Nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến hiện tượng lún nứt đê sông và đề xuất giải pháp xử lý với đê tả hồng từ km81 000 đến km101 000 tỉnh hưng yên

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI LUẬN VĂN THẠC SĨ ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN HIỆN TƯỢNG LÚN, NỨT ĐÊ SÔNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ VỚI ĐÊ TẢ HỒNG TỪ KM81+000 ĐẾN KM101+000 TỈNH HƯNG YÊN Học viên thực hiện: Tống Huy Mạnh MHV: 191800146 Lớp: 27ĐKT11 Giảng viên hướng dẫn: TS Nguyễn Văn Lộc PGS.TS Phùng Vĩnh An Hà Nội, 2022 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan công trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu (nếu có) thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Tống Huy Mạnh i LỜI CÁM ƠN Tác giả xin trân trọng cám ơn thầy, cô đồng nghiệp phòng Đào tạo Đại học Sau đại học đóng góp ý kiến cho việc soạn thảo tài liệu Luận văn thạc sĩ ii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài Mục đích đề tài phạm vi nghiên cứu Cách tiếp cận phương pháp nghiên cứu Kết dự kiến đạt CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN THỰC TRẠNG LÚN, NỨT ĐOẠN ĐÊ TRONG VÙNG NGHIÊN CỨU 1.1 Giới thiệu chung 1.2 Thực trạng lún nứt mặt đê đê tả Hồng tỉnh Hưng Yên 1.2.1 Gia cố mặt đê tỉnh Hưng Yên 1.2.2 Đánh giá nguyên nhân sơ 1.2.3 Biện pháp áp dụng xử lý 1.3 Kết luận Chương 1: CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH, ĐÁNH GIÁ CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG GÂY LÚN, NỨT CÁC ĐOẠN ĐÊ 10 2.1 Ảnh hưởng rung động đến khối đắp 10 2.1.1 Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng động ngắn hạn đến mặt đường mềm 10 2.1.2 Nghiên cứu áp lực bánh xe ô tô mặt đường của Viện Khoa học Công nghệ Giao thông vận tải 17 2.2 Ảnh hưởng đất đắp có hàm lượng hạt sét, bụi cao đến khối đắp 22 2.2.1 Khái niệm tính chất khống vật sét 22 2.2.2 Ảnh hưởng tính trương nở đến khối đắp 30 2.3 Ảnh hưởng đất yếu chưa xử lý đến khối đắp 35 2.3.1 Khái niệm đất yếu 35 2.3.2 Ảnh hưởng đất yếu chưa xử lý đến khối đắp 38 2.4 Ảnh hưởng thi công nâng cấp, mở rộng đê không đảm bảo chất lượng 46 2.4.1 Ảnh hưởng lu đầm 46 2.4.2 Ảnh hưởng thi công nối tiếp khối đắp thân đê cũ 50 2.4.3 Ảnh hưởng loại đất đắp thân đê 51 iii 2.4.4 Ảnh hưởng độ chặt 52 2.4.5 Ảnh hưởng tiến độ thi công nhanh 53 2.4.6 Ảnh hưởng gây nứt bê tông nhựa 53 2.4.7 Ảnh hưởng gây nứt bê tông xi măng 63 2.5 Ảnh hưởng trọng vượt mức cho phép (áp dụng đê tả hồng, Hưng Yên) 68 Kết luận Chương 77 CHƯƠNG 3: ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP THI CÔNG XỬ LÝ THÂN ĐÊ, NỀN ĐÊ, MẶT ĐÊ VỚI ĐÊ TẢ HỒNG TỪ KM81+000 ĐẾN KM101+000 TỈNH HƯNG YÊN 78 3.1 Giải pháp sử dụng bệ phản áp 78 3.1.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng 79 3.1.2 Biện pháp thi công 79 3.1.3 Tổ chức thi công 88 3.2 Giải pháp sử dụng vải địa kỹ thuật tăng cường ổn định đê 90 3.2.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng 90 3.2.2 Biện pháp thi công 91 3.2.3 Tổ chức thi công 95 3.3 Giải pháp Cố kết thoát nước thẳng đứng – giếng cát 95 3.3.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng 96 3.3.2 Biện pháp thi công 97 3.3.3 Trình tự thi cơng 103 3.4 Giải pháp xử lý cố kết thoát nước thẳng đứng – cọc cát 112 3.4.1 Các tiêu chuẩn áp dụng 112 3.4.2 Chuẩn bị thi công 113 3.4.3 Biện pháp thi công 114 3.4.4 Các bước thi công 114 3.4.5 Tổ chức giám sát chất lượng thi công 115 3.5 Gia cố xử lý cọc xi măng đất 122 3.5.1 Tiêu chuẩn áp dụng 122 3.5.2 Biện pháp thi công cọc xi măng đất theo công nghệ Jet Grouting 123 3.6 Giải pháp sử dụng cọc đắp 132 iv 3.6.1 Tiêu chuẩn áp dụng 132 3.6.2 Công tác chuẩn bị 132 3.6.3 Cơng tác đóng cọc BTCT .134 3.7 Giải pháp thay đất yếu đất tốt 141 Kết luận chương 146 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .147 Kết luận .147 Kiến nghị 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO 148 v DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Nứt mặt đê Tả Hồng tỉnh Hưng Yên đoạn km 81+300 Hình 1.2 Đê Tiền giang – Bắc Giang Hình 1.3 Đê hữu Đuống K21-K59–Bắc Ninh Hình 1.4 Đê Hữu Hồng –Hà Nam (km 129,5 ÷km 136 khảo sát 4/2018) Hình 1.5 Mặt bê tơng bị vỡ nát Hình 1.6 Mặt cắt đại diện gia cố bê tông mặt đê Tả Hồng – Hưng Yên Hình 1.7 Xe tải nặng lưu thông đê, sau xảy tượng lún, nứt Hình 1.8 Vết nứt tiếp tục phát triển theo thời gian khơng gian Hình 1.9 Xe tải tải trọng đê Hình 1.10 Mặt đê bị hư hỏng Hình 1.11 Mặt đường làm phẳng tạm thời gạch vỡ Hình 2.1 Kết lún dọc đo trường tính tốn mơ hình 13 Hình 2.2 Tính tốn phản ứng động mặt đường đáy lớp asphalt 3200C 13 Hình 2.3 Tính tốn phản ứng mặt đường đáy lớp asphalt 500C ứng với tải trọng động chuẩn tĩnh 14 Hình 2.4 Tính tốn phản ứng mặt đường đáy lớp asphalt 2500C ứng với tải trọng động chuẩn tĩnh 15 Hình 2.5 Tính tốn phản ứng mặt đường đáy lớp asphalt 3200C ứng với tải trọng động chuẩn tĩnh 16 Hình 2.6 Tương quan tải trọng trục số nứt mỏi mặt đường 18 Hình 2.7 Tương quan tải trọng trục lún vệt bánh xe mặt đường 19 Hình 2.8 Thử nghiệm trường Viện KHCN Giao thông Vận tải 20 Hình 2.9 Tương quan tải trọng trục áp lực bánh xe mặt đường 21 Hình 2.10 Tương quan tải trọng trục diện tích vệt bánh xe mặt đường 21 Hình 2.11 Phân tố đơn vị khống vật sét 23 Hình 2.12 Sơ đồ cấu trúc mạng tinh thể dạng lớp lưới 23 Hình 2.13 Các kiểu cấu trúc lưới 24 Hình 2.14 Cấu trúc đặc biệt đất sét 26 Hình 2.15 Đường cong nén lún đất trương nở 30 vi Hình 2.16 Độ bền sức chống căt hai điều kiện trương nở khác 31 Hình 2.17 Lực dính góc ma sát theo thời gian điều kiện trương nở có áp .32 Hình 2.18 Sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng theo trình trương nở 33 Hình 2.19 Xu hướng trương nở theo hai phương đất chế bị 33 Hình 2.20 Phá hoại trượt sâu dạng đường cong trịn .39 Hình 2.21 Kiểu phá hoại xảy sau đào đắp đất 40 Hình 2.22 Tính tốn ổn định theo cung trượt trụ trịn 40 Hình 2.23 Phá hoại đắp lún trồi 42 Hình 2.24 Sơ đồ tính tốn Matar Salencon .42 Hình 2.25 Loại máy đầm rung 25T AMMANN ACS150 48 Hình 2.26 Ảnh hưởng công đầm đến kết cấu đất (theo Lambe, 1958a) 49 Hình 2.27 Kết cấu đường phạm vi đê cũ không đạt độ chặt 52 Hình 2.28 Sơ đồ loại hư hỏng cóc gặm 54 Hình 2.29 Ngun nhân gây hư hỏng cóc gặm xe tải mép đường 54 Hình 2.30 Ảnh hư hỏng cóc gặm đường giao thơng 55 Hình 2.31 Hư hỏng vết nứt lớn (bề rộng vết nứt >5mm) .56 Hình 2.32 Ảnh vết nứt ngang 56 Hình 2.33 Sơ đồ dạng nứt lưới .57 Hình 2.34 Bong tróc vật liệu đường nhựa 57 Hình 2.35 Sơ đồ hình thái bong tróc 58 Hình 2.36 Hư hỏng ổ gà nông 58 Hình 2.37 Mặt cắt ngang ổ gà nông 59 Hình 2.38 Sơ đồ ổ gà sâu 60 Hình Sơ đồ biểu diễn hư hỏng lún vệt bánh .61 Hình 2.40 Hình ảnh lún vệt bánh xe .61 Hình 2.41 Hư hỏng lún lõm 62 Hình 2.42 Hư hỏng lún sâu 63 Hình 2.43 Nứt cắt mối nối chậm .64 Hình 2.44 Mối liên kết dọc 65 Hình 2.45 Vỡ khn rãnh bị lệch 66 Hình 2.46 Vỡ sâu khe nứt đáy bị lệch .67 vii Hình 2.47 Cắt ngang địa chất đê tả Hồng, Hưng Yên 69 Hình 2.48 Sơ đồ tính đê tả Hồng, Hưng Yên, TH1 – Tải trọng thiết kế 71 Hình 2.49 Kết ổn định tính đê tả Hồng, Hưng Yên, TH1 – Tải trọng thiết kế 72 Hình 2.50 Sơ đồ tính đê tả Hồng, Hưng Yên, TH2 – Tải trọng 30 73 Hình 2.51 Kết tính ổn định đê tả Hồng, Hưng Yên, TH2 – Tải trọng 30 74 Hình 2.52 Mơ hì2nh tính biến dạng đê tả Hồng, Hưng n, TH1 – Tải trọng 12 75 Hình 2.53 Biểu đồ chuyển vị tổng đê tả Hồng, Hưng Yên, TH1 – Tải trọng 12 75 Hình 2.54 Kết chuyển vị đứng điểm tim đê tả Hồng, Hưng Yên, TH1 – Tải trọng 12 (Uy=0.195m) 76 Hình 2.55 Mơ hình tính biến dạng đê tả Hồng, Hưng Yên, TH2 – Tải trọng 30 76 Hình 2.56 Biểu đồ chuyển vị tổng đê tả Hồng, Hưng Yên, TH2 – Tải trọng 30 77 Hình 2.57 Kết chuyển vị đứng điểm tim đê tả Hồng, Hưng Yên, TH2 – Tải trọng 30 (Uy=0.296m) 77 Hình 3.1 Tăng cường ổn định tổng thể đê bệ phản áp 78 Hình 3.2 Mặt cắt mở rộng đáy đê - tăng hệ số mái 78 Hình 3.3 Mặt cắt đê quây đất đồng chất 80 Hình 3.4 Mặt cắt đê quây dùng cọc chống kết hợp với đắp đất 81 Hình 3.5 Đê quây cọc ván đơn kép 81 Hình 3.6 Tăng cường ổn định đê vải địa kỹ thuật 90 Hình 3.7 Trình tự thi công vải địa kỹ thuật 93 Hình 3.8 Mặt cắt ngang điển hình gia cố giếng cát 95 Hình 3.9 Mặt cắt điển hình xử lý đất yếu cọc cát 112 Hình 3.10 Mặt cắt ngang điển hình xử lý cọc xi măng đất 122 Hình 3.11 Mơ hình sơ đồ thi công cọc Xi măng - đất 123 Hình 3.12 Giải pháp khối đắp cọc cứng vải địa kỹ thuật 132 Hình 3.13 Đóng cọc thẳng đứng cạn 136 Hình 3.14 Đóng cọc xiên nước 136 Hình 3.15 Mặt cắt ngang điển hình giải pháp thay đất yếu đất tốt 141 viii Kiểm tra chứng xuất xưởng cọc (nếu cọc mua sản xuất nhà máy); Kiểm tra kích thước thực tế cọc (theo quy trình quy định); Chuyên chở xếp cọc mặt thi công; Đánh dấu chia đoạn lên thân cọc theo chiều dài cọc; Tổ hợp đoạn cọc mặt đất thành cọc theo thiết kế; Đặt máy trắc đạc để theo dõi độ thẳng đứng cọc đo độ chối cọc Cơng tác đóng cọc thực cọc BTCT đạt cường độ theo quy định dẫn kỹ thuật dự án Để cho cơng tác đóng cọc tiến hành liên tục thơng thường Nhà thầu tập kết số lượng cọc định đến gần vị trí cần đóng Các cọc xếp chồng lên đảm bảo cọc không bị cong, vênh chí gãy cọc chịu tải trọng thân cọc Để thuận lợi cho việc lấy cọc, Nhà thầu bố trí tà vẹt gỗ kê cọc… Trước đóng cọc, Ban huy cơng trường tổ chức họp nội Nhà thầu với toàn thể cán kỹ thuật, đội trưởng thi cơng có liên quan nhằm nhắc nhở, quán triệt tư tưởng, phổ biến công nghệ thi công để người thống a Cơng tác đóng cọc BTCT - Lắp dựng giá búa, di chuyển giá tim cọc, cân chỉnh cho giá búa thắng đứng, cân - Dùng máy toàn đạc kinh vĩ đặt cố định để kiểm tra độ thẳng đứng độ xiên cọc - Đối với cơng tác đóng cọc cạn: Dùng cẩu phục vụ cẩu cọc đặt đất Sau cẩu cọc nằm ngang dần chuyển sang tư thẳng đứng dựng cọc áp sát vào cần giá búa, đặt cọc xác vào vị trí, trục cọc nằm theo hướng thiết kế trùng với tim búa Cần giá búa ôm sát cọc liên kết chặt chẽ với cọc, bảo đảm tim cọc thiết kế 135 Hình 3.13 Đóng cọc thẳng đứng cạn - Đối với cơng tác đóng cọc nước: Cố định sà lan, di chuyển thiết bị đóng cọc cho đảm bảo độ xiên cọc theo thiết kế, dựng cọc áp sát vào giá búa, đặt cọc xác vào vị trí, trục cọc nằm theo hướng thiết kế trùng với tim búa Cần giá búa ôm sát cọc bảo đảm tim cọc theo thiết kế… Hình 3.14 Đóng cọc xiên nước Dưới tác dụng trọng lượng búa, cọc lún xuống đoạn định Kiểm tra vị trí cọc lần cuối máy trắc đạc cho búa đóng nhẹ vài nhát để cọc cắm vào đất 136 kiểm tra độ ổn định cọc, búa, hệ thống giá búa cho búa hoạt động bình thường Trong q trình đóng cọc, Nhà thầu thường xuyên theo dõi đo độ lún theo đợt để xác định độ chối cọc Độ chối cọc đóng độ lún trung bình cọc nhát búa đóng (đối với búa rung phút làm việc) + Đối với cọc chống phải đóng tới cao độ mũi cọc thiết kế + Với cọc ma sát phải đóng tới đạt độ chối thiết kế Để đóng cọc đến cao độ đầu cọc thiết kế, Nhà thầu sử dụng cọc dẫn dài – 5m 2xI350 hàn ghép Và để tránh lực xung kích lớn làm vỡ đầu cọc, đầu cọc có đệm gỗ bao tải gai Lưu ý lưu ý với lớp địa tầng yếu có chiều dày lớn để có biện pháp tránh tuột cọc * Cơng tác đóng cọc thử Trước đóng cọc đại trà, thơng thường Nhà thầu đóng cọc thử với số lượng cọc thử theo quy định thiết kế nhằm xác định chiều dài thức cọc Dùng sơn màu đậm, vẽ nét mảnh, sắc để chia vạch cọc, riêng đoạn đầu cọc chia vạch với mật độ dày để dễ đo kiểm tra Q trình đóng cọc thử chia làm đợt: đóng cọc lần đầu, đóng kiểm tra lại a Đóng cọc lần đầu Cho búa hoạt động trình tự nêu ghi số lần đập búa mét lún sâu cọc, riêng 1m cuối ghi độ chối bình quân cho hồi đập (cm/ phút) Trường hợp chưa đạt độ sâu chơn cọc thiết kế đề cho cọc nghỉ ngày, sau tiến hành đóng lại đạt độ chối thiết kế báo cáo với Tư vấn thiết kế, Tư vấn giám sát để xử lý cho nối cọc đóng thêm đạt độ chối thiết kế cho cọc nghỉ ngày đóng kiểm tra lại đạt độ chối thiết kế có biện pháp xử lý khác thích hợp 137 b Đóng kiểm tra lại Sau cọc nghỉ ngày cho búa đóng lại cọc, đo độ chối chiều cao rơi búa Nếu cọc đạt độ chối thiết kế ngừng đóng, chưa đạt độ chối thiết kế báo cáo với tư vấn thiết kế tư vấn giám sát để xử lý * Cơng tác đóng cọc đại trà Sau có kết cọc thử, tiến hành đóng cọc đại trà theo trình tự đóng hàng cọc xiên trước đóng hàng cọc thẳng sau Biện pháp đóng cọc đại trà đóng cọc thử, khác khơng cọc nghĩ mà đóng cọc đạt độ chối thiết kế Trong trình đóng cọc, Nhà thầu theo dõi chặt chẽ, thu thập số liệu ghi chép đầy đủ vào nhật ký đóng cọc xử lý có cố xảy Một số ý q trình đóng cọc Trong suốt q trình đóng cọc cần kiểm tra vị trí cần, cọc quan sát tình trạng đầu cọc, mũi cọc, thấy vật liệu đầu cọc bị hư hại phải ghi vào sổ đóng cọc biện pháp bổ cứu, mũi cọc bị hư hỏng phải kịp thời thay Nếu đầu cọc bị hư hỏng với tình trạng hàng loạt xét hư hỏng khơng phải ngun nhân vật liệu xấu gây cần xem xét lại kỹ thuật đóng cọc áp dụng xét lại chiều sâu đóng cọc đất Đối với hồi búa khởi đầu đóng chiều cao nâng búa khơng vượt q 0.5m Đối với hồi đập sau tăng dần chiều cao nâng búa chiều cao quy định lý lịch búa Đối với búa treo rơi tự do, chiều cao nâng búa phải tương ứng với trọng lượng búa, kích thước vật liệu cọc, điều kiện địa chất c Công tác hàn nối cọc Theo TCVN 9394:2012 quy định: Chỉ bắt đầu hàn nối đoạn cọc khi: - Kích thước mã với thiết kế; - Trục đoạn cọc kiểm tra độ thẳng đứng theo hai phương vng góc với nhau; - Bề mặt đầu hai đoạn cọc nối phải tiếp xúc khít với 138 Đường hàn mối nối cọc phải đảm bảo quy định thiết kế chịu lực, khơng có khuyết tật sau đây: - Kích thước đường hàn sai lệch so với thiết kế; - Chiều cao chiều rộng mối hàn không đồng đều; - Đường hàn không thẳng, bề mặt mối hàn bị rỗ, khơng ngấu, q nhiệt, có chảy loang, lẫn xỉ, bị nứt… Chỉ tiếp tục hạ cọc kiểm tra mối nối hàn khuyết tật * Ghi chép số liệu để làm hồ sơ nghiệm thu Trong q trình thi cơng đóng cọc cần có mặt cán giám sát thi cơng ghi chép liệu sau: - Ngày đúc cọc, ngày đóng cọc; - Số liệu cọc, vị trí kích thước cọc; - Chiều sâu đóng cọc, số đoạn cọc mối nối; - Loại búa đóng coc, chiều cao rơi búa, số nhát búa/phút; - Số nhát búa đập để cọc 100cm; - Số nhát búa đập để cọc 20cm cuối cùng; - Loại đệm đầu cọc; - Trình tự đóng cọc nhóm; - Những vấn đề kỹ thuật cản trở cơng tác đóng cọc theo thiết kế sai số; - Tên cán giám sát tổ trưởng thi cơng; Trong q trình đóng cọc phải ghi lý lịch cọc thể số nhát búa đập để cọc 1m đoạn đầu 20 cm 3m cuối 139 * Thi công lắp đặt mũ cọc Mũ cọc bê tơng với mục đích làm tăng diện tích đỉnh cọc để truyền nhiều lực lên đầu cọc không làm rách vải (trường hợp có vải đỉnh cọc) Mũ cọc làm tăng hiệu phát sinh ứng suất vòm khối đất đắp đỉnh cọc Do đó, bổ sung thêm mũ cọc cần thiết Thi cơng mũ cọc có cách: (1) đổ chỗ; (2) mũ cọc đúc sẵn Trình tự thi cơng mũ cọc đổ chỗ: - Sau thi công xong cọc bê tông tiến hành cắt đầu cọc đập đầu cọc để tạo liên kết bê tơng mũ cọc cọc đóng - Tận dụng đất quanh đỉnh cọc để làm ván khuôn cho mũ cọc - Lắp đặt lưới thép gia cường mũ cọc; - Đổ bê tông mũ cọc; - Sau mũ cọc đạt cường độ thiết kế tiến hành rải vải địa kỹ thuật đỉnh cọc đắp đất phần Nên sử dụng đầm cóc lu trọng lượng nhẹ cho chiều dày 1/2 khoảng cách đỉnh cọc đắp phía đỉnh cọc để khơng làm xơ lệch đỉnh cọc gây tải trọng tập trung lớn đỉnh cọc phá hủy bê tông mũ cọc Trình tự thi cơng mũ cọc đúc sẵn: - Mũ cọc đúc bãi đúc theo hình dạng thiết kế; - Sau đóng cọc bê tơng cắt cọc cao độ thiết kế; - Lắp đặt mũ cọc vào đỉnh cọc Phần đỉnh cọc bổ sung lớp vữa mỏng để tạo tiếp xúc tốt với mũ cọc bọc vải địa kỹ thuật - Sau lắp đặt xong mũ cọc tiến hành đắp phần đỉnh cọc với mũ cọc đổ chỗ đủ cường độ: rải vải địa kỹ thuật (nếu có) phần đắp đất gồm phần: phần đắp đầm cóc bề dày >= 1/2 khoảng cách tim cọc; phần thi công đắp giới bình thường theo thiết kế 140 * Trải vải đắp đất phần Sau lắp đặt xong mũ cọc, mũ cọc đạt cường độ trình đắp đất xung quanh mũ đạt cao trình đỉnh mũ cọc tiến hành trải vải địa kỹ thuật (nếu có) sau tiếp tục đắp đất phần đầm cóc với độ dày khơng nhỏ 1/2 khoảng cách tim cọc, phần đắp đắp đầm giới Quy trình yêu cầu trải vải đắp đất giống thuyết minh trình bày cụ thể 3.7 Giải pháp thay đất yếu đất tốt Gh i c h ó : Hình 3.15 Mặt cắt ngang điển hình giải pháp thay đất yếu đất tốt 3.7.1 Các tiêu chuẩn, quy phạm áp dụng TCVN 9165:2012 Cơng trình thủy lợi - u cầu kỹ thuật đắp đê TCVN 9166 : 2012, Cơng trình Thủy lợi –Yêu cầu kỹ thuật thi công biện pháp đầm nén nhẹ TCVN 8297 : 2009, Cơng trình Thủy lợi –Đập đất-Yêu cầu kỹ thuật thi công phương pháp đầm nén TCVN 9362 : 2012, Cơng trình Thủy lợi – Đường thi công – Yêu cầu thiết kế TCVN 9361 : 2012, Cơng tác móng – Thi công Nghiệm thu TCVN 9160 : 2012, Công trình thủy lợi – u cầu thiết kế dẫn dịng xây dựng TCVN 4447: 2012, Công tác đất – Thi công Nghiệm thu TCVN 8422 : 2010, Công trình thủy lợi – Thiết kế tầng lọc ngược cơng trình thủy cơng 141 TCVN 5308 : 1991, Quy phạm kỹ thuật an tồn cơng tác xây dựng Hồ sơ thiết kế kỹ thuật, hồ sơ thiết kế vẽ thi cơng cơng trình duyệt 3.7.2 Biện pháp thi cơng * Các u cầu chung Trong q trình đào đắp đất cần lưu ý biện pháp tăng cường ổn định mái đào mái đê trạng Vấn đề phải tính tốn đến q trình thiết kế mái hố móng Hố móng trước đắp phải tiêu nước triệt để để đảm bảo chất lượng khối đắp tốt Do thời điểm thi công đào đắp đất hố móng phải vào mùa kiệt, ảnh hưởng dòng chảy mặt thấp mực nước ngầm hạ thấp, áp dụng biện pháp hạ thấp mực nước ngầm (nếu cần) Các trường hợp đặc biệt thích hợp giải pháp đào phần đào toàn đất yếu: - Khi thời hạn đưa cơng trình vào sử dụng ngắn giải pháp tốt để tăng nhanh trình cố kết - Khi đặc trưng học đất yếu nhỏ mà việc cải thiện cách cố kết khơng có hiệu để đạt chiều cao thiết kế đắp - Bề dày lớp đất yếu từ 3m trở xuống (trường hợp thường đào toàn đất yếu để đáy đường tiếp xúc hẳn với tầng đất không yếu); - Đất yếu than bùn loại sét, sét dẻo mềm, dẻo chảy; trường hợp này, chiều dày đất yếu vượt q 4-5m đào phần cho đất yếu cịn lại có bề dày nhiều 1/2 ÷ 1/3 chiều cao đắp (kể phần đắp chìm đất yếu) Trường hợp đất yếu có bề dày m có cường độ q thấp đào khơng kịp đắp than bùn, bùn sét (độ sệt B >1) bùn cát mịn áp dụng giải pháp bỏ đá chìm đến đáy lớp đất yếu bỏ đá kết hợp với đắp tải để tự lún đến đáy lớp đất yếu Giải pháp đặc biệt thích hợp trường hợp thiết kế mở rộng đắp cũ cải tạo, nâng cấp đê kết hợp đường vùng đất yếu 142 Các loại vật liệu thay thế: - Vật liệu thay cát: Thuận lợi cho thi công bơm cát, thời gian cố kết rút ngắn; - Vật liệu thay đất: Phương pháp thay đất đất kinh tế tận dụng vật liệu địa phương (Vải địa kỹ thuật rải lên mặt sau đào nền, có tác dụng phân bố tải trọng thân đê lên đê) Giải pháp kết hợp thay kết hợp lót vải địa kỹ thuật: - Tận dụng khả phân cách vải ĐKT lót lớp vải vào hố đào để vừa ngăn chặn tượng lún chìm đồng thời vải cịn có tác dụng phân bố lại tải trọng cơng trình phía xuống - Trường hợp thay phần lớp đất yếu đê khơng ổn định đặt vài lớp vải vào thân đê để tăng khả chống cắt đất đắp tăng ổn định cho đê * Biện pháp đào hố móng: a Cơng tác chuẩn bị: - Đào hết gốc, rễ phạm vi hố móng Với gốc nhỏ 10 cm đào thủ cơng Đối với gốc có đường kính nhỏ 50 cm dùng máy kéo, máy xúc, máy ủi có thiết bị đào gốc đào đưa gốc khỏi phạm vi hố móng - Dọn hết đá mồ cơi khu vực đào hố móng Đối với đá cỡ so với thiết bị thi công, kể phương tiện vận chuyển, xử lý cách nổ mìn phá chỗ, sau xúc vận chuyển ngồi phạm vi hố móng - Tập kết thiết bị thi cơng vào vị trí quy định Cắm biển báo đường thi công vận chuyển đất Chuẩn bị bãi trữ đất thải, diện tích bãi trữ cần tính đến yếu tố sau: Tỷ lệ hao hụt đất vận chuyển; Độ chặt tự nhiên sau đổ đống; Độ lún đất thải; Độ tươi xốp đất khai thác từ nguyên thổ b Công tác thi công đào đất: 143 - Tùy thuộc vào loại thiết bị thi cơng đào đất mà có yêu cầu cụ thể: Trường hợp sử dụng máy đào thực theo yêu cầu điều 4.4.2 – TCVN 4447:2012; Trường hợp sử dụng máy cạp thực theo yêu cầu điều 4.4.3 – TCVN 4447:2012; Trường hợp sử dụng máy ủi thực theo yêu cầu điều 4.4.4 – TCVN 4447:2012 - Đào đất theo đợt, đợt đào sâu không m Bắt đầu đào từ phía cạnh ngắn hố móng từ khu vực hố tiến dần xung quanh Hạn chế tối đa việc đào cục đất hố móng - Khi chiều sâu đào hố móng khơng q 1,25 m đào thẳng đứng Trường hợp chiều sâu hố đào lớn cần phải mở mái hố móng Cần xác định độ dốc mái đào để xác định phạm vi đào cho phép, tránh làm hố móng mở ngồi phạm vi thiết kế - Trong q trình đào hố móng cơng trình cần tiến hành quan trắc dịch chuyển mái hố móng (chuyển vị thẳng đứng chuyển vị ngang) Cần hạn chế tốc độ chuyển vị mái hố móng, trường hợp chuyển vị vượt tốc độ cho phép cần dừng đào để mái đào ổn định tiếp tục đào c Tiêu nước hố móng - Lựa chọn thời điểm thi công mùa khô, mực nước ngầm hạ thấp, nước mặt hạ thấp dễ dàng khống chế Cần phải ngăn nước mặt vùng lân cận chảy vào móng biện pháp đắp bờ, đê quây Phạm vi bờ đê quây cần phải xa đỉnh mái hố móng để hạn chế ảnh hưởng đến ổn định mái hố móng - Trong q trình đào có nước ngầm mạch nước chảy vào hố móng cần tìm ngun nhân, nguồn phát sinh có để có biện pháp hạn chế đảm bảo ổn định mái hố móng - Trước đào đất hố móng phải xây dựng hệ thống tiêu nước, trước hết tiêu nước bề mặt (nước mưa, nước ao, hồ, cống, rãnh ) ngăn không cho chảy vào hố móng cơng trình Phải đào mương, khơi rãnh, đắp bờ trạch tùy theo điều kiện địa hình tính chất cơng trình - Tiết diện độ dốc tất mương rãnh tiêu nước phải bảo đảm thoát nhanh lưu lượng nước mưa nguồn nước khác, bờ mương rãnh bờ trạch phải cao 144 mức nước tính tốn 0,1 m trở lên - Tốc độ nước chảy hệ thống mương rãnh tiêu nước không vượt tốc độ gây xói lở loại đất - Khi đào hố móng nằm mặt nước ngầm thiết kế tổ chức xây dựng thiết kế thi công phải đề biện pháp tiêu nước mặt kết hợp với tiêu nước ngầm phạm vi bên bên ngồi hố móng Phải bố trí hệ thống rãnh tiêu nước, giếng thu nước, vị trí bơm di động trạm bơm tiêu nước cho giai đoạn thi cơng cơng trình Trong trường hợp nào, thiết khơng để đọng nước làm ngập hố móng - Khi mực nước ngầm cao lưu lượng nước ngầm lớn phải hạ mực nước ngầm bảo đảm thi cơng bình thường thiết kế tổ chức xây dựng thiết kế thi cơng phải có phần thiết kế riêng cho công tác hạ mực nước ngầm cho hạng mục cụ thể nhằm bảo vệ tồn vẹn địa chất mặt móng - Khi thi cơng đất, ngồi lớp đất nằm mức nước ngầm bị bão hồ nước, cịn phải ý đến lớp đất ướt mức nước ngầm tượng mao dẫn Chiều dầy lớp đất ướt phía mực nước ngầm cho Bảng 2.20 Bảng 3.9 Chiều dày lớp đất ướt nằm mực nước ngầm Loại đất Chiều dày lớp đất ướt nằm mực nước ngầm, m Cát thô, cát hạt trung cát hạt nhỏ 0,3 Cát mịn đất cát pha 0,5 Đất pha sét, đất sét hồng thổ 0,1 3.7.3 Trình tự thi công Bước 1: Dọn dẹp mặt bằng, cắm mốc định vị hố móng mái hố móng Bước 2: Đắp đê quây, trạch ngăn cách nguồn nước mặt với vị trí hố móng, bơm tiêu nước mặt phạm vi hố móng; 145 Bước 3: Đào hố móng theo thiết kế, thi công hệ thống tiêu nước hố móng Bước 4: Đắp đất theo lớp đạt độ chặt thiết kế; Bước 5: Sau đắp đất phần trên; Bước 6: thi cơng phần mặt đường, hồn thiện mặt cắt Kết luận chương Trong chương tác giả đề xuất giải pháp áp dụng xử lý lún nứt đê quy trình thi cơng với đê tả Hồng từ km81+000 đến km101+000 tỉnh Hưng Yên Với đặc điểm đê tả Hồng, đoạn xảy lún nhiều cố lớn sử dụng biện pháp cọc xi măng đất hiệu 146 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Quá trình bổ sung thêm vai trị đường giao thơng cho đê tạo điều kiện thuận lợi cho phát triển kinh tế vùng tạo điều kiện cho đê gia cố vững hơn, điều kiện lại kiểm tra đê dễ dàng hơn, nhiên đặc thù trình nâng cấp đê giữ lại phần thân đê cũ đắp áp trúc mở rộng gia cố mặt đê làm đường giao thông xuất hiện tượng lún nứt nhiều tuyến đê Do đê khối đắp cao, chịu ảnh hưởng nước lũ lên xuống theo mùa cộng thêm yếu tổ tải trọng giao thông tác động gây tượng lún nứt Nguyên nhân gây lún nứt với thân đê mặt đê gồm: + Yếu tố đất nền; + Yếu tố đất đắp; + Yếu tố mực nước; + Yếu tố tải trọng xe tải Các yếu tố mực nước, yếu tố xe cộ yếu tố ngoại cảnh mà đê phải chịu được, yếu tố nội đê đất nền, đất đắp cần phải xử lý để đảm bảo ổn định điều kiện làm việc kết hợp giao thơng Hiện có nhiều giải pháp xử lý thân đường áp dụng đường giao thông Tuy nhiên giải pháp áp dụng cho đê cần xem xét thêm yếu tố chống lũ, ổn định thấm đê ngăn lũ Các yếu tố địi hỏi vật liệu thi cơng đê phải có yếu tố ổn định thấm cao, phải kết hợp với giải pháp xử lý thấm hợp lý Tác giả phân tích đưa giải pháp xử lý cố lún nứt mặt đê Với cố đê tả Hồng từ km81+000 đến km101+000 tỉnh Hưng Yên đoạn xảy lún nhiều cố lớn sử dụng biện pháp cọc xi măng đất hiệu Kiến nghị Khi nâng cấp đê cần trọng phần khảo sát địa chất, địa hình, dân sinh, kinh tế xã hội tình hình giao thơng đê dự đốn giao thơng sau nâng cấp mở rộng Từ thiết kế kết cấu đê nâng cấp mở rộng kết hợp giao thông 147 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Trường đại học thủy lợi, Tài liệu địa kỹ thuật dùng cho cao học, 2010; [2] Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003) Cơ học đất, Nhà xuất xây dựng; [3] Sở NN&PTNT Hưng Yên, Báo cáo: Đánh giá trạng cơng trình đê điều trước lũ tỉnh Hưng n năm 2018; [4] Sở Nông nghiệp &PTNT Hà Nam, Đánh giá trạng cơng trình đê điều phương án hộ đê năm 2018, tỉnh Hà Nam, 2018; [5] Viện Thủy công (2016), khảo sát trạng, đánh giá sơ nguyên nhân cố lún, nứt đề xuất giải pháp xử lý đê tả hồng đoạn từ km 81+700 đến km 82+050 huyện văn giang, tỉnh hưng yên; Viện Thủy công - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam; [6] Viện Thủy công (2017), Báo cáo đánh giá nguyên nhân đề xuất giải pháp xử lý nứt đê hữu sông thương tỉnh bắc giang, Viện Thủy công - Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam; [7] Đoàn Thế Trường, Lê Thuận Đăng (2004) Thí nghiệm đất móng cơng trình Nhà xuất Giao thơng Vận tải; [8] Nguyễn Quang Chiêu Thiết kế thi công đắp đất yếu Nhà xuất xây dựng [9] R WHITLOW (1999) Cơ học đất tập I, II NXB Giáo dục, Hà nội, Việt nam; [10] Tiêu chuẩn ngành (2002): Tuyển tập tiêu chuẩn đất xây dựng cơng trình Thủy lợi (Tập từ 14TCN 123-2002 đến 14 TCN 129-2002) [11] Nguyễn Công Mẫn, Phan Trường Phiệt (2004): Sổ tay Kỹ thuật Thủy lợi (Tập Địa kỹ thuật cơng trình – Cơ học đất - đá) Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, Hà Nội, Việt Nam [12] Trần Văn Việt (2004) Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật Nhà xuất xây dựng; 148 [13] PGS.TS Nguyễn Quang Chiêu, TS Lã Văn Chăm, sách Xây dựng đường ô tô , NXBGTVT, Hà Nội 2008 [14] Hồ sơ thiết kế cơng trình: XD củng cố, nâng cấp đê tả sông hồng tỉnh Hưng Yên, Công ty cổ phần tư vấn xây dựng dân dụng cơng nghiệp Ninh Bình, 2010; [15] Vũ Ngọc Trung (2010), báo cáo đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ: nghiên cứu, ứng dụng vật liệu sửa chữa hư hỏng mặt đường bê tông nhựa địa bàn thành phố đà nẵng; phòng Giám định QLCL cơng trình - sở giao thơng vận tải [16] Vũ Quốc Vương (2014) - đại học thủy lợi, nghiên cứu đánh giá nguyên nhân & tình trạng hư hỏng mặt đê bê tông xi măng công nghệ sửa chữa, khoa học kỹ thuật thủy lợi môi trường - số 44 [17] PGS TS Nguyễn Hữu Trí, ThS Lê Anh Tuấn, PGS TS Vũ Đức Chính (2009), Nghiên cứu ứng dụng mặt đường BTXM việt Nam điều kiện nay, http://www.vusta.vn/vi/news/Thong-tin-Su-kien-Thanh-tuu-KH-CN/Nghien-cuu-ungdung-mat-duong-BTXM-o-viet-Nam-trong-dieu-kien-hien-nay-30833.html [18] Chi cục đê điều pclb Hà Nội, Báo cáo đánh giá trạng cơng trình đê điều thành phố Hà Nội trước lũ năm 2018; [19] Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN4054:2005- Đường ô tô - Yêu cầu thiết kế 149