Thuyết trình các biện pháp xử lý nền đất yếu trông xây dựng sân bay quốc tế kansai

CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG SÂN BAY QUỐC TẾ KANSAI GVHD: PGS.TS LÊ BÁ VINH HVTH : TÔ LÊ HƯƠNG MSHV : 1570160 TPHCM, tháng 03/2016 MỤC LỤC NỘI DUNG PHẦN GIỚI THIỆU VỀ SÂN BAY QUỐC TẾ KANSAI PHẦN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ÁP DỤNG Ở SÂN BAY KANSAI _ 2.1 Cấu tạo địa chất bên sân bay Kansai 2.2 Sơ lược biện pháp gia cố - xử lý đất sử dụng Sân bay quốc tế Kansai 2.3 Các biện pháp xử lý tầng đất sét bồi tích (Alluvial Clay Layer) _ 2.3.1 Giếng cát (Sand Drain – SD) _ 2.3.2 Cọc cát (Sand Compaction Pile – SCP) _ 2.3.3 Trộn sâu (Deep mixing – DM) _ 2.4 Các biện pháp xử lý lớp đất phủ bề mặt (Fill material) 2.4.1 Tạ rơi (Heavy Tamping hay Dynamic Compaction – DC) 2.4.2 Bàn đầm rung (Large Vibro Tamper – LVT) _ Phần – Giới thiệu sân bay quốc tề Kansai PHẦN GIỚI THIỆU VỀ SÂN BAY QUỐC TẾ KANSAI Sân bay quốc tế Kansai (Kansai Internationnal Airport) xây dựng đảo nhân tạo, nằm vịnh Osaka, Nhật Bản Công trình xem kỳ quan xây dựng kỷ 20 Hình 1- Vị trí sân bay quốc tế Kansai Sân bay khởi công xây dựng vào năm 1987 Hoàn tất việc xây dựng tuyến đê chắn biển bao quanh đảo phần thô toàn khối đảo vào năm 1989 Phần đão nhân tạo ban đầu có chiều rộng khoảng 1.2km chiều dài 4km Năm 1990, cầu nối từ đảo vào đất liền xây dựng Cây cầu dài 3.7km giữ kỷ lục cầu hai tầng dài giới, với xe phía đường sắt phía Vì địa chất bên khu vực xây dựng đảo tầng đất sét yếu, có tính lún cao, nên phần kết cấu bên (nhà ga) phải đủ nhẹ để giảm độ lún tối thiểu, đảm bảo độ bền, khả chịu lực, chống lại tượng thiên nhiên khắc nghiệt vúng vịnh Osaka bão biển hay động đất Cuối cùng, phương án kiến trúc sư Piano Renzo đưa người chấp thuận, xây nhà ga hình cánh, tạo thép kính cường lực Hình 3- Nhà ga sân bay quốc tế Kansai với thiết kế độc đáo Hình 2- Cây cầu hai tầng nối sân bay với đất liền TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Giới thiệu sân bay quốc tề Kansai Sau ròng rã năm xây dựng, công trình hoàn tất khánh thành vào năm 1994 Với đặc điểm địa chất phức tạp, đảo nhân tạo tiếp tục lún Các kỹ sư nhà chuyên môn đưa nhiều phương án khắc phục lún Đến tốc độ lún đảo chậm lại tầm kiểm soát Sau vấn đề lún kiểm soát, nhận thấy với đường băng hiệu suất hoạt động sân bay không cao, dễ bị tải, nhà chức trách định xây thêm đường băng thứ hai kế cạnh sân bay thứ Đường băng thứ hai xây dựng từ năm 2003 đến 2007 hoàn tất Năm 2012, nhà ga thứ hai sân bay xây dựng Hình 4- Sân bay quốc tế Kansai (nhìn từ cao) Việc xây dựng sân bay biển gặp phải nhiều rủi ro, thách thức người Nhật với trình độ kỹ thuật khoa học cao chứng minh cho giới thấy họ làm Sân bay Kansai hoạt động giải nhiều vấn đề giao thông, thương mại, v v Ngoài Kansai bình chọn sân bay quốc tế có dịch vụ chăm sóc khách hàng tốt Hơn 20 năm qua, chưa trường hợp phàn nàn việc bị hành lý Đây công trình đáng tự hào đất nước Nhât Bản tuyệt tác giới TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai PHẦN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ÁP DỤNG Ở SÂN BAY KANSAI 2.1 Cấu tạo địa chất bên sân bay Kansai Bên sân bay Kansai có cấu tạo địa chất sau: -  20 m : lớp đất sét Alluvial 18  150m : lớp sét Pleistocene lớp cát Pleistocene xen kẹp Dưới 150m: tầng sét cứng Hình Cấu tạo địa chất bên sân bay Kansai Tầng sét Alluvial lớp đất yếu bồi tích, dày đến 20m Ngay bên lớp sét cát Pleistocene (hình thành cách khoảng triệu năm), nên xem tầng đất tốt Khi xây dựng sân bay điều quan trọng phải có phần đế móng thật tốt Muốn vậy, kỹ sư Nhật Bản áp dụng nhiều giải pháp để xử lý tầng đất nhão Alluvial gia cố cho phần đất đắp san lấp bề mặt đảo TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai Sơ lược biện pháp gia cố - xử lý đất sử dụng Sân bay quốc tế Kansai 2.2 Hình 6- Bảng tổng hợp biện pháp gia cố - xử lý đất áp dụng sân bay quốc tế Kansai Đối với tầng đất sét yếu Alluvial, tùy theo khu vực mà áp dụng giải pháp khác : - Toàn khu vực sân bay, tuyến đê chắn biển A B: dùng phương pháp giếng cát (Sanddrain) với mục tiêu thúc đẩy nhanh trình cố kết Các tuyến đê chắn biển C D: dùng phương pháp cọc cát (Sand compaction pile) với mục tiêu thay bớt tầng đầng đất nhão (replacement) Tuyến đê biển A (bao quanh góc công trình): phương pháp trộn sâu (Deep mixing method) với mục tiêu dùng chất hóa học để hóa rắn đất (Solidification) Đối với phần đất san lấp, để đạt mục tiêu chung làm đặc sít cấu trúc đất phương pháp đầm rung (Vibratory Compaction) biện pháp sau áp dụng : - Cọc cát : áp dụng khu vực nhà ga sân bay Tạ rơi: (Heavy Tamping hay tên gọi khác DC-Dynamic Compaction): áp dụng cho khu vực đường băng sân bay Bàn đầm rung (Large vibro tamper method): áp dụng cho khu vực xây dựng đường lại sân bay TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai Các biện pháp xử lý tầng đất sét bồi tích (Alluvial Clay Layer) 2.3 Hình 7- Sơ đồ vị trí áp dụng biện pháp gia cố xử lý tầng đất sét Alluvial 2.3.1 Giếng cát (Sand Drain – SD) Hình – Sơ lược quy trình thi công giếng cát Giếng cát sử dụng để tăng nhanh khả thoát nước lọai đất yếu Trình tự thi công sau: Định vị vị trí giếng cát Hạ ống thép rỗng, có đường kính tương ứng đường kính giếng cát cần thi công, vào vị trí TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai Đổ cát vào đầy ống thép rỗng Từ từ rút ống lên để cát ống chảy hình thành cột cát lòng đất yếu 2.3.2 Cọc cát (Sand Compaction Pile – SCP) Cũng giống giếng cát, cọc cát phương pháp tạo kênh thoát nước đứng cho tầng đất yếu, có chức tăng sức chịu tải cho đất yếu Cọc cát khác giếng cát chỗ có đầm chặt trình thi công, cụ thể sau: Hình – Các giai đoạn trình thi công cọc cát đầm chặt (SCP) Xác định vị tri hạ cọc cát Ấn cần khoan vào tầng đất yếu đến độ sâu mũi cọc cát Đổ cát vào hố khoan vừa tạo thông qua phễu tiếp liệu đỉnh Tháo cát vào hố khoan, vừa tháo vừa rút cần khoan lên Hạ cần khoan xuống lớp cát vừa đổ, kích hoạt búa đầm rung để đầm chặt lớp cát  Lặp lại bước 3, 4,5 nhiều lần đến rút cần khoan lên khỏi mặt đất Hoàn tất cọc cát đầm chặt 2.3.3 Trộn sâu (Deep mixing – DM) Deep mixing phương pháp gia cố xử lý đất yếu nguyên tắc đưa chất kết dính hóa học (vd: vôi, xi măng) vào hòa trộn với đất, để tạo thành loại đất hỗn hợp Loại đất tác dụng chất kết dính hóa rắn đạt khả chịu lực cao đất chưa gia cố xử lý Trình tự thi công phương pháp tóm lược sơ đồ sau: TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai Hình 10 – Tóm lược quy trình thi công phương pháp trộn sâu (Deep mixing method) Định vị vị trí cần khoan Bắt đầu khoan , vừa khoan vừa nhào trộn đất với chất kết dính phun vào hố khoan (ở xi măng) Trộn phần đế Rút dần cần khoan đồng thời tiếp tục nhào trộn hỗn hợp đất – xi măng Hoàn tất việc trộn hình thành cột đất trộn xi măng 2.4 Các biện pháp xử lý lớp đất phủ bề mặt (Fill material) Hình 11 - Sơ đồ vị trí áp dụng biện pháp gia cố xử lý tầng đất phủ bề mặt TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai 2.4.1 Tạ rơi (Heavy Tamping hay Dynamic Compaction – DC) Hình 12 – Một số hình ảnh trình thi công phương pháp tạ rơi Phương pháp đầm chặt tạ rơi thực với mục đích làm tăng độ đặc lớp đất rời Một xe cẩu nâng tạ thép, nặng khoảng 10-40 tấn, lên độ cao 5-40m Sau thả tạ rơi tự vào vị trí xác định trước Lặp lại thao tác nâng tạ, rơi tạ thêm vài lần có tác dụng làm chặt đất phạm vị bán kính định quanh vị trí thả rơi tạ Sơ đồ điểm thả tạ cho hiệu đầm chặt áp dụng toàn bố trí theo dạng lưới xen kẽ hình Hình 13 – Sơ đồ bố trí điểm thả tạ đầm chặt, chia làm giai đoạn : - - - TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Giai đoạn 1: đầm chặt cho lớp đất sâu, thả tạ rơi điểm màu vàng Giai đoạn 2: đầm chặt cho lớp đất nông hơn, thả tạ rơi điểm màu xanh rêu Giai đoạn 3: hoàn thiện, thả tạ rơi đầm chặt điểm sơ đồ (các ô vuông) Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai 2.4.2 Bàn đầm rung (Large Vibro Tamper – LVT) Hình 14 – Thiết bị thi công phương pháp LVT Phương pháp áp dụng cho việc đầm chặt loại đất cát bề mặt Nguyên tắc hoạt động tương tự máy đầm bàn dùng cho bê tông, bao gồm rung tạo chấn động mạnh, lắp bàn thép phẳng, lớn Có loại kích thước thường thấy loại bàn đầm dùng cho đất cát 4m2 9m2, tùy theo chiều sâu xử lý diện tích cần đầm chặt TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page [...]...Phần 2 – Các biện pháp xử lý nền đất yếu áp dụng ở sân bay Kansai 2.4.2 Bàn đầm rung (Large Vibro Tamper – LVT) Hình 14 – Thiết bị thi công phương pháp LVT Phương pháp này áp dụng cho việc đầm chặt các loại đất cát trên bề mặt Nguyên tắc hoạt động tương tự như máy đầm bàn dùng cho bê tông, bao gồm một bộ rung... tương tự như máy đầm bàn dùng cho bê tông, bao gồm một bộ rung tạo chấn động mạnh, lắp trên một bàn thép phẳng, lớn Có 2 loại kích thước thường thấy của loại bàn đầm dùng cho đất cát này là 4m2 hoặc 9m2, tùy theo chiều sâu xử lý và diện tích cần đầm chặt TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page 9 ... 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai PHẦN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ÁP DỤNG Ở SÂN BAY KANSAI 2.1 Cấu tạo địa chất bên sân bay Kansai Bên sân bay Kansai có cấu... THIỆU VỀ SÂN BAY QUỐC TẾ KANSAI PHẦN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ÁP DỤNG Ở SÂN BAY KANSAI _ 2.1 Cấu tạo địa chất bên sân bay Kansai 2.2 Sơ lược biện pháp. .. cố cho phần đất đắp san lấp bề mặt đảo TÔ LÊ HƯƠNG 1570160 Page Phần – Các biện pháp xử lý đất yếu áp dụng sân bay Kansai Sơ lược biện pháp gia cố - xử lý đất sử dụng Sân bay quốc tế Kansai 2.2