Luận văn thạc sĩ Chuyên ngành Kỹ thuật Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ứng dụng cọc xi măng đất gia cố nền công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Hội An - Quảng Nam

Việc ap đụng giải pháp sử dụng móng cho các công trình xây dụng côn nhiều vin đỀ xảy ra giải pháp móng chưa phù hợp với quy mô và cắp công trình như sức chịu tai của mồng lớn hơn nhiễu s

LỜI CAM ĐOAN

“Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kết quả ghiên cứu và các kết luận trong luận văn là rung thực, không sao chép từ bất kỳ một nguồn nào và dưới bắt kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tải liệu (nếu có) đã

được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định

“Tác giả luận van

Chữný

Trần Văn Long

LỜI CÁM ƠN

“rước tiên cho tôi được gửi lời cảm on chân thành đến Trường Đại học Thủy Lợi Quý

‘Thay Cô trong Bộ môn Địa Kỹ thuật vì đã không quản ngại khó khăn tận tinh giảng

dạy, truyén đạt cho tôi cũng như các bạn học viên khác của lớp cao học 25CI1 những

kiến thức, kinh nghiệm thực tiễn vô cũng quý báu trong suốt thời gian tham gia học tập,

Toi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Việt Hùng TS Phạm Quang Đông là

những người Thầy đã tận tỉnh hướng dẫn và giúp đỡ tồi trong thời gian học tập cũng

như trong quả trình thực hiện luận văn tốt nghiệp khóa học Trong qué trình thực hiện

luân văn, Quý Thấy đã hỗ tre tôi rất nhiều trong việc cung cấp, bổ sung kiến thức

chuyên môn, ngu tả liệu vã sự quan âm quý bảo, giáp đ ti tron việc nghề

và hoàn thành luận văn này,

‘Toi xin chân thành cảm ơn đến Quý Thầy, Cô, Anh, Chị nhân viên của Phòng Đào tạo

Đại học & Sau Đại học thuộc Trường Đại học Thủy Lợi, lồng nghiệp của cơ

quan người thân và bạn bé lớp 25C11 đã giúp đờ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi

trong suốt quá trình học tập và thực hiện luận văn nay.

MỤC LỤC LOI CAM DOAN i LỚI CÁMƠN ii

IV, Kết quả đạt được của luận văn

`V, Nội dung luận văn.

CHUONG 1 TONG QUAN TINH HINH NGHIÊN CỨU VA UNG DỰNG COCXIMANG DAT 4

cứu

1.1 Khái niệm về nén đất yếu trong xây dựng công trình 4

1.1.1 Khái niệm về đất yếu 4

1.1.2 Một số giải pháp xử lý nền đi 5

12 Tổng quan vé cọc xi mang đất 7

12.1 Giới thigu v8 cọc xi măng đất 71.2.2 Méts6 img dung của cọc xi ming dt 7

1.2.3 Ưu, nhược điểm của cọc xi mang dat 12

1224 Tỉnh hình nghiên cứu và ứng dung cọc xi mang dit gia có nền công trình xây

dmg ở nước tạ la

13 - Kếthậnchương 14

CHUONG2 CO SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN CỌC XI MĂNG DAT GIA CO

NÊN 16

21.1 Vat ligu cọc xi ming da 16

2.1.2 Cae yêu tổ ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của cọc xi mang dit 17 2.1.3 Sự thay đổi cường độ cọc xi mang đắt theo thời gian 18

2.14 Kinh nghiệm gia cổ đối với một số loại đắt yếu 19

22 Ce quan điểm tinh toán đối với cọc xi măng dit gia cỗ nền đất yêu 22

22.1 Quan điểm cọc xi ming đất kim việc như "cọc” 2

222 Quan điểm tinh toán nền đất hỗn hợp, 24

23 Công nghệ thi công cọc xi mang đất 37

23.1 Giới hiệu công nghệ trộn sâu 37

24 Kétign ehuong 2 43

CHUONG3 ỨNG DUNG COC BAT XI MĂNG XU LÝ NEN CHO CÔNG:TRINH XÂY DỰNG DAN DUNG THÀNH PHO HỘI AN - QUANG NAM 143.1 GiGi thigu chung về khu vục thành phố Hội An m

Giới thiệu chung

‘Dic điểm trim tích đệ tứ Hội An và khu vực lân cận

Phan vùng địa chất công trình khu vực thành phố Hội An [9]

VỀ thực trang các công trình xây dựng và giải pháp móng,

Sơ bộ lựa chọn giải pháp móng công trình.

"Nhận xét

Mô hình bai toán ứng dụng.

Giới thiệu về phần mềm ding trong

MG phỏng bai toán móng và nền công trình dn dung tại khu vực II

Phan tích, so sánh với các giải pháp xử lý nền khác

"Phân tích biện pháp thi công

Các yêu cầu chung.

KET LUẬN VẢ KIÊN NGHỊ

TÀI LIỆU THAM KHẢO.

7ï

78 79

$0

80

8 81 82 3

Bảng 3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của các lp dit | 52

Bảng 3.6 Các chi têu cơ lý của các lớp đất 2 33

Bang 3.7 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 3 54Bảng 3.8 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 4 35

Bảng 3.9 Các chi tu cơ lý của các lớp đất 5 35 Bảng 3.10 Các chỉ tiêu co lý cia cae lớp đắt 1 37 Bảng 3.11 Các chỉ tiéu co lý cia các lớp đắt 2 58 Bang 3.12 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đắt 3 58 Bang 3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 68

Bảng 3.6 Xác định hệ số chuyển đổi modul biển dạng mị 70Bảng 3.7 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 1

Bảng 3.8 Các thông số dung trong tính toán 15

Bảng 3.10 Các nội dung công việc cần thực hiện khi thiết ké thi công va thi công Jet

Grouting 7

DANH MỤC HÌNH ANH

Thơ "

Hình 1.2 Gia cổ cọc xi mang đất méng bồn dầu tại Cin Thơ mn

Hình 1.3 Gia cổ ge xi mang đất tai Cảng dầu khí Vũng Ti "

Hình 1.5 Công Trại - Nghệ An - 2005 12

Hình 2.6 Sơ dd phá hoại của đất dính gia cổ bằng cọc xỉ 30

Hình 2.6 Quan hệ ứng suất- biến dang vật liệu xi mãng- dat 31

Hình 2.8 Phá hoại khối và phá hoại cắt cục bộ 31

Hinh 2.7 Sơ đồ tinh toán biến dạng 33

Hình 2.10 Các img dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu 38 Hình 2.11 Sơ đồ thi công rộn khô 39

Hình 2.12 Bồ trí trụ trộn khô 39

Hình 2.13 Bồ tí trụ rằng nhau theo khối 39

Hinh 2.14 Bồ trí trụ trộn ướt trên mặt dat 40

nh 2.15 Bồ tri trụ trùng nhau theo công nghệ trộn ướt 40

Hình 2.16 Sơ dỗ thỉcông trộn tớt 40 Hình 2.17 Ôn định khối kiểu A 4 Hình 2.18 Ôn định khối kiểu B 4i Hình 2.19 Công nghệ Jet Grouting 4

Hình 3.1 Phân vùng địa chất khu vực thành phổ Hội An ~ Quảng Nam 48Hình 3.2 Hình trụ hồ khoan địa chất thuộc khu vực T 52

Hình 3.3 Hình trụ hồ khoan địa chất thuộc khu vực I 56 Hình 3.4 Hình trụ hồ khoan địa chất thuộc khu vực IIL 59 Hình 3.5 Giao diện lựa chon phương pháp phân ích 65 Hình 3.6 Giao điện lựa chọn mô hình hóa bai toán phân tích 66 Hình 3.7 Giao diện lựa chọn mô hình hóa vật liệu 6T

inh 3.8 Giao diện lựa chọn mô hình hỗa móng cọc hoặc kết cầu cứng gia cường 67

inh 3.9 Các bước mô phỏng cấu kiện cứng: 68 Hình 3.10 Trụ địa chất công tinh thuộc khu vực IL 6

inh 3.11 Điều kiện biên bài toán gia cổ nên bằng cọc đắtxi ming ninh 3.12 Phố chuyển vị đứng của nền kh gia cổ bằng cọc dit-xi măng 75

MỞ DAU

‘Tinh cấp thiết của đề tài

Trong công tác xây dựng, vin đề chọn giải phấp xử lý nỀn móng cho các công trình là

một vấn để rit quan trong, là yéu tổ dim bảo sự bền vững cho công trình trong suốt

«qu trình sử dụng Nhiều giải pháp nén móng hợp lý đã được ứng dụng rộng rãi chotừng loại công trình, từng khu vực địa chất khác nhau

Hiện nay, tình hình hoạt động xây dụng trén địa bản thành phố Hội An ~ Quảng Namvain đề xử lý gia cố nén cho công din dụng chưa được quan tâm nghiên cứu sâu, chưanghiên cứu đưa ra các giải php xử lý để lựa chọn một cách tối tu nhất, phin lớn cáccông trình thưởng sử dụng giải pháp đóng cọc tre để gia cố nén hoặc sử dụng móng

ề tông đỏ tại chỗ, cọc b tông dự ứng lực,

“Trên địa ban thành phổ Hội An - Quảng Nam, nhất là ở khu vùng tring "Cẩm Phô, Minh An và ven sông Hội An” và ở khu “ving Cắm Châu, Cảm Thanh và ven sông Cổ Co” đặc điểm địa chất công trình khá phức tạp Phần lớn là đất yếu có chiều diy khá

đất nền

lớn, khả năng chịu tải ở trang thái tự nhiên là rat dang lớn Việc ap

đụng giải pháp sử dụng móng cho các công trình xây dụng côn nhiều vin đỀ xảy ra

giải pháp móng chưa phù hợp với quy mô và cắp công trình như sức chịu tai của mồng lớn hơn nhiễu so với thục tẺ, nhiễu công tinh có độ lún vượt quá giới hạn cho phép lim hư hỏng, mắt an toàn trong qué tình sử dung, gây thiệt hại về mặt kinh, gây

lãng phí vin đầu tư xây dựng công tri, Vì vậy, việc nghiên cứu, tinh toán để tim ra

giải pháp nén móng hop lý sử dụng cho các công trình xây dựng trên dia bản thành

phố Hội An = Quảng Nam là hết sức cin thiết

"Để có thể ứng dụng được rộng rãi cọc đất xi mang trong xây dựng din dụng, đặc biệt

là trong điều kiện xây chen ở các khu đô thị Để tài luận van-” ghiên cứu ứng dung

cục xi mang đt gia of nền công tình xây cng trên dia bàn thành phố Hội An ~(Quang Nam có nh cắp thất có ý nghĩa khoa họ và thực tiễn

TL Mục đích của để tài

ĐỀ tài có mye đích nghiên cứu, phân tích các nhân tổ ảnh hưởng chủ yếu đến sự làm

oc xi măng dit được sử dụng xử lý nén đất yếu

Phân tch cơ sử lý thuyết tính toán nền công trình dân dụng gia cổ bằng cọc xi ming

đất, nghiên cứu vai trỏ và ảnh hưởng của cọc xi măng di

II Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Thu thập các tài liệu va nghiên cửu lý thuyết: Tiêu chuẩn thiết kế trong và ngoài nước,tải liệu, báo cáo khoa học, giáo tình hướng dẫn tỉnh toán thiết kể xử lý nền đất bằngcọc xi măng đất

‘Thu thập và phân tích số liệu các kết quả thí nghiệm và th công các dự án đầu tư xây

dựng có sử dụng giải pháp cọc xi ming đất gia có nền đất yếu đã và đang được triển Kha

Xô phòng bài oán cổ két nền đất yếu được xử lý bằng cọc xi ming dit theo phươngpháp phản tử hữu hạn, sử dụng phần mềm GEO-STUDIO-2007 để phân tích ứng sĩ

và biển dạng nin đất

Đề tai tập trung nghiê cứu và áp dụng tính toán cho công trình xây dựng dân dung trên nén đấ yêu thành phố Hội An — Quảng Nam

TV Kết quả đạt được của luận văn

Phan tích được các nhân tố ảnh hướng chủ yếu đến sự làm việc của cọc xi măng dat xử

lý nỀn đắt yêu như: chiều sâu cắm cọc, đường kính cọc, khoảng cách cọc, him lượng:

xi mãng/mẺ.

Đề xuất giải phip thiết kể hiệu quả khi sử dụng cọc xi măng đất xứ lý nén công trình

xây dựng dân dung thành phố Hội An ~ Quảng Nam.

`V Nội dung luận văn

Phần mở đầu.

“Chương 1: Tổng quan tinh hình nghiên cứu va ứng dung cọc xi

“Chương 2: cơ sở lý thuyết tính toán cọc đất xi măng gia cổ nền

“Chương 3: ứng dụng cọc đất xi ming xử lý nén cho công trình xây dựng thành phổ hội

an ~ quảng nam,

luận và kết nghị

CHƯƠNG 1 TONG QUAN TINH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ONG

DUNG COC XI MĂNG DAT

1.1 Khái niệm về nền đất yếu trong xây dựng công trình

LLL Khái niệm về đất yéu

Dit yếu có khả năng chịu ti nhỏ (0.5+1 daN/em?y: Tính nền kin lớn (a> 0.1 cm)

hệ sng lớn (e > 1); Mô đun biến dạng thấp (Eo < 50 daN/em?); Khả nang chống

bế (ø,c bổ) khả năng thắm nước bé; hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước

G> 08 dung trọng be.

Dt yếu có thể là đất sét yếu, đất cát yếu, bùn, than bùn và đất hữu cơ, đất thải Đắt

yếu được tạo thành ở lục dia (tin tích, suồn tích, do gi, ), ở vũng vinh (ota sông,

tam giác châu, vịnh biển) hoặc ở biển (khu vực nước nông) Chiều day lớp đất yếu.thay đội có thể từ một vài mét đến 35 +40 m

Các đặc trưng địa kỹ thuật của đi được quyết định bởi chính các thành phầnkhoáng vật sét cấu tạo đắt và cầu trúc nguyễn tử của đất Các đặc trưng cơ lý nền dtyếu tham khảo Bảng 1.1 (Nguyễn Quang Chiêu và Nguyễn Xuân Dao, 2004) [1].

Bảng 1.1 Các đặc trưng cơ lý của cúc loại đắt yếu

Các đặc trưng Than bùn | Đắthờu cơ | Bon ‘Dat sét mém Ham lượng nước «(%) |200+1000 [100+200 | 60+150 |30+100

Khôi lượng thê tích khô |ọ†;0s | 0,5 +10 07215 |10z16

Khối lượng thE th các

142200 120226 2422.7 | 2,622.7

hạt (Tim’)

Do vậy khi xây dựng công trình trong ving có nén di Š công trình làm việc

bình thường thi cần phải gia cố va xử lý nẻn.

"Để xây dumg công trình trên nén đất yếu thường có các biện phip như các biện phip

về kết cầu công trình, các biện pháp vẻ móng và các biện pháp xử lý nền

Biện pháp kết cấu bên trên công trình để làm tăng độ cứng, bao gdm việc chọn sơ đồi

sấu hợp lý, bố trí khe lún, cấu tạo các gối tựa cứng, chọn loại móng và độ sâu chôn móng thích hợp

Biện pháp gia cổ nhân tạo nn đắt yếu để tăng sức chịu ti, giảm khả năng biển dang

Hướng giải quyết này gồm có các nhóm phương pháp như: Nhóm phương pháp nhằm

cái tạo sự phân bổ ứng sudt và điều hiện biễn dạng của nền (dùng đệm cất, đệm soi,

đệm dit, bệ phản áp , nhám phương pháp làm tăng độ chặt của đắt nên (dùng cọc

sắt cục vi, nền rước bằng ti trọng nh, nén chặt đất trên mặt và dưới sâu, làm chặt

it ảng năng lượng nd ) nhóm phương pháp nhằm truyền rải trong công trình:

), nhóm phương pháp đắt có

xuống lớp chịu lực tốt (mông cọc, mong trụ, giếng

cốt (dùng các dai kim loại, vải dia kỹ thuậ.) nhầm phương pháp xử lý bằng hóa

(phạt vữa ximăng, silica hóa, điện thắm, điện hóa học )

Tay theo điều kiện dia chit công trình, địa chất thủy văn khu vục xây dựng và tính

trình quan trọng cần phải kết hợp cả hai biện pháp trên

“Trong phạm vi đề tai này chỉ giới thiệu các phương pháp của biện pháp thứ hai: Gia cổ

nhân tạo nền đất ye

1.1.2.1 Giải pháp cải tao sự phân bồ tng suét của nên

Được áp dụng nhằm làm tăng khả năng chịu lực và hạn chế mức độ biến dạng (đặc

biệt là biến dạng không đồng đều) của đất nền dưới tác dụng của tải trọng công trình.Khi lớp đt yếu có chiều dây không lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình thi cổ thể

áp dụng biện pháp xử lý nhân tạo như đệm cát, bệ phản áp.

1.1.2.2 Giải pháp làm tăng độ chặt của nén

độ rằng lớn ở trang thái rời, bão hoà nước, tính nén lớn hoặccấu để bị phá hoại và kém ôn định dưới tác dụng của tải trong còn nhỏ (đắt cát rời, ditdính ở trạng thái chảy, dat bùn ) khi chịu tai trọng công trình lớn người ta thường áp.dụng giải pháp làm tăng độ chặt của nén nhằm làm tăng độ chặt của đất, tạo điều kiện

cho nền dit có đủ khả năng chịu lực, hạn chế độ lún và biếng dạng không đồng đều

Các giải pháp có thể áp dụng như: giếng cát- gia tải thoát nước, cọc cát.

1.1.2.3 Giải pháp sử ý nền bằng truyền tấ trang công tinh xuống lớp chịu lự tấtKhi đưới Lop đất yéu là lớp chịu lực th có thể dũng mông cọc Nhiệm vụ chủ yếu củamóng cọc là truyền tải trọng từ công trình xuống các lớp đắt ở đưới mũi cọc và ra các

lớp đất xung quanh cọc.

1.1.2.4 Giải pháp xử lý nên bằng dùng đất có cốt

Đất có cốt là vật liệu xây dưng gồm có đất đã được tăng cường độ bằng cách bổ tí các

vật liệu chịu kéo như các thanh và di im loại, vải không bị phân hủy sinh học trong

đất (vai địa kỹ thuậo, Lợi ch cơ bản của đắt có cốt là lâm tăng cường độ chống kếo và

cường độ chồng cất của đất do lục ma sát tn tai ở mặt phân cách đất - cốt (Nguyễn

008) 2]

Uyên,

1.1.2.5 Giải pháp xử lý nén bằng hoá lý

Phương phip xử lý nén bing hoa lý hiện nay đã được ứng dụng nhiều rên thể giới

như: phụt vữa xi mang, siicat hoá, điện hoá, điện thẩm làm tăng khả năng chịu lực.

šn, đảm bảo nén én định khi chị ải trong công trình; ạo ming chống thắm dưới

nền công trình, để làm giảm khả năng thắm và áp lực diy lên của nước ngằm; gia

cường mặt tiếp giáp nén và móng để chống thắm và chẳng trượt

1.2 Tổng quan về cọc xi măng đất

1.3.1 Giới thiệu về cọc xi mang đất

Coe xi ming dit (én tiếng Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) được nghiên cứu ở

Nhật bởi giáo sư Tenox Kyushu của Đại Học Tokyo vào khoảng những năm 1960.

Loại cọc này sử dụng cốt liệu chính là đắt tại chỗ, gia c với một hàm lượng xi mang

và chất phụ gia nhất dink tầy thuộc vào loại và các tinh chit cơ - ly = hoá của đất nền.

Nó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao khi địa chất là dat cát Coc xi măng đất thường

cược thi công bing công nghệ trộn siu hay gọi tit là DMM (Deep Mixing Method).

‘Coe xi măng - đất có thể làm móng sâu, thay thé cọc nhồi (trong một số điều kiện áp.cđụng nhất định); lâm tường trong đắt (khi xây dựng ting him nha cao ting) gia cổ

nên Thông thường loại cọc này không có cốt thép, song trong một số trường hợp cần.

thiết cốt thép cứng cũng có thể được ấn vào cọc vữa khi vừa th công cọc xong [3L

Sử dung xi mang trộn cưỡng chế với đất nền nhờ các phản ứng hoá học ~ vật ly xây ra

làm cho nền đóng rắn thành một thé cọc xi măng dat có độ ỏn định cao trở thành tườngchắn có dang bản liên kết khối

Khi độ sâu hồ móng từ 3-6m ma ứng dụng phương pháp cọc xi măng đất lâm kết cầu

chống giữ sẽ thu được kết quả tốt

1.22 Một số ứng dung cia cục xỉ măng đắt

1.2.2.1 Trên thé giới

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

Scandinaver (Bắc Âu) Theo thông kê của hiệp hội cọc trộn sâu CDM (Nhật Bản), tinh,

chung trong giai đoạn 8096 có 2.345 dự án, sử dụng 26 triệu m’ hỗn hợp xi ming

-đất Riêng từ 1977 đến 1993, lượng đất gia có bằng trộn sâu ở Nhật vượt khoảng 23.6

triệu m' cho các dự án ngoài biển và tong dit liền, với khoảng 300 dự án Hiện nay

hàng năm thi công khoảng 2 triệu m’, Đến 1994, hãng SMW Seiko đã thí công 4000

cự án trên trên thể giới với 12.5 triệu mẺ (7 triệu mồ),

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

Ban, chẳng hạn số 1983 đăng kết qua ứng dụng cho các công trình nên móng thi công

989 về tái + số 1986 về các trởng chống thắmHàng năm, các hội nghi về các công nghệ gia cổ nên được 8 chức tại Tokyo, trong hội

nghị nhiễu 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 đà ngay từ cuỗinhững năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hỏi phương pháp trộn vôi đất sâu vàCDM ở Nhật bản Thiết bi trộn sâu dùng trên đắt liễn xuất hiện năm 1978 và ngay lậptức được sử dụng đẻ xử lý 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

bin cập ầu và cải tạo nền cho 60 ha khu dich vụ Tổng cộng 513 000m` đắt được gia

8, bao gồm các móng kẻ, mông của các tường chin phía sau bến cập th

Một số nghiên cứu khác liên quan tới trộn sâu ở Đông Nam á như sử dụng các cột vôi đất xử lý đất hữu cơ ở Trung Quốc (Ho, 1996), các hỗ đào sâu ở Đài Loan (Woo,

1991) và một số dự án khác nhau ở Singapore (Broms, 1984)

Tại Châu âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phin Lan Trong năm

1967, Viện Địa chất Thụy Điển đã nghiên cứu các cột vôi (SLC) theo đề xuất của Jo.

Kield Pie sử dụng thiết bị theo thiết kể của Linden- Alimak AB (Rathmayer, 1997) Thử nghiệm đầu tiên tại sân bay Ska Edeby với các cột vôi có đường kính 0.5m và

chiều sâu tối đa mới về các cột vôi cứng hoáSm đã cho những kinh nghiệ (Assarson và nnk, 1974) Năm 1974, một dé dit thử nghiệm (6m cao 8m dai) đã được

xây dựng 6 Phin Lan sử dụng cột vôi đất, nhằm mục dich phân tích hiệu qua của hình

dạng

1977, s tay "Cật đắt vôi và xi măng vôi, hướng din lập dự án, xây dựng và kiểm soát

chiều đài cột vé mặt khả năng chịu tải (Rathmayer và Liminen, 1980) Năm.

chất lượng" do Viện địa kỹ thuật Thuy Diễn thục hiện Năm 1995, ti liga này được ti

bản lần 2 và đến nay nó vẫn được sử dụng [3],

Ra đời trước nhưng do vi ứng dụng trong thục té rit châm, mãi đến cuỗi những năm

0, việc ứng dụng ở Mỹ mới bắt đầu với các thiết bị thi công của Nhật Bản Ban đầu,

chỉ với mục đích chống thắm và ổn định hỗ dio Ví dụ như dip dit Lockington &Ohio (Walker, 994); dip đắt Jackson Lake ở Wyoming (Taki vi Yang, 1991); đập đất

Cushiman Washington (Yang và Takeshima, 1994) sau đó lan ra cúc lĩnh vực khác

Năm 2000, Bộ Giao thông Vận tải của nước Mỹ cũng xuất bản tiêu chuẳn “Phuong

pháp trộn sấu trong các ứng dụng địa kỹ thuật" PHWA-RD-99-138 Trong tiêu chuẳn

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

cho đập,

thiệu một cách khá tỷ my Đặc biệt là chống thất va xử lý nén móng cho

các công trình đưới nước,

'Qua nghiên cứu và qua công trình thực tế, các chuyên gia trong lĩnh vực cho rằng vậtliệu xi ming đắt bị ảnh hưởng bởi một số yêu tổ sau:

+ Đất tại chỗ;

+ Ngày ti;

+ Chất kết dính;

+ Ham lượng xi măng.

1.2.2.2 Ủng dung coe xi mang a & Việt Nam

6 Việt Nam, việc nghiên cứu gia cổ đất trộn sâu theo phương pháp trộn cơ khí đã.được bắt đầu nghiên cứu từ những năm đầu thập ky 80, Bé tải được kết thúc vào năm

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

kết quả nghiên cứu liên quan đến công nghệ này về tỉnh chất vật liệu xi măng đất, các

yếu tổ ảnh hưởng như loại dat, tỷ lệ kết dính, nhân t6 thời gian như của TS Hỗ Chat,

‘TS Đỗ Minh Toàn, tuy nhiên cả 2 nghiên cứu trên đều được thực hiện ở trong phông,

thí nghiệm Do đó, kết quả nghiên cứu mang tinh định hướng lả chính

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

công trình trên nền đất yếu ở Việt nam Cụ thé như: Dự án cảng Ba Ngồi (Khánh hoa)

đã sử dụng 4000m cọc xi măng dit có đường kính 600m thi công bằng trộn khôi xử

lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 35m, cao ám ở Cin Thơ Năm 2003, một

'Việt kiều ở Nhật đã thành lập công ty xử lý nền móng tại TP Hồ Chí Minh, ứng dụng.thiết bị trộn khô để tạo cọc xi măng dit Ling Sng thép Coe xi măng dit lỗng ông thếpcho phép ứng dụng cho các nhờ cao tang (đến 15 tang) thay thé cho cọc nhồi, rẻ vỡ thícông nhanh hơn, Năm 2004 cọc xỉ mang đất được sử dựng để gia cổ nén móng cho nhà

máy nước huyện Vụ Bản (Hà nam), xử lý mồng cho bền chứa xăng dầu ở Đình Vũ

(Iai phòng) Các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xứ lý ong khoản 20m, Thing 5 năm 2004, các nhụ thầu Nhật bản đã sử đụng Jer - grouting đểsửa chữa khuyết tật cho các cọc nhdi của cầu Thanh Tri (Hà nội) Năm 2005, một số

dr cũng đã áp dung cọc xi ming đất như dự án thoát nước, khu đô thị Đỗ Sơn = Haiphòng, dự án đường cao tốc TP Hồ Chi Minh đi Trung Lương, dự án cảng Bạc Lí

Nim 2004, Viện Khoa học Thuỷ lợi đã

sao ấp (Jer-grouting) từ Nhật bản, ĐỀ tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này tong

nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt

én cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng, nại

của hàm lượng xi mang đến tinh chit của xi măng đất nhằm ứng dung cọc xi mangđất vào xử lý đất ếu, chống thắm cho các công tình thuỷ lợi Nhóm d& tài cũng đãsửa chữa chống thấm cho Cổng Trại (Nghệ an), cổng D10 (Hà Nam), Cổng Rạch C

(Long an) [3].

CCho đến nay nhiều dự dn sử dụng phương phip trộn cơ khí đã được tiễn khai th công

chủ yếu trong các lĩnh vực giao thông và xây dựng Tiêu biểu trong lĩnh vực giao

thông là đường Lắng ~ Hòa Lạc, dự án dai lộ Đông Tây, dự án đường sit Bắc Nam

trong lĩnh vực xây dựng là khu đô thị Phú Mỹ Hưng, Building Sai Gon Times Square,

dự án nhiệt điện Ô Môn đến nay, Bộ Xây dựng đã xuất bản được TCXDVN

94032012 [4] “Gia cố nền đắt yếu ~ Phương pháp trụ đất xi măng" chủ yếu chophương pháp nay

10

Phương pháp trộn kiểu tia xâm nhập vào nước ta muộn hơn Việc nghiên cứu được bắtđẳu từ năm 2005 Cho đến nay, công nghệ này đã có nhiều ứng dụng thực tổ tiên cả 3lĩnh vực xây đựng, giao thông và thủy lợi cho mục đích chống thắm va xử lý đt y

Nam xem Error! Một số hình ảnh về ứng dụng công nghệ cọc xi ming đất tại Vi

Reference source not found.; Error! Reference source not found.; Error! Reference source not found Error! Reference source not found.; Error! Reference source not found

Hình 1.2 Gia cổ cọc xi mang đất móng Minh L3 Gia cổ cọc xi mồng đắt gi Cảng

‘bon dau tại Can Thơ dầu khí Vũng Tàu.

"

Hình 1.4 Cổng DI0 tại Hà Nam -2005 Minh 1.5 Céng Tr

12.3 Ui, nhược dié

~ Nghệ An -2005

của cục xi măng đắt

1.2.3.1 Ui điểm của cọc đất xi măng

Một số ưu điểm của cọc xi mang đắt

~ Tăng khả năng chống trượt của mái dốc;

~ Tăng cường sức chịu tải của nền đất,

Giảm ảnh hưởng chắn động đến công trình lân cận;

- Tránh hiện tượng biển loãng của dtr

lập phần đất bị 6 nhiễm;

~ Ôn định thành hồ đảo;

- Giảm độ lún công trình;

= Ngăn được nước thắm vào hỗ dio;

~ Ding kiểu tường trọng lực nên không phải đặt thanh chống, tạo điều kiện thi công hồmóng rit thông thoáng Coc xi măng dat thường có cường độ chịu kéo nhỏ hơn nhiều

so với cường độ chịu nề vì vậy cần tiệt để sử dụng kiểu kết su tưởng chin lợi dụng

trọng lượng bản thar

+ Thi công đơn giản, nhanh chồng?

- Sử đụng vật liệu có sẵn nên có, cất liệu chính là đắt tại chỗ (cá) nên giá thành rắt

thấp, hiệu quả kinh tế cao;

12

- Quá trình khoan có thể kiểm tra được địa chất khoan nhờ thiết bị tự động do & ghỉ

mômen xoắn ở đầu cần khoan;

- Khâu thi công được tự động hoa gin như hoàn toàn, sau khi định vị, máy khoan sẽ ién hành khoan một cách tự động, him lượng vữa xi măng sẽ được tự động điều chỉnh

cho phù hợp với tỉnh hình địa chất tùy thuộc mômen xoắn đo được ở đầu cần khoan;

- Chat lượng thi công không phụ thuộc nhiễu vào ya tổ con người ( tự động hồn):

~ Công trường thi công không gây 6 nhiễm, mắt vệ sinh như khi thi công cọc nhồi, rất

phù hợp cho việc xây dựng móng nhà cao ting trong đô thi,

1.2.3.2 Nhược điểm của cọc đẫt —xi mang

~ Thiết bị thi công quá đất (giá một thiết bị thi công cọc khoảng 3,5 ti VNB chưa kể trạm trộn & thiết bị bơm vữa xi măng):

- Đây là công nghệ mới được áp dụng ở Việt Nam gần đây nên việc lựa chọn nhà thầu.

c6 kinh nghiệm thiết kế và thi công trong lĩnh vực nay còn hạn chế

1.2.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cọc xi măng đất gia cỗ nén công trình

xây dung ở nước tạ

Năm 1969 Thụy Điễn đã viện trợ máy thi công theo công nghệ này cho chính quyền

Sài n và được ứng dụng ở một số công tinh đường Tại Miễn Bắc đầu những năm

1970 Thụy Điển cũng viện rg cho Viện Khoa học Công nghệ xây dựng một máy tương tự và đã thi công thí nghiệm cho một số công trình nhà ở Hà Nội Do trong hoàn.

cảnh khi d6 giá thành xi măng cao, công nghệ xử lý tốn kém so với công nghệ gia cỗ

thông thường, nhu cầu xử lý nền đắt yếu côn thấp, nên công nghệ này không được ứng dụng

Vao năm 2000, do yêu cầu thực tế, phương pháp này được áp dung trở li rong lĩnh

vực xăng dầu, khi công trình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy

là COFEC nhiên có hiệu quả kinh tế cao Đơn vị đưa tr lại phương pháp này ban đ

và nay là E&C Consultants Bén nay đã có rt nÌ

cdự án ứng dụng cọc DXM vào xây dựng các công trình xây dựng.

B

Bộ Xây dựng đã ban hành tigu chuẩn: “TCXDVN 385: 2006, Gia cổ nền dit yếu bằngcặc đất xi măng”; đến nay tiêu chuin này đã được chuyên đổi thành “TCVN 9403

2012, Gia cố nền đất yếu-Phương pháp cọc xi mang đất" Viện Khoa học và Công nghệ GTVT năm 2004 cũng đã ban hành Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cho Bộ

Giao thông Van tải: “Coe vôi-xi mãng-đất: Quy trình thi công và nghiệm thu”

‘Theo thống kê chưa diy đủ cả nước có trên 250 din máy thi công cọc ĐXM các loại.

Các thiết bị này có thé thi công cọc DXM có đơiờng kính từ 0.5 đến 1.5m, chiều sâugia cổ có thể đạt đến trên 30m (thể n tại Việtbị của các hãng Nhật Bản cổ đại Nam lên đến trên 50m) Năng suất 6.000 đến 15.000 mútháng/máy (phụ thuộc vào

điều kiện nền dit, chiều dai cọc, tình độ tay nghề tông nhân ; 2 ca kam việc/ngày) Gisi pháp cọc BXM đã và dang mang li những hiệu qua rõ rộ như: thời gian th công

ngắn, độ lún còn lại nhỏ, khả năng xử lý sâu (đến 50 m), thích hợp với nhiều loại đắtxếu, thi công được trong cả điều kiện ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trườngchật hẹp, Bên cạnh đó một số công trình có kết quả chưa đáp ứng tốt về mặt kinh tế

và kỹ thuật như sự cổ trong quá trình thi công Cảng Thị Vai (do chuyên gia Nhật t

kế), hay hạn chế về chiều sâu tường chấn bằng cọc ĐXM trong xây dựng ting him các

in nghiên cứu hoàn thiện hơn hệ thống quy chuẩn, quy định các quy tình th công và nghiệm thu chặt chế hơn.

13 Kếthậnehươngl

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

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

giải pháp Các số liệu tổng hop này, giúp học viên đễ dàng so sánh, đối chứng và phân.tích lựa chon phương dn xử lý nỀn sao cho hiệu quả, tối vụ nhất

(Qua phần trình bày trên đã cho thấy, hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý mongcông trình trên nên đất yếu Tùy theo đặc điểm địa chất và tính chất của công trình ma

quyết định lựa chọn phương pháp gia cổ thích hợp Trong tắt cả những phương pháp xửlý đã nêu ở trên tùy vào từng trường hợp mà chúng ta sẽ có những biện pháp sit

lý nn móng công tình một cách hiệu quả và kính tế nhất Các phương pháp ci tạo

đất khác nhau được giới thiệu, qua thử nghiệm đã có tác dụng làm tng độ bên cña đất

giảm độ lún tổng cộng và chênh lệch lún, rút ngắn thời gian th c

H

dựng và các hiệu quả khác Nếu xét tới các yếu t6 như: ÿ nghĩa công trình, tải trọng tác cdụng, điều kiện hiện trường, thời gian xây dựng, thì việc lựa chọn phương pháp thích hợp cho loại đất riêng biệt trở: TẤt quan trọng.

Với công tình xây dựng dân dụng theo truyền thống, công trình nhà dan sinh thường, xit lý cọc tre, cá biệt có những công trình được ép cọc bê tông, tuy nhiên trong di

kiện xây dựng chat hep, việc thi công cọc bê tông có những bat lợi đặc biệt la nền dt

phải đánh giá chính xác địa ting thì việc xử lý mới có hiệu quả Trong luận văn này,

tắc giả tập trung vào giả quyết cọc xi mang dit dùng cho nhà dân sinh, nhằm khác

phục các nhược điểm của giải pháp cọc tre và cọc bê ông cốt thép cho công trình này

Is

CHƯƠNG 2 CO SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN COC XI MĂNG.DAT GIÁ CÓ NEN

21 Đặc điểm, tính chất của cọc xi măng đất

2.1.1 Vat ligu cọc xi măng đắt

3.1.1.1 Xi măng

Xi ming ding thi công cọc ĐXM phải được lựa chon để đảm bảo cường độ yêu cầu và

khả năng thi công Một số loại xi măng tiêu chuẩn có thể dùng tong thi công cọc

XM như sau

= Xi mãng lò cao;

~ Xi măng Pode lăng thông thưởng;

+ Xi ming đã được xác nhận là dim bảo điều kiện cường độ yêu cầu thông qua thí

nghiệm trộn thử được tiễn hành trước khi thi công

2.112 Nước

Nước để trộn vita gia cổ nên dùng nước ngằm khai thác tại chỗ là phủ hợp nhất

Ngubn nước yêu cầu phải sac, không lẫn ving dầu mỡ công nghiệp, muổi acid, các

âu của TCXDVN302-2004,

tạp chất hữu cơ và phải théa man

2.1.1.3 Chất phụ gia

Bentonite hoặc dit sét có thé được sử dụng như chất phụ gia với mục đích nâng cao

hiệu quả và khả năng thi công Có thể sử dụng phụ gia hỗn hợp như phụ gia chồng mắt

nước, phụ gia đông cứng nhanh hoặc chậm.

2.1.14 Điều kiện cấp phối

Điều kiện cấp phối bao gồm loại vit liệu gia cổ xi măng, trong lượng vật liệu gia cổ xỉ

măng và tỷ lệ nước/xỉ ming, phải được tinh toán để đảm bảo cường độ yê

cọc ĐXM Có hai phương pháp để thiết lập điều kiện cắp phối như sau:

+ Phương pháp thiết lập điều kiện cấp phối tiêu chuẩn dựa trên kết quả thí nghiệm trộntrong phòng với mẫu đắt đoiợc lấy từ hiện trường,

+ Phương pháp thiết lập điều kiện cấp phối tiêu chuẳn dựa trên số liệu về cường độ thu

được từ việc thi công thí nghiệm tại công trường.

16

2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của cọc xi măng đẤt

Sự bin đổi về giá trì cường độ vật liệu cọc DXM bị ảnh hưởng bởi nhiều yêu tổ khác

nhau bởi cơ chế của sự phát triển cường độ vật liệu cọc ĐXM diễn ra khá chậm phụ

đất và chất gia cổ,

thuộc vào các phản ứng hoá học gi

“Các thông số ảnh hưởng tới cường độ vật liệu cọc ĐXM phân thành 4 nhóm nguyên nhân chính sau

~I Nhôm yếu tổiên quan tới đặc tinh chất gia cỗ;

~ H Nhóm yếu tổ liên quan tới đặc tính và điều kiện dat được gia cố;

- H Nhóm yếu tổ liên quantới công nghệ thi công:

~ IV Nhóm yếu tổ liên quan tới điều kiện bảo dưỡng.

+ Đặc tính hoá lý và thành phần khoáng vật của đất được gia cổ;

+ Hàm lượng hữu cơ;

+ pH của nước trong đất;

+ Độ ẩm và hàm lượng nước.

- Nhóm Il bao gồm:

+ Loại pha tron;

++ Năng lượng trộn và thời ian trộn.

= Nhóm IV bao gầm:

+ Nhiệt độ.

+ Thời gian bảo dưỡng:

+ Sự thắm ướt và làm khô của khu vực dat được gia cố.

(Can lưu ý rằng đặc tỉnh của chất gia cổ có ảnh hưởng mạnh nhất tới cường độ của đất

sau gia cổ, Vì thể việc lựa chọn vậtlệu tim chất gia cổ là cực ki quan trọng Hiện nay

số rit nhiều loại xỉ măng có mặt trên thị trường có thé sử dụng làm chất gia cổ TạiViệt Nam đã có những nghiên cứu ban đầu về sử dụng các loại xi măng khác nhau

17

trong công nghệ trộn sâu theo kinh nghiệm của Nhật Bản và nước ng tuy nhiên chưa được tổng kết và công bổ tộng rãi.

Các yếu tổ thuộc nhóm Il cỏ ý a quan trọng đối với đắt được gia cổ là các dang đắt

khác nhan và những điều kiện này không th thay đổi được ti mỗi công trường Trên

thể giới tinh tới nay đã có khá nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc tính của đất

trong việc ứng dung gia cổ bằng xi mãng như những nghiên cứu của Thompson năm

1966 với éu kiện địa chất ở IHinois và đã rút ra kết luận: yếu tổ chính ảnh hưởng bao.gốm độ pH của đất, hầm lượng hữu cơ có trong dit Hay các nghiên cứu của các tác

‘eid Nhật Bản Okumura (1974); Kawasaki (1978, 1981, 1984 ).

Cúc yêu ổ thus e nhóm thứ II có th dễ ding hơn để thay đổi và điều khiến cũng như kiểm soit Phu thuộc chính vào năng lực của nhà thu thi công.

Nhóm yếu tổ thứ IV cũng có thé thay đổi dé dàng trong điều kiện phòng thí nghiệm

suy nhiên chúng ta không thể kiểm soát được trong điều kiện thi công ngoài hiện

trường

213° Sy thay đãi cường độ cục xi mang dt theo thời giam

“Theo nghĩ cửu của các nhà khoa học Nhật Bản, cường độ cọc xỉ ming đt tại một số

cảng “Yokohama, Fuckuyama, Imary” tăng tuyển tính là hàm logait the thời gian và

phụ thuộc vào từng loại đất khác nhau và hảm lượng xi măng được gia cố.

(Cuming time (days)

Hình 2.1 Cường độ cọc xi măng dit tai “Yokohama, Fuckuyama, Imary” tang theo

hàm logarit (Terashi, 1977)

Is

157 q= 100g? = 200 ky? a= 300 bpm?

10

: pasate ae

% iT 0 Too Tim TO —T.000 ngày

Hình 2.2 Cường độ kháng nén không thoát nước theo thời gian (Saitoh,1988)

6 œ=100kgím” ạ=30 kgm?

Too 1.000 Too “T0900

Hình 2.3 Tỉ lệ qưáe+đối với một sé mẫu dit theo thời gian (Saitob,1988)

Theo kết quả nghiên cứu của học viên trên một số công tinh trong nước thì ảnh hưởng

ccủa him lượng xi ming đến cường độ chịu nên được thể hiện qua Hình 2.1, “Kết quảthí nghiệm nén nở hông một số dự án sử dụng coe xi măng đất gia cổ nén đất yếu"

(Quan hệ Qu- Him lượng chất gi có

cing Sao Maing Hk abe Sot ——Cing ao Mx- 5Öndog Late Sod Gee

Hình 2.4 Biểu đỏ quan hệ sức kháng nén q, và him lượng xi măng gia cổ

3.1.4 Kinh nghiệm gia cổ đối với một sổ loại đắt yeu

“Theo tổng kết của Euro Soil Stab trong “Design Guide Soft Soil 351” th hiệu quả gia cổ đối với các loại đắt của các chất gia cổ như sau

Stabilisation-CT97-9

Bảng 2.1 hiệu quả gia cổ đối với các loại đắt của các chất gia cổ [10]

Bin Sét | Dithtueo | Than bin

Ham lượng | Hồm lượng | am lượng | smCnegach | “Re | wee | Mhem | Nhớ

Ghỉ chứ: xx: chit gia cố ri de rong nhiều trường hop

Xx tt trong nhi trường hợp X: tắt ong một số rơờng hợp

~ : không phù hợp.

Cũng theo ải iệu này cường độ đắt sau gia cổ đạt từ 2 lẫn đến 10 lẫn cường độ đắt tựnhiên ty theo các điều kiện cụ thể về loại đt, chất gia cổ và công nghệ thi công, Cụ

thể

Than bin: Trong một vài trường hợp khi thử các mẫu trộn với than bùn đã được tiến

hành trong phòng thi nghiệm, phần lớn các trường hop đã sử dung ximing và gid tỉ

của Seff vào khoảng 5 "Thuật ngữ hiệu quả gia cổ Seff được dùng ở đây: nó được

định nghĩa như tỷ số giữa độ bền cit của đắt đã được gia cổ và đất chưa được gia cổ”

“han bin thường có trong cúc lớp cũng với đắt mém khác như đắt sét và gytga Trong

các trường hợp thông thường hiệu quả gia cố này là không đủ và do đó than bùn này.clin phải lấy đi và thay thé bằng đất ma sit Các thử nghiệm trong phòng thí nghiệm

cho thấy rằng độ bền cất có thé lâm được cao hơn 10-20 lần trong than bùn và 10-40

lân trong đất sét sơ

\Véi trạng thái tự nhiên Phương pháp này có thé áp dụng có hiệu quả kinh tẾ kỹ thuậttrong các trường hợp gia cổ một khu vực cổ sức chịu ải thấp như một lựa chọn so với

đảo bo đi

Gyrja: Một vài thí nghiệm được tiến hành trong phòng trộn vôi vào trong gydja cho

thấy hiệu quả gia cổ thấp, Ximang và véi/ximang cho hiệu quả tốt hơn rất nhỉ Tuy

vậy hiệu quả gia cổ thường rất thấp, và thường gytja cũng phải dio bỏ đi giống như

than bùn Khi một lớp gyttja mà bên dưới có một lớp sét thì việc gia cổ trong gyttia có

20

thể cân nhắc tuy nhiền nó không chắc chin đạt hiệu quả như mong muỗn nên thường

không đưa vào tính toán

iit sét có chứu Ga: Hiệu quả gia cỗ do chỉ thêm vôi cổ thé đạt khoảng 5 Xi ming

và vôi 10 - 20 Nếu đất s mãng tạo ra một hiệu quả cao hơn đáng t chứa Sure

Gyita cin phải gio cổ thi kiến nghị dùng chất gia ố là vôi măng, và 3 thing sau khi

thi sông các cọc mới cho phép đặt diy ti.

Đắt sét chứa sul phid: Không có những kinh nghiệm nói chung vẻ đất sét có chứa.

sulphide phản ứng ra sao khi được thêm vào là vôi ming Do vậy điều quan trong là

phải thực hiện các mẫu thử pha trộn trong phòng thí nghiệm đối với từng trường hợp.

riêng rẽ, Cũng giống như đối với trường hop đất sét chứa gytja, sự phát triển của độbin là tương đối châm Néu đắt sét chứa Sul phid cin phải gia cổ thi kién nghị dùngchất gia cổ là vôi/xi măng và 2 đến 3 tháng sau khi thi công các cọc mới cho phép đặtđẫy tii, Căng cổ thé trong giai đoạn sém hơn cho phép đặt một ti rong bằng với tải

mà đất sét không gia có có thé mang được.

iit sắc Bit st là thí hợp nhất để gia cổ bằng vôi và véi/xi măng Hiệu quả gia cổ

phụ thuộc vào số lượng của chất gia cổ được chọn và vào thời gian có thể có Thông

thường đạt được hiệu quả gia cố từ 10 20 lẫn

iit sế có lớp bin, bùn sét: Loại dit này cũng thích hợp để ga cỏ Đối với him lượng

bùn cao thi các kết quả với voi/xi mang sẽ tốt hơn nhiều so với chi dùng vôi Khi ham: lượng bùn cao kiến nghĩ dùng vôi xi ming làm chit gia cổ, thường đạt được hiệu quả gia 6 từ 10-20,

Ban và bàn chứu sulphid: Mới chỉ có một vải thí nghiệm được tiễn hình Chưa tính

.được hiệu quả gia cổ do độ bền cắt của dit không được gia cổ không xác định được.

Theo kính nghiệm tý số giữa cường độ hiện trường và trong phòng trong khoảng 0,2đến 05 Dat rồi có ty số cao hơn, quyẾt định bởi độ min của hạt

Bảng 2.2 thống kế một số loại đất được gia cỗ sau đây,tạm va) [men | ng [Eten Ty

ˆ Sia T812{ Mã | ss si

D tim | 3M | xạ | lay | am Trâu

e FETNI-STIE=TRIE-7-SIE-Z-BEEEEES)

E TL 2586 BE O58 su

Hink 2.5 Quan hệ giữa cường độ cắt không thoát nước (qu, 1, loại ae)

2.2 Các quan điểm tín toán đổi với cọc xi măng đất gin cổ nền đt yên

2.2.1 Quan điềm cọc xi măng dt tim iệc như "cọc"

Theo quan điểm này đồi hỏi trụ phải có độ cứng tương đối lớn và các đầu trụ này đượcđưa vào ng đất chịu ti Khi đô lực ruyễn vào móng sẽ chủ yếu đi vio các trụ xỉ

măng- đt (bo qua sự lâm việc của nền dưới đáy móng) Trong trường hop trụ không được đưa xuống ting đất chịu lựcthì có thể ding phương pháp tính toán như với cọc

'* Đánh giá ôn định các trụ gia cổ theo trạng thai giới hạn 1

Kha năng chịu lực của công trình phụ thuộc vào số lượng và cách bổ trí các trụ trongkhối móng Kết qua phân tích tính toán thể hiện thông qua nội lực tác dụng lên trụ: M,

N,Q Để móng trụ đảm bảo an toàn cần thỏa mãn các điều kiện sau:

- Nội lực lớn nhất trong mt tre Nya < Qu! F ay

~ Mô men lớn nhất trong một trụ: M, <[M,.] của vậtliệu làm trụ (2.2)

- Chuyển vị của khối móng: Ay <[^] G3

Trong đó: Sie chịu tả giới hạn của cọc xi ming đất

[iM ]- Mô men giới hạn của cọc xi măng đắt,

Mi Moment lin nhất rong 1 cọc

ay: Chuyển vị của khôi mong.

[l9]: Chuyển vị cho phép của khối móng,

E,- hệ số an toàn.

Việc tinh toán nội lực trong thân cột M, N, Q va chuyển vị móng cột [Ay] có thể ding

sắc phần mễm hiện có để tính toán, Trong trường hợp không có phần mềm để tính

toán các điều kiện ổn định trên có thé viết lại như sau:

~ Trường hợp tai trọng đúng tâm: Ng, <a na G4)

“Trong đó: : l

Ng tải trong tác đụng lên mỗi cột:

TP N- tổng tải trọng tác dụng lên dai cột;

2, số lượng cọc trong mong

~ Trường hợp tải trọng lệch tâm:

* Binh giá dn định ác trụ gia cổ theo trạng thi giới hạ 2

Tinh toán theo trạng thái giới hạn 2 đảm bảo cho móng trụ không phát sinh biển dạng

hạn chế và có nhiễu điểm chưa rõ

ràng Chính vì những lý do đó nên ít được dùng trong tính toán.

22.2 Quan diém tinh toin nền dắt hỗn hợp

Nền try và dit dưới đây móng được xem như nền đồng nhất với sổ liệu cường độ ou;

Cú; Eu được nâng cao (được tinh tr; C; E của đốt nền xung quanh trụ và vật liệu làm trụ) Công thức quy đổi tương đương gu; Cu; Ea dựa trên độ cứng của cột xỉ măng - đất, dit và diện đất và diện ích đắt được thay thé bởi cột xi mãng- đắt Goi m

là lệ giữa diện tích cột xi mang- đắt thay thé trên điện tích đắt nền

A, ~ điện tích đất nén thay thé bằng cọc xi măng đất

A,- điện tích đắt nền cần gia cố,

z

“Theo phương pháp tính toán này, bài toán gia cổ đất có 2 tiều chun cần kiểm tra

= Tiêu chuẩn về cường độ: 9,:C, của nền được gia cổ phải thỏa man điều kiện sức

chịu tải dưới tác dụng của tải trọng công trình.

- Tiêu chuẫn biến dạng: Mô đun biến dang của nền được gia ob Z,, phải thỏa mãn

điều kiện lún của công trình

3.3.2.1 Kiểm tra bền

P,

“Theo sức chịu tải của nền tương đương: P,, < 22% Quig drome: Fi )Trong đó:

',: Sức chịu ti giới hạn của khối đất nền tương đương,

FS: Hệ số an toàn, ty thuộc vio quy mô, nh chất của công tinh

2.2.2 Kiến tra bién dang của công trình

Độ lún của nén gồm 2 thành phần:

+ Lin trong khối đất được gia cổ S¡

+ Lăn trong lớp đất phía dưới khối nỀn trơng dương Sz

Trong đó:

Ys Độ hin tổng công của móng CXMD,

[S; ]: Độ lin cho phép của công rình.

2.2.2.3 Kiểm tra sức chịu tai của lớp đắt yêu cần được xứ lý

“Tính Ry theo TCXD 9362-2012 [5]:

1(Ab+ Bly + De] 2.13)

Trong đó:

m: Hệ số éu kiện lam việc.

9; BE rộng cạnh móng nhỏ nhất (giả định) (m),

ta dự kiến (m)

hh: Độ sâu chôn móng

7: Trọng lượng riêng trung bình của đất nằm trên đây móng (Tim?)

c: Lực dính đơn vị của đắt nằm dui đáy móng (Tim?)

‘9 Gốc nội ma sắt tiêu chuẩn.

A,B, D: Hệ số phụ thuộc vào góc nội ma sắt của lớp đất nằm dưới đáy mong.

“Tính Re theo TCXD 10304-2014 [6]

TÁN, + 7hN, +e, G19

Trong đó

z: Dung trọng tự nhiên của lớp đất

Ru: Cường độ chịu ti của đt nên

4: Đường kính mồng

c: Lực định của đắt nên,

hi: Chiều day ting đất yếu

NaN: Thông số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sắt rong cũ đất nén

2.2.24 Kiến tra cường độ chịu tải của cọc xi măng đất

Sức chịu tái của CXMB theo đất nền (TCXD 10304-2014) [6]:

Ø,=wŠ(zh(I-sng)tanø+c),- (2.16)

cc: Lực đính giữa cọc và đất nễn.

9: Góc ma sit trong giữa cọc và đất nền.

u: Chủ vi cặc

1z Chiều đãi cọc trong lớp đất th

z: Trọng lượng riêng của lớp dat thứ i.

Q4: Sức chịu tải mũi của cọc

6, (2.17)

Ap: Diện tích mũi cọc.

«qv: Sức chịu tải của đất nỀn đưới mỗi cọc

dp YĂN, +yhN, +eN, (2.18)

z: Trọng lượng riêng của lớp dat dưới mũi cọc

Sức chịu tải của CXMB theo vật liệu:

2.19)

Trong đó:

Re: Cường độ chị tải của cọc theo vật liệu.

te: Cường độ kháng cắt của cọc

cơn: Giá trị ứng suất ngang tác dung lên thành cọc (thí nghiệm nén ngang)

+, Kiểm tra cường độ chị ti của toàn khối móng được gia cổ

R= PAN, + 7hN, +N, 2.20)

Trong đó:

y: Dung trong tự nhiên của lớp đất (tương đương)

Re: Cường độ chịu tải của toàn khối móng gia

dd: Đường kính cọc.

e: Lye dinh của đắt nén (trong đương)

bh: Chi day ting đất yếu,

A,„ụ,„N,¿ Thông số sức chịu tai phụ thuộc vào góc ma sắt rong của đắt nén (tương

đương)

2.2.2.5 Độ lim của bản thân khối gia cổ

Độ lún S của bản thân khối ia cổ được tinh theo công thức

aH

+ 2.21)

“Trong đó:

4: Tải trọng công trình truyền lên khôi gia có (KN),

HH: Chiều sâu khối gia cổ (m)

By: Mô dun din hỗn tương đương của khối gia cổ (kN/nẺ

Độ lún S; được tinh theo nguyên lý cộng lún từng lớp Để thiên vé an toàn, tải trọng q

túc dung lên dy khối gia cố xem như không thay đổi suốt chiều cao của khối

22.3 Quan diém tính toin két hợp

2.2.3.1 Cách tính todn của viện kỳ thuật Châu á ALT

* Sức chịu ải của cọc don

Khả năng chịu tả của cọc xi ming dit được quyết định bởi sức khing cắt của đất styêu bao quanh (đất bị phá hoại) hay sức kháng cắt của vật liệu cọc xi măng đất (cọc xi

măng đất phá hoại) Loại phá hoại đầu phụ thuộc cả vào sức căn do ma sắt mặt ngoài

sp xi mang đất và sức chịu chân cọc xi ming dit, loại sau còn phụ thuộc vio sức

28

kháng cắt của vật liệu cọc xi ming dit Khả nãng chịu ti giới hạn của cọc xỉ ming ởđơn trong đất sét yêu khi đất phá hoại theo tải liệu của D.T Bergado, được tính theo

biểu thức sau:

Qe, ay ~(EẢH, +2,25a4°)C, (2.22)

Trong đó:

dc đường kính của cọc xi ming đấu

He chiều đãi cọc xi ming dit,

x độ bin cất không thoát nước trung bình của dit sét bao quanh, được xác định bing

thí nghiệm ngoài trời như thí nghiệm cắt cánh và xuyên côn.

Gia thiết là sức cân mặt ngoài bằng độ bản cất không thoát nước của đt sết Cy và sứcchịu chân ở chân cọc xi mang đất tương ứng là 9C., Sức chịu ở chân cọc xi mang đất

treo không đóng vảo ting nén chặt, thường thấp so với mặt ngoài Sức chịu ở chân cọc.

xi mang dit sẽ lớn khi cọc xi măng dit cắt qua ting ép lún vào đất cứng nằm dưới cósức chịu tải cao Phần lớn ti trong tác dụng sẽ truyền vào lớp dit ở dưới qua diy cọc

xi ming đất Tuy nhiên site iu @ chân cọc xi mang đất không thể vượt qua độ bin

nên của ban thân cọc xi mang đất

“Trong trường hợp cọc xi ming đất đã bị phí hoại trước thì các cọ xi ming dit đượcxem tương tự như một lớp đt sắt cứng nút nẻ Độ bln cắt của hỗn hợp sét ở dạng cụchay hợp thể đặc trưng cho giới hạn trên của độ bền Khi xác định bằng thí nghiệm

xuyên hay cắt cánh, giới hạn này vào khoảng từ 2-4 lin độ bên cắt đọc theo mặt liên kết khi xác định bởi thí nghiệm nén có nở hông.

Duong bao phá hoại của cọc xi ming đất trong đất dinh được thể hiện trên Error!

Reference source not found

Hình 26 Sơ đồ phá hoại của h gia cổ bằng cọc xi ming đất

Đường bao phố hoạ tương ứng trên Error! Reference source not found Khả ning

chịu tải giới hạn ngắn ngày do cọc xi mang đất bị phá hoại ở độ sâu z được tính từquan hệ

=A, 5C, #30.) (2.23)

Trong đó

C,„- lực dinh kết của vật lệu cọc xi mang đắt,

Ø,- áp lực ngang tổng cộng tác động lên cọc xi măng đất tại mặt cắt giới hạn.

Giả thiết góc ma sát trong của đắt là 30° Hệ số tương ứng hệ số áp lực bị động Ky khi

“?

Gia thiết là: ø, =ø, +5C,

Trong đó

.,- áp lực tang của ác lớp phủ bên trên:

,- độbn cắt không thoát nước của đt sết không ôn định bao quanh

Công thức này được đồng khi thiết kế có xét áp lự tổng của ác lớp phủ bên trên, vi

áp lực đất bị động thay đổi khi chuyển vị ngang lớn

Do hiện tượng rão, độ bén giới hạn lâu dài của cọc xi măng đất thấp hơn độ bén ngắn

hạn Độ bền rio của cọc xi măng đắt Ø„ , =(65 ~85%)Ø,, Giả thiết quan hệ

30

biển đạng- tả trong là tuyển tinh cho tới khi rão như Error! Reference source notfound Có thé ding quan hệ này để tính sự phân bổ tải trong Z, và mô dun ép cocủa vật liệu cọc xi ming đất tương ứng độ dốc của đường quan hệ Khi vượt quá độbin do, tải ở cọc xi măng đắt được coi là hằng sé

BIẾN DANG,

Hình 2.6 Quan hệ ứng suất- biến dạng vật liệu xi măng- đất

* Khả năng chịu tải giới han của nhóm cọc xi măng đất

1) BH HOw ki

1111171 Neve

Pk ko ofr cục g9 Hình 2.8 Phá hoại khối và phá hoại cắt cục bộ

31

Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc xi ming đắt phụ thuộc vào độ bền cắt của đất

chưa xử lý giữa các cọc xi măng đất và độ bền cắt của vật liệu cọc xỉ măng đắt Sự phá

hoại quyết định bởi khả năng chịu ta của khối với cọ xi mang đất

Trong trường hợp đầu, sức chống cắt doc theo mặt phi hoại cắt qua toàn bộ khối sẽquyết định khả năng chịu tải va kha năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc xi măng đắt

được tinh theo:

2, W(B+L)+(6+9)C,BL (224)

Trong dé: B, L và H- chiều rộng, chiều đãi và chiều cao của nhôm cọc xi măng đất Hệ

số 6 đùng cho móng chữ nhật khi chiều dài lớn hơn chiều rộng nhiều (tức là L>>B),

Con hệ số 9 dùng cho mồng vuông.

“Trong thiết kế ki nghị không dùng khả năng chịu tải giới han vì phải huy động site

kháng ải trong lớn nhất làm cho biến dang khá lớn, bằng 5-10% b rộng vũng chịu tảiKha năng chịu tải giới hạn, có xét đến phá hoại cục bộ ở ria khối cọc xi ming đắt, phụthuộc vào độ bền chống cit trung bình của đất dọc theo mặt phá hoại gần tròn như

trong Error! Reference source not found Độ bén chống cắt rung bình có th tính

như khi tinh ổn định mái dốc Khả năng chịu tải giới hạn có chú ý đến phá hoại cục bộ.

được tinh theo biểu thức:

2.25)

Trong dé:

by L-chitu rộng và chiều dai ving chiu ti cục bộc

Co độ bền cit trung bình đọc theo bề mặt phá hoại giả định Độ bền cắt trung bình

của vùng ổn định chia ảnh hướng cia điện tích tương đổi của cọc xi ming đất a (bx!)

và độ bin cắt của vật liệu cọc xi măng dit ĐỄ nghị không dùng hệ số an toàn là 2.5

khi tính toán thiết kể,

* Tính toán biến dang

Hình 2.7 Sơ đồ tính toán biển dạng.

Tổng độ lún của công trình xây dựng trên nén đất gia cổ bằng cọc xỉ mãng đt như trên

Error! Reference source not found Tổng độ lin lớn nhất lấy bằng tổng độ lún cục

bộ của toàn khối nn được gia cường (Ak) và độ lún cục bộ của ting đất nằm dưới

đây khối đất được gia cường phía trên ( AA, )

Tite là:Ai Ahi +Ah2 (226) Khi tinh toán Ah có thé xảy ra 2 trường hop:

+ Trường hợp A: Tai tong ngoài tác dung tương đối nhỏ và cọc xi măng dit chưa bị

Nếu độ lún đọc trục các trụ tương ứng với độ lún phần sét yếu xung quanh, thì sự phân.tải trong dọc trục cọc sẽ phụ thuộc vào mô dun lún của vật liu cọc và của đất đã gia

cường, được tính theo công thức sau:

“Trong đó: g- tải trong đơn vi, kG/em”;

‘a diện tích tương đối của cọc:

Mu và M.s - mô dun biển dạng của đất nền xung quanh và của vật liệu cọc

33

Tải trong phân bổ đều q (do công trình hay nền đất dip truyền xuống), một

phần truyền cho trụ qi, phần khác truyền cho đất q› Nếu trụ và đất xung quanh có

cùng chuyển vị tương đổi có thể diing quan hệ sau:

Độ lún cục bộc của khối đất sau khi được gia cường bằng cọc xi măng đắt là:

gt AM,„ +(1=a)M,

‘My độ lún cuỗi cùng của ting đất dưới mỗi cọc;

{8-1 số giữa tổng độ lún của khối đắt đã gia cường bằng cọc xi măng đất với tổng độ

lún của chính khối đất đó ở trạng thái tự nhiên:

My

—M.— 2.31 aM,.+0-aM, đạn

+ Trường hợp B: Tải trọng ngoài tác dụng lớn và cọc xi măng đất bị rao:

Như trường hop 1, tải q được phân r làm 2 phần g truyền cho cọc và qo try chođất xung quanh cọc, chúng được tinh toán như sau:

Qos

BL vag =(4=4) 2.32)

“Thành phần q dùng đề tính độ in cục bs, vith phn gp đăng để tính A9,