“Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn k00+800 đến km 03+000 đường 477b, tỉnh ninh bình phân tích chọn giải pháp và thiết kế xử lý nền

Tầng chứa nớc lỗ hổng bồi tích hiện đại, hệ tầng Thái Bình ab Q 2 3 tb Thành phần trầm tích chứa nớc chủ yếu là sét cát, bột sét màu nâu gụlẫn những thấu kính cát hạt từ nhỏ đến thô, ph

MụC LụC

Trang

Mở đầu……… 4

CHƯƠNG 1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân c, kinh tế và giao thông khu vực Ninh Bình 7

1.1 Đặc điểm địa lý, tự nhiên 7

1.2 Dân c, kinh tế và giao thông tỉnh Ninh Bình 8

CHƯƠNG 2 Đặc điểm trầm tích đệ tứ và Địa chất thủy văn khu vực Ninh Bình 10

2.1 Địa tầng 10

2.2 Địa chất thủy văn 13

CHƯƠNG 3 Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B Ninh Bình 15

3.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 17

3.2 Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý các lớp đất 18

3.3 Đặc điểm thủy văn và địa chất thủy văn 23

3.4 Các hiện tợng địa chất động lực công trình 24

3.5 Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên 24

3.6 Nhận xét chung 26

CHƯƠNG 4.Dự báo các vấn đề địa chất công trình 27

4.1 Đặc điểm và những yêu cầu kỹ thuật của tuyến đờng 27

4.2 Phân chia cấu trúc nền đoạn tuyến nghiên cứu 28

4.3 Thông số kỹ thuật tại các mặt cắt ngang tính toán 30

4.4 Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình 32

CHƯƠNG 5 Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu dới nền đờng đắp và luận chứng chọn giải pháp xử lý thích hợp 45

5.1 Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu dới nền đờng đắp 45

5.2 Luận chứng chọn giải pháp xử lý nền đất yếu thích hợp 57

CHƯƠNG 6 Thiết kế xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 tỉnh lộ 477B – Ninh Bình 62

6.1 Cơ sở lý thuyết 62

6.2 Thiết kế xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm 67

6.3 Quan trắc địa kỹ thuật 95

6.4 Kiểm tra chất lợng nền đất sau khi xử lý 99

CHƯƠNG 7 Tổ chức thi công và dự toán giá thành phơng án xử lý 103

7.1 Tổ chức thi công 103

7.2 Dự toán kinh phí cho phơng án xử lý 111

Kết luận……… 114

Tài liệu tham khảo……… 115

Hình vẽ Hình 5.1 Sơ đồ bệ phản áp 47

Hình 5.2 Các phơng án thay đất 47

Hình 5.3 Dùng vải ĐKT để tăng cờng độ ổn định của nền đắp 53

Hình 5.4 Sơ đồ điện thấm 57

Hình 6.1 Sơ đồ mặt cắt ngang của bấc thấm……… 75

Hình 6.2 Bố trí bấc thấm theo sơ đồ tam giác đều……… 75

Hình 6.3 Bố trí bấc thấm theo sơ đồ hình vuông……… 76

Hình 6.4 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún 75

Hình 6.5 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún tại mặt cắt I 78

Hình 6.6 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún tại mặt cắt II 78

Hình 6.7 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún tại mặt cắt III 79

Hình 6.8 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún tại mặt cắt IV 80

Hình 6.9 Sơ đồ biểu thị sự tăng thêm sức chống cắt của đất nền 82

Hình 6.10 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang I………96

Hình 6.11 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang II……… …97

Hình 6.12 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang III………….……98

Hình 6.13 Biểu đồ đắp theo giai đoạn tại mặt cắt ngang IV……….…99

Hỡnh 6.14 Cấu tạo bàn đo lỳn 97

Hỡnh 6.15 Bố trí thiết bị quan trắc 97

Hình 6.16 Sơ đồ thí nghiệm cắt cánh ……….113

Hình 7.1 Thi công bấc thấm tại cầu Giẽ - Ninh Bình 109

Hình 7.2 Thi công bấc thấm tại cảng Posco - Vũng Tàu 109

Bảng biểu

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp khối lợng khoan khảo sát ĐCCT và thí nghiệm 16

Bảng 3.2 Bảng khối lợng cắt cánh hiện trờng 17

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 1 18

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 2 20

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 3 21

Bảng 3.6 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 4 22

Bảng 4.1 Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của các lớp đất nằm trong mặt cắt ngang tính toán 29

Bảng 5.1 Phân tích chọn giải pháp xử lý thích hợp 59

Bảng 6.1 Đặc tính kỹ thuật chung của bấc thấm 63

Bảng 6.2 Tổng hợp quá trình thi công đắp theo giai đoạn mặt cắt I ………95

Bảng 6.3 Tổng hợp quá trình thi công đắp theo giai đoạn tại mặt cắt II… 97

Bảng 6.4 Tổng hợp quá trình thi công đắp theo giai đoạn tại mặt cắt III… 98

Bảng 6.5 Tổng hợp quá trình thi công đắp theo giai đoạn tại mặt cắt IV… 99

Mở ĐầU

                

Trong công cuộc xây dựng và phát triển đất nớc hiện nay, việc xây dựng cơ sở hạ tầng là một yêu cầu hết sức quan trọng Trong đó, mở các con

đờng mới phục vụ nhu cầu đi lại, nâng cao đời sống của nhân dân là những vấn đề rất cần thiết và đây cũng là một trong những mục tiêu để phát triển kinh tế, văn hoá, xã hội của đất nớc trong tơng lai

Ninh Bình là một tỉnh đang phát triển mạnh về dân c cũng nh kinh tế

Do đó việc phát triển giao thông là một vấn đề hết sức cấp thiết trong việc giao lu văn hoá cũng nh phát triển kinh tế Căn cứ Quyết định số 1825/QĐ-SGTVT ngày 25/12/2009 của Sở GTVT tỉnh Ninh Bỡnh về việc phờ duyệt

nhiệm vụ khảo sỏt thiết kế bản vẽ thi cụng đoạn Km0+000-:-Km3+000 thuộc

dự ỏn nõng cấp tỉnh lộ 477B và cầu Trường Yờn, công tác khảo sát địa chấtcông trình, báo cáo trình bày kết quả khảo sát địa chất công trình của dự ánnày do Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng thực hiện

Sau khi thực tập tốt nghiệp tại Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng, thuthập đầy đủ các tài liệu khảo sát địa chất công trình của dự án này Đợc sự

đồng ý của Công Ty Cổ phần TVTK Cầu Đờng, Bộ môn Địa chất công trình

và thầy giáo hớng dẫn TS Tô Xuân Vu, em đợc phân công viết đồ án tốt

nghiệp với đề tài :

“Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn K00+800 đến Km

03+000 đờng 477B, tỉnh Ninh Bình Phân tích chọn giải pháp và thiết kế

xử lý nền đất yếu cho đoạn tuyến trên.”

Sau thời gian ba tháng làm việc nghiêm túc cùng với sự hớng dẫn nhiệt tình của thầy giáo TS Tô Xuân Vu, của các thầy cô giáo trong Bộ môn Địa

chất công trình, tôi đã hoàn thành đồ án đúng thời gian qui định Nội dung đồ

án của tôi bao gồm :

Phần I Đánh giá điều kiện địa chất công trình

Chơng 1 Đặc điểm địa lý tự nhiên, dân c, kinh tế và giao thông khu vựcNinh Bình;

Chơng 2 Đặc điểm trầm tích Đệ Tứ và Địa chất thủy văn khu vực NinhBình;

Chơng 3 Đánh giá điều kiện địa chất công trình đoạn từ Km 0+800 đến

Km 3+000 tỉnh lộ 477B -Ninh Bình;

Chơng 4 Dự báo các vấn đề địa chất công trình;

Phần II Thiết kế xử lý nền đất yếu

Chơng 5 Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu dới nền đờng đắp

Phía Bắc giáp Hòa Bình, Hà Nam.

Phía Đông giáp Nam Định

Phía Tây giáp Thanh Hóa

Phía Đông Nam giáp biển (Vịnh Bắc Bộ)

Vùng đồng bằng trên tờ bản đồ có diện tích hạn chế ở góc đông bắc vàNam - Đông nam tờ bản đồ

1.1.3. Đặc điểm sông ngòi

Ninh Bình có hệ thống sông ngòi khá dày đặc: Sông Đáy là sông lớnnhất chảy vào giữa ranh giới Ninh Bình với Hà Nam, Nam Định Hệ thốngsông Hoàng Long chảy nội tỉnh cung cấp nớc tới tiêu cho các huyện phía Bắc.Ngoài ra còn các sông khác nh: Sông Càn, sông Vạc, sông Vân, sông Bôi,sông Lạng, sông Bến Đang

1.1.4. Khí hậu

Chế độ khí hậu trong vùng có các nét chung của khí hậu các vùng núi,trung du và đồng bằng Bắc Bộ Một năm đợc chia làm hai mùa rõ rệt: mùa

Lợng ma phân bố không đều trong năm Tổng lợng ma trong vùng dao

động trong khoảng 1400-3000 mm Lợng ma này duy trì đợc một thảm thựcvật khá dày trên các vùng núi, và nhiều vùng còn giữ đợc các vạt rừng nguyênsinh, trong đó nổi tiếng nhất có rừng Cúc Phơng, hiện đã đợc quy hoạch vàbảo tồn thành một vùng rừng quốc gia

1.2. Dân c, kinh tế và giao thông tỉnh Ninh Bình

1.2.1. Dân c, kinh tế

Dân c trong tỉnh khá đông nhng phân bố không đều, chủ yếu tập trung ởdọc đờng Quốc lộ 1, thành phố Ninh Bình và một vài thị trấn trong tỉnh Tạithành phố Ninh Bình dân số phân bố khá đông (có thể nói là đông nhất trongtỉnh), dân ở đây đa số là ngời Kinh

Theo điều tra dân số ngày 01/04/2009, số dân thành phố Ninh Bình là

giáo chính là: Phật giáo và Thiên chúa giáo Trong đó 15% dân số theo đạoThiên chúa

Nền kinh tế chung của tỉnh ở mức trung bình, sự phát triển kinh tế trên

địa bàn toàn tỉnh phân bố không đều Kinh tế phát triển mạnh và chủ yếu tậptrung ở khu vực ở thị xã, một số thị trấn và dọc theo đờng Quốc lộ 1

Nền sản xuất của tỉnh chủ yếu là nông nghiệp, năng suất cha cao, sảnxuất nông nghiệp còn phụ thuộc nhiều vào thiên nhiên Sản phẩm làm ra thờngchỉ đáp ứng đợc nhu cầu tiêu dùng của địa phơng Cùng với nông nghiệp, nềnsản xuất công nghiệp đang trong giai đoạn phát triển, chủ yếu là khai thác vậtliệu xây dựng

Về giao thông đờng thủy Ninh Bình có hệ thống sông hồ dày đặc: Sông

Đáy là sông lớn nhất chảy vào giữa ranh giới Ninh Bình với Hà Nam, Nam

Định Ngoài ra còn các sông khác nh: Sông Hoàng Long, sông Càn, sông Vạc,sông Vân, sông Bôi, sông Lạng, sông Bến Đang

Thanh Hóa và đới Sầm Na Trong phạm vi tờ Ninh Bình, các thành tạo địa

tầng có tuổi từ Proterozoi đến Đệ tứ, đợc phân chia thành 25 phân vị với tổng

bề dày khoảng 17500 m Trong đó, hệ Đệ Tứ ở khu vực này bao gồm thống

ở tất cả mọi nơi đều bị laterit hoá có màu sắc loang lổ, dạng tổ ong, có nơi kếtvón rắn chắc Trong các lớp trầm tích trên tìm thấy hoá thạch thân mềm biển

Định, Nho Quan Tuổi của hệ tầng đợc xác định vào khoảng cuối Pleistocenmuộn.

2.1.2. Thống Holoxen

Trầm tích Holoxen trong tỉnh Ninh Bình đợc chia ra làm hai phần: Hệtầng Hải Hng ứng với phần dới, giữa và hệ tầng Thái Bình ứng với phần trên

2.1.2.1 Holoxen hạ-trung, hệ tầng Hải Hng (Q 2 1-2 hh)

Hệ tầng Hải Hng phân bố chủ yếu ở vùng Duy Tiên và Yên Định.Chúng đợc thành tạo trong giai đoạn biển tiến Holocen giữa Vết tích của mựcnớc biển còn để lại trên các vách đá vôi ven rìa đồng bằng trong tờ Ninh Bình

ở độ cao 2 - 3,5 m Hệ tầng Hải Hng chỉ lộ một số thành tạo trầm tích cónguồn gốc khác nhau:

Trầm tích biển - đầm lầy (mbQ21-2 hh): Phân bố thành dải hẹp

ven đồng bằng, gồm cát bột màu xám, chứa thực vật đầm lầy ven biển, sét

đen, than bùn, dày 1-2 m Trầm tích chứa nhiều hoá thạch thân mềm biển ven

bờ Ostrea sp Lentidium sp., Balanus sp., Anadara sp Hoá thạch và than bùn

đặc trng cho thành tạo trầm tích đầm lầy ven biển

Trầm tích hỗn hợp sông - biển (amQ21-2 hh): Trầm tích của

phân vị này gặp hầu hết trong các lỗ khoan, với đặc điểm hay thay đổi vềthành phần thạch học Mặt cắt đầy đủ thờng bắt đầu bằng cát hạt nhỏ, trunghay lớp bùn sét chứa nhiều thực vật Chúng thờng tạo thành một nhịp riêng rất

dễ phân biệt với trầm tích của hệ tầng Vĩnh Phúc nằm dới ở vùng Duy Tiên,trong phân vị này gặp cát màu xám từ 2,75  10,0m Theo tài liệu các lỗkhoan, ở độ sâu 8,2- 4,5m gặp sét cát, sét bột màu xám đen chứa di tích thựcvật có chiều dày trung bình 7,2m Tại Gia Viễn gặp phân vị này ở độ sâu từ14,4  8,6m, thành phần là sét bột màu xám tro, đôi chỗ lớp này chuyển tiếp

từ tầng Hà Nội

Trầm tích biển (mQ11-2 hh): Phân bố ở các vùng Duy Tiên và

Vĩnh Lộc với chiều dày không lớn, bao gồm chủ yếu là sét xanh mịn dẻo, đôinơi lẫn ít bột màu xám xanh dày 0,5 - 1 m Chúng phân bố ở ven rìa đồng

bằng, phủ không chỉnh hợp trên hệ tầng Vĩnh Phúc và chỉnh hợp trên trầm tíchbiển - đầm lầy mô tả trên Hoá thạch tìm thấy trong trầm tích này ở đồng bằngBắc Bộ và Thanh Hoá chứng tỏ trầm tích có nguồn gốc biển và tuổi Holocensớm-giữa

2.1.2.2 Holoxen thợng, hệ tầng Thái Bình (Q 2 tb)

Hệ tầng Thái Bình là thành tạo Đệ tứ trẻ nhất với tuổi Holoxen muộn,phân bố với diện tích khá rộng ở các vùng Phủ Lý, Gia Khánh, Nga Sơn vàkéo dài dọc theo các con sông trong vùng Trầm tích hệ tầng Thái Bình có cácnguồn gốc sau:

Trầm tích sông (aQ2 3 tb): Chỉ phân bố hẹp ven theo sông Đáy,

sông Hoàng Long, sông Mã và các phụ lu của chúng Thành phần trầm tíchgồm cát, bột sét màu xám nâu, vàng thuộc bãi bồi hiện đại, dày 0,5 - 3 m ởvùng núi, trầm tích có hạt thô hơn gồm cát bột và cuội sỏi với độ lựa chọn vàmài tròn kém, thành phần đa khoáng, phân bố dọc theo lòng các suối hiện đại

Trầm tích sông-biển (amQ2 3 tb): Phân bố chủ yếu ở các vùng

Bình Lục, Gia Viễn Thành phần trầm tích gồm bột sét xen cát màu xám, lẫnvẩy muscovit và ít tàn tích thực vật dày 1-2 m Chúng đợc thành tạo bởi quátrình bồi tụ của các dòng chảy hiện đại, cùng với nhiều vỏ thân mềm

Viviparus, Corbicula Trong lớp sét bột ở phía đông của tờ còn gặp các loại

thực vật rừng ngập mặn Bởi vậy trầm tích đợc coi là có nguồn gốc hỗn hợpsông-biển

Trầm tích đầm lầy - biển (bmQ2 3 tb): Phân bố rộng rãi ở các

vùng Yên Mô, Vụ Bản và ven các sông ven biển ở Nga Sơn

Thành phần trầm tích có cát hạt nhỏ, bột cát màu vàng và nhiều nơi cóbột sét màu đen, chứa nhiều tàn tích thực vật thân cỏ và sú vẹt sống ở đầm lầy

ven biển Bề dày 1-3 m Trầm tích có các hoá thạch Ostrea sp., Lentidium

sp., đặc trng cho môi trờng biển ven bờ

2.2. Địa chất thủy văn

Địa chất thủy văn của khu vực nghiên cứu có thể chia thành các đơn vịchứa nớc sau:

2.2.1. Tầng chứa nớc lỗ hổng bồi tích hiện đại, hệ tầng Thái Bình (ab Q 2 3 tb)

Thành phần trầm tích chứa nớc chủ yếu là sét cát, bột sét màu nâu gụlẫn những thấu kính cát hạt từ nhỏ đến thô, phân bố không có quy luật Trầmtích này có diện phân bố rộng nhng chiều dày lại rất mỏng, thờng từ 2m  3mhoặc dọc các thung lũng có chiều dày lớn nhng phân bố hẹp Khả năng chứa

nớc của tầng này không đồng đều, độ giàu nớc kém q = 0,01 0,05l/s Nớc có

0,75g/l, độ pH = 6,5  8,5, thuộc loại trung tính đến kiềm yếu Mực nớc trongtầng thờng gặp ở độ sâu từ 2  5,0m, dao động theo mùa Nguồn cung cấpchính cho tầng chứa nớc là nớc ma, nớc mặt, ở thung lũng là nớc trong cáctầng đá gốc

2.2.2. Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích biển hiện đại hệ tầng Thái Bình (m Q 2 3 tb)

Thành phần đá chứa nớc là cát hạt nhỏ đến trung nên trữ lợng ít, chiềudày biến đổi từ 4m  12,0m Thờng nằm cao hơn mực nớc biển 2m  3m.Qua phân tích thành phần hóa học thu đợc kết quả nh sau: Tổng khoáng hóa

M = 0,3  3g/l, càng xuống sâu tổng khoáng hóa càng cao Thành phần hóa

 8 Mực nớc thay đổi từ 0,5  3,0m, gặp từ 1  3m cách mặt đất Nguồncung cấp cho tầng chủ yếu là nớc ma và các dòng sông chảy qua

2.2.3. Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích biển ven bờ - đầm lầy ven biển, hệ tầng Hải Hng (amQ 1 1-2 hh)

Tầng chứa nớc này không lộ trên mặt đất, chỉ phát hiện nhờ các lỗkhoan và giếng sâu Thành phần đất đá chứa nớc là cát hạt nhỏ đến trungchuyển sang bùn sét Kết quả tìm kiếm thăm dò của đoàn 47 cho thấy, tỷ lu l-ợng dao động lớn: q = 0,01  0,2l/sm; Hệ số thấm k = 0,2  2,85 m/ngày;Tổng khoáng hóa M = 0,5  1,5 g/l Thành phần hóa học của nớc ứng vớitổng khoáng hóa thay đổi từ Bicacbonat – clorua – canxi - natri sang clorua– bicacbonat - natri - canxi

nhiễm mặn Nguồn cung cấp chủ yếu là nớc ma và có thể có một phần cungcấp bởi các tầng chứa nớc kế cận

2.2.4. Tầng chứa nớc lỗ hổng trầm tích hệ tầng Hà Nội (a Q2 3hn)

Đất đá chứa nớc có thành phần là cuội, sỏi, cát theo thứ tự nhỏ dần từ

d-ới lên, chiều dày giảm dần từ Đông sang hớngTây, từ Bắc xuống Nam, bề dày

nớc nhng không đồng đều, lại bị mặn nên giá trị sử dụng không cao ở nhữngvùng không bị mặn nh vùng Vĩnh Lộc thì diện phân bổ của tầng hẹp, chiềudày không lớn Theo tài liệu thăm dò nớc của Đoàn 47 có kết quả:

Tỷ lu lợng: q = 0,35  9,97l/sm

Lu lợng: Q= 4  14,29l/s

đ-đến Km 3+000.

Để có tài liệu phục vụ thiết kế và thi công, trên đoạn tuyến đã tiến hành

khảo sát địa chất công trình từ tháng 3 năm 2010, do Công ty cp tvtk

cầu đờng thực hiện Công tác thí nghiệm, lập báo cáo đợc thực hiện theo

tiêu chuẩn Việt Nam

Khoan khảo sát địa chất công trình đợc thực hiện gồm 26 hố khoan

+ Tổng chiều dài mét khoan là 435,6 m.Trong đó hố sâu nhất là20,2 m và hố nông nhất là 14,0 m

+ Thí nghiệm mẫu nguyên dạng: 78 mẫu + Thí nghiệm cắt cánh tại 7 vị trí hố khoan gồm 89 điểm

+ Công tác thí nghiệm trong phòng đợc thực hiện trên các mẫunguyên dạng theo tiêu chuẩn Việt Nam Trong đó có: 8 mẫu thí nghiệm batrục (trong đó 4 mẫu theo sơ đồ UU và 4 mẫu theo sơ đồ CU); 21 mẫu thí

tiêu cơ lý thông thờng khác của đất nh thành phần hạt, khối lợng riêng, khối ợng thể tích, độ ẩm tự nhiên, các giới hạn Atterberg

Khối lợng công tác khảo sát địa chất công trình và thí nghiệm đợc trìnhbày trong bảng tổng hợp sau:

Bảng 3.1 Bảng tổng hợp khối lợng khoan khảo sát ĐCCT và thí nghiệm

Mẫu thí nghiệmNguyên

Bảng 3.2 Bảng khối lợng cắt cánh hiện trờng.

3.1. Đặc điểm địa hình, địa mạo

Khu xây dựng tỉnh lộ 477B đợc bao bọc bởi các dãy núi đá vôi hìnhcánh cung giữa vùng chiêm trũng ngập nớc đã trải qua thời gian dài biến đổi

địa chất tạo thành Theo các tài liệu địa chất cho thấy đây xa kia là một vùngbiển cổ, qua quá trình vận động địa chất mà kiến tạo nên Những khe nứt sinh

ra do sự vận động đó dần dần hình thành các dòng chảy trong các hang động

đá vôi Khu vực nằm sát ngay Khu sinh thái hang động Tràng An nh một

“ Bảo tàng địa chất ngoài trời”

Căn cứ vào đặc điểm về nguồn gốc, hình thái địa hình cho thấy khu vực

dự án nằm trong kiểu địa hình đồng bằng ven biển xen giữa các khối núi sót

và các đồng bằng thành tạo do sông Nhìn chung bề mặt của khu vực là tơng

đối bằng phẳng đợc cấu tạo từ các trầm tích có tuổi đệ tứ và có nguồn gốc làcác trầm tích hồ và đầm lầy ven biển

Các nghiên cứu cho thấy, khu vực Tràng An- Tam Cốc có lịch sử pháttriển địa chất từ 245 triệu năm đến nay gồm 6 hệ tầng tuổi Trias và hệ tầng Đệ

Tứ Khối karst cổ Tràng An- Tam Cốc mang đặc điểm nhiệt đới điển hình:những dãy núi đá hoặc khối đá vôi sót cao 150- 200m có đỉnh dạng tháp, vòm,chuông và sờn vách dốc đứng Phần rìa khối là các thung lũng bằng phẳng dễúng ngập vào mùa ma Đặc điểm này tạo cảnh quan nhiều dãy núi đá vôi thấptrùng điệp bao quanh các thung lũng là những hồ nớc nối tiếp nhau, vừa hùng

vĩ, vừa nên thơ Trong hệ thống hang động Karst đặc sắc nhất là loại

“ hang sông” nằm ngang xuyên qua lòng các dãy núi lớn, ngập nớc thờngxuyên

Viện sinh thái và tài nguyên sinh vật thống kê, riêng khu Tràng An có

50 hang nớc và 50 hang khô tập trung thành cụm với cấu tạo theo tầng lớp và

liên hoàn do dấu vết thời kỳ biển tiến, biển thoái nên nớc xâm thực, liên thôngcác hang động với nhau

3.2. Đặc điểm địa tầng và tính chất cơ lý các lớp đất

Dựa vào tài liệu khảo sát địa chất công trình giai đoạn chi tiết, căn cứvào kết quả thí nghiệm hiện trờng và thí nghiệm trong phòng, cho thấy địatầng nền đờng từ Km 0+800 đến Km 3+000 đợc phân chia thành các đơnnguyên địa chất từ trên xuống dới nh sau:

Lớp 1: Bùn sét lẫn hữu cơ màu xám nâu, xám đen;

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

Lớp 3: Sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm;

Lớp 4: Sét màu xám vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái nửa cứng

1 Lớp 1: Bùn sét lẫn hữu cơ màu xám nâu, xám đen (kí hiệu 1)

Lớp này gặp ở tất cả các hố khoan trong khu vực xây dựng công trìnhvới chiều dày biến đổi từ 12m ( H11, H15, H16) đến 17,0 m(H5).Cao độ đáylớp biến đổi từ -16,17m ( H5) đến -11,0 m ( H11) Đất có thành phần chủ yếu

là bùn sét lẫn hữu cơ màu xám nâu, xám đen Lớp này lấy 50 mẫu để thínghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý, trong đó có 4 mẫu thí nghiệm 3 trục UU

và 4 mẫu thí nghiệm 3 trục CU

Bảng 3.3 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 1

Giá

trịtiêuchuẩn

Giá trịTTGH1

Giá trịTTGH2

2 Lớp 2: Sét màu xám vàng, nâu vàng trạng thái dẻo cứng (kí hiệu 2)

Lớp này gặp ở các hố khoan H7, H8T, H8P, H8 và H9 Chiều dày củalớp này cha khoan hết Đất có thành phần là sét màu nâu vàng, xám vàng,trạng thái dẻo cứng Lớp này lấy 5 mẫu để thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ

lý Các chỉ tiêu cơ lý của lớp 2 đợc thể hiện trong bảng sau:

Bảng 3.4 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 2

Giá trịmin

3 Lớp 3: Sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm (kí hiệu 3)

Lớp này có mặt tại các hố khoan H4, H5, H6, H5T, H5P, H10, H11,H11T, H11P, H12, H13, H14,H14T, H14P, H15, H16 Chiều dày lớp này chakhoan hết Đất có thành phần chủ yếu là sét xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻomềm Lớp này lấy 18 mẫu để thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý

Bảng 3.5 Bảng tổng hợp chỉ tiêu cơ lý lớp 3.

chuẩn

Giá trịTTGH1

Giá trịTTGH2

4 Lớp 4: Sét xám vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái nửa cứng (kí hiệu 4)

Lớp này có mặt tại các hố khoan H1, H2, H3, H3T, H3P Chiều dày lớpnày cha khoan hết Đất có thành phần chủ yếu là sét màu xám vàng, lẫn dămsạn, trạng thái nửa cứng Lớp này lấy 5 mẫu để thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý.Các chỉ tiêu cơ lý của lớp này đợc thể hiện trong bảng sau:

B¶ng 3.6 B¶ng tæng hîp chØ tiªu c¬ l ý líp 4

Gi¸ trÞmin

1

Thµnh

phÇnh¹t(mm)

3.3. Đặc điểm thủy văn và địa chất thủy văn

Đoạn Km 0+800 đến Km 3+000 nằm trong phạm vi ảnh hởng của sôngHoàng Long Sông Hoàng Long ( tên cũ là Đại Hoàng ) là một chi lu của sông

Đáy, nhập vào sông Đáy tại ngã ba Gián Khẩu, sông chảy qua địa phận cáchuyện Nho Quan, Gia Viễn, Hoa L đều thuộc tỉnh Ninh Bình Đoạn từ chỗsông Bôi và sông Lạng hợp lu tới chỗ sông Hoàng Long hợp lu vào sông Đáydài khoảng 20km, chỗ rộng nhất 300m Từ sông Hoàng Long có thể theo cácnhánh dẫn vào các điểm du lịch nh suối nớc nóng Kênh Gà, động Vân Trình,

Cố đô Hoa L, hang động Tràng An, chùa Bái Đính

Sông Hoàng Long chảy qua vùng đất thấp nên thờng hay gây ra lũ lụt.Năm 1960, hệ thống đê sông Hoàng Long đợc xây dựng nhằm ngăn lũ vàothành phố Ninh Bình Đồng thời, nhà nớc đã quy định hai huyện Nho Quan vàGia Viễn là vùng chậm lũ và phân lũ của sông Hoàng Long để giữ cho đê khỏi

bị vỡ Từ đó cho đến năm 2007, đã có 17 lần xả lũ sông Hoàng Long vào haihuyện trên gây cho nhân dân trong vùng nhiều thiệt hại Hiện nay hồ Hng Thi

đang đợc xây dựng để cắt lũ ngay từ đầu nguồn

Theo tài liệu khảo sát địa chất công trình và các tài liệu thu thập, trongphạm vi nghiên cứu nớc dới đất tồn tại chủ yếu trong các trầm tích hạt rời,phân bố gần trên mặt Các thành tạo tại đoạn tuyến nghiên cứu có khả năngchứa nớc nghèo

3.4. Các hiện tợng địa chất động lực công trình

Hiện tợng Karst trong vùng là rất phổ biến, chúng phát triển thành cụmvới cấu tạo theo tầng lớp và liên hoàn do dấu vết thời kỳ biển tiến, biến thoáinên nớc xâm thực, liên thông các hang động với nhau Ở đây, các hang ớt cóquy mô rất lớn thờng nối liền với nhau và chuyển tải nớc đối lu chảy thông từnúi này đến khe núi khác Những hang có quy mô nhỏ thờng bị lấp nhét bởichính các sản phẩm phong hóa từ đá gốc ra nh: Sét, sét pha lẫn dăm sạn cómầu nâu vàng đến nâu đỏ đặc trng…

Ở đoạn tuyến nghiên cứu, trong phạm vi chiều sâu khảo sát ta thấy bềdày lớp đất yếu khá dày do đó khi xây dựng nền đờng đắp trực tiếp lên nó th-ờng xảy ra các hiện tợng nh lún trồi, trợt cục bộ và lún kéo dài Do đó, khi xâydựng nền đờng đắp phải có các biện pháp xử lý nền đất yếu thích hợp

3.5. Vật liệu xây dựng khoáng tự nhiên

Trong khu vực xây dựng không có mỏ vật liệu xây dựng nào cả Tất cảcác vật liệu xây dựng đất đắp, cát, đá vôi đều phải khai thác hoặc mua từ xavận chuyển đến công trình Mạng lới giao thông từ các mỏ vật liệu đến côngtrình khá thuận lợi

3.5.1. Mỏ đất đắp

a Vị trí : Mỏ đất thuộc địa phận xã Yên Sơn, huyện Yên Mô, tỉnh Ninh

Bình Mỏ nằm về phía bên trái đờng Ghênh (Km275 Quốc lộ 1A) đi NhoQuan và cách ngã ba Ghênh 4km

b Trữ lợng: Mỏ đắp gồm ba dãy đồi thuộc xã Yên Sơn, bề rộng 300m,chiều dài 900m, chiều dày khai thác 4.0 m.Trữ lợng 300 x 900 x 4 x 0.5 =

c Chất lợng: Mỏ đất đắp có thành phần là sét pha cát có lẫn dăm sạn,trạng thái nửa cứng Đây là loại đất đạt tiêu chuẩn đất đắp thân đờng, có thể sửdụng để đắp đờng

d Điều kiện khai thác vận chuyển : Khu vực mỏ là chân sờn đồi, trên

đồi có cây xanh cao 1.0m 3.0m, có thể khai thác bằng thủ công và cơ giới

Hệ thống máy xúc và máy ủi có thể xúc đất lên ôtô và vận chuyển tới côngtrình

3.5.2. Mỏ cát

a Vị trí : Mỏ cát sông (một nhánh của sông Đáy) thuộc địa phận thị

trấn Chi Nê tỉnh Hoà Bình, thị trấn này nằm trên Quốc lộ 21A từ Phủ Lý điXuân Mai

b Trữ lợng và chất lợng: Mỏ có trữ lợng khoảng 105.000 m3, mỏ cát cóthành phần là cát hạt trung màu vàng nhạt

Mỏ đạt tiêu chuẩn dùng cho xây dựng kè, cống và các cấu kiện bê tôngcốt thép

c Điều kiện khai thác và vận chuyển : Các bãi cát đợc Công ty vật liệu

xây dựng Chi Nê tỉnh Hoà Bình khai thác và tập kết tại thị trấn Chi Nê Từ đó

có thể vận chuyển tới công trình

3.5.3. Mỏ đá vôi

a Vị trí : Mỏ đá vôi Đồng Giao gồm một dãy núi đá vôi thuộc xã Đồng

Giao, nằm phía Đông Nam thị xã Tam Điệp, về bên trái Quốc lộ 1A tạiKm281

b Trữ lợng khai thác : Mỏ có trữ lợng lớn khoảng vài triệu m3, công

chủng loại đá: Đá hộc, đá dăm, đá mạt, đá móng …

c Điều kiện khai thác vận chuyển: Khu mỏ đá vôi Đồng Giao hiện nay

do Công ty cổ phần đá Đồng Giao khai thác và quản lý Sản phẩm các chủngloại đá sau khi nghiền, sàng đã đợc tập kết tại bãi Có thể vận chuyển đếncông trình

3.6. Nhận xét chung

Địa tầng tại đoạn tuyến nghiên cứu gồm 4 lớp có đặc điểm:

+ Lớp 1 là lớp đất yếu có sức chịu tải nhỏ ( R= 0,55<1 kG/cm2), khả

cho công trình nền đờng đợc Khi xây dựng nền đờng đắp trực tiếp lên trên lớpnày sẽ xảy ra các hiện tợng lún, trợt và lún trồi do đó khi xây dựng cần có cácbiện pháp xử lý thích hợp trớc khi tiến hành xây dựng công trình

+ Lớp 2, 3 là lớp có sức chịu tải trung bình đến nhỏ và có diện phân bố

không liên tục nên không sử dụng làm lớp đặt móng cho các công trình có tảitrọng lớn

+ Lớp 4 là lớp có sức chịu tải khá cao tuy nhiên diện phân bố không

liên tục nhng có thể sử dụng để làm lớp đặt móng cho các công trình đờng,cống

Kết luận: Khi đắp nền đờng đắp lên trên lớp 1 cần phải có giải pháp xử

lý trớc đắp nền đờng

CHƯƠNG 4.

Dự BáO CáC VấN Đề ĐịA CHấT CÔNG TRìNH

*********************

4.1. Đặc điểm và những yêu cầu kỹ thuật của tuyến đờng

Đoạn từ Km 0+800 đến Km 3+000 đờng tỉnh 477B đợc thiết kế theotiêu chuẩn cấp III đồng bằng

tiện giao thông gây ra Theo TCVN - 22TCN 262 - 2000:

l B

G n h

d x

.

4.2. Phân chia cấu trúc nền đoạn tuyến nghiên cứu

Dựa vào chiều sâu lớp đất yếu và sự phân bố cục bộ của các lớp đất2,3,4 ta có thể chia đoạn tuyến từ Km 0+800 đến Km 3+000 làm 4 đoạn nhsau:

+ Đoạn 1: Từ Km 0+800 đến Km 1+150 với tổng chiều dài 350m + Đoạn 2: Từ Km1+150 đến Km 1+550 với tổng chiều dài 400m.

+ Đoạn 3: Từ Km 1+550 đến Km 2+000 với tổng chiều dài 450m + Đoạn 4: Từ Km 2+000 đến Km 3+000 với tổng chiều dài 1000m.

Đoạn 1: Mặt cắt gồm 2 lớp Lớp 1- lớp đất yếu có chiều dày biến đổi từ

14-15m Lớp 4 là lớp sét màu xám vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái nửa cứng.Mặt cắt ngang tính toán (mặt cắt ngang I) của đoạn này chọn tại hố khoan H2(Km 0+950) Cao độ hố khoan là +0,50m Địa tầng này của hố khoan này nhsau:

+ Lớp 1: Lớp đất yếu, thành phần chủ yếu là bùn sét lẫn hữu cơ màuxám nâu, xám đen có bề dày 14,5m

+Lớp 4 : Sét màu xám vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái dẻo cứng Lớp nàymới khoan vào 2,2m

Đoạn 2: Mặt cắt gồm 2 lớp Lớp 1- Lớp đất yếu có bề dày lớn biến đổi

từ 16,5-17,0m Lớp 3 là lớp sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm.Mặt cắt ngang tính toán (mặt cắt ngang II) chọn tại hố khoan H5 (Km1+300).Cao độ hố khoan là +0,83m Địa tầng của hố khoan này nh sau:

+ Lớp 1: Lớp đất yếu, thành phần chủ yếu là bùn sét lẫn hữu cơ màuxám nâu, xám đen có bề dày 17,0m

+ Lớp 3: sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm Lớp này mớikhoan vào 2,0m

Đoạn 3: Mặt cắt gồm 3 lớp Lớp 1- Lớp đất yếu có bề dày biến đổi từ

15,0-17,0m Lớp 2 là lớp sét màu nâu vàng, xám vàng, trạng thái dẻo cứng.Lớp 3 là lớp sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻo mềm Mặt cắt ngangtính toán (mặt cắt ngang III) chọn tại hố khoan H9 (Km 1+825) Cao độ hốkhoan là +1,12m Địa tầng của hố khoan này nh sau:

+ Lớp 1: Lớp đất yếu, thành phần chủ yếu là bùn sét lẫn hữu cơ màuxám nâu, xám đen có bề dày 16,0m

+ Lớp 2: Sét màu xám vàng, nâu vàng, trạng thái dẻo cứng Lớp nàymới khoan vào 2,0m

Đoạn 4: Mặt cắt gồm 2 lớp Lớp 1- Lớp đất yếu có bề dày biến đổi từ

12,0-13,0m Lớp 3 là lớp sét màu xám vàng, nâu đỏ, trạng thái dẻm mềm Mặt

Các chỉ tiêu chủ yếu dùng trong các mặt cắt ngang tính toán:

Bảng 4.7 Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu của các lớp đất nằm trong

- Chiều rộng của taluy a = 8,68m ;

- Chiều rộng đáy khối đất đắp B = 32,36m ;

- Chiều rộng quy đổi B’ (B’ = b + 2a/2) = 15 + 8,68 = 23,68m;

Lớp 4: Sét màu xám vàng, lẫn dăm sạn, trạng thái nửa cứng

+ Mặt cắt ngang II:

- Bề rộng mặt đờng đắp b = 15,0m ;

- Chiều rộng của taluy a = 8,0m ;

- Chiều rộng đáy khối đất đắp B = 31,0m ;

- Chiều rộng quy đổi B’ (B’ = b + 2a/2) = 15,0 + 8,0 = 23,0m;

b=15.0m

Htk=4.0m

17.0m 1

3

Đất đắp

Lớp 1: Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám nâu, xám đen.

- Chiều rộng của taluy a = 7,42m ;

- Chiều rộng đáy khối đất đắp B = 29,84m ;

- Chiều rộng quy đổi B’ (B’ = b + 2a/2) = 15 + 7,42 = 22,42m;

b=15.0m

Htk=3.71m

16.0m 1

2

Đất đắp

Lớp 1: Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám nâu, xám đen.

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

+ Mặt cắt ngang IV:

- Bề rộng mặt đờng đắp b = 15,0m ;

- Chiều rộng của taluy a = 8,04m ;

- Chiều rộng đáy khối đất đắp B = 31,08m ;

- Chiều rộng quy đổi B’ (B’ = b + 2a/2) = 15 + 8,04= 23,04m;

Lớp 3: Sét màu xám vàng, nâu

đỏ, trạng thái dẻo mềm.

4.4. Kiểm toán các vấn đề địa chất công trình

Khi xây dựng đờng đắp tại đoạn tuyến có thể phát sinh các vấn đề địachất công trình sau:

- Vấn đề ổn định của nền đờng đắp trên đất yếu

- Vấn đề biến dạng lún của nền đất yếu

4.4.1. Vấn đề mất ổn định do lún trồi

Khi mất ổn định do lún trồi thì nền đất yếu bị phá hoại do lún xuống ởphần giữa, đồng thời bị trồi lên ở hai bên taluy (Hình 4.1)

Đất đắp

Đất yếu

Hình 4.1 Nền đờng bị phá hoại do lún trồi.

Để đánh giá nền đờng có bị trợt trồi hay không, sử dụng hệ số an toàn F

Nếu F < 1,0: Đất bị phá huỷ mất ổn địnhNếu F = 1,0: Đất ở trạng thái cân bằng giới hạnNếu F > 1,0: Đất ở trạng thái ổn định

h H q

q

) (

h H

Nc q

q

) ( 





g (5.4)

Trong đó:

q - ứng suất do nền đờng gây ra ở tim dới nền đắp;

B’- chiều rộng quy đổi (tính trung bình giữa mặt và đáy);

h - chiều dày nền đất yếu;

htd- chiều cao lớp đất tơng đơng quy đổi từ khối lợng xe cộ;

htđ=hx= 0,74m

Nc - hệ số thay đổi theo tỷ số B’/h Gía trị của Nc đợc tra theo toán đồ  7

• Tại mặt cắt ngang I: KM 0+950

50 , 14

68 , 23

87 , 1

9 , 0 17 , 5

Nh vậy nền đất mất ổn định và lún trồi

• Tại mặt cắt ngang II: KM 1+300

00 , 17

00 , 23

87 ,

1

9 , 0 ).

2 (

Nh vậy nền đất mất ổn định và lún trồi

• Tại mặt cắt ngang III: KM 1+825

40 , 1 0

Nh vậy nền đất mất ổn định và lún trồi

• Tại mặt cắt ngang IV: KM 2+600

77 , 1 0

Việc tính toán đợc tiến hành theo phơng pháp phân mảnh với giả thiếtmặt trợt có dạng trụ tròn Hệ số an toàn ứng với mặt trợt nguy hiểm nhất đợcxác định theo công thức thực nghiệm của Goldstein.M.N

Để đánh giá nền đờng có bị trợt cục bộ hay không, sử dụng hệ số antoàn F đợc xác định bằng công thức thực nghiệm của Goldstein.M.N:

d d

u

H

C B f A F

.

A,B - hệ số tra bảng phụ thuộc vào độ dốc của mái taluy Giá trị của

9 , 0 8

10

8 , 0 8

10 ,

9 , 0 8

10

9 , 0 8

10

Nh vậy, qua việc đánh giá vấn đề ổn định ở 4 mặt cắt ngang trên chothấy: Nền đờng đắp trên nền đất yếu đều không đảm bảo, bị mất ổn định, docờng độ của đất yếu nhỏ, sức chịu tải thấp Nh vậy, xét về điều kiện ổn địnhngắn hạn thì không thể đắp ngay nền đờng nếu không có biện pháp xử lý thíchhợp.

4.4.3. Vấn đề biến dạng lún của nền đất yếu

Để đánh giá vấn đề biến dạng lún của nền đờng, cần phải xác định độlún cuối cùng và lún theo thời gian Độ lún của đờng đắp trên đất yếu là độlún của toàn bộ nền đờng sau khi kết thúc lún cuối cùng dới tác dụng của tảitrọng công trình, bao gồm độ lún của bản thân nền đắp và độ lún của nền đấtdới nền đắp ở đây xem nh đất đắp đã đợc đầm chặt tốt nên không xét đến độlún của bản thân nền đắp Vì vậy, việc tính lún trở thành việc tính độ lún củanền đất yếu dới nền đắp Độ lún tổng cộng của nền đất yếu gồm có độ lún tứcthời (St )và độ lún cố kết (Sc).

2

.

.

h h

a

a r a a

a E

H

Trong đó :

rh và rh’: Phụ thuộc vào tỷ số các cặp số [ h/a; x/a ] và [ h/a’ ; x/a’ ]

2 Tính độ lún cố kết S c

theo phơng pháp phân tầng lấy tổng với công thức sau :

i c i r i

c

i bt

i z i c n

i i

C P

C e

.1

1 0

(5.6)  1

phục hồi ứng với quá trình dỡ tải)

i z

i c

i

lớp i, áp lực tiền cố kết ở lớp i và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp i

( xác định các giá trị này tơng ứng với độ sâu z ở chính giữa lớp đất yếu i)

i

bt

 = γi zi i

Công thức (5.6) chỉ là công thức tổng quát, khi tính toán công thức biến

bt

 và i

c

tác dụng của tải trọng đắp

- Độ lún tức thời S t

Bề dày lớp đất yếu h=14,5m

Bề rộng nửa đáy nền đờng a= 16,18m ;

Bề rộng nửa mặt đờng a’ = 7,50 m

Độ lún tức thời đợc tính theo công thức ( 5.5) Việc tính toán đợc tiến

hành ở tim nền đờng (x=0) Với bất kỳ chiều cao nào của nền đắp ta đều có:

50 , 14

50 , 14

50 , 7 29 , 0 50 , 7 18 , 16

18 , 16 229

34 , 4 87 ,

+ Tải trọng bản thân và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp 1 và lớp 4:

Lớp Độ sâu a/z b/z Ip/2

 z =I p P

Lớp Bề dàyHi (m)

i

i c

i z p



  lg

i

i r

3 , 0

89 , 11 45 , 7

16

22 , 26 72 , 5

Bề dày lớp đất yếu h=17,0m

Bề rộng nửa đáy nền đờng a = 15,50m

Bề rộng nửa mặt đờng a’ = 7,50 m

0 , 17

0 , 17

50 , 7 31 , 0 50 , 7 5 , 15

5 , 15 229

0 , 4 87 ,

1 , 0



+ Tải trọng bản thân và áp lực do tải trọng đắp gây ra ở lớp 1:

Lớp Độ sâu a/z b/z Ip/2

 z =I p P

i z p



  lg

i

i r

3 , 0

94 , 13 63 , 6

* Tại mặt cắt ngang III : KM 1+ 825.

báo là S = 0,17+ 0,85 = 1,02m

* Tại mặt cắt ngang IV : KM 2+600.

báo là S = 0,16 + 0,80 = 0,96m

4.4.3.2 Tính thời gian để nền đất đạt độ cố kết theo yêu cầu

Thời gian để nền đất đạt độ cố kết theo yêu cầu đợc xác định tùy thuộc

t

h

C T

t

tb v

v  2 (5.7)

2 2

a tb

v

C h

Z C

(5.8)

ht - chiều dày lớp chịu nén, tính cho trờng hợp thoát nớc một chiều, ht =

2

10 4 , 32

5 , 2 10

26 , 9

5 , 14

thiết để đất nền đạt độ cố kết yêu cầu là:

gian cần thiết để đất nền đạt độ cố kết yêu cầu là:

10 26 , 9

* Tại mặt cắt ngang III :Km 1 + 825

gian cần thiết để đất nền đạt độ cố kết yêu cầu là:

10 26 , 9

2

10 28 , 17

0 , 3 10

26 , 9

0 , 13

139 3 , 1 10

và thời gian lún kéo dài Vì vậy, cần phải có biện pháp xử lý khi xây dựng để

đảm bảo cho tuyến đờng làm việc bình thờng và sớm đa vào sử dụng

Phần ii: thiết kế xử lý nền đất yếu

CHƯƠNG 5.

TổNG QUAN CáC GIảI PHáP Xử Lý NềN đất yếu dới nền

ĐƯờng đắp và luận chứng chọn giảI pháp xử lý

thích hợp

*********************

5.1. Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu dới nền đờng đắp

Hiện nay, có nhiều giải pháp xử lý nền đất yếu dới nền đờng đắp Dới

đây là những giải pháp thông thờng đợc áp dụng khi xây dựng đờng đắp trênnền đất yếu ở Việt Nam

5.1.1. Các phơng pháp cải tạo phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng của nền đất

- Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công trình, đồngthời làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền (vì cát trong lớp đệm có hệ

số thấm lớn)

- Làm tăng khả năng ổn định khi công trình có tải trọng ngang (vì cáttrong lớp đệm sau khi đợc đầm chặt sẽ có lực ma sát lớn và có khả năng chốngtrợt)

- Thi công đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp

Theo kinh nghiệm thiết kế, nếu chiều dày lớp đất yếu > 3m hoặc nớcngầm có áp lực tác dụng trong phạm vi lớp đệm cát thì không nên dùng biệnpháp này để xử lý, bởi vì khi chiều dày lớp đệm cát lớn thì khối lợng đào, nạovét đất yếu sẽ tăng nên giá thành xây dựng sẽ cao và khi nớc ngầm có áp lựcxuất hịên thì cát trong lớp đệm có khả năng di động, đồng thời gây ra độ lúnphụ thêm dới móng công trình

5.1.1.2 Đệm đất

Phơng pháp này đợc áp dụng để gia cố đối với các công trình xây dựngnền đắp ở trạng thái ẩm ít và mực nớc ngầm ở dới sâu

Vật liệu làm lớp đệm thờng là sét pha cát, lấy ở ngay khu vực xây dựng

Đôi khi ngời ta dùng đất cát pha sét và sét đã đợc chuẩn bị để làm vật liệu lớp

So với đệm cát, độ cứng của đệm đá, sỏi lớn hơn nhiều, nên ứng suất củalớp đệm không thay đổi theo chiều sâu Chính vì vậy, lớp đệm đá, sỏi đợc xem

nh là một bộ phận của móng và tính toán lớp đệm đó nh một móng nông đặttrên nền thiên nhiên

Yêu cầu thi công của lớp đệm đá, sỏi là phải xếp và chèn thật tốt, bởi vìnếu xếp và chèn không đảm bảo thì sự ổn định của toàn bộ lớp đệm sẽ khôngthực hiện đợc

5.1.1.4 Bệ phản áp

Phơng pháp xử lý đất yếu bằng bệ phản áp là dùng các vật liệu địa phơng

nh đất, đá, cát đắp ở hai bên công trình để chống trợt do sự phát triển của vùngbiến dạng dẻo gây ra

Bệ phản áp là một trong những biện pháp xử lý có hiệu quả khi xây dựngcác nền đờng, đê, đập trên vùng đất yếu, những khu vực có chiều cao đắplớn Bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chống thấm nớc

Nền cứng

Hình 5.1 Sơ đồ bệ phản áp

5.1.1.5 Đào bỏ một phần đất yếu thay bằng đất tốt

Khi lớp đất yếu có chiều dày mỏng, có thể đào bỏ toàn bộ hay một phần

đất yếu, thay vào đó là lớp đất tốt hơn hoặc đắp trực tiếp nền vào lớp đất tốtbên dới Giải pháp này thờng rất có lợi về mặt tăng ổn định, giảm độ lún vàthời gian lún, nhng nó chỉ áp dụng hiệu quả trong trờng hợp lớp đất yếu mỏng

và có khu vực đổ đất đào bỏ

a) Thay một phần ; b) Thay toàn bộ

5.1.1.6 Phơng pháp gia tải trớc (Pre- loading methods)

Nguyên lý của phơng pháp này là đắp thêm một chiều cao vợt quáchiều cao đắp thiết kế (thờng là 2-3m) và duy trì trong một thời gian t (thờigian này ít nhất là 6 tháng) để nhờ đó nền đờng sẽ đạt đợc độ lún cuối cùng dựkiến nh trong trờng hợp với nền đắp không gia tải Nói cách khác đây là ph-

ơng pháp cho phép đạt đợc một độ cố kết yêu cầu trong một thời gian ngắnhơn Sau khi đạt đợc mục tiêu này thì dỡ bỏ phần đắp thêm đó