Luận văn thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng: Nghiên cứu, ứng dụng giải pháp giếng cát kết hợp gia tải trước và vải địa kỹ thuật để xử lý nền đất yếu dưới nền đường dẫn vào cầu Mỹ Phước

tháng ...năm 2015 NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨHọ và tên học viên: NGUYEN THỊ NHƯ MAI MSHV: 13090086Ngày, tháng, năm sinh: 10/8/1983 Nơi sinh: Cần ThơChuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trì

ĐẠI HỌC QUOC GIA TP HO CHI MINHTRUONG DAI HOC BACH KHOA

3k 3k 3k 3k 2 2k 3k 3k 3É 3k 2 2

NGUYÊN THỊ NHƯ MAI

NGHIÊN CỨU, UNG DỤNG GIẢI PHÁP GIENG CAT

KET HOP GIA TAI TRƯỚC VA VAI DIA KY THUẬTDE XU LY NEN DAT YEU DUOI NEN DUONG DAN

VAO CAU MY PHUOC

Chuyén nganh: KY THUAT XAY DUNG CONG TRINH NGAMMã số ngành: 60580204

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP HỎ CHÍ MINH, Tháng 06 Năm 2015

Công trình được hoàn thành tại: Trường Đại Học Bach Khoa - DHQG TP.HCMCán bộ hướng dẫn khoa học: TS NGUYÊN MINH TÂM

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS TRƯƠNG QUANG THÀNH

Cán bộ cham nhận xét 2: TS ĐỒ THANH HẢI

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại trường Đại học Bách Khoa, ĐHỌG TP.HCMngày 14 tháng 8 năm 2015

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:1 PGS.TS TO VAN LAN - Chủ tịch Hội đồng2 TS LE BA VINH - Thư ký

3 TS TRƯƠNG QUANG THÀNH - Phản biện 14 TS ĐỒ THANH HAI — Phản biện 2

5 TS ĐINH HOÀNG NAM - Ủy viênXác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyênngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có)

CHỦ TỊCH HỘI ĐÔNG TRƯỞNG KHOA

TRƯỜNG DAI HOC BACH KHOA CỘNG HOA XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAMKHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc

-

-0Q00 -Tp HCM, ngay tháng năm 2015

NHIEM VỤ LUẬN VAN THẠC SĨHọ và tên học viên: NGUYEN THỊ NHƯ MAI MSHV: 13090086Ngày, tháng, năm sinh: 10/8/1983 Nơi sinh: Cần ThơChuyên ngành: Kỹ Thuật Xây Dựng Công Trình Ngầm

MS ngành: 605802041- TEN DE TÀI: Nghiên cứu, ứng dung giải pháp giếng cát kết hop gia tảitrước và vai địa kỹ thuật để xử lý nền đất yếu dưới nền đường dẫn vào cầu Mỹ

Phước

2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:

Nội dung luận văn: Thiết kế chiều cao đắp và biện pháp xử lý nên bằng giếngcát kết hợp gia tải trước để đạt chiều cao đắp thiết kế So sánh độ lún công trình trênnền đất yêu được xử lý bằng giếng cát kết hợp dap đất gia tải và vải địa kỹ thuật theothực tế thi công băng các phương pháp tính: 22TCN 262-2000, Asaoka, phần tử hữuhạn băng phần mềm Plaxis Nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc thay doi khoảng cáchgiếng cát đến độ lún của nên để lựa chọn khoảng cách giếng cát thích hợp Nghiêncứu sự thay đôi khoảng cách lớp vải địa kỹ thuật ở các dot đắp đến chuyền vị ngangcủa công trình Kiểm tra hệ số an toàn của mái dốc nền đắp bằng phần mềmGeoslope tại công trình đường dẫn vào cầu Mỹ Phước

Mớ đầu

Chương 1: Tổng quan về giải pháp giếng cátChương 2: Cơ sở tính toán ôn định và biến dạng nền đất yếu xử lý giếng cát,gia tải trước và vải địa kỹ thuật.

Chương 3: Ứng dụng giải pháp giếng cát, gia tải trước và vải địa kỹ thuậtđường dẫn vào cầu Mỹ Phước

Kết luận và kiến nghị3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 5- CÁN BỘ HƯỚNG DÂN : TS Nguyễn Minh Tâm

KHOA QUAN LY

CAN BỘ HUONG DAN CHỦ NHIEM BỘ MON CHUYEN NGANH

TS Nguyén Minh Tam TS Lé Ba Vinh TS Nguyén Minh Tam

Luận văn tốt nghiệp này được hoàn thành không những từ nỗ lực củabản thân học viên mà còn nhờ sự hướng dẫn nhiệt tình và giúp đỡ của quýthầy cô cùng bạn bè thân hữu.

Trước tiên, xin chân thành cảm ơn quý thay cô trong bộ môn Địa conên móng đã nhiệt tình giảng dạy tất cả chúng em trong suốt thời gian qua,đồng thời đã quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất trong giai đoạn

thực hiện Luận văn của học viên.

Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thây Tiến sĩ Nguyễn MinhTâm, người đã giúp đỡ, chỉ dẫn tận tình trong thời gian học viên thực hiệnLuận văn và luôn quan tâm, động viên vẻ tỉnh thần giúp cho học viên cóthêm tự tin để tiếp thu những kiến thức mới hữu ích, làm nên tang cho việc

học tập và công tác sau này.

Cuối cùng, xin cảm ơn bạn be thân hữu đã động viên, giúp đỡ học

viên trong thời gian học tập và thực hiện Luận văn.

Học viên

Nguyễn Thị Như Mai

LỜI CAM ĐOAN

Kính thưa: Hội Đồng Đánh giá Luận VănTôi tên: Nguyễn Thị Như Mai — Học viên cao học chuyên ngành kỹthuật xây dựng công trình ngầm

Tôi xin cam đoan & tài : “Nghiên cứu, ứng dụng giai pháp giếng cát kết

hợp gia tải trước và vải địa kỹ thuật để xử lý nền đất yếu dưới nền đường dẫn

vào cầu Mỹ Phước” do tôi tự làm, không trùng lặp bất cứ đề tài nào đã đượccông bố

Tôi hoàn toàn chịu trách nhiệm, tuần thủ mọi xử lý của Hội đồng nếu sai

trái.

Cân Thơ, Ngày 8 tháng 6 năm 2015

Người cam đoan

Nguyễn Thị Như Mai

3 Khách thể và đối tượng nghiên cứu - Trang 24 Giả thuyết khoa học - -. -< << << <<<<<c<< Trang 3

5 Nhiệm vụ nghiÊn CỨU ‹ « «<< «<< Trang 36 Các phương pháp nghiên cứu -.- ‹ Trang 37 Phạm vi nghiên CỨu - «-« s « - «« << Trang 4

8 Cau trúc của dé tài -. -ccc sec << s2 Trang 4PHAN 2: NỘI DUNG - .-<- << << << c2 Trang 7Chương 1 CƠ SỞ LÝ LUẬN CUA DE TÀI Trang 7

1.1 Lich sử vẫn đề nghiên cứu - - Trang 71.2 Khái niệm cơ bản của đề tài nghiên cứu Trang 7

1.2.1 Kỹ thuật thi CONG ccc ccccccccccccccccccccccccccecceces Trang 7

1.2.2 Hồ sơ pháp lý công trÌnh - -. - << s« Trang 7

1.2.3 AN toàn ldO đỘNG - - co co co S2 1 1S 115 515% Trang 8

1.2.4 Kỹ năng SỐNG on nàn nen Sen ceee Trang 8

1.3 Vai trò của việc xây dựng một sô chuyên dé về kiên thức cong

trường xây dựng, kết hợp lồng ghép vào việc giảng dạy môn kỹ thuật thi

* Kết luận chương - - - < << «<< <c<<<<<<+ Trang 9Chương 2 THUC TRANG CUA VAN DE NGHIÊN CỨU

2.1 Khái quát quá trình nghiên cứu thực trang khi tiếp cận thicông thực tế tại công trình và thực tế giảng dạy môn Kỹ thuật thi

CÔNG Q9 0 n9 S9 9 9 S9 S9 9 9 Ho H05 9 9 99 0 0 000 0009 000 0 000 09198 Trang 11

2.2 Khảo sát thực trạng và kết quả khảo sát Trang 122.2.1 Khảo sát kỹ sw xây dựng và kết quả khảo sát Trang I22.2.2 Khảo sát sinh viên và kết quả khảo sát Trang 162.3 Phân tích các kiến thức cần trang bị cho sinh viên ngành xâydựng khi tiếp cận thực tế nham nâng cao chất lượng dạy — học môn kỹ

thuật thi công cesses c2 n0 n1 1S 1 1Ý S12 Trang 19

2.3.1 Kỹ thật thi CÔNG co e5 1n SH Si S1 S99 Trang I9

2.3.2 Hồ sơ pháp lý, tài liệu quản lý chất lượng tại công trình 20

2.3.3 An toàn lao động tại công trÌHÌ - Trang 22

2.3.4 Kỹ NANG SỐNG - co con ch nh va Trang 242.3.4.1 Tác phong nghé nghiệp Trang 242.3.4.2 Giao tiếp ứng xử Trang 252.3.4.3 Phẩm chat đạo đức nghề nghiệp Trang 25* Kết luận chương 2 - - << << << =<<<< Trang 25Chương 3 SOẠN THẢO MỘT SỐ CHUYEN DE VE KIÊN THỨCCÔNG TRƯỜNG XÂY DỰNG NHẰM NANG CAO CHAT LƯỢNGDẠY — HỌC MON KY THUẬT THI CÔNG Trang 26

3.1 Chuyên đề hồ sơ pháp lý, tài liệu quản lý chất lượng tại công

"8/0 Ấn Trang 26

$.l.] CƠ SỞ Php ÍỤ co eo 2S S2 S0 S6 Y S9 Trang 26

3.1.2 Một số khái niệm trong thi công - - Trang 273.1.3 Quản lý chất lượng thi công xây dựng công trình của nhàthâu thi CÔH - -cc HH SH KH ch ng vờ Trang 28

3.1.3.1 Nội dung quan lý chất lượng thi công xây dựng côngtrình của nhà thầu thi cÔng cus see các các cá ses ees ves see see eee D¥aNG 30

3.1.3.2 Nguyên tắc kiểm soát chất lượng thi công xây dựng công

701/1/RBEEEEEEENH EEE L Ee E EEE EEE Cen E EEE EE EEE Bebb Trang 30

3.1.4 Quan lý biện pháp, tiến độ thi công xây dung Trang 31

3.1.4.1 Các công trình quy mô nhỏ không phức tap Trang 31

3.1.4.2 Các công trình có tính chất phúc lạp Trang 323.1.5 Quản lý khối lượng thi công xây dựng Trang 343.1.5.1 Cơ sở căn cứ xác nhận khối lượng Trang 343.1.5.2 Nguyên tắc xác định khối lượng Trang 353.1.5.3 Tiến độ xác nhận khối lƯỢNG cc cà Trang 353.1.5.4 Các nội dung chủ yếu trong quản lý khối lượng thi công

b12)82/1⁄/12XYNNGDađaiiiäảáẳ Trang 36

3.1.6 Hồ sơ thi công — Nghiệm thu công trình xây dựng 37

3.1.7 BAN VE NOAN CÔNG -S G000 009606066666 98 Trang 403.1.8 Nhat ky thi công xây dựng công trÌnh Trang 40

3.1.9 Hồ sơ quản lý chất lượng đối với công trình nhà ở riêng lẻ 41

3.1.9.1 Khải niệm nhà ở riêng Ìẻ ĂằằccSŸa Trang 41

3.1.9.2 Lập và lưu trữ hỗ sơ nhà Ở ccccccccscec Trang 413.1.10 Các biểu mẫu tham khảo về hô sơ hoàn công và ghi nhật

Ki CONG ẨFÌHỈH G9 9 9.9 9 9.9 9c g0 0060000000040004996 Trang 42

3.2 Chuyên dé an toàn lao động tại công trinh Trang 423.2.1 An toàn lao động trong thiết kế và thi công xây dựng 423.2.1.1 Nội dung chủ yếu của công tác thiết kế biện pháp kỹ

thuát AN fOÀN cài ceece tee tee tee khe seo Lvrang 42

3.2.1.2 Các yêu Gu đối với người lao động khi thi công xây

dựng dam bdo an toàn lao đỘnG Trang 43

3.2.2 An toàn và vệ sinh lao động trong công tác thi công đất 44

3.2.2.1 Nguyên nhán gây tai nẠH rang 443.2.2.2 Biện pháp an toàn và vệ sinh lao động Trang 45

3.2.2.3 An toàn lao động trong thi công gia cô nên móng 483.2.2.4 Một số vấn dé can lưu ý trong quá trình công nhân thicông đào đất thủ công cece cà các cá se tae sec Trang 49

3.2.3 An toàn lao động khi làm việc trén Cdq0 - Trang 51

3.2.4 An toàn lao động khi thi công cốt thép Trang 543.2.4.1 An toàn khi cao gỉ cốt thép rang 543.2.4.2 An toàn khi cắt thép Trang 543.2.4.3 An toàn khi uốn cốt thép Trang 553.2.4.4 An toàn khi hàn cốt thép Trang 563.2.4.5 An toàn khi dựng cốt thép rang 56

3.2.5 An toàn lao động trong công tac thi công bê tông $73.2.5.1 An toàn lao động tại khu vực làm việc Trang 5ö

3.2.5.2 An toàn khi su dung dụng cụ, vat liệu Trang 583.2.5.3 An toàn khi sứ dụng bê tông rang SY

3.2.5.4 An toàn khi đồ và dam bê tông Trang 59

3.2.5.5 An toàn khi dưỡng hộ bê tông Trang 603.2.6 An toàn lao động trong công tAC XÂY «.« Trang 60

3.2.6.1 Nguyên nhán gay tai nạn trong công tác xáy Trang 603.2.6.2 Biện pháp an toàn lao động trong công tác xáy ó03.2.7 An toàn lao động khi lợp mai, son — queét VÔỖI - 62

3.2.7.1 Một số vấn dé cần lưu ý nham đảm bảo an toàn lao

động khi IOP Tmới cà cài cà cài ke tee kê se se sec LVANG 62

3.2.7.2 Một số vấn dé cần lưu ý nhằm đảm bảo an toàn lao

động khi SƠH cà cà cà hà kh kh se ke sẻ ke se eet Lrang 64

3.3 Chuyên dé kỹ năng sống - - Trang 653.3.1 Tác phong nghé nghiệp «- << <5 Trang 65

3.3.1.1 Một số lỗi thông dung anh hưởng đến tác phong nghề

34/1122 -AúđlA - EEE EEE O LEED EE EEE EELS E EE EEE EEE bobbi Trang 66

3.3.1.2 Các yếu tô cầu thành nên tác phong nghề nghiệp chuyên

34/1125 na L EEL EE EEE Eee ca E dE EEE EEE bebo Trang 66

3.3.2 Œiao HED WENG -XỈ: e-o-c<cscseseeeeerseeeeersreeeeee Trang 683.3.2.1 Gi ti 0N ha Trang 6S3.3.2.2 ONG XỬ TH HH HH Hường Trang 713.3.2.3 Một số vấn dé can lưu ý trong quá trình giao tếp ứng

3.3.3 Phẩm chất đạo đức nghê nghiệp -.-. - Trang 73

3.3.3.1 Khái niệm dao đức nghề nghiệp Trang 733.3.3.2 Một số điểu lưu ý về đạo đức nghệ nghiép Trang 74Chương 4 THUC NGHIEM KHOA HOC VÀ THẢO LUẬN 76

4.1 Mục đích thực nghiệm - 5 - << << «<< ssss52 Trang 76

4.2 Doi tượng, thời gian và cơ sở thực nghiệm Trang 76

4.3 Nội dung và phương pháp thực nghiệm Trang 76

4.4 Tiền trình thực nghiệm - 5 5 «=e5<- Trang 794.5 Kết quả thực nghiệm — phân tích và đánh giá Trang 794.5.1 Kết quả thực nghiệm I_ Trang 794.5.2 Kết quả thực nghiệm 2 _ Trang 804.5.3 Kết quả thực nghiệm 3 -scsecccs Trang 824.5.4 Kết quả thực NGNIGM 4 scccc<ccseeces Trang 83*Kết luận chương 42 ooo ecesescsesecscsceesestssecsssessseenseeen Trang 85PHAN 3: KET LUẬN VÀ KIÊN NGHỊ - Trang 86DANH MỤC TÀI LIEU THAM KHẢO - Trang 88

PHU LUC Í 55 S55 S55 S595 5550 6696959966 Trang PL.I

DANH MỤC CÁC TU VIET TAT

BGĐ: Ban giám đốc

BHLĐ: Bảo hộ lao độngBQLDA: Ban quản lý dự án

BTCT: Bê tông cốt thépCDT: Chủ dau tư

CHT: Chỉ huy trưởng

DANH MỤC BANG

Bảng 2.1 Mau sắp xêp mức độ quan trọng của kiên thức chuyên môn,

hồ sơ pháp lý, kỹ năng sống, an toàn lao động - 2 5e: Trang 13

Bảng 2.2 Mau sắp xêp mức độ quan trọng của các nội dung về kỹ năng

sống can thiết cho cán bộ kỹ thuật thi công - 2-5-5 +s+s+£+ssz Trang 14

Bảng 2.3 Bảng kết quả khảo sát câu 1, 3, 4, 5, 6 Trang 14Bảng 2.4 Bảng kết quả khảo sát câu 2 - << cscecececed Trang 16Bang 2.5 Bảng kết quả khảo sát câu 7 - -cccsccsseced Trang 16Bảng 2.6 Bảng kết quả khảo sát sinh viên xây dựng K35 Trang 17Bảng 2.7 Bang tong hợp từ kết qua khảo sát sinh viên xây dựng K35 18Bang 3.1 Góc mái dốc tối đa cho phép các hồ và hào Trang 46

Bảng 4.1 Mau sap xêp mức độ quan trọng của kiên thức chuyên môn,

hồ sơ pháp lý, kỹ năng sống, an toàn lao động - - - Trang 77

Bảng 4.2 Mẫu sắp xếp mức độ quan trọng của kỹ năng sống Trang78

DANH MỤC HÌNH

Hình 2.1 Biéu đồ khảo sát khả năng tự tham khảo, nghiên cứu tài liệu

của sinh viên xây dựng K35 - c1 1111 re Trang 18

Hình 2.2 Biéu đồ khảo sát mức độ quan trọng của kiến thức chuyênmôn, hồ sơ pháp lý kỹ năng sống an toàn lao động - Trang 20

Hình 2.3 Bều đô thé hiện ý kiến về nội dung hồ sơ pháp lý tại công

Hình 3.1 Sơ đồ quan lý chất lượng thi công xây dựng của nhà thâu thi

Hình 3.2 Quá trình giao tỉ Ếp ¿- - + + SE +xcxeEeEeEersrererered Trang 68Hình 4.1 Biéu đồ đánh giá mức độ quan trọng của kiến thức chuyênmôn, hồ sơ pháp ly, kỹ năng sống, an toàn lao động Trang 81

Hình 4.2 Biểu đồ đánh giá mức độ quan trong của kỹ năng sống 83Hình 4.3 Biéu đồ đánh giá chất lượng nội dung chuyên dé hồ sơ pháplý, an toàn lao động, kỹ năng sỐng - << ket SE rkrkckekreersrere 84

TÓM LƯỢC

Nội dung dé tài là xây dựng một số chuyên dé về kiến thức côngtrường như hồ sơ pháp lý và tài liệu quản lý chất lượng công trình, kỹ năngsống, an toàn lao động, áp dụng vào việc giảng dạy thực tế nhằm nâng caochất lượng dạy — học môn Kỹ thuật thi công cho sinh viên xây dựng K35

Quá trình thực hiện dé tài gồm:- Xây dựng cơ sở lý luận của dé tài nghiên cứu- Phân tích các yếu tố cần trang bị cho sinh viên khi tiếp cận thực tế tạicông trình thông qua việc khảo sát một số kỹ sư xây dựng và sinh viên xây

thi công.

TÓM TẮT LUẬN VĂN

Giêng cát kết hop gia tải trước và vải địa kỹ thuật là một trong những phươngpháp tiêu béu được ứng dụng vao việc gia cố nền đường Phương pháp nay làmtăng nhanh quá trình có kết của nền, từ đó tăng nhanh độ lún 6n định theo thời gianvà tăng cường ôn định của nền đắp Mục tiêu của dé tai là thiết kế chiều cao đắp vàbiện pháp xử lý nền băng giếng cát kết hợp gia tải trước dé đạt chiều cao dap thiếtkế So sánh độ lún của nên được xử lý bằng giếng cát kết hợp gia tải trước và vảiđịa kỹ thuật bang các phương pháp tính, nghiên cứu sự ảnh hưởng của việc thay doikhoảng cách giếng cát đến độ lún của nền từ đó lựa chọn khoảng cách giếng cátthích hợp Bên cạnh đó, luận văn còn nghiên cứu sự thay đôi khoảng cách lớp vảiđịa kỹ thuật ở các đợt đắp đến chuyền vị ngang của công trình và kiểm tra hệ số antoàn dia mái dốc rén dap Trong & tai đã sử dụng các phương pháp tính gồm22TCN 262-2000, Asaoka, phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm plaxis vàmô plỏng băng phần mềm Geoslope dé tính toán nền đường dẫn vào cầu MỹPhước.

ABSTRACT

Sand wells combined with preloading and geotextile is one of the typicalmethods being applied to reinforce road basement The approach improves theprocess of consolidation of basement and increases the steady subsidence degreethrough the time and enhances the permanence of the embankment The purposes ofthe study is that designing embankment heigh and background treatments with sandwells combined preloading embankment to achieving design embankment height;investigating the impact of comparing the settlement is treated with sand wellscombined preloading and geotextile by calculation methods; analysis of changingthe distance of the sand wells to the subsidence degree of foundation thereby selectappropriate distance sand wells; examination of changing distance of geotextilelayer in the ground to the horizontal displacement of the project and testing thesafety degree of inclination of basement The study used methods including 22TCN262-2000, Asaoka, finite element method with software Plaxis simulation, methodsimulation software GEOSLOPE to calculate the background in the paths of MyPhuoc Bridge’s project.

MỤC LỤC

00071010775 11 Van đề thực tiễn va tinh cấp thiết của đề tài - << <5 sscscscscscscsee 1

2 Mục tiêu nghiÊn CỨU 5 << 9 9.6 5899999999999 60088869988899999999956 13 Phương pháp nghiÊn CỨU - << G G G G G G5 Ă S S999 99999999999959996889988889699999956 24 Y nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài 5 5 << s<c<sesesesese 2

5 Phạm vi và giới hạn của dé tài 5-5-5 sư cư eeeeeeeeeeeeeeeseeeee 3

CHUONG 1: TONG QUAN VE GIẢI PHÁP GIENG CÁT 4

1.1 Đặc điểm về giếng Cát( œ9 cư cư cư hưu gvgeeeeeeesesee 41.2 Một số công trình sử dụng giải pháp giếng cát ở nước ta 7

1.3 Các phương pháp xử lý nền kết hợp với giải pháp giếng cát 7

1.3.1 Đệm cát - c0 C12110 cớ 71.3.2 Phương pháp gia tải fTƯỚC -cGG Q10 00001111111999333 11111111 ng vờ 91.3.3 Xử lý nền đất yếu bang vải địa kỹ thuậtt - + << cxexeeeeeeeree 10Nhận xét chương Í G556 0009999949946 6008689688899999999996 14CHƯƠNG 2: CƠ SỞ TÍNH TOÁN ÔN ĐỊNH VA BIEN DANG NEN DATYEU XU LY GIENG CAT, GIA TAI TRƯỚC VA VAI DIA KỸ THUAT 16

2.1 Yêu cầu về on định và biến dạng khi thiết kế nền đắp trên dat yếu 162.1.1 Yêu cầu về On định - ¿+ S6 +E+E2EESE£EEEE E1 1215151511511 1 1 te l62.1.2 Yêu cầu về biễn dang - SE EEEEEESESESEkrkrkrkrkeeeeeed 172.2 Trình tự thiết kế nền đường trên đất yếu ° << < << s<sesesesesese 17

2.2.1 Giải pháp đắp trực tiếp trên đất yếu ¿-c- EkkSk#E#EsESEeErerkrkrkeeeeeed 18

2.2.1.1 Tính độ lún cỗ kết của nền đất yếu dưới nền đường 18

2.2.1.2 Tính độ lún của nền đất yếu chưa xử lý theo thời gian 20

2.2.1.3 Tính chiều cao phòng lún của nên đất đắp - s5 se cssxcxsxsxở 23

2.2.2 Kiểm tra độ 6n định của nền đắp chưa xử lý - - + s sex sezesxsxexd 23

2.2.2.1 Kiểm tra điều kiện không cho phép lún trỗi - s-s ssx+x+xzx2 23

2.2.2.2 Tính toán hệ số an toàn của nền đắp chưa xử lý -5-5s5s5sss¿ 26

2.2.3 Giải pháp xây dựng nền đắp theo giai đoạn - - - + scsccveseeeeeeeeed 26

2.2.4 Giải pháp xử lý nền bằng giếng cát - -G- tt Errkrkrkekeeeed 30

2.3 Phương pháp phan tử hữu han bang phần mềm Plaxis 32

2.3.1 Giới thiệu khái quát về phần mềm Plaxis + 2s +x+x+x+x+E+E+Eeeeesese 32

2.3.2 Ứng dụng Plaxis tính toán độ lún nền đất yếu - - << ssxsxsxsxcxd 33

2.4 Lý thuyết tính toán nền theo phương pháp Asaoka 5-<- 36

2.5 Tính toán hệ số an toàn nền dap bang phần mềm Geo-Slope 38

2.5.1 Các bài toán liên quan đến 6n định trượt nền đường ¿- - -5¿ 382.5.2 Giới thiệu về GEO -SLOPP -c6-5c+5c+‡cxtcExttrkttrtrtrrrrrrrrrrrrrrrries 402.5.3 Các giả thiết tính tOán - tk k1 9E ST 11g11 1xx 402.5.4 Trình tự tính toán bài toán 6n định công trình bang phan mềm SLOPE/W44*Nhận xét chương 2 o0 0G GG S99 999949.9.9 0000999949494 60888866668966 45CHƯƠNG 3: UNG DỤNG GIẢI PHÁP GIENG CAT, GIA TAI TRƯỚC VÀVAI DIA KỸ THUAT DUONG DAN VÀO CÂU MỸ PHƯỚC 46

3.1 Giới thiệu công trình đường dẫn vào cầu Mỹ Phước — Huyện Mỹ Tú, TỉnhSOC Tan ae 463.2.Điều kiện địa chat công trình xây dựng 2-5 5 << c<s<sesesesesesese 48

3.3 Thiet ké nén (WON 7n Ả - 53

3.3.1 Thiết kế chiều cao nền đặpp - + + + SxSk+ESE#EEE#EEEEESESEEkrkrkrkrkreeeeed 533.3.2 Tính toán 6n định nền đắp trên đất yếu chưa xử lý 5-55s5xsxss2 56

3.3.2.1 Kiểm tra điều kiện không cho phép lún trỒi - - se xe: 56

3.3.2.2 Kiểm tra hệ số an toàn của nền đắp c sx+x+k#x#EeEeEsrerrerees 583.3.3 Giải pháp xử lý nÊN k1 ST 11111 1E xxx 593.3.3.1 Xây dựng nền dap theo giai đoạn ¿c6 #EeEeEeEsrerererees 593.3.3.2 Xử lý nền bằng giếng cát c-ktt HT TH ng 1g ru 623.3.3.3 Xử lý nền bang giếng cát kết hợp gia tải theo giai đoạn 663.4 Tính toán độ lún nền đắp thực tế theo các phương pháp tính 68

3.4.1 Tính toán độ lún nền dap thực tế theo 22TCN 262-2000 - - -5¿ 68

3.4.1.1 Độ lún cô kết của nền đắp thực tẾ -¿- - -s+s+k+EsEsEsEeEvkrkrerereeeeed 693.4.1.2 Tính độ lún và độ cô kết của nên theo Ø1a1I đOạn -+-<+2 69

3.4.2 Tính toán độ lún nền dap theo phương pháp Asaoka ¿5 5s55¿ 71

3.4.3 Tinh toán độ lún nền dap theo phương pháp phan tử hữu hạn bằng phan980 ii 1 an 753.4.4 Phân tích so sánh kết quả tính toán theo các phương pháp 80

3.5.Nghiên cứu sự ảnh hưởng của khoảng cách giếng cát đến độ lún của nền 83

3.5.1 Độ lún nên đắp khi thay đổi khoảng cách giếng cát theo phương pháp phầntử hữu hạn - - - 211011133002 0n ve 833.5.2 Độ lún của nên dap khi thay đôi khoảng cách giếng cát theo phương phápQITCN 262 9200) 843.6 Nghiên cứu sự thay đối khoảng cách lớp vai địa kỹ thuật ở các đợt dap đếnchuyền vị ngang của công fFrÌn œ5 2 2 9.9996 6999999999949 606 5ø 873.7.Kiém tra hệ số an toàn mái dốc nền dap bằng phần mềm Geoslope 89

3.7.1 Hệ số an toàn nền dap theo thực tế thi công - + sxx£xsezxzxsxeed 893.7.2 Hệ số an toàn nền dap khi thay đôi khoảng cách vai địa kỹ thuật cường độSO — 92*Nhận xét chương 0G GGG G9999 000090999945 60888866668966 95KẾT LUẬN VÀ KIEN NGHỊ, << < << 999v cxcscscsese 970.5 88 7d 97

2.IKiẾn nghị - 5-5-5 sư cư cư hư cư ng gen 98

TÀI LIEU THAM KHAO 5- 5< 5< << << 5959 EeEeEEeE + xxx s s52 99

PHU LUC 1: SO LIEU DIA CHAT 5-5-5 5< 5< << S5 sseseseseeesee 101

PHU LUC 2: TINH TOÁN DO LUN 5-5-5 5-55 S5 se ceeeeeeeeeeeeeesesese 115

PHU LUC 3: CAC THONG SỐ DIA CHẤTT - 5 5 555 <Ssseseseeees 124

PHU LUC 4: SỐ LIEU QUAN TRAC -5- << << S5 S5 S5 s9 sseseseseeeeee 133

PHU LUC 5: CAC THONG SO VAI DIA KY THUẬTT 5 150

DANH MỤC KY HIỆU, TỪ VIET TATAơ;: độ tăng ứng suất cĩ hiệu trong nên đất

y: dung trọng của đất

Syw: Gĩc giãn nở@: gĩc ma sat trong:v: Hệ số poisson@”: gĩc ma sát trong hữu hiệu w’£;: chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động.£;: chiều dai vải trong phạm vi vùng bị động.AC,: độ gia tăng sức chống cắt

va: dung trọng đất dap.y, :dung trong lớp đất thứ iAS: độ lún con lại

Ơ;= Ogi: Ứng suất nén thăng đứng do tải trọng cơng trình gây raØ,;: ing suất nén thăng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất gây ra

[K,¢]: hệ số 6n định yêu câu đối với kết câuA, B, D: các hệ số sức chịu tải phụ thuộc vào gĩc ma sat trong @,By: Chiều rộng diện chịu tải

c: Lực dính kN/m?c: lực dính đơn vị của đất từ đáy mĩng trở xuống:ce’: lực dính hữu hiệu

Cc: Chỉ số nénCy, : Hệ số cĩ kết theo phương ngang (cm /sec)Cr, Cs: Chỉ số nở

Cr: hệ số cĩ kết Crc„: Lực dính của đất nền trong điều kiện khơng thốt nước

C,°: hệ số cố kết trung bình theo phương thang đứng

D: khoảng cách giữa tim các giếng

Do kích cỡ hat mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiêm 10%.D3: kích cỡ hạt mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiêm 30%.D; : chiêu sâu chôn mong;

eo: hệ số rỗng ban đầuExec: Module bién dang kN/m?F(n): nhân tố xét đến anh hưởng của khoảng cách bố trí giếng cátf: hệ số ma sát giữa đất đắp và vai cho phép

Fo: lực kéo cho phép của vải rộng 1m (T/m)Fmax: cường độ chịu đút cua vải khô Im.Ha: Chiều sâu vùng hoạt động nén

Hf: Chiều cao phòng lúnh;: chiều dày lớp đất thứ i.Hạ: Chiều dày nên đất yếu.Hr: chiều cao nền dapk: hệ số thắm

k': hệ số dự trữ ma sátKmin: hệ số an toàn nhỏ nhấtKoa: hệ số 6n định nhỏ nhấtk¿: hệ số độ tin cậy

m¡, mạ: các hệ số điều kiện làm việc của nên đất va của công trìnhPgh: sức chịu tải giới hạn

PTHH: phan tử hữu hạn

Qa:tai trọng an toàn được xác định theo công thức:QL: Quốc lộ

Sc: độ lún cô kếtTH: trường hợpTv: hệ số thời gian theo phương đứngu: áp lực nước lỗ rỗng thặng dưU: độ cố kết

U¡, : Độ cố kết trung bình do thoát nước theo phương ngangU, : Độ cố kết trung bình do thoát nước theo phương đứngon: tai trọng giới

(dap : Tai trọng do nén dapkead : Tải trọng của lớp kết cau áo đườngh,: chiều cao quy đổi tải trọng xe thành chiều cao lớp đất dapG: trọng lượng một xe (chọn xe nặng nhất), Tan

n: số xe tôi đa có thé xếp được trên phạm vi bé rộng nên đườngI: phạm vi phân bồ tải trọng xe theo hướng dọc, m

B: bể rộng phân bố ngang của các xe (mét)

GS: giáo sưKCGC: khoảng cách giếng cátKC VĐKT: khoảng cách vải địa kỹ thuật

DANH MỤC HINHHình 1.1: Nền được xử lý băng giếng cát cv eeeeeesree Trang 4Hình 1.2: So đồ bố trí lưới giếng cát hình tam giác đều s s «se: 5Hình 1.3: Sơ đồ bố trí lưới giếng cát hình vuông - - - +s+e+EsEsrerereei 5Hình 1.4: Xử lý nền bằng đệm cátt ¿- - + s SE +k+E+ESEEEEEEEEeEEEEEErkrkrrererkred 8Hình 1.5: Nguyên tắc gia tải tƯỚC - << TT 1E x1 10Hình 1.6: Vải địa kỹ thuật gia cường nền đắp - - - - +ssxeesEsesEsrererees 12Hình 2.1: Sơ đồ xác định ứng suất nén Ø;, + +x+k+k+k#E£EeEersrerrerees 20Hình 2.2: Toán d6 Osfererg - - - - kxx E9 9E ST g1 g1 1 re reei 21Hình 2.3: Dang các diéu kiện biên áp lực nước lỗ rỗng thang dư do tải trọnggây lún tạo ra trong đất nÊn - + k ST 1111111113111 1 1v greg 22Hình 2.4: Xác định chiều cao phòng lún của nền đắp - 2 s se: 24Hình 2.5: Biểu đồ hệ số Nc ¿-55c 5+2 t2EttrtEitrrrtrtrrrrrrrrrre 27Hình 2.6: Xây dựng nên đắp theo giai đoạn - ¿2-5 + 2 s+E+x+xeEsErezersee 28Hình 2.7: Biểu đồ mối quan hệ độ gia tăng sức chống cat của nền đất với ứngsuất có hiệu do tải trọng đất đắp gây ra -. - ch H11 1 1g gxrnreekg 28Hình 2.8: Biéu đồ quan hệ độ lún theo thời gian — Phương pháp Asaoka 38Hình 2.9: Biéu đồ xác định độ lún ôn định — Phương pháp Asaoka 39Hình 2.10: Lực tác dụng lên phân tố đất trong trường hợp mặt trượt trụ tròn

theo phương pháp Bishop - 0010110311111111111111199351 1111111 ng ng vờ 43Hình 2.11: Xét mặt trượt có vải dia kỹ thuật - c5 S se 44Hình 3.1: Doan nền đắp cao sát sau m6 3.0m <Htk<4m - +: 48Hình 3.2: Mặt cat tính toán tại lý trình 1-+080 ¿c6 scxsxeEsEsesrsrererees 49Hình 3.3: Sơ đồ xác định ứng suất nén G;, + +x+k+k+k#EeEeEeEsEerrerees 55Hình 3.4: Biéu đồ xác định chiều cao phòng lún H; - - c2 se: 58Hinh 3.5: So dé xép xe dé xác định tai trọng xe co tac dung lên dat yếu _ 59Hình 3.6: Mô hình tính toán hệ số an toàn nền dap chưa xử lý 60Hình 3.7: Biéu đồ phân chia chiều cao dap theo thời gian (H=4.89m) 62Hình 3.8: Mô ta phân chia cấp tải dap theo thời gian s se: 62Hình 3.9: Biểu đồ tỷ số 66 kẾT - - - k9 SE Tcvvv v11 E xrereeo 65Hình 3.10: Phân chia giai đoạn dap theo thời gian khi chiều cao dap H=4.89mcó xử lý nên băng giếng cát - s1 1111111115191 3111111111111 greg 68

Hình 3.11: Hệ số an toàn nền đắp 4.89m có xét đến tải trọng lớp cấp phối áo

ðI0U11501%8r:08540:150 27777 - a da 70Hình 3.12: Béu đồ phân chia giai đoạn dap theo thời gian khi chiều cao dapH=4.36m có xử lý nền bằng giếng cát - tt 9 SE TT cvcvcv cv nvnrgerreg 71Hình 3.13: Sơ đồ bố tri tiêu quan trac lun và chuyén vị ngang tại Km1+08 73Hình 3.14: Biéu dé quan hệ độ lún theo thời gan -5-+++++<<<<+ 74Hình 3.15: Biéu đồ quan hệ độ lún Sj và Sj- ¿2-6 +s+x+esEsesrsrererees 76Hình 3.16: Mô hình mô phỏng cấu tạo nền đắp và hệ giếng cát 78Hình 3.17: Độ lún ở thời điểm 344 ngày (Chiều cao đắp ôn định 4.36m) 81Hình 3.18: Độ lún cuối cùng dự kiẾn - + s xxx #EEEeEeEsEerererees 81Hình 3.19: Diễn biến độ lún nền theo thời gian (Phuong pháp Plaxis) 81Hình 3.20: Biểu đỗ độ lún va thời gian theo các phương pháp tinh 83Hình 3.21: Biéu đồ lún theo thời gian khi thay đôi khoảng cách giếng cat 86Hình 3.22: Biểu đồ lún theo thời gian khi thay đối khoảng cách giếng cát theo

22TCN 262-2000 (H=4.36m, t=344 ngày) Qnn HH HH HH HH HH 1v ngày 87Hình 3.23: Béu đồ quan hệ giữa độ c 6 kết và khoảng cách giếng cát (khiH=4.36m, t=344 ngày) theo 22TCN 262 -2000 và PÏaxis -55555<5<<52 88Hình 3.24: Biểu đồ quan hệ giữa chuyền vị ngang va thời gian cố kết khi thayđối khoảng cách vải địa kỹ thuật - - - E311 9 5E xEvHnnccnnnngegreg 90Hình 3.25: Mô hình nền đắp cao 4.36m mô phỏng bang Geoslope 92Hình 3.26: Hệ số an toàn nền dap khi xử lý nền bằng giếng cát kết hợp gia tải

trước và vải địa kỹ thuậtt - C0 0000012112211 11 111111 1111111100011 1 1 kh re 94Hình 3.27: Hệ số an toàn nền đắp khi xử lý nền bằng giếng cát kết hợp gia tảitrước không bồ trí vải địa kỹ thuật (K=1.701)95

Hình 3.28: F số an toàn nên đắp khi thay đổi khoảng cách vải địa kỹ thuật

(Khoang cach 0.5m) K=2.022 111 95Hình 3.29: H8 số an toàn nên dap khi thay đổi khoảng cách vai địa kỹ thuật

(Khoang cach 1m) Cà 96Hình 3.30: HS số an toàn nên dap khi thay đổi khoảng cách vai địa kỹ thuật(Khoang cach 1.5m) C0 nh dd 96

DANH MỤC BANGBảng 2.1: Phần độ lún cố kết cho phép còn lai AS tại trục tim của nền đường

sau khi hoàn thành công trinh - 5 2233332236129 11 1111111111111 88822355 111 xx2 17Bang 2.2: Các giá tri U và Ï V c c cc c1 1111111111190033 1111 11kg vế 23Bảng 2.3: Bảng tra các hệ số A, By Decccccsccscsssescssssesesesseseseesescseeseseseeststseeseseaes 25Bảng 2.4: Gia tri các hệ SỐ II, Ny ca S33 ESESEEEESESEEEESESEESEeErererrres 26Bảng 2.5: Giá trl CỦA TỊO 0100000 011111111 1111880311111 1 1kg 2v 30Bảng 2.6: Đặc trưng vật liệu đất trong mô hình Mohr — Coulomb 35

Bang 3.1: Bang chỉ tiêu cơ lý lớp Bun sét (CH) - 5555 5SS++<<<<<<ss 50Bang 3.2: Bang chỉ tiêu co lý lớp Cát sét (S) cSS Sex 51Bang 3.3: Bang chi tiêu cơ lý lớp sét cát (CL) -< << << <<+++esssssss 52

Bảng 3.4: Bảng chỉ tiêu cơ lý lớp Cát lẫn bột (SM) 5-55 ccsessrsesea 53

Bảng 3.5: Đặc điểm địa chất công trình tại hồ khoan MP-LK3 54Bảng 3.6: Thông số kỹ thuật khối đất đắp - x+k+k#k#EeEersrsrrerees 55Bảng 3.7: Thông số kỹ thuật đất nền -«sSsSxSxSt St EEEEEEeEsrerererees 55Bảng 3.8: Chiều sâu vùng hoạt động chịu nén khi nền dap cao 3.92m 56Bang 3.9: Độ lún cỗ kết của nền dap cao 3.92m khi chưa xử lý 57Bang 3.10: Kết quả tính lún nên đường có chiều cao đắp khác nhau 57Bảng 3.11: Bảng phân chia giai đoạn đắp và sự gia tăng sức chống cắt theo787i: 62Bảng 3.12: Tính toán độ lún theo thời gian khi đắp từng giai đoạn 63Bảng 3.13: Bảng tính các thông số giếng cát và đất nên - s55: 64Bảng 3.14: Tính độ lún theo thời gian nên dap 4.89m khi xử lý giếng cát 66Bang 3.15: Bang phân chia giai đoạn đắp H= 4.89m én được xử lý bang0 & = 68

Bảng 3.16: Tính toán độ lún theo thời gian khi đắp H=4.89m theo giai đoạn cóXU lý giẾng Cắt tt 1111111111 11111111110 greg 69Bang 3.17: Bang tinh giá trị độ lún có kết cuối cùng H=4.36m 71Bảng 3.18: Bảng tính độ lún theo thời gian nền dap H=4.36m theo giai đoạn 72Bang 3.19: Bang tong hop độ lún va mức độ có kết theo tiêu chuẩn 262 72Bảng 3.20: Bảng số liệu độ lún theo các khoảng thời gian At =7ngay 74

Bảng 3.21: Bảng số liệu độ lún theo Sj và Sj- - se sxeesEsrsrsrererees 75Bang 3.22: Bảng tổng hợp độ lún và mức độ có kết theo quan trắc 77Bảng 3.23: Các thông số địa chất phục vụ tính toán bằng phan mềm Plaxis 79Bảng 3.24: Bang thông số vải địa kỹ thuật - 6xx eEeEeEsEerrerees 79Bảng 3.25: Bảng tổng hợp độ lún và mức độ có kết theo phương pháp Phần tửhữu hạñ - c5 Ă E113 91111000 1911 net 82Bang 3.26: Bang tong hợp độ lún theo các phương pháp tính 83Bang 3.27: Bang tổng hop độ lún khi thay đổi khoảng cách giếng cát theo

PÏAXIS Q11 TH ng TH T0 E000 kg 85Bang 3.28: Bang tong hop độ lún theo thời gian khi thay đối khoảng cáchgiếng cát theo 22TCN 262 — 2000(0 - - + SE E9E5E3E12115151511111115 1111111 1e 87

Bang 3.29: Bang tong hợp giá trị chuyển vị ngang khi thay đối khoảng cáchVal dia KY thuat An ae 90Bảng 3.30: Bang tinh toán sức chống cat của nên đắp H=4.36m theo giai đoạnII 92Bảng 3.31: Các thông số vải địa không dệt (Tại vị trí ngăn cách lớp bùn sét vaLOp Cat GAP) eccccccsccesssscsssssssvscscscscsesececscscscacssavsvevsvsvsesesececucasacacavavavsvavsvsseseensnenees 93Bảng 3.32: Thông số vải địa kỹ thuật cường độ cao (tại H=0.86m) 93Bảng 3.33: Thông số vải địa kỹ thuật cường độ cao (tại H=1.1óm) 93

MO DAU1 Van đề thực tiễn va tính cấp thiết của đề tài

Đất yếu là loại đất có sức chịu tải nhỏ và tính nén lún lớn thường gặp ở nướcta, đặc biệt là ở các tinh đồng băng Sông Cửu Long Khi xây dựng nên đắp trên đấtyếu nếu không được khảo sát thiết kế cân thận và có biện pháp xử lý thích đáng thìnền đường xây dựng trên đó thường dễ bị mat 6n định, bị lún nhiều va lún kéo dài,ảnh hưởng xấu đến việc khai thác sử dụng mặt đường, công trình trên đường và cáccông trình xây drng xung quanh Tất cả những vẫn đề đấy là động lực thúc đây sựnghiên cứu và phát triển của kỹ thuật xử lý nền đất yếu dưới công trình

Trong những năm vừa qua, cùng với sự phát triển công nghệ, các dự án xâydựng giao thông ở nước ta đã áp dụng nhiều phương pháp trên thế giới để xử lý nền

đất yếu tùy theo đều kiện địa chất, chăng hạn: cọc cát, bắc thấm, cọc đất trộn xi

măng, cọc đất trộn vôi, cọc bê tông, sàn giảm tải Và các biện pháp nảy cũng đãđược ứng dụng ở các tỉnh đồng băng Sông Cửu Long nói chung và tỉnh Sóc Trăngnói riêng Trong đó, phương pháp giếng cát kết hợp gia tải trước và vải địa kỹ thuậtlà một trong những phương pháp tiêu biểu được ứng dụng vảo việc gia cố nềnđường Phương pháp nay làm tăng nhanh quá tình cô kết của đất do rút ngắn chiềudài đường thắm từ đó tăng nhanh độ lún 6n định theo thời gian và tăng cường 6nđịnh của nền đắp

Do vậy, tôi đã chọn đề tài: “Nghiên cứu, ứng dụng giải pháp giếng cát kếthợp gia tải trước và vải địa kỹ thuật để xứ lý nền đất yếu dưới nền đường dẫnvào cầu Mỹ Phước”

2 Mục tiêu nghiên cứuMục tiêu nghiên cứu của đề tài là thiết kế chiều cao đắp và biện pháp xử lýnên bằng giếng cát kết hợp gia tải trước dé đạt chiều cao đắp thiết kế So sánh độlún công trình trên nền đất yếu được xử lý bằng giếng cát kết hop dap đất gia tải vàvải địa kỹ thuật theo thực tế thi công bằng các phương pháp tính: 22TCN 262-2000,Asaoka, phần tử hữu han bang phần mém Plaxis Nghiên cứu sự ảnh hưởng của

việc thay đối khoảng cách giếng cát đến độ lún của nên dé lựa chọn khoảng cáchgiếng cát thích hợp Nghiên cứu sự thay đối khoảng cách lớp vải địa kỹ thuật ở cácđợt đắp đến chuyển vị ngang của công trình Kiểm tra hệ số an toàn của mái dốcnền dap bang phần mềm Geoslope tại công trình đường dẫn vào cầu Mỹ Phước.

3 Phương pháp nghiên cứuVới mục tiêu luận văn nay đưa ra, tac githuc hiện nghiên cứu băng baphương pháp: thống kê, phân tích, mô phỏng

Phương pháp thống kê: từ lượng thông tin thu thập tiễn hành lược khảonhững tài liệu có liên quan về phương pháp xử lý nền đất yếu, thong kê số liệu địachất và số liệu quan trắc từ công trình cầu Mỹ Phước

Phương pháp phân tích: Phân tích so sánh các phương pháp tính toán nggiải tích, phần tử hữu hạn và quan trắc

Phương pháp mô pũng: Sử dụng phần mềm Plaxis 2D phiên bin 8.5 vàphân mềm GeoStudio 2007 mô phỏng giải pháp kỹ thuật xử lý nền đắp công trìnhđường dẫn vào câu Mỹ Phước tại một mặt cắt điển hình

4 Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài

Ý nghĩa khoa học: Nghiên cứu, ứng dụng giải pháp giếng cát kết hop gia tảitrước và vải địa kỹ thuật để xử lý n đất yếu dưới nền đường dẫn vào cầu MỹPhước.

Tính thực tiễn của đề tài:

Thiết kế chiều cao nền dap và đề xuất biện pháp xử lý dé đạt chiều cao dapthiết kế Đánh giá mức độ sai khác về độ lún bằng phương pháp giải tích, phần tửhữu hạn và quan trắc đường dẫn từ đó lựa chọn được phương pháp gần với kết quảthực tế nhất Dé tài đánh giá sự ảnh hưởng của việc thay đối khoảng cách giếng cátđến độ lún dé lựa chọn khoảng cách giếng cát thích hợp va su thay đối khoảng cáchlớp vải địa kỹ thuật ở các đợt dap đến chuyển vị ngang của công trình Ngoài rakiêm tra được độ ôn định của nên dap.

5 Phạm vi và giới hạn của đề tài

Đề tài tập trung nghiên cứu theo các mục tiêu đã đề ra, chưa xét đến sự ảnhhưởng của việc thay đổi chiều dài, đường kính giếng cát đến độ lún công trình vàchưa so sánh gai pháp kỹ thuật này với các giải pháp kỹ thuật xử lý nền đất yếukhác.

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE GIẢI PHÁP GIENG CAT1.1 Đặc điểm về giếng cát

Lun cố kết của nên đất sét yếu là một trong những nhiệm vụ chính của côngtác xử lý nền móng công trình Nguyên nhân là do tính thắm nước của đất sét rấtnhỏ, mức độ cố kết ban đầu phải mất nhiều thời gian mới kết thúc Dé rút ngăn thờigian có kết, cần tiễn hành lắp đặt những giếng tiêu thoát nước thăng đứng kết hợpvới gia tải trước băng những khối đất dap tạm thời hay nén chân không Trongphương pháp nay, nước lỗ rỗng được ép ra ngoài trong quá trình cô kết đất sét dogradient thủy lực hình thành bởi gia tải trước, dòng chảy từ các lớp đất sét vận độngtheo phương ngang ử các giếng tiêu nước va thoát tự do ra ngoài dọc theo cácgiếng tiêu nước nay Giếng tiêu nước thăng đứng có thé phân ra 3 loại cơ bản, đó là:giếng cát, cọc cát nén chặt và bac thâm Cụ thé nghiên cứu là phân giếng cát [1]

Chức năng của giếng cát là tạo thành một tuyến thoát nước nhân tạo để tăngnhanh tốc độ có kết Khi bố trí giếng cát trong nền đất và kết hợp gia tải, dưới tácdụng của tải trọng ngoài làm nước lỗ rỗng trong đất nền thấm về hướng giếng cátrồi sau đó thoát nhanh theo phương đứng ra khỏi nền đất

Cấu tạo hệ thống xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải trướcthường có ba bộ phận chính: lớp đệm cát, giếng cát, tải trọng tạm (Hình 1.1)

rỗng trong đất bị nén ép bởi tải trọng khối đắp gia tải bên trên sẽ thoát hướng vềgiếng, từ các giếng cát nước lỗ rỗng này theo môi trường cát trong géng (có tinhthấm tốt) thoát về phía đệm cát, đệm cát dẫn nước thoát ngang và tiêu tán ra ngoài.

+ Thông thường đệm cát có chiều dày 0.2+0.5m- Các giếng cát:

+ Thuong dùng cat hạt thô, hạt trung (có hệ số thâm lớn)

+ Đường kính giếng cát thường sử dụng: 0,2~0,6 m.+ Chiều sâu giếng cát bó trí hết vùng hoạt động chịu nén của nên.+ Sơ @ bồ trí giếng cát thường có hai dạng chủ yếu: lưới tam giác va 6vuông

Dạng lưới hình tam giác đều hay còn gọi là hình hoa mai (hình 1.2)

VŨNG ẢNH HƯỞNG THOÁT NƯỚCXUNG QUANH GIENG CAT

KHOANG CÁCH LƯƠI GIẾNG CAT

VUNG ANH HUGNG THOAT NƯỚCXUNG QUANH GIENG CAT

KHOANG CÁCH LUG! GIENG CAT

Hình 1.3: Sơ đồ bố tri lưới giếng cát hình vuông-Tai trọng tạm:

+ Thường dùng cát hoặc đất, nham tao quá trình nén trước nền đất trước khiđặt tải trọng công trình.

+ Chiều cao đắp (hay tải trọng công trình) được chọn sao cho đảm bảo điềukiện ôn định của nền đất yếu và khối đắp, phải tạo ra được ứng suất lớn hơn áp lựctiền cố kết của nên đất, dé nền đất có thé cô kết.

Ưu điểm:-Tăng nhanh tốc độ có kết của nên làm cho đất dap ở trên chóng đạt đến giớihạn vẻ lún đồng thời lam cho nên đất yếu tăng kha năng biến dang đồng đều

- Nếu khoảng cách giữa các giếng cát được bố trí thích hợp thì nó còn tácdụng làm tăng độ chặt của nền đất yếu, vì vậy mà sức chịu tải của nên đất yếu tănglên đáng kê

- Làm giảm thời gian lún cố kết

- Giảm độ lún trong quá trình sử dụng công trình.- Cải thiện đáng ké sức chịu tải của công trình.Nhược điểm: Phương pháp géng cát có một số nhược điểm nhất định Cátđược sử dụng trong giếng cát phải được chọn lựa kỹ lưỡng để có hệ số thâm tốtnhất Ngoài ra, trong thi công giếng cát rất có khả năng giếng cát bị đứt đoạn khôngbao đảm vai trò thoát nước do thi công bat can hoặc chuyển vị ngang của nền khálớn [2]

Pham vi áp dung: Chỉ nên áp dụng giải pháp này chỉ khi các giải pháp kháckhông dim bảo được các yêu cau về độ lún cố kết còn lại theo quy định do giáthành cao Chiều dày nền đất yếu lớn và bé rộng nền đất yếu vượt quá bề rộng đáynền đắp

Khi thi công nền giếng cát cần chú ý: Cát dùng làm gắng và lớp đệm phảilà cát vàng, lạt thô Nếu không có cát vàng hạt to thì dùng cát hạt vừa, mau vàngmờ, có hệ số thắm lớn, k>3m/ngày đêm Đường kính ống thép dé thi công giếng cátnên chọn de=35 +45cm là tốt nhất Thi công giếng cát cũng như cọc cát cần có máychuyên dùng Nếu hệ số thấm của đất Kr < 1.10 “em/s và lệ số có kết Cr < 1.107m’/ngay đêm thi tác dung của giếng cát sẽ bị hạn chế [3]

1.2 Một số công trình sử dụng giải pháp giếng cát ở nước ta

Trong thực tế, phương pháp giếng cát đã được ngành giao thông vận tải ápdụng phổ biến từ năm 1990 dé xử lý nền đất yếu Công trình có quy mô lớn đầu tiênáp dụng giếng cát để xử lý nền đất yếu được triển khai trên đường Thăng Long -Nội Bai (Hà N6i) và đoạn Km 93 QL5 (đoạn Cảng Chùa Vẽ, Hai Phong), sau nàyđược áp dụng đại trà trên nhều tuyến quốc lộ khác nữa, trong đó có đường Láng -Hoà Lạc (Hà Nội), đường Pháp Vân - Cầu Giẽ

Tại 6 cầu trên tuyến đường Quốc lộ 1A, đoạn từ thành phố H6 Chí Minh đi CầnThơ là Cai Lay, An Cự, Huyền Bảo, Cái Cam, Ba Càng, Cái Von va hai cầu lớn tại CầnTho là cầu Quang Trung và Sáng Trang (Tra Nóc) đã dùng giéng cát trên tuyến đườngdẫn vào cầu và ở cả phần m6 Giếng cát có đường kính 400mm, sâu 16 m bố trí hìnhtam giác đều với khoảng cách các giếng là 2.4m Lớp bùn sét hữu cơ màu xám đen xửlý có bề day 9m đến 33m Ở cầu Cai Lay, An Cư (Tiền Giang) do bé day lớp bùn mỏnghơn nên giéng cát chi sâu 10-11m, tựa trên lớp sét mau nâu, đốm xám trang, trạng tháicứng Sau khi thi công giếng cát, bề mặt đường dẫn được phủ vải địa kĩ thuật rồi chấttải băng lớp đệm cát dày từ 1.3m đến 2m tùy theo từng mặt cắt đường Tại cầu QuangTrung (Cần Tho) và Sáng Trang (Trà Nóc), giếng cát có đường kính 360mm, dài 15mbó trí theo tam giác đều với khoảng cách giữa các cọc là 0.9m, lớp bùn sét xử lí dày 27-80m Kết quả nền đất sau khi có giếng cát là góc ma sát trong thay đổi ít (từ 2 độ - 9độ)còn dung trọng tự nhiên và lực dính tăng nhiều [3]

1.3 Các phương pháp xử lý nền kết hợp với giải pháp giếng cát

1.3.1 Đệm cátDé tận dụng khả năng các lớp dưới của đất nên người ta thường dao bỏ lớpđất yếu ở phía trên tiếp giáp với móng (thường là sét nhão, á sét nhão, á cát bão hòanước, bùn ) và thay thế bằng đất cát có cường độ chống cắt lớn, dễ thi công và làvật liệu địa phương Lớp cát được thay thế này gọi là tầng đệm cát (Hình 1.4)

Hid p

Phan nén đườngDem cát

aS Ea MAAR le RT NEE RO Ol

Nến đất ýẽú dứófnšn đường 7

—=.— — — — — —— —— —— — — es le — —- —- —

Hình 1.4: Xử lý nên bằng đệm cátTang đệm cát có các tác dụng sau:

- Giảm độ lún của nền công trình và độ lún không đều đồng thời làm tăngnhanh quá trình cố kết của đất nên

- Lam tăng khả năng 6n định của công trình kế cả khi có tải trọng ngang tacdụng, vì cát được nén chặt sẽ tăng lực ma sát và tăng sức chống trượt

- Giảm kích thước móng và độ sâu chôn móng do sức chịu tải của đất nềntăng lên.

Ngoài ra, do thi công đơn gin, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp nên sửdụng tương đối rộng rãi Tuy nhiên không nên sử dụng tầng đệm cát trong các

aS 1 và<3 (1.2)Địa Doo

Trong đó:

D3 - là kích cỡ hat mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiếm 30%.Dịo - là kích cỡ hat mà lượng chứa các cỡ nhỏ hơn nó chiếm 10%.Chiều dày đệm cát thường chọn theo kinh nghiệm, theo độ lún công trình vàphải có giá trị lớn hơn 0,5m Độ chặt đầm nén của tang dém cat phai dat it nhat 1a90% độ chặt đầm nén tiêu chuẩn

Bé rộng lớp đệm cát phải bao phủ hết bề rộng ảnh hưởng của tải trọng nềntác dụng lên đất nên

1.3.2 Phương pháp gia tải trước

Khi gặp nên đất yếu như bùn, than bùn sét và a sét dẻo nhão, a cát bão hòanước thì có thể dùng phương pháp gia tải nén trước nhằm: Làm tăng sức chịu tảicủa đất nền và tăng nhanh thời gian có kết, làm cho độ lún nhanh ồn định

Để đạt được mục đích đó, người ta tiến hành chất tải trọng (bằng cat, soi,gach, đá, các khối bê tông) bang hoặc lớn hon tải trong công trình định thiết kế trênnền đất yếu dé nên chịu tai và lún trước khi xây dựng thực Kết hợp có thé dùnggiếng cát dé tăng quá trình cô kết đất nên [3]

Gia tải trước được xem là biện pháp tác dụng áp lực tạm thời lên nền đất yếuđể tạo độ lún trước khi xây dựng công trình; kết hợp với giải pháp thoát nước sẽtăng nhanh quá tỉnh ép thoát mrớc lỗ rỗng, tăng nhanh tốc độ cô kết của đất yếu,làm cho nền được lún trước, lún Ổn định

Theo phương pháp nay, cht tải phân bố đều trên bề mặt của nên đất trướckhi thi công công trình Việc gia tải trước sẽ ảnh hưởng đến các yếu tố: độ lún cốkết sơ cấp, độ lún cô kết thứ cấp, sức chống cắt không thoát nước của đất [2]

Kỹ thuật gia tải trước có hai dạng:- Chất tải trước với tải trọng lớn hơn tải trọng công trình- Chất tải trước theo từng cấp tải trọng

Hình 1.5: Nguyên tắc gia tải trướca/ Gia tải; b/ Thi công từng dotTrong hình 1.5 thé hiện nguyên tac gia tải trước trong hai trường hop, trongđó, trường hợp a là chất tải trước với gia tải là P, lớn hơn tải trọng công trình Py thìgia tai sẽ được dỡ đi khi độ lún còn lại của nền dưới tải trọng của công trình là bangkhông hoặc không đáng kể Trường hợp b chất tải nhiều đợt, theo thời gian nền sẽcô kết và sức chống cat gia tăng dé chịu được cấp tải trọng lớn hơn sau đó, trong khiđó nếu chất tải một lần thì nền sẽ bị phá hoại [2]

1.3.3 Xử lý nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật

Dat có cốt là vật liêu xây dựng gém có dat đã được tăng cường độ bằng cáchbồ trí các vật liệu chịu kéo như các thanh và dai kim loại, vải địa kỹ thuật (vảikhông bi phân hủy sinh học trong đất) Người dau tiên phân tích có hệ thống vathiết kế loại vật liệu này là Vidal- kỹ sư người Pháp (1960) Sau đó là các công trìnhnghiên cứu của Darbin (1970) Schlosser và Long (1974), Schlosser và Vidal (1961).Lợi ích cơ bản của đất có cốt là tăng cường độ chống kéo và cường độ chống cắtcủa đất do lực ma sát t6n tại tại mặt phân cách đất — cốt Vật liệu có thé làm cốttrong đất là các đải kim loại và các loại vải địa kỹ thuật.[5 |

Vi gia cường nén bang cac thanh, dai kim loai hay bi ri va néu str dung thépkhông ri giá thành sẽ rất cao, nên từ các năm cuối của thập kỷ 70 của thé ky 20, vảiđịa kỹ thuật đã thay thế dần kim loại trong khả năng gia cường nên móng côngtrình [5]

Đặc biệt từ những năm 1990 trở lại đây, các nước ASEAN đã áp dung phốbiến vải địa kỹ thuật với 6 chức năng cơ bản, là: ngăn cach, lọc nước, gia cường đấtyếu để tăng khả năng chịu tải của đất nền, làm lớp bảo vệ và ngăn nước Phươngpháp sử dụng vải địa kỹ thuật cũng đã được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam từcudi những năm 90 của thé kỷ 20 trên QL5, QL51, QL10 và đường Láng - Hoà Lạc(Hà Nội).

Thông thường vải địa kỹ thuật được sử dụng để gia cường nền đường hoặccông trình đất dap Trong nền đường vải địa kỹ thuật được trải thảm lên mặt lớp đấtnên mềm va đất dap được dat trực tiếp lên vải và tiến hành đầm chặt

Vải địa kỹ thuật thường được ché tạo từ các phụ phẩm dầu hỏa như:polyester, polyethylene, polypropylene, đôi khiải địa kỹ thuật cũng được làm từsợi thủy tinh

Vải địa kỹ thuật có thể đan, dệt hoặc không dệt và có thể chia làm bốn loạichính như sau:

-Loai vai địa kỹ thuật thắm nước tốt đảm bảo sự phân tán nước lỗ rỗng thặngdư trong quá trình cô kết, đồng thời chịu cắt tốt

- Loại vai địa kỹ thuật lọc dé đặt giữa hai lớp đất hạt thô va hat min, chỉ chonước thoát qua và giữ lại các hạt đất mịn

- Loại vải địa kỹ thuật phân cách dùng để phân chia hoàn toàn hai lớp vậtliệu, loại này được sử dụng trong các trường hợp cân thiết, thí dụ dùng vải loại nàyđể thay lớp bê tông lót đáy móng, hay được sử dụng trong phương pháp hút chânkhông.

- Loại vải dia kỹ thuật gia cường đất loại này có sức chịu kéo rất tốt nhằmtăng cường khả năng chịu tải của đất nén.[5]

Khi bố trí vải địa kỹ thuật giữa nén đất yếu và nền đắp (hình 1.6), ma sátgiữa đất dap va mặt trên của vai địa kỹ thuật sẽ tao ra lực giữ khối trượt F và nhờ đómức độ ôn định của nên dap trên nên dat yêu tăng lên.

O (Tâm trượt nguy hiểm nhất)

Fp - lực kéo cho phép của vải rộng 1m (T/m)Lực kéo cho phép của vải được xác định theo các điều kiện sau:* Diéu kiện bên của vải