Luận văn thạc sĩ Địa kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách vật thoát nước đứng (PVD) để gia cường nền khi xây dựng đê biển trên nền đất yếu

ta ding phương pháp xử lý nền móng cho phủ hợp để tăng site chịu tải củanên đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình.1.2 Các điều kiện biên địa kỹ thuật t

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNN

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYEN HOÀNG PHÚC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỚNG KHOẢNG CÁCH VẬT THOÁT

NƯỚC ĐỨNG (PVD) DE GIA CƯỜNG NEN KHI XÂY DUNG

DE BIEN TREN NEN DAT YEU

Chuyén nganh : Dia kỹ thuật xây dựng

Mã số : 60580204

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC:

TS HOÀNG VIỆT HÙNG

Hồ Chính Minh - 2014

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP & PTNN

TRUONG ĐẠI HỌC THỦY LỢI

NGUYÊN HOÀNG PHÚC

NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG KHOẢNG CÁCH VẬT THOÁT

NƯỚC DUNG (PVD) DE GIA CƯỜNG NEN KHI XÂY DỰNG

DE BIEN TREN NEN DAT YEU

'Hồ Chính Minh - 2014

Tôi xin gửi lời biết ơn sâu sắc đến Tiến sĩ Hoàng Việt Hùng đã dành rất

nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu vả giúp tôi hoàn thảnh

luận văn tốt nghiệp

Nhân đây, tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Trường Đại học

Thủy Lợi cùng quý thay cô Khoa Công trình đã tạo điều kiện cho tôi điều tra

khảo sát để có dữ liệu viết luận văn.

Mặc dù tôi đã cố gắng hoàn thiện luận văn bằng cả sự nhiệt tình vànăng lực của mình, tuy nhiên không thể tránh khỏi những thiếu sót, rắt mong.nhận được góp ý quý báu của qui thầy cô và các bạn

‘TP Hồ Chi Minh, tháng 12 năm 2014

Hoe viên cao học

Nguyễn Hoàng Phúc

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoạn

- Luận văn này là sản phẩm của tôi

~ Số liệu trong luận văn được điều tra trung thực

~ Tôi xin chịu trách nhiệm về nghiên cứu của minh

‘TP Hồ Chi Minh, tháng 12 năm 2014.

Học viên cao học

'Nguyễn Hoàng Phúc

MỤC LỤC

LOT CAM ĐOAN s55 252<eteEesrrtrrrrirrrrrimrrrrrnf

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BO THỊ

M6 ĐẦU

1 Tink cắp thiết của đề tài 4

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của dé tài

31 Đi tượng và phạm vi nghiên cứu của dé tài 9

4 Nội dụng nghiên ci cia đề tà 10

5 Phương pháp nghiền cite 10

CHƯƠNG 1.

TONG QUAN Vi NEN DAT YEU CUA ĐÊ BIEN VÀ CÁC GIA

LY NEN

LI Giới thiệu chưng „

1.2 Các điều kiện biên dja kỹ thuật trong tính toán thiết Ké đê biển „

12.1 Mở đầu 1

1.2.2 Những khía cạnh dia kỹ thuật liên quan đến chức năng chin giữ nước của

công trình ven biển : là 1.2.3 Đặc trưng Cơ học dit cơ bản trong thiết kể công ình dit 16

1.24 Phân tích ảnh hường của gia tăng áp lực nước lỗ rồng dư trong nền đến sự.

én định của công trình 20 1.2.5 Dia chat nền và dit dip để biển miễn Nam 21

1.3 Cite giải pháp xử lý nền dé bién 28

14 Vin đề ứng dung vật thoát nước đứng (PVD) dé gia cường nền khỉ x

“đựng công trình

CƠ SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN BAC THÁM

TRONG XU LÝ NEN DAT YẾU

2.1 Cúc đặc tính cia bắc thắm (PYD) 42.2 Nguyên tắc tính toán bắc thắm 4

23 Thi công bắc thắm (căn cit 22TCN 236-1997 ban hành theo Quyết định số

1282/KHẮT ngày 17/3/1997) 35

35 36 2.3.3 Thiết bj thi công + 2.3.4 Quy ình thi công bắc thẳm 38

24 Cie nhân tổ inh hướng đến độ cổ Kết của đắt nên khi sử dụng bắc thắm 42

2.4.1 Đường kính bắc thấm đến độ cổ kết đắt nên 42 2.4.2 Khoảng cách bắc thắm đến độ có kết dit nên : 4

2.4.3 Kết hợp ảnh hưởng của sức kháng thắm và vùng đất bị xáo trộn do cảm

bắc thắm đến độ số kết đt nền 49

2.5 Kết luận chương 2 5

CHUONG 3.

MÔ HÌNH HOÁ CÁC TRƯỜNG HỢP ỨNG DỤNG

4.1 Phân ích các trường hợp tinh toán 48

4.2 Giới thiệu phần mém tính toán-FoSSA (2.0) 484.3 Tĩnh toin thiết ké mô phỏng bài toán bằng phận mềm FoSSA (2.0) 61

3.31 Các yêu cầu can nghiên cứu và chỉ iêu đt nên 6i 3.32 Tính toán xác định ảnh hưởng của khoảng cách bắc thâm ứng với các mức độ xảo trộn đất đã

CHƯƠNG 4 7

ỨNG DỤNG KET QUÁ NGHIÊN CỨU VỚI ĐÊ BIEN HUONG MAI - CAMAU (DOAN TỪ K94+786 DEN K95+880) 714.1 Giới thiệu công trình dé biển Hương Mai - Cà Mau 77

4.161 Vit dia I n

4.1.2 Địa chất công trình, 1

4.1.3 Khí tượng thủy văn 80 4.2 Kết quả tính toán các trường hợp 81

“4.2.1 Ứng dụng kết quả nghiên cứu _— si

4.2.2 Tinh toán kiém chứng bằng tai liệu hướng dẫn thiết kế bắc thám 82

-42.3 Tính toán kiểm tra bing phin mềm FoSSA (20) 83

4.3 Nhận xét ết quả tink ứng đựng 4Két luận chương 4 85

1 Những kết quả đại được của luận vẫn 46

DANH SÁCH CÁC BANGBang 1.1 Những biên liên quan đến kết cấu địa ky thuật 15Bảng 1.2 Chỉ tiêu cơ lý chung của lớp đất 2 khu vực Bạc Liêu

Bang 1.3 Bảng tóm tắt các chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa chat —.Bang 3.1 Bảng tổng hợp thông số đất yếu nền dé biển ở các địa phương 62

Bảng 3.2 Các (hông số ảnh hưởng sử đụng trong nghiên cứ 63

Bang 3.3 Kết qua tính lún theo thời gian 6

Bảng 3.4 Bảng kết qua tính toán độ cổ kết theo thời gian 65

Bảng 4.1 Bảng tóm tắt các chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa chất 79

Bảng 4.2 Kết quả tính lún của đê biên Tây Cả Mau 83

DANH SÁCH CÁC HÌNH VÀ BO THỊHình 1.1 Ứng suất đẳng hướng 17Hình 1.2 Ảnh hưởng của tốc đột tăng tải đến độ cổ kết và cường độ 21Hình 1.3 Sơ dé phương pháp hút chân không có màn kín seoHình 1.4 Sơ đồ phương pháp hút chân không không có màn kí 1Hình 2.1 Các hình thức bé trí bắc thắm 34Hình 2.2 Giá trị xap xi của ving xáo trộn xung quanh lõi bắc thảm 35Hình 2.3 Quy trình lắp ghép bắc thắm

Hình 2.4 Các hình thức bé trí bắc thám

Hình 2.5 Đường kính tương đương của bắc thắm seenHình 2.6 Sự cổ kết do thoát nước theo phương đứng và xuyên tâm 1ŠHình 2.7 Sơ đồ làm việc ống thoát nước PV có xét sức kháng thắm và vùng

ảnh hưởng 47

Hình 2.8 Đường kính tương đương của ống thoát nước PV 48

Hình 2.9 Quan hệ giữa Fn và D/d, cho trường hợp lý tưởng, 51

Hình 2.10 Vi du đường cong thiết kế cho trường hợp don giản 52Hình 2.11 Hệ số xáo trộn (Fs) với các thông số cơ bản "ằ

Hình 2.12 Ước lượng giá tr hệ số sức kháng thắm F’, sone Hình 2.13 Ví dụ anh hưởng của các thông số đến top, 56

Hình 3.1 Giao diện phần mén Fossa (2.0) 259

Hình 3.2 Mô hình bai toán Hình 3.3 Lựa chọn thông số tính lún

Hình 3.4 Lựa chọn thông số thiết kế PVD (bắc thắm) Hình 3.5 Thông số tính cổ kết của nẻn

Hình 3.6 Quan hệ của độ lún theo thời gian với khoảng cách bắc thắm c-m 61 Hình 37 - Quan hệ của độ lún theo thời gian với khoảng cách bắc thắm c=liãm os : os 68 Hình 3.8 Quan hệ của độ lún theo thời gian với khoảng cách bắc thắm c=20m 69

Hình 3.9 Quan hệ của độ lún theo thời gian với khoảng cách bắc thắm c=2.5m _ : _ 69 Hình 3.10 Quan hệ của độ lún theo thời gian với khoảng cách bắc thấm =3/0m oo : : T0 Hình 3.11 Quan hệ của độ lún theo khoảng cách bắc thắm với Fs = 0,5 71

Hình 3.12 Quan hệ của độ lún theo khoảng cách bắc thắm với Fs = 1,0 72

Hình 3.13 Quan hệ của độ lún theo khoảng cách bắc thắm với Fs = 2.0 73

Hình 3.14 Quan hệ của độ lún theo khoảng cách bắc thấm với Fs = 3,0 74

Hình 4.1 Vị trituyén để in Tây đoạn từ Hương Mai đến Tiêu Thừa 78

Hình 4.2.- Biểu đồ quan hệ độ lún theo khoảng cách bắc thắm dé biển Tây 84

MỞ ĐẦU

1 Tính cắp thiết cũa đề tài

"Để biển nước ta qua ba miễn Bắc, Trung, Nam có đặc trưng khí hậu, sắc thải địa hình, địa chất riêng biệt Dé biển thường xuyên chịu tác động của

thủy triều, sóng gió, đặc biệt là khi có bao lớn nên dé biển còn nhiều tồn tai,nhất là việc ôn định lâu dai trước nguy cơ thiên tai ngày càng khốc liệt và đòi

hỏi việc phát triển bên vững đa mục tiêu.

Hệ thống dé biển, đê cửa sông còn tổn tại những điểm chính sau:

= Nhiều tuyến để biễn, để cửa sông chưa được đầu te cũng cổ, ning cấp

lại thường xuyên chịu tác động cia sóng, thủy triểu, thiên tai nên tiếp tục bị

xuống cấp nghiêm trọng

~ Một số tuyển đê nhỏ lẻ, manh mún chưa khép kín tuyến nên hạn chế về

hiệu quả.

~ Nhiều tuyến đê, kè biển chưa được đầu tư đồng bộ (trước đê không có

rừng phòng hộ, không có công trình bảo vệ bãi)

- Bai biển nhiều nơi liên tục bị hạ thấp gây sat lở chân kẻ, xâm thực vào

than dé làm hư hong đề.

~ Mức bao đảm an toản thấp, không có kha năng chồng lại thiên tai kết

hợp triều cường.

- Dé được đắp trên nền địa chất tự nhiên mềm yếu chưa được xử lý triệt

để

~ Có nhiều cống qua đê, hau hết là các cống dưới đê chưa đảm bảo kiên

cố, không đủ khẩu diện để kết hợp phục vụ tránh trú bão cho tau thuyền.

Xuất phát từ thực trang đê biển của Việt Nam như đã nêu ở trên dẫn đếnnhu cầu tất yếu phải nâng cấp hệ thống dé biển, trong đó có những đoạn đắp

mới.

Qua các kết quả đánh giá và phân tích thì nguyên nhân sự cổ công trình

khi xây dựng đê như sat, trượt, lún nhiều, lún không đều vv, thì nguyênnhân chính là do nền dé yếu, biện pháp xử lý nền va thân đê không hợp lý, toc

độ thi công quá nhanh Một trong những giải pháp hiệu quả để tăng nhanh.

tốc độ cí của nền là sử dụng vật thoát nước đứng dé gia cổ nền khi xâydựng công trình trên nền yếu Dé biển là công trình có tầm quan trọng đặc.biệt, vì vậy việc nghiên cứu đánh giá các thông số khi xử lý nền là một việc.làm cần thiết và cấp bách

"Đề tai “Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách vật thoát nước đứng (PVD)

để gia cường nền khi xây dựng dé biễn trên nền đất yếu” là một trong những,

nội dung cắp bách, thiết thực giải quyết các vấn dé tôn tại như đã nêu

2 Mục tiêu và nhiệm vụ của đề tài

a Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng của khoảng cách vật thoát nước đứng

(PVD) đến tốc độ cỗ kết của đất nén, các yếu tố ảnh hưởng đến khoảng cách.

của bắc thắm (PVD), rút ra khoảng cách điển hình, tối ưu của bắc thấm với tảitrọng phổ biến của khối đắp đê biển

- Phân tích kết quả và kết luận

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của dé tài

a, Đối tượng nghiên cứu: Bắc thắm ding dé gia cường nên đất yếu

'b Phạm vi nghiên cứu: Chỉ giới hạn nghiên cứu bắc thấm kết hợp gia tảitrước để xử lý nền dé biển, không xét quá trình từ biến của đất

4 Nội dung nghiên cứu của đề tài

~ Tông quan về các giải pháp xử lý nền

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thống kê tài liệu: Thu thập và tổng hợp các tài liệu đã có về xử lý nền

đê biển, các ứng dụng tại Việt Nam và trên thé giới

~ Phân tích lý thuyết

~ Phân tích mô hình tính toán.

CHUONG 1

DAT YEU CUA ĐÊ BI

XỬ LÝ NENTONG QUAN VI

1.1 Giới thiệu chung

Nền đất yếu và các biện pháp xử lý nền đất đắp trên đất yếu là mộttrong những lĩnh vực xây dựng thường gặp Cho đến nay, ở nước ta việc xâydựng nền dip trên đất yếu vẫn là một vấn đề tồn tại và là một bài toán khó.trong xây dựng, đặt ra nhiều vấn dé phức tạp cần được nghiên cứu xử lý

nghiêm túc, đảm bảo sự én định va độ lún cho phép của công trình.

Nền đất yếu là nên đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biếndạng nhiều, do vậy không thể xây dựng các công trình Dat yếu là một loại đấtkhông có khả năng chống đỡ kết cấu bên trên, vi thể nó bị lún tủy thuộc vào

quy mô tải trong bên trên.

Khi thi công các công trình xây dựng gặp các loại nên đất yếu, tly

thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người

ta ding phương pháp xử lý nền móng cho phủ hợp để tăng site chịu tải củanên đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình.1.2 Các điều kiện biên địa kỹ thuật trong tính toán thiết kế đê biển

1.2.1 Mé đầu

Điều kiện địa kỹ thuật là những hạng mục địa kỹ thuật như là mặt cắtđịa chất, các chỉ tiêu cơ — lý của các lớp đất nền hoặc dat đắp Điều kiện biêndia kỹ thuật được hiểu là những thành phần ở các ngành khác mà rất cần cho

phân tích địa kỳ thuật và thiết kế địa kỹ thuật (thiết kế các vấn đề liên quan

đến nền móng và công trình đất) Thiết kế nỀn móng hoặc công trình đất làthuần túy về địa kỹ thuật nhưng người thiết kế không những cần am hiểu vềđịa kỹ thuật mà còn phải có sự hiểu biết về một số ngảnh liên quan, tủy thuộc

lĩnh vực đang xem xét, là những biên địa kỹ thuật Trong phần này, ta sẽ giới

thững vấn dé địa kỹ thuật va các điều kiện biên địa kỹ thuật trong.

ho

hạn nói

phạm vi khi tính toán thiết

“Tùy thuộc vào chức năng ma những công trình ven bờ phải chịu những,

16 hợp tác động bao gồm sóng, dong chảy, sự chênh lệch mực nước, địa chắn

và một số tải trọng đặc biệt khác (như lực va chạm tàu thuyền hoặc băng).Những tác động này, bao gồm cả trọng lượng bản thân của công trình, sẽđược truyền vào lớp đất bên dưới công trình, và phải đảm bảo được hai đi

~ Biến dang của kết cấu là chấp nhận được

- Kha năng mắt én định là nhỏ

Các tác động được truyền vào kết cấu và những lớp đất bên dưới sẽ gây

ra sự thay đôi vé ứng suất trong kết cầu đó và ca những lớp đất bên dưới (thayđổi cả theo thời gian) Điều này dẫn đến hậu quả là những kết cấu bờ va venbiển sẽ bị dich chuyển đứng hoặc ngang, hoặc thậm chí là mắt én định Sựbiến dạng của nền và của kết cấu không chỉ phụ thuộc vào những tác động

bên ngoài, mà còn phụ thuộc vào các đặc trưng hình học (hệ số mái dé), trọng

lượng của kết cấu, tinh thắm, độ cứng cũng như khả năng chống cắt của kếtcầu và lớp dat nén bên dưới

Thực tế, hiệu quả của một công trình ven bờ, ven biển nói riêng, hoặccông trình xây dựng nói chung, phụ thuộc rất nhiều vào sự tương tác giữa kếtcấu bên trên và đất nền bên dưới Sự tương tác này bao gồm cả vấn dé truyềntải, sức chịu tải của nền, độ biến dạng (lún và dịch chuyển của nền và khảnăng chịu lún của kết cấu bên trên) Do đó, edn có một sự hiểu biết thấu đáo

về những đặc tinh dia kỹ thuật, vật liệu cấu tạo của đất nền và thậm chí cảnhững đặc tính của kết cầu

Trong phin này sẽ trình bày những khía cạnh địa kỹ thuật cơ bản có

liên quan đến chức năng chắn giữ nước của công trình Tiếp sau đó là một vaitính chất cơ học đất cơ bản cũng về địa kỹ thuật được trình bảy để nêu lên

Chức nang chủ yéu của kết cấu chắn giữ nước, vi dụ như đê là để bảo.

vệ vùng nội đồng khỏi những trận lũ Chỉ tiết hơn, chức năng chủ yếu của nó

có thể được thê hiện theo hai yêu cầu của kết cấu đê Yêu cầu thứ nhất là đê,

kè phải đủ cao va yêu cầu thứ hai là phải dn định Cao trình đình dé phải lớnhơn đỉnh cao nhất của mực nước, có kể đến ảnh hưởng do gió và sóng Sự ồnđịnh tổng thể có nghĩa là con đê bao gồm cả lớp đá bảo vệ và đất bên dướiphải chịu được cả những điều kiện khắc nghiệt diễn ra hàng ngày, tác động ở.bên trong và bên ngoài khối đê,

“Thêm vào đó, thường trong thực tế yêu cầu dé không thấm nước là điều

‘quan trọng thứ ba Yêu cầu này đặc biệt quan trọng trong trường hợp đắt nền

để có sự dò ri thấm nước,

“Các yêu cầu về chiều cao và sự én định của đề là rất quan trọng Phảiluôn đảm bảo rằng chiều cao yêu cầu luôn được giữ cao hơn chiều cao tốithiểu cho phép Điều này yêu cầu sự chính xác của phép tinh độ lún, cũng như:lún theo thời gian dé việc thiết kế chiều cao có thể chọn được cao trình đỉnh

để dé không bao giờ bị thấp dưới cao trình giới hạn cho phép Đặc biệt trong

trường hợp đất nền tổn tại lớp đất yếu như là sét hoặc bùn phải rất chú ý đến

đánh giá chiều cao phụ thêm của dé Người quản lý dé cũng cần có sự hiểu

bi về việc giám sát và quản lý trong khi vận hành đê,

Với yêu cầu dn định dé, đễ sự ôn định được đảm bảo trong quá trìnhlàm việc, cần phải xem xét tất cả các cơ chế phá hoại Do đó, trong nhiều.trường hop, cin có nhiều thông số địa kỹ thuật phải được xác định hoặc đánhgid cho cả đất nền tự nhiên và đất làm vật liệu xây dựng mới ma để sẽ được

lim mới hoặc dip bù lên Thông thường, những vật liệu xây dựng là đắt khai

thác từ hồ, dim lầy trong những vùng gần kề nơi đê được xây dựng Ngoàinhững thông số cần đánh giá, cũng cần chú ý rằng tính chất của vật liệu đắt tựnhiên trên một phạm vi rộng là thay đối, nhiều khi là rat khác biệt Do đó việc.xác định những thông số ở hiện trưởng và trong phòng thí nghiệm cần phải

‘bao phủ toàn bộ những vùng không chắc chắn do sự biến đổi nền đắt tự nhiên.Điều này nghĩa là những vị trí khảo sát hiện trường và những mẫu đắt nguyên

dang cho thí nghiệm trong phòng phải được chọn sao cho các ting, lớp và các

loại đất sẽ được đánh giá đầy đủ

‘Thém vào đó, sự khác nhau trong những thông số của lớp đất là mộtđiều quan trọng cần phải chú ý đặc biệt khi lý luận thiết kế Tuy nhiên, những

lý luận nảy bao gồm cả những yếu tổ về công năng và tài chính trong thờigian dai, cần phải chú ý rằng những lý luận thiết kế cần phải dựa vào phươngpháp tổng thé Với phân tích nền móng của đê kè, sự không chắc chắn, maliên quan đến biên thủy lực, vé mặt nguyên tắc thi sẽ có tằm quan trọng tương

tự Và để cho kết cầu hoạt động tốt trong suốt nhiều năm cũng như quản lý thinhững yếu tố nay luôn được giữ én định ở mức độ đủ cao

Những điều kiện đất nền tự nhiên biểu thị một phan của các điều kiệnđịa kỹ thuật Cùng với đó là việc khảo sát những tính chất vật liệu xây dựng

có thể được sử dụng như vải địa, cát cho lõi đê, sét là vật liệu bao quanh, đá

và đá cuội lớn là vật liệu bảo vệ chân, sẽ phụ thuộc vào việc đánh giá các điều kiện địa kỹ thuật

Rồ rằng rằng đó là không thực tế cho những ky sư địa kỹ thuật chỉ hoại

động đơn độc trong chuyên môn, chuyên ngành của họ Nhiều nghề nghiệp vàchuyên môn khác ảnh hưởng đến nhiệm vụ của họ Không chỉ sau khi họ bắtđầu phân tích nền móng, mà sẽ ảnh hưởng trong suốt quả trình thực hiện công

việc của họ Điều đó nghĩa là một thiết kế phải được thỏa mãn va trong nhiễu

trường hợp lựa chọn thay thé khác nhau phải được xem xét

Tir tắt cả những phân tích trên, những điều kiện địa ky thuật và điều

kiện biên địa kỹ thuật được nêu ở bảng 1

Bangl.1 Những biên liên quan đỗ t cẩu địa kỹ thuậtsrr | Nhữngđiều | Sựỗn định và tiêu chuẩn | Những yêu cầu cơ

kiện cho chuyển vị và độ lún bản

1 Khí hậu Nhiệt độ, nắng, gió và | Những điều kiện thời

hướng gió, bão và nước tiết

2 Thủy lực ¡Thủy triều, mực nước, dòng | Điều kiện biên tải

chảy, thành lập bão, sóng trọng (bão), vùng cửa ra của sông,

3 Thủy van Chế độ nước ngầm, lượng Điều kiện biên

Những điều kiện xây

“Thời gian va Giới hạn

ngân sách sách va thời gian

" Diachét | Lịch sử của đất sự phân

ng, gia tải trước

12 | Nhữngđiều Những lớp dat, thu thập _ | Những điều kiện đất

kiện địa kỹ _ những tai liệu đất điều kiện hiện tại

thuật

13 | Ứng xử địa kỹ | Sw ôn định (bên trong và Những hiểu biết,

thuật bên ngoài), độ lún, ông _ | _ kinh nghiệm vị

thắm chuyên môn hóa về

áp lực nước bao quanh các hạt đó Có thể cho rằng sự biến dạng của khung.cốt đất hoàn toàn do các lực tập trung tại các điểm tiếp xúc này, do kết cấu chỉ

có thé bj biến dạng do sự trượt hoặc lăn trên các diém tiếp xúc

Hình 1.1: Ung suất đẳng hướng.

Như vậy, ứng suất hiệu qua là số đo các lực tập trung tại các điểm tiếp.xúc của vật liệu hạt Theo lý thuyết ứng suất hiệu quả của Terzaghi

~u an

Trong đó.

ơ'—_ ứng suit higu quả

ø= _ ứng suất tng hoặc áp lực quanh hạt

u= - áp lực nước lỗ rỗng

tổng o thường liên quan đến trọng lượng riêng tông của dat,

và nếu có thì tăng theo tải trọng ngoài ở bề mặt đất Trong điều kiện ty nhién,đất gồm những lớp tram tích nằm ngang và mặt nền cũng nằm ngang, ứng.suất tổng ở một độ sâu tủy ÿ có thé thu được tử trọng lượng của các lớp đất

Tải trong (bên trong khối đất và bên ngoài khối đất thường được biểuthị khi xét về ứng suất tng, Tuy nhiên, cường độ chống cắt của đất được chỉphối bởi ứng suắt hiệu quả Cũng như với biển dạng chỉ bị chỉ phi bởi ứngsuất hiệu quả và điều quan trọng lả sự thay đôi ứng suất hiệu quả Với cả ứng.

xử về sức chống cắt va biến dạng của dat, những thông số ứng st

của đất là những thông số hết sức quan trọng

Do áp lực nước lỗ rỗng và sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng không tácđộng đến ứng xử trực tiếp của hạt, tuy nhiên bởi áp lực nước lỗ rỗng thay đổithường ứng với sự thay đổi ứng hiệu quả Ap lực lỗ rỗng cũng ảnh hướng đến

độ ổn định và biến dang trong hầu hết các trường hợp nên áp lực lỗ rỗng vàứng suất hiệu quả có quan hệ mật thiết với nhau Điều này minh họa bằngkhảo sat lượng áp lực nước lỗ rỗng làm ảnh hưởng cường độ chống cắt hiệu

Các thông số cường độ chống cắt là e và ọ của đất được xác định bởi

thí nghiệm trên những mẫu đắt không bị xáo trộn Thí nghiệm thường được sử dụng là thí nghiệm ba trục (trên tất cả các loại dat), thí nghiệm cắt trực tiếp

(trên tắt cả các loại đáo,

Loại trừ những loại đất không xác định được, cũng có thể dùng những

‘quan hệ kinh nghiệm, những thông số cường độ chống cắt được đánh giá dựa

-18-vào kết quả thí nghiệm hiện trường như thí nghiệm xuyên côn (CPT) hoặc thí

nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT),

Cường độ chống cắt liên quan trực tiếp đến ứng suất hiệu quả ø' Aplực nước 18 rồng không xuất hiện trong công thức trên, tuy nhiền vẫn ảnhhưởng đến ứng suất hiệu quả Khi lượng ứng suất tổng là không đôi (không

thay đ

quả và qua đó gián tiếp làm giảm cường độ chống cắt

tai trọng ngoài), áp lực nước lỗ rỗng thay đổi làm giảm ứng suất hiệu

1.23.3 Áp lực nước lỗ rỗng

‘it là vật liệu xốp, bao gồm các hat mà cùng với nhau cấu tạo lên cốtđất Trong các lỗ rỗng của cốt đất có chứa một chất lỏng, thường là nước Kếtcấu trong tất ca các loại dat thông thường, các lỗ rỗng thường liên thông lẫnnhau Nước điền vào các khoảng trồng theo các dạng phức tạp, nhưng có cấu.tạo nên một khối đơn liên tục Trong khối này áp lục có thể được lan truyền

và nước cũng có thể di chuyển qua các lỗ rỗng này Áp lực của nước trongcác lỗ rỗng gọi là áp lực lỗ rỗng Ứng suất cắt không thể lan truyền trong mộtchất long ở trạng thái tĩnh, nghĩa là áp lực nước lỗ rỗng theo mọi phương là

như nhau.

Do có ảnh hưởng lên cả tải trọng dit và cường độ của khối đất, nên

nước trong đắt là một phần quan trọng Khi phân tích én định mái đốc phải có.được những hiểu biết rõ rang về sự thay đổi áp lực nước lỗ rỗng trong đất nhưthân đê hoặc khối đắp

Ap lực lỗ rồng tăng dưới nhiều điều kiện, có thé tăng hoặc không tăng

theo với mục nước ngằm Mực nước ngầm có thé đứng yên hoặc không đứng

yên (chuyên động), nó sẽ thay đổi theo dưới sự ảnh hưởng của cột nước khác.nhau giữa hai điểm gn nhau trong một khối đất Ví dụ, ở vị ti trước và sautrong thân đê trong khi mực nước sông hoặc biển cao dẫn đến sự khác nhau

về áp lực nước

-20-Khi áp lực nước thay đổi trong những hệ lớp đất có thể sai khác với áp

lực thủy tĩnh theo ba nguyên nhân sau:

1 Do dòng chảy ngầm bởi sự chênh lệch cột nước (hay gradient thủy

lực) giữa hai vị trí Trong trường hợp đê biển, đi này thường xảy ra do sự thay đổi biên thủy lực ở biển và bên sông (do thủy t gió hoặc do sống

tàu)

2 Do thể tích giản đưới tác dụng của tải trọng ngoài (liên quan đến sự

cố kết) nhưng nước không thé thoát ra ngay lập tức vì hệ số thấm của đất ritnhỏ Do tải trọng ngoài được truyền lập tức vào nước trong lỗ rỗng, làm cho

áp lực nước tăng lên Hiện tượng này đặc biệt xây ra đối với những loại đấtdính tinh thắm kém như sét hoặc bin

3 Sự thay đổi thể tích gây ra bởi ứng suất cắt (sự nở của đất) Điều này.đặc biệt quan trọng trong dat cát không chặt hoặc dat sét mềm vì trong nhữngloại đất này, sự gia tăng áp lực nước lỗ rồng dư có thé lập tức làm giảm ứngsuất hiệu quả và cường độ chống cắt Trong những đất cát xốp, điều này có

thể dẫn đến hiện tượng hóa long trong những trường hợp đặc biệt.

1.2.4 Phân tích ảnh hưởng của gia tăng áp lực nước lỗ rỗng dư.trong nền đến sự ôn định của công trình

‘Theo lý thuyết cố kết thi quá trình lèn chặt dat dính bão hòa nước là quá.trình ứng suất trung hòa (u) giảm đi và ứng suất hiệu quả (ø `) tăng lên Mặtkhác, theo lý thuyết Coulomb thi cường độ chống trượt của dit tỷ lệ với:

nbc a4)

Nhu vay, tốc độ ting tải cảng chậm sảng có thời gian để dat trị sốứng suất pt lớn và sức chịu tải của nên tăng,

Hình 1.2 : Ảnh hưởng của tốc độ tăng tải đến tắc độ cỗ kết và cường đội

chẳng cắt

Hình (1.2) là ví dụ của giáo sư N.A.Denixov minh họa về ảnh hưởng

của đất

của tốc độ tăng tải trọng đến tốc độ có kết và cường độ chống

Hình a biểu thị tốc độ thi công (o~t)

Hình b là quan hệ giữa độ rỗng của đắt và áp lực (n ~ơ)

Hình e là quan hệ giữa cường độ chồng cắt của đất và áp lực (+, ~ø)Theo lý thuyết có kết, nêu tăng tải đột ngột từ trị số áp lực 0 đến áp lực

ø thi nước trong lỗ rỗng của đất chưa kịp thoát ra, nền đắt chưa bị nén chặt,nên sự thay đổi độ rỗng và cường độ chống cắt được biểu thị bằng đường Ib

và Ic, Nếu tăng tải trọng déu trong suốt thời gian thi công đường 2a thi tính.nén và cường độ chống trượt của đất được biểu thị tương ứng bằng đường 2b

và 2c, Đối với đắt sét yếu, lượng ngậm nước cao, nên tăng tải theo đường 3a,thời gian đầu thi công chậm dé cho mức độ cổ kết tăng lên tương ứng với độtăng áp lực Sau khi đạt đến trị số ot , độ cố kết của đắt nền đã khá cao, cường

độ chống cắt khá lớn thì bắt đầu tăng nhanh tốc độ thi công (đường 3b va 3c)

1.2.5 Dia chất nền và đất đắp đê biển in Nam

Vùng bờ biển va vùng ven biển ven bờ Nam Bộ có tổng chiều dàikhoảng (8522875) km, Địa hình ở đây khá phức tạp, là nơi tương tác giữa đấtliền với biển, thể hiện tác động qua lại đắt, nước, gió bão, thuỷ triều, cùng sự

ảnh hưởng của hệ thống sông ngồi, đặc biệt là sông Mêkông với các cửa

chính.

Dai đất ven biển là một vùng bồi tích bằng phẳng với nhiều mảnh tringthấp có cao độ phổ biến (0,5+1,0)m, có nhiều bãi bồi

Khu vực này là một dai hẹp gồm các dạng bãi cát, dun cát, côn cát chạy,

liên tục từ cửa sông Sài Gòn đọc theo bờ biển Đông và bờ biển Tây kéo dài

tới tận Hà Tiên, cảng về sát biển lớp cát càng day, cảng vào sâu trong dat liềnlớp cat ving cảng vạt nhọn Qua kết quả khảo sát các hồ khoan có độ sâu datđến 40m, cho biết lớp cát hạt mịn kém chặt dé biến thảnh dang cát chảy hoặcbùn cát khi có tác động lục cơ học, thường có độ dày (%+10) m, dưới là tingsét min day khoảng (15+16) m, dưới cùng là tang sét dẻo cứng Tang bồi tích.trẻ ở đây có chiều sâu trên 50m Móng công trình thường nằm trên lớp cát hạt

mịn - bùn sét kém chặt có chứa nhiều mudi hòa tan, lớp này có chiều day thay

đổi và nằm trên ting sét bùn không én định Để công trình dn định phải xử lýnâng cao sức chịu tải của lớp này hoặc truyền tải xuống ting sét cứng nằm sâu

bên dưới Nhìn chung, tuyến dé nằm cách bở biển hơn (300+1000)m, trừ một

số đoạn bat cập như Gảnh Hào, Nha Mat, My Long đi quá sat biển, chịu tácđộng trực tiếp của sóng và dòng chảy ven bờ nên cần phải có biện pháp gia cố

bảo vệ ba.

1.2.5.1 Địa chất khu vực thành phố Hồ Chí Minh

Thành phố Hồ Chi Minh thuộc châu thé sông Sai Gòn Đường sông

phát triển mạnh, mạng lưới sông rạch chẳng chịt đan xen nhau, độ cao mặt đất

tự nhiên trong khoảng 0,56 — I,85m Mực nước sông bị ảnh hưởng chế độ

nhật t iu, thủy triều lên xuống trong ngày Lúc triều lên, một phần đất tự

nhiên chìm đưới mực thủy triều

Căn cứ vào địa chất, địa ting lộ ra ở các hỗ khoan cho thấy, cấu tạo địating của khu vực nảy thuộc ky Đệ Tứ thời đại Tân Sinh và thời kỳ Tân

địa chất bồi đắp mà thành, tổng cộng phân thành 6 lớp đắt tự nhiên Lớp 1 valớp 2 gồm bùn lẫn đất dày ước độ sâu 20-30m, có hàm lượng chất hữu cơ cao,chứa lượng nước cao đạt khoảng 85-104%, tỉ lệ rỗng xóp 2,283 ~ 2,864 thuộcloại đất nền quá yếu có tính nén lún rất cao, chỉ số tính lỏng IL cao, đạt 1,85

đã cho thấy rõ cầu tạo đất tự nhiên ở vào trang thái bồi đắp từ các đông chảymạnh Do đó cần phải tiến hành gia cổ với nền đất yếu, mới có thể đáp ứngnhu cầu chịu tải khi xây dựng các công trình

Các lớp dat yếu phân bố rộng rãi ở khu vực thành phố Hé Chí Minh baogồm các quận huyện ven và cả nội thành như: Quận Bình Thạnh, quận 2,quận 4, quận 6, quận 7, quận 8, huyện Nha Bè, huyện Cần Giờ và các trimtích thuộc loại sét yếu bão hỏa nước cũng có mặt hiu hết ở các tỉnh thuộc.đồng bing sông Cửu Long Tủy từng nơi, các lớp đất yếu có chiều dày khácnhau Ở các vùng ria đồng bằng thường có chiều day từ 5 + 10m, ở trung timđồng bằng và gần ven bi có chiều dày 10 + 30m, có nơi có chiều dày từ 20 + 50m.

Các lớp đất yếu thường gặp là: á cát, á sét, sét, bùn á sét, bùn sét, đấtthan bùn, dat dang than bùn có chứa tạp chất hữu cơ Đặc biệt các loại dat nóitrên thường bị nhiễm phèn (vùng Đồng Tháp Mười), nhiễm mặn vùng ven

biển Các loại đất nay chứa một loại dung dich ac

2.06 + 2.54) ở trạng thái tự nhiên, chúng có sức chồng cắt bé, hi

„ hệ số thắm nước bé.

Các vùng đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh tập trung một phần quận

Bình Thạnh, quận 6, quận 2, quận 8, quận 7, quận 4, cảng Hiệp Phước - Nhà

Bè, huyện Bình Chánh, huyện Nhà Bè, huyện Cần Giờ.

Các lớp ¬u thường gặp là bùn sét, bùn á sét, bùn á cát, có nơi là đấtthan bùn, cát mịn (có ở rải rác khu vực Bén Than, quận Binh Thạnh, khu vựcNha Bé và Cần Giờ) Các lớp để có chiều day khác nhau: ở các vùng ven

-34-miền Đông thường có chiều day 5 - 10m, ở trung tâm và vùng ven biển cóchiều diy 10 ~ 30m, ở huyện Cần Giờ, Nhà Bè có chỗ lớp đất yếu dày tới 30 -50m Các lớp dat yếu thường có màu xám, xám den, xám nâu, nâu đỏ và xám

đâm.

1.5.2.2 Địa chất khu vực vùng đồng bằng sông Cửu Long

'Vùng châu thổ rộng lớn ở cực Nam dat nước ta hdu hết đều thuộc loạiđất yếu (tram tích loại sét yếu bão hỏa nước)

Đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Long thuộc loại đất sét yếu dựa vàothành phần hạt trong đất

"Đất sét yếu ở đồng bằng sông Cửu Long có khoáng chất thứ sinh chiếmhim lượng lớn là Montmorillonite (AI203 4Si02 H2O), Loại khoáng chất

Montmorillonite có hoạt tính mạnh vì có điện tích âm mặt ngoài với năng

lượng hút tĩnh điện rất lớn, hang trăm kN/m2

Đất sét yếu này nhiều nơi có độ pH thấp: pH < 2,5 + 5,0 độ pH này

chống đông tụ dung dich bentonite khi thi công cọc khoan nhồi tốt nhưng rấtxấu cho bê tông đỏ dudi nước vì độ pH này gây trương nở mạnh khi bê tông

còn ưới, từ đó gây ra hiện tượng nứt cục bộ hay nứt liên tục cho bê tông.

~ Đất sét yếu này có it cation AL** và H* nên gây ra hiện tượng đồng,

tụ nhiều cho dung dich bentonite, đồng thời lại cỗ nhiều Nay CO; và CaCl,nên dat sét này có khả năng điện giải và phân tán mạnh cũng như gây ra hiện

tượng đông tụ cho dung dịch bentonite nhiều

- Đất sét yếu này có các đặc trưng cơ lý cơ bản nhất như sau;

+ Dung trong tự nhiên của đất Y= 14:5 + 15.5 kN

-35-+ Các đặc trưng cơ học của đất: các đặc trưng về độ bền của đất: gócnội ma sát tiêu chuẩn của đất ø, = 4° + 5°, lực dính tiêu chuẩn Œ„ = 5 +6KN/mẺ

+ Các đặc trừng biến dạng của dit: Eo + 500 + 600 KN/m2 hoặc

modun biến dạng tỷ đổi của Maslov MN: eM = 50 + 100 mmim

day đất sét yếu ở đồng bằng sông Cửu Long có H = 10m +

- Dit yếu thuộc loại than bùn xuất hiện ở vùng rừng U Minh Thượng, U

Minh Hạ - tỉnh Cà Mau, vùng ven biển tỉnh Rạch Giá và một phẩn ở tỉnhĐồng Tháp

1.2.5.3 Địa chất nền và đất đắp đê biển Bạc Liêu

Đặc điểm địa ting và các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tại tuyến đê bao

Nang Rén được mô tả như sau

Lớp la: Bit dip đường màu xám nâu, đôi chỗ lẫn ít dim sạn, trạng

thái déo cứng Lớp nay nằm ngay trên mặt, với bề dày (0,6 ~ 1,0) m

Lớp Ib: Bat ruộng sét màu xám nâu, trạng thai déo cứng Lớp này nằm

ngay trên mặt, với bé day 0,6m,

Lớp 1: sét màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm Lớp nảy nằm ngay trênmặt, với bể day 0,6-1,0mm

Lớp 2: Ban sét màu xám nâu, xám đen Lớp này phân bố rộng, gặp ở tat

hổ, chi sdu hồ khoan chưa qua lớp này

Bảng 1.2: Chi tiêu cơ lý chung của lớp 2 khu vực Bạc Liêu

TT ‘Thong số thí nghiệm DV Lớp2

1 | Thành phần hạt Sét % 472

Bui % 196

Cát % 33.1

-36-Sạn % on

Chội %

-2 | Hạn độ Atterberg Giới hạn chảy % 619

3 —_ | Gidi han déo Wp % 3m1

16 é theo phương đứng May 0/0036

7 theo phương ngang, Mday | 000571.2.5.4 Địa chất nền và dat đắp dé biển Cà Mau

'Việc khảo sát và đánh giá điều kiện chất tuyến đê biên Tây tinh Cả

Mau đã được Viện Khoa học Thủy lợi miễn Nam thực hiện và hoàn thảnh.

thang 5/2010 trong giai đoạn lập dự án Kết quả phân tích thí nghiệm chothấy:

Lớp La: Lớp đất đắp có chiều day (0,3 + 1,5) m kế từ mặt đất tự nhiên

-31-Lớp 1: -31-Lớp bàn sét màu xám xanh, nằm dưới lớp đất dip đến độ sâu.

(20,0-22,6) m Chiều dày trung bình lớp này là 20,2 m

Lớp 2: Sét, màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái dẻo cứng.

Sét, màu nâu vàng, xám xanh, trạng thái déo mềm đến nửa cứng Lớp

n hết độ sâu hồ khoan chưa xuất hiện đáy lớp

này nằm ở dưới lớp 2,

"Đặc trưng cơ lý của đất nên: từ kết quả thí nghiệm các đặc trưng cơ lýcủa các mẫu đất ghi trong biểu thí nghiệm, bảng tổng hợp và kết quả phân.chia các lớp đất nền Bằng phương pháp tính toán thống kê loại sai số ngẫu

nhiên, ta xác định được trị tiêu chuẩn và trị tinh toán của các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất nền theo tiêu chuẩn 20TCN 74-87 Dat xây dựng phương pháp

chính lý thông kê các kết quả xác định các đặc trưng của chúng được ghỉ ở

bảng 1.3 Bảng số liệu nảy chỉ mang tinh giá trị tổng hợp trung bình của toàntuyến đê biển Tây, để cụ thể trong việc tinh toán én định va tính lún của từngđoạn đê cần phải xem lại hỗ sơ khảo sát địa chất của dự án để lựa chọn số liệu

cho từng đoạn để có thông số tính toán cho phủ hop.

Bảng 1.3: Bảng tôm tat các chỉ tiêu cơ lý của các lớp địa chất

TT 5 Ộ LớpI | Lép2STT Che đặc trưng cơ lý Lai lì

1— [Số mẫu thínghiệm h 34 16

2 [D9 am trnhiên W.% 7873 | 3072

3 [ Dung trọng tự nhiên Yu Tím” L5II 1919

4_—_ | Dung trong bão hoà Tay, Tim" 1,529 1,935

5 —_ | Dụng trọng khô Ye Tm 0849 | 1471

6 |Tytrong A 2657 | 2146,

7 [Độ bao hoa G.% 93 | 965

W— [Độ rồng n.% 681 | 4649— [He sé rong fo 209 | 0873

10 % Hạt sét 560 | 489

Hat bụi 403 | 397 Hạt cát 37 115

Hat soi sạn

-28-II [Giới han chà Wi % 5497 [439 12_| Gigi han dẻo Wy % 3224 | 247 13_[Chis6 đèo, Tp % 2273 | T192

14 |Độ nhào B 2.05

15 _ | Géc ma sit trong tiêu chuân: — ợ" (độ) 2959

16 — [Lực đính tiêu chuân CC.kGIem | "0068 | "0245

15" | Gúc ma sát tính toán giới hạn I: øj" (độ) 5°33 11°38

16" | Lực dink tinh toán giới han I: Cy", &G/em” 0066 [ 021815" | Góc ma sát tỉnh toán giới hạn I: gn" (đồ) 442 | 122316T | Lục dink tink toàn giới han I: Cy", KGlentTM 0066 [ 0228

19 |Mô dun bien dạng Ea |

(kGfem’) 62 512

K (emis) 5,08e° | 1,10e*

067 0,60

Hệ số cô kat theo phương đứng m2/day

ev 0/0031

24 [Hệ số cổ kết theo hướng xuyên m2/day

tâm er 0/0053

1.3 Các giải pháp xử lý nền đê biển

1 Phương pháp có kết hút chân không: sử dụng làm tăng nhanh tốc độ

cố kết dat nền rút ngắn thời gian thi công Phương pháp xứ lý nér ảng cách

bơm hút nước ra khỏi đất nền để giảm hệ số rỗng, tăng liên kết giữa các hạtđất, nhờ đó mà giảm được độ lún và tăng sức chịu tải của nền khi xây dựng

công trình,

2.6 ii pháp sử dụng đất có cốt, với vật liệu cốt là vải địa kỹ thuật hay

ưới địa ky thuật dé tăng cường én định đề.

cát, Phương pháp nay đòi hỏi kinh và thời gian thi công lâu dai, áp dụng

được với mọi điều kiện địa chất Bên cạnh đó cũng có thé kết hợp cơ họcbằng phương pháp nén thêm đất khô với điều kiện địa chất đắt min xốp

4, Phương pháp cơ học: là một trong những nhóm phương pháp phd

biến nhất bao gồm các phương pháp làm chặt bằng sử dụng tải trọng tĩnh(phương pháp nén trước), sử dung tai trọng động (đầm chắn động), sử dụngcác cọc không thắm, sử dụng lưới nén co học và sử dụng thuốc nỗ sâu,phương pháp làm chặt bằng giếng cát các loại cọc (cọc cát, cọc xi măng dat,cọc vôi ), phương pháp vải địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát để gia cốinền bằng các tác nhân cơ học

5 Phương pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm,

phương pháp dùng giếng cát, phương pháp bắc thắm, điện thắm

6 Phương pháp nhiệt học: là một phương pháp được sử dụng kết hopvới một số phương pháp khác trong điều kiện tự nhiên cho phép Sử dụng khínóng trên 800°C dé làm biến đổi đặc tính lí hóa của nền đắt yếu Phương pháp.này chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất đất sét hoặc dat cát mịn Phương.pháp đòi hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kết quả nhanh và

tương đối khả quan

7 Phương pháp hóa học: là một trong, nhóm phương pháp được chú

ý trong vòng 40 năm trở lại đây Sử dụng hóa chất để tăng cường liên kếttrong đất như xi mang, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa hoặc một số hóachất đặc biệt phục vụ mục đích điện hóa Phương pháp xi măng hóa và sửdụng cọc xi măng đất tương đối tiện lợi và phổ biến Trong vòng chưa tới 20

năm trở lại đây đã có những nghiên cứu tích cực về việc thêm cốt cho cọc xỉ

măng đất Sử dụng thủy tỉnh ít phd biến hơn do độ bền của phương pháp

không thực sự kha quan, còn điện hóa rat it dùng do đồi hỏi tương đi về công,

nghệ.

8 Phương pháp sinh học: là một phương pháp mới sử dụng hoạt động

của vi sinh vật để làm thay đôi đặc tinh của dat yếu, rút bớt nước úng trongvùng địa chất công trình Đây là một phương pháp ít được sự quan tim, dothời gian thi công tương đối dài, nhưng lại được khá nhiều ủng hộ về phương.điện kinh tế

9, Phương pháp thủy lực: là nhóm phương pháp lớn như là sử dụng cọc

thấm, lưới thắm, sử dụng vật liệu composite thám, bắc thắm, sử dụng bom

chân không, sử dụng điện thắm Các phương pháp phân làm hai nhóm chính, nhóm một chủ yếu mang mục đích làm khô đắt, nhóm nảy thường đòi hỏi một

lượng tương đối thời gian và còn khiêm tốn về tính kinh tế Nhóm hai ngoàimục đích trên còn muốn mượn lực nén thủy lực để gia cố đất, nhóm này đòi.hỏi cao về công nghệ, thời gian thi công giảm di và tính kinh tế được cải thiện

dang kể, Ngoài ra còn có các phương pháp mới được nghiên cứu như rung

hỗn hợp, đâm xuyên, bơm cát

1.4 Vấn dé ứng dụng vật thoát nước đứng (PVD) để gia cường nền khixây dựng công trình trên nền yếu

Khi thi công các công trình trên nền đất yếu cin phải giải quyết bai toán

cố kết Trong những năm gần đây, các loại bắc thắm chế tạo sẵn (PVD) thay

thé giải pháp giếng cát đã và dang phát triển rộng rãi bởi những ưu điểm nỗi

trội của nó như sản phẩm chế tạo sẵn với khối lượng lớn; có thé thi công cogiới nhanh; thoát nước lỗ rỗng tốt hơn; giá thành rẻ hơn giá thành giếng cát

Nghiên cứu giải pháp xử lý nền bằng thiết bị thoát nước thẳng đứng làvấn dé phức tap vì hiệu quả làm việc của bắc thấm phụ thuộc nhiều tham số

có liên quan đến quá trình thiết kế, thi công Tuy nhiên, nghiên cứu này có ýnghĩa quan trọng vì có thể lựa chọn được các tham số thiết kế tối ưu

‘Ung dụng xử lý nền bằng phương pháp hút chân không: Hút chân

không (HCK) là phương pháp xử lý nền bằng cách bơm hút nước ra khỏi datnén để giảm hệ số rỗng, tăng liên kết giữa các hạt đất, nhờ đó mà giảm được

độ lún và tăng sức chịu tai của nền khi xây dựng công trình

Áo suắthhị quyền tan

Hình 1.3: Sơ đồ phương pháp HCK có màng kin

Việc ứng dụng vật thoát nước đứng (PVD) dé gia cường nền kh xây

dựng công trình trên nền yếu góp phần rút ngắn thời gian xử lý nền đất yếu

mới trong quá trình thi công dé biển, từ đó có cơ sở dé lựa chọn giải pháp tối

wu xử lý nền đất yếu đem lại hiệu quả kinh tế

-38-CHUONG 2

CO SỞ LÝ THUYET TÍNH TOÁN BAC THÁM

TRONG XỬ LÝ NEN DAT YÊU2.1 Các đặc tính của bắc thấm (PVD)

Bac thấm, thường có bề rộng khoảng 10 đến 20cm, bề day từ 3 đến5mm Lõi của bắc thấm Li một bang chất déo có nhiều rãnh nhỏ dé nước maodẫn đưa lên cao và đỡ vỏ bọc ngay cả khi áp lực lớn Vỏ bắc thất 1a lớp vai

địa ky thuật, lớp vai được chế tạo bằng Polyeste không dệt hay giấy vật liệutổng hợp Nó là hàng rio vật lý phân cách lòng dẫn của dòng chảy với đất bao

quanh, và là bộ lọc hạn chế cát hạt min đi vào lõi làm tắt thiết bị

Đường kính tương đương của bắc thấm có dạng dai băng mong, dy,được xem như đường kính của bắc thấm hình tròn có cùng năng lực thoátnước hướng tâm lý thuyết như của bắc thắm hình dải băng mỏng có chiều.rộng a và chiều day 2

2.2 Nguyên tắc tính toán bắc thắm

Khoảng cách giữa các bắc thấm la một thông số quan trong trong tínhtoán bé trí bắc thắm, nó không những ảnh hưởng đến khả năng làm việc củabắc thắm mà cén liên quan đến giá thành thực hiện công trình Thực tế, người

ta thường bố trí các bắc thắm cách nhau khoảng 3 ft (1m) tính từ tâm bắc.thắm nay đến tâm bắc thấm kia Nếu bổ trí các bắc thắm dày hơn, sau quátrình thi công sẽ xuất hiện các vùng đất bị xáo trộn xung quanh mỗi bắc thắm,khi khoảng cách giữa các bắc thấm gần nhau thì các vùng xáo trộn nảy s gây

ra ảnh hướng làm giảm tác dung lý thuyết của bắc thấm Ngược lại nếu bố tri

khoảng cách giữa chúng quá xa thi yêu cầu về thời gian lại khó đảm bao Vivậy bài toán xác định khoảng cách giữa các bắc thắm thường là bài toán thirdan, tức là ứng với nền đất xác định, khi chiều dai bắc thắm không thay đổi,người ta sẽ thử din với nhiều các giá trị khoảng cách khác nhau và kiểm tra

dy =2/(a+b)/z

2.3.1 Giới thiệu

Các công đoạn chính khi thi công bắc thấm bao gồm cả việc chuẩn bịhiện trường, xây dựng đệm tiêu nước cũng là mặt bằng làm việc, và thi côngbắc thấm Quy trình này thay đổi tùy thuộc vào điều kiện ở công trường, nhathầu thi công, các phương tiện thi công và trong một vải trường hợp, nó cònphụ thuộc vào loại bắc thắm được thi công Điều quan trọng là kỹ sư thiết kếphải dự đoán trước được quy trình thi công, các điều kiện trên công trường

mà có thể gây ra những ảnh hưởng bắt lợi đến quá trình thi công bắc Mụcnày sẽ thảo luận định tính về phương diện ảnh hưởng đến tiễn độ thi công bắc

thắm Với các mục tiêu thảo luận trên, các vấn để thí công đã được nhóm lại

-36-theo các mảng chính bao gồm chuẩn bị hiện trường, thi công đệm tiêu nước,

lựa chọn thiết bị thi công và thi công bắc thắm

2.3.2 Chuan bị hiện trường

‘Trude khi thi công bắc thắm, thường phải thực hiện một số công việchiện trường trước Tủy thuộc vào điều kiện công trường, các công việc vềhiện trường có thể gồm các nhiệm vụ sau:

việc,

3 Thi công mat bằng làm việc (thường san mặt bằng bằng cát sạch) và

cũng là đệm thoát nước: Tùy thuộc vào các điều kiện trên công trường và loại

thiết bị thi công, có thé phải thi công hệ thống mặt bằng làm việc dé cho cácphương tiện thi công và giàn máy cắm bắc thắm hoạt động Phần lớn các.trường hợp mặt bằng kim việc sau đó có thé chuyển thành đệm thoát nước hayngược lại đệm thoát nước cũng có thể chuyển thành mặt bằng làm việc Nếu.lớp đệm thoát nước được thi công trước các bắc thấm hoặc nó là một phần

của mat bing làm việc, thì lớp đệm này phải được bảo vệ khỏi bị đóng băng

va nhiễm ban

4 Việc làm giảm tới mức tối da sy xáo trộn của các lớp đất gin bề mặt

do việc tổ chức, bé trí các phương tiện thi công Nếu đất bề mặt bi xáo trộnquá mức, các bắc thắm có thé sẽ bị dịch chuyên hoặc bị hư hại trên bề mặt, và

-31-hậu quả là không kết nối được với đệm thoát nước Cần chú ý đến tính liêntục giữa các bắc thấm và đệm thoát nước khi thiết kế mặt bằng làm việc hoặc

đệm thoát nước.

2.3.3 Thi bị thi cong

Mặc dù các thiết bj dùng dé thi công bắc thắm rit phong phú tuy nhiên.phần lớn trong số chúng có các đặc tính chung, và một số đặc tính này cũngảnh hưởng trực tiếp đến việc thi công bắc thấm Trên hình 2.3 là một giản thicông bắc thấm dang dải Gian nảy gồm một cần trục tựa lên một bệ đỡ di

chuyên bằng bánh xích, hoặc với các công trình nhỏ hơn là các giản nhỏ di

tâm.

- Diện tích mặt cắt ngang của rat nhiều các loại ống dẫn khoảng 65cm”,

nó có thé thay đổi trong phạm vi từ 32cm? đến 129cm” Mục tiêu giảm diệntích ống dẫn và ảnh hưởng do xáo trộn đất phải được cân bằng với yêu cầu về

độ cứng của ống để cho phép xuyên qua các loại đất chặt và duy trì phương

đóng là thing đứng Về cơ bản ống cắm bắc thắm thường có dạng hình chữ

nhật hoặc hình thoi Ảnh hưởng của hình dạng đến mức độ xáo trộn trong quátrình hạ ống dẫn vẫn chưa xác định được

- Phương pháp hạ ống cắm bắc thắm: Ong cắm bắc thấm được hạ vàotrong nền đất nén bằng cả phương pháp nén tĩnh, hoặc rung đóng Phươngpháp nén tĩnh được thực hiện bằng cách dùng chính trọng lượng của ống dẫn

kết hợp với đối trọng không đổi trên đỉnh ống dẫn, hay trong lượng của dinđóng cọc Phương pháp chin động được dùng với các loại máy đầm rungtương tự như các loại sử dung dé thi đóng cọc hay cắm tường cử

~ Lực hạ ống yêu cầu được chủ thầu công trình tính toán dựa trên kinhnghiệm khi thi công các công trình với củng loại đất và độ sâu xuyên ống Kỹ

su thiết kế cần cân nhắc cường độ của lực đóng sau khi đã chọn được phương

pháp hạ cọc là tĩnh hay động Nên cân nhắc kỹ lưỡng việc sử dụng lực chấn.động trong trường hợp những thay đổi bit lợi (làm giảm tính thắm của đất hay

lim ting sự xio trộn dit) được dự đoán là do chính sự rung động này Với

công trình lớn hoặc có yêu cầu cao, cần thêm phần thí nghiệm sử dụng cácphương pháp xuyên khác nhau dé đánh giá các ảnh hưởng

~ Trọng lượng thiết bị: Nếu thấy nghỉ ngờ về khả năng ổn định của mặtnên, mặt bằng lớp đệm cát làm việc, kỹ sư thiết kế có thé giới han tong trọng

lượng hay áp lực tựa của các thiết bị thi công dé làm giảm các vấn để có thể phát sinh trong quá trình thi công Xác định trọng lượng cho phép hay áp lực

tựa lớn nhất là một vấn đề khó vì các kỹ sư không muốn bỏ phí các thiết bị thicông đã có Cùng thời gian nay, kỹ sư thiết kế nên chú y rằng sự mắt ôn định

có thể có nguyên nhân từ các yếu tổ khác, ví dụ như do các phương tiện giao

thông, yếu tố ma ít khi được quan tâm trong quá trình thiết kế

2.3.4 Quy trình thi công bắc thấm

Các vị tri của bắc thắm có thể được khoan trước để xuyên thủng các lớp

vật liệu cản trở (đá vụn rời, đất đóng băng, đất lẫn cudi sỏi, hay đất rit chat)

Kỹ thuật khoan trước bao gồm việc sử dụng biện pháp x6i thủy lực, khoan trực tiếp với mũi khoan, hay dùng búa đập thủy lực.

‘Thi công bắc thắm được thực hiện qua các công đoạn như sau:

~ Lắp dựng giàn khoan và ống dẫn phía trên vị trí của một bắc thấm cần

thì công,