Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu giải pháp gia cố nền cho các công trình dân dụng khu vực thành phố Sóc Trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BO NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

LAM TRAN DIEU

NGHIÊN CỨU GIẢI PHAP GIA CO NEN CHO CÁC CONG TRINH DAN DUNG KHU VUC THANH PHO SOC TRANG

Chuyên ngành: Dia kỹ thuật xây dung Mã số: 60 - 58 - 02 - 04

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HOÀNG VIỆT HÙNG

HÀ NỘI, 2017

LỜI CAM ĐOAN

“ác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thin tác giả Các kết quả nghiền cứu và các kết luận tong luận văn là trung thực, không sao chép tử bắt kỳ một nguồn nào và dưới bit kỹ hình thức nào Việ tham khảo các nguồn tì liệu đã được thực hiện trích dẫn và ghỉ ngu tả iệu tham khảo ding quy định

‘Tac giả luận văn

Lâm Trần Diệu

“Tác giả xin trân trọng cám ơn ng nghiệp tại phòng Đảo tạo Đại học và Sau đại học đồng góp ¥ kiến cho việc soạn thảo tài liệu Hướng dẫn trình bay

Luận văn thạc sĩ này.

1-1.1.Đặc điểm của đất yêu 51.1.2, Phân biệt dé yêu 10

1.2, Một số giải pháp xử lý nền đất yêu 0 1.2.1 Giải pháp cải tạo sự phân bổ ứng suất của nên "

1.222 Giải pháp làm tăng độ chặt của nền 1b

1.23, Giải pháp xử lý nền bằng hoá lý "7

1.3, Kế luận Chương 1 19

CHUONG 2:00 SỞ LÝ THUYET MOT SO GIẢI PHAP XU LÝ NEN 20

21 thiệu về cọc đất — xi măng, một số ứng dung của cọc đất- xi măng 202.1.1, Giới thiệu về cọc dit ~ xi măng 20

2.1.2 Một số ứng dụng của cọc đất: xi măng 20 2.1.3, Ưu, nhược điểm của cọc đất ~ xỉ măng 25 2.14 Nguyên lý của giải pháp xử lý nén bằng cọc đất - xi măng 26 22 thiệu về Coc BTCT tiết diện nhỏ, một số ứng dụng của Coc BTCT tiết diện

nhỏ 33

2.2.1, Giới thiệu về Coe BTCT tiết điện nhỏ [7] 3

2.2.2 Một số ứng dung của Coe BTCT tiết diện nhỏ [7] 332.2.3, Ưu, nhược điểm của Cọc BTCT tit điện nhỏ s4

2.2.4, Nguyên lý của giải pháp xử lý nền bằng Cọc BTCT tiết diện nhỏ 54

2.3 Kết luận Chương 2 62

CHONG 3: PHAN TÍCH UNG DUNG CÔNG NGHỆ GIA CO NEN BANG CỌC AT-XI MĂNG CHO NEN CONG TRINH DAN DUNG TẠI SOC TRĂNG 63 3.1 Giới thiệu chung về khu vực thành phố Sóc Trăng 6

3.11 Giới thiệu chung 6

3.1.2 Phân vùng địa chat công trình khu vực thành phổ Sóc Trăng 64

3.1.3 Xây dựng dia tng tu bigu cho các phân vùng dia chất công trình thành phi

3.4, Phân ch, so xinh với các giải pháp xử lý nén khác $8

3.5 Phân tích biện pháp thi công 893.5.1 Các yêu cầu chung: 91 KET LUẬN VA KIÊN NGHỊ 9%

1, Những kết qua đạt được của luận văn 95

2 Kiến nghị 95

3 Hướng nghiên cứu tiếp theo 96

TÀI LIEU THAM KHẢO oT

MỤC LỤC HÌNH VẼ

Hình 1.1 Kiểm tra cung trượt khi đắp phản áp Bồ trí giống cát rên mặt bằng

Gia cổ cọc xi ming đất tại sin bay Cần Thơ.

Hình 2.2 Gia cổ cọc xi măng đất móng bồn dau tại Can Thơ Hình 2.3, Gia cổ cọc xi ming đất tại Cảng dầu khí Vũng Tâu Hình 2.4 Cổng DIO tai Hà Nam -2005

Hình 2.5 Cổng Trai - Nghệ An -2005

Hình 2.6 Các ứng dung cơ bản của công nghệ trộn sâuHình 2.7 Sơ đồ thi công tn khô

Hình 2.12, Sơ đỗ thi công trộn ướt lình 2.13 Ôn định khối kiểu A.

Hình 2.14 Ôn định khối kiểu BHình 2.15 Công nghệ Jet Grouting.

Hình 2.16 Sơ đồ phá hoại của dat dinh gia cố bằng cọc xi măng đất Hình 2.17 Quan hệ ứng suất- biển dang vật liệu xi măng- đất

Hình 2.18, Phá hoại khối và pha hoại cắt cục bộ Hình 2.19, Sơ đồ tỉnh toán biển dạng.

Hình 2.20, Cơ chế phân bổ ứng suất trong nền gia cổ bing CXMĐ,

Hình 2.21.Mô hình vòm dạng rãnh của Terzaghi

Hình 2.22 Mô hình vòm dạng bán cẳu Hewlett và Randolph (1988) Hình 2.23.Mé hình vòm dang bán cầu trong nên dip (Low 1994)

Hình 3.3 Lưới chuyển vị và các đường đảng chuyển v trong nén, chuyển vị lớn nhất

của nền kh chưa gia cổ là 21 em 44

inh 3.4 Điều kiện biên trường hợp gia cổ nén với chiều dài cọc đất xỉ măng 4,5 m

Coe có đường kinh d0, 85

Hình 3.5, Kết qu tinh chuyển vi khi gia cổ nén với cọc dét-xi ming có chiều đài cọc

I=t5m $5Hình 3.6 Lưới chuyển vị và đường đẳng chuyển vị đứng khi gia cỗ cọc I=4,5 m 86

Hình 3.7 Điều kiện biên trường hop gia cổ nén với chiều dai cọc đất xỉ măng 6,5 m

Coe có đường kính d0, $6

Hình 3.8 Kết quả tính chuyển vị khi gia cố nền với cọc dit-xi ming có chiều dài

cọcl=6,5 m 87

inh 3.9 Điều kiện biên trường hop gia cổ nén với chiều đi ogedt-xi măng 8,0 m

Coe cổ đường kinh d-06 87

Hình 3.10 Kết qua tính trường hợp gia cổ nén với chiều dai cọc đắcxi mang 8,0 m

Coe có đường kính dO 88

Bảng 3.1: Kết qua thí nghiệm nén tinh một số công trình trên địa bản TP Sóc Tring 80Bảng 3.2 Các nội dung công việc cần thục hiện khi thiết kế thi công và thi công Jet

Grouting, 90

DANH MỤC TỪ VIẾT TAT

a: TY lệ điện tích

A, : Diện tích tiết điện của cọc xi măng đắt

A,: Diện tich đất nền cần gia 6 e: Lực dính giữa cọc và đất nén.

.„¡: Độ ban cắt không thoát nước trung bình.Cụ: Lực dinh tương đương.

dd: Đường kính cọc

«¿: Hệ số rỗng của lớp đất thứ i ở trạng thái tự nhiên ban đầu Ea Beat MO đun biến dạng của nề đắt và cọc xi mang đắt

Ey: Mô dun biến dang của nền tương đương.Ƒ,: hệ số an toàn.

hh: Chiều day ting đất yếu,

Ay: Chuyển vị của khối móng.

[Sy]: Chuyển vị cho phép của khối mong L: Chiều dài cọc

Mac Moment lớn nhất trong 1 cọc,

[M,,]: Moment giới han của vật liệu làm cọc.

Noa: Nội lực lớn nhất trong I cọc

A,.A,„A, : Thông số sức chu ti phụ thuộc vào gốc ma sắt trong của đắt nền (tương

P: Tải rong phố hoại

Py: Là sức chịu tải cho php của cọc đơn

1 Ste chịu tải giới hạn của khối đất nén tương đương.

Pag: Sức chịu tải của nền tương đương,

4g: Tai trọng công trình truyền lên khối gia cổ.

dụ: Sức chị tải của đất dưới mỗi coe

Q4¢: Sức chị ti theo đắt nền

Qeraiom: Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm.

R,: Cưởng độ chịu tải cũa cọc theo vt liệu

R, Sức chịu tải của nén đất

Ry: Cường độ chịu ti của toàn khối móng gia cỗ,

3, : độ lún giới hạn cho phép,

YS: độ lin tổng cộng của mồng cọc.

Sua: Sức kháng cắt không thoát nước của nén tương đương.

¢,: Gée nội ma sắt tiêu chuẩn

6: Góc ma sắt trong giữa cọc và đắt nền

z: Trọng lượng riêng trung bình của đất nằm trên day móng.

ke đãi ege tong lớp dt hứ ï

1,3 Trọng lượng riéng của lớp đất thi'Cường độ kháng cắt của cọc.

MO DAU

inh cắp thiết của để tht

Hiện nay, tỉnh hình hoạt động xây dựng trên địa bàn đồng bằng sông Cửu Long nói

chung trên địa bản thành phố Sóc Tring nói riêng vẫn dé xử lý gia cố nền cho công

ddan dụng chưa được quan tâm nghiên cứu s u, chưa nghiên cứu đưa ra các giải pháp

xử lý để lựa chon một cách tối wu nhất, phần lớn các công trình dân dựng trên địa bàn thành phổ, phần lớn các công trình thường sử dụng giả pháp đông cọc tsim để gia cổ nền hoặc sử đụng móng cọc be tông đổ tại chỗ, cọc bê tông dự ứng lực,

Giải pháp đồng cọc trim việc xác định chiều đãi cọc trim, số lượng cọc/Im chủ yéu da trên kính nghiệm thực tế vi kết quá kiểm tra nén tỉnh hiện trường, mặc khác giải

pháp xử lý nền bằng đóng cọc trim chủ y áp dụng cho công trình có tải trọng nhỏ,Giải pháp xử lý nền bằng móng cọc bê tông đỏ tại chỗ, cọc bê tông dự ứng lực dim

bảo tải trong các công trình din dụng trong thành phổ Sóc Trăng, tuy nhiên thi công ép ‘ge trong trung tâm thành phố li hết sức khô khăn và nếu sử dung cọc bé tông cốt thép thì chiều dai cọc phải lớn để xuyên qua lớp đất nén yêu, cắm được xuống lớp đất tốt

Vi vậy việc nghiên cứu giải pháp gia cổ nén bing cọc dit-xi ming, ứng dụng các công trình dan dụng trong thảnh phổ Sóc Trăng để giải quyết vin đề trên là việc làm hết sức.

Mục tiêu cụ th là ứng đụng giải pháp xử lý nền bằng cọc đất xi mang cho công trình

xây dựng din dụng trên địa bản thành phố Sóc Trăng Phân tích các giải pháp xử lý

nền đất yếu, phân tích giải pháp xử lý nên bằng cọc đắt - xi măng, nghiên cửu điều kiện nền đắt nguyên trang ở khu vực thành phổ từ đó ứng dụng giải pháp xử lý nén bằng cọc đất ~ xi mang vio các công trinh dân dung tong thành phổ Sóc Trăng

IIL Cách tiếp.‘va phương pháp nghiên cứu.

= Cách tiếp cận:

ih toán so sánh các giải pháp xử lý nền Tiếp cận tir lý thuyết để phân t

Tiếp cận từ thực tổ hiện trạng xây dụng rong khu vục để đề xuất phương án thay thể

- Phương pháp nghiên cứu:

+ Nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu vỀ các giải pháp xử lý nền đất yéu, nghiên cứu môi hình tính toán cọc đất — xi mang, nghiên cứu điều kiện đất nền nguyên trạng khu vực thành phố Sóc Trăng

Nghiên cứu mô hình toán: Xây dựng mô hình toán với điều kiện đất nền khu vực

nghiên cứu, tinh toán thử dần với giải pháp để xuất, kết luận vé các thông số

IV Nội dung nghiên cứu

-Nghiên cứu tổng quan về đắt yếu và các giải pháp xử lý nền (giải pháp xử lý nền là mộ trong các giải pháp khi xây dựng công trình trên nén đất yêu)

= Nghiên cứu cơ sở lý thuyết một số giải pháp xử lý nền điển hình, có khả năng áp dụng thích hợp trong điều kiện dat nền khu vực Sóc Trăng.

- Nghiên cứu ứng dung công nghệ sử lý nin bằng cọc đất xi ming cho các công tình

xây dựng dân dụng trên địa bàn thành phố Sóc Trăng` Kết quả đạt được của luận văn

Luận văn đã tổng hợp các kiến thức về đắt yếu và nên đất yếu, tổng hợp được các biện

pháp xử lý nên, điều kiện áp dụng của biện pháp, hiệu qua và tính toán ứng dụng của

giải pháp Các số iệu tổng hợp này, giáp học viên dễ dng so sinh, đchứng và phân

tích lựa chọn phương án xử lý nén sao cho hiệu quả, tôi ưu nhất

“Các tính toán thiết kể, thi công va công nghệ cọc đất-xi mang tổng hợp ở chương 2 của

luận văn là phần cơ sở lý thuyết để áp dụng công nghệ Coe dit-xi mang có cơ sở lý thuyết khá rõ rằng, các nghiên cứu thực nghiêm cũng cho kết quả tin cậy, khẳng định

giải pháp cọc đắt xi ming là gidi pháp có cơ sở khoa học và thực ti

Phân tính toán ứng dụng đã phân tích thir din bài toán gia cổ nền bằng cọc đắcxi măng với các chiễu đài cọc cho bài toán đắt nén yếu khu vực thành phổ Sóc Trăng.

Luận văn chọn được el dài ge ga cổ đảm nền không lớn vượt quả mức cho phép Với nhà dân dụng có 4 ting đến 5 ting, gia cổ cọc đất xi măng có chigu dài 8,0 m,

đường kính cọc từ 0,6-0,8 m Hàm lượng xi ming 250 kgim3 hoặc 300 kgim3 là đạtyêu cầu

Các nghiên cứu về gia cổ cọc dat-xi mãngcho thấy hiệu quả của biện pháp này so với các gii pháp truyền thống khác Vậy có thé kế luận cọc đất- xi măng cũng khá phù hợp để gia cố nin công trình xây đựng dân dụng trong địa bàn thành phố Sóc Trăng, VI Cấu trúc luận văn

Phin ma đầu

“Chương 1: TONG QUAN VE DAT YEU VA CÁC GIẢI PHÁP XU LÝ “Chương 2: CƠ SỞ LÝ THUYET MOT SỐ GIẢI PHAP XỬ LÝ NEN

Chương 3: PHAN TÍCH UNG DUNG CÔNG NGHỆ GIA CÓ NEN BANG COC DAT-XI MĂNG CHO NEN CÔNG TRÌNH DAN DỰNG TẠI SOC TRANG

Kết luận và kết nghị

CHUONG 1:TONG QUAN VỀ DAT YEU VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ.

Dit yéu là những loại đắt sét mém bão hòa nước, các loại cất hạt nhỏ, mịn, than bản.

Những loi đắt này có khả năng chịu lực yếu, có hệ số rỗng e > 1, và luôn luôn bao

hòa nước,

"Một quan niệm khác cho rằng, dét yếu được hiễu li các loại đắt ở trang thi tự nhiên, độ âm của đất cao hơn hoặc gần bằng giới hạn chảy, đắt yêu có hộ số rổng lớn (đất sét

e > 1.5: đất á sét e > 1), lực dinh C theo thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước nhồi

hơn 0,15 daN/em2 (tương đương kG/em)), góc nội ma sắt ọ< 10° hoặc lực dinh tir kết aqua cắt cánh hiện trường Cu < 0,35 daNiom®, Dit yếu có thể được phân loại theo trang

thái tự nhiên dựa vào độ sét B:

Weh = Wa ay

Trong đó:

W, Wy, We, - độ Âm ở trạng thai tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn chảy (nhão) của đất. Nếu B > 1, dit trang thi chây:

Nếu 0,75 < B <1, đất ở trạng thái do chiy

‘Theo quan điểm xây dựng của một số nước, đắt yêu được xác định theo tiêu chuẩn về

sức kháng cắt không thoát nước s, và hệ số xuyên tiêu chuẩn N như sau:

~ Đất rất yếu (trang thái chảy): S, (kPa) < 12,5 và Nạy <2

- Bit yếu (trang thai déo chảy): Sự (KPa) < 25 và Nyy <4

Nền đất yéu là các lớp đắt nền có khả năng chịu lực kém, nằm ngay dưới dy móng

công trình và chịu tác động của công trình truyềxuống.Khi xây dựng công trình

iêm cấu tạo thường gặp các loại ditnén yẾu, tùy thuộc vào tính chất lip đt yếu đặc

của công trình mà người ta lựa chọn phương pháp xử lý nÈnphù hợp để tăng sức chịu

tải của đắt nên, giảm độ li, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công tình.

Nếu sức chị tải của đất nền không đáp ứng được tải trọng thiết kế của công trình,

không đủ độ bằn và biển dạng nhiều, do vậy không thé làm nén thiên niễn cho công

trình xây dựng thì gọi là nén đất yếu,

"rong thực tế xây dựng có tất nh công tình bị lún, sập hư hỏng công trình khi xây

dựng trên nén đất yếu do không có những biện pháp xử lý nền phù hợp, không đánh

á chính xác

giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền dit, Do vậy việc đánh

chặt chẽ các tính chất lý của nbn đất yêu hủ yếu bằng cức thí nghiệm trong phòng am cơ sở để và dé ra các giải pháp xử lý

và hiện trường) đểlên móng phù hợp là vấn

đề hết súc khó khăn, nó đòi hỏi sự phối hợp hết súc chặt chế giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết giảm được tổiđa các sự cố, hư hỏng công trình Khi xây đựng tên nên đất yếu

1.L1.Đặc diém của đất yến

Trong thực tẾ xây dựng, chúng thường gặp những loại đất y

yếu, bùn, than bùn vàđất than bùn,

su sau: đất sét yếu, đất cất

1.1.1.1, Bat sết vắt [1]

‘it sét yêu có những đặc điểm riêng biệt, nhưng cũng có nhiều tinh chất chung như

các đất đá khác thuộc loại st

a Hat sốt và các khoảng vật sé: Trong 6 2 thành phần

- Phẳn phân tin thô có kích thước >0,002 Chủ yếu có các khoáng chất nguồn gốc lụcđịa như thạch anh, fenspaL

~ Phần phân tín mịn gằm những hạt có kích thước rit bể (20.Im) và keo (01 -sét Có nhiều 0.01pm) Những khoáng chit này quyết định tinh chất cơ lý của

Khoáng chất sét nhưng thường gặp nhất lanhém điễn hình: kaolimit, lit và

+ KaolimitAl (Si.Oi;)(OHD, được tạ thành do phong hóa đá phun trio, đã biển chất

và đá trim tích trong điều kiện môi trường axit (pH = Š ~ 6)

“Đặc điểm của mạng tinh thể Kaolimit là tương đối bền, én định và it cỏ khả năng di

động.

+ MômtmôrilôiL m[Mgs(SiyOyo(OH)] x p [(ALFe); (Si,O¡y)(OH);] nH;O phổ biếnnhất là loại chứa ôxit nhôm Khoáng chất nhóm mômmôrilôi được tạo thành hầu như

trong điều kiện ngoại sinh chủ yếu là trong quả trình phong hóa các đá phun trio kiểm trong điều kiện mỗi trường kiểm (pH = 7 8.9),

Mômtmôrilôit có mạng tỉnh thể kém bên vững và dé xảy ra hiện tượng trường nở dưới

mồng khi có mặt loại sét này.

+ Hit KeAL(Si,AD, Oju]@OH); nHạOlà một khoảng chất dai biểu của nhóm lớn hidrémica, Dược tạo thành rong nhiễu điều kiện khác nhau nhưng chủ yếu là ở các

môi trường kiểm (pH tới 9.5)

b Liên kết cấu trúc va sức chồng cắt của dat sét

Trong tự nin, đất loại st uôn tn tại 3 dang liền kế cẩu túc, đ là: đạn chảy, dan

ddéo và dạng cứng, người ta chia thành bai loại =

= Liên kết mềm: lực liên kết chủ yêu là lự liên kết phân tử, tử inh iên kết này mềm, do và có thể di phục su khi bị phá ho lin kế thuận nghịch:

- Liên dt cứng: lục liên kết chủ yếu là liên kết ion, đồng hóa tị, liên kết này cứng,

giòn, không hồi phục được khi bi phá hoại bằng cơ học (liên kết thuận nghịch)

VE lực dinh của đất sét, N.N.Maxlov chia lực dinh tổng cộng thành hai thành phin lực

Hiện tượng hấp thy là khả năng hit nước từ mỗi trường xung quanh và

chúng những vật chất khác nhau: cứng, lỏng và hơi, những ion, phân tử và các hạt keo.

Sự hấp thụ của đất sét có bản chất phức tạp và thường gồm một số quá trình sảy ra đồng hỏi

Tink deo.

“Tính đèo là một trong những đặc điểm quan trong của đắt sét Tính chất này biểu thị sự

lưu động của đắt sét ở một độ dm nào đó khi chịu tácdụng của ngoại lực và chứng tỏ ring vé mức độ biển dạng đất sết chiếm vi tí trung gian gia thé cứng và thể lông hoặc chảy nhớt Độ déo phụ thuộc vào nhiễu nhân tổ: mức độ phân tin và thành phần khoáng vật của đất, thành phần và độ khoáng hoá của dung dich nước làm bão hỏa đắt.

Gradien ban đầu.

‘it sét có đặc tính thắm thấu khác thường: chỉ cho nước thắm qua khi gradien cột

nước vượt quá một tr số nhất định nào đó Trị số đồ gọi la gradien ban đầu

Gradien ban đầu là độ chênh lệch tối thiểu nào đỏ của áp lực cột nước, mà thấp hơn nd tốc độ thắm giảm xuống nhiều, ắt bể và có thể coi như không thắm nước

Đặc điển biến dang

Tinh chất biển dạng của đất sét yếu do bản chat mỗi liên kết giữa các hat của chúng quyết ịnh Cổ thể chia biến dang của đất sét yếu ra các loại sau đầy:

+ Biển dạng khôi phục, gồm biến dạng đàn hồi và biển dang cau trúc hap phụ + Biến dang dư chỉ gồm biến dang cấu trúc

dạng của đất sét yêu là do sự phá hoại các mỗi liên kết efu rúc và biển dạng mảng hip phy của nước liên kết gây nên Các loại biến dạng chủ yếu của đất sét yếu là biến dang cấu trúc va biển dạng cấu trúc hip phụ.

~ Tỉnh chất lưu biển:

Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt Chúng có sinh dao (từ biến)và có khả năng

thay đổi độin khi ti trọng tác dụng lâu dai Khả năng này gọi là tính chất lưu biển.Hiện tượng dao trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước tự dokhi nén chặt Do

vậy hiện tượng này liên quan với sự thay đôi mật độ kết cầu của đất do kết quả chuyển dịch, các hạt và các khối lên nhau, cũng như những thay đổi trong sự định hướng của các hạt và các khối đó với phươngtác dụng của tải trọng.

11.12 Đắt cit yêu

Cit được hình thành tạo ở biễn hoặc ving, vịnh VỀ thành phần khoáng vật, cát chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất Cát gồm những hạt có kích thước 0,05 — 2mm Cát được coi là yếu khi cỡ hại thuộc loại nhỏ, min trở xuống, đồng thời có kết

clu rồi rac, ở trang thái bão hòa nước, có thé bị nén chặt và hóa lỏng đáng kể, chứa

nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét Những loại cát đó khi chịu tác dụng rung hoặc

chấn động thì trở thành trang thai long nhớt, gọi la cát chảy [1]

Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bị nền chặt nhanh, có độ thắm nước rit lớn Khi

cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bảo hòa nước thi chúng tở thành cát chảy,hiện tượngtày di khi rất nguy hiểm cho công trình và cho công tác thi công Cần lưu

ý 2 hiện tượng nguy hiểm đối với cát yêu - Biến loãng.

lát cha,

1.1.1.3 Bùn, than bùn và đắt than bùn.

Bùn là những trim tích hiện đại, được thành tạo chủ yêu do kết quả tích lây các vật

liệu phân tán mịn bing cơ học hoặc hos học ở đáy biển, đáy hỗ, bãi lẫy Ban chỉ liên

chứa nước, là các tr mới lắng đọng, no nước và

chịu lực Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha

sét pha và cũngcó thểlả cát, nhưng chỉ là cát nhỏ trở xuống,

Độ bền của bùn rất bé, vì vậy việc phân tích sức chồng cắt (SCC) thành lực ma sát và lực dính là không hợp ý SCC của bùn phụ thuộc vào tốc độ phát tiễn biến dang Góc

ma sát có thể 0, Chỉ khi bùn mắt nước, mới cóthỄ cho góc ma st

Vịc xây dựng các công trình trên bùn chỉ có thể thựcsau khi đã tiến hành các

biện pháp xử lý nên Than bùn là đất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo do kết quả phân ủy các di tích hữu cơ, chủ yếu là thực vật, tại các bãi lầy và những nơi bị hóa ly Dat loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sé và cất

Trong điều kiện thé nằm thiên nhiên, than bùn có độ ẩm cao 85 ~ 95% hoặc cao hon tây theo thinh phần khoáng vật, mức độ phân hủy, mức độ thoát nước Than bản là

loại đắt bị nén lớn lâu ải, không đều và mạnh nhất Hệ số nén lún có th đạt từ 3-8,thậm chí 10 kG/em Không 1Š thí nghiệm nén than bùn với mẫu có chiều cao thông

thường là 15-20em, ma phải từ 40- 50cm.

Khi xây dựng ở những vùng đất than bùn, edn áp dụng các biện pháp: làm đai cốt thép, khe lún, cắt nha thành timg đoạn cứng ring rẽ, làm nền cọc, đào hoặc thay một phần

than bùn.

1-14 Bat dip

Loại dit này được tạo nên do tie động của con người Đặc điểm của đất dp là phân bổ

đất đoạn và có thành phần không thuần nhắc Theo thành phần có th chia thin 4 loại

Dit gdm hỗn hợp các chit thải của sản xuất công nghiệp vi xây dựng ~ Đắt hin hợp các chất thải của sản xuất và rác thả sinh hoạt

Dit của các nền dip trên cạn và khu dip dưới nước (để tạo bi

- Đắt thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoảng sản

Nhìn chúng, các loại đắt ấp hi hết đều phải cổ biện pháp xử lý trước khi xây dựng,

11.2 Phân bật đắt

Loại có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc á sét trằm tích trong nước ở ven biển, vũng vịnh, dim hồ, đồng bằng tam giác châu loại này có thé lẫn hữu cơ trong

quá trình trằm tích (ham lượng hữu cơ có thé tới 10 - 12 %) nên có thể có mẫu nâu.

den, xâm den, có mùi Đối với loại này, được xác định là đắt yếu nếu ở rạng thái tự

nhiên, độ Ẩm của chúng gin bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy Ngoài ra ở các vũngthủng lãng côn cỏ thé hình thành đất yêu dưới dạng bin cát, bùn cát mịn (hệ số ring c> 1,0, độ bão hòa G > 08)

Logi có nguồn gốc hữu cơ thường hình thành từ đầm lay, nơi nước tích đọng thường xuyên, mực nước ngim cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa và phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trim tích khoáng vật, Loại này thường gọi là đất đầm lẫy than bùn, hâm lượng hữu cơ chiếm tới 20 - 80%, thường có miu den hay nâu sm, cấu trúc không mịn (vi Kin các tan dư thực vật)

Dit yéu dim lẫy than bin còn được phân theo tỷ lễ lượng hữu cơ có trong ching= Lượng hữu cơ có từ 20 - 30%: Đắt nhiễm than bn

~ Lượng hữu cơ có từ 30 - 60%: Dat than bùn.

- Lượng hữu cơ trên 60%: Than bùn

Bảng 1 1.Phan loại đắt theo thành phần hạt (theo tiêu chuẩn 14 TCN

tinh chit ơ lý của nề số rồng giảm tính nến kin, ting độ chặt tăng trị số môdun biển dang, tăng cường độ chống cắt của đất Đối với công tỉnh thủy lợi, còn yêu cầu làm giảm/ngăn chặn hiện tượng thấm qua nền va thân công trình, bảo vé khối đấp chống tác động cia sóng và dong chảy

Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vio điều kiện như: Đặc, điểm công trình, đặc điểm của nén dit Tùy điều kiện cụ thể mà người thiết kế phải

đưa ra các biện pháp xử lý hợp lý về kinh tế, kỹ thuật,

1.21 Giải pháp cải tạo sự phân bỗ ứng suất của nền

Được áp dụng nhằm làm tăng khả năng chịu lực và hạn chế mức độ biến dạng (đặc biệt là biến dang không đồng đều) của đất nền dưới tác dụng của tải trong công trình Khi lớp đắt yêu có chiều dày không lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình thi có thể

áp dụngpháp xử lý nhân tạo như đệm cát, bệ phản áp,1.2.1.1 A bi nàn đất yéu bằng dém cát

~ Để tận dụng khả năng các lớp dưới của dit nén, người ta thường đảo bỏ một phầnhoặc toàn bộ lớp đất yếu ở phía trên giáp với móng và thay thể bằng cát hạt trung

hoặc hạt hô Việc thay thể đất you bing ting đệm eat có ta dụng:

+ Lớp đệm cát thay thé lớp đất yêu nằm trực tiếp đưới đáy móng, đệm cát đóng vi trò như một lớp chịu tì tiếp thu tải trong công trinh và truyền tải trọng đó đến các lớp đất

ở bên dưới.

++ Giảm độ kin và chênh lệch lún của công tình vì có sự phân bổ ứng suất do ải tong

ngoài gây ra trong nền đất dưới ting đệm cát đồng thời làm tăng nhanh quá tình cố

nền vì cát trong lớp đệm có hệ số thắm lớn.

ết của đ

+ Làm tăng khả năng én định của công trình, kể cả khi có tải trọng ngang tắc dụng vì

cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt.

++ Kích thước móng và chiều sâu chôn móng sẽ giảm vl áp lục têu chuẳn truyền lên lớp

đệm cát tăng lên.

+ Thi công đơn giản không đòi hỏi thiết bị phức tạp.

+ Các trường hợp dưới đây đặ biệt thích hợp đối với giải pháp đệm cất

+ Khi thời hạn đưa công ình vào sử dụng là rất ngắn th dây là một giải pháp tốt để

tăng nhanh quá trình cổ kết

+ Khi các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ mà việc cải thiện nó bằng cách cổ kết sẽ không có hiệu quả dé đạt được chiều cao thiết kế của nền đắp,

+ Bề đây lớp đất yêu từ âm trở xuống (trường hop nảy thường dio toàn bộ đắt yếu để đây nỀn đường tiếp xúc hin với tng đt không yến);

1.2.12 Phuong pháp bệ phản áp

~ Giải pháp này chỉ dùng khi đắp trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng mức dn định chống trượt tri cho nén để cả trong quả tình dip và quá trình đưa vào khai thắc lâu dai [3] Nền đắp thân đê và dip bệ phản áp hai bên đồng thời trong việc đắp theo từng khối không đối xứng Ngoài ra nó còn cỏ nhược điểm là khối lượng đắp lin và diện

tích chiếm đất lớn Giải pháp này cũng không thích hợp với các loi đất yếu là thanùn và bùn sé

= Chu tạo của bộ phản ấp

+ Vật liệu dip bệ phản áp là các loại đất hoặc cát thông thường tận dụng dit dao móng: trường hợp khó khăn có thé dig cả đất fin hãu cơ Bệ phản áp phải được dip cùng lie với việc dip đê Vật liệu đấp phản áp không thích hợp với lại đắt yéu là than

bùn và bùn sét

+ Bề rộng của bệ phản áp mỗi bên nên vượt quá phạm vi cung trượt nguy hiểm ít nhất

từ 123 m Mặt trên bệ phản áp phải tạo đốc ngang 2% ra phía ngoài.

+ Chiều cao bệ phan áp không quá lớn để có thể gây trượt tồi (mắt ôn định) đổi với

chính phần dip phản áp; khi thiết kế thường giả thiết chiều cao bệ phản áp bằng 1⁄3 ~ 1/2 chiều cao nền đắp rồi nghiệm toán én định theo phương pháp mặt trượt tron đối

với bản thân bệ phản áp và đối với thân để có bệ phản áp (Hình 1.1)trên tiêu chuẩn).

Hình 1.1 Kiểm tra cung trượt khi đắp phản áp.

1.2.2 Giải pháp lầm tăng độ chặt cia nền

"Đối với đất có độ rồng lớn ở trang thái rồi, bão hoà nước, tính nén lớn hoặc đất có kết

cấu dễ bị phá hoại và kém én định dưới tác dung của tải trọng còn nhỏ (đắt eat ri, đất dinh ở trang thái chảy, đất bùm ) khỉ chịu ải trong công trình lớn người ta thường ấp <dung giải pháp làm tang độ chất của nén nhằm kim tăng độ chất của đất, tạo điều kiện cho nền đất có đủ khả năng chịu lực, hạn chế độ lún và biếng dạng không đồng đều.

Cie giả pháp có thể ap đụng như: giếng cát gia tải thoát nước, cọc ct [31.2.2.1 Gidng cát gia tài thoát nước

~ Mô tả công nghệ:

+ Liam do cỗ kết của nền đất sé yêu tạo rũ nhiễu sự cổ cho adn móng công trình Cin hdm của dat sét nhỏ việc cố nhiều thời gian đễ hoàn thnh việc cổ kết, nhưng do hệ

thường sử dụng thiết bị tiêu nước.

thường bị kéo dai, Dé rút ngắn thời gian

thẳng ding Có 3 dạng thiết bị tiêu nước thẳng đứng cơ bản: (1) Giếng cát tiêu nước; (2) Giếng cáttiêu nước bọc bằng vải: (3) Giếng tiêu nước chế tạo sẵn PVD;

+ Giống cit tiêu nước và giếng cit tiêu nước bọc bằng vải đã được dùng từ xa xưa để tăng tốc độ cố kết của nền sét yếu Giống cát được tạo 1a bằng cách lắp đầy cát vio trong lỗ khoan Có 2 phương pháp đặt thiết bị: (1) Phương pháp chuyển vị; (2) Phương.

có đầu

pháp không chuyển vị Với loại chuyển vị, được đóng vào hay ấn vào

trong dat yếu sẽ dẫn đến việc chuyển vị theo phương đứng và phương ngang Với loại không chuyển vị cần cổ thiết bj khoan lỗ bằng phương pháp cơ khí hay dig tia nước 4p lực cao để cắt đắt

- Un di n: Là một trong những phương pháp xử lý trơng đối có hiệu quả với những

loại dit yéu như bùn, than bùn và các loại đất dinh ở trạng thái bão hòa nước có biến

đạng lớn kéo đài theo thời gian và sức chịu tải thấp, Với những loại đất này, giếng cát dip ứng được yêu cầu rút ngắn thai gian lún Giéng cát có hai ru điểm chính:

+ Tăng nhanh tốc độ cổ kết của nền, do đó làm cho công trình xây ở trên chúng đạt

đến giới hạn ổn định về lún, đồng thời im cho đất nên cố khả năng biển dạng đồng

+ Trong trường hợp khoảng cách giữa các giếng cát được chon một cách hợp lý thi nócòn có tác dụng làm tăng độ chặt của nền đất và do dé sức chịu tài của đất nén tăng lênmột cách đáng kể

+ Ngoài ra phương pháp này tận dụng vật liệu địa phương nên hạ được giá thành công

~ Nhược điểm; Do dit nén cần xử ý là đắt yếu, sức chịu ải kém do đó khi chất ải phải

tiến hành từ từ nên thường chi phù hợp với các dự án cho phép kéo dải thi gian thi

công, Với nền đất có hàm lượng sét lớn, độ dốc thủy lực ban đầu nhỏ i hiệu quá áp dạng phương pháp này bị hạn chế

= Pham vi ứng dụng: Sử dụng cho đất yếu, đắt có tính nén lún lớn và biến dạng không

đồng đều như sết va sét pha cát ở trang thái chảy hoặc cát nhỏ, cát bụi ở trạng thai bãohoả nước, muốn nén chặt nó, yêu cầu phải có tải trong tác dụng thường xuyên trong

thời gian dài thì mới có hiệu quả Diện tích edn xử lý nén rộng hoặc kéo dài như khu ve nhà máy, bến cảng, ding

trường hợp, nếu độ lún dự tính rất lớn, vượt quá những chỉ dẫn cho phép.

Trong nhỉ

trong qui phạm, để đảm bảo cho công trình có thé sử dụng được ngay sau khi thi công

thì một trong những biện pháp hay dùng là nén trước bằng tải trọng tinh (bing cắt, sỏi, gạch da, các khối bê tông bằng hoặc lớn hơn tải trong công trinh định thiết kể trên

nền đất yếu để nền chịu tải và lún trước khi xây dựng công trình thực tế

“Tác dung của biện pháp này là làm cho nền đất được nén chặt một phân, độ âm và biển dạng của đất giảm di và khả năng chịu lực của đất nên ting lên.

~ Sơ đỗ cấu tạo giếng cát gia tải thoát nước,

“Cấu tạo giếng edt kim việc khi sử dụng giếng cát gồm có 2 thành phần: (1) Thành phần đệm cit; (2) Giếng cát, Sơ đỗ cầu tạo làm việc như ở Hình 1.2,

+ Đệm cát để tạo điều kiện cho công trình lún đều Chiều dày ting đệm cát hd tínhtheo công thức kinh nghiệm sau đây:

hđ= § + (0,320.5m) 44)“Trong đó

'S - độ lúa tính toán của nền đất khi chưa có giếng cát (m);

“Thông thường đệm cát có chiều day 0.3+0.5m.

+ Giếng cát: có đường kính 20+60em, thường dùng d = 40cm Chiểu sâu của giếng "bằng chiều sâu chịu nén cực hạn của dit dưới nền móng, chẳng hạn: móng đơn lự =

+ +

Hình 1.3 Bố trí giếng cát trên mặt bằng

1.2.2.2 Bắc thắm = gia tải thoát nước

= Mô tả công nghệ: Ngoài việc sử dung giếng cát, hiện nay còn sử dụng kết cấu iêu nước chế tạo sẵn PVD (bắc thắm), Kết cấu tiêu nước chế tạo sẵn PVD được chế tạo bằng vật liệu tổng hợp bao quanh trụ chất déo, Gồm bao lọc, làm bing Polyeste không

dật, Polypropylene hay gidy vật liệu tổng hợp Bao lọc tác dụng như hàng rào vật lý

phân cách lòng dẫn của dong chây với đắt sét bao quanh hạn chế cất min di vào làm

tắc thết bị, Trụ chất déo có hai chức năng quan trọng là đỡ bao lọc và tạo đường thắm,

dọc theo thiết bị Dé thi công PVD cần phái có thiết bị chuyên dụng [1]

- Ưu điểm:

+ Tốc độ lấp đặt bac thấm (cắm bac thấm vio đất yếu) đạt trung bình

5000m/ngày/máy Vì tốc độ lắp đặt nhanh làm giảm giá thành công trình Đây là wuđiểm vượt trội nhất so với các phương pháp tiêu thoát nước khác.

+ Trong quá trình lắp đặt bắc thắm, không được dé xảy ra hiện tượng đứt bắc thấm, Trong thực tế có thể bị đứt đoạn néu như tốc độ nit ông quá nhanh.

+ Bắc thắm đặt trong nén dit yếu sẽ không xây ra hiện tượng bị cắt trượt do lún cổ kết

gây ra

+ Sự vy bin mặt bằng thi công ít hơn nhiều so với việc thi công cọc cát, giếng cát, + Không yêu cầu nước phụe vụ thi công; Chigu sâu cắm bắc có thể đạt tới 40m, + Dễ dang kiểm tra được chất lượng: Thoát nước tốt rong các điều kiện khác nhau. + Bắc thắm là sản phẩm được chế tạo trong nhà máy công nghệ và chất lượng ôn định,

~ Nhược đi

+ Trong quá tình thi công bắc thắm dễ bị gly ở đoạn lân cận trên và dưới mặt đắt tự nhiên Khi bị gẫy bắc thắm gin như không có tác dụng thoát nước.

+ Vai lọ dễ bị tắc khi đất xung quanh là loại đất mịn, do đó thường đặt ở giữa lớp đất cần thoát nước va lớp đắt dưới đó thì mới hạn chế được hiện tượng này Tuy nhiên bắc thấm lại được cắm xuyên qua li hig trong vũng đấtac lớp đắt khác nhau và chủ

yếu thành phần hạt mịn lớn nền nếu không thí nghiệm dy đủ sẽ rất dễ bj ắc trong quả

trình hoạt động.Pham vi ứng dụng

+ Biện pháp này được sử dụng khá rộng rãi cho các nén đường cao tốc ly dựng trên

đất yếu có yêu cầu ting nhanh tốc độ cổ kết để đảm bảo dn định nền khối dip.

+ Khi sử dụng biện pháp này cần phải có đủ các điều kiện sau: (1) Nền đắp phải đủ cao và phải dip kết hợp gia tải trước để có tải tong đủ gây ra áp lực (img sult) nền trong phạm vi of kết của đắt yêu lớn hơn hoặc bằng I.2 lần áp lực tiền cổ

tại tương ứng ở độ sâu đó; (2) Đắt yêu phải là loại bùn có độ sệt B>0,75 mới nên xử lý bằng bắc thắm

1.3.3 Giải pháp xứ lý nền bằng hoá lý

Phương pháp xử lý nén bing hoá lý hiện nay đã được ứng dụng nhiều trên thé giới như: phụt vữa xi măng, siieat hoá điện hoá, điện thắm lâm tăng khá năng chịu lực của nén, đảm bảo nền ôn định khi chị ti trong công trình: tạo mảng chống thắm dus nền công trình, để lâm giảm khả năng thấm và áp lực diy lên của nước ngằm; gia cường mặt tiếp giáp nén và móng để ching thắm và chẳng trượt

1.2.3.1 Phương pháp phạt vữa xi măng,

~ Đặc điểm: phương pháp này là phụt ding áp lực để đưa vữa xỉ măng lắp đầy vào các khe nứt của đã nền, hang hỗc ở dưới nén của công trình, vét ran vỡ của bề tông khe tiếp giáp của các công trình hoặc giữa công tinh và nén thông qua các hỗ khoan Vita xi măng được phụt vào trong các lỗ rỗng hoặc khe nứt sau khi cứng lại sẽ có tác dụng.

làm giảm tính thắm và làm tăng khả năng chịu lực của nên đất

+ Lam tăng khả năng chu lực của nền, bảo đảm nén én định khỉ công trình cótai trong ngang lớn.

+ Ching thắm dưới nền công trình Gia cường mặt tiếp giáp giữa nỀn và mỏng để chống thắm, chẳng trượt.

+ Khi áp dụng phương pháp nảy không đôi hỏi kỹ thuật phức tạp, thiết bị thi công đơn

sian, dam bảo được yêu cầu về mặt kinh tế

- Nhược điểm: Việc ứng dụng phương pháp này phụ thuộc vào nhiều yéu tố kích thước lỗ rồng hoặc khe nứt ở trong dit hoặc đá, tốc độ dòng thắm và thành phần hoá học của nước ngầm.

- Phạm vi áp dụng:Phương pháp này được sử dụng có hiệu quả khi kich thước khe nứt

không nhỏ hơn 0,15mm, tốc độ thẩm không nhỏ hơn 80m/ngày đêm nhưng không vượt quá 200m/ngiy đêm; đối với đắt cổ kích thước hat 2-Smm hoặc đối với dit có

hàm lượng cỡ hạt 2-5mm chiếm 66%, còn hảm lượng cỡ hạt 0,75 — 2mm chiếm <34

4 Khi thực hiện phương pháp này cin sử dụng xi ming cỏ tinh chống xâm thực của

nước ngầm.

1.2.3.2, Phương pháp Silicat hoá

- Đặc điểm: Khi nền đất và nên đá có độ rồng và khe nứt nhỏ không trực tiếp dùng phương pháp phụt vữa xi ming được thi ding phương pháp bơm hoá chất để gia cường [1] Chất hoá học thường dùng nhất là natisilieat (còn gọi là thuỷ tỉnh lỏng) có

công thức hoá học là Na;OnSiO; vi cam clorua, có công thức hoá học là CaCT,- Ưu điểm

+ Lim ting khả năng chịu lực của đt nễn

+ Lâm giảm khả năng thắm nước dưới công trình.

+ Tạo nên một man chắn ngăn cách để bảo vệ móng, chống lại tác dụng xâm thực của

+ Hạn chế hay fe phục được tinh chất lún sắp của đất

= Nhược điểm: Các loại dit chứa các loại dầu mỡ, ác tạp chất của dầu hod và khi nước

ngầm có độ PH >9 thì không áp dụng phương áp này được.

Phạm vi áp dụng: Phương pháp này thích hợp nhất trong các tường hợp sau: + Cát khô và cát bão hoa nước có hệ số thám 2 ~ 80m/ngày đêm.

+ Cat nhỏ và cất bụi có hệ số thắm 0.5-5m/ngày đêm, + Đất hoàng thổ có hệ số thắm 0,I-2m/ngày đêm: 1.3 Kết luận Chương 1

“Chương 1 đã tổng hợp các kiến thức về đất yếu và nền đắt yếu, tổng hợp được các biện.

pháp xử lý nền, điều kiện áp dụng của biện pháp, hiệu quả và tính toán ứng dụng của

giải pháp Các số liệu tổng hợp này, giúp học viên dễ đàng so sánh, đối chứng và phân tich lựa chọn phương án xử lý nỀn sao cho hiệu quả, tối nhất

‘Qua phần trình bay trên đã cho thấy, hiện nay có rit nhiều phương pháp xử lý móng sông trình trên đất yếu Tùy theo đặc điểm địa chất và tính chất của công tình mà quyết định lựa chọn phương pháp gia cố thích hợp Trong tắt cả những phương phip

xử lý nền đã nêu ở trên tùy vào từng trường hợp mà chúng ta sẽ có những biện pháp sử

lý nỀn móng công tình một cách hiệu quả và kinh tế nhất Các phương pháp cải tạo it khác nhau được giới thigu.qua thử nghiệm đã có tác dụng làm tăng độ bén của đất,

giảm độ lin tổng cộng và chênh lệch lún, rit ngắn thờ gian thi công, giảm chỉ phí xây

dmg và các hiệu qua khác Nếu xét tới các yêu tổ như: Ý nghĩa công trình, ải trọng tác

"hợp cho loại đắt riêng biệt trở nên rất quan trọng.

kiện hiện trường, thời gian xây dựng thì việc lựa chọn phương pháp thích

'CHƯƠNG 2:CO SỞ LÝ THUYET MOT SO GIẢI PHÁP XỬ LÝ NE

21.6 thiệu về cọc đất ~ xi măng, một số ứng dung cia cọc đất: xi măng 2.1.1 Giới thiệu về cục đắt ~ xi măng

Cọc xi ming dit (fên ting Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) được nghiên cứu ở

Nhật bởi giáo sư Tenox Kyushu của Dai Học Tokyovio khoảng những năm 1960

Loại cọc này sử dụng cốt liệu chính là đắt tai chỗ, gia cổ với một hàm lượng xi mang và chất phụ gia nhất định tùy thuộc vào loại và ác tinh chit cơ «lý — hoá của đắt nền NÓ sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao khi địa chat là đất cát Coc xi măng đắt thường. được thi công bằng công nghệ tin sâu hay gọi tit là DMM(Deep Mixing Method).

Coe xi mang - đất có thể làm móng sâu, thay thé cọc nhồi (trong một số điều kiện áp

dụng nhất định); làm tường trong đắt (khi xây dựng ting him nhàcao tang), gia cố nẻn.

“Thông thường loại cọc này không cỏ cốt thép, ong trong một số trường hợp cần thiết

cốt thép cứng cũng có thé được ấn vào cọc vữa khi vừa thi công cọc xong [4]

Sử dụng ximang trộn cường chế với đắt nỀn nhờ các phản ứng hoá học ~ vật lý xảy ra

Jam cho nền đồng rin thành một thé cọc xi ming đất có độ én định cao trổ hành tường,

ấn có dạng bản liên kết khối

Khi độ sâu hỗ móng từ 3-6m mà ứng dụng phương pháp cọc xi mang đất kim kết cầu chống giữ sẽ thu được kết quả tốt

2.1.2, Một số ứng dung của cọc đất- xi măng. 3.121 Trên tếgiới

Những nước ứng dụng công nghệ trộn sâu nhiều nhất là Nhật bản và các nước vùng

Seandinaver (Bắc Âu) Theo thống ké của hiệp hội cọc trộn sâu CDM (Nhật Bản), inh

chung trong giai đoạn 8096 có 2.345 dự án, sử dụng 26 triệu m’ hỗn hợp xi ming -đắc Riêng tr 1977 đến 1993, lượng đất gia cổ bằng trộn sâu ở Nhật vượt: khoảng 23.6 triệu m! cho các dự án ngoài biển và trong đất liễn, với khoảng 300 dự án Hiện nay hàng năm thi công khoảng 2 triệu m*, Đến 1994, hãng SMW Seiko đã thi công 4000 dự án trên trên thể giới với 12.5 triệu mẺ (7 triệu m’).

“Tạp chi Tin tức kỹ thuật (ENR) thường xuyên thông báo các thành tựu của DM ở Nhật

20

Bi chẳng bạn số 1983 dang kết quả ứng dụng cho ng trình nén móng thi công trong nước, số 1989 về tác dung chẳng động dit, số 1986 vỀ các trồng chỗ

Hàng năm, các hội nghị về các công nghệ gia cổ nền được tỗ chức tại Tokyo, trong hội

nghị nhiều thành tựu mới nhất về khoan phụt vụ DM đã được trình bày.

Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từ cuối những năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hỏi phương phip trộn vối đất sâu và

CDM ở Nhật bản Thiết bị trộn du dùng trên đất lên xuất hiện năm 1978 và ngay lập

tức được sử dung để xửý nền các khu công nghiệp ở Thượng Hải Tổng khối lượng.

xử lý bằng trộn sâu ở Trung Quốc cho đến nay vượt khoảng trên | triệu m” Từ năm

1987 đến 1990, công nghệ trộn sâu đã được sử dụng ở Cảng Thiên Tân để xây dựng 2

bến cập ti và cải ạo nền cho 60 ha khu dich vụ Tổng cộng 513.000m' dit được gia cố, bao gồm các móng kẻ, móng của các tường chắn phía sau bến cập tau,

Một số nghiên cứu khác liên quan ti trộn sâu ở Đông Nam á như sử dung các cột vi

đất xử lý đt hữu cơ ở Trang Quốc (Ho, 1996), các hỗ đào sâu ở Dai Loan (Woo,1991) và một số dự án khác nhau ở Singapore (Broms, 1984).

“Tại Châu âu, nghiên cứu và ứng dụng bit đầu ở Thuy Điễn và Phin Lan Trong năm

1967, Viện Địa chất Thụy Điển đã nghiên cửu các cột vôi (SLC) theo dé xuất của Jo.cia Linden- Alimak AB (Rathmayer, 1997).Thử nghiệm đầu tiên tại sản bay Ska Edeby với các cột vôi có đường kính 0.5m vàKjeld Páue sử dụng thiết bị theo thi

chiều sâu tối đa 5m đã cho những kinh nghiệm mới cột vôi cứng hoá (Assarsonvà nnk, 1974) Năm 1974, một dé dat thử nghiệm (6m cao &m dai) đã được xây dựng ở

Phin Lan sử dụng cột vôi dit, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình dạng và chiều di cột vé mặt khả năng chịu ti (Rathmayer và Liminen, 1980), Năm 1917, số tay "Cột đất vôi và xi mang vôi, hướng dẫn lập dự án, xây dựng và kiểm soát chất

lượng” do Viện địa kỹ thuật Thụy Điễn thực hiện Nam 1995, ti liệu này được tái bản.

lần 2 và đến nay nó vẫn được sử dụng [41

Ra đời trước nhưng do vi én cuối những năm.ứng dụng trong thực tế rất chậm, mãi

R0, việc ứng dụng ở Mỹ mới bất đầu với các thết bị thi công của Nhật Bản Ban đâu, chỉ với mục đích chống thắm và én định hồ đào, Ví dụ như đập đất Lockington ở Ohio

(Walker, 1994); đập dit Jackson Lake ở Wyoming (Taki và Yang, 1991); đập đất

Cushman ở Washington (Yang và Takeshima, 1994 sau đồ lan ra các lĩnh vựckhác.

Nam 2000, Bộ Giao thông Vận ti của nước Mỹ cũng xuất bản tgu chun "Phương

pháp trộn su trong các ứng dụng địa kỹ thuật" FHWA-RD-99-138 Trong tiêu chuẩn

này, nhiễu ứng dụng trong các lĩnh vực xây đựng giao thông, thủy lợi đã được giới

thiệu một cách khá ty my Đặc biệt là chống thắm cho đập dit và xử lý nền móng chocác công trình dưới nước.

(Qua nghiên cứu và qua công trình thực t, cúc chuyên gia trong lĩnh vực cho rằng vật liệu xi măng đất bj ảnh hưởng bởi một số yếu tổ sau:

+ Đất tại chỗ;

+ Ngày tuổi:

+ Chất kết đính;

+ Hm lượng xi măng

2.1.2.2 Ung dung cọc xi măng đất ở Việt Nam

Ở Việt Nam, việc nghiên cứu gia cố dat trộn sâu theo phương pháp trộn cơ khí đã được bắt đầu nghiên cứu từ những năm đều thập ky 80, ĐỀ tải được kết thúc vio năm,

1986 và tiết bị được chuyển giao cho LICOGI Cũng trong thời gian này, một số các

kết quả nghiên cấu iền quan đến công nghệ này về tính chất vt liga xi măng đất, các ếu tổ ảnh hưởng như loại đắc, tỷ lệkết dĩnh, nhân tổ thời gian như của TS Hồ Chit, TS Đỗ Minh Toàn, tuy nhiên cả 2 nghiên cứu trên đi được thực hiện ở trong phòng

thí nghiệm Do đó, kết quả nghiên cứu mang tính định hướng là chính.

Năm 2002, đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi ming đất vào xây dựng các

công trình trên nén đất yếu ở Việt nam Cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngồi (Khánh hoà)đã sử dụng 4000m cọc xi mang đắt có đường kính 600em thi công bằng trộn khô; xử“Thơ Năm 2003, mộthi Minh, ứng dung

lý nền cho bén chứa xăng dầu đường kinh 3Sm, cao 4m ở

'Việt kiều ở Nhật đã thành lập công ty xử lý nén móng tại TP

2

thiết bị rộn khô để tạo cọc xi măng đắt lồng ông thép Coe xi măng đắt lồng ng thép cho phép ứng dụng cho các nh cao ting (đến 15 ting) thay thé cho cọc nhi, rẻ vỡ thi sông nhanh hơn, Năm 2004 cọc xi măng đắt được sử dụng để gia cổ nén mồng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà nam), xử lý mỏng cho bồn chứa xăng dầu ở Binh Vũ

(ai phòng) Các dự án trên đều sử dung công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trongKhoảng 20m Thing 5 năm 2004, các nhà thầu Nhật bản đã sử dụng Jet - grouting để

sửa chữa khuyết tt cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà nội) Năm 2005, một số

dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đắt như: dự án thoát nước, khu đô thị Đỗ Sơn - Hải.phòng, dự án đường cao tốc TP Hồ Chi Minh di Trung Luong, dự án cảng Bạc Liêu,

‘Nim 2004, Viện Khoa học Thuỷ lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt cao áp (Jet-grouting) từ Nhật bản Đề tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này trong

nghiên cửu sức chịu tải của cọc dom và nhóm cọc, khả năng chị lực ngang, ảnh hưởng,

của hàm lượng xi măng đến tinh chất của xi măng đất nhằm ting dụng cọc xi măng đất vào xử lý đất yếu, chống thắm cho các công trình thuỷ lợi Nhóm đề tài cũng đã sửa chữa chống thắm cho Cổng Trại (Nghệ an), công DI0 (Hà Nam), Cống Rạch C

(Long an)[4]

Cho đến nay nhiều dự án sử dụng phương pháp trộn cơ khí đã được triển khai thi công chủ yếu trong các lĩnh vue giao thông và xây dựng Tiêu biểu trong linh vực giao

thông là đường Láng ~ Hòa Lạc, dự án đại lộ Đông Tây, dự án đường sắt Bắc Nam.trong lĩnh vực xây dựng là khu đô thị Phú Mỹ Hưng, Building Sai Gon Times Square,

ét điện Ô Môn đến nay, Bộ Xây dụng đã xuất bản được TCXDVN, 9403:2012 “Gia cố nên đất yếu — Phương pháp trụ dit xi măng” chủ yếu cho phương.

pháp nàydự án al

Phương pháp trộn kiểu tia xâm nhập vào nước ta muộn hơn Việc nghiên cứu được bắt đầu ti năm 2005, Cho nay, công nghệ này đã có nhiễu ứng dụng thực tế trên cả 3 lĩnh vực xây dựng, giao thông và thủy lợi cho mục dich chống thắm vàxử ý đt

Môi số hình ảnh về ứng dụng công nghệ cọc xi ming đất tại Việt Namxem Hình 2.1;

Hình 22; Hình 2.3; Hình 2.4: Hình 2.5,

Hình 22 Gia cổ cọ xi măng đắt mồng Minh 2.3 Gia số cạc xi ming dit ti Công

bồn dâu tại Cin Thơ dầu khí Vũng Tâu

”

2.1.3 Un, nhược điễm của cọc đáxi măng.2.1.3.1 Ui điểm củacọc đất ~ xi măng

Một số ưu điểm của cọc xi măng đất:

Tang khả năng chống trượt của mái dốc; ~ Tăng cường sức chịu tải của nén đất;

Giảm ảnh hướng chin động đến công tinh lân cận

~ Tránh hiện tượng biển loãng của đất ris

Cð lập phần đắt bị 6 nhiễm;

~ Ôn định thành hồ đào;

~ Giảm độ lún công trình;

- Ngăn được nước thắm vào hỗ đảo;

~ Dũng kiểu tường trọng lực nên không phải đặt thanh chống, tạo điều kiện thi công hỗ mông rit thông thoáng Coc xi ming đắt thưởng có cường d chịu kéo nhỏ hơn nhiều so với cường độ chịu nền vì vậy cần tiệt để sử dụng kiêu kết cầu tường chắn lợi dụng

trọng lượng bản thân;

‘Thi công đơn giản, nhanh chồng;

~ Sử dụng vật liệu có sẵn nên có, cốt liệu chính là đất tại chỗ (eat) nên giá thành rất thấp, hiệu quả kinh cao;

= Quá trình khoan có thể kiểm tra được địa chất khoan nhờ thiết bị tự động do & ghi mômen xoắn ở đầu cần khoan;

~ Khâu thi công được tự động hóa gần như hoàn toa„ sau khi định vị, máy khoan sẽtiến hành khoan một cách tự động, hàm lượng vữa xi măng sẽ được tự động điều chính

cho phù hợp với tỉnh hình địa chất ty thuộc mômen xoắn đo được ở đầu cần khoan: ~ Chất lượng thi công không phụ thuộc nhiều vào yếu tổ con người (tự động hóa):

= Công trường thi công không cây 6 nhiễm, mắt vệ sinh như kh thi công cọc nhi, rất

phủ hợp cho việc xây dựng móng nhà cao ng trong đô thị 2.1.3.2 Nhược điểm của cọc đất ~ xi măng.

- Thiết bị thí công quá đất (giá một thiết bị thi công cọc khoảng 3,5 tỉ VND chưa kế

trạm trộn & thiết bị bơm vữa xi mang);

~ Đây là công nghệ mới được áp dụng ở Việt Nam gin đây nên việc lựa chọn nhà thâu có kinh nghiệm thiết kế và thi công trong lĩnh vực này còn hạn chế.

2.4, Nguyên lý của giải pháp xử lý nền bằng cọc đắt~ xỉ ming

2.1.4.1 Giới thiệu công nghệ tron sâu

‘Tron sâu phân loại theo chất kết đính (xi ming, vôi, thạch cao, tro bay ) vi phương

pháp trộn (khô/ướt, quay/phun tia, guồng xoắn hoặc lưỡi cắt).

Hiện nay phổ biển hai công nghệ thi công trộn khô và trộn ướt của các nước Bắc Âu

Ì |

Ì | im áp le chủ động, tăng áp lực bị hs dno nedong lên tưởng cử ởhố dao sau Gia cố hố Gio nồng

2.6 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâua, Công nghệ thi công trộn khô.

Trện kh là quả trình gỗm xáo tơi đắt bằng cơ học tạ hiện trường và trộn bột xi ming

Khô với đt có hoặc không có phụ gia

Nguyên tắc chung của phương pháp trộn khô được thé hiện trên

Hình 27 Khí nén sẽ đưa xi măng vào đất

May nến ki» May sdy 5 Bồn chứa kt

Xe ti +[_ Ximăng Sửa sito

Hình 2.7, Sơ đồ th công trộn khô MG hình bổ tí trụ

Tùy theo mục dich sử dụng một số mô hình thi công thể hiện trên các Hình 2.8, Hình 2.9 Để giảm độ lún, bổ trí trụ đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông Để làm tường,

chắn thường tổ chức thành đãy

Hình 2.9 Bồ trí trụ trùng nhau theo khối

b Công nghệ thi công trộn ướt

rộn win là quả tinh gồm áo tơi đắt bằng cơ học ti hiện trường và trộn vữa ximãng

26m nước, xi ming, có hoặc không,

1 Kiểu tường; 2 Kiểu ke 6: 3 Kiểu khối; 4 Kiểu diện

Nước Xi ming Phu gia

C6 vai phương pháp ding kỹ thuật tương tự rộn su Điễn hình là kết hợp trận cơ học

với thủy lực Dưới đây mô tả phương pháp gia cổ toàn khối, phun áp cao kết hợp trộn

cơ học,

* Gia cổ toàn khối

Trong trường hợp điều kiện đất nền rất xấu ví như dat than bùn, sét hữu cơ, bùn sét yếu, cần gia cổ toàn khối đến độ sâu 2:3 m, độ sâu lớn nhất đã xử ý là Sm Hình 2.13,

Hình 2.14 thé hiện hai kiểu gia cổ toàn khổi.

”

Hình 2.13 On định khối kiểu A

1 Bồn chứa và cân; 2 Máy dio: 3 Cần trận; 4, 5 Dắt xâu cần xử ý: 2 6, Hướng di chuyển; 7 Vai địa kỹ thuật, 8 Dat san nén, gia tải trước.

Hình 2.14 Ôn định khối kiểu B

* Khoan phut vữa cao áp — Jet Grouting

Phuong pháp mới kết hợp lợi thé của trộn cơ học với phun vữa lỏng (Jet grouting) May có cả đầu trộn và vòi phun, c thể tạo nên các trụ đường kính lớn hơn đường nh đầu trộn.

(Tanaka 2002),

Công nghệ kinày và một vai kiểu khác nữa đang áp dụng tại Nhật Bản

Hiện naytrê thể giới đã phát triển ba công nghệ le-groutne:

= Công nghệ đơn pha S: tạo ra các cọc xi măng dt có đường kính từ 0.4.0 ẩm Công nghệ này chủ yếu dùng để thì công nén đắt dap, cọc

30