVN 9842:2013) 54 Bảng 3: Khối lượng lắp đặt thiết bị quan trắc 56 Bảng 4: Các thiết bị dùng công tác quan trắc 58 Bảng 5: Tiêu chuẩn quan trắc công việc yêu cầu (chỉ để tham khảo) 70 Hình 8: Mũi xuyên Bảng 6: Các đặc trưng kỹ thuật 81 Bảng 7: Tiêu chuẩn kỹ thuật Memocone II 81 Bảng 1: Kiểm tra độ lún dư trình khai thác 89 vii MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình 1: Sơ đồ nguyên lý phương pháp MVC] 22 Hình 2: Thi công phương pháp MVC (nguồn: sưu tầm internet) 23 Hình 3: Sơ đồ phương pháp khơng có màng kín khí Beaudrain-S 24 Hình 4: Sơ đồ ngun lý phương pháp khơng có màng kín khí Beaudrain 25 Hình 5: Sự cố kết có kết hợp hút chân không gia tải 26 Hình 6: Các trường hợp phân phối áp suất chân khơng theo phương 26 Hình 7: Mơ hình tính tốn vật liệu nước 27 Hình 8: Tổng hợp tính tốn lún theo thời gian mơ hình 2D 3D 28 Hình 9: Lắp đặt hệ thống hút nước, thiết bị đo biến dạng gia tải 29 Hình 10: Kết quan trắc lún MVC Beaudrain 30 Hình 11: Thi cơng hệ thống thu nước, lớp kín khí 31 Hình 12: Lắp đặt quan trắc, vận hành bơm hút chân khơng 31 Hình 13: Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư dự đoán – quan trắc 32 Hình 1: Mặt cắt điển hình bố trí thiết bị quan trắc 56 Hình 2: Biểu đồ kiểm sốt ổn định 69 Hình 3: Biểu Đồ Asaoka 71 Hình 4: Ống lấy mẫu chẻ đôi 76 Hình 5: Mơ hình ống mẫu thành mỏng 77 Hình 6: Ống lấy mẫu Piston 77 Hình 7: Các thiết bị sơ đồ bố trí thiết bị CPTu khơng dây 80 Hình 8: Mũi xuyên Bảng 6: Các đặc trưng kỹ thuật 81 Hình 9: Số liệu hiển thị hình tính trình xuyên 82 Hình 10: Hệ thống thí nghiệm trục thu nhận liệu 83 Hình 11: Thiết bị thí nghiệm nén cố kết hệ thống thu liệu 84 Hình 1: Tổng hợp sức kháng mũi rịng (qtHình 2: Quan hệ sức kháng mũi ròng (qt- v o)t he độ osâu 86 vo) ới vCường độ kháng cắt UU BH02A CPTu10A 86 Hình 3: Sức kháng cắt Su theo độ sâu 87 Hình 4: Ứng suất tiền cố kết tải trọng khai thác theo độ sâu 89 MỞ ĐẦU I Tính cấp thiết đề tài Ở Việt Nam nay, việc xây dựng cơng trình có trọng tải lớn đất yếu việc phổ biến nước ta có địa hình, địa chất phức tạp Việc để xử lý, gia cố móng cần nghiên cứu chi tiết, cẩn thận, nghiêm túc để đảm bảo độ an tồn cho cơng trình thi cơng “Nền đất yêu” khái niệm nhắc đến nhiều Có nhiều tiêu chí khác để đánh giá đất gọi “đất yếu”: - Theo Terzaghi Peck đất yếu cường độ nén đơn nhỏ 25 kPa yếu lớn 25 kPa nhỏ 50 kPa - Trong TCVN 9355:2012 quy định loại đất yếu thường gặp bùn, loại sét (sét, sét pha, cát pha) trạng thái dẻo nhão Những loại đất có số tiêu đặc trưng như: + Độ sệt lớn (IL>1), + Hệ số rỗng lớn (e>1) + Góc ma sát nhỏ (φ