luận án tiến sĩ nghiên cứu ứng xử của nền đường đầu trên nền đất yếu gia cường trụ xi măng đất kết hợp lưới địa kỹ thuật

ß tng hißu qu¿ cÿa gi¿i pháp trÿ xi mng ¿t, trên ßnh trÿ th±ßng bß trí lßp truyßn t¿i nh¿m tng t¿i trßng truyßn vào trÿ và gi¿m t¿i trßng truyßn xußng ¿t y¿u giÿa các cßc.. ßi vßi t¿t c¿

BÞ GIÁO DþC VÀ ÀO T¾OBÞ NÔNG NGHIÞP VÀ PTNTTR¯ÞNG ¾I HÞC THþY LþI

NGÔ BÌNH GIANG

NGHIÊN CþU þNG Xþ CþA NÞN ¯ÞNG ¾U C¾U TRÊN NÞN ¾T Y¾U GIA C¯ÞNG TRþ XI MNG ¾T

K¾T HþP L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T

LU¾N ÁN TI¾N S) Kþ THU¾T

HÀ NÞI, NM 2024

BÞ GIÁO DþC VÀ ÀO T¾OBÞ NÔNG NGHIÞP VÀ PTNTTR¯ÞNG ¾I HÞC THþY LþI

NGÔ BÌNH GIANG

NGHIÊN CþU þNG Xþ CþA NÞN ¯ÞNG ¾U C¾U TRÊN NÞN ¾T Y¾U GIA C¯ÞNG TRþ XI MNG ¾T

K¾T HþP L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T

Ngành: ßa kÿ thu¿t xây dÿng Mã sß: 9580211

NG¯ÞI H¯ÞNG D¾N KHOA HÞC: 1 PGS TS MAI DI TÁM 2 GS TS TRÞNH MINH THþ

LÞI CAM OAN

Tác gi¿ xin cam oan ây là công trình nghiên cÿu cÿa b¿n thân tác gi¿ Các k¿t qu¿ nghiên cÿu và k¿t lu¿n trong lu¿n án là trung thÿc, không sao chép tÿ b¿t kÿ mßt ngußn nào và d±ßi b¿t kÿ hình thÿc nào Vißc tham kh¿o các ngußn tài lißu (n¿u có) ã ±ÿc thÿc hißn trích d¿n và ghi ngußn tài lißu tham kh¿o úng quy ßnh

Tác gi¿ lu¿n án

Ngô Bình Giang

LÞI C¾M ¡N

Tác gi¿ xin bày tß lòng c¿m ¡n sâu s¿c ¿n cß PGS.TS Mai Di Tám, GS.TS Trßnh Minh Thÿ ã t¿n tình h±ßng d¿n tác gi¿ trong sußt quá trình nghiên cÿu và thÿc hißn lu¿n án

Tác gi¿ xin trân trßng c¿m ¡n Ban Giám hißu Tr±ßng ¿i hßc Thÿy lÿi, Phòng ào t¿o, Khoa Công trình, Bß môn ßa kÿ thu¿t, các nhà khoa hßc, ¿c bißt là PGS TS ß Th¿ng ã có nhÿng óng góp ý ki¿n quý báu cho tác gi¿ trong quá trình nghiên cÿu

Tác gi¿ xin bày tß lòng bi¿t ¡n tßi gia ình, b¿n bè và ßng nghißp ã luôn sát cánh giúp ÿ, hß trÿ và ßng viên vß mßi m¿t ß tác gi¿ hoàn thành lu¿n án

1 Tính c¿p thi¿t cÿa ß tài 16

2 Mÿc tiêu nghiên cÿu 17

3 ßi t±ÿng và ph¿m vi nghiên cÿu 17

4 Cách ti¿p c¿n và ph±¡ng pháp nghiên cÿu 17

5 Ý ngh)a khoa hßc và thÿc tißn cÿa ß tài 18

6 Bß cÿc cÿa lu¿n án 18

CH¯¡NG 1 TÞNG QUAN VÞ V¾N Þ NGHIÊN CþU 19

1.1 Tßng quan vß ¿t y¿u 19

1.2 Tßng quan vß ±ßng ¿u c¿u 24

1.3 Tßng quan vß trÿ xi mng ¿t và l±ßi ßa kÿ thu¿t 29

1.4 Nhÿng v¿n ß còn tßn t¿i và các v¿n ß lu¿n án ti¿p tÿc gi¿i quy¿t 38

CH¯¡NG 2 C¡ SÞ LÝ THUY¾T TÍNH TOÁN VÞ PHÂN BÞ þNG SU¾T TRONG HÞ NÞN CÞC GIA C¯ÞNG L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T 39

2.1 Gißi thißu chung 39

2.2 Lý thuy¿t tính toán hß trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t 42

2.3 K¿t lu¿n ch±¡ng 2 58

CH¯¡NG 3 PHÂN TÍCH þNG Xþ CþA NÞN ¯ÞNG ¾U C¾U TRÊN ¾T Y¾U GIA C¯ÞNG B¾NG TRþ XI MNG ¾T K¾T HþP L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T 59

3.1 Gißi thißu chung 59

3.2 ißu kißn vß ßa hình, thÿy vn 60

3.3 ißu kißn vß ßa ch¿t 61

3.4 Gi¿i pháp thi¿t k¿ 62

3.5 Tính toán theo ph±¡ng pháp gi¿i tích 62

3.6 Tính toán theo ph±¡ng pháp sß 65

3.7 K¿t lu¿n ch±¡ng 3 76

CH¯¡NG 4 THÍ NGHIÞM HIÞN TR¯ÞNG NGHIÊN CþU þNG Xþ NÞN ¯ÞNG ¾U C¾U TRÊN NÞN ¾T Y¾U GIA C¯ÞNG TRþ XI MNG ¾T K¾T HþP L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T 77

4.8 K¿t lu¿n ch±¡ng 4 96

K¾T LU¾N VÀ KI¾N NGHÞ 97

1 K¿t lu¿n 97

2 Nhÿng óng góp mßi cÿa lu¿n án 97

3 Các tßn t¿i và ßnh h±ßng phát trißn nghiên cÿu 98

4 Ki¿n nghß 98

DANH MþC CÔNG TRÌNH Ã CÔNG BÞ 99

TÀI LIÞU THAM KH¾O 100

Hình 2.1 Tr¿ng thái ÿng su¿t trong khßi ¿p theo Terzaghi (1943) 40

Hình 2.2 C¡ ch¿ truyßn t¿i hß GRPS theo Han và Gabr (2002) 41

Hình 2.3 Màn tr¿p theo kinh nghißm cÿa Terzaghi (1943) 42

Hình 2.4 Hißu ÿng vòm trên hß l±ßi vuông cÿa Hewlett và Randolph (1988) 46

Hình 2.5 Mô hình d¿ng l±ßi theo ß xu¿t cÿa Guido và cßng sÿ (1987) 47

Hình 2.6 Mô hình ß xu¿t bßi Carlson và cßng sÿ (1987) 49

Hình 2.7 Mô hình l±ßi theo SINTEF (2002) 49

Hình 2.8 T¿m truyßn t¿i gia c±ßng theo nguyên lý d¿m cÿa Collin (2007) 50

Hình 3.1 M¿t b¿ng quy ho¿ch 1/500 khu ô thß Mizuki Park 59

Hình 3.2 M¿t c¿t ngang tuy¿n ±ßng D1 xÿ lý nßn 60

Hình 3.3 Vß trí dÿ án 60

Hình 3.4 M¿t c¿t ßa ch¿t 61

Hình 3.5 Giao dißn sÿ dÿng cÿa Abaqus 68

Hình 3.6 Giao dißn sÿ dÿng FLAC3D [53] 68

Hình 3.7 Giao dißn sÿ dÿng cÿa Midas GTS [54] 69

Hình 4.1 M¿t b¿ng vß trí quan tr¿c 77

Hình 4.2 M¿t b¿ng bß trí thi¿t bß quan tr¿c 77

Hình 4.3 Thi¿t bß quan tr¿c bi¿n d¿ng l±ßi KT 79

Hình 4.4 Thi¿t bß ßc dÿ lißu 79

Hình 4.5 L¿p ¿t thi¿t bß o bi¿n d¿ng l±ßi KT t¿i hißn tr±ßng 80

Hình 4.6 Thi¿t bß o áp lÿc ¿t (earth pressure) 84

Hình 4.7 S¡ ß nguyên lý o chuyßn dßch ngang theo chißu sâu 85

Hình 4.8 Thi¿t bß o dßch chuyßn ngang theo chißu sâu 86

Hình 4.9 Quy trình l¿p ¿t ßng o chuyßn dßch ngang theo chißu sâu 86

Hình 4.10 Thi¿t bß o áp lÿc lß rßng 87

Hình 4.11 Kißm tra cao ß ¿u cßc và l¿p ¿t thi¿t bß o bi¿n d¿ng l±ßi KT 92

Hình 4.12 M¿t b¿ng bß trí thi¿t bß quan tr¿c (trên và phía d±ßi lßp l±ßi KT) 92

Hình 4.13 Hoàn t¿t l¿t ¿t các thi¿t bß quan tr¿c hißn tr±ßng 92

Hình 4.14 Thu th¿p dÿ lißu quan tr¿c trong giai o¿n thi công lßp ¿t sß 1 93

Hình 4.15 þng su¿t t¿i ßnh trÿ XM theo chißu cao ¿p 94

Hình 4.16 Hß sß t¿p trung ÿng su¿t 94

Hình 4.17 Lÿc kéo trong l±ßi KT 95

DANH MþC B¾NG, BIÞU

B¿ng 1.1 Quy ßnh ß b¿ng ph¿ng theo ph±¡ng dßc tim ±ßng o¿n chuyßn ti¿p 24

B¿ng 3.2 T±¡ng quan giÿa các lo¿i mô un àn hßi cÿa ¿t (Duncan & Wong, 1999)

FEM: ph±¡ng pháp ph¿n tÿ hÿu h¿n (Finite Element Method) HKC: hß k¿t c¿u (trÿ xi mng ¿t, l±ßi ßa kÿ thu¿t và ¿t nßn)

GRPS: Hß nßn cßc gia c±ßng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t (Geosynthetics Reinforced Pile Supported)

�㗃# Chuyßn vß cÿa khßi móng

�㗅& Hß sß t±¡ng tác giÿa l±ßi KT và ¿t nßn �㗃 ±ßng kính trÿ XM

�㗃! Mô un àn hßi cÿa trÿ XM

�㗃 Mô un àn hßi cÿa hß nßn cßc gia cß �㗃' Mô un àn hßi nßn ¿t ¿p

�㗃() Mô un àn hßi không thoát n±ßc �㗃!% Mô un tßi h¿n

�㗃'* Mô un àn hßi t±¡ng ±¡ng

Etr Hißu qu¿ truyßn t¿i trßng

�㗃 Vi phân toán tÿ trong ph±¡ng pháp sß

�㗃!- Chißu dài o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u �㗃. Chißu dài o¿n ±ßng g¿n mß c¿u

�㗃/ Chißu dài tÿ c¿nh g¿n mß ¿n o¿n ±ßng thông th±ßng �㗃

�㗃0 Chißu dài liên k¿t cÿa l±ßi KT chßng l¿i lÿc kéo ngang cÿa nßn ¿p �㗅$! Chißu dài ¿t t¿i cÿc bß

�㗄1$2 Mô men lßn nh¿t trong trÿ XM [�㗄] Mô men gißi h¿n cÿa trÿ XM

�㗄- Tßng t¿i trßng nßn ¿p và ho¿t t¿i tác dÿng �㗅 T¿i trßng xe quy ßi

�㗅5 C±ßng ß chßu nén tßi h¿n

�㗄2 Kho¿ng cách giÿa 2 trÿ theo ph±¡ng x �㗄# Kho¿ng cách giÿa 2 trÿ theo ph±¡ng y

�㗄�㗄�㗄 Thí nghißm xuyên tiêu chu¿n SPT

�㗄�㗄�㗄 Tÿ sß gi¿m ÿng su¿t (Stress Reduction Ratio) �㗄1$2 Chuyßn vß lún lßn nh¿t

�㗆 Kho¿ng cách tÿ tim ¿n tim trÿ XM �㗄7 Lÿc kéo dßc trÿc l±ßi KT

�㗄8 C±ßng ß chßu kéo tßi h¿n l±ßi KT �㗄1$2 C±ßng ß chßu kéo lßn nh¿t cÿa l±ßi KT �㗆 Chißu dày lßp l±ßi KT

�㗄9 T¿i trßng phân bß trên l±ßi KT

�㗄 ß ¿m ß tr¿ng thái tÿ nhiên �㗄: ß ¿m ß tr¿ng thái gißi h¿n ch¿y �㗄; ß ¿m ß tr¿ng thái gißi h¿n d¿o

�㗰74 þng su¿t th¿ng ÿng trung bình t¿i áy nßn ¿p �㗰 ß bi¿n d¿ng cÿa l±ßi KT

�㗰 Thành ph¿n bi¿n d¿ng trong ph±¡ng pháp sß

&�㗄 ß lún lßch

&�㗄! ß lún d± k¿t c¿u mß c¿u

&�㗄+ ß lún d± cÿa o¿n ±ßng g¿n mß c¿u ho¿c cßng sau 15 nm &�㗄6 ß lún d± cÿa o¿n nßn ±ßng thông th±ßng sau 15 nm &�㗄!8 ß lún d± thi¿t k¿ cÿa k¿t c¿u cßng sau 15 nm

&�㗰 Sÿ gia tng ÿng su¿t tßng &�㗰7 Sÿ gia tng ÿng su¿t ÿng &�㗰 Sÿ gia tng bi¿n d¿ng &�㗰, Sÿ gia tng bi¿n d¿ng d¿o

�㗰!?3 Hß sß t¿p trung ÿng su¿t lên trÿ XM

�㗰 þng su¿t c¿t

�㗰 Hß sß Poisson ¿t nßn

�㗰 Hß sß tr±¡ng nß cÿa ¿t nßn

MÞ ¾U

1 Tính c¿p thi¿t cÿa ß tài

Tr±ßc thÿc tr¿ng nhißu tuy¿n ±ßng x¿y ra tình tr¿ng lún lßch t¿i chß ti¿p giáp giÿa ±ßng và c¿u, gây ra sÿ khó chßu cho ng±ßi tham gia và nguy c¡ m¿t an toàn giao thông, Bß Giao thông v¿n t¿i ã ban hành Quy ßnh t¿m thßi vß các gi¿i pháp kÿ thu¿t công nghß ßi vßi o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u (cßng) trên ±ßng ô tô kèm theo Quy¿t ßnh 3095/Q-BGTVT nm 2013 Quy ßnh này cing ã ±ÿc Tßng cÿc ±ßng bß Vißt Nam (nay là Cÿc ±ßng bß Vißt Nam) c¿p nh¿t vào phÿ lÿc E cÿa Tiêu chu¿n kh¿o sát, thi¿t k¿ nßn ô tô trên nßn ¿t y¿u TCCS 41:2022/TCBVN [1] Nßi dung cÿa phÿ lÿc E ß c¿p các yêu c¿u kÿ thu¿t, công nghß vß thi¿t k¿, thi công, b¿o d±ÿng và sÿa chÿa ß o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u (cßng) ¿m b¿o êm thu¿n Gi¿i pháp kÿ thu¿t công nghß cho o¿n ±ßng chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u có thß là: tng chißu dài c¿u ß h¿ th¿p chißu cao ¿t ¿p sau mß c¿u; làm sàn gi¿m t¿i (trên hß móng cßc); cßng hßp dßc thay th¿ nßn ¿p; xÿ lý nßn ¿t y¿u d±ßi nßn ¿p; ho¿c k¿t hÿp xÿ lý nßn ¿t y¿u vßi các ph±¡ng án trên Trong nhóm các gi¿i pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u, khi các gi¿i pháp tng nhanh ß cß k¿t cÿa ¿t y¿u không kh¿ thi thì trÿ xi mng ¿t có thß là mßt gi¿i pháp gia c±ßng nßn ¿t y¿u c¿n ±ÿc ±u tiên xem xét ß tng hißu qu¿ cÿa gi¿i pháp trÿ xi mng ¿t, trên ßnh trÿ th±ßng bß trí lßp truyßn t¿i nh¿m tng t¿i trßng truyßn vào trÿ và gi¿m t¿i trßng truyßn xußng ¿t y¿u giÿa các cßc Lßp truyßn t¿i này tr±ßc ây th±ßng sÿ dÿng cát vàng gia cß xi mng 6 Ö 8% dày tÿ 0,7 Ö 1m Tuy nhiên, thßi gian thi công kéo dài do ph¿i chß lßp này hình thành c±ßng ß rßi mßi ti¿n hành ¿p các lßp bên trên Ngoài ra, c±ßng ß chßu kéo ußn cÿa lßp cát gia cß xi mng nhß nên kh¿ nng bß nÿt tách khá cao khi chßu t¿i trßng lßn, d¿n ¿n gi¿m hißu qu¿ truyßn t¿i

G¿n ây, vißc sÿ dÿng lßp truyßn t¿i mßm b¿ng l±ßi ßa kÿ thu¿t k¿t hÿp vßi cát, á dm ho¿c c¿p phßi á dm & ±ÿc áp dÿng khá phß bi¿n Vißc k¿t hÿp lßp truyßn t¿i mßm b¿ng l±ßi ßa kÿ thu¿t vßi trÿ xi mng ¿t còn ±ÿc gßi là hß nßn cßc GRPS ¯u ißm cÿa gi¿i pháp công nghß này là ¡n gi¿n, tßc ß thi công nhanh, ¿m b¿o ßn ßnh tßt và thân thißn vßi môi tr±ßng

Trên th¿ gißi, các nghiên cÿu lý thuy¿t và thÿc nghißm hß nßn cßc GRPS ã ±ÿc quan tâm thông qua các công bß qußc t¿ và tiêu chu¿n hóa ß áp dÿng rßng rãi nh± tiêu chu¿n Anh, BS 8006-1:2010 [2], h±ßng d¿n thi¿t k¿ cÿa ÿc, EBGEO:1995 [3] & T¿i Vißt Nam, nghiên cÿu vß v¿n ß này g¿n ây cing ±ÿc chú ý và thu ±ÿc các k¿t qu¿ có giá trß Tuy nhiên, các k¿t qu¿ nghiên cÿu mßi dÿng l¿i ß nghiên cÿu lý thuy¿t, ho¿c mô hình

v¿t lý mßi chß xét ß d¿ng cßc chßng (mii cßc n¿m t¿i t¿ng ¿t tßt), ch±a xét tßi bài toán vßi mô hình cßc treo/ ma sát (mii cßc v¿n n¿m trong t¿ng ¿t y¿u có chißu dày lßn) Vì v¿y, ß tài <Nghiên cÿu ÿng xÿ cÿa nßn ±ßng ¿u trên nßn ¿t y¿u gia c±ßng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t= thông qua phân tích sß vßi mô hình cßc treo và kißm chÿng vßi k¿t qu¿ thí nghißm hißn tr±ßng là c¿n thi¿t, có ý ngh)a khoa hßc và thÿc tißn

2 Mÿc tiêu nghiên cÿu

- Xây dÿng mô hình sß nghiên cÿu sÿ phân bß ÿng su¿t và ß lún cÿa trÿ xi mng ¿t (d¿ng cßc treo) và ¿t nßn xung quanh trÿ trên o¿n ±ßng ¿u c¿u xây dÿng trên nßn ¿t y¿u ±ÿc gia c±ßng b¿ng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp vßi l±ßi ßa kÿ thu¿t

- Thông qua thí nghißm hißn tr±ßng kißm chÿng l¿i mô hình sß, phân tích hißu qu¿ cÿa gi¿i pháp xÿ lý, ß tin c¿y cÿa k¿t qu¿ tính toán lý thuy¿t và mô hình sß

3 ßi t±ÿng và ph¿m vi nghiên cÿu

- ßi t±ÿng nghiên cÿu: ±ßng ¿u c¿u xây dÿng trên nßn ¿t y¿u có chißu dày lßn

(j30m) ±ÿc gia c±ßng b¿ng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t

- Ph¿m vi nghiên cÿu: Nghiên cÿu phân bß ÿng su¿t, ß lún cÿa trÿ xi mng ¿t và nßn

¿t y¿u xung quanh trÿ, lÿc kéo l±ßi ßa kÿ thu¿t thông qua mô hình sß và thí nghißm hißn tr±ßng

4 Cách ti¿p c¿n và ph±¡ng pháp nghiên cÿu

- Ph±¡ng pháp thßng kê: thu th¿p và phân tích các tài lißu cing nh± các k¿t qu¿ nghiên

cÿu ã có liên quan ¿n v¿n ß nßn ±ßng ¿u c¿u ±ÿc gia c±ßng b¿ng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp vßi l±ßi ßa kÿ thu¿t

- Ph±¡ng pháp sÿ dÿng mô hình sß: sÿ dÿng ph±¡ng pháp ph¿n tÿ hÿu h¿n (thông qua

ph¿n mßm Plaxis) ß thi¿t l¿p mô hình v¿t lißu cho nßn ¿p, trÿ xi mng ¿t, nßn ¿t y¿u, l±ßi ßa kÿ thu¿t ß xác ßnh tr¿ng thái ÿng su¿t, bi¿n d¿ng cÿa nßn ±ßng gia c±ßng

- Ph±¡ng pháp thí nghißm hißn tr±ßng: quan tr¿c áp lÿc ¿t, bi¿n d¿ng cÿa l±ßi ßa kÿ

thu¿t, áp lÿc n±ßc lß rßng và ß lún theo chißu sâu ß ánh giá hißu qu¿ cÿa gi¿i pháp xÿ lý, ß tin c¿y cÿa k¿t qu¿ tính toán lý thuy¿t và mô hình sß

- Ph±¡ng pháp chuyên gia: thông qua các hßi th¿o ß l¿y ý ki¿n óng góp cÿa các

chuyên gia trong và ngoài n±ßc vß cách ti¿p c¿n, nghiên cÿu, các lu¿n cÿ khoa hßc và các gi¿i pháp

5 Ý ngh)a khoa hßc và thÿc tißn cÿa ß tài

- Thông qua vißc tßng k¿t tình hình nghiên cÿu và ÿng dÿng gi¿i pháp trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp vßi l±ßi ßa kÿ thu¿t, lu¿n án phân tích ±ÿc các ±u ißm và chß ra các ißm còn tßn t¿i cÿa các ph±¡ng pháp thi¿t k¿ ±ÿc áp dÿng phß bi¿n hißn nay

- Xây dÿng mô hình sß theo ph±¡ng pháp ph¿n tÿ hÿu h¿n 3D nghiên cÿu sÿ phân bß ÿng su¿t và ß lún cÿa trÿ xi mng ¿t và ¿t nßn xung quanh trÿ trên o¿n ±ßng d¿n ¿u c¿u trên nßn y¿u ±ÿc gia c±ßng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t - Thi¿t l¿p hß thßng quan tr¿c và quy trình quan tr¿c hißn tr±ßng, k¿t qu¿ quan tr¿c

kh¿ng ßnh ±ÿc vißc sÿ dÿng trÿ XM d¿ng cßc treo k¿t hÿp l±ßi KT là gi¿i pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u hißu qu¿, phù hÿp vßi o¿n ±ßng ¿u c¿u, ßng thßi bß sung các ánh giá phân tích, so sánh giÿa mô hình sß và thÿc t¿ công trình

6 Bß cÿc cÿa lu¿n án

Ngoài ph¿n mß ¿u và k¿t lu¿n, lu¿n án bao gßm: - Ch±¡ng 1: Tßng quan vß v¿n ß nghiên cÿu

- Ch±¡ng 2: C¡ sß lý thuy¿t tính toán vß phân bß ÿng su¿t trong hß nßn cßc gia c±ßng l±ßi ßa kÿ thu¿t

- Ch±¡ng 3: Phân tích ÿng xÿ cÿa nßn ±ßng ¿u trên nßn ¿t y¿u gia c±ßng b¿ng trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp vßi l±ßi ßa kÿ thu¿t

- Ch±¡ng 4: Thí nghißm hißn tr±ßng nghiên cÿu ÿng xÿ cÿa hß trÿ xi mng ¿t k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t

CH¯¡NG 1 TÞNG QUAN VÞ V¾N Þ NGHIÊN CþU

1.1 Tßng quan vß ¿t y¿u

Theo tiêu chu¿n kh¿o sát, thi¿t k¿ nßn ±ßng ôtô trên nßn ¿t y¿u TCCS 41:2022/TCBVN [1] và 22TCN 262 3 2000 [4], ¿t y¿u là ¿t có sÿc kháng c¿t nhß và tính bi¿n d¿ng (nén lún) lßn, do v¿y nßn ¿p trên ¿t y¿u, n¿u không có các bißn pháp xÿ lý thích hÿp th±ßng dß bß m¿t ßn ßnh toàn khßi ho¿c lún nhißu, lún kéo dài ¿nh h±ßng ¿n m¿t ±ßng, công trình trên ±ßng và c¿ mß c¿u lân c¿n Nhÿng lo¿i ¿t y¿u th±ßng g¿p là ¿t lo¿i sét (cát pha, sét pha và sét) tr¿ng thái d¿o ch¿y ¿n ch¿y, cát bÿi bão hòa n±ßc ho¿c các lo¿i ¿t ß d¿ng bùn, than bùn Theo ngußn gßc, ¿t y¿u có thß ±ÿc hình thành trong ißu kißn lÿc ßa, vßnh, ¿m hß ß khu vÿc vùng cÿa sông, vßnh bißn ho¿c ngußn gßc bißn ±ÿc hình thành ß khu vÿc n±ßc nông, khu vÿc thßm lÿc ßa

¿t sét ho¿c sét pha, ±ÿc xem là ¿t y¿u n¿u ß tr¿ng thái tÿ nhiên, ß ¿m cÿa chúng g¿n b¿ng ho¿c cao h¡n gißi h¿n ch¿y, hß sß rßng lßn (sét có e g 1,5, sét pha có e g 1,0), sÿc kháng c¿t f 15 kPa, góc nßi ma sát Ç < 10° (theo ph±¡ng pháp c¿t nhanh không thoát n±ßc trong phòng) ho¿c Su f 35 kPa (theo ph±¡ng pháp c¿t cánh hißn tr±ßng); có sÿc kháng mii xuyên t)nh qc f 0,1 MPa (theo k¿t qu¿ xuyên t)nh); có chß sß xuyên tiêu chu¿n Nspt < 5 (theo k¿t qu¿ thí nghißm xuyên tiêu chu¿n SPT)

¿t y¿u d±ßi d¿ng bùn cát, bùn cát mßn (hß sß rßng e > 1,0; ß bão hòa G > 0,8) ±ÿc hình thành ß các vùng thung ling

¿t hÿu c¡ th±ßng hình thành tÿ ¿m l¿y, n¡i n±ßc tích ßng th±ßng xuyên, mÿc n±ßc ng¿m cao, t¿i ây các loài thÿc v¿t phát trißn, thßi rÿa và phân hÿy, t¿o ra các v¿t l¿ng hÿu c¡ l¿n vßi các tr¿m tích khoáng v¿t Lo¿i này th±ßng gßi là ¿t ¿m l¿y than bùn, hàm l±ÿng hÿu c¡ chi¿m tßi 20 ÷ 80%, th±ßng có màu en hay nâu s¿m, c¿u trúc không

mßn ßi vßi lo¿i này th±ßng ±ÿc xem là ¿t y¿u n¿u hß sß rßng và các ¿c tr±ng sÿc kháng c¿t cÿa chúng cing ¿t các trß sß nh± nêu trên

¿t y¿u ¿m l¿y than bùn còn ±ÿc phân theo tÿ lß l±ÿng hÿu c¡ có trong chúng: - L±ÿng hÿu c¡ có tÿ (20 ÷ 30)%: ¿t nhißm than bùn

- L±ÿng hÿu c¡ có tÿ (30 ÷ 60)%: ¿t than bùn - L±ÿng hÿu c¡ > 60%: Than bùn

ß ánh giá s¡ bß vß tính ch¿t công trình cÿa ¿t y¿u, tÿ ó b±ßc ¿u xem xét các gi¿i pháp thi¿t k¿ nßn ±ßng t±¡ng ÿng, ¿t y¿u ±ÿc nh¿n d¿ng theo ß sßt (B) nh± sau:

(1.1) Trong ó: W, WP, WL là ß ¿m ß tr¿ng thái tÿ nhiên, gißi h¿n d¿o và gißi h¿n ch¿y cÿa ¿t y¿u

- N¿u B > 1: ¿t y¿u ß tr¿ng thái ch¿y (±ÿc gßi là bùn sét); - N¿u 0,75 < B f 1: ¿t y¿u d¿o ch¿y

¿t có ngußn gßc hÿu c¡ th±ßng hình thành tÿ ¿m l¿y, có hàm l±ÿng hÿu c¡ chi¿m tßi (20 ÷ 80)%, th±ßng có màu en hay nâu s¿m, c¿u trúc không mßn (vì l¿n các tàn d± thÿc v¿t) ±ÿc gßi là ¿t ¿m l¿y than bùn Lo¿i này th±ßng ±ÿc xem là ¿t y¿u n¿u hß sß rßng và các ¿c tr±ng c±ßng ß kháng c¿t cÿa ¿t cing ¿t các trß sß nêu t¿i mÿc 1.1.2.1 Þ tr¿ng thái tÿ nhiên, ¿t ¿m l¿y than bùn ±ÿc phân thành lo¿i I, II, III:

- Lo¿i I: Lo¿i có ß sßt ßn ßnh; thußc lo¿i này n¿u vách ¿t ào th¿ng ÿng sâu 1 m trong chúng v¿n duy trì ±ÿc ßn ßnh tÿ 1 ÷ 2 ngày;

- Lo¿i II: Lo¿i có ß sßt không ßn ßnh; lo¿i này không ¿t tiêu chu¿n lo¿i I nh±ng ¿t than bùn ch±a ß tr¿ng thái ch¿y;

-1.1.3 Công nghß xÿ lý nßn ¿t y¿u cho ±ßng giao thông

Tuÿ theo ßi t±ÿng trÿc ti¿p tác ßng cÿa gi¿i pháp xÿ lý, hißn nay ng±ßi ta th±ßng chia công nghß xây dÿng nßn ¿p trên ¿t y¿u thành 2 lo¿i sau:

ß b¿o ¿m nßn ßn ßnh và gi¿m lún, các gi¿i pháp công nghß này không ÿng ¿n nßn ¿t phía d±ßi mà chß tác ßng ¿n c¿u t¿o và quá trình xây dÿng nßn ¿p phía trên Các gi¿i pháp công nghß lo¿i này gßm có:

- Xây dÿng nßn ¿p theo giai o¿n (vÿa ¿p vÿa chß lún); - Xây dÿng các bß ph¿n áp hai bên nßn ¿p;

- ¿p gia t¿i tr±ßc ß tng nhanh lún;

- Gi¿m t¿i trßng cÿa nßn ¿p: ¿p b¿ng v¿t lißu nh¿ (polyetylen nß, lßp xe ), ¿t thêm các ßng cßng trong thân nßn ¿p;

- Tng c±ßng ßn ßnh cho nßn ¿p b¿ng cách bß trí thêm các lßp v¿i ho¿c l±ßi ßa kÿ thu¿t ß áy và thân nßn ¿p

- Thay toàn bß hay mßt ph¿n ¿t y¿u b¿ng v¿t lißu ¿p tßt;

- Bß trí các ph±¡ng tißn thoát n±ßc th¿ng ÿng: gi¿ng cát, b¿c th¿m; - Hút chân không ß t¿o cß k¿t vùng ¿t y¿u;

- Trÿ balát, cßc cát;

- ¿t gia cß vôi ho¿c ximng theo công nghß trßn ±ßt ho¿c trßn khô; - Tng nhanh cß k¿t cÿa ¿t y¿u b¿ng công nghß ißn th¿m;

- Xây dÿng nßn ¿p trên hß cßc óng trong ¿t y¿u

c Các nguyên t¿c lÿa chßn công nghß xây dÿng nßn ¿p trên ¿t y¿u

Kh¿ nng thÿc hißn t¿i chß nh± ißu kißn vß v¿t lißu, thi¿t bß, tay nghß; tác ßng cÿa quá trình thi công ¿n môi tr±ßng xung quanh; thßi h¿n thi công tßi a; tußi thß công trình; chi phí

- Vß v¿t t± thi¿t bß, ngoài các thi¿t bß chuyên dùng cho mßi lo¿i công nghß (nh± thi¿t bß thi công b¿c th¿m, gi¿ng cát, khoan và phun trßn ¿t gia cß ximng, vôi ) còn ph¿i chú trßng kh¿ nng cung c¿p v¿t lißu nh± cát, n±ßc (trong công nghß cßc ¿t xi mng b¿ng trßn ±ßt ), á balát (cßt á balát), ho¿c v¿t lißu ¿p nh¿ (nh± polyetylen nß, lßp ôtô ph¿ th¿i) hay v¿i, l±ßi ßa k) thu¿t, xi mng ho¿c cùng vßi ißu kißn v¿n chuyßn ¿n công tr±ßng

- Vß tác ßng môi tr±ßng cÿa gi¿i pháp lÿa chßn c¿n ph¿i xét ¿n:

+ ißu kißn vß gi¿i phóng m¿t b¿ng (khi áp dÿng gi¿i pháp áp bß ph¿n áp); + ißu kißn giao thông ßa ph±¡ng qua l¿i d±ßi ho¿c trên công trình nßn ¿p; + Chß ß ¿t th¿i (trong gi¿i pháp thay ¿t);

+ Tác ßng ¿n ngußn n±ßc, kh¿ nng duy trì ±ÿc các dòng ch¿y tÿ nhiên, kh¿ nng b¿o vß ngußn n±ßc ng¿m trong quá trình thi công (¿c bißt ph¿i xét ¿n y¿u tß này khi chßn gi¿i pháp cßt ¿t ximng phun trßn ±ßt);

+ Kh¿ nng chßng bÿi, gây ch¿n ßng trong quá trình thi công ßi vßi khu vÿc dân c± lân c¿n (nh¿t là bÿi do vôi ho¿c ximng và ch¿n ßng do khoan, óng cßc ) - Vß thßi h¿n thi công: thông th±ßng thßi h¿n thi công h¿ng mÿc nßn ¿p trên ¿t y¿u

n¿m trên ±ßng gng cÿa s¡ ß tß chÿc thi công chung toàn bß công trình Do v¿y ph¿i dÿa trên c¡ sß cÿa mßt b¿n thi¿t k¿ tß chÿc thi công tßt ß xác ßnh càng úng càng tßt thßi h¿n thi công h¿ng mÿc nßn ¿p trên ¿t y¿u Trong ó có xét ¿n thßi gian chß (giÿa các ÿt ¿p, cßt k¿t ) và c¿ nhÿng y¿u tß b¿t tr¿c do kh¿ nng dÿ báo tr±ßc kém chính xác (thßi gian chß ±ÿc ißu chßnh gi¿m ho¿c tng thêm theo thÿc t¿) ßi vßi t¿t c¿ các gi¿i pháp xây dÿng nßn ¿p trên ¿t y¿u, trong mßi tr±ßng hÿp nên t¿n dÿng khßi công sßm nh¿t có thß và thÿc hißn mßt sß công vißc ngay c¿ trong

- Vß yêu c¿u khai thác sÿ dÿng công trình lâu dài: khi chßn gi¿i pháp c¿n ¿c bißt chú trßng ¿n yêu c¿u vß h¿n ch¿ ß lún (ß lún cho phép ho¿c tßc ß lún cho phép còn l¿i sau khi ±a công trình vào sÿ dÿng)

- Vß chi phí: c¿n ph¿i so sánh tßng chi phí trong quá trình thi công và sau khi ±a công trình vào sÿ dÿng (ßi vßi mßt sß gi¿i pháp ph¿i ti¿p tÿc thÿc hißn bù lún trong quá trình khai thác)

Nguyên t¿c lÿa chßn gi¿i pháp công nghß xây dÿng nßn ¿p trên ¿t y¿u th±ßng là: ß c¿p các gi¿i pháp ¡n gi¿n (vùng ¿t y¿u có bß dày nhß ho¿c không có ¿t y¿u, ¿p trÿc ti¿p ho¿c chß tác ßng ¿n b¿n thân nßn ¿p ), sau ó là các gi¿i pháp xÿ lý nông rßi mßi xét ¿n các gi¿i pháp xÿ lý sâu Cn cÿ vào các tiêu chí nêu trên, ti¿n hành so sánh kinh t¿ - k) thu¿t ß lÿa chßn ph±¡ng án có tßng chi phí xây dÿng và khai thác th¿p, áp ÿng mßi yêu c¿u, mÿc tiêu cÿa công trình xây dÿng

Theo kinh nghißm trên th¿ gißi, th±ßng k¿t hÿp sÿ dÿng 2, 3 gi¿i pháp công nghß nói trên ß ¿t ±ÿc mÿc tiêu xÿ lý:

- T¿ng cát ßm k¿t hÿp vßi gi¿ng cát ho¿c b¿c th¿m;

- Bß ph¿n áp k¿t hÿp vßi thoát n±ßc ÿng: ph¿n áp ß giÿ cho nßn ¿p ßn ßnh trong

1.2 Tßng quan vß ±ßng ¿u c¿u

o¿n ±ßng yêu c¿u sÿ chuyßn ti¿p mßt cách hài hòa, êm thu¿n trên toàn bß m¿t c¿t ngang tÿ ±ßng ¿n vß trí ti¿p giáp công trình c¿u trên ±ßng ô tô (Hình 1.1)

ß b¿ng ph¿ng (i) theo ph±¡ng dßc tim ±ßng là ß dßc dßc giÿa hai ißm trên m¿t ±ßng theo ph±¡ng dßc tim ±ßng do sÿ chênh lßch ß lún cÿa hai ißm ó

Hình 1.1 ß b¿ng ph¿ng i theo ph±¡ng dßc tim ±ßng

1.2.2 Yêu c¿u kÿ thu¿t

Nh¿m ¿m b¿o sÿ chuyßn ti¿p êm thu¿n, không gây 88xóc99 m¿nh cho xe ch¿y qua o¿n

chuyßn ti¿p thì ß b¿ng ph¿ng theo ph±¡ng dßc tim ±ßng (i) cÿa o¿n chuyßn ti¿p giÿa

±ßng và c¿u ±ÿc quy ßnh trong b¿ng 1.1

Trong mßt sß tr±ßng hÿp cho phép t¿o 88vßng99 tr±ßc cho o¿n ±ßng chuyßn ti¿p vßi ß dßc dßc lßn nh¿t là 1/125 nh¿m dÿ phòng bù lún tr±ßc

B¿ng 1.1 Quy ßnh ß b¿ng ph¿ng theo ph±¡ng dßc tim ±ßng o¿n chuyßn ti¿p

o¿n chuyßn ti¿p ±ßng và công trình

1.2.2.2 Xác ßnh chißu dài o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u

Chißu dài o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u ±ÿc xác ßnh tÿ mép vß phía ±ßng cÿa t±ßng ßnh mß c¿u vß mßi phía nßn ±ßng tính theo công thÿc:

�㗃!- g �㗃.+ �㗃/ (1.2) Trong ó:

- �㗃!-: chißu dài o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u/ cßng (m); - �㗃.: chißu dài o¿n ±ßng g¿n mß c¿u ho¿c c¿nh cßng (m);

- �㗃/: chißu dài o¿n ±ßng tÿ c¿nh g¿n mß ¿n o¿n ±ßng thông th±ßng (m); - Chißu dài �㗃. l¿y nh± Hình 1.2;

�㗃/ g (—�㗄.2 —�㗄/)/�㗄 (1.5) Trong các công thÿc (1.3), (1.4), (1.5):

- —�㗄!: ß lún d± k¿t c¿u mß c¿u l¿y theo quy ßnh cÿa TCVN 11823:2017 [7] b¿ng 25,4 trong vòng 100 nm, (mm);

- —�㗄+: ß lún d± cÿa o¿n ±ßng g¿n mß c¿u ho¿c cßng sau 15 nm vßi nßn ±ßng d±ßi m¿t ±ßng mßm ho¿c 30 nm ßi vß nßn ±ßng d±ßi m¿t ±ßng BTXM, (m); - —�㗄6: ß lún d± cÿa o¿n nßn ±ßng thông th±ßng sau 15 nm vßi nßn ±ßng d±ßi

m¿t ±ßng mßm ho¿c 30 nm ßi vßi nßn ±ßng d±ßi m¿t ±ßng BTXM, (m); - —�㗄!8: ß lún d± thi¿t k¿ cÿa k¿t c¿u cßng sau 15 nm ßi vßi cßng d±ßi m¿t ±ßng

mßm ho¿c 30 nm ßi vßi cßng d±ßi m¿t ±ßng BTXM, (m) - H: chißu cao ¿t ¿p sau mß hay c¿nh cßng (Hình 1.2), (m) - D: kh¿u ß cßng, (m)

- i: ß b¿ng ph¿ng theo ph±¡ng dßc tim ±ßng l¿y theo B¿ng 1.1

Chißu dài o¿n chuyßn ti¿p giÿa ±ßng và c¿u (ho¿c cßng) là �㗃!- = �㗃. l¿y b¿ng ph¿m vi o¿n ti¿p giáp giÿa ±ßng và c¿u theo mÿc 7.6.1 cÿa TCVN 9436:2012 [8]

Chißu cao ¿t ¿p sau mß c¿u nên chßn nhß h¡n 6m ßi vßi vß trí không có ¿t y¿u và nhß h¡n 4m t¿i vß trí ¿t y¿u

1.2.3.2 Xÿ lý nßn ¿t y¿u d±ßi nßn ¿p trong ph¿m vi o¿n chuyßn ti¿p

Nßn ¿t y¿u d±ßi nßn ±ßng ph¿i ±ÿc xÿ lý b¿ng các gi¿i pháp thích hÿp ß ¿m b¿o

yêu c¿u kÿ thu¿t vß kißm soát ß lún d± theo quy ßnh

a Nguyên lý chung

ßi vßi o¿n chuyßn ti¿p có thß dùng mßt ho¿c k¿t hÿp nhißu gi¿i pháp xÿ lý ¿t y¿u ß ¿m b¿o chuyßn ti¿p êm thu¿n ß lún d± tÿ ±ßng và c¿u, c¿n chia o¿n chuyßn ti¿p thành các o¿n nhß có chißu dài tÿ 5 ÷ 15m Vßi mßi o¿n chia nhß c¿n lÿa chßn yêu c¿u xÿ lý ß các mÿc ß khác nhau ß tránh không t¿o ra các 88b±ßc nh¿y99 do lún d±

L±u ý tr±ßc tiên c¿n ti¿n hành kh¿o sát ßa ch¿t ¿t nßn kÿ l±ÿng Trong tính toán xÿ lý ¿t y¿u khu vÿc mß c¿u c¿n ph¿i xét ¿y ÿ chi ti¿t tßi thành ph¿n lún theo thßi gian, vßi t¿t c¿ các t¿i trßng, trình tÿ thi công & Tính toán ß lún t±¡ng ÿng vßi các ph±¡ng pháp xÿ lý khác nhau, ß xác ßnh và lÿa chßn bißn pháp xÿ lý phù hÿp, ¿m b¿o tính kinh t¿, kÿ thu¿t

Trong khi thi công c¿n phßi hÿp ch¿t ch¿ giÿa các ¡n vß thi công vß trình tÿ thi công, vÿa ¿m b¿o thßi gian chß lún tßi thißu cÿa ph±¡ng pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u, vÿa không gây ¿nh h±ßng tßi k¿t c¿u mß c¿u nh± hißn t±ÿng ma sát âm, mß chuyßn vß dßc & Thông th±ßng nßn ±ßng ±ÿc xÿ lý ¿t y¿u ¿t tßi thißu 90% ß cß k¿t tính toán thì mßi b¿t ¿u thi công mß c¿u

- Khi bißn pháp xÿ lý ¿t y¿u không kh¿ thi, có thß áp dÿng

K¿t c¿u bê tông cßt thép có bß cßc bê tông cßt thép xuyên qua nßn ¿t y¿u, có tác dÿng truyßn t¿i trßng tÿ ¿t ¿p, ho¿t t¿i xußng lßp ¿t tßt h¡n phía d±ßi, mßt sß k¿t c¿u th±ßng dùng sau mß c¿u nh± sau:

+ Sàn gi¿m t¿i (trên hß móng cßc) ÿ trÿc ti¿p ph¿n ¿t ¿p nßn ±ßng d¿n sau mß; + Cßng hßp dßc thay th¿ cho ph¿n nßn ±ßng ¿p ¿u c¿u, pho phép xe ch¿y trÿc

ti¿p trên n¿p cßng, gi¿m áp lÿc tác dÿng lên ¿t nßn

Khi sÿ dÿng hß cßc bê tông cßt thép gia cß c¿n có so sánh cÿ thß vßi các ph±¡ng pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u khác ho¿c ph±¡ng pháp kéo dài thêm nhßp c¿u, nh¿m ¿m b¿o các chß tiêu kÿ thu¿t và hÿp lý vß kinh t¿ cÿa ph±¡ng án lÿa chßn

ß ¿m b¿o yêu c¿u ß b¿ng ph¿ng ß B¿ng 1.1 khi áp dÿng các k¿t c¿u cßc móng gia cß c¿n ¿c bißt chú ý chuyßn d¿n ß cÿng chßng lún giÿa ±ßng và c¿u b¿ng các gi¿i pháp thay ßi chißu sâu và m¿t ß cßc B±ßc gi¿m chißu sâu h¿ cßc và m¿t ß cßc tùy theo k¿t qu¿ tính toán lún, có thß tham kh¿o mßi b±ßc gi¿m chißu sâu h¿ cßc b¿ng 10÷15% chißu dài cßc, kho¿ng cách các cßc có thß tng d¿n tÿ 1,2÷1,5 l¿n kho¿ng cách các cßc

Khi áp dÿng gi¿i pháp thay ßi chißu dài cßc và m¿t ß cßc gia cß c¿n chia sàn gi¿m t¿i thành nhißu o¿n, mßi o¿n có chißu dài theo ph±¡ng dßc tim ±ßng b¿ng 10÷15m, có thß chia sàn gi¿m t¿i và sÿ dÿng cßc gia cß ß mßi o¿n có chißu dài b¿ng nhau theo d¿ng b¿c thang

- Sÿ dÿng v¿t lißu nh¿ ß ¿p nßn ±ßng ¿u c¿u; - Sÿ dÿng k¿t c¿u ¿t có cßt và t±ßng ch¿n ¿t có cßt

Hß thßng cßt trong k¿t c¿u ¿t có cßt chÿ y¿u bao gßm cßt thép (thép nh¿, thép m¿ hay epoxy) và cßt v¿i, l±ßi ßa kÿ thu¿t (v¿t lißu polypropylen hay polyeste) Hß thßng cßt vßi hai lo¿i v¿t lißu chính trên tßn t¿i d±ßi nhißu hình thÿc nh± l±ßi, d¿i, t¿m &

1.3 Tßng quan vß trÿ xi mng ¿t và l±ßi ßa kÿ thu¿t

Trÿ xi mng ¿t có d¿ng hình trÿ ±ÿc ch¿ t¿o b¿ng cách trßn xi mng ho¿c vÿa xi mng vßi ¿t t¿i chß (có thß kèm thêm phÿ gia) Gi¿i pháp trÿ xi mng ¿t (trßn sâu) nh¿m c¿i thißn các ¿c tr±ng cÿa ¿t, nh± tng c±ßng ß kháng c¿t, gi¿m tính nén lún, b¿ng cách trßn xi mng (vÿa xi mng) vßi ¿t nßn ß chúng t±¡ng tác vßi nhau Hßn hÿp mßi tßt h¡n nhß trao ßi ion t¿i bß m¿t các h¿t sét, g¿n k¿t các h¿t ¿t và l¿p các lß rßng bßi các s¿n ph¿m cÿa ph¿n ÿng hóa hßc

Trÿ xi mng ¿t b¿t ¿u xu¿t hißn t¿i Thÿy ißn và Nh¿t B¿n tÿ nhÿng nm 1960 Trßn khô dùng vôi bßt ch±a tôi ±ÿc áp dÿng ß Nh¿t B¿n tÿ nhÿng nm 1970 Kho¿ng thßi gian ó trÿ vôi ¿t cing ã ±ÿc sÿ dÿng ß Thÿy ißn Trßn ±ßt dùng vÿa xi mng cing ±ÿc Nh¿t B¿n áp dÿng trong nhÿng nm 1970 Ph±¡ng pháp này ±ÿc phß bi¿n ra th¿ gißi, g¿n ây hßn hÿp ximng, vôi vßi th¿ch cao, tro bay, xß cing ã ±ÿc gißi thißu., thi¿t bß trßn cing ã ±ÿc c¿i ti¿n Ph±¡ng pháp này ±ÿc áp dÿng t¿i nhißu n±ßc ß gi¿i quy¿t các v¿n ß môi tr±ßng nh± ngn ch¿n và xÿ lý các vùng bß ô nhißm

Có nhißu cách phân lo¿i trÿ xi mng ¿t nh±:

- Phân lo¿i theo ch¿t k¿t dính: xi mng, vôi, th¿ch cao, tro bay ;

- Phân lo¿i theo ph±¡ng pháp trßn: khô /±ßt, quay/ phun tia, gußng xo¿n ho¿c l±ÿi c¿t Hißn nay ß n±ßc ta, cách phân lo¿i ¡n gi¿n và phß bi¿n nh¿t là trßn c¡ hßc (deep mixing) và b¡m phÿt vÿa áp lÿc cao (jet grouting) ßi vßi b¡m phÿt vÿa áp lÿc cao, ph±¡ng pháp này t¿o ra các trÿ tròn xi mng có ±ßng kính không ßng ßu, do ó liên k¿t cÿa trÿ xi mng ¿t ch±a ßng nh¿t, khi thi công c¿n kißm soát ch¿t ch¿ áp lÿc b¡m trong ißu kißn ßa ch¿t phÿc t¿p ßi vßi ph±¡ng pháp trßn c¡ hßc (XM), xi mng hay vÿa xi mng ±ÿc xÿ lý t¿i chß sÿ dÿng g¿u xo¿n, trÿ xi mng ¿t ±ÿc thi công theo ph±¡ng pháp này có ±ßng kính ßng nh¿t và ch¿t l±ÿng ßn ßnh Do ó ph±¡ng pháp trßn c¡ hßc ±ÿc áp dÿng phß bi¿n t¿i các n±ßc ti¿n ti¿n (Nh¿t B¿n, Mÿ, Thÿy ißn ) và n±ßc ang phát trißn (Thái Lan)

Trình tÿ thi công cÿa ph±¡ng pháp trßn c¡ hßc bao gßm 5 b±ßc:

Ph±¡ng pháp trßn sâu ngày càng phß bi¿n do tng c±ßng sÿc chßu t¿i, gi¿m ß lún, chßng tr±ÿt và tng ßn ßnh cho nßn Trÿ xi mng ¿t có cách bß trí phù hÿp vßi công trình: khßi trÿ, t±ßng trÿ, l±ßi, nhóm trÿ

Hình 1.4 Mßt sß hình d¿ng bß trí trÿ xi mng ¿t

Các tính ch¿t cÿa trÿ xi mng ¿t ±ÿc xem xét bao gßm: c±ßng ß nén không nß hông, hß sß Poisson, modun àn hßi, ÿng xÿ thoát n±ßc và không thoát n±ßc ba trÿc, tính th¿m, c±ßng ß chßu kéo và chßu ußn, khßi l±ÿng riêng và giá trß pH Thông th±ßng, các tính ch¿t kÿ thu¿t cÿa trÿ xi mng ¿t xu¿t phát tÿ thí nghißm nén ba trÿc, thí nghißm

1.3.1.2 Ph±¡ng pháp tính toán trÿ xi mng ¿t

Hißn nay có nhißu ph±¡ng pháp tính toán trÿ xi mng ¿t, tuy nhiên có thß x¿p chúng vào mßt trong ba quan ißm sau:

Trong s¡ ß tính coi trÿ XM có ß cÿng t±¡ng ßi lßn và t¿i trßng ngoài truyßn chÿ y¿u thông qua trÿ Trÿ làm vißc nh± s¡ ß cßc chßng (khi mii trÿ ¿t ß t¿ng ¿t chßu t¿i) ho¿c s¡ ß cßc ma sát (khi mii trÿ v¿n ß trong t¿ng ¿t y¿u, không ¿t ß t¿ng ¿t có kh¿ nng chßu t¿i lßn) Khi ó, trÿ XM ±ÿc ánh giá ßn ßnh theo hai TTGH

- TTGH1: trÿ XM ÿ kh¿ nng chßu t¿i và ¿m b¿o chuyßn vß, công thÿc:

+ [N]: nßi lÿc gißi h¿n cÿa trÿ XM; + [M]: mômen gißi h¿n cÿa trÿ XM; + [Ay]: chuyßn vß cho phép

- TTGH 2: ¿m b¿o móng cßc không phát sinh bi¿n d¿ng và lún quá lßn, thßa mãn

Thÿc t¿, quan ißm tính toán trên có nhißu h¿n ch¿, ¿c bißt là xác ßnh sÿ phân bß ÿng su¿t trong trÿ XM r¿t khó khn, tính toán sÿc chßu t¿i hay ß lún th±ßng là gi¿ thi¿t Ngoài ra, ß cÿng trÿ XM thay ßi trong quá trình chßu lÿc, nên quan ißm cßc cÿng s¿ không ph¿n ánh úng sÿ làm vißc cÿa hß cßc

Trÿ XM ±ÿc coi là cßc mßm, có ß cÿng nhß và ±ÿc xem nh± v¿t lißu ¿t nßn Nßn ±ÿc gia cß trÿ XM coi nh± mßt nßn mßi ßng nh¿t Khi ó, trÿ XM bi¿n d¿ng ßng thßi vßi nßn ¿t d±ßi tác dÿng cÿa t¿i trßng Theo quan ißm trên, hß nßn cßc ßng nh¿t b¿ng cách quy ßi các ¿c tr±ng ß bßn, ß cÿng trung bình theo tÿ lß dißn tích gia cß ac tÿ ß bßn, ß cÿng t±¡ng ÿng cÿa cßc và ¿t y¿u xung quanh theo công thÿc (1.10):

- As : dißn tích ¿t giÿa các cßc trong hß nßn cßc tính toán;

- �㗱<, �㗅<, �㗃<, �㗱!, �㗅!, �㗃!, �㗱, �㗅, �㗃: t±¡ng ÿng là góc nßi ma sát, lÿc dính ¡n vß, mô un àn hßi cÿa ¿t tÿ nhiên, trÿ XM và hß nßn cßc gia cß

Khi có các chß tiêu cÿa nßn ßng nh¿t, các b±ßc tính toán ti¿p theo t±¡ng tÿ nh± cho nßn ¿t tÿ nhiên bao gßm kißm tra ißu kißn gißi h¿n vß c±ßng ß và bi¿n d¿ng

Ph±¡ng pháp nßn t±¡ng ±¡ng là ph±¡ng pháp tính toán ¡n gi¿n, th±ßng ±ÿc ÿng dÿng trong bài toán phân tích ßn ßnh tßng thß Tuy nhiên, vì coi là nßn ßng nh¿t nên ph±¡ng pháp này không phân bißt ±ÿc sÿ khác nhau cÿa ÿng su¿t, chuyßn vß t¿i vß trí ¿t nßn và trÿ XM ißu này làm cho trÿ XM chßu t¿i trßng nhß h¡n thÿc t¿, trong

c Quan ißm tính toán hßn hÿp (hß nßn cßc)

Dÿa trên gi¿ thi¿t cßc nÿa cÿng và mô hình phá ho¿i ßng thßi c¿ trÿ XM và nßn ¿t y¿u xung quanh trÿ, ph±¡ng pháp này yêu c¿u phân tích ßn ßnh sÿc chßu t¿i trÿ theo ph±¡ng pháp cßc nÿa cÿng và tính toán lún, ßn ßnh tßng thß theo ph±¡ng pháp nßn t±¡ng ±¡ng

Ph±¡ng pháp tính toán hßn hÿp hß nßn cßc gi¿m ±ÿc h¿n ch¿ cÿa ph±¡ng pháp cßc cÿng (coi trÿ XM chÿ y¿u chßu lÿc) hay ph±¡ng pháp nßn t±¡ng ±¡ng (khi trÿ XM chßu t¿i ít h¡n, ¿t nßn chßu t¿i nhißu h¡n thÿc t¿), do ó ph±¡ng pháp này ±ÿc nghiên cÿu và sÿ dÿng rßng rãi trong các tiêu chu¿n cÿa Thái Lan, Nh¿t B¿n, Trung Qußc Hißn nay t¿i Vißt Nam có hai tiêu chu¿n vß trÿ XM xÿ lý nßn ¿t y¿u bao gßm: TCVN 9403:2012 [9], Gia cß nßn ¿t y¿u - Ph±¡ng pháp trÿ ¿t xi mng, sÿ dÿng ph±¡ng pháp nßn t±¡ng ±¡ng ß ánh giá ßn ßnh tßng thß công trình, lún cÿa hß nßn trÿ XM; và TCVN 9906:2014 [10], Cßc ¿t xi mng theo ph±¡ng pháp Jet grouting - Yêu c¿u thi¿t k¿ thi công và nghißm thu cho xÿ lý nßn ¿t y¿u, sÿ dÿng ph±¡ng pháp tính toán hßn hÿp hß nßn cßc

L±ßi ßa kÿ thu¿t (KT) là mßt lo¿i cßt ßa kÿ thu¿t, ±ÿc ch¿ t¿o tÿ polyme tßng hÿp nh± Polypropylen (PP), Polyetylen (PE) và Polyetylen-Terelat (PET), d¿ng t¿m ph¿ng có lß hình vuông, chÿ nh¿t ho¿c oval, kích th±ßc lß thay ßi tuÿ theo lo¿i l±ßi, có tác dÿng cài ch¿t vßi á, sßi, ¿t & ±ÿc sÿ dÿng trong gia cß k¿t c¿u, tng c±ßng ßn ßnh nßn, chßng xói lß

Theo kh¿ nng chßu lÿc, l±ßi KT chia thành 3 nhóm: l±ßi mßt trÿc, hai và ba trÿc

Hình 1.5 Ba nhóm l±ßi KT

L±ßi KT 1 trÿc (uniaxial geogrid): lo¿i l±ßi khi ±ÿc tr¿i ra, lÿc cng ±ÿc phân bß 1 trÿc theo toàn bß chißu dài cÿa cußn (hay còn gßi là h±ßng dßc máy) Các m¿t l±ßi ±ÿc liên k¿t liên tÿc dßc theo chißu cußn cÿa l±ßi t¿o nên mßt k¿t c¿u vÿng ch¿c K¿t c¿u này có ÿng su¿t kéo và sÿc chßu kéo cao, cao h¡n các lo¿i thép có hàm l±ÿng carbon th¿p, ±u vißt h¡n so vßi các lo¿i v¿t lißu gia c±ßng truyßn thßng

L±ßi KT 2 trÿc (biaxial geogrid): lo¿i l±ßi có kh¿ nng chßu kéo theo c¿ hai h±ßng dßc và ngang t±¡ng ±¡ng nhau Vßi ¿c ißm chßu lÿc này, l±ßi KT 2 trÿc th±ßng dùng ß gia cß nßn móng công trình, khi ÿng su¿t phân bß ßu theo h±ßng dßc và ngang t±¡ng ±¡ng nhau

L±ßi KT 3 trÿc (triaxial geogrid): lo¿i l±ßi có kh¿ nng chßu kéo phân bß ßu theo các h±ßng do m¿t l±ßi d¿ng tam giác ßu L±ßi ±ÿc s¿n xu¿t tÿ mßt t¿m PolyPropylen ±ÿc óng lß và kéo theo ba h±ßng th¿ng vßi nhißu m¿u l±ßi nguyên v¿n Vßi ¿c ißm chßu lÿc này, l±ßi KT 3 trÿc phù hÿp ß gia cß k¿t c¿u áo ±ßng khi ÿng su¿t phân bß ßu theo các ph±¡ng trong không gian

L±ßi KT c±ßng ß cao có nhißu ±u ißm v±ÿt trßi h¡n so vßi các lo¿i cßt KT thông th±ßng khác nh± v¿i KT hay màng KT

Vß m¿t c±ßng ß, l±ßi KT c±ßng ß cao có sÿc chßu kéo r¿t lßn (c±ßng ß chßu kéo cÿa l±ßi tÿ 300 kN/m cho ¿n h¡n 2000 kN/m, t±¡ng ±¡ng vßi kh¿ nng chßu kéo cÿa thanh kim lo¿i); l±ßi có ß bßn ±u vißt vß chßng n mòn và hóa ch¿t (hß sß an toàn v¿t lißu có tính ¿n ß bßn FD < 1,05), kh¿ nng chßu va ch¿m khi thi công cao (hß sß an toàn v¿t lißu có tính ¿n tßn th±¡ng trong thi công FC < 1,03) và kh¿ nng chßng suy gi¿m c±ßng ß theo thßi gian r¿t tßt

Vß kh¿ nng gia c±ßng, l±ßi KT c±ßng ß cao có hißu qu¿ h¡n so vßi v¿i KT Theo nghiên cÿu cÿa J Zhang và G Hurta nm 2008 [11], c¡ ch¿ gia cß nßn ¿t cÿa l±ßi KT và v¿i KT là khác nhau V¿i KT nâng cao kh¿ nng chßu lÿc cÿa nßn ¿t b¿ng c¡ ch¿ ma sát bß m¿t (interface friction) vßi v¿t lißu ¿p, trong khi l±ßi KT chÿ y¿u thông qua c¡ ch¿ cài ch¿t v¿t lißu (interlocking) C¡ ch¿ cài ch¿t hißu qu¿ h¡n so vßi c¡ ch¿ ma sát bß m¿t Ngoài ra, l±ßi KT c±ßng ß cao có ß cÿng cao h¡n nhißu l¿n so vßi v¿i KT nên h¿n ch¿ vißc bß chßc thÿng hay rách khi r¿i trên ßnh cßc/ trÿ, do ó l±ßi KT c±ßng ß cao ±ÿc ánh giá phù hÿp h¡n trong ÿng dÿng gi¿i pháp cßc k¿t hÿp cßt KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u

Vißc thi công tr¿i l±ßi KT r¿t ¡n gi¿n, nhanh chóng nên ti¿t kißm thßi gian thi công,

qua nhißu th¿p kÿ nghiên cÿu phát trißn, thí nghißm và áp dÿng t¿i hàng chÿc nghìn dÿ án trên kh¿p toàn c¿u, l±ßi KT ang chÿng tß ±ÿc ±u ißm vß tính kinh t¿, ti¿n ß thi công cing nh± kh¿ nng thân thißn môi tr±ßng Do ó l±ßi KT nói chung và l±ßi KT c±ßng ß cao nói riêng ngày càng ±ÿc sÿ dÿng rßng rãi trong l)nh vÿc xây dÿng công trình giao thông Mßt sß ÿng dÿng cÿa l±ßi KT nh±: ßn ßnh nßn móng, gia cß và nâng cao kh¿ nng chßu t¿i nßn ¿t; ngn ngÿa, gi¿m thißu sÿ nÿt vÿ, r¿n nÿt, nâng cao tußi thß cÿa ±ßng cao tßc, ±ßng s¿t, sân bay, c¿ng container, bãi ß xe; gia c±ßng s±ßn dßc ß chßng l¿i s¿t/ tr±ÿt nßn ±ßng giao thông; k¿t hÿp vßi hß cßc (trÿ XM, cßc bê tông cßt thép, cßc cát xi mng ) ß t¿o ra giàn ÿ truyßn t¿i trßng tÿ các công trình bên trên tßi t¿t c¿ các cßc/ trÿ mßt cách hißu qu¿, giúp ti¿t kißm ±ÿc sß l±ÿng cßc sÿ dÿng

1.3.3.1 Tình hình nghiên cÿu trên th¿ gißi

Gi¿i pháp trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u ngày càng ±ÿc áp dÿng rßng rãi trên th¿ gißi Các nghiên cÿu hß trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u có thß chia làm ba nhóm chính: nhóm ph±¡ng pháp gi¿i tích, nhóm ph±¡ng pháp mô hình thÿc nghißm và nhóm ph±¡ng pháp sß

a Ph±¡ng pháp gi¿i tích

Dÿa trên các gi¿ thi¿t tính toán, nhißu nhà nghiên cÿu, các tß chÿc ã i sâu vào phân tích sÿ làm vißc giÿa trÿ và v¿t lißu KT Nhìn chung, quan ißm cÿa nhÿng nhà nghiên cÿu và thi¿t k¿ ßu cho r¿ng ây là mßt hß làm vißc phÿc t¿p, phÿ thußc vào nhißu y¿u tß nh± kho¿ng cách giÿa các trÿ, ß cÿng cÿa trÿ, chißu cao và góc ma sát trong cÿa ¿t ¿p, kh¿ nng chßu t¿i cÿa trÿ và sÿ làm vißc cÿa l±ßi KT Khi phân tích, các nghiên cÿu h¿u nh± chia tách hß GRPS thành các ph¿n riêng r¿, kèm vßi ó là nhÿng gi¿ thi¿t nh¿m ¡n gi¿n hóa Ph¿n ¿t ¿p trên hß trÿ XM bao gßm các nghiên cÿu vß vòm ¿t và c¡ ch¿ truyßn t¿i (Hình 2.2), lÿc kéo và ß dãn dài cÿa l±ßi KT Ph¿n nßn phía d±ßi bao gßm các nghiên cÿu vß sÿ t¿p trung ÿng su¿t trên ßnh trÿ, t±¡ng tác giÿa trÿ và ¿t y¿u xung quanh

Trong nghiên cÿu lý thuy¿t tính toán hß trÿ k¿t hÿp v¿t lißu KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u, c¡ ch¿ truyßn t¿i trßng là mßt trong nhÿng khía c¿nh quan trßng nh¿t Khi chßu t¿i trßng, ngoài hißu ÿng vòm, hß trÿ XM k¿t hÿp v¿t lißu KT còn x¿y ra hißu ÿng màng ßi vßi hißu ÿng vòm, r¿t nhißu nghiên cÿu ã ±ÿc công bß nh±: Terzaghi (1943) [12], Hewlett và Randolph (1988) [13], tiêu chu¿n BS 8006-1:2010 (Anh) [2], quy chu¿n EBGEO (ÿc) [3], quy chu¿n SINTEF (Na Uy) [14] Tuy nhiên ±ÿc áp dÿng phß

bi¿n nh¿t là các tính toán dÿa trên tiêu chu¿n BS 8006-1:2010 Các nghiên cÿu vß hißu ÿng màng có Hello và Villard (2009) [15], ph±¡ng pháp hình hßc ¡n gi¿n (m¿t ph¿ng 2D ho¿c ßi xÿng trÿc) nh± Delmas (1979) [16], và Giroud (1990) [17] cho ¿n phân tích ba chißu (3D) cÿa Kempton (1998) [18], Rogbeck (1998) [19]

H¿n ch¿ cÿa ph±¡ng pháp lý thuy¿t là ±a ra nhißu gi¿ thi¿t ß ¡n gi¿n hóa bài toán (¿c bißt bß qua sÿ làm vißc cÿa ¿t nßn), phân tích các thành ph¿n trÿ, t¿i trßng và v¿t lißu KT riêng r¿ nên không có sÿ t±¡ng tác trong quá trình chßu lÿc ß kh¿c phÿc các nh±ÿc ißm ó, ph±¡ng pháp mô hình thÿc nghißm và ph±¡ng pháp sß ±ÿc áp dÿng

Tiêu bißu có Hewlett và Randolph (1988) [13]; Zaeske (2001) [20]; Bergado (2002) [21]; King và cßng sÿ (2017) [22] Các nghiên cÿu ã ti¿n hành trên các mô hình v¿t lý tÿ lß thÿc và mô hình v¿t lý tÿ lß thu nhß nh±ng g¿p h¿n ch¿ vß lo¿i v¿t lißu và k¿t c¿u K¿t qu¿ nghiên cÿu mô hình thÿc nghißm ã mô phßng ±ÿc nguyên lý làm vißc hß nßn cßc và là c¡ sß tin c¿y cho vißc phát trißn, kißm tra ßi chi¿u kh¿ng ßnh các tính toán gi¿i tích theo ph±¡ng pháp lý thuy¿t hay ißu kißn biên theo ph±¡ng pháp sß

c Ph±¡ng pháp sß

Chÿ y¿u là ph±¡ng pháp ph¿n tÿ hÿu h¿n (Finite Element Method - FEM) ±ÿc sÿ dÿng khi nghiên cÿu hß trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT phÿc t¿p Mßt sß ph¿n mßm KT xây dÿng trên c¡ sß ph±¡ng pháp sß, nhß kh¿ nng phân tích sß trên h¿u h¿t các d¿ng mô hình hình hßc, k¿t c¿u v¿t lißu và ¿t nên ±ÿc sÿ dÿng phß bi¿n trong s¿n xu¿t và nghiên cÿu nh± Sigma/ GeoStudio, Abaqus, Flac, Plaxis Tuy nhiên, ß chính xác cÿa ph±¡ng pháp sß phÿ thußc r¿t lßn vào vißc lÿa chßn mô hình phân tích, mô phßng sß mô hình bài toán, các ißu kißn biên, mô phßng sÿ ti¿p xúc cÿa v¿t lißu vßi k¿t c¿u và ¿c bißt là mô hình v¿t lißu lÿa chßn Jones và cßng sÿ (1990) [23] là mßt trong sß nhÿng ng±ßi ¿u tiên quan tâm ¿n v¿n ß ßnh l±ÿng sÿ hißu qu¿ cÿa vißc sÿ dÿng cßt áy tng c±ßng Hß ã sÿ dÿng công thÿc gi¿i tích cÿa Marton [24] ß ±ßc tính ph¿n t¿i trßng nßn ¿p truyßn xußng cßc Ph¿n t¿i trßng còn l¿i ±ÿc phân bß ßu trên lßp cßt KT và ±ÿc dùng ß tính lÿc kéo trong lßp này ây là cách tính ±ÿc ¡n gi¿n hóa và ±ÿc sÿ dÿng làm c¡ sß cho tiêu chu¿n thi¿t k¿ ¿t có cßt cÿa Anh (BS 8006-1:1995) [25] Han và Gabr (2002) [26] ã sÿ dÿng ph¿n mßm Flac 3D ß phân tích bài toán ph¿ng cho tr±ßng hÿp cßc bß trí d¿ng l±ßi ô vuông Nghiên cÿu nh¿m tính ra ß lún tßng cßng và ß lún lßch, ÿng su¿t bên trên và bên d±ßi lßp l±ßi, ÿng su¿t t¿p trung trên ßnh cßc, vòm ¿t phát trißn giÿa cßc và lÿc kéo trong lßp l±ßi KT K¿t qu¿ nghiên

lßch t¿i vß trí trên ßnh cßc và vß trí giÿa cßc Trong nghiên cÿu cÿa Hello và Villard (2009) [15], Zhuang và Ellis (2014) [27], Liu và Rowe (2015) [28], Girout và cßng sÿ (2018) [29], Li (2020) [30] & các tác gi¿ ã sÿ dÿng ph¿n mßm Abaqus và mô hình tÿ lß nhß ß phân tích sÿc chßu t¿i cÿa trÿ XM, hißu ÿng vòm ¿t phÿ thußc vào t¿i trßng ngoài và ß cß k¿t cÿa nßn ¿t, hißu ÿng màng lßp v¿t lißu KT

Nhÿng nm g¿n ây, ph¿n mßm Plaxis 3D th±ßng ±ÿc dùng trong mô t¿, phân tích hißu ÿng màng và hißu ÿng vòm khi trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u nh± trong các nghiên cÿu cÿa Chai và cßng sÿ (2017) [31], Kitazume (2017) [32], Manasi Wijerathna (2019) [33], Sujata Fulambarkar (2021) [34] &

Ngoài ra mßt sß nghiên cÿu khác dÿa trên ph±¡ng pháp ph¿n tÿ hÿu h¿n nh¿m tính toán chính xác h¡n lÿc kéo trong lßp l±ßi Các nghiên cÿu b¿ng ph±¡ng pháp sß ã kß tßi ±ÿc sÿ làm vißc cÿa lßp ¿t y¿u và mßi t±¡ng tác cÿa ¿t vßi các lo¿i k¿t c¿u trong ¿t, ¿nh h±ßng này vßn bß bß qua trong các ph±¡ng pháp phân tích gi¿i tích

Nhìn chung vißc sÿ dÿng ph±¡ng pháp sß ß phân tích bài toán cßc k¿t hÿp vßi l±ßi KT ngày càng phß bi¿n Các k¿t qu¿ tính ßu chÿng minh ±ÿc mÿc ß phù hÿp nhß vißc ßi chi¿u k¿t qu¿ vßi các thí nghißm

Các nghiên cÿu trong n±ßc vß gi¿i pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u b¿ng trÿ XM k¿t hÿp v¿t lißu KT mßi dÿng l¿i ß tßng hÿp nghiên cÿu ph±¡ng pháp lý thuy¿t theo các công thÿc gi¿i tích ho¿c ph±¡ng pháp sß thông qua vißc ÿng dÿng mßt sß ph¿n mßm KT có s¿n Mßt sß nghiên cÿu tiêu bißu trong n±ßc vß gi¿i pháp hß nßn cßc nh±: Phân tích sß cho nhóm cßc ¿t xi mng có gia c±ßng l±ßi KT kÿ thu¿t ß hß trÿ vißc mß rßng nßn ±ßng ¿p cÿa Ph¿m Anh Tu¿n và ß Hÿu ¿o (2015) [35], lu¿n án nghiên cÿu tính toán lßp cßt v¿t lißu ßa kÿ thu¿t sÿ dÿng trong nßn ¿p có cßc hß trÿ cÿa Nguyßn Thß Loan (2016) [36], Lu¿n án nghiên cÿu sÿ làm vißc cÿa cßc ¿t xi mng k¿t hÿp l±ßi ßa kÿ thu¿t c±ßng ß cao trong xÿ lý nßn ¿t y¿u cho xây dÿng giao thông cÿa Nguyßn Thái Linh (2021) [37] Ngoài ra, các nghiên cÿu lý thuy¿t vß gia cß nßn cßc ¿t - xi mng, sÿ phân bß t¿i trßng lên cßc và tính toán lßp cßt lißu ßa kÿ thu¿t nh±: Bàn vß ph±¡ng pháp tính toán gia cß nßn b¿ng cßc xi mng - ¿t cÿa Phùng V)nh An (2012) [38], mßt sß v¿n ß kÿ thu¿t trong thi¿t k¿ khßi ¿p trên nßn cßc cÿa Nguyßn Qußc Ding (2012) [39]

Các nghiên cÿu vß v¿n ß sÿ dÿng hß nßn cßc trên còn h¿n ch¿, chÿ y¿u dÿa vào các ph±¡ng pháp lý thuy¿t, ch±a có ho¿c r¿t ít thÿc nghißm ánh giá Cho tßi nay, t¿i Vißt Nam chß có công trình giao thông thÿc t¿ nh± ph¿n ±ßng d¿n c¿u Tr¿n Thß Lý (à N¿ng) và mßt sß tuy¿n ±ßng nßi bß ß khu ô thß t¿i thành phß Hß Chí Minh áp dÿng

gi¿i pháp xÿ lý nßn ¿t y¿u b¿ng trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß gi¿m lún lßch giÿa trÿ và ¿t nßn, ß tng kho¿ng cách cßc và gi¿m giá thành xây dÿng

1.4 Nhÿng v¿n ß còn tßn t¿i và các v¿n ß lu¿n án ti¿p tÿc gi¿i quy¿t

Qua tßng hÿp các nghiên cÿu công bß trong n±ßc và trên th¿ gißi liên quan v¿n ß vß hß trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u cho th¿y:

- Gi¿i pháp sÿ dÿng trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß xÿ lý nßn ¿t y¿u d±ßi nßn ¿p dù ã có nhißu nghiên cÿu tÿ thÿc nghißm ¿n lý thuy¿t, có mßt sß tiêu chu¿n thi¿t k¿ b¿ng ph±¡ng pháp tính toán gi¿i tích, tuy nhiên ch±a có sÿ thßng nh¿t vß k¿t qu¿ cing nh± nguyên lý tính toán Ph¿n lßn các tính toán theo ph±¡ng pháp lý thuy¿t th±ßng ±a ra các gi¿ thi¿t nh¿m ¡n gi¿n hóa tham sß sÿ dÿng, ch±a ph¿n ánh sát thÿc t¿ làm vißc nh±: bß qua t±¡ng tác ¿t và k¿t c¿u, bß qua sÿ làm vißc ¿t y¿u - áp lÿc ¿t nßn và bß qua bi¿n d¿ng cÿa trÿ và l±ßi trong quá trình chßu lÿc ißu này d¿n ¿n vißc ph¿n trÿ và l±ßi chßu t¿i trßng nhißu h¡n thÿc t¿, gây lãng phí trong thi¿t k¿ Cßc sÿ dÿng trong lý thuy¿t tính toán cÿa các tiêu chu¿n khác là cßc bê tông cßt thép - cßc cÿng (bi¿n d¿ng ít), thÿc t¿ hißn nay áp dÿng tính toán thi¿t k¿ cho trÿ XM (bi¿n d¿ng nhißu) là ch±a hÿp lý Tÿ ó ¿nh h±ßng cÿa ß cÿng trÿ XM ¿n sÿ làm vißc cÿa hß nßn trÿ ch±a ±ÿc xem xét ¿y ÿ

- Vß c¡ ch¿ truyßn t¿i trßng, do có các quan ißm khác nhau vß vòm ¿t d¿n tßi sÿ sai khác khá lßn trong cách tính t¿i trßng truyßn xußng trÿ, l±ßi KT và ¿t y¿u giÿa các ph±¡ng pháp Vßi các ph±¡ng pháp ã nêu trên, kích th±ßc vòm ¿t chß phÿ thußc vào kích th±ßc mi trÿ ho¿c trÿ trong tr±ßng hÿp không làm mi trÿ và chißu cao ¿t ¿p mà bß qua lo¿i ¿t ¿p cing nh± t¿i trßng, ß cÿng trÿ, ph¿n lÿc cÿa ¿t nßn giÿa trÿ Hißu ÿng màng cÿa lßp l±ßi KT cing mßi ±ÿc phân tích chÿ y¿u qua ph±¡ng pháp sß mà ch±a có nhißu ánh giá thÿc t¿ và thÿc nghißm

- Þ Vißt Nam, các k¿t qu¿ nghiên cÿu mßi dÿng l¿i ß nghiên cÿu lý thuy¿t, ho¿c mô hình v¿t lý thu nhß trong phòng thí nghißm Trÿ XM trong các mô hình sß và mô hình v¿t lý mßi chß xét ß d¿ng cßc chßng, ch±a xét tßi bài toán vßi mô hình cßc treo (cßc ma sát) Tÿ nhÿng tßn t¿i cÿa các nghiên cÿu và lý thuy¿t tính toán hß trÿ XM k¿t hÿp vßi l±ßi KT, tác gi¿ lu¿n án lÿa chßn các v¿n ß nghiên cÿu nh± sau:

- Sÿ dÿng ph±¡ng pháp sß ß nghiên cÿu ÿng xÿ cÿa nßn ±ßng ¿u c¿u ±ÿc gia c±ßng trÿ XM k¿t hÿp vßi l±ßi KT vßi mô hình cßc treo

- Thí nghißm hißn tr±ßng trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT ß ánh giá lý thuy¿t tính toán

CH¯¡NG 2 C¡ SÞ LÝ THUY¾T TÍNH TOÁN VÞ PHÂN BÞ þNG SU¾T TRONG HÞ NÞN CÞC GIA C¯ÞNG L¯ÞI ÞA Kþ THU¾T

2.1 Gißi thißu chung

Terzaghi là ng±ßi ±a ra quan ißm hißu ÿng vòm trong quyßn lý thuy¿t c¡ hßc ¿t (1943) [12] Sau ó, các tác gi¿ nßi ti¿ng khác cing l¿n l±ÿt ánh giá vißc phân bß ÿng su¿t dÿa trên lý thuy¿t hißu ÿng vòm cÿa Terzaghi cho các lo¿i công trình ßa kÿ thu¿t khác, ißn hình nh±:

- J Michael Duncan (1970) ã nghiên cÿu sâu, rßng vß vòm ¿t và các ÿng dÿng cÿa nó trong vißc neo/ giÿ các k¿t c¿u và ào sâu

- Steven L Kramer (1980) ã nghiên cÿu ¿nh h±ßng cÿa hißu ÿng vòm ßi vßi sÿ ßn ßnh cÿa mái dßc và phân tích ßa ch¿n cÿa các k¿t c¿u t±ßng ch¿n

- Paolo Croce (1990) ã ti¿n hành nghiên cÿu và phát trißn các ph±¡ng pháp phân tích và dÿ oán ÿng xÿ cÿa ¿t

- Antonio Gens (1990) ã ti¿n hành nghiên cÿu mô hình sß vß hißu ÿng vòm và tác ßng ßi vßi vißc ào sâu;

- Alberto Correia Sampaio (2000) ã nghiên cÿu ÿng xÿ cÿa hißu ÿng vòm trong kè và t±ßng ch¿n

- Mario Manassero (2000) ã ti¿n hành nghiên cÿu vß c¡ ch¿ t¿o hißu ÿng vòm trong các k¿t c¿u t±ßng ch¿n và ¿nh h±ßng tính ch¿t cÿa ¿t ßi vßi ÿng xÿ cÿa vòm ¿t - Enrico Tubaldi (2000) ã nghiên cÿu tác ßng cÿa hißu ÿng vòm trong các công trình

ào sâu và công trình ng¿m

Hình 2.1 mô t¿ tr¿ng thái ÿng su¿t trong khßi ¿p cÿa Terzaghi (1943), áp lÿc th¿ng ÿng lên nßn ¿t tÿ nhiên ÃB4 b¿ng sÿc chßu t¿i cÿa nßn ¿t Ti¿p theo, do vißc lún d¿n cÿa vùng ¿t xung quanh các cßc d¿n ¿n v¿t lißu ¿p phía trên hình thành d¿ng võng Sÿ dßch chuyßn này gây ra sÿc kháng c¿t Ç xu¿t hißn ß m¿t bên giÿa khßi bß lún và khßi trên cßc ÿng yên K¿t qu¿, áp lÿc tßng lên vùng bß võng s¿ gi¿m, trong khi l¿i tng vßi

giá trß t±¡ng ÿng lên vùng ÿng yên trên ßnh cßc, tÿc là làm tng t¿i trßng tác dÿng lên cßc Khi ß võng ¿t ¿n gißi h¿n s¿ xu¿t hißn m¿t phá ho¿i tr±ÿt b¿t ¿u tÿ ßnh cßc và lan d¿n lên bß m¿t

Hình 2.1 Tr¿ng thái ÿng su¿t trong khßi ¿p theo Terzaghi (1943)

Khi xây dÿng nßn ¿p trên nßn trÿ XM k¿t hÿp l±ßi KT, khßi ¿t n¿m ß giÿa hai cßc

s¿ bß lún xußng ßng thßi, t¿o ra hai thành ph¿n lÿc: mßt là lÿc kéo trong l±ßi KT T và hai là ph¿n lÿc tÿ nßn ¿t y¿u Ãs (hình 2.2) Trong quá trình dßch chuyßn cÿa khßi ¿t s¿ hình thành ÿng su¿t c¿t Ç trong khßi ¿p trên cßc þng su¿t c¿t này t¿o ra hißu ÿng vòm trong khßi ¿p, gi¿m t¿i trßng tác ßng lên l±ßi KT, song ßng thßi làm tng t¿i trßng tác dÿng lên cßc C¡ ch¿ truyßn t¿i này ã ±ÿc mô phßng trong nghiên cÿu cÿa Han và Gabr (2002) [26]

ß ánh giá hißu qu¿ truyßn t¿i vào cßc và lÿc cng cÿa lßp l±ßi KT, các nghiên cÿu sÿ dÿng mßt trong các thông sß sau ây:

Theo Hewlett và Randolph (1988) [13], hißu qu¿ truyßn t¿i ±ÿc xác ßnh theo công thÿc:

�㗃-% =�㗆/�㗄�㗯�㗃 (2.1)