ngiên cứu ứng dụng giải pháp tlc để xây dựng công trình trên nền đất yếu

®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. Lời nói đầu Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá, nhu cầu xây dựng các công trình cơ sở hạ tầng là rất lớn, đặc biệt tại các vùng đồng bằng. Nơi cú đặc trưng nền đất đa dạng, phức tạp và tương đối yếu, không phù hợp để xây dựng các công trình. Chúng ta thường tốn rất nhiều chi phí và thời gian để xử lý nền đất trước khi xây dựng công trình. Mặt khác, việc sử dụng nhiều hoá chất và các vật liệu được làm từ các nguyên liệu thiên nhiên đã ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi trường. Là những công dân của thế kỷ 21, được sinh ra và lớn lên trong không khí sục sôi của công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, chúng tôi mong muốn đóng góp một phần nhiệt huyết tuổi trẻ và trí tuệ của mình vào công cuộc này. Chúng tôi luôn cố gắng tiếp cận những công nghệ mới, với chi phí thấp, thời gian thi công nhanh nhất và thân thiện với môi trường để góp phần vào sự phát triển của công nghệ xây dựng, và công cuộc xây dựng tổ quốc. Với sự giới thiệu của Ông Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi trường Xanh - SERAPHIN, nguyên giảng viên bộ môn thép trường Đại Học Xây Dựng, chúng tôi đã có may mắn được tiếp cận với phương pháp TOP-BASE (Móng cọc đài phễu). Nhận thấy tính thực tiễn cao của phương pháp này, được sự ủng hộ và giúp đỡ của Bộ môn Cơ đất - Nền móng. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết, làm các thớ nghiệm kiểm chứng phương pháp gia cố nền đất này. Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt thành và sự hướng dẫn tận tình của: - Thạc sĩ Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi trường Xanh - SERAPHIN, nguyên giảng viên bộ môn thép trường Đại Học Xây Dựng - người bước đầu hướng dẫn đồng thời cung cấp các tài liệu tiếng Việt giúp chúng tôi tiếp cận nghiên cứu đề tài này. - Thạc sĩ Phan Hồng Quân - Giảng viên bộ môn Cơ đất và nền móng - Giáo viân hướng dẫn lý thuyết đề tài. ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. - Thạc sĩ Vũ Thanh Hải - Giảng viên bộ môn Cơ đất và nền móng - Giáo viân hướng dẫn thí nghiệm đề tài. - Các thầy cơ giỏo của bộ mơn Cơ đất và nền móng đã giúp đỡ chúng tơi hoàn thành các thớ nghiệm xác định tính chất cơ lý của đất. - Và cũn nhiều tập thể và cỏ nhõn khác. Chúng tôi hy vọng qua những nghiên cứu này, Giải pháp TLC sẽ sớm được áp dụng tại các công trường xây dựng của Việt Nam. Tuy nhiên, trong bản báo cáo này vẫn còn nhiều thiếu sót rất cần được hoàn thiện, rất mong sự cộng tác và chia sẽ của quớ vị để phần nghiên cứu tiếp theo của chúng tĩi được hoàn thiện hơn. Chúng tôi xin chân thành cảm ơn! Nhỉm tác giả đề tài. ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. I. Mở đầu Giải pháp TLC là giải pháp dùng các cấu kiện TLC được chế tạo tại chỗ để xử lý nền khi xây dựng công trình trên nền đất yếu. I.1. Lịch sử hình thành và phát triển. Giải pháp TLC được sử dụng lần đầu tiên tại Nhật Bản vào những năm 50 của thế kỷ 20. Trong thời gian đầu thì giải pháp này không được quan tâm nghiên cứu và phát triển. Sau trận động đất lớn ở Chibahien Nhật Bản vào năm 1987, người Nhật nhận thấy sự bền vững của những cơng trình được sử dụng giải pháp TLC. Từ đó họ bắt đầu tập trung nghiên cứu và phát triển chúng. Vào những năm 80 của thế kỉ 20, giải pháp TLC là sáng kiến kỹ thuật đặc biệt của Nhật Bản và đã trở thành một thuật ngữ quốc tế dưới tờn gọi Phương pháp móng cọc dài phễu (Mộthode TOP-BASE). Với việc chế tạo hàng loạt những cấu kiện TLC bằng bờ tĩng trong nhà máy, giải pháp TLC dễ dàng được sử dụng trong nhiều công trình tại Nhật Bản. Tuy nhiên, mỗi cấu kiện TLC nặng khoảng 75kg, việc vận chuyển chúng đến công trường rất phức tạp và đòi hỏi thi công bằng các thiết bị lớn. Nhận thấy tính ưu việt của giải pháp TLC, các kỹ sư Hàn Quốc nhanh chóng nghiân cứu, ứng dụng và cải tiến mạnh mẽ cụng nghệ này. Thay cho việc đúc sẵn trong nhà máy, cấu kiện TLC được đổ ngay tại hiện trường với những khuôn nhựa được làm từ rác thải tái chế. Những cải tiến này góp phần giảm giá thành cũng như rút ngắn thời gian thi công và xử lý được một phần chất thải rắn khỉ phân huỷ. Năm 1995, Bộ giao thông xây dựng Hàn Quốc đã kiểm định và cho phép áp dụng rộng rãi giải pháp TLC trên toàn lãnh thổ Hàn Quốc. Giải pháp TLC có ưu điểm nổi trội trên ba phương diện sau đây: - Khắc phục hiện tượng lún không đều, giảm tối đa tác hại của chấn động (động đất, dư chấn khác ) - Thời gian thi công nhanh, giá thành hợp lý. - Thân thiện với môi trường. ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. I.2. Sự xuất hiện của giải pháp TLC tại Việt Nam. Tháng 07/2007: Giáo sư Kim Hak Moon- Trường Đại học Tân Cúc - Hàn Quốc sang thăm trường Đại học Xây Dựng. Tại đõy, lần đầu tiân phương pháp TOP- BASE được giới thiệu tại Việt Nam. Tháng 01/2008: Ông Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi trường Xanh, SERAPHIN, nguyân giảng viân bộ mơn thép Đại học Xây Dựng - sang thăm và làm việc tại Hàn Quốc. Ông đã tới thăm một cơng trường xây dựng đang sử dụng phương pháp TOP-BASE. Nhận thấy được tính ưu việt của phương pháp này, ông đã tìm kiếm các tài liệu và hình ảnh liân quan để mang về Việt Nam. Ông đã dịch các tài liệu này qua tiếng Việt và chuyển cho một số chuyân gia đầu ngành về Cơ đất nền móng để nghiân cứu. Tháng 03/2008: Ông Đỗ Đức Thắng đã gặp gỡ một nhúm sinh viân lớp 49XF -Đại học Xây Dựng. Ông đã giới thiệu về phương pháp TOP-BASE. Sau đó, ông hướng dẫn cách tiếp cận tài liệu, tìm hướng nghiân cứu ứng dụng phương pháp này ở Việt Nam. Toàn bộ tài liệu và hình ảnh về phương pháp TOP-BASE được ông Đỗ Đức Thắng chuyển giao cho nhúm sinh viân này để tiếp tục quá trình nghiân cứu. Tháng 04/2008: Phương pháp TOP-BASE được đổi tờn thành Giải pháp TLC. Tháng 04/2008: Nhúm sinh viân lớp 49XF gồm Lờ Văn Cường, Lờ Lờ Luân, Văn Đỡnh Tâm, Phan Quốc Tuấn đã đăng ký đề tài nghiân cứu khoa học cấp sinh viân với tờn gọi “ Nghiân cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng cơng trình trờn nền đất yếu” dưới sự hướng dẫn của Thầy giáo Phan Hồng Quân và Thầy giáo Vũ Thanh Hải. Tháng 04/2008: Bắt đầu tiến hành thớ nghiệm kiểm định các lý thuyết của Giải pháp TLC. Tháng 05/2008: Hoàn thành thớ nghiệm và báo cáo đề tài “ Nghiân cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng cơng trình trờn nền đất yếu” trước hội đồng khoa học trường Đại học Xây Dựng. đại học XÂY DựNG Thõn phu Vũng thộp 9 Tr phu Nn phu 4 9 5 ỉ9mm ỉ13mm thép định vị ỉ13mm cấu kiện bê tông đá dăm vũng thộp thép liên kết 500 500 500 đất nền tự nhiên 500500 500500500 500 200 50250 ỉ500 thép định vị ỉ13mm vũng thộp ỉ9mm cấu kiện bê tôngthép định vị ỉ13mm đá dăm Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu. II. Gii phỏp TLC ti Nht Bn v Hn Quc. II.1. Gii phỏp TLC ti Nht Bn. chng li nh hng ca cỏc trn ng t ti cng trỡnh xõy dng v gia c nn t di ỏy múng, cỏc k s Nht ó ỳc cỏc khi b tng hỡnh phu, sau ú lp t nhng phu ỳc sn ny ngay trn nn t cn gia c. II.2. S ci tin v ng dng gii phỏp TLC ti Hn Quc. Sau khi gii phỏp TLC c du nhp t Nht Bn v Hn Quc, cỏc k s nc ny ó cỳ nhng sỏng to rt ỏng ch ý. Nhng sỏng to ny gúp phn vo vic tn dng ngun rỏc thi, rỳt ngn thi gian thi cng, gim khi lng cng vic v gim chi phớ cụng trỡnh. Hỡnh 1 : Cu kin b tng ỳc sn trong nh mỏy (Nht Bn) Hỡnh 2: Mt bng ngoi cng trng Hỡnh 3: Mt ng ngoi cng trng ®¹i häc X¢Y DùNG 500 200 5020050 500 20050200 50 vßng thÐp phÇn trô nãn phÇn trô nãn phÇn cäc phÇn mòi v¸t khu«n nhùa tæng hîp t = 5 mm 135 Ø10 Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. II.2.1 Cấu kiện TLC: Cấu kiện TLC là cấu kiện bờ tĩng hình phễu được đổ tại chỗ với cốt pha là phễu nhựa TLC. Phễu nhựa TLC (khuơn TLC) làm từ nhựa tái chế, có đường kính mặt trên là 50 cm, khối lượng thiết kế 2kg/phễu. Bề dày thành phễu 5mm. Phễu được chia thành 2 phần chính là phần trụ nón và phần cọc, đây cũng là 2 phần chính tham gia vào quá trình phân tán ứng suất vào trong đất. Phễu nhựa sau khi được cố định đóng vai trị ván khuôn để đổ bê tông tại chỗ. II.2.2 Cấu tạo nền khi áp dụng giải pháp TLC (Nền TLC). - Nền đất được san phẳng. Hình 6: Cấu tạo nền giải pháp TLC Hình 4: Cấu tạo khuơn TLC Hình 5: Cấu kiện TLC ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. - Lớp vải địa kỹ thuật. - Lớp đá dăm chèn đầm chặt. - Lớp cấu kiện TLC. - Lớp thép liên kết. - Lớp bê tông dày 20cm. II.2.3 Trình tự thi công khi áp dụng giải pháp TLC: Bước 1: Tạo nền đất phẳng. Trải vải địa kỹ thuật trực tiếp hoặc dải một lớp cát lờn trờn diện tích đất cần xây dựng cụng trình. Bước 2: Chuẩn bị khuơn phễu bằng nhựa, liân kết các phễu bằng thép định vị ∅14 bằng cách xuyân qua lỗ bờn dưới và các dây nhựa buộc trờn. ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. Bước 3: Đặt liền kề các khối phễu lờn trờn nền đã chuẩn bị. Cú thể đặt hết toàn bộ diện tích xây dựng hoặc đặt dưới phần diện tích phân bố tải các cấu kiện móng chính. Bước 4: Tiến hành đổ bờ tĩng trực tiếp vào trong lòng các phễu nhựa, đầm chặt bờ tĩng, định vị các móc thép ∅10. Bước 5: Sau khi bờ tơng đã đông cứng, tiến hành chốn đá dăm vào các khoảng hở giữa phễu và đất, dùng đầm dựi đầm chặt lớp đá dăm, độ chặt của đá dăm quyết định tính ổn định của cơng trình sau này. ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. Bước 6: Bố trớ thép liân kết ∅14 trờn bề mặt của phễu. II.2.4 Các cơng trình tiâu biểu đã áp dụng Giải pháp TLC: TT Công trình Ngày thi công Tải trọng thiết kế Sử dụng Tải trọng cho phép đất tự nhiên Tải trọng cho phép TLC 1 Móng công trình Chưng Chơn (giai đoạn 2) bãi lấp phế thải Quang Yơng, Chơn Nam tháng 5/2004 15 T/m 2 1 tầng 125314 phễu ∅500 14T/m 2 trên 26,4T/m 2 2 Công trình đường ống xử lý nước thải Quan Cang Hoa, Kiơng ki tháng 12/1999 8,32 T/m 2 2 tầng 28700 phễu ∅500 3 Công trình kênh dẫn nước hộp cống ngầm tuyến IK SAN - Chang Su, Chơn Buk tháng 5/2005 64,21 T/m 2 2 tầng 5250 phễu ∅500 49T/m 2 trên 85 T/m 2 4 Công trình tường chắn có sườn đỡ nhà cao tầng Sang Iơng xây tháng 8/2005 30,99 T/m 2 1 tầng 3732 phễu ∅500 trên 36,8 T/m 2 đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu. dng li, ụng sa Chic, BUSAN 5 Cụng trỡnh xõy dng mi nh cao tng trung tõm gii trớ ụng Bu, Thnh ph BUTRN thỏng 10/2004 25,8 T/m 2 1 tng 4340 phu 500 21,55 T/m2 trờn 33,25 T/m 2 6 Cụng trỡnh bói xe ngm nh cao tng Phung Rim Chi Khu Ma Chn, INTRN thỏng 11/2003 317,6 T 1 tng 3760 phu 500 trờn 20 T/m 2 7 Cụng trỡnh xõy mi vn phũng cho thuờ cao tng ng Iang Phing, X UL thỏng 12/2003 40 T/m 2 1 tng 29292 phu 500 19,7 T/m 2 trờn 40T/m 2 8 Cụng trỡnh xõy mi trung tõm vn hoỏ RaKul hiuen thnh ph KIM HE thỏng 3/2004 20,6 T/m 2 1 tng 22580 phu 500 15T/m 2 trờn 25T/m 2 9 Cụng trỡnh kin trỳc mi nh lm vic bu ini Hng Khu cụng nghip SIHOA KING KI thỏng 8/1999 10,82 T/m 2 1 tng cc 4028 phu 500 10 Cụng trỡnh nh qung cỏo - office Trung tõm hnh chớnh qun INKI Trung Nam thỏng 10/2005 10 T/m 2 1 tng 14168 phu 500 II.3. S lm vic ca nn TLC. II.3.1 C ch lm vic: C ch lm vic ca nn t ỏ iu kin ny c gii thớch theo lý thuyt c hc t ca Terzaghi (1943). tải trọng công trình phễu vải địa kỹ thuật nền đất tự nhiên cốt thép định vị đá dăm ỉ500 ỉ14 cốt thép liên kết ỉ14 P v P H P H P v BxL H (B+2Htg )x(L+2Htg ) đ ờng phân bố ứng suất Hỡnh 7: C ch truyn ti trng trong nn TLC. [...]... t yu III.4.6 Kt qu thớ nghim S b trớ Indicator gông bể bể gỗ t18 phễu TLC 0 20 0 20 5 3 2 20 0 đầu đo 20 0 4 6 77 1 chèn đá1 dăm trên nền đất sàn phòng thí nghiệm Biu quan h gia ti trng v lỳn ti cỏc im đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu Nhn xột: - lỳn ln nht: 12,03mm - ... kin TLC a Vt liu: ỏ dm 1x2 Xi mng PC30 đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu Ct vng b Khun thộp hỡnh phu: Phu thộp trc khi gia cng Phu thộp sau khi gia cng c Tin hnh ỳc cu kin: đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu ỳc phu ln 1 trc khi gia cng phu: Phu thộp c bi du B tng c m Cu kin B tng TLC c ỳc ln 1 Cu kin B tng TLC. .. 15: Quỏ trỡnh to nn TLC trong phũng th nghim a.3 Cng tỏc lp t: Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG đầu đo chuyển vị chèn đá dăm 0.00 1200 -0.2 gông gỗ -0.4 -0.6 gỗ bản t18 -0.8 gông sắt -1.0 -1.2 sàn phòng thí nghiệm gông bể bể gỗ t18 phễu TLC 0 20 0 20 20 0 20 0 đầu đo chèn đá dăm trên nền đất sàn phòng thí nghiệm Hỡnh 16: S lp t cu kin TLC trong phũng th... gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG b Tớnh toỏn sc chu ti ca nn Coi nn TLC l tuyt i cng Chn gúc ma sỏt trong ca nn TLC l TLC= 450 Coi bn nộn l mt mng n cỳ kớch thc 0.4x0.4m Lc nộn tỏc dng ln bn nộn l ti trng phõn b tỏc dng ln múng sõu t múng l mt tip xỳc ca bn nộn v nn TLC Coi ừy l mt t t nhiõn - Ti trng tip xỳc cỳ gi tr l: - Cng gii hn ca nn TLC Nh trn, ó coi nn TLC cng... m hỡnh cu kin TLC ỳc sn theo th t nh hỡnh v Chừn phu chỡm trong ỏ dm, tip xỳc vi lp t di Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG Chn v m cht ỏ dm vo cỏc khe h to ra nn nh hỡnh 17 đầu đo chuyển vị chèn đá dăm 0.00 1200 -0.2 gông gỗ -0.4 -0.6 -0.8 đất nền yếu -1.0 gỗ bản t18 gông sắt -1.2 sàn phòng thí nghiệm Hỡnh 17: Chn cht ỏ dm quanh cu kin TLC trong phũng... phu: Phu thộp c bi du B tng c m Cu kin B tng TLC c ỳc ln 1 Cu kin B tng TLC hng đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu ỳc phu ln 2 sau khi gia cụng phu: a.2 Cng tỏc chun b nn t: đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG Sau khi ó lp dng khun th nghim kớch thc 2,4x2,4x1,2 m t v lp t cỏc u o chuyn v t ch... cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG c M hỡnh cu kin TLC: M hỡnh cu kin TLC hỡnh 14 Kớch thc nh trn hỡnh v ỳc ton khi bng b tng B15 S lng 36 cu kin 20 80 200 80 20 Phễu bê tông B15 đúc sẵn 80 20 20 80 200 Hỡnh 14: Cu to phu TLC trong phũng th d Vt liu lm nn:nghim t lm nn 6m3 Xem cỏch xỏc nh tớnh cht c lý ca t Ph lc I Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng... 80 20 gông gỗ 100 200 200 gỗ bản t18 gông sắt -1.2 sàn phòng thí nghiệm gông bể bể gỗ t18 phễu TLC 0 20 0 20 20 0 20 0 đầu đo chèn đá dăm trên nền đất sàn phòng thí nghiệm Hỡnh 12: S th nghim trong phũng th nghim b Khun th nghim: Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG c to nn nh lp ghộp cỏc bn g dy 18mm, kớch thc 2,4x2,4x1,2 m Cỏc tm c liõn kt cht ch li vi... trờn nn t yu Cỏc u o chuyn v t ch: 07 cỏi thép bản mỏng 250 200 Thép sợi cứng thép ống mt ng 50 thép bản mỏng thép bản mỏng 50 mt bng Hỡnh 11: Cu to cõy o chuyn v trong phũng th nghim III.4.4 Chun b thớ nghim a S th nghim: hỡnh 12 đại học XÂY DựNG Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG 171 7 9 1200 dầm nhà hệ thanh chống chữ I kích thuỷ lực sắt hộp đầu đo... tng ct thộp trn nn c gia c bng mt lp cỏc cu kin TLC - Múng b tng s dng cc - Múng trn nn ỏ dm Trờn hỡnh 8 th hin biu phõn b ng sut di nn t ca cỏc kiu múng khỏc nhau Trong trng hp múng ỏ dm v b tng, ng ng ng sut phõn b lch gừy ra phỏ hoi trt cc b i vi trng hp múng dựng gii phỏp Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu đại học XÂY DựNG TLC, biu cỏc ng ng ng sut kh cõn i, iu ny cho . DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. Lời nói đầu Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá, nhu cầu xây dựng các công trình cơ sở. phẳng. Hình 6: Cấu tạo nền giải pháp TLC Hình 4: Cấu tạo khuơn TLC Hình 5: Cấu kiện TLC ®¹i häc X¢Y DùNG Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. - Lớp vải địa kỹ. để xây dựng công trình trên nền đất yếu. I. Mở đầu Giải pháp TLC là giải pháp dùng các cấu kiện TLC được chế tạo tại chỗ để xử lý nền khi xây dựng công trình trên nền đất yếu. I.1. Lịch sử hình