Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu cấu trúc nền đất yếu và thiết kế giải pháp xử ký nền đường, đoạn từ cầu Thịnh Long đến khu công nghiệp Rạng Đông, tỉnh Nam Định

«do đồ cin phải phân chia ấu trúc nén, lựa chọn mặt cắt tính toán hợp lý đốivới đặc điểm cấu trúc địa chất và quy mô, ải trong công trình Vi vậy, để tài "Nghiên cứu cấu trúc nên đất yếu

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành, là thành quả của sự cố gắng, nỗ lực hết mình và

sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội, đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa học của thầy TS Bùi Văn Trường.

Em xin bay tỏ lòng biết on sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫn khoa học suốt quá trình từ khi lựa chọn đề tài, xây dựng đề cương đến khi hoàn

thành luận văn.

Em xin chân thành cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Dia kỹ thuật, Khoa công trình đã giúp đỡ và tạo điều kiện tác giả hoàn thành luận văn này Xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp tại Trường cao đăng thủy lợi Bắc Bộ và Công ty

cô phần tư vấn xây dựng công trình giao thông 2 (TECCO2) đã cung cấp những số liệu cần thiết và tạo điều kiện thuận lợi dé tác giả thí nghiệm trong phòng và tác

nghiệp tại hiện trường.

Hà Nội, ngày 28 tháng 11 năm 2015

Tác giả

Đỗ Xuân Nguyên

LỜI CAM ĐOAN

“ôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là công trình nghiên cứu của bản

thân Các số liệu kết quả trình bày trong luận văn này là đúng sự thật, có nguồn gốc

và chưa được công bổ trong bắt kỷ công tình nghiên cứu nào

Tác giả

Đỗ Xuân Nguyên

MỤC LỤC LOLCAM ON i

LỚI CAM BOAN ii MỤC LỤC i

DANH MỤC CÁC HÌNH VE vị

DANH MỤC CÁC BANG BIEU Vili

MỞ DAU 1CHUONG 1: TONG QUAN VE DAT YÊU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝNEN ĐẮT YEU

1.1 TONG QUAN VE ĐẤT YEU, CAU TRÚC NEN BAT YEU

ấu trúc nền đt yêu

12 TONG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NÊN DAT YÊU,

1.2.1 Mục đích của công tác xử ý nền đất yếu

1.2.2, Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xây dựng khối đắp trên cấu trúc nén đất yous

1.2.3 Một số phương pháp xử ý nền đất yêu 8

1.2.3.1 Phương pháp xử lý nén bằng đệm cát 8

1.2.3.3, Bệ phản dp 9

1234, Gia tải rước 9

1.235 Gia cổ bằng vai địa kĩ thuật 0

1.2.36 Xử lý nên đất yếu bằng cọc cát 10

1.2.3.7 Xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tai trước WW

1.2.38, Xử lý nên bằng cọc dit vôi "

1.2.3.9 Xử lý nền bằng cọc đất xi măng, 2

1.2.3,10 Xứ lý nén dit yêu bằng bắc thắm gia ải tước 1B1.23.11 Xứ lý nin đt yếu bằng bắc thắm gia tải bằng hút chân không 14CHUONG 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC DIEM CAU TRÚC NEN DAT YÊU VALỰA CHON GIẢI PHAP XỬ LY NEN DUONG 18

2.1 GIỚI THIEU VE CÔNG TRÌNH 18

2.1.1 Đặc điểm, quy mô công tình 18

2.1.2, Các thông số về vật liệu va tải trong của công trình 192.1.2.1, Các thông số, yêu cầu vậtliệu sử dụng 9

2.1.2.2 Chiều cao dip và tai trọng tính toán 2

2.1.2.3, Các yêu cầu kỹ thuật của công tinh 2

2.2 BAC DIEM CẤU TRÚC NEN DAT YEU VÀ DỰ BAO CAC VAN BE DIA

KỸ THUAT 2B2.2.1, Đặc điểm địa chit công tinh khu vực nghiên cứu 2

2.2.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 23

2.2.1.2 Đặc điểm địa chất Đệ Tứ 2 2.2.1.3 Điều kiện dia chất thủy văn Py

2.22, Đặc điểm địa ting và tinh chit cơ lý của 252.2.3 Phân chia cầu ric nén dit yêu 31

2.23.1 Cu sở phân chia cầu te nền 31 2.2.3.2 Phân chia cấu trúc nền 3

2.24, Dự báo các vẫn đ địa kỹ thuật công tình 38

2.24.1, Các cơ sở dự báo các vin để địa kỹ thuật 3 2.2.4.2 Các phương pháp tính toán »

2.2.4.3 Kết quả tính toán én định 463.3 PHAN TÍCH, LỰA CHON GIẢI PHÁP XỬ LÝ NÊN DUONG 392.3.1, Luận chứng giải pháp xử lý nền đt yên 39

2.3.2, Phân đoạn tuyển đường, lựa chon giải pháp xử lý nén đa

2.4 KET LUẬN CHUONG 2 64

'CHƯƠNG 3: TINH TOÁN THIET KE GIẢI PHÁP XU LY NÊN ĐƯỞNG 67

3.1 PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN 67

3.11 Cơ sở ý thuyết cổ kết thẳm 63.12 Tính độ lún cổ kết của nén xử lý bằng bắc thắm, giếng cát bài toán cổ kếtđối xứng trực 683.14, Citgo nin đt yếu bằng cọc đắt xi măng n

3.1441 Cơ sở lý thuyết của phương pháp.

3.1.4.2 Phương pháp tính toán xử lý nền bằng cọc dat xi măng

3.15 Giá tr gia tăng sắc kháng cắt của nên theo ciai đoạn dip

3.1.6 Kiểm toán én định trượt của nền đường sau xử lý.

3.2 THIET KE GIẢI PHÁP XỬ LÝ NÊN DUONG

3.21 Thiết kế giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bắc thắm,

3.2.1.1 Các thông số vật liệu sử dụng, tinh toán

3.2.12 Trinh tự thi công xử lý nén đất yêu

3.2.1.8, Các kết quả tinh toán

3.2.2 Thiết Ê gái pháp xử lý nén đất yêu bằng ging cát

3 Thiết kế giải pháp xử lý nên đất yếu bằng cọc đắt xi mang

3.2.3.1 Quy trình thi công cọc đắt xi mang theo công nghệ Jet Grouting,

3.2.3.2 Quy trình thiết kế cọc xi ming đất

3.2.3.3 Thí nghiệm mẫu dit xi măng

3.2.3.4, Thí nghiệm xác định cường độ kháng nén của mẫu đất xi mang.

35 Lựa chon hàm lượng xi măng

3.2.3.6, Các kết quả tính tn coe đất xi ming

3.2.4 Kiểm tra độ ôn định các giải pháp xử lý nén

3.3 KET LUẬN CHƯƠNG 3

95

96

98

100 102 104 106

Sơ đồ nguyên lý phương pháp cố kết hút chân không

Sơ đồ công nghệ phương pháp MVC

Sơ đồ công nghệ phương pháp Beaudrdin

Sơ đồ mình họa mặt cắt thiết kế điển hình MCĐHI trên tuyển

Cấu tạo của bắc thắm

So đồ tính toán tải trọng xe

So đồ xác định chiều cao đắp bù lún

Hình 2.5: Sơ đồ mặt cắt địa chất công trình

" nh 2.6: Sơ đổ minh họa các kiểu cấu trúc nền

inh 2 7a: Mặt cắt cầu trúc nên I, lý tình Km 4 + 900 - km 54260

Tình 2.7b: Mặt cắt cấu trúc nền Ha, lý tình Km 7 + 600 - km 7800

Tình 2.7c: Mặt cắt cầu trúc nên Ib, lý tình Km 8 + $00 - km 9:100

Hinh 2.8: Sơ đồ phân tích bài toán ôn định nn

Hình 29: Sơ đồ tính én định trượt theo phương pháp Bishop

Hình 210: So đồ xác định Ne theo phương pháp Mandle- Salencon[ố]

Hình 2.11: Sơ đồ tính toán ổn định trượt khí có vải địa kỹ thuật gia cường

Hình 2.12: Biểu đồ phân ích ứng suất rong nén

Hình 2.13: Sơ đồ mặt cắt tính toán bằng phần mềm Plaxis tại MCL

Hình 2.14: Lưới biến dang phân tích bằng phần mềm Plaxis

inh 2.15: Biểu đồ lún theo thôi gian phân tích bằng phần mém Plax

Hinh 2.16a: Biểu đỗ so sánh độ lún nề đắp trên các kiểu cầu trúc nỀn

Hình 2.16b: Biểu đỗ so sánh độ cổ kết theo cầu trúc nền

20

Hình 2.17: Sơ đồ tính toán ôn định trượt tại mặt cắt MCI

Hình 2.18: Sơ đồ phân tích lực lên lãng th dắt

Hình 2.19: Cung trượt trụ tron phân tíh tại MCI

Hình 2.20: Sơ đồ đường hin khi gia tải

Hình 3.1: Sơ đồ bổ trí mặt bằng lưới giếng cất

Hình 3.2: Sơ đồ tính lún nền cọc đắt xi măng (theo phương pháp Brom)

Mình 3.3: Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian và giai đoạn dip

Hình 3.4; Biểu đỏ quan hệ độ cổ kết - thời gian ~ khoảng cách bắc thấm

Hình 3.5: Biểu đồ lựa chọn khoảng cách sơ đồ bắc thắm trên tuyén

Hình 3.6 : Mô hình tinh toán bắc thắm bing phin mễm plaxis

Hình 3.7 : Biểu đỗ quan hệ độ cổ kết và chiều sâu theo thời gian xử lý

Hình 3.8: Biểu đồ lựa chọn lưới bổ trí và khoảng cách giếng cát

Hình 3.9 Mô hình tính toán giếng cát bằng phần mềm Plaxis

Hình 3.10: Sơ đồ công nghệ thí công bằng phương pháp Jets Grouting

Hình 3.11: Sơ đỗ quy trình thiết kế cọc xi mang dit

Hình 3.12: Mẫu đất chuẩn bị để trộn xi ming

'Hình 3.13a: Trộn va đúc mẫu thí nghiệm

Hình 3.13b: Bảo dưỡng mẫu đất trộn xi ming

Hình 3.14: Thiet bị xác định cường độ kháng nén một trục

Hình 3.14: Thiết bị xác định cường độ kháng nền một trục

Hình 3 16a: Cường độ kháng nén mẫu đất lớp 3b trộn xỉ mang

Hình 3 16b: Cường độ kháng nén mẫu đẳớp 4 trộn xi mang

Hình 3 16c: Cường độ kháng nén mẫu dắt lớp 5 trộn xi ming

Hình 3 17: Mô hình phân tích bài toán cọc xi ming đất

56 37 5 6 10

74 18 80

$6

DANH MỤC CÁC BANG BIEBảng 21: Kết quả phân ích thành phần hóa học mẫu nước

Bang 2.2a: Giá trị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp đắt Ð và lớp 1

Bảng 22b: Giá tiêu chuẳn chỉ gu cơ lý lớp đất 2

Bang 2.2c: Giá trị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp dat 3a và 3b.

Bảng 224: Giá tiêu chuẩn chỉ iêu cơ lý lớp đắt 4 và lớp Š

Bảng 2.2e: Giá trị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp đất 6 và lớp 7

Bang 221: Giá tr tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp dat 8 và lớp 8a

‘Bang 2.3a: Phân đoạn tuyến theo cấu trúc nền I và mặt cắt điển hình

Bảng 2.36: Phân đoạn tuyển theo cấu trúc nền Ha và mặt cắt điễn hình

Bang 2.3c: Phân đoạn tuyến theo cấu trúc nén IIb và mặt cắt điển hình

Bảng 24: Bảng tổng hop mặt cất lựa chọn tính toán

Bang 2.5: Kết quả tính toán độ lún tại mặt cắt ví dụ MCL

Bảng 2.6: Kết quả tinh toán độ lún theo thời gian tại mặt cắt MCL

Bing 27: Tổng hop các kết quả phân tích lún của nền chưa xử lý

Bảng 2.8: Kết quả phân tích độ lún theo chiều cao dp

Bảng 29: Bảng kết qua tính toán hệ số én định lún tri

Bảng 2.10: Bảng tổng hợp các kết qua tính toán hệ số ổn định

Bảng 2.11: Giá tr độ lún cổ kết của các lớp đất yến

Bảng 2.12: Lựa chọn giải pháp xử lý nền trên các đoạn tuyển

Bảng 3.1 : Kết quả tính toán thời gian xử lý bằng bắc thắm.

Bảng 32 Kết quả tính toán bic thấm theo độ siu xử lý

Bang 3.3 : Kết quả tinh toán thời gian xử lý bing giếng cát

Bang 3.4 Kết quả tính toán giếng cát theo độ sâu xử lý

Bang 3.5: Tổng hợp số lượng mẫu đắt trộn xi măng

2 30

36 36

37 38

48 49

sĩ 32

38 37

Bảng 36a Kết quả thí nghiệm nền mẫu đất lớp 3b trộn xi măng

Bảng 3.6 : Kết qu thí nghiệm nén mẫu đất lớp 4 trộn xi mang

Bảng 36c Kết quả thí nghiệm nền mẫu đất lớp 5 trộn xi măng

Bảng 37 Bảng tinh cường độ đất xi mang theo khoảng cách bổ trí

Bang 3.8: Các thông số tính toán đất trộn xi mang

Bảng 39: Bảng tính cọc đất xi mang theo độ sâu xử lý tại MCL

Bang 3.10: Độ lún cọc đất xi măng theo độ sâu xử lý

Bảng 3.11: Kết qua phân tích ôn định trượt sau xử lý bằng bắc thắm

Bảng 3.12: Kết quả phân tích dn định trượt sau xử lý bằng giếng cá

Bảng 3.13: Hệ số ôn định tại các mặt cắt và chiều sâu xử lý

99 99

MỞ ĐÀU

la đề1.Tính cấp

Đoạn đường từ cầu Thịnh Long đến khu công nghiệp Rang Đông thuộc tuyển

đường trục kết nỗi vùng kinh tế biển tinh Nam Định với đường cao tốc Cầu Giề

-Ninh Bình Vị trí xây dựng thuộc địa bàn huyện Nghĩa Hưng tỉnh Nam Định có vị

trí quan trong trong chiến lược phát trién kinh tế vùng Đồng Bằng Bắc Bộ nóichung và vùng trong điểm Nam Định; phục vụ giao lưu phát triển kinh tế xã hội,đảm bảo an ninh, quốc phòng, du ich và hoàn thiện mang lưới giao thông khu vựcđồng bằng Bắc Bộ

Đoạn đường này có điểm đầu tuyển giao với TL490C và đường lên cầu Thịnh

Long, tuyến đi mới qua khu đất nông ngh ập và giáp khu din cư xóm 1, xóm 3

hữu sông Ninh Cơ tại Km3+100,

sau đó di ra ngoài để, qua cánh đồng tôm đến Km 5¿500 thi chạy sát dé và vượt

iáp khu din cự thôn

Quin Vinh xã Nghĩa Phúc đến sông Quin Vinh 2 tại Km7+100: tuyển chạy song

thuộc địa phận xã Nghĩa Bình, tuyển giao với

sông Phú Lợi tại Km6+100, tuyến giao cắt và đi vào trong đê,

xong với dé hữu sông Ninh Cơ đến đèn Hải Đăng Công trình được thiết kế theo tiêu,

đài tuyến là 9.500m.

inh dọc tuyến cho thấy khu vực dự kiến xây,

địa chất không đồng nhất lớp đất yếu nằm gin ngay bé mặtphân bổ trên toàn tuyển với chiền dày biển đồi Do vậy, việc xây dụng tuyển đường

phải có các biện pháp xử lý nền đất yêu mới đảm bao các điều kiện ổn định, điều

kiện khai thác bình thường và bén ving của tuyển đường Hiện nay, có nhiều giải

pháp xử lý nn đắt yếu, nhưng lựa chọn giải pháp xử lý phù hợp phải được dựa trên

sự phân tích so sánh đánh giá đặc điểm cầu trúc nên với quy mô và các yêu cầu ky thuật đặt ra cho công trình Tuy nhiên, với chiéu dài tuyển lớn, khối lượng tính toán.

«do đồ cin phải phân chia ấu trúc nén, lựa chọn mặt cắt tính toán hợp lý đốivới đặc điểm cấu trúc địa chất và quy mô, ải trong công trình

Vi vậy, để tài "Nghiên cứu cấu trúc nên đất yếu và thiết kế giải pháp xử lý nền

đường, đoạn từ cầu Thịnh Long đến khu công nghiệp Reng Đông tinh Nam Định"

số tính cắp thiết và ý nghĩa thực tiễn

2 Mye đích nghiên cứu của để tài

- Phân tích và làm sáng t6 các đặc điểm cầu trúc nền đất yếu, phân chia cầutrúc nền đất yếu, dự báo các vấn đề địa kỹ thuật công trình

- Luận chứng lựa chọn và thiết kế giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp với sấu trúc địa chất nén đất yếu, phục vụ cho việc xây dựng nén đường đoạn từ cầu

“Thịnh Long đến Khu công nghiệp Reng Đông

3 Đối tượng, phạm vi nghi

- Đối tượng nghié

cứu.

ru: Các kiều cau trúc nền khu vực nghiên cứu; vấn

ất yếu được áp dụng cho công

la kỹ thuật công trình; Các giải pháp xử lý nề

- Phạm vi nghiên cứu: Tuyến đường tử cầu Thịnh Long km 0200 đến khu công nghiệp Rang Đông km 94500.

4 Nội dung nghiên cứu

- Các phương pháp xử lý nền dit yu

~ Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, thiết kế các giải pháp xử lý;

wi dit yếu nÊn tuyển đường;

= Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xử lý nền phù hợp cho từng đoạn;

~ Lựa chon và xác định các thông số kỹ thuật cho giải pháp đất xi măng;

- Phương pháp tính toán thiết kế:

5 Phương pháp nghiên cứu.

- Phương pháp thu thập và tổng hợp tai liệu;

- Phương pháp dia chất;

- Phương phíp thống k

- Phương pháp phân tích hệ tl

~ Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm để xác định cường độ mẫu đắt trộn

~ Phương pháp phân tích tính toán lý thuyết đẻ thiết kế giải pháp xử lý;

~ Mô hình tính toán bằng phần mềm Geoslope và Plas

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của để tài

~ Kết quả của dé tài nghiên cứu góp phần bổ sung cho các tài liệu tham khảo

khi thiết kế, xây dựng cho các công trình tương tự.

- Xây dựng cơ sở lựa chọn thiết kế xử lý nền đắt yêu thích hợp về kỹ thuật và

kinh tế cho đoạn tu

7 Cơ sử tài liệu

Hồ sơ khảo sát địa chất công trình nền đường và cổng do Công ty cỗ phần tư

n đường từ cầu Thịnh Long đến khu công nghiệp Rang Đông:

vấn xây dựng công tình giao thông 2 (TECCO2) lập.

liệu nghiên cứu về trim tích Đệ tứ, địa hình, địa mạo khu vực nghiên

Tài lệu thiết kể công trình

8 Cấu trúc của luận văn

“Cấu trúc của luận văn bao gồm 03 chương, tổng cộng 105 trang, 50 hình vẽ,

ảnh chụp tu liệu; 35 bảng biểu, 11 phụ lục tính toán.

Luận văn gồm các chương sau

pAT YEU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ:NEN DAT YEU

CHUONG 1: TONG QUAN

1.1 TONG QUAN VE DAT YEU, CÁU TRÚC NEN DAT YÊU

1.L1 Khái niệm về đất yếu

“Đắty

để chỉ các loại đắt khi sử dụng cho mục dich xây dựng đều phải xử lý kỹ thuật mớiđảm bảo được các điều kiện ôn định Ở nước ta, khái niệm về đắt yếu đã được đẻ

cập trong các ti

TA một khái niệm được sử dụng khá rộng rãi trong xây dựng, dùng

chuẩn xây dựng, cụ thể như sau:

“Theo tiêu chuẩn TCVN 9355:2012: đt yêu là loại đắt phải xử lý, gia cổ mối

cố thể làm nền móng cho công tinh, Các loại đất yeu thường gặp là bồn, đắt loại sét

(sét sét pha, cất pha) ở trang thái do chay Những loại dt này thường có độ ật lớn

(đ, >1), có hệ số rồng lớn (e >1), có góc ma sit trong nhỏ (@ <l) cổ lực dính theokết qua cắt nhanh không thoát nước © < 15 KPa, có lực dính theo kết quả cắt cánh tạihiện trường c, < 35kPa, có súc chống mỗi xuyên q, < 0,1 MPa, có chỉ số xuyên tiêu

chuẩn (SPT) là Nao < 5.

“heo tiêu chuẩn 22TCN 2 2000 đưa ra cá chain nhận biết đất yêu

+ Theo nguyên nhân hình thành, đất yếu có nguồn gốc Khoáng vật hoặc

nguồn gốc hữu cơ:

+ Loại có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc sét pha trim tích trong,

nước ở ven bi n, vũng vịnh, sm ho, đồng bằng tam giấc châu; loại này có th lẫn

hữu cơ trong quá tình trim ích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10 - 12%) nên có

mẫu nâu den, xám den, có mùi Đối với loại này, được xác định là đất yếu nêu ởtrang thai tr nhiền, độ ẩm của chúng gần bing hoặc cao hơn giới hạn chấy bệ sốrng lớn (sét e > 1.5; sốt pha = 1.0; cất pha e > 0,9), lực dính theo kết quả cất

nhanh không thoát nước c < 0,15 daN/em?, góc nội ma sát @ từ 0 -10” hoặc lực dính.theo kết qua cất cánh hiện trường e, < 0.35 daN/em?, Ngoài ra ở các vùng thunglũng còn có thể hình thành đất yếu dang bùn cát, bùn cát mịn (hệ số rỗng e >1,0 độ

bão hoà G > 018)

+ Loại có nguồn gốc hữu cơ thưởng hình thành từ đầm lẫy, nơi nước tích

đọng thường xuyên, mực nước ngằm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thốiria và phân huỷ, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trằm tích khoáng vật Losi

này thường gọi là đất dim lẫy than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 20 -80%,

thường có màu đen hay nâu xm, cấu trúc không mịn (vì lẫn cá tần dư thực vl),

Dit yếu dim lẫy còn được phân theo ty lệ lượng hữu cơ chứa trong

Lượng hữu cơ từ 20-30% : đất nhiễm than bùn

chúng:

Lượng hữu cơ từ 30-60%: đt than bùn

Lượng hữu cơ từ 60-80%: than bùn

“Thực thiện nay, khi mà tính toán nfo mồng công tinh tuân theo hú trạng

thái giới hạn đánh giá đổi với xây dựng, đất có sức chịu tải quy ước R < 10

kG/emẺ, mô đun tổng biến dạng Ey < 50,0 kG/em” không thỏa mãn điều kiện énđịnh cho công trình bình thường được xem là đất yêu

Ở nước ta, đất yếu phân bố chủ yéu ở vùng đồng bằng, là các thành tạo trimtích Độ tứ, có nguồn gốc sông, hd, dim liy Bao gồm các loại đắt sau: Dat loại sét

(sé, sét pha, cất pha) trạng thái déo chảy, ehay: đất bùn; đắt than bùn (có hàm

lượng hữu co >13%); cát chảy; đất có hàm lượng tạp chất hòa tan mudi clorua lớn hơn 5%, muổi sunphat hoặc muối sunphat clorua lớn hon 10% theo trọng lượng;

mm cấu trúc nền đắt yêuNền đất yêu là khái niệm dùng để chỉ các nền đắt mà khi xây dựng công trình

thường không đảm bảo các điều kiện On định theo các trạng thái giới hạn, phải xử lý

kỹ thuật mới đảm bảo các điều kiện Gn định Để đánh giá ổn định, cần thiết phải

nghiên cứu phân chia cầu trúc nn, đánh giá theo các kiểu cầu trúc nbn Ở nước ta,

'GS.TSKH Phạm Văn Ty, PGS.TS Nguy

Khái niệm nền đất yếu, phải được xem xét trong mỗi quan hệ giữa các đặc

Huy Phương.

điểm nền đất tự nhiên với đặc điểm công trình xây dựng Đó là, tổn tại các lớp đấtyéu trong phạm vi nén hoặc liên quan đến đặc điểm làm việc, tính chất tải trọng tác

dụng của công tình, đ ầm sáng tô vai tr của đất yêu rong phạm vi nén nền cầntìm hiểu khái niệm cấu trúc nền, đặc biệt là cấu trúc nền đắt yếu

“Trong luận văn này, thuật ngữ “Cầu trúc nền” được tác giả sử dụng phản ánh.

đặc điểm nền bao gồm các lớp đất trong phạm vi vùng hoạt động của chất công

tình, sự phân bổ sắp xếp A tính chất xây dựng của chúng là cơ sở khoa học phân tích ứng xử tương tác giữa công trình và nền.

Trén cơ sở đó, cấu trúc nền đất yếu được hiểu là cấu trúc nền có liên quantrực tiếp với các thành tạo đắt you, nó có ý nghĩa quan tong đến sự mắt ôn định của

công trình Các lớp đắt khác có khả năng chịu lực cao hơn thường là vị tí lựa chọn

tựa cọc hay là giới hạn xử lý nền

12 TONG QUAN CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NEN DAT YEU

ng trình.

1.2.1 Mục dich của công tác xử lý nền đắt yếu

Me đích của công tác xử lý nền đắt yếu là làm tăng sức chịu tải, giảm tính

biển dạng của nén đất, thỏa mãn các trạng thái giới hạn c

y

dang, tăng cường độ chống cị

nên và công trình, cụ

thể cải thiện một s nh chất cơ lý của để như: giảm hệ tông, tăng độ

chặt, giảm tính nén lún, tăng trị số modun bi của

Để xây dựng công trình trên nén đất yếu thì phải có các biện pháp kỹ thuật

ẻ cải tạo khả năng chịu lục của đất nền Kỹ thuật cải ạo đất yêu cần thiết đưa rà

các cơ sở lý thuyết và phương pháp, công nghệ dé cải thiện khả năng chịu tải của

Jt sao cho phù hợp với yêu cầu của từng loại công trình khác nhau Nền đất sau khi

xử ý gợi là nỀn nhân tạo

Việc xử lý nền đất yếu khi xây dựng công trình phụ thuộc vào điều kiện như:

đặc điểm quy mô và loại công tinh, đặc điểm của cấu trúc nén, Với từng điều

Kiện cụ thể mà người thiết kế đưa ra các giải pháp xử lý hop lý VỀ nguyên tắc, khi

xây dung công tình trên cấu trúc nền đắt yếu, có cácbiện php xử lý như sau

+ Các giải pháp xử lý về kết cầu công tinh;

~ Các giải pháp xử lý về mong;

- Các giải pháp xử lý nền.

CCác giải pháp xửlý nn có thể được xếp theo một số nhóm chính như sau

~ Nhồm các phương pháp cải tạo sự phân bổ ứng uất và đều kiệ biến dang

của nền: đệm đệm da sồi, bệ phản ấp.

- Nhóm các phương pháp làm chặt đắt bing cơ học: làm chặt đắt bằng búa

«im, xe lu nỗ min, đầm rung

~ Nhóm các phương pháp ải tạo đắt bằng chất kết dính: đt trộn xi măng, đắt

trộn vôi, bitum, polymer, ;

Nhóm các phương pháp gia cỗ bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng:

bắc thắm kết hợp hút chân không,

giếng cát, bắc thắm kết hợp gia tải tr

Ngoài ra còn nhiễu phương pháp khác như các phương pháp vật lý, hóa học,

hóa lý (nhiệt, điện thắm, điện hóa, vi snh, ) Các phương pháp này chỉ áp dụng

trong những điều kiện đặc

Đối với việc xử lý nền khối dip (đô, đường, kho bãi, ) yêu cầu xử lý vớidiện tích rất lớn, yêu cẩu độ lún dư không quá nghiêm ngặt như xử lý nền móng cho

các công trình xây đúc, Hiện nay, thưởng áp dụng các giái pháp xử lý như sau:

~ Các giải pháp công nghệ tác động đến bản thân khối đắp, gồm:

+ Xây dựng nền đắp theo giả đoạn:

+ Xây dựng các bệ phan áp;

+ Dip gia ti trước: tăng nhanh lún;

+ Giảm trọng lượng của khối dip lên nền: dip bằng vật liệu nhẹ (polyetylen

nở, lốp xe,.), đặt thêm các công trong thân nền đắp;

“+ Tăng cường én định cho nền đắp bằng cách bổ tí các lớp vải hoặc lưới địa

Kỹ thuật ở đầy và thân khối dip,

~ Các giải pháp công nghệ tác động đến nén đất yếu dưới khối dip

+ Thay thể toàn bộ hay một phần đắt yêu bằng vật liệu đắp có tính chất xây

đảng tốt

++ Bố tr các hệ thẳng thoát nước thẳng đứng: bắc thẳm, giếng cát

+ Bơm hút chân không

+ Cột bala,

4+ Coc xi mang đất

+ Cọc đồng vào nên đ

1.2.2 Nguyên tắc lựa chọn công nghệ xây đựng khối đắp trên cầu trúc nền đất

yeu

Việc lựa chon công nghệ xử lý nén đất yếu cho công trình đắp cần phải xét

én các tiêu chí như sau 5]:

- Khả năng thục hiện tại chỗ như điều kiện về vật liệu, thiết bị, tay nghềĐiều này phải được chú ý quyết định đến khả năng th công độ, chất lượng giá

thành của công trình.

- Tác động của quá tình thi công đến mỗi trường xung quanh: cần phải xét

én các điều kí về giải phóng mặt bằng để thi công, điều kiện giao thông khu ve,

khu vực đổ thái, nh hướng đến nguồn nước mặt, nước ngằm, ô nhiễm moi trường xung quanh,

~ Thời gian thi công: Cần phải xét đến thời gian thi công xử lý nẻn, thi công.khối dp hồi gian ấp, thời gian chờ cổ kết tên tuyển), thi công các hạng mục

~ Các yêu cầu khai thác sử dụng công trình lâu dài: xem xét các yêu cầu về

hạn chế độ lún (độ lún cho phép, tbe độ lún, độ lún dư) và ôn của công tình sau khỉ dua vào khai thác sử dung

- Chi phí xây dựng công tình: Cin phải so sánh tổng chỉ phí tong guá tình thi công xử lý nn đắt yếu giữa các phương én xử lý nỀn

Nguyên tắc lựa chọn pháp công nghệ xây dụng khối dip tên nên đắt yếu

thường là

- Trước hết đề cập đến các giải pháp đơn giản như tránh tuyển ra vùng đắt

446 là các giải pháp xử lý nông rồiKhông có đất yêu hoặc đất yêu có bé dy nhỏ, ti

mới xét đến các giải pháp xử lý sâu.

~ Căn cứ vào các tiêu chí nêu trên, tiến hành so sánh các điều kiện kinh tế và

kỹ thuật để lựa chọn ra phương án xử lý nỀ tối ru,

1.2.3 Một số phương pháp xữ lý nén đắt yếu:

1.2.3.1 Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát

Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước

(sét chảy, sét pha, cát pha, bùn, than bin và chiều day các lớp đất yếu nhỏ hon

3m,

Biện pháp tiến hành: đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đắt yẾu (rường hợp

lớp đắt yếu có chiều dày bế) và thay vào đó bằng cất hạt trung, hạt thô rồi tiền hành

im đến độ chat theo yêu cầu thiết kế

Việc thay thể lớp đất yêu bing ting đệm cát có những tác dụng chủ yéu như

một lớp chịu tả phân bổ lại ứng suất, giảm áp lực truyền xuống nền đất, tăng độ ôn

định, giảm độ lứn và thời gian lứn Phương pháp này th công đơn giản nên được áp dung rộng rãi

1.2.3.3 Bệ phản áp

Bg phản áp thường được dùng ing độ ôn định chống trượt trồ của khốiđất dip của đường hoặc đề trên nén dit yếu Phương pháp này có tu diễm là đơn

gidn song có hạn chế là phát sinh độ lún phụ của bệ phản áp và diện tích chiếm đất

để xây dựng bệ phần áp Chiều cao và chiều rộng của bệ phản áp được tính toánthiết kế từ các chỉ tiêu về sức kháng cất của đất yêu, chiều dày, chiều sâu lớp đất

yếu và trọng lượng của bệ phân áp Thông thường, chiều cao bệ phản áp nhỏ hon

hoặc bằng chiều cao dip rực tgp giới han Hạ và nên từ 13 đến 1/2 chiều cao nền

ip chính; chiễu rộng dài trỗi đất của cùng trượtnguy hiểm nhất [5] Bg phản áp cũng được sử dung dé bảo vệ dé điều, chẳng mach

shi và cát sửi

12.34 Gia tải trước

Nguyên lý của giải pháp này là dip thêm một chiều cao dap vượt quá chiều

cao dip thiết kế và duy t trong thời gian nào đó trong quá tình thi công khổi dipsao cho với thời gian đó đạt độ lún yêu cầu với nén dip thiết kế, sau khi đạt mụctiêu này thì đỡ bỏ phần đắp thêm đó

Dé có hiệu quả, theo kinh nghiệm chiều cao dip thêm không nên nhỏ quá

(ching từ 2-3m) và thời gian duy tả ải trọng đắp thêm này ít nhất là 6 tháng, Phần

dp gia ti tước không cần đầm nén và có thé dùng được cá đấttận dung [SI

1.2.3.5 Gia cố bằng vai địa kĩ thuật

Vai địa kĩ thuật hiện nay được áp dụng rit rộng rãi trong việc xử lí nền đấtyếu, đấp ứng tốt các yêu cầu về kĩ thuật cũng như kinh tế ứng với nhiều điều kiện

khác nhau,

Vai địa kĩ thuật có tác dụng sau: Phân cách các loại vật liệu khác nhau; gia

cổ nền dit yếu do vải địa kĩ thuật có tính năng cường lực chịu kéo và ứng suất caonên ngân chặn và rệt tiêu các sụt trượt iém năng của của phn đất cao; chống xi

mn- lọc và tiêu thoát nước; liên kết cọc trong trường hợp có đồng cọc gia cí

định nền đường dat yếu

1.2.3.6, Xử lý nén đất yêu bằng cọc cát

ay là giải pháp xử lý sâu, là tăng độ chặt của nền đất yếu, tăng cường độ

it yếu, giảm độ lún và giảm thời gian chờ lún Coe cất được thi công bằng thiét bịchuyên ding, tung ha ống thép rỗng có đường kính tir 30 ~ 50em cắm sâu vào nềnđất yếu sau đó nhồi cất vào ống thép, dim chặt cất bằng hệ thống dim rung và cóthể sử dụng công nghệ dim trong ống chống

1.2.3.7 Xứ lý nền đất yéu bằng giếng cát kết hợp gia tải trước.

Phuong pháp giếng cát áp dụng có hiệu quả đối với các loại đắt yếu như bùn,

than bùn, các loại đất dính ở trạng thái bão hòa nước có biển dang lớn kéo dài theo

thời gian và sức chịu ta tp.

“Giếng cất là một trong các biện pháp tốt được ấp dụng rộng rãi và có tác

‘dung sau: tang nhanh tốc độ cổ kết của đất nén, Vật liệu cát thường là cát trung, thô

với hệ số thắm k > 3,0 mingd,

‘Cong nghệ thi công giếng cát hoàn toàn giống như cọc cát

1.2.3.8 Xứ lý nên bằng cọc đất vôi

Coc đất vôi thường được ding dé xử lý, nén chặt các lớp đất yêu như: Than

bùn, bùn, sét và sét pha ở trạng thái déo nhão Việc sử dụng cọc đất vôi có những

tác dụng: làm ting độ chặt của nền và khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó tod ra

nhiệt độ lên tới 120-160°C với nhiệt lượng 280 Keal/Ikg vôi sống làm cho nước lỗtổng bốc hơi, làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén chặt Ngoài ra khi tôi,

ôi tăng th tích lên 2 lằn cũng làm cho dt xung quanh nén chặt thêm:

“Hình 1.2: Xử lý nén bằng cọc vôi, cọc xi măng đắt

Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kế: độ ẩm của đất

giảm 5-8%; lực dính tăng lên khoảng 1.5-3,0 lần, cường độ nền đất xử lý tăng 2-3

lân [I0]

1.2.3.9, Xứ lý nén bằng cạc đất xi măng

Việc chế tạo cọc đất xi măng cũng giống như đối với cọc đất vôi, ở đây xilô.

chứa ximăng sẽ được phun vào đất với tỷ lệ định tước Lưu ý xỉ mang phải được

sang trước khi đổ vào xilô để dim bảo xi măng không bị vén cục và các hat xi măng

số ích thước đều < 0.2mm, để không bị tắc ông phun Hàm lượng xi măng có thểtir 7-15% và kết qua cho thấy gia cổ đắt bằng xi măng t hơn vôi và đắt bùn gốc cátthì hiệu quả cao hơn đất bùn gốc sét

Hiện nay có hai công nghệ thi công cọc đất xi mang là công nghệ phun khô

và công nghệ phun ướt

Phương pháp Jet Grouting là công nghệ trộn sâu bằng ta vữa có ấp lực cao

“Trước tiên đưa cin khoan đến đáy cọc dự kiển thi ding lại và bắt đầu bơm vữa xi

măng phot ra thành ia ở đầu mũi khoan, vữa bơm vữa xoay cần và rút én, Tia nước

và vữa phun ra với áp suất cao (200 - 400 atm), vận tốc (> 100ms) làm cho cácphân tir đất xung quanh lỗ khoan bị x6i tơi ra, hòa trộn với vữa phụt, sau đó đông

cứng tạo thành cọc dit xi măng.

Hình 1.3: Sơ đỗ công nghệ Jet grouting

So với một số phương pháp xử lý nền truyền thống (bê tông ép, cọc khoan

nhồi) công nghệ cọc đất xi mang có ưu điểm nổi bật là khả năng xử lý sâu (đến

50m), tiết kiệm thời gian thi công đến 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủcường độ, thích hợp với các loại nền đt yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công

được cả trong điều kiện nằn ngập stu trong nước hoặc điều ki hiện trường chật

hẹp, đem lại hiệu quả kinh tế cao so với phương pháp cọc bê tông và cọc khoan

nhồi, thời gian sử dung lâ

123.10 Xứ lý nên đất

hơn hẳn phương pháp cọc cit cham,

tubing bắc thắm gi tải trướcPhương pháp bắc thắm áp dụng có hiệu quả trong hầu hết các loại đất yêu

“Tác dụng của bắc thắm tương tự như giếng các, giáp dắt nén tăng nhanh tốc độ cổ

kết, nhanh chóng đạt giới hạn ổn định về lún đông thời giảm khả năng lún không

Hình 14: Th công bắc thắmTrinh tự thi công bắc thắm được thực gn như sau: Sau khi đặt xong bắc

Jin theo.thắm, dùng các, cuội, sỏi dé làm tải trong nén trước Tải trọng nón tăng đã

từng cấp đến tải trọng thiết kế của công trình để nền đắt lún đều và không bị lún độtngột hay phá hủy nén, Để đánh giá cường độ chịu ti cia đắt nền sau khi ga cổ, có

thể dùng SPT hay khoan mẫu thí nghiệm Ngoài ra cũng cin tiến hành quan trắc độlún của đất từ khi gia cổ đến khi sử dụng công trình, đo áp lực nước lỗ rỉ

suất trong nên đất

13.311 Xử lý nền đất yéu bằng bắc thắm gia tải bằng hút chân không

Phương pháp cổ kết hút chân không là một trong những phương pháp gia cổ

nền đất sét yếu bão hòa nước Bản chit của phương pháp là sử dụng áp lực chânkhông truyền vào trong đất thông qua một hệ thống tiêu thoát nước đứng (thôngthường là bắc thắm) được bổ tí trong nn đắc nhờ đó mà nước và khí ở các ỗ rỗngtrong đất được bơm thoát ra khỏi nền, day nhanh quá cố kết của nền đất Khiđất được cố ất tì các tính chit co lý của chúng được biển đổi theo chigu hưởng có

lợi: tính biến dạng giảm, tính thắm giảm, sức chịu tải và tính én định của đất tăng,

“Theo những nét chung thì sự thoát nước trong nền đất sử dụng bắc thắm đãphân bỗ áp lực chân không và làm thoát ra nước lỗ rỗng Ap lực chân không danhđịnh là 80 Pa ding khi thiết kế nhưng thực tế đôi khi ấp lực này đạt đến 90 kPa,

Khi tải lớn trên 80 kPa thường dùng hỗn hợp phương pháp hút chân không và gia

Wi (3)

Apsudtuniqydn rane

"Hình 1.5: Sơ dé nguyên lý phương pháp cổ kết hút chân không

DAP, nhà máy sợi Polyeste Binh Võ, nhà máy điện chu tình hỗn hop Nhơn Trạch

1 cảng Đình Vũ Hai Phòng, dự án đường cao tốc Long Thành ~ Dầu Giây đã

đạt hiệu quả cố kết trong thời gian ngắn, đảm bảo tốt các yêu cầu kỹ thuật Sơ đồ

Hình 1.6 : Sơ đổ công nghệ phương pháp MVC

Theo công nghệ này, sau khi thi công cắm bắc thắm và rải lớp đệm cát phíatrên sẽ lắp đặt các ống dẫn nước ngang vào hệ hống iêu thoát nước thing đứngSau đó, các ông di

khu vực xử lý Các hệ thống này được bao kin bằng màng kín khí thường là màng

ngang này nối với ge của hào dung dich bentonite ở biên

dia kỹ thuật geo-membrane) trên toàn bộ khu vực thi công.

5) Công nghệ thi công không có màng kin khí (phương pháp Beaudrain)

Nguyên tắc của công nghệ th công không có màng kin khí dựa trên việc đơn

giản hóa phương pháp MVC bằng cách bỏ đi màng kin khí Thay vào đó, nhómphương pháp này yêu cầu dip lớp gia tải cao hơn để bù dip sự thiểu hụt vỀ áp lực

gia tải; bắc thắm được nổi kín với hệ thống ống tập trung nước dưới mặt đất

(phương pháp beaudrain) hoặc nổi trên mặt đất sau đó đắp lớp gia tả phủ lên tên

(phương pháp beaudrain -S) Sơ đồ công nghệ như hình 1.7

Hình 1.7 + Sơ đồ công nghệ phương pháp Beaudrain 1.3 KET LUẬN CHƯƠNG I

Trong chương I tác giả đã tinh bày tổng quan về đặc điểm của đắt yêu, quan

niệm về cấu trúc nén dit, một số phương pháp xử lý nén đất yéu và các nguyên tắc

chủng khi lựa chon công nghệ xây dựng khối dip (đường, ê, ) trên cấu trúc nén

i phương pháp xử lý nén được xây dụng trên các nguyên

lý chung nhất về cải ạo lại tính chất xây dựng của đất yếu, chúng tồn ti các ưu

nhược điểm và phạm vi áp dụng nhất định Việc sử dụng gii pháp xử lý nén đắt

yéu hợp lý cho công tinh, phải phân tích các đặc điểm, quy mô tải trong công tình

im cầu trúc nén đắt yêu

Đối với các công trình đường giao thông, thường có đặc điểm tuyển kéo dai,

xây dựng trên các cấu trúc nén địa chất khác nhau, thì việc phân chia cầu trúc nền

đặc biệt Bởin dit yéu rất cần phan chia các kiểu cấu trúc nên sẽ là cơ

sở phân đoạn tuyển để tính toán, đánh giá các ảnh hưởng bắt lợi của đắt yếu đối với

công tinh, giảm được khối lượng tính toán nhưng vẫn dim bảo được độ tin cây

Đồng thời, nó cũng là cơ sở để luận chứng, lựa chọn các giải pháp xử lý náp

dụng cho các đoạn tuyển trên cơ sở phân tích én định, đặc điểm của công tỉnh và

cấu trúc nén đất yếu,

CHUONG 2: NGHIÊN CỨU ĐẶC DIEM CÁU TRÚC

LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN DUONG

21 GIỚI THIỆU VE CÔNG TRÌNH

2.1.1 Đặc điểm, quy mô công trình.

Đoạn đường từ cầu Thịnh Long đến khu công nghiệp Rang Đông có điểm

n giao với tỉnh lộ 490C và đường lên cầu Thịnh Long, tuyển đi mới qua

khu đất nông nghiệp và giáp khu dân cư xóm 1, xóm 3 thuộc địa phận xã Nghĩa.

Bình, tuyển giao với đề hữu sông Ninh Cơ ti Kmmô+100, sau đó đi ra ngoài đ, quacánh đồng tôm đến Km 5+500 thì chạ) đê và vượt sông Phú Lợi tại Km 6+100,tuyển giao cất và đi vào tong để, giáp khu din cư thin Quin Vinh xã Nghĩa Phúc

đến sông Quần Vinh 2 tại Km 7+100, tuyển chạy song song với đê hữu sông Ninh

Co đến đền Hải Dang

“Công tinh được thiết kế theo tiêu chuẳn đường cấp Il dng bằng, bé rộng

th50m, bể rộng lẻ By = 0,50m, độ dốc mặt đường về

mặt đường Bays =

2% Số lần xe cơ giới là 04 Lan mỗi chiều, toàn bộ nén đường là lần xe

“Tiên toà bộ chiều dai của tuyến đường được thiết kế với 4 dạng mặt cắt

ngang điển hình Các thông số cơ bản của mặt cắt được sơ họa theo hình vẽ 2-1 dưới đây và được thể hiện cụ thể như trong phụ lục số 1

7” ằăằ vẰẴẰ ng,

Hình 2.1: Sơ đồ minh họa mặt cắt thiết ké điền hình MCĐHI trên tuyển

“Theo chiều dai tuyến, mặt cất ngang điễn hình 1 (MCĐHI) được thết kế từ

lý tình km 0 + 00 đến km 0 +700: km 6 + 200 đến km 7 + 150: mặt cắt MCĐH2được thiết kể chạy dọc đê sông Ninh Cơ ở phía sông, từ lý trình km 0 + 700 đến km

2.1.2.1 Các thông số, yêu cầu vật liệu sử dụng

- Vật liệu đắp nén được ding à cát đen hạt min khai thác ở sông Ninh Cơ

MCDH3 được thiết kể chạy qua các im phía ngoài đ, ừ lý tình

thỏa mãn yêu cầu quy trinh thi công nền đường Vật liệu đắp bao dầy Im phẩn lẻđường là đất loại sét được lấy tại mô đắt đắp ở đổi Bộ ĐỀ, thôn Hưng Long xã

Quảng Lạc, huyện Nho Quan, tỉnh Ninh Bình Vật liệu dip gia tải sử dụng vật liệu

dap nền hoặc đất tận dụng Các thông, at liệu ính toán được lựa chọn

bao gồm: khối lượng thé tích đất đắp py = 1.90 T/m’, góc ma sit trong @ = 30 - 35°,

in dạng E,= 300 kG/emi, hệ số thắm k = 10.0m/n

~ Vật liệu cát sử dụng làm lớp đệm trên đầu bắc thắm và dùng cho thi công.sing cất là cát sạch (cất hạt thô hoặc cát hạt ung), có độ thắm cao và phải đảmbảo các yêu cu sau

++ Hàm lượng hữu cơ không vượt quá 5%

+ Hàm lượng hạ > 0.5mm phải chiếm >50%

++ Hàm lượng hạt <0,14mm phải < 106.

+ Hệ số thấm của cất không nhỏ hơn 10 mi

+ Phải thỏa man đồng thời cả bai điều kiện sau: Pet's 6 và 1< Pw)” <3

Dud,

“rong đó: Dựa, Dạy và Day lin lượt là kích cỡ hat mà lượng chứa các cỡ hạtnhỏ hơn hoặc bằng cỡ hạt chiếm 60%, 30% và 10%

- Vai dia k thuật được đăng đặt ngay dưới lớp cất thay thé nhằm trính làm

ối dip Vai địa kỹ thuật

nhiễm bản lớp đệm cát và được ding tăng cường ổn định k

‘ue sử dụng phải thỏa man các yêu cầu kỹ thuật sau:

+ Cưởng độ chị kéo theo phương dọc > 12kN/m

++ Cường độ chịu kéo theo phương ngang > 12kN/m

+ Độ din dit < 65%

Hinh 2.2: Câu tạo của bắc thẳm

“Các thông số, yêu cầu kỹ thuật của bắc thắm bao gồm:

+ BE day 3.0mm.

+ Bễ rộng: 100/0 mm

+ Võ lọc của bắc thấm có hệ số thắm k > 14 x 10% mis, đường kính của lỗ

lọc không vượt quá 0,08mm.

+ Khả năng thoát nước với cấp áp lực 10kPa ứng với gradien thủy lực i=0,5

từ 60 x 10° mis đến 140 x 102 mis;

+ Khả năng thoát nước với cắp áp lực 400kPa ứng với gradien thủy lực i=0,5

từ 60 x 10° m'/s đến 80 x 10” mÌ⁄;

++ Cường độ chịu kéo (cặp hét chiều rộng của bắc thắm) > 1.601)

++ Độ din đà (cặp hat chiều rộng của bắc thắm) >20%

+Hệ > 1.5 x 10' mức

+ Đường kính lỗ lọc Dys < 90 micron

+ Chiều dai cuộn: 2502300 tương ứng với đường kính cuộn từ 1,1+1,2m

2.1.2.2 Chiều cao đắp và tải trọng tính toán

“Chiều cao tính toán thiết kế của nền đường dip bao gồm chiều cao dip xácđịnh theo cao độ thiết kế, chiều cao bù lún của nén đường sau xử lý và chiều cao

‘quy đổi do tải trong xe cộ (hoạt tai) Được xác định theo công thức sau:

Her = HạH, + Họ en

Véi: H là chiều cao đắp tinh toán bằng hiệu số chênh cao giữa cao độ thiết

kế của mặt đường và cao độ mặt đất tự nhiên (m)

Hy là chiều cao dap bù lún, được xác định theo kết quả tính lún.

Hi, — Chiều cao quy đổi từ tải trọng do xe cộ (m)

6 đây, tải trong do xe cô được xem là tải trong của số xe nặng tối da cùng

một lúc có thể đổ kín khắp bề 1g nén đường, phân bổ trên 1m chiều dai đường Sơ

45 tinh toán tải trong xe cộ như hình 2.3

PHI LRINSSI/)

Hình 2.3: Sơ đồ nh toán tả trọng xe

Tải trong xe được quy đổi tương đương thành lớp đất dp có chiều cao fs Hy,

xác định theo công thức sau:

nG

mm

Trong dé: G-lakhốilượng củamột xe, tia

ố xe tối đa có thé xếp trên phạm vi bể rộng nền đường

1 Khối lượng thể tích đất đắp nền đường, = I,90 Trm`

1 - Phạm vi phân bổ tải trong theo hướng đọc xe

Bé rộng phân bố ngang của các xe (B), được tính như sau.

B=nb+(n=lld+e 63)

Với tải trọng xe H30, gồm 08 lần xe, theo quy trình 22TCN 2¢

thông số tinh toán, được xác định như sau: n = 8; G = 30 tin; 1 = 6,6m;

1

= 1.9m;

‘Thay vào công thức (2-3) ta được B = 28.2m

“Thay các giá tj tính toán vào công thức (2-2), chiều cao dip quy đổi tải

trong xe có giá tỉ à: Hạ = 0.68 m.q, = Hạ ý = 1.29 Ti

“ải trong công trình được xác định theo công thức sau

q=Hrr 44)

“Chiều cao dip bù lún Hộ, được xác định dựa vào kết quả phân tích độ lún

trong phụ lục 3, xác định theo sơ đồ hình 2.4:

SỈ Hr Ha

Hạ

i Hy

Hinh 2.4: Sơ đồ súc định chid cao dip bù lún

Với đường thing (1) biểu thị sự thay đội hiệu số (Hyr-Hy) theo HH là chiểu

cao dip có kể đến lún bù: đường (2) bigw thị sự thay đổi độ lớn inh toán theo He.Giao điểm của đường 1 và đường 2 xác định độ lớn tên trụ tung bằng chiều caođắp bù lún Hạ

2.1.2.3 Các yêu cầu kỹ thuật của công trình:

“Các yêu cầu kỹ thuật của công trình cho xử lý nén đất yếu như sau [16]

- Vé dp lần: Độ lún đư sau thi công đối với nền đường thông thưởng phải nhỏ hơn 30cm, tại vịt giấp cống phải nhỏ hơn 206m

= Về hệ số ẫn địh chẳng trượt: Tính theo phương pháp Bishop hệ số én định

trượt phải lớn hơn 1,20 trong thời gian thi công, lớn hơn 1.40 trong thời gian khai

thác công tinh Trong quá tình dip, phải kiểm tra én định lún ủi theo phường

pháp Mandle và Salencon với hệ số ôn định lớn hơn 1,20

- Tổng thời gian xử lý thi công xử lý nền không chậm quá 8 thắng.

2.2 ĐẶC DIEM CÁU TRÚC NEN DAT YEU VÀ DỰ BAO CÁC VAN ĐÈ

ĐỊA KỸ THUẬT

2.2.1 Đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiên cứu

2.2.11 Đặc điễn dia hình, địa mao

Khu vục tuyển khảo sát thuộc kiểu dia ình đồng bằng ven biển tích tụ, xâmthực bóc mòn Đặc điểm bề mặt địa hình bị phân cắt mạnh bởi hệ thống kênh

Š mặtmương, các đầm nuôi tôm, hệ

phần trim tích: đắt sét, sét pha, cất pha trang thái chảy, déo cháy, déo mềm đến dẻo.

cứng, nữa cứng Có chỗ gặp cất hat bụi, ạt nhỏ với điện phân bổ hẹp

Nhìn chung, địa hình khu vực xây dựng công tình chủ yếu bi phân cắt do hệ

thống kênh dẫn nước tưới tiêu với mật độ tương đối dày

2.3.1.2 Đặc diém địa chất Đệ Tie

Tuy đường nằm trên kiểu địa hình đồng bằng khá dng nhất được cấu to

từ các thành tạo có tuổi Đệ Tứ, căn cử vào bản đồ địa chất Nam Định tỷ lệ

1:200 000, khu vực tyén đi qua gồm các thành tạo địa chất từ già đến trẻ như sau

* Hệ ting Hải Hưng (Quy ` 8M): phân bổ ở phia Bắc Nam Định, về phía Nam

và Đông Nam hệ ting bị phủ bởi các trim tích Holocen thượng Hệ ting Hai Hưng

có 2 kiểu nguồn gi

- Trầm tích nguồn gắc sông - biển (amQr! hi): gồm 2 tập

+ Tập 1 (58,5 ~ 55,5 m): sét bột màu xám nâu lẫn ít cát hạt mịn Ngoài ra còn

ấp các dang kết hạch về tàntích thực vật

+ Tập 2 (55, — 36,3 m): cất bạt nhỏ màu xám vàng, thành phần chủ yéu là

thạch anh

- Trầm tích nguồn gắc biển (mO!? hh): Thành phần tằm ích là bột, sét

màu vàng nhạc, phần trê bị phong hoá laterit yếu, chứa phong phú hoá thạch Trùng

lỗ và Thân mềm Ammonia beccarit, Quiqueloculina, Bolivina sp., Balanus sp,

Osrea sp,, Dentalimum sp

Hg ting Thai bình (Quy "), có các nguồn gốc sau:

~ Trim tích nguén gốc sông - biển (amQyy" th:

+ Tập 1 (28,3 ~ 23,8m): Thành phần trim tích gồm bột sét lẫn cát màu vàn;

xám vàng chứa ít v6 sò, hén vụn nát

chứa phong phú hoá thạch: Ammonia beccari, A annetens, Ephidium advennum, Exhispidulum, Botivina minuta và bảo tư phần hoa tuổi Holocen mud

- Trằm tích nguồn gắc dim lay ~ bidn (bmQn tb): Thành phần trằm tích gồmcất hạt nhỏ đến vừa lẫn bột sét màu xám đen, than bàn ở phần dưới: cồn phần trên là

bột sét màu đen.

- Trần tích nguẫn sốc sông (aQu* (bỳ:phân bỗ dọc theo các sông hiện đại (sông Hồng, sông Thái Bình) Thành phần trằm tích có sét bột màu nâu, nâu gu.

- Trầm tích nguẫn gốc sông ~ dim lay (abQn tớ): Thành phần gồm sét màu

nâu xen lớp sét đen, than bùn mỏng chứa tin tich thức vật và Bảo tư phin hoa:

Polypodiacea, Géichnia sp, Cstopteris p., Pteris sp., Cyathea sp., Andiantum sp.,

tuổi Holocen muộn Day 1 - 3m

~ Trầm tích nguồn súc biển (mQyÌ th): phân bỗ ở các vị tí sau

+ Dài cát và côn cát nằm xa ba hiện ti, thành phần là cát thạch anh hạt nhỏ

lẫn bột mau vàng

+ Cá bội ở ven bin hiện đại kéo di hàng chục km, Cát hạt nhỏ, maxim,

xám sm, thành phần chủ yếu là thạch anh, phân bồ ở đới thuỷ tiều lên xuống

= Trầm tích có nguẫn gỗc biển gió (mvQy th): Thành phần là cất thạch anh

màu xám sáng, hạt nhỏ, độ chọn lọ tốt

2.2.1.3 Điều kiện dja chất thấy văn

Nude dưới đất trong khu vực chủ yếu nằm trong các lớp cát hạt mịn, cất pha

“Theo kết quả thf nghiệm phân tich mẫu nước ly tại công tình thành phần

hóa học nước như sau:

"Bảng 2.1: Kết quả phân tích thành phần hóa học mẫu nước

Tính chất vật: Nước trong, hơi vàng, Nhiệt độ mẫu: 25°C

Độ cũng vinh viễn mgi lội

“Tông độ khoáng hồn mại 35350

‘Cong thức hóa học của nước:

CL.HCO) S0;

COtunMo

(K+Na),,Mgš Ca,T-38)p74

Nước thuộc loại Clorua Natri

“Theo TCVN 3994-85: nước không có tính an mòn đổi với bể tông

2.2.2 Đặc điểm địa ting và tính chất cơ lý của đắt nền

“Theo kết quả báo cáo khảo sát dia chất công trình, dia ting khu vực trong

phạm vi chigu sâu nghiên cứu bao gbm các lớp đắt sau [4]

= Lớp Ð: Đắt dip: hành phẫn sét pha màu xám, xám nâu, trang thi dẻo

chay, déo mềm đến dẻo cứng;

- Lap 1: Set ph mầu nâu tím, trạng thất do chi

~ Lớp 2: Cát bụi, màu xám den, xám tím, trạng thái xốp;

- Lớp 3b: Sét pha, mầu xám nữu, xám vàng, xám den, lẫn hữu cơ, trang thái

io chiy.

~ Lớp 4: Sét pha mau xám nâu, xám den, nâu tim, trạng thái chảy;

- Lớp 5: Sét mầu xám nâu, nâu tim xen kẹp sét pha trang thái chấy đến déo hay.

- Lap 6: Sét xm xanh, xám vàng, xám den, trang thái do mằm;

~ Lớp 7: Sét pha màu xám, xám xanh lẫ vỏ sò trạng thái chảy đến déo chiy,

chỗ xen kẹp cất phá;

- Lớp 8: Sét pha màu nâu vàng, loang 1 trạng thái dẻo cứng;

~ Lớp 8a: Sét màu xám vàng, loang lỗ, trang thái nữa cứng:

Mat cắt địa chất công tinh dọc tuyển được tình bày ở phụ lục 02

Git tr các chỉ iêu cơ lý của các lớp đất phục vụ tính toán xử lý nén đường

Auge tổng hợp ở các bằng 22a =2.26

Bằng 3.24: Giá trị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp đắt Ð và lớp 1

Ky “Giá tiêu chuân

TT Chỉtiêu cơ lý Bon vi

hiệu LapD | Lpi

1 | Độ imurahign TW | % [a6 | 8a

2 |Khổilượngthẩtíhivnhiên |p, | wom | 191) 188

3 | Khối lượng thê ích khô | vem | lã0 | 139

4 | Khổi lượng nệng p | vem | 352 | 275

| Dolo rong a % 448 494

6 | Hệ số rộng € - 0,813 | 0,978

7 [Dé bio hod SG] 4 | 923 | 95

® | Dé ấm giới han chảy TW % 290 | 38,7

‘9 | Độ ẩm giới han deo TW % 187 | 24T

10 | Chisé do % | 5 | 103 | 146

15 | Ấp lực tính toán quy wae R, | KGEml | 065 | 075

16 [ Mô dun tông biến dạng Đụ | kGEm | 749 | lA6

“Bảng 2.2b: Giá tị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp đắt 3

Ký

TT Chỉ êu cơ lý Mạc ¡DAI | Gite chiến

T | Khỗi lượng riêng Ps) 8em 269

Z| He số ring lớn nhất eae | 1297

3 [Hệ số tổng nhỏ nhất xăm 0618

4ˆ ÌGấc nghĩ của cất khi khô AT 8 3851"

3 | Gác nghĩ của cất Khí ướt «| độ 2300"

6 | Gist thi nghigm xuyên SPT | Nạt Ô búa 56

7_ | Ấp lực tính toán quy ước Ry | KGem” 120

8 | Mô dun tổng biến dạng Ey | kG/em” 1100

“Bảng 2.2c: Giá tị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lớp đắt 3a và 3b

3_ | Khối lượng thể tích khô p | gem | lãi | lế

| Khỗi lượng riêng ps | wemTM | 273 | 340

19 | Sie Khing cit Khing thoat nude) Su | KGlem? | 0.164 | 0247

20 | Ap lực tính toán quy wae R [kGEmP | 0ãi | T03

21 [MMö dun tng biến dạng R |KGem | 322 | 974

‘Bing 224: Giá tr tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ lý lip đắt 4 và lip 5

Ky Gil teu chan

TT Chỉ iều cơ lý Đơn vi

hiệu Lips | Laps

19 | batman CÓ6AsitwoE | qua | ƠI | 1736

` Le dinh higu qua) Cu | KGlem® | 0073 | 0105

đỏ CƯ —= : —

Góc ma sát hiệu qua) @u độ | 3202 | 3029

30 Sứ kháng ot Không thoátnước | Sw) KGm" | O86 | 022E

21 Ấp lực tính toán quy ước Ñ TGem | 050 | 052

25 Mé dun tổng biển dang E, kGlem® | 24I | 155

Bảng 2.26: Giá trị tiêu chuẩn chi tiêu cơ lý lớp đất 6 và lớp 7

Ký Gis tiêu chuẩn

TT Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị

hiệu Lip6 | LápT

1 | Độ im tự nhiên wi % | 387 | 332

2 | Khéilvong thé veh wrahién |p, | gem’ | 181 | 187

3_ Khối lượng thể tích khô ø | wem | 130 | 140

4 | Khỗi lượng êng ps) gem | 369 | 270

5 |Bạlỗrõng a) % | Si? | 482

6 [Hệ sb ving e | 1068 | 0929

7 | Độ bão hoà G > % | 914 | 965

8_ | Độ dim giới hạn chảy wi % 332

9_ | Độ dim gigi hạn déo ƯNNG 215

16 [Ấp ve tiên cổ kết Pe | KGlemTM | lữ? | 181

17 | Chis ΠTT 0376 | 0317

18 | Chi số nở Gl - 0081 | 0,083

Tô | Sie King eit Khong thoat muse | Su | KGlem? | 0328 | 0313

20 | Ap lực tính toán quy ước Ro kG/em | 0,85 0,66

21 [Mô dun tổng biến dang E | kGem | 552 | 218

Bảng 2.2: Giá tị tiêu chuẩn chỉ tiêu cơ ý lớp đắt 8 và lớp 8a

KF Giấmi tiêu chan

TT Chỉ tiêu cơ lý Đơn vị hiệu Láp8 | Lap 8a

TBO dm wr nhiên W | ® | Ba | Z1

2 Khdilhrong thé veh wenhién |p, | whem? | 197 | 196

3” Khối lượng the veh khô Ð | gem” | 157 | 154

4 Khỗi lượng riêng ps | mem | 333] 37

15 Ấp lực tinh toán quy ưốc R [RGfem | Tã9 | 223

T6 M6 dan ting biến dang E | RGEm | 1534 | 148.3

Qua đặc điểm phân bồ của các lớp dat va giá trị các chỉ tiêu cơ lý của các lớp.đất như tên, cho thấy tuyển đường xây dựng trên cấu trúc nén dit yêu Trong đó,

các lớp đất yêu là lớp dit 1, lớp dit 3a, lớp đắt 4, lớp đắt $ phân bổ gin ngay mat

cất pha (lớp 3b) phân bố ngay gin mặt đắt Chúng phân bổ không liên tục và có

chiều day biển đỗi mạnh,

Như vậy dọc theo chigu dài đoạn đường (9 500m) céu trúc đắt nền biển đổimạnh, có nơi đất yéu phân bổ ngay mật đất, có nơi đắt yếu nằm ở dưới các lớp dittốt, Để có giải pháp xử lý nền phù hợp hiệu quả cần phân chia cắn trúc nén đất yến

2.2.3 Phân chỉ cấu trúc nền đất yếu

2.2.3.1 Cơ sở phân chia cấu trúc nén

Phân chia các kiểu cắu trú địa chất tương tự nhau phục vụ cho việc lựa

chọn và thiết kế xử lý cắc cơ sở Xem xét quy luật

phân bổ các lớp dit yếu, các lớp dit tt và tinh chit cơ lý của chúng,

Như vậy, cần phân tích đặc điểm biển đổi của đất trên theo không gian và

theo chiều sâu để có thé xây dựng tiêu chí phân chia cầu trúc nền

Việc phân chin cấu trúc „ cho phép đánh giá tổng quan về điều kiện én

Tam cơ sở cho vi định của lựa chọn các giải pháp xử lý nền đất yêu Do đó, cẳn xem xét sự phân bé của c lớp đất yếu (lớp 1, lớp 3a, lớp 4, lớp 5), các lớp đắt này ảnh hưởng trực tới dn định và biển dạng của các công trình xây dựng tr

mặt việc lựa chọn xử lý nén đất ếu phụ thuộc vào tính chất cơ lý và sự phân bổ

‘cia chúng Các lớp đất tương đối tốt (lớp 2, lớp 3b) tạo thành lớp áo cứng phía trênint, cần phải em xé in đội chi dày của lớp để đính giá vai rồ của các lớp đất

\ đối với gia tăng khả năng chịu tai và giảm biến dang lún cố kết của nền, Các,

lớp đắt tốt phía đầy lớp đất yế là lớp 8, lớp Ba à lớp nền đất Lở phía đưới đáy của các lớp đắt yêu, phân bổ gần như liên tục trên toàn bộ chiéu dài tuyển, đây là

lớp nén én định cho công tình lim cơ sở cho việc lựa chọn chiễu sâu kết thúc xử lý

nền đắt yếu.