Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu zone 5 nhà máy xử lý khí cà mau bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải

BỘ GIÁO DỤC VÀĐÀOTẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀPTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦYLỢI QUÁCH ĐỨC HÒA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI QUÁCH ĐỨC HÒA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 60 58 02 04 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS PHẠM QUANG TÚ HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng 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 thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quyđịnh Tác giả luậnvăn Quách ĐứcHòa LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu luận văn thạc sĩ với hướng dẫn tận tình thầy Tiến sĩ Phạm Quang Tú động viên giúp đỡ gia đình, bạn bè em hoàn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài:“Nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu Zone5, nhà máy xử lý khí Cà Mau bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải”theo yêu cầu kế hoạch đượcgiao Luận vănnàycó ý nghĩa quan trọng thân giúp em cố lại kiến thức suốt trình học tập, dịp tốt để làm quen với công tác thiết kế tổ chức thi công công trình cụthể Trong trình làm luận văn , em cố gắng nghiên cứu, vận dụng kiến thức học, tham khảm tài liệu liên quan, quy trình, quy phạm hành học hỏi kinh nghiệm quý báu thầy hướng dẫn để hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Tuy nhiên trình độ có hạn, kinh nghiệm thân cịn nên việc vận dụng kiến thức tính tốn cơng trình cụ thể cịn hạn chế khơng tránh khỏi sai sót Kính mong thầy, giáo bảo giúp em bổ sung kiến thức cần thiết Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy TS Phạm Quang Tú người tận tình bảo, đơn đốc, hướng dẫn em suốt trình làm luận án Cùng tồn thể thầy giáo mơn Địa Kỹ Thuật trường Đại học Thủy Lợi truyền đạt kiến thức chuyên môn thực tế cho em Đồng thời em xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln ủng hộ giúp đỡ em q trình em làm luận văn tốtnghiệp HàNội,ngày tháng năm2017 Học viên Quách Đức Hòa MỤC LỤC DANH MỤCBẢNGBIỂU vi DANH MỤCHÌNHVẼ .viii MỞĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀNGHIÊNCỨU 1.1 Tổng quan nềnđấtyếu .4 1.1.1 Khái niệm vềđấtyếu 1.1.2 Các loại đất yếu chủ yếu vàthường gặp: 1.1.3 Nhận biếtđấtyếu 1.1.4 Giải pháp xây dựng cơng trình trênđấtyếu 1.2 Các phương pháp xử lý đất yếu xây dựngcơngtrình 1.2.1 Giải phápcơhọc: 1.2.2 Các giải pháp thủy lực học(Vậtlý): 14 1.2.3 Các giải pháphóahọc 19 1.3 Kết luậnchương1 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG BẤCTHẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀGIATẢI 23 2.1 Các ngun lý tính tốn thiết kếbấcthấm 23 2.1.1 Các nguyên lý tínhtốn .23 2.1.2 Thiết kế bấcthấm 23 2.2 Qui trình, thiết bị kỹ thuật thi cơngbấcthấm 30 2.3 Kiểm soátchấtlượng 32 2.4 Thiết bị quan trắchiệntrường .33 2.5 Quy trìnhthicơng 34 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ZONE 5, NHÀMÁY XỬ LÝ KHÍCÀMAU .35 3.1 Giới thiệu vềdự án 35 3.1.1 Mục tiêu đầutư 35 3.1.2 Vị tríđịalý: 36 3.1.3 Điều kiệnđịachất: .37 3.1.4 Phạm vi xửlýnền: .40 3.1.5 Yêu cầu thiết kế xử lýnền: 40 3.2 Tính tốn thiết kếchitiết: .41 3.2.1 Phân tích số liệuđầuvào 41 3.2.2 Lựa chọn tiêu lý củađấtnền 42 3.2.3 Tính tốn bố trí bấcthấm .43 3.2.4 Tổng hợp kết quảtínhtốn: .54 3.3 Mô phầnmềmGeo-studio 56 3.3.1 Giới thiệu phầnmềm 56 3.3.2 Các bước giảibàitoán 57 3.3.3 Mô tả toán nhậpsốliệu 58 3.4 Mơ phỏngbàitốn 59 3.4.1 Phântích: 59 3.4.2 Các bước thựchiện 59 3.4 Quan trắc q trìnhthicơng 65 3.4.1 Kiểm tra độ caomặtbằng 65 3.4.2 Quan trắc độ lúnbềmặt .65 3.4.3 Quan trắc áp suấtchânkhông 66 3.4.4 Quan trắc độ lúntừnglớp 66 3.4.5 Quan trắc áp lực nướclỗrỗng 67 3.4.6 Quan trắc ổnđịnhnền 67 3.4.7 Khảo sát lại đánh giá hiệu giacốnền 68 3.5 Thi công vànghiệmthu 68 3.5.1 yêu cầu vềvậtliệu 68 3.6 Thiết kế thi côngchitiết 71 3.6.1 Nghiệm thu tọa độ giới, cao độ phạm vi xửlýnền 71 3.6.2 San lấpmặtbằng 72 3.6.3 Thi công lớpđệmcát 72 3.6.4 Thi côngbấcthấm 72 3.6.5 Thi côngtườngsét 74 3.6.6 Lắp đặt hệ thống thiết bịquantrắc .75 3.6.7 Thi cơng hệ thống thốtnướcngang 75 3.6.8 Thi công lớp vải địakỹthuật .76 3.6.9 Thi công lớp màngchânkhông .77 3.6.10 Nối màng lắp đặt hệ thống hútchânkhông 77 3.6.11 Vận hành hệ thống bơmchânkhông 78 3.6.12 Thi công giatảicát 79 3.6.13 Dỡ tảichânkhông 80 3.6.14 San gạt mặt vàlulèn .81 3.7 Thoát nước 81 3.7.1 Thoátnướcnền 81 3.7.2 Thốt nước hút chân khơng trướcgiatải 81 3.8 Ảnh hưởng công tác xử lý khu vựcxungquanh .82 3.9 An tồn bảo vệ mơi trường trongthicông 82 3.9.1 Quyđịnhchung 82 3.9.2 Cơng tác an tồnlaođộng 83 3.10 Bảo vệmôitrường 84 3.10.1 Phịng ngừa nhiễm đất, nguồn nước xóilởđất 84 3.10.2 Phịng ngừa nhiễm khí thải vàtiếngồn 85 3.11 Kiểm tra vànghiệmthu .85 3.11.1 Lớp vải địa kỹ thuậtngăn cách 85 3.11.2 Tầng đệm cát thoát nước ngang hệ thống thoát nướcbềmặt .85 3.11.3 Thi công cắm bấc, hào kín khí tườngkínkhí 85 3.11.4 Hệ thống thiết bịquantrắc .86 3.11.5 Hệ thống ống hút nước ngang, ống hút chân khơng nước ngang.863.11.6 Kiểm tra màngkínkhí 86 3.11.7 Độ kín khí gia tải hútchânkhông 87 3.11.8 Lớp bù lún đắp giatảithêm 87 3.11.9 Bảng tiến độthicông .87 KẾT LUẬN,KIẾNNGHỊ 88 Những kết quảđạtđược 88 Một số điểm còntồntại 88 Hướng nghiên cứutiếptheo .88 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Xác định độ cốkếtUv 26 Bảng 3.1: Tổng hợp tọa độ điểm định vị khu vực xây dựng củadự án 36 Bảng 3.2: Tổng hợp thông số kỹ thuật hạng mục thuộcnhàmáy 40 Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật tiền độ thi công xửlýnền .40 Bảng 3.4: Tải trọng khai thác trường hợp không xửlýnền 42 Bảng 3.5: Tải trọng trìnhkhaithác .42 Bảng 3.6: Số liệu địa chất tiêu đất dùng tính tốn(Zone5) 42 Bảng 3.7: Số liệu địa chất tiêu đất dùng trongtínhtốn .42 Bảng 3.8: Độ cố kết tải trọngkhaithác: 43 Bảng 3.9: Thông số củabấcthấm 44 Bảng 3.10: Tải trọng thi công cắmbấcthấm 44 Bảng 3.11: Độ lún tải trọng thi công cắmbấcthấm .45 Bảng 3.12: Độ cố kết trung bình theo phương đứng phương ngang trình cắmbấcthấm 45 Bảng 3.13: Độ lún cố kết theo thời gian tải trọng cắmbấcthấm 46 Bảng 3.14: Tải trọng trình xử lý phươngán1 .47 Bảng 3.15: Bảng kết tính toán lún phươngán1 47 Bảng 16: Độ lún ổn định xử lý theo phươngán1 48 Bảng 3.17: Độ cố kết trung bình theo phương đứng theo phương ngang theophươngán1 48 Bảng 18: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theo phươngán1 49 Bảng 3.19: Tải trọng trình xử lý phươngán2 .50 Bảng 3.20: Bảng kết tính tốn lún phươngán2 50 Bảng 3.21: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theophương án2 51 Bảng 3.22: Tải trọng trình xử lý phươngán3 .52 Bảng 3.23: Bảng kết tính tốn lún phươngán3 52 Bảng 24: Độ lún ổn định xử lý theo phươngán3 53 Bảng 3.25: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theophương án3 53 Bảng 3.26: Bảng so sánh kết phân tích lựa chọn khoảng cáchbấcthấm .54 Bảng 27: Tổng hợp khối lượng xử lý theo cácphươngán 55 Bảng 28: Các yêu cầu kỹ thuật củabấcthấm 69 Bảng 3.29: Yêu cầukỹthuật màng chân khôngcầnđạt 70 Bảng 3.30: Tiến độ thi côngdự kiến 87 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thi cơngcọccát .9 Hình 1.2: Cọc bê tông cốt thépđúcsẵn 11 Hình 1.3: Máyđóngcọc .12 Hình 1.4: Máyépcọc 12 Hình 1.5: Nguyên lý hoạt độnggiếngcát .15 Hình 1.6: Máy cắm bấc thấm Doosan 370, FS16, chiều sâu cắm bấcmax:32m 18 Hình 2.1: Tốn đồ xác định nhân tố xáođộngFs 27 Hình 2.2: Tốn đồ xác định sứccảnFr 28 Hình 2.3: Tốn đồ xác định độ cố kết theo phươngngangUh 29 Hình 2.4: Thi công bấc thấm a) Thiết bị cắm bấc thấm; b) Ống lồngbấcthấm 31 Hình 3.1: Mặt nhà máy khu vực xử lý nền(Zone5) 36 Hình 3.2: Tổng hợp tiêu lý theo độ sâu cáclớpđất 38 Hình 3.3: Mặt cắt địa chất khu vựcnhàmáy 39 Hình 3.4: Độ lún theo thời gian cắmbấcthấm .46 Hình 3.5: Lún hút chân không gia tải theo phươngán1 49 Hình 3.6: Lún hút chân khơng gia tải theo phươngán2 51 Hình 3.7: Lún hút chân khơng gia tải theo phươngán3 54 Hình 3.8: So sánh giá thành xây dựng 03phươngán 55 Hình 3.9: Giao diện phầnmềmGEOSTUDIO .57 Hình 3.10: Các bước giải toán phầnmềmGeostudio .57 Hình 3.11: Mơ tả tốn nhập số liệu đầuvàonền 63 Hình 3.12: Tính tốn ứng suất biến dạng xửlýnền 64 Hình 3.13: Mơ tả toán nhập số liệuđầuvào 64