Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Độ tin cậy của giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm cho nhà máy xử lý khí Cà Mau

NGUYEN VĂN TUẦN

ĐỘ TIN CẬY CUA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN DAT YEU

BẰNG BÁC THÁM CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2015

NGUYÊN VĂN TUẦN

ĐỘ TIN CẬY CUA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN DAT YEU

BẰNG BÁC THÁM CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

LỜI CẢM ON

Day là bản thuyết mình luận văn thục sĩ của tôi với đỀ tải: “Độ tin cậy cia giải pháp xứ lý nền đất yếu bằng bắc thắm cho nhà máy xứ lý Khí Cà Mau” Là sản phẩm của tôi sau 2 năm học tập và nghiên cửu tai Khoa Công trình, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Tôi xin bảy tỏ lông biết ơn sâu sắc nhất tới hai thiy TS Phạm Quang Tú và GS.TS Trịnh Minh Thụ là người định hướng, hướng dẫn và chỉ bảo tận tinh tôi trong suốt thời gian làm luận văn Hai thay không chỉ hướng dẫn

tôi hoàn thành luận văn ma còn cho tôi tiếp cận với lĩnh vực khoa học mới mà trước.

đây tôi chưa có cơ hộ tgp cận Các thầy là tắm gương sing của tôi vỀ niềm say mé nghiên cứu khoa học, tinh thần trách nhiệm, tân tuy, quan tâm tối mọi người,

“Tôi chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu, các cán bộ Phòng Đại học và SauĐại học, Khoatông trình Trường Đại học Thủy lợi đã tạo điều kiện thuận lợi cho

tôi trong suốt thời gian học tập và nghiê cứu tai Trường,

“Tôi chân thành cảm ơn tới các thay cô giảng day lớp Cao học 22DKT-11 đã

truyền dạy kiến thức cho chúng tôi trong quá trình học tập.

"Nhân đây tôi cũng bay tõ sự cảm ơn chân thành tới Bạn giám hiệu TrườngĐại học Công nghiệp Quảng Ninh, các bạn đồng nghiệp nơi ti công tác đã động,viên, tạo điều kiện cho tôi học tập, nghiên cứu Dae biệt cảm ơn sâu sắc tới gia đìnhcủa tối đã luôn luôn động viên tính thần, tạo mọi điều kiện thuậ lợi cho ôi bướcvào con đường học vn,

ắc Ninh, tháng 11 năm 2015

‘Tac gid luận văn

Nguyễn Văn Tuấn

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự aHạnh phúc.

BAN CAM KET

Kính gửi: — - BanGiám hiệu Trường Đại học Thủylợi;

~ Phòng Đảo tạo ĐH và Sau DH ~ Trường Đại học Thủy lợi

“Tên tôi là: Nguyễn Văn Tuần

Học viên cao học lớp: 22ÐKT

“Chuyên ngành: Dia kỹ thuật xây đụngMã học viên: 1481580204005

Theo Quyết định số 1321/QD-DHTL ngày 10/8/2015 của Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi, về việc giao đề tài luận văn và người hướng dẫn cho học viên cao học đợt 3 năm 2015 và Quyết định số 2248/QD-DHTL ngày 16/11/2015 của Hiệu trường Trường Đại học Thủy lợi, v8 việc vai trở người hưởng dẫn cho học viên cao học Nguyễn Văn Tuần, tôi đã được nhận đề tải "Độ tin cậy của giải pháp

“Tôi xin cam đoan luận văn là kết quả nghiễn cứu của tôi, không sao chép củaai Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tải liệu, thông tin được đăng tải

trên các ti liệu va các trang website theo danh myetham khảo của luận văn.

"ắc Ninh, thẳng 11 năm 2015

‘Tac gid luận van

Nguyễn Văn Tuấn

MỤC LỤC

1 Tính cấp thiết cũn đề tài

2 Mục dich của để tài

3 Nội dung nghiên cứu

4 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu e-eeeeeeeeeeeeeeeeo 6 Cu trúc của luận văn

CHƯƠNG 1: TONG QUAN V ÁN DE NGHIÊN CUU 1.1 Tổng quan về nền đất yến,

LL Khái nig về đắt yéu và cfc tính chat của đắt yêu 1.1.2 Các loại dat yéu thường gặp

1.1.3 Những vẫn dé kỹ thuật khi xây dựng công trình trên đắt vế

1.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu phổ biến -s+” 1.2.1 Giải pháp thay thé nề

1.2.1.1 Nội dung phương phip.1.2.1.2 Pham vi dp dung.

1.2.2, Nhém giải pháp cơ học

1.3.2.1 Làm chặt đất trên mặt bằng dim rơi

1.2.2.2 Làm chặt đất trên mặt bằng phương pháp dam lăn 10

1.2.2.3 Lam chặt đất trên mat bằng phương pháp đẳm rung „"1.2.3 Nhôm giả pháp héa học

1.2.3.1 Gia cổ nền bằng phương pháp trộn vôi R 1.2.3.2 Gia cổ nền bằng phương pháp trộn xi mang (cọc đất -xi ming) R 1.2.3.3 Phương pháp gia cổ nén bằng phương pháp phụt vita xi mang 4 1.24, Nhóm các phương pháp vật lý gia cố nền dắt yéu

1.2.5 Nhôm giải pháp thấy lực học

1.2.51 Phương pháp gi cổ bằng giếng cát 15 1.25.2 Phương pháp gia cổ bằng bắc thắm (PVD) 16

1.2.5.3 Phương pháp bắc thắm kết hợp hú chân không 18 1.3 Tổng quan phương pháp tính toán

bằng bắc thấm kết hợp hút chân khôn;

kế dùng trong xử lý nén

13.1 Tinh toán thit kế xứ ý ồn bằng bắc thắm theo phương pháp truyền thẳng

(phương pháp tắt định).

1.3.2, Phương pháp tính toán thiết kế ngẫu nhiên

14 Giới thiệu một số công cụ trong tính toán thiết kế ngẫu nhiên.

CHƯƠNG 2: LÝ THUYET ĐỘ TIN CẢI 2 Lý thuyết xác suất thống kê

2.1.1 Các khái niệm cơ bản về xác suất

2.1.1.1 Định nghĩa xác suất theo tần suất 25 2.1.1.2 Xác suất có điểu kiện 25 2.1.1.3 Công thite xác suất đây đủ và công thức Bayes 25 2.1.1.4 Các tính chất của xác suất 26 2.1.2 Các đại lượng ngẫu nhiên và hàm phân phối của m

2.1.2.1 Biến ngẫu nhiên 27

2.1.2.2 Hàm mật độ xác suất và hàm phân phối ticly của biấn ngẫu nhiên 27 2.1.23, Các đặc trưng của bid ngẫu nhiền 2 2.1.24 Him phân phối a

2.1.3 Kiểm định Chi bình phương (Chi-square test).

3.1.3.1 Khái niệm độc lập (independence).

2.1.3.2 Tim hàm phân phải phù hợp nhất của tập dit liệu dựa vào Kiểm định Chi

Bình phương 34

2.2, Phân tích rãi ro và phân tich tối vu.

2.2.1 Định nghĩa phân tích rũi ro và phân tích tối wu.

2.2.1.1 Định nghĩa phân tích rủi ro 36

2.2.1.2 Binh ngha phân tích tu 36

2.2.2, Cúc bước trong phân ích rl ro và phân tích 11 ưu 2.2.3 Các loại bắt định trong dia kỹ thuật

2.24 Khái niệm và phân loại hệ thống

2.24.1 Khải niệm hệ thẳng 402.2.4.2 Phân loại hệ thẳng,

2.25 Cây sự cổ (Fault tee).

2.2.6, Ham tin cậy và các cấp độ tính toán

2.2.6.1 Him tin cây

2.2.6.2 Các cấp độ tỉnh toắn 4 2.3 Két luận Chương 2

CHƯƠNG 3: ĐỘ TIN CẬY CUA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN DAT YÊU BANG

BAC THÁM KET HỢP HUT CHAN KHONG CHO NHÀ MAY XỬ LÝ KHÍ

CÀ MAU 48 3,1 Giới thiệu về dự án nhà máy xử lý khí Cà Mau Š

4.11 Giới thiệu chung.

2 Điều liện dja chất khu vực xây dựng dự á

4.1.3 Pham vỉ xử lý nén bằng bắc thẫm kết hợp hút chân không

4d. 1 cau độ cổ kết cho pháp và tiền độ thi cing.

3.2 Cơ sử lý thuyết của hai bài toán co bản trong xử lý nền đất yếu bằng bắc thắm kết hợp hit chân không,

3.2.1 Độ lún ẩn định

2.1, Độ cổ kết theo phương đứng Uy, 53 2 Độ cổ, dt theo phương ngang Uy 53 4.2.3 Độ lán cỗ két theo thời gi

4 4, Độ lún cịn lại sau thời giam t

3.3 Tính tốn thiết kế xử lý nền đắt yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân khơng theo phương pháp truyền thống (TCVN 9385-2013)

4.3.1, Các thơng số đầu vào theo phương pháp trayằu thẳng Số 4.3.1.1 Các thơng số cao đội % 3.3.1.2 Địa ting và cúc chỉ tiêu cơ lý của đẫt nền 56

33.1.3 Tải trong tính tốn kh xử ý nd %63.3.14 Phạm vi ảnh hướng hin s8

3.3.1.5 Các thơng số của bắc thắm và cúc thơng số thốt nước 38 4.3.2, Tĩnh độ lần sau thời gian xứ lý theo phương pháp truyền thắn,

3.3.2.1 Độ lin giai đoạn thi cơng cắm bắc thắm, 61

3.3.2.2 Độ hin sau giai đoạn hút chân khơng.

4.3.3, Lựa chon khoảng cách giữa tim các bắc thắm theo tiêu chuẩn.

3.1 Tĩnh độ lần ổn định với tải trong khai thác

3.3.3.2 Độ cổ kết của nên với tải trang khai thúc sau thời gian xử LỆ v lựa chọn 1Hộng cách bắc thém 64 4.34, Thồi giam xử lý nén theo phương pháp truyền thắng

4.3.5, Rế luận tính tốn thiết kế xứ ý nền đắt u bằng bắc thắm kết hợp hit chân khơng theo phương pháp truyền thing (TCVN 9355-2013)

4.3.6 Us diém và nhược diém của phương pháp thiết ké tt dink.

3.3.6.1 Un điểm của phương pháp thiết kẻ tắt định 66 4.3.62 Nhuge điễn của phương pháp thiết Kế ắt định 66 3.4 Độ tin cậy của gl pháp xử lý nền đắt yếu bằng bắc thấm kết hợp hút chân khơng tại nhà máy xữ lý khí tốn thiết kế ngẫu

nhiên)

3.4.1 Phân tích các số liệu đầu vào theo phương pháp ngẫu nhiên.

34.11 Địa ting và các chỉ tiêu cơ lý của dt nén 67

34.1.2 Tải trong tính tn khi xử lý ồn n3.4.1.3, Phạm vi ảnh hưởng lim 234.1.4 Cúc thông sốcủa Bắc thắm và các thông số thoát nước theo phương phúp

ngẫu nhiên 2 4.4.2 Tinh độ lin sau thời gian xi lý theo phương pháp ngẫu nhiên.

3.4.2.1 Độ lin giai đoạn thi công cắm bắc thắm, 74

3.4.2.2 Độ hin sau giai đoạn hút chân không 7

4.4.3, Tinh độ cổ kễt của nên sau thời gian xử lý theo phương pháp ngẫu nhiên?8

34.3.1 Quan hệ giữn độ cổ kết và thời gian xứ lí 783.4.3.2 Xúc suất độ cổ Kế trung bình 90% Z8

3.4.3.3 Tinh thời gian xử |ÿ theo phương pháp ngẫu nhiên s0 4.44, Phân tích ải ro và phân tích tối aru “

43.4.5 Kế luận tinh toán thiế kế xử ý nm đắt ybu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không theo phương pháp ngẫu nhiên se —. 3.4.6 Un điền và nhược điền của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên “ 34.6.1 LÍ điễn của phương pháp thiết ngẫu nhiên 98 3.4.6.2 Nhược diém của phương pháp thiết kế ngẫu nhiên 99 3.5 So sinh giữa phương pháp tính tit định (êu chuẩn) và phương pháp tính toán ngẫu nhiên -.scssteereretrtrrsrrrrrrrrrrrrrrrrrsoo.D9) 4.5.1 Luca chọn khoảng cách bắc thắm, tính toán độ cổ kết và độ lần dự báo 99 3.5.2 Thời gian cần xử lý — LOO

3 Hướng nghiên cứu tiếp theo e«es«eseeeeeeeeeeeeeeeeeeee.TU7'

TÀI LIỆU THAM KHẢO -108

DANH MỤC CAC BANG BIÊU

Bảng 2.1: Bảng phân phối xác suất của biển ngẫu nhiên rời rae 29 Bảng 22: Kiểm định Chỉ bình phương của phân phối chun và phân phối Logarit,(4) 35

Bảng 3.1: Tổng hợp thông số kỹ thuật của các hang mục thuộc nhà may 48

Bang 3.2: Yêu cẩu kỹ thuật của công tác xử lý nền - cesses SL Bảng 3.3: Bảng tổng hop chỉ iêu co lý các lớp đất tính toán theo TCVN 9355-2013

Bảng 3.4: Bảng tổng hop chi tiêu cơ lý các lớp đất inh toán theo TCVN 9355-2013

Bảng 35: Bảng tổng hop ti trong tinh toán giai đoạn thi cdg bắc thm 58

Bảng 3.6: Bảng tổng hợp ải trong tính toán giai đoạn gia tải chân không, 38

Bảng 37: Các thông số bắc thẳm, sD Bảng 3.8: Các thông số thoát nước theo phương pháp truyền thống 60 Bảng 39: Độ lún của nén sau 30 ngày thi công bắc thắm theo phương pháp truyền

thông 61

Bảng 3.10: Độ lún của nén sau 150 ngày th công bắc thẩm và hút chân không theo phương pháp trayén thống sos ss so

Bảng 3.11: Bảng tổng hop tải trong tinh toán giai đoạn khái thấc 63

Bang 3.12: Độ lún dn định của nền với tải trọng khai thác nàn 63,

Bang 3.13: Độ cổ kết của nén dưới ti trong khai thác sa thời gian xử lý 64 Bảng 3.14: Thời gian xử lý nền và độ cổ kết theo phương pháp truyền théng 65 Bảng 3.15: Kết luận kết quả tính toán theo phương pháp tryỄn thịống 66

Bảng 3.16: Bang tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất nền trong tinh toán theo phươngpháp ngẫu nhiên " — — "_-Bảng 3.17: Các thông s thoát nước theo phương pháp ngẫu nhiên 13

Bảng 3.18: Độ lún cia nền sau 30 ngày thi công bắc thắm theo phương pháp ngẫu

nhiên 74

Bảng 3.19: Độ lún của nền sau 150 ngày thi công bắc thắm và hút chân không theo phương pháp ngẫu nhiên 15Bảng 3.24: Bảng tổng hợp kết quả tính toán chi phí với các độ lún dự báo 94

Bảng 3.25: Bing so sánh khoảng cách bắc thắm, độ cổ kết, độ lớn dự báo theo phương pháp tỉnh toán tt định và ngẫu nhiên 99 Bang 3.26: Bảng so sánh thời gian xử lý theo phương pháp truyền thống và ngẫu

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 0.1: Cấu trúc Luận văn

Hình L1

Hình L2: Làm chặt đất trên mặt bằng dim rơi

Hình 1.3: Làm chặt đắt trên mat bằng phương pháp dm tan Hình 1.4: Làm chặt dat bằng phương pháp dim rung.

Hình 1.5: Công nghệ thi công cọc

Hình 1.6: Dây truyền công nghệ thi công trụ dat-xi măng đơn pha Hình L7: Giống cát gia cổ nén đất yếu

Hình 1.8: Thi công cắm bắc thấm.

Hình 1.9: Sơ đồ nguyên lý phương pháp MCV Hình 2.1: Biểu đồ Venn của hệ xác suất đầy đủ

Hình 2.2: Hàm mật độ xác suất én ngẫu nhiên X Hình 2.3: Him phân phối tích lũy của biến ngẫu nhiên X

Hình 2.4: Các hàm mật độ xác suất với các giá trị, ơ khác nhau.

Hình 2.5: Các hàm phân phối tích lũy với các giá trị u, ø khác nhau Hình 2.6: Các bước trong quân lý rủi ro và phần tích tối ưu

Hình 2.7: Lựa chọn khoảng cách bắc thấm tối ưu

Hình 2.8: Các loại bắt định trong địa kỹ thuật, theo Van Gelder [3]

Hình 2.9: Hệ thống các bóng đèn mic nỗi tiếp và song song Hình 2,10: Các cây sự cổ với hệ thống nỗitếp và song song

Hình 2.11: Ham trang thái giới hạn trong mặt phẳng R-L.Hình 3.1: Mặt cắt địa chất điễn hình tong khu vực, [8]

Hình 3.2: Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của đắt nén theo độ sâu, (8) Hình 3.3: Phân phối của khối lượng th tích ướt Vùng

Hình 34: Phân phối của hệ số ring tự nhiên ep Vùng 1

xi măng theo phương pháp MG.

Hình 3.5: Phân phối của hệ số cổ kết theo phương đứng C, Vùng L

Hình 3.6: Phân phối của áp lục tên cổ kế p, Vong 1

Hình 37: Phân phối của ti số A= CVC,

Hình 3.8: Phân phối của khối lượng thể tich ướt Vùng 2

Hình 3.9: Phân phối của hệ số rỗng tự nhiên ey Vùng 2Hình 3.10: Phân phối của ti số kik,

Hình 3.16: Độ o6 kết rung bình với thời gian xử lý khác nhau Hình 3.17: Xác suất ích lũy của độ cổ kết trung bình

Hình 321: Bigu đồ tn số của thời gian xử lý với d=1,3m Hình 3.22: Biểu đồ tin số của thời gian xử lý với d=1,ám.

Hình 3.23: Ca sự cố thời gian xử lý vượt quá thời gian dự báo.

Hình 3.24: Cây sự có độ lún sau thời gian xử lý vượt quá độ lún dự báo. Hình 3.25: Quan hệ giữa khoảng cách bắc thắm và ác chỉ phí

Hình 3.26: Quan hệ giữa độ lún dự báo và chỉ phí (tường hợp giá cát mua thêm.

bằng 15 lẫn cát bơm hút ban đầu) 95

Hình 3.27: Quan hệ giữa độ lún dự báo và chi phi (tường hợp giá cát mua thêm.

bằng 2,0 lần cát bơm hút ban đầu) %

Hình 3.28: Quan hệ giữa độ lún dự báo và chỉ phí đrường hợp giá cất mua thêm

bằng 25 lần cát bơm hút ban đầu) 7

Hình 3.29: Quan hệ giữa độ lún dự báo và chỉ phi (trường hợp giá cát mua thêm.bằng 3,0 lẫn cất bơm hút ban đầu), 9

Hình 3.30: Ảnh hưởng bệ số biển đổi của hệ số cổ kết C, tới thời gian xử lý 102

MỞ ĐÀU 1 Tính cấp thiết của đề tài

“Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hỏa nước ta hiện nay, hàng loạt

các công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi được xây dựng Nhiều.

công trình không có khả năng lựa chọn lĩnh hoạt địa điểm xây dụng các công trinh

bắt buộc phải xây dựng trên nền đất yếu Khi xây dựng công trình trên nền đất yếu.

thì bằng loạt các vẫn để phát sinh như: độ kin lớn và kẻo i, chênh lệch lớn lớn quá

giới hạn cho phép, mắt én định Do vay, trước khi xây dựng bắt buộc phải cải tạo, gia cổ nên đất yéu (gọi chung là xử lý nền đắt yếu) Hiện nay, có nhiều phương. pháp nh: thay thể nên, làm chặt đắt bằng cơ học, trộn các chất kết dinh vào trong it, cọc cát, giếng cát, bắc thắm, hút chân không, Trong số các phương pháp thi phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không la phương pháp có nhiều ưu điểm như: thời gian thi công nhanh do thời gian gia tai ngắn; giảm khối lượng cát đáng kể do không cin cát chất ải, giảm chỉ phi cho thi công dip và

dỡ tải, tiết kiệm tài nguyên và thân thiện với môi tường; hiệu qua xử lý nén cao,

kiểm soát chất lượng thi công tốt; đã được áp dụng khá nhiễu trong các dự án; giá

thành wu việt đặc bit là khi điện tích xử lý rộng.

Việc tính toán xử lý nền bằng bắc thắm thoát nước kết hợp gia tải và hút

chân không được áp dụng theo [1] (phương pháp tắt định) Theo phương pháp này

được xem là hằng các giá trị thiết kế của tải trọng, các thông số đất nén, bắc tỉ

thống ké (theo trạng thi

giới han Iva ID Thực tế, cúc thong số đầu vào có thể biến d6i ngẫu nhiên, chẳng hạn như các chỉ tiêu cơ lý của đất nền Do vậy, ma thiết kế theo phương pháp tit ảnh có thể dẫn đến việc dự bảo độ lún cuối cũng, thời gian cổ kết sai ch Ri ro trong việc chậm tiến độ, lún dư kéo dài và nhiều hơn dự báo có thé làm ảnh hưởng đến hiệu quả, ign độ của dự án và gây thiệt hại lớn về kinh tổ Theo đồ, việc tìm ra được phương pháp tính toán thiết kế khắc phục được những nhược điểm của

phương pháp truyền thống hết sức cần thiết, cổ ý nghĩa thực tiễn và ý nghĩa khoa

Phương pháp tỉnh toán thiết kể ngẫu nhiên (hay theo lý thuyết xác suất thông kê hoặc bắt định) là phương pháp tính toán thiết kế dựa trên sự biển thiên của các

tham số vào (ải trọng và sức Kháng), từ đồ tim ra được xác suất xây ra hiện

tượng, Đây là phương pháp thiết kế theo xu hướng hiện đại và được nhiều nước tiên

Anh, Na Uy, , [17]-Theo phương pháp,

này, cic thông số đầu vio được mô phông bằng quy luật phân phối cia chúng và tiến trên thé giới áp dụng (Hà Lan, Dứ

các biển đầu ra cũng có quy luật biển đổi nhất định Ngoải ra, tính toán rủi ro dựa trên các hàm tin cậy có thể được thiết lập cho từng phương dn thiết kể, Trên cơ sử £46 người thiết kế sẽ lựa chọn được phương án thiết kế tối ưu.

Từ những ưu điểm của phương pháp tính toán thiết kể ngẫu nhiên, tá giả đã lựa chọn đề tài nghiên cứu: “Độ tin cậy của giải pháp xử lý nền đắt ybu bằng bắc thẩm cho nhà máy xử lý khí Cà Mau” đề so sánh với giải pháp thiết kế truyền thống và các rủi ro có thể gặp phải.

2 Mục đích của đề tài

Mục đích nghiên cứu này là tính toán thiết kế bắc thắm theo tiêu chuẩn hiện hanh (phương pháp truyền thống) và theo lý thuyết độ tin cây (phương pháp ngẫu nhiên), từ đó chỉ ra được những ưu điểm vượt tội của phương pháp ngẫu nhiên so với phương pháp truyền thống như: xác định được các rủi ro của từng phương án thiết kế, lựa chọn được phương án thiết kể tối ưu,

3 Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của đề ải là

“Tỉnh toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng bắc thấm theo các tiêu chuẳn hiện

bảnh, wu nhược điểm của phương pháp;

- Sử dụng lý thuyết độ tin cậy và các phẫn mềm ứng dụng hiện có để tỉnh

toán, phân tích lựa chọn khoảng cách bắc thẩm tối ưu, dự báo độ lún tối ưu cho

công tác xử lý nên tại Dự án nhà máy xử lý khi Cả Mau,

4, Đối tượng và phạm vi nghiên cứu.

- Đối tượng nghiên cứu của đề tải: Lý thuyết tính toán trong thiết kế xử lý

nên đất yêu bằng bắc thắm theo tiêu chuẩn hiện hành và theo lý thuyết độ tin cây:

- Phạm vi nghiên cứu: Luận văn chỉ di nghiên cứu phương pháp tinh toán

trong thiết kế xử lý nền đất yếu cho nhà máy xử lý khí Cả Mau mà không đi vào

công tác thi công.

5 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu.

= Phương pháp khảo sát, thu thập số liệu thực tế của dự án nhà máy xử lý khí

Cà Mau

~ Kế thừa các nghiên cứu trong và ngoài nước về ứng dụng của lý thuyết đội

tin cậy:

- Phương pháp mô hình toán, xác suất, thống ké, tối ưu để phân tích độ tin

cây của giải pháp xử lý nẻn bằng bắc thắm 6 CẤu trúc của luận văn

Luận văn được tổ chức thành: Phần mở đầu, 3 chương, phần Kết luận và kiến

nghị, các phần này được sơ họa qua Hình 01

Chương 1: Tông quan về van đề nghiên cứu Mục 1.1: tổng quan về nền đất yếu Mục 1.2: Cúc phương pháp xử lý nền đất yếu phổ biển, Mục 1.3: Tổng quan phương pháp tính toán thiết kế dùng trong xử lý nền dat yếu bằng bắc thấm kết hợp hút chân không Mục 1.4: Một số công cụ trong tính toán thiết kế ngẫu nhiên Mục

1.5: Kết luận Chương 1

Chương 2: Lý thuyết độ tin cậy Mục 2.1: Lý thuyết về xác suất thống kế Mục 2.2: Phân tích rủi ro và phân tích tối ưu Mục 2.3: Kết luận Chương 2

“Chương 3: Độ tin cậy của giải pháp xử lý nền đắt yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không cho nhà máy xử lý khí Cả Mau, Mục 3.1: Giới thiệu về nha máy xử lý khí Cả Mau Mục 3.2: Cơ sở lý thuyết của hai bài toán cơ bản trong xử lý nên đất yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không Mục 3.3: Tinh toán thiết kế xử lý nền

đất yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không theo phương pháp truyền thông Mye 3.4: Độ tin cậy của giải pháp xử lý nén đắt yêu bing bắc thẩm kết hợp hút chân

không tai nha máy xử lý khí Cả Mau Mục 3.5: So sánh giữa phương pháp tinh toán

tắt định và phương pháp tính toán ngẫu nhiên Mục 3.6: Kết luận Chương 3

soe D0 tn ty ea gi pháp xs nên đắt êu ing be enim kếhợp ht chin không cho nhà máy xr khí Ca Man

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE VAN DE NGHIÊN CỨU “Chương này, tác giá trình bày tổng quan vé vẫn đỀ nghiên cổu Mục 1.1 là tổng quan về nền đất yếu, Mục 1.2 là các phương pháp xử lý nền đắt yêu phổ biển Mục 1.3 là tổng quan phương pháp tinh toán thiết kế ding trong xử lý nên đất yếu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không Mục 1.4 là một số công cụ trong tính toán thiết kế ngẫu nhiên Mục 1.5 là kết luận Chương 1

1.1 Tổng quan về nền đất yếu

1.L1 Khái niệm về đất yếu và các tính chất của đất yếu

Có nhiều quan niệm khác nhau về đất yếu, nhìn từ góc độ xây dựng, nếu sức chịu ải của nên đất không đáp ứng được yêu cầu của ải trong, phải xử lý mối cỏ thể thi công và vận hành công tình bình thường thì gi là đắt yếu.

‘Theo tiêu chuẩn 22TCN 26;000, [3] va tiêu chuẩn TCVN 9355-2013, [1]

đất yếu là đất ở trạng thải tự nhiên, độ âm của đất gin bing hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét: e>1,5; đắt pha sét: e>1), lực dinh C theo thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước nhỏ hơn 0,15 daN/em (tương đương kGlem*), góc nội ma sát @<10), hoặc lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường Cu<0,35 daN/emẺ, cô sức chống mỗi xuyên theo kết quả xuyên tinh q, <0,LMPa, có chỉ số

xuyên tiêu chuẩn SPT là N <5

“Theo quan điểm xây dựng của một số nước, [7] đắt yếu được xác định theo tiêu chuẩn về sức kháng cắt không thoát nước S„vả hệ số xuyên tiêu chuẩn N như.

- Đắt rất yếu: 8, 512,5 kPa hoặc N <2;

- Đất yếu: S, <25 kPa hoặc N <4.

Nhìn chung các loại đất yêu thường có những đặc điểm sau:

it sét có lẫn hữu cơ hoặc nhiễu hoặc ít;

- Hàm lượng nước cao và trọng lượng đơn vị thể tích nhỏ:

~ Tính thắm nước rt nhỏ;

- Cường độ chẳng cắt nhỏ va tính nén lún cao.

`Với những đặc tinh nêu trên, nếu không có các biện pháp xử lý phủ hợp thì

việc xây dựng công trình trên đất yếu sẽ rất khó khăn hoặc không thể đảm bảo an

toàn công trình.

1.1.2 Các loại đắt yếu thường gặp

“Theo [6], một số loại đất yêu thường gặp như:

~ Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc pha sét, ở trạng thái bão hỏa nước,

có cường độ thấp;

- Đất bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hat rit

min Ở trang thái bão hòa nước, hệ số rỗng rit lớn, rất yếu về mặt chịu lực;

- Đất than bùa: La loại đất yéu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết

‘qua phân hủy các chất hữu cơ có ở các dim lầy (him lượng hữu cơ tir 20 ~

- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cầu hạt rời rac, có thé bị nén chặt hoặc, pha loãng ding ké, Loại đắt này khi chịu ti trọng động thì chuyển sang trang

thái chay gọi là cát chảy:

~ Dit bazan: Là loại đất yếu có độ rỗng lớn, khối lượng riêng khô bé, khả năng thắm nước cao, dễ bị lin sụt

1.1.3 Những vấn đề kỹ thuật khi xây dựng công trình trên đất yéu

Chỉ phí xử lý nền móng khi xây dựng công trình trên nên đất yêu thường

chiếm một tỷ trong lớn trong toàn bộ giá thành xây dựng công nh.

Bài toán cin đặt ra để giải quyết khi xây dựng công trình trên nền đắt yêu là

- Độ lần cuối cũng và chênh lệch kin: Độ lún cuối cảng cổ giá tị lớn và kéo

cài, nhưng chênh lệch lún giữa các bộ phận của kết cầu mới là vin đề quan trọng

Nhĩtrường hợp do cỉ iu, gây nút, vỡ lệch lún đĩ lâm phá hủy kết

- Ôn định tổng thể: Do cường độ đất nền không đủ khả năng chị tải din đến

phá hoại Bài toán phải giải quyết là tính toán tính sức chịu tải của mồng, én định.

của nền dip, én dinh của mái đốc, áp lực đắt lên tường chin, sức chịu tải ngang của

- Bên cach đó, số liệu đầu vào phục vụ thiết kể xử lý đất you là hết sức quan trong, bao gồn: phương pháp khảo sit, phương pháp thí nghiệm và thiết bị thí

nghiệm, lựa chọn thônghình tính,

vào ứng với các trang thai lâm việc, lựa chọn mô.

1.2 Các phương pháp xử lý nền đất yếu phổ biến.

* Mục đích của xử lý nền:

- Lam tăng sức chịu tải của nền đất

- Cải thiện một số tinh chất cơ lý của nén đất yêu như: Giảm hệ số rổng,

giảm tính nén lún, tăng độ chat, tang tri số mô dun biển dạng, tăng cường độ chống,

cất của dit.

i với công trình thủy lợi, iệc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thắm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đắt dip

Bắt ky biện pháp xử lý nào néu làm tăng được cường độ liên kết giữa các hat đất va làm tăng được độ chặt của đắt nên thì đều thoả mãn được ba mục dich tr

Hiện nay có rit nhiễu phương xử lý nền đắt yếu, tuy nhiên tác giả chỉ đề cập

tới một số phương pháp được áp dụng phổ biến Nhìn chung có thể xếp các phương.

pháp xử lý nền đất yêu vào một số nhóm phương pháp sau (dựa theo nguyên l9) (6] 1.2.1 Giải pháp thay thé nền

1.2.1.1 Nội dung phương pháp

"Để tận dụng khả năng các lớp dưới của đắt nền, người ta thường đảo bỏ lớp,

L đá có cường độ ching cắt

đất yếu ở phía trên giáp với móng và thay thể bằng di lớn hơn, dé thi công và là vặt liệu địa phương,

Các loại vật liệu thay thể:

- Vậtliệu thay thể là các Thuận lợi cho thi công bằng bơm các thời gian cỗ

kết rút ngắn;

- Vật liệu thay thể là đắc đá: Phương pháp thay thé bằng đắt dt, đã sẽ ánh t hơn nếu tận dụng được vật liệu địa phương.

1.2.1.2 Phạm vi áp dung

- Phương pháp thay thể đất thường được sử dung cho những trường hợp lớp

it thay thé nằm trên mực nước ngắm Khi đưới mực nước ngầm phải sử dụng vật

liệu rồi hoặc đác

- Khi thời hạn đưa công trình vào sử dung là rất ngắn thì đây là một giải pháp

tốt để tăng nhanh quá trình cổ kết;

se cải thị

~ Khi các đặc trưng cơ học của đắt yến nhỏ mà n nó bằng cách cổ

kết sẽ không có hiệu quả để đạt được chiều cao thiết kế của nén đắp;

- Bề đây lớp đất yêu từ 3m trở xuống (rường hợp này thường đào toàn bộ

dit yêu dé đáy nên đường tiếp xúc hắn với ting đất không yếu);

- Dit yếu là than bin hoặc loại sét, á sót déo mềm, déo chảy Trường hợp

này, néu chiều dày đất yếu vượt quá 4-5m thi có thé đào một phần sao cho đất yeu còn lại có b& đây nhiều nhất chỉ bằng 1/2 + 1/3 chiều cao đắp (kê cả phần dp chim trong đắt yếu) Trường hợp đất yếu có bề dây dưới 3 m và có cường độ quá thấp dio ra không kịp dip như than bùn, bùn sét (độ sệt B >1) hoặc bùn cát min thi có thể áp dụng giải pháp bo đá chim đến đáy lớp đất yếu hoặc bô đá kết hợp với đắp quá tải để nền tự lún đến day lớp đắt yêu;

- Tận dung kha năng phân cách của vai địa kỹ thuật có thé lot một lớp vaivào hỗ dio để vừa ngăn chặn được hiện tượng lún chim đồng thời vải còn có tác

dạng phân bồ lạ tải trọng của công trình phía trên xuống

1.2.2, Nhóm giải pháp cơ học

'Nguyên tắc cơ bản của nhóm giải pháp cơ học là sử dụng tác động cơ học

(ảnh, động) làm giảm hệ số ring của đắt nền Dựa vào vị trí của đất được làm chặt lại chia ra các phương pháp làm chặt đất trên mặt và các phương pháp lim chặt đất dưới sâu Sau đây tác gid chỉ nêu một s6 phương pháp làm chặt đắt trên mặt

1.2.2.1 Lam chặt đất trên mặt bằng dém rơi

4) Nội dung phương pháp

Dùng dim là vật nặng rơi làm chặt đất, vật làm dim thường làm bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gang, với khối lượng từ 2 đến 4 tấn, cho rơi từ độ cao 4 đến

5 mét.

5) Phạm vi dp dung

Phương pháp được sử dụng rộng rai khi xây dựng công trinh trên nên đắp mới Chiều day nén chặt của đất phụ thuộc vào đường kính, khối lượng và chiều cao tơi của vật dim cũng như tính chất của đất Đạt hiệu quả kinh tế đối với cát có lẫn ct hạt bụi vã dt hạt bùn,Thông thường, độ chặt của đất tăng lên ở những lớp đt

phía trên và giảm đi ở những lớp đắt phía dưới

1.2.2.2 Làm chặt đất trên mặt bằng phương pháp đầm lăn

4) Nội dung phương pháp

Dùng dim lăn, xe lu để làm chat dat, Phương pháp này thường được sử dụng. khi làm đường giao thông Tuy thuộc vào trọng lượng xe lu va số lẫn dim ma chiều sâu lâm chat đất có thé đạt (0,5+0,6)m Khi dùng dim lin có mặt nhẫn, do chiều dây lớp đất được đầm nhỏ nên hiệu suất dim thường thấp, chất lượng đầm không đều.

Hình 1.3: Làm chặt đắt trên mặt bằng phương pháp đầm lăn

+b) Phạm vi áp dung

Phương pháp được sử dung rộng rãi khi xây đựng công trình trên nên di mới, tận dụng được toàn bộ đắt nén thiên nhiên Đồi với các công trình dip bằng đất

có quy mô lớn ding đầm lan mặt nhẫn là không hiệu quả Đổi với các lại đất dang cụ thì ding dim lăn chân đề mang lại hiệu quả cao hơn, chất lượng dim đều hơn và tạo ra mật nhấp lign kết tốt git các lớp đất dim với nhau Hiện nay, người ta còn dùng dim lăn bánh hơi dé đầm chặt cả dat dính và dat rời Mức độ dam chặt phụ thuộc vào số lượt đầm, chiều diy lớp đất đầm, áp suất bảnh xe, ti trong đặt trên xe, tốc độ di chuyển của xe cũng như độ ẩm và cầu tạo của đắc Muỗn đất được dim chặt như nhau ở mọi nơi thì yêu cầu tai trọng đầm phải phân bố đều lên các

bánh xe, không phụ thuộc vào độ gồ ghé của mặt đất và sức chịu tải của đất tại cácvị tí dim.

1.2.2.3 Làm chặt đất trên mặt bằng phương pháp dam rung

4) Nội dung phương pháp

Dùng các chắn động tạo ra các dao động liên tục có tin số cao và biên độ nhỏ, lâm cho tính toàn khối của đắt bị phá hoại, các hạt cát di chuyển đến lắp những chỗ tring giữa các bạt có kích thước lớn hơn Tác dụng của đằm rung lớn nhất khỉ xây ra hiện tượng cộng hưởng khi ma tin số dao động của máy trùng, số dao động của đt dim.

"Hình L4: Làm chặt đất bằng phương pháp đầm rung

%) Phạm vi áp dung

Phương pháp lâm chặt đất bằng dim rung chủ yếu dùng để nén chặt dat cát Nếu hàm lượng hạt sét trong đất nhỏ hơn 6% thì hiệu quả nén chặt thường gắp từ 4 én 5 lần so với các phương pháp đầm nén khác Chiều dày lớp đất được lâm chặt bằng đầm rung thường thay đổi từ 0.3 đến 1,Sm đôi khi đến 2,0m.

1.2.3 Nhóm giải pháp hóa học

Đồ là các phương pháp bơm hóa chất hoặc trộn chất kết dinh vào trong đất để làm tăng cường độ của đắt Vật liệu bơm vào có thé là xi mang, nước thủy tinh, ¡nh bay các phương pháp được dùng phổ biển trong nhóm

1.2.3.1 Gia cổ nền bằng phương pháp trộn vôi

4) Nội dung phương pháp

Khi trộn vôi vào đất, voi có tác dụng hút im, làm giảm độ ẩm của đất và

đồng vai trở là chất kết dính liên kết các hạt đất Khi tác đụng với nước, vôi chưa tôi

có khả năng ngưng kết và đông cứng nhanh trong vòng (S=10) phút Khi hydrath

| vôi chưa tôi có khả năng hip phụ một khối lượng nước lớn (từ 32% đến 100% 5 lượng ban đầu) nên nhanh chồng lâm nén đất khô ro, dẫn đến đt nén được

nến chặt

b) Phạm vi áp dung

"Để gia cổ nén đất yếu ở đưới sâu, người ta sử dung cọc vôi hoặc cọc đắt vôi

Voi tác dụng với nước sẽ tăng thé tích nên tết diện các cọc vôi sẽ tăng lên làm đấtxung quanh cọc nên chất li Coe đất võ, ngoài ác đụng làm tang độ chất cũa nn

còn có độ bẻn nén, lực dính và góc ma sát trong khá lớn dẫn đến sức chịu tải tổng.

hợp của khối đất gia cổ tăng lên.

1.2.3.2 Gia cé nền bằng phương pháp trộn xi mang (cọc đất —xi mang)

4) Nguyên lý phương pháp

Khi trộn xi măng vào đắt sẽ xảy ra quá trình kiểm và sau đó là quá trình thứ

sinh Quả trình kiểm là qué tình thuỷ phân và hydrat hoá xi ming, được coi là quá

trình chủ yếu hình thành nên độ bên của đắt gia cổ, Quá trình kiểm sẽ tạo ra một

lượng lớn hydroxyt eamxi, làm tăng độ pH của nước lỗ rồng trong đất tạo điều kiệnthúc đẩy quá tình thứ nh

b) Mô tả công nghệ

Công nghệ trộn sâu (Deep mixing method - DM) là công nghệ trộn chất kết dính với đắt tại chỗ đưới sâu để tăng kha năng chịu ti của nền đất yếu Tay thuộc

vào vật 1 dính và phương pháp trộn mà nó được phân thành các loại khácnhau.

‘Theo thiết bị trộn, có 2 kiểu là phương pháp trộn kiểu tia (JG) và phương pháp trộn cơ khí (MG) Theo vật liệu trộn, có kiểu trộn ướt (vữa) và kiểu trộn khô

(phun xi măng khổ)

“Trong phương pháp trộn khô, dùng đồng không khí dùng để dẫn xi mang bột ất cin phải không nhỏ hơn 20%4) Trong phương pháp trộn ướt, vita xi măng là chất kết dinh được bơm qua cần khoan Trộn khô chủ yếu dùng cải thiện tính chất của đt dính, trộn ust thường dùng trong dit rời lẫn đất dính.

(độ âm của

Quy trinh công nghệ thi công trộn cơ (MG) gm cúc bước sau: Định vi thiết bị trộn; xuyên đầu trộn xuống độ sâu thiết kế đồng thời phá tơi đất; rút đầu trộn lên, đồng thời phun chất kết đính vào đắt đều trộn quay va trộn đều xi mang với đt; kết

thúc thi công (xem Hình 1.5)

"Hình 1.5: Công nghệ thi công cọc đắt-xi măng theo phương pháp MG “Công nghệ thi công trộn tin ỢG): Là công nghệ trộn ximăng với đốt tại chỗ

đầy cọc dự kiến thì đồng lại và bất đầu vữa bơm vừa ximăng phụt ra thành tia ở đầu mũi khoan, vừa bơm vữa vừa xoay cin Khoan rút lên Tia nước và phun vữa ra với áp suất cao (200 - 400 atm), vận tốc lớn

(>100m/s) làm cho các phần tử đắt xung quanh lỗ khoan bị xói tơi ra, hòa trộn với.

vữa phụt, sau đó đông cứng tạo thành một cọc (cột) đồng nhất Theo lịch sử phát triển, đã có 3 công nghệ S, D và T ra đời nhằm đạt được mục tiêu tạo cọc có đường kính lớn hơn và chất lượng trộn đồng đều hơn.

dưới sâu Trước tiên đưa cần khoan.

= IEi

Hình 1.6: Dây truyền công nghệ thi công trụ dét-xi măng đơn pha

©) Phạm vì áp dung

Coe đất xi mang được sử dung trong nhiều loại công trình khác nhau như gia cố nên móng công trình, gia cổ thành hồ đảo, tường him, chống thắm Tuy nhiên đối với nền đất yếu ven biển và đất có hảm lượng hữu cơ cao xử lý theo phương

pháp này là không phù hợp.

1.2.3.3 Phương pháp gia cổ nền bằng phương pháp phụt vita xi mang

4) Nội dung phường pháp

Phun vào các lỗ rỗng của dat đá một lượng vita xi măng cần thiết để sau khi đông cứng có tác dung làm giảm tính thắm và tăng ste chịu ti của nền.

b) Phạm vi áp dụng

ình thuỷ lợi,

Phuong pháp này được sử dụng rộng rãi đối với công thích

hợp với các loại cát, đất sói và các nền đá nút né, đặc biệt hiệu quả khi kích thước.

khe nứt lớn hơn 0,15mm, tốc độ thắm lớn hơn O,lem/s nhưng không vượt quá

1.2.4 Nhóm các phương pháp vật lý gia cỗ nền đắt yêu

Trong nhóm này gồm có các phương pháp gia cố nền bằng phương pháp điện

thắm, phương pháp điện hóa học, phương pháp nhiệt Do tại Việt Nam các phươngpháp nay Ít được sử dụng nên tác giả sẽ không trình bay trong luận vin này,

1.2.5 Nhóm giải pháp thủy lực học

Đối với cúc nền đất sét yếu, do hệ số thắm của đắt sét nhỏ nên quá tinh cổ kết của nén ở điều kiện bình thường cần rất nhiễu thời gian, trong khi đó, các công

trình xây đụmg lại đồi hỏi phải thi công nhanh, đảm bảo tiên độ yêu cầu Do vậy,

người ta thường dùng các thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với biện pháp gia tải ết của đất nền.

"rước dé làm tăng nhanh quá trình.

1.2.5.1 Phương pháp gia có bằng giếng cát

4) Nội dung phương pháp

Nguyên lý làm việc của giếng cát là, dưới tác dụng của ải trong ngoài, trong

đất sẽ xuất hiện gradient thuỷ lực làm cho nước lỗ rỗng thoát ra theo phương ngang về phía các tiết bị tiêu nước, sau đó chảy tự do theo phương đứng dọc theo thiết bị hia các lớp dit dễ thắm nước Như vậy, việc đặt các giếng cất có tác dụng làm tăng tốc độ thoát nước của dat và dẫn đến giảm thời gian hoàn thành có kết.

Ging cát déng vai trỏ thoát nước là chính nên gia cổ nề

thường phải đi kèm với biện pháp gia tải để nước thoát ra nhanh,

4b) Phạm ví áp dung

“Giếng cát được sử dụng rộng rãi để tăng nhanh quá trình cổ kết của đi

làm cho n có khả năng biển dang đều và nhanh chóng đạt đến giới hạn ổn định về lúa, rút ngắn thời gian chờ, thời gian thi công.

1.2.5.2 Phương pháp gia cổ bằng bắc thắm (PVD)

4) Nội dung phương pháp

Bắc thắm là thiết bị tiêu nước thẳng đứng chế tạo sẵn, gồm nhiều loại, có chiều rộng thưởng từ (100+200)mm, dây từ (35)mm Lõi của bắc là một băng chất đếo được bọc bởi lớp vai địa kỹ thuật không đệt Để cắm bắc thắm vào nén đất, "người ta ding một mây chuyên dụng tự hành Sau khi thi công bắc thắm, người ta cũng tiến hành gia tải nén trước giống như đối với giếng cát, ĐỂ nước thoát ra dễ dàng tr đầu bắc thắm người ta thường phủ lên phía trên mặt lớp đắt yếu một lớp vải địa kỹ thuật và trên lớp vải nảy đắp một lớp cát hạt to là lớp thắm nước.

5) Uụ điển của phương pháp

- Tốc độ lắp đặt bắc thấm (cảm bắc thắm vào đất yếu) đạt trung bình

5000m/ngày/máy Vi tốc độ lắp đặt nhanh làm giảm giá thành công trình Đây là

"ưu điểm vượt trội nhất so với các phương pháp tiêu thoát nước khác;

~ Trong quá trình lắp đặt bắc thắm, không được để xủy ra hiện tượng đứt bắc thắm Trong thực tế có thé bị đứt đoạn nếu như tốc độ rút ông quả nhanh;

~ Bắc thắm đặt trong nền dat yếu sẽ không xảy ra biện tượng bị cắt trượt do gay ra;

- Sir vấy bin mặt bằng thi công it hơn nhiều so với việc thi công cọc cát,

©) Nhược điểm của phương pháp

- Trong quá trình thi công bắc thắm dễ bị gẫy ở đoạn lân cận trên và dưới mặt đắt tự nhiên Khi bị gly bắc thắm gần như không có tác dụng thoát nước;

= Vải lạc để bị ắc khi đất xung quanh 1a loại đắt mịn, do đó thường đặt ở iữa lớp đất cần thoát nước và lớp đất dưới đó thi mới hạn chế được hiện tượng này

Tuy nhiên bắc thẩm lại được cắm xuyên qua các lớp đắt khác nhau và chủ yếu là dùng trong ving đất yêu thành phần hạt min lớn nên u không thí nghiệm diy đủ

*t dB bị tắc trong quá trình hoạt động.

4) Phạm ví áp dụng

Biện pháp này được sử dung khá rộng rãi cho các nén đường cao tốc xây dạng trên đắt yếu có yêu cầu tăng nhanh tốc độ cổ kết để đảm bảo ổn định nền khối

Khi sử dụng biện pháp này cần phải có đủ các điều kiện sau: (1) Nền đấp phải đủ cao và phải dip kết hop gia tải trước để có tải trong đủ gây ra áp lực (ứng suấ) nén trong phạm vi cổ kết của đất yếu lớn hơn hoặc bằng 1,2 lần áp lực tiền cổ

kết vốn tồn tại tương ứng ở độ sâu đó; (2) Bit yếu phải ld loại bùn có độ mới nên xử lý bằng bắc thẳm.

1.2.5.3 Phương pháp bắc thắm kết hợp hút chân không.

4) Nội dung phương pháp

Xứ lý nên bằng bắc thắm kết hợp hút chân không (HCK) là phương pháp xử. lý nền bing cách bơm hút nước ra khỏi đắt nền kết hợp với gia tải để có kết đất; nhờ: 446 mà giảm được độ lún và tăng khả năng chịu tải của dit nén, Hiện nay trên thế giới có rất nhiều công ty xây dựng triển khai công nghệ HCK, mỗi một công ty lại có những cải tiến iêng, những thiết bị viêng để phù hợp với các công trình xây dựng

hae nhau Tuy al

nước khỏi nền, Về cơ bản có thé phân thành hai loại chính lả thi công HCK có n các phương pháp này đều ding gia tải để hỗ to qué tinh rút

màng kín khí và không có màng kín khí.

Màng kín khí thông thường là màng địa kỹ thuật (geo-membrane) bao kín

toàn bộ khu vực thi công Trong quá trình bơm hút, mực nước ngằm hạ xuống và không khí cũng được rút ra tạo một vùng áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển trong lớp đất gia tải nằm dưới màng, từ đó hình thành một gia

lệch về áp suất không khí ở trên và dưới màng kín khí (Hình 1.9) Đại diện của phụ do sự chênh

nhóm phương pháp thi công HCK có mảng kin khí là phương pháp MCV

(Menard Vacuum Consolidation).

sonia gate oo

Nguyên tắc của nhóm phương pháp thi công không có màng kín khí (VCM)

dựa trên việc don giản hóa phương pháp MVC bằng cách bỏ đi màng kín khí, cũng.

là bỏ di sự trợ giúp của áp suit khí quyền Thay vào đó, nhóm phương pháp này yêu.

cầu dip lớp gia tải cao hơn để bù dip sự thiểu hụt về áp lực gia tải Nhìn chung nhóm phương pháp này thi công đơn giản, nhưng khếi lượng gia ti lại tương đổi

lớn Đại diện cho nhóm thi công HCK không có mảng kín khí là phương pháp

Beaudrain (hệ thống ng tập trung nước được thi công lắp đặt ngầm dưới mặt đầu và phương pháp Beaudrain-$ (hệ thống ống tập trung nước được thi công lắp đặt nỗi trên mặt đắt, sau đó dip lớp gia tải phủ lên trên).

%) Use điểm của phương pháp

Khi sử dụng bắc thắm để truyén áp lục chân không vào trong dit, vùng dit

xung quanh có xu hướng chuyển địch vào bên trong khu vực hút chân không, trong,

khi với bign pháp gia ải tuyển thing sẽ kim cho đất có xu hướng diy tira ngoài Chính sự hút vào bên trong này sẽ làm giảm độ dịch chuyển đắt ra ngoài khi kết hợp với gia tải thường làm giảm thiêu nguy cơ mắt én định múi đốc trong quá trình thi

công nên dip Bên cạnh đó thời gian dé tạo ra áp lực chân không dat én định

60Pa-70kPa (tương đường 4m nên dip) chỉ rong 6-8 nay, nhanh hơn rất nhiều

khi phải gia tid tạo ra áp lực trơng đương.

c) Trình tự tỉ công cơ bản đối với hi chân Không

'# Vét hữu cơ, tạo mặt bằng thi công;

-% Lớp đệm cát thoát nước, cắm PVD (chiều cao khoảng 0.5m): & Ranh, đường dng, bắc thắm ngang và tắm bảo vệ (vải địa kỹ thuật);

4 Lip mảng và xử lý ba bao:-# Lip đặt bơm và máy phát điệ;

-# Bơm hút chân không đến cấp áp lực khoảng 30 kPa (khoảng 7-14 ngày):

# Kiểm tra, xử lý vùng kin, xử lý đất nền;

Dip nén và lấp đặt thiết bị quan trắc theo thiết kế;

4 Bom hút chân không theo áp lực thiết kế (70kPa) và quan trắc

* Đối với VM loại không có mảng thi bước 3 sẽ được thi công thêm các ống dẫn (ube) liên kết với đầu PVD và bước 4 không thi công mảng

1.3 Tổng quan phương pháp tính toán thiết kế dùng trong xử lý nền đất yếu bằng bắc thấm kết hợp hút chân không.

Hai nguyên lý tính toán xử lý nền đất yéu bằng bắc thắm kết hợp hút chân không hiện nay là phương pháp tinh toán thiết kể tắt định và tinh toán thiết kế ngẫu nhiên Ở mục này tác giả sẽ giới thiệu tổng quan về hai phương pháp, nội dung cụ

thể của tùng phương pháp sẽ được trình bày trong Chương 3 của Luận văn.

1.3.1 Tính toán thiết kế xử lý nền bằng bắc thắm theo phương pháp truyền thống (phương pháp tắt định)

“Theo các tiêu chuẩn t hành TCVN 9355-2013, [1] và22TCN 262-2000, [3] thì việc tính toán được tiền hành với các giá trị thiết kế của

tải trọng, các thông số đất nén, bắc thim, duge xem là hằng số, có thể là giá trị trung bình hoặc giá tỉ lấy theo xác suất thống kế (trang thải giới hạn I hoặc II)

Thực tế, các thông số đầu vào có thể biển đội ngẫu nhiên, chẳng hạn như các chỉ tiêu cơ lý của đắt nền Do vậy, mã thiết kế theo phương pháp tắt định có thé dẫn đến việc dy báo độ lún cuối cùng, thời gian cổ kết sai lệch Rủi ro trong việc chậm tiến độ, lún dự kéo dai và nhiều hơn dự báo có thé làm ảnh hưởng đến hiệu quả, tiến độ

của dự án và gây thiệt hại lớn về kính tế

1.3.2 Phương pháp tính toán thiết kế ngẫu nhiên

Phuong pháp tinh toán thiết kế ngẫu nhiên (hay theo lý thuyết xác suất thông

kê hoặc thiên của các,t định) là phương pháp tính toán thiết kế dựa trên sự

tham số đầu vào (ải tong và sức kháng), từ đố tim ra được xác suất xây ra hiện tượng Đây là phương pháp thiết kế theo xu hướng hiện đại vì được nhiều nước tiên tiến trên thể giới áp dụng (Hà Lan, Đức, Anh, Na Uy, ) [17]

“Theo phương pháp này, các thông số đầu vio được mô phỏng bing quy luật

phân phối của ching và các biến đầu ra cũng c6 quy luật biến đổi nhất định Ngoài

ra, tính toán rủi ro dựa trên các him tin cậy có thể được thiết lập cho từng phương

án thiết kế, Trên cơ sở đó người thiết kế sẽ lựa chọn được phương án thiết ké ti wu,

“Trong Luận văn này tác giả sẽ đi tính toán theo hai phương pháp, chỉ ra

những ưu nhược điểm của từng phương pháp và đưa ra phương án thiết kế tối ưunhờ phương pháp ngẫu nhiên

14, Gi

1.4.1 Phần mầm OpenFTA 1.4.1.1 Giới thiệu phần mềm

thiệu một số công cụ trong tính toán thiết kế ngẫu nhiên

“Theo [20], phần mềm OpenFTA là phần mm dùng để vẽ và phân tch các cây sự cố do công ty Formal Software Construction Ltd của Anh phát triển

1.4.1.2, Sử dụng phan mềm

“Trong phân tích rồi ro của bài toán thiết kế bắc thắm thi cần phải quan tâm, đến các rủ ro như thời gian cố kết đạt độ cố kết yêu cầu vượt qué thời gian cho phép, độ lún c kết cuối cùng vượt quá độ lún dự báo Các rủi ro trên phát sinh do

t kế bắc thất

nh sr yếu tổ như các số liga đầu vào của đất nén, các thông số „mô

hình tính toán Do vậy để tính được xác suất rủi do của cả hệ thống và các thành

phần trong hệ thống thì người ta cần phối vẽ được các cây sự cổ với sự trợ giúp của

1.4.2 Phần mầm BestFit 1.4.2.1 Giới thiệu phan mài

“Theo [21], BestFit là phn

tập dữ liệu do công ty Palisade của Mỹ thiết kể BestFit cung cấp một môi trường, ứng dung để tìm phân phối phủ hợp nhất cho linh hoại, để sử dụng bằng cách chỉ cin nhập dữ liệu vào BestiL kích nút chay BestFis sẽ tiến hành kiểm tra trên 28 loại phân phối để tim được phân phối phủ hợp

nhất cho tập dữ liệu Ngoài ra người dùng có thể xem kết quả như các biểu đ

phân tích thống kê,

1.4.2.2 Sử dụng phần mềm trong thiết kế bắc thắm

“Thiết kế bằng phương pháp ngẫu nhiên thi công việc đầu tiên là phải tim được quy luật phân phối và các đặc trưng phân phối của các dữ liệu đầu vào Ví dụ

như trong thiết ắc thắm các thông số đầu vào ở đây là hệ số cổ kếc tỷ số hệ s cố kết đứng và ngang, tỷ số hệ số thắm, hệ số rỗng, các chỉ số nén của đất, áp lực

Bestil sẽ iến hành kiểm tra trên 28 loại phân phối để tim được phân phối phủ hợp nhất và các đặc trưng phân phối cho tập dữ ị

1.4.3 Phần mầm MatLab 1.4.3.1 Giới thiệu phần mém

‘Theo [19] MatLab là phin mềm cung cấp môi trường tính toán số lập h, do công ty MathWorks thiết kế MatLab cho phép tính toán số với ma trận, vẽ đỗ thị him số hay biểu đồ thông tin, thực hiện thuật toán, tạo các giao điện người ding và liên kết với những chương trỉnh mấy tính viết trên nhiều ngôn ngữ lập

trình khác

Với thư viện Toolbox, MatLab cho phép mô phỏng tinh toán, thực nghiệm

“m6 hình trong thực tế vàÿ thuật

1.4.3.2 Sử dung MatLab trong thiết kế bắc thắm

“Trong thiết kế bắc thắm sử đụng MatLab đề:

+ Lập các mã code tính toán thời gian cổ kết, độ lú c suất của cácphá hủy của các him trạng thai giới hạn, tính toán rủi ro;

Ve các biểu đồ của thời gian cổ kết và độ lún cổ kết như biểu đồ histogram, biểu đồ mật độ xác sui biểu đồ xác suất tích lũy, biểu đồ rủi ro, biểu

thành của phương án thiết kế,

“Tôm lại, với atLab việc tính toán cũng như về các biểu đồ rt thuận

nhanh chóng Người dùng có thể xây dựng được nhiều phương án tht kế khác

nhau, đánh giá chi phí thực hiện cồng như rủi ro của từng phương phương án, lựa

chọn được phương én tht kế tối wu, Trong luận văn tác giả ding phẫn mém này để

tính toán và phân tích.

1.5 Kết luận Chương 1

‘Qua Chương | tác giả đã rút ra một số kết luận sau:

-# Các quan điểm khác nhau về nên đất yếu và khi xây đựng công tình cần phải

có giải pháp gia cỗ mới có th thi công va vận hành được;

% C6 nhiều phương pháp xử lý nén đất yếu, mỗi phương pháp có những ưu điểm, nhược điểm, phạm vi áp dụng khác nhau Để lựa chọn được phương pháp hợp lý thì phải dựa vào điều kiện dia chất công trình khu vực xây dựng,

loại công tinh xây dựng, y độ xây dựng,

% Tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng bắc thấm có hai phương pháp là phương pháp truyền thống theo tiều chuẩn hiện hành (phương pháp. định)

và phương pháp ngẫu nhiên (phương pháp bắt định) Tính toán thiết kế ngẫu

nhiên có nhiều ưu điểm vượt trội lả khắc phục được những nhược điểm của.

phương pháp tắt định, cho phép người thiết kế có thể lựa chọn được phương án thiết kế tối ưu (là phương án mà có tổng chỉ phí là nhỏ nha);

4 Một số công cụ hữu hiệu được sử dụng trong tinh toắn ngẫu nhiền như

'OpenFTA, BestFit, Matlab, Các công cụ này sẽ được ding trong Luận văn

của tác giả với bài toán xử lý nên đắt yêu bằng bắc thấm kết hợp hút chân

không

CHƯƠNG 2: LÝ THUYET ĐỘ TIN CẬY

“Chương này được tình bây âm 3 mục Mục 2.1 Lý thuyết xác suất thông kệ, đồ là nên tảng của lý thuyết độ tin cậy, Mục 2.2 Phân tích rủi ro và phân tích tối tu.

Mặc 22 là kế luận của chương

2.1 Lý thuyết xác suất thống kê

2.1.1 Các khái niệm cơ bản về xác suất

Xác suất của một sự kiện (hay tình huống giả định) là khả năng xảy ra sự.

kiện (hay inh huống giả định) đó, được dãnh giá đưới dạng một số thực nằm giữa 0

Khi một sự kiện không thé xảy ra thi xác suất của nó bằng 0 Ví dụ như xác

xuất của sự hiện "có người sống trên sao Thổ” bằng 0, nếu dựa theo hiễu biết hiện

Khi một sự kiện chắc chắn đã hoặc sẽ xây ra thi xác suất của nó bằng 1 (hay còn viết là 100%) Vi dụ như sự kiện “tôi được sinh ra từ trong bụng mẹ" có xác suất bằng 1

Khi một sự kiện có thể xảy ra và cũng có thể không xảy ra, và chúng ta

không biết nó có chin chin xây ra hay không, tì chúng ta cố thể coi xắ suất của nó lớn hơn 0 và nhỏ hơn 1 Sự kiện nào được coi là cảng dễ xây ra thì có xúc suất cảng lớn (cảng gần 1), và ngược lại nếu càng khó xảy ra thì xác suất cảng nhỏ (cảng.

gắn 0)

Lịch sử phát triển của định nghĩa xác suất qua nhiễu giai đoạn, bắt đầu từ

định nghĩa theo quan niệm đồng khả năng, theo tin suất rồi đến định nghĩa theohình học Định nghĩa hiện đại nhất cho tới nay là định nghĩa xác suất của

Konmogorov (nhà toán học Nga vĩ đại của thể hy 19) đự trên lý thuyết độ đo, [15] Tuy nhiên, trong hầu hết các lĩnh vực ứng dụng, định nghĩa xác suất theo tin suất tỏ

ra phù hợp nhất

3.1.1.1 Định nghĩa xác suất theo tan suất

Tần suất của sự kiện: Giả sử ta tiễn hành N phép thử với cùng một hệ điều kiện thấy có N(A) lẫn xuất hiện sự kiện A Số N(A) được gọi là tần số xuất hiện sự kiện A và ti số:

£,(A) = NAYN en

gọi là tin suất xuất hiện sự kiện A Ta nhận thấy rằng khi N thay đổi N(A) thay đổi vì thế f,(A) cũng thay đổi Ngay cả khi tiến hành dy N phép thử khác với cùng một điều kiện và tận suất của N lẫn thử này cũng có thé khác tin số và tin suất của N lần thử trước Tuy nhiên, tin suất có nh én định nghĩa là khi số phép thir N khá lớn tin suất biến đổi rất nhỏ xung quanh một giá trì xác định

Định nghia xúc suất theo tần suất: Xác suẫt của một sự kiện là tr số ôn định của tn suất khi số phép thử tăng lên vô hạn,

2.1.1.2 Xác suất có điểu kiện

Xét hai sự kiện A và B trong một phép thir được tiến hành ứng với một bộ điều kiện nao đó Việc xuất hiện sự kiện này đôi khi ảnh hưởng đến xác suất xuất

hiện của sự kiện kia và ngược lại

Dinh nghĩa: Xác suit của sự kiện A với giả thiết sự kiện B đã xây ra là xác

suất có điều kiện của A với điểu kiện B Ta kí hiệu xác suất nay là P(A/B).P(AB)

P(ALB)= TS) 2.

— @3)

2.1.1.3 Công thức sác suất đầy đủ và công thức Bayes

a) Công thức xác suất đầy đủ (Total Probability Theorem)

Mot hệ gồm n biển cổ: ©) lập thành một hệ dy đủ các biến cổ nếu: là ác biển cổ không giao nhau và hợp của của chúng là một biển cổ chắc chắn

Xây ra