Bé gi¸o dôc vμ ®μo t¹o Tr−êng §¹i häc giao th«ng vËn t¶i NguyÔn viÖt hïng Nghiªn cøu x¸c ®Þnh c¸c th«ng sè chÝnh khi sö dông hÖ cäc ®Êt xi m¨ng trong x©y dùng nÒn ®−êng ®¾p trªn ®Êt yÕu ë viÖt nam LuËn ¸n tiÕn sÜ kü thuËt Hμ Néi 2014BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN VIỆT HÙNG NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CHÍNH KHI SỬ DỤNG HỆ CỌC ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU Ở VIỆT NAM Ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông Mã số: 62.58.02.05 Chuyên ngành: Xây dựng đường ôtô và đường thành phố LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 1. GS.TS. VŨ ĐÌNH PHỤNG 2. PGS.TS. BÙI XUÂN CẬY HÀ NỘI 2014Lời cam đoan Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận án là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tác giả luận án Nguyễn Việt HùngLỜI CẢM ƠN Luận án này được thực hiện trong khuôn khổ chương trình đào tạo tiến sĩ chuyên ngành Xây dựng đường ô tô và đường thành phố do Bộ môn Đường bộ, Khoa Công trình, Trường Đại học Giao thông Vận tải quản lý. Trước hết, tôi xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô giáo trong ở các Bộ môn thuộc Khoa Công trình đặc biệt là Bộ môn Đường bộ đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận án. Tôi cũng xin cảm ơn các Phòng, Ban chức năng của trường Đại học GTVT đặc biệt là Phòng Đào tạo Sau đại học đã nhiệt tình giúp đỡ tôi làm các thủ tục cần thiết trong quá trình học tập tại trường. Tôi xin được gửi lời cảm ơn đặc biệt tới các giáo sư đã hướng dẫn luận án của tôi, những người đã dành cho tôi những lời khuyên, định hướng quý và cả sự giám sát quý báu trong suốt quả trình học tập của chương trình đạo tạo tiến sĩ. Đó là các GS.TS Vũ Đình Phụng trường Đại học Thủy lợi và PGS.TS Bùi Xuân Cậy trường Đại học Giao thông Vận tải. Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến các giáo sư, tiến sĩ, nhà khoa học ở các trường Đại học GTVT, Đại học Xây dựng, Đại học công nghệ GTVT, Đại học Kiến trúc, Đại học Thủy lợi, Đại học Bách khoa Đà Nẵng, Tổng Cục Đường bộ Việt Nam, Viện Khoa học và Công nghệ GTVT, Học viện Kỹ thuật Quân sự, Bộ Giao thông vận tải… đã tham gia vào các hội đồng đánh giá các chuyên đề, Seminar, bảo vệ các cấp của luận án cũng như có những đóng góp quý báu giúp tôi hoàn thành luận án của mình. Tôi xin cảm ơn những người bạn, đồng nghiệp của tôi ở trong và ngoài trường Đại học GTVT đã giúp đỡ tôi rất nhiều trong việc tìm kiếm tài liệu, hỗ trợ sử dụng các phần mềm tính toán, đưa ra cho tôi những lời khuyên quý giá về trình bày luận án cũng như hỗ trợ tôi trong chuẩn bị các buổi báo cáo chuyên đề. Cuối cùng tôi xin cảm ơn các thành viên của gia đình tôi đã đồng hành cùng với tôi, chia sẽ những khó khăn và là hậu phương hỗ trợ đắc lực cho tôi trong quá trình học tập tại trường Đại học GTVT. Không có sự động viên của họ, tôi không thể đi đến đích cuối cùng của chương trình đào tạo tiến sĩ. Hà Nội, ngày … tháng 12 năm 2014 Nguyễn Việt HùngMỤC LỤC MỞ ĐẦU .......................................................................................................................... 1 CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU............................................ 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU Ở VIỆT NAM........................................................... 4 1.1.1. Nguồn gốc và các loại đất yếu thường gặp ở nước ta ............................................. 4 1.1.2. Sự phân bố các vùng đất yếu ở Việt Nam ............................................................... 5 1.1.2.1. Đồng bằng Bắc bộ ................................................................................................ 5 1.1.2.2. Đồng bằng ven biển miền Trung .......................................................................... 5 1.1.2.3 Đồng bằng Nam Bộ .............................................................................................. 5 1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XDCT GIAO THÔNG TRÊN THẾ GIỚI VÀ VIỆT NAM ................................................................................... 6 1.2.1. Các nguyên tắc xử lý nền đất yếu trong công trình giao thông .............................. 6 1.2.2. Các giải pháp xử lý nền đường đắp trên đất yếu hiện nay...................................... 6 1.2.2.1. Giải pháp thay đất ................................................................................................ 6 1.2.2.2. Giải pháp đắp trực tiếp và đắp dần theo thời gian ............................................... 7 1.2.2.3. Giải pháp bệ phản áp ............................................................................................ 7 1.2.2.4. Giải pháp đất có cốt .............................................................................................. 8 1.2.2.5. Giải pháp vải địa kỹ thuật .................................................................................... 9 1.2.2.6. Giải pháp nền đắp trên móng cứng (cọc bê tông cốt thép sàn giảm tải) ........... 11 1.2.2.7. Giải pháp cọc cát .................................................................................................. 12 1.2.2.8. Giải pháp bấc thấm ............................................................................................... 12 1.2.2.9. Giải pháp giếng cát ............................................................................................... 13 1.2.2.10. Giải pháp cọc đất xi măng.................................................................................. 14 1.2.2.11. Các giải pháp khác ............................................................................................. 15 1.3. TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT XI MĂNG (CĐXM) ................................................. 16 1.3.1. Khái niệm................................................................................................................ 16 1.3.2. Phân loại .................................................................................................................. 17 1.3.3. Lịch sử phát triển cọc đất xi măng .......................................................................... 18 1.3.3.1. Trên thế giới......................................................................................................... 181.3.3.2. Ở Việt Nam .......................................................................................................... 18 1.3.4. Các ứng dụng cọc đất xi măng ................................................................................ 20 1.3.4.1. Xây dựng các tường chống thấm ......................................................................... 20 1.3.4.2. Ổn định và chống đỡ thành hố móng ................................................................... 21 1.3.4.3. Gia cố nền đất yếu ................................................................................................ 21 1.3.4.4. Giảm nhẹ và ngăn chặn sự hóa lỏng (cát chảy) ................................................... 21 1.3.4.5. Làm các tường trọng lực, gia cố cọc .................................................................... 21 1.3.4.6. Cô lập và ngăn chặn vùng đất bị ô nhiễm ............................................................ 22 1.3.5. Xi măng và cơ chế hình thành cọc đất xi măng ...................................................... 22 1.3.5.1. Xi măng................................................................................................................ 22 1.3.5.2. Cơ chế phản ứng của xi măng với các loại đất .................................................... 24 1.3.6. Công nghệ thi công cọc đất xi măng ....................................................................... 27 1.3.6.1. Đặc điểm công nghệ ............................................................................................. 27 1.3.6.2. Phương pháp trộn khô .......................................................................................... 28 1.3.6.3. Phương pháp trộn ướt ........................................................................................... 29 1.3.6.4. Bố trí cọc đất xi măng .......................................................................................... 30 1.4. NHỮNG TỒN TẠI TRONG QUÁ TRÌNH TÍNH THOÁN THIẾT KẾ CĐXM VÀ KIẾN NGHỊ HƯỚNG GIẢI QUYẾT ........................................................................ 30 1.5. Kết luận chương I ....................................................................................................... 33 CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÔ HÌNH TÍNH TOÁN HỢP LÝ KHI THIẾT KẾ HỆ CĐXM ĐỂ GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU ........... 34 2.1. TỔNG QUAN ............................................................................................................ 34 2.2. NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THEO TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ ...... 35 2.2.1. Phương pháp tính toán theo quan điểm cọc đất xi măng làm việc như cọc cứng .......... 35 2.2.2. Phương pháp tính toán theo quan điểm làm việc như nền tương đương ................ 35 2.2.3. Phương pháp tính toán theo quan điểm hỗn hợp của Viện công nghệ châu Á ........... 37 2.2.4. Phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn châu Âu .................................................... 39 2.2.5. Phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn Thượng Hải Trung Quốc ........................ 41 2.2.6. Phương pháp tính toán trong các hồ sơ thiết kế ở Việt Nam .................................. 41 2.2.7. Phương pháp thiết kế theo BCJ của Nhật Bản ........................................................ 44 2.2.8. Phương pháp thiết kế theo CDIT của Nhật Bản...................................................... 50 2.3. NHÓM CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN THEO PHƯƠNG PHÁP PTHH ...... 582.3.1. Giới thiệu một số chương trình PTHH thường dùng để giải các bài toán địa kỹ thuật hiện nay .................................................................................................................... 59 2.3.1.1. Phần mềm LagaProgs V5.1 .................................................................................. 59 2.3.1.2. Phần mềm Plaxis V8.2 ......................................................................................... 61 2.3.2. Tóm lược các lý thuyết cơ bản của phương pháp phần tử hữu hạn sử dụng để giải các bài toán địa kỹ thuật ............................................................................................. 63 2.3.2.1. Lý thuyết về chuyển vị ......................................................................................... 63 2.3.2.2. Lý thuyết dòng nước ngầm .................................................................................. 69 2.3.2.3. Lý thuyết về cố kết ............................................................................................... 72 2.4. LỰA CHỌN PHƯƠNG PHÁP ĐỂ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ HỆ CỌC ĐẤT XI MĂNG TRONG GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU ........................ 76 2.5. LỰA CHỌN CÁC THÔNG SỐ ĐẦU VÀO CỦA PHẦN MỀM PLAXIS V8.2 SỬ DỤNG TRONG LUẬN ÁN ....................................................................................... 79 2.5.1. Các loại phần tử sử dụng trong phần mềm Plaxis V8.2 .......................................... 79 2.5.2. Các mô hình quan hệ vật liệu .................................................................................. 80 2.5.2.1. Mô hình đàn hồi tuyến tính .................................................................................. 80 2.5.2.2. Mô hình MohrCoulomb ...................................................................................... 81 2.5.2.3. Mô hình tái bền (mô hình đất cứng hoá) .............................................................. 83 2.5.2.4. Mô hình từ biến của đất yếu (ứng xử phụ thuộc thời gian ) ................................ 84 2.5.2.5. Lựa chọn mô hình vật liệu ................................................................................... 85 2.5.3. Các mô hình tính toán ............................................................................................. 85 2.5.3.1. Mô hình biến dạng phẳng ..................................................................................... 85 2.5.3.2. Mô hình 3D .......................................................................................................... 86 2.5.3.3. Mô hình đối xứng trục .......................................................................................... 86 2.5.4. Các đặc trưng cơ lý của vật liệu.............................................................................. 88 2.5.4.1. Tính thấm ............................................................................................................. 88 2.5.4.2. Cường độ lớp phân giới Rinter............................................................................... 88 2.5.4.3. Mô đun đàn hồi (E) .............................................................................................. 89 2.5.4.4. Hệ số poisson () .................................................................................................. 90 2.5.4.5. Lực dính đơn vị (c) ............................................................................................... 90 2.5.4.6. Góc nội ma sát () ................................................................................................ 90 2.5.4.7. Góc trương nở () ................................................................................................ 912.6. Kết luận chương ......................................................................................................... 91 CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH CÁC THÔNG SỐ CHÍNH KHI SỬ DỤNG HỆ CĐXM TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU ....... 92 3.1. VẤN ĐỀ ĐẶT RA..................................................................................................... 92 3.2. TÍNH TOÁN XÁC ĐỊNH SƠ ĐỒ BỐ TRÍ HỢP LÝ HỆ CXMĐ ............................ 92 3.2.1. Phân tích mô hình tính toán hợp lý khi xét ảnh hưởng các thông số hình học ....... 92 3.2.2. Các nội dung tính toán ............................................................................................ 93 3.2.2.1. Các giả thiết tính toán .......................................................................................... 93 3.2.2.2. Các số liệu địa chất phục vụ tính toán ................................................................. 94 3.2.2.3. Các trường hợp tính toán ...................................................................................... 94 3.2.3. Dự án đường cao tốc Bến Lức Long Thành (gói thầu A5) ........................................ 95 3.2.3.1. Giới thiệu về dự án ............................................................................................... 95 3.2.3.2. Các thông số chính của nền đường và CĐXM .................................................... 95 3.2.3.3. Tính toán với trường hợp không xét đến độ lún cố kết theo thời gian ................ 96 3.2.3.4. Tính toán với trường hợp có xét đến lún cố kết theo thời gian ............................ 98 a. Đường kính cọc (D) cố định, khoảng cách cọc (d) thay đổi ........................................ 98 Phương pháp tính toán theo tiêu chuẩn gia cố CĐXM Việt Nam .................................... 101 Nhận xét ............................................................................................................................ 102 b. Đường kính cọc thay đổi (D) thay đổi, khoảng cách cọc (d) cố định ........................... 103 Nhận xét ............................................................................................................................ 105 c. Đường kính, khoảng cách cọc cố định, chiều dài cọc (L) thay đổi ............................... 105 Nhận xét ............................................................................................................................ 107 d. Khảo sát tìm ra chiều dài CXMĐ hợp lý ...................................................................... 107 Kết luận ............................................................................................................................. 109 3.2.4. Dự án đường cao tốc Bến Lức Long Thành (Gói thầu A4) .................................. 110 3.2.4.1. Các thông số chính của nền đường và CĐXM .................................................... 110 3.2.4.2. Phân tích các kết quả tính toán ............................................................................. 111 a . Đường kính cọc (D) cố định, khoảng cách cọc (d) thay đổi ........................................ 111 Nhận xét ............................................................................................................................ 116 b. Đường kính cọc (D) thay đổi , khoảng cách cọc (d) cố định ........................................ 116 Nhận xét ............................................................................................................................ 118c. Đường kính, khoảng cách cọc cố định, chiều dài cọc (L) thay đổi ............................. 118 3.2.5. Tính ở hầm chui đường sắt trên đại lộ Thăng Long ................................................ 122 3.2.5.1. Giới thiệu về dự án ............................................................................................... 122 3.2.5.2. Các thông số chính của nền đường và CĐXM .................................................... 122 3.2.5.3. Phân tích các kết quả tính toán ............................................................................. 123 a. Đường kính cọc (D) cố định, khoảng cách cọc (d) thay đổi ......................................... 124 Nhận xét ............................................................................................................................ 128 b. Đường kính cọc (D) thay đổi, khoảng cách cọc (d) cố định ....................................... 128 Nhận xét ............................................................................................................................ 129 c. Đường kính, khoảng cách cọc cố định, chiều dài cọc thay đổi.................................... 129 Nhận xét ............................................................................................................................ 132 3.2.6. Đường Liên Cảng Thị Vải Cái Mép ..................................................................... 132 3.2.6.1. Giới thiệu về dự án ............................................................................................... 132 3.2.6.2. Các thông số chính của nền đường và CĐXM .................................................... 133 3.2.6.3. Phân tích các kết quả tính toán ............................................................................. 134 a .Đường kính cọc(D) cố định, khoảng cách cọc (d) thay đổi .......................................... 134 Nhận xét ............................................................................................................................ 136 b. Đường kính, khoảng cách cọc cố định, chiều dài cọc thay đổi..................................... 136 Nhận xét ............................................................................................................................ 138 3.2.7. Đường đầu cầu Nguyễn văn Trỗi Trần Thị Lý ..................................................... 138 3.2.7.1. Giới thiệu về dự án ............................................................................................... 138 3.2.7.2. Các thông số chính của nền đường và CĐXM .................................................... 138 3.2.7.3. Phân tích các kết quả tính toán ............................................................................. 139 a .Đường kính cọc(D) cố định, khoảng cách cọc (d) thay đổi .......................................... 140 Nhận xét ............................................................................................................................ 141 b. Đường kính, khoảng cách cọc cố định, chiều dài cọc thay đổi..................................... 141 Nhận xét ............................................................................................................................ 143 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG.............................................................................................. 143 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ........................................................................................... 144 DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH KHOA HỌC Đà CÔNG BỐ .................................. 146 TÀI LIỆU THAM KHẢO................................................................................................. 147DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CHỮ VIẾT TẮT a Tỷ số quy đổi diện tích. as Tỷ số gia cố. A Diện tích. Ac Diện tích cọc. Ap Diện tích đất nền được gia cố. Af Diện tích chân móng hay diện tích của đỉnh bản móng. Axq Diện tích xung quanh cọc gia cố. B Chiều rộng . c Lực dính đơn vị. cc Lực dính đơn vị của cọc. cn Lực dính đơn vị của nền. ctđ Lực dính đơn vị tương đương. cuc Sức kháng cắt không thoát nước của CĐXM. cun Chỉ số nén. cuu Sức kháng cắt không thoát nước của đất yếu. cu0 Sức kháng cắt không thoát nước của đất yếu huy động khi sức kháng cắt của đất ổn định được huy động cao nhất . cus Sức kháng cắt không thoát nước của đất ổn định. cs Sức kháng cắt không thoát nước của đất ổn định (kN). CĐXM Cọc đất xi măng. d Khoảng cách giữa các cọc.D Đường kính cọc. D’f Chiều sâu từ đỉnh mặt đất tới đáy nền gia cố . DDM (Phương pháp trộn sâu) Deep Mixing Method. DJM (Phương pháp trộn khô) Dry Jet Mixing. ĐLMĐ Độ lún mặt đất tự nhiên. e Hệ số rỗng. e0 Hệ số rỗng tự nhiên của lớp đất yếu. E Mô đun đàn hồi. Ec Mô đun đàn hồi của cọc. Ep Mô đun đàn hồi của đất nền. Etđ Mô đun đàn hồi tương đương. f Lực ma sát. fdi Ma sát thành bên đơn vị tới hạn của nền hỗn hợp. GPMB Giải phóng mặt bằng. h Chiều dày đất yếu. Hđắp Chiều cao đất đắp. Hf Chiều cao của chu vi nền gia cố mà lực dính được huy động. i Độ dốc mái taluy. k Hệ số an toàn. k’ Hệ số về sự khác biệt của độ đồng đều giữa mẫu thí nghiệm trong phòng và thực tế hiện trường. lc Chiều dài cung tròn cắt qua lớp đất yếu. le Chiều dài cung tròn cắt qua lớp đất đắp.li Chiều dài cung tròn cắt qua lớp đất gia cố. L Chiều dài cọc. Ls Chiều dài bao quanh nền gia cố. m Hệ số huy động sức kháng của đất. m0 Hệ số huy động sức kháng của đất. mvc Hệ số nén lún của lớp đất chưa gia cố. mvs Hệ số nén lún của CĐXM. M Mô men. Mmax Mô men lớn nhất trong cọc Mvật liệu Mô men giới hạn của CĐXM. n Số cọc. n1 Hệ số tập trung ứng suất. N Giá trị SPT. Nc, Nγ, Nq Hệ số sức chịu tải. Nmax Nội lực lớn nhất của cọc. N0 Khối lượng nước đem trộn Nvật liệu Tải trọng giới hạn của CĐXM. N Giá trị SPT trung bình. NCS Nghiên cứu sinh. PAc Tổng lực tĩnh chủ động tác dụng lên lớp đất yếu. PAe Tổng lực tĩnh chủ động tác dụng lên nền đắp. PPc Tổng lực tĩnh bị động tác dụng lên đất yếu. PL Phụ lục.PVD Phương pháp bấc thấm. PTHH Phân tử hữu hạn. q Áp lực. q1 Áp lực tính lún truyền cho cọc. qu Sức kháng nén không nở hông của đất sét. Q Tải trọng. Qccreep Tải trọng rão của cọc. Qpu Tải trọng thẳng đứng tới hạn tại mũi CĐXM. Qu Tải trọng thẳng đứng tới hạn của CĐXM. r Bán kính cọc. r0 Bán kính của cung trượt. R Sức chịu tải. Ra Sức chịu tải thẳng đứng cho phép của nền hỗn hợp. Ra1 Sức chịu tải thẳng đứng cho phép nhận được từ cơ chế sức chịu tải của nền gia cố. Ra2 Sức chịu tải thẳng đứng cho phép nhận được từ cơ chế sức chịu tải thẳng đứng của các CĐXM độc lập. Rd Sức chịu tải thẳng đứng tới hạn của lớp đất dưới nền gia cố. S Độ lún. Smax Độ lún lớn nhất. S Độ lún giới hạn cho phép. ΣSi Độ lún tổng cộng. t Tỷ lệ diện tích cọc và diện tích đất nền bao quanh cọc.x Khoảng cách theo phương ngang (tính từ tim cọc). XM Xi măng. y Khoảng cách theo phương đứng (tính từ đỉnh của lớp đất đắp). Wc Trọng lượng trên chiều dài đơn vị của nền đắp. Wi Trọng lượng trên chiều dài đơn vị của nền gia cố. Wc Trọng lượng trên chiều dài đơn vị của đất đắp. WJM (Phương pháp trộn ướt) Wet mixing. α Tỉ số gia tăng môđun theo hướng thẳng đứng do làm việc không nở hông. Hệ số chiết giảm mức độ phát huy khả năng chịu tải của nền đất. 1 Hệ số giảm lún. Góc nội ma sát. c Góc nội ma sát của cọc n Góc nội ma sát của nền. td Góc nội ma sát của tương đương Ứng suất. σe Ứng suất tiếp xúc thiết kế. σh Giá trị ứng suất ngang tác dụng lên thành cọc. σp Ứng suất thẳng đứng trong CĐXM. c Ứng suất nén cho phép của CĐXM. Ứng suất thẳng đứng ban đầu. t Ứng suất thẳng đứng tác dụng lên đất yếu giữa các CĐXM.σ’0 Áp lực địa tầng (hữu hiệu). τ Sức kháng cắt . τc Sức kháng cắt của lớp đất yếu (kNm). τe Sức kháng cắt của lớp đất đắp (kNm). τi Sức kháng cắt trung bình của lớp đất gia cố (kNm). Sức kháng cắt trung bình của nền gia cố. Hệ số Poisson. µ Tỷ số ứng suất. Trọng lượng thể tích. tđ Trọng lượng thể tích tương đương. Góc trương nở. ψb Chiều dài chu vi của nền gia cố . Hệ số tính toán lún trên nền đất yếu. Chuyển vị. Góc của đường tim đi qua 2 cọc với phương ngang. 1 Góc nghiêng của tải trọng. Khối lượng thể tích tương cọc. Khối lượng thể tích nền. Khối lượng thể tích tương đương. ∆e Độ tăng hệ số rỗng của đất yếu. σ Độ tăng của ứng suất thẳng đứng. c n tđDANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1 Một số công trình tiêu biểu sử dụng CĐXM ở Việt Nam ................................ 20 Bảng 1.2 Thành phần khoáng vật chính của xi măng ....................................................... 23 Bảng 1.3 Các thông số CĐXM (D,d) ở gói thầu A2 dự án Bến Lức Long Thành ........ 31 Bảng 1.4 Các thông số CĐXM (D,d) ở gói thầu A4 dự án Bến Lức Long Thành ........ 31 Bảng 1.5 Các thông số CĐXM ở Dự án Hầm chui đường sắt trên đại lộ Thăng Long ........ 31 Bảng 1.6 Các thông số CĐXM (L) gói thầu A2 Dự án Bến Lức Long Thành.................. 32 Bảng 1.7 Các thông số CĐXM (L) gói thầu A5 Dự án Bến Lức – Long Thành................. 32 Bảng 2.1 Bảng tra hệ số σ1 và 1...................................................................................... 48 Bảng 2.2 Bảng tra hệ số sức chịu tải ................................................................................ 48 Bảng 3.1 Các đặc trưng cơ lý của đất yếu, CĐXM, đất đắp và đất nền ........................... 95 Bảng 3.2 Bảng tống hợp kết quả tính của các chương trình và theo tiêu chuẩn ngành TCVN3852006 cho trường hợp D=0,7m; KC=1,4m, L=7m theo địa chất của gói thầu A5 dự án đường cao tốc Bến Lức – Long Thành ................................................ 101 Bảng 3.3 Các đặc trưng cơ lý của đất yếu, CĐXM, đất đắp và đất nền ......................... 110 Bảng 3.4 Các đặc trưng cơ lý của đất yếu, CĐXM, đất đắp và đất nền ......................... 123 Bảng 3.5 Các đặc trưng cơ lý của đất yếu, CĐXM, đất đắp và đất nền ......................... 133 Bảng 3.6 Các đặc trưng cơ lý của đất yếu, CĐXM, đất đắp và đất nền ......................... 139DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ Hình 1.1 Sơ đồ điển hình mặt cắt ngang khi thiết kế thay đất ............................................. 6 Hình 1.2a Bệ phản áp 1 cấp.................................................................................................. 8 Hình 1.2b Bệ phản áp 2 cấp.................................................................................................. 8 Hình 1.3 Giải pháp đất có cốt trong thi công nền đường ..................................................... 9 Hình 1.4 Rải vải địa kỹ thuật trong thi công nền đường .................................................... 10 Hình 1.5 Giải pháp nền đắp trên móng cứng...................................................................... 11 Hình 1.6 Giải pháp cọc cát gia cố nền đất yếu .................................................................... 12 Hình 1.7 Giải pháp gia cố nền đất yếu bằng CĐXM ......................................................... 14 Hình 1.8 Sơ đồ bố trí CXMĐ: Tam giác (a), Dãy (b), Ô vuông (c) ................................... 17 Hình 1.9 Hầm đường bộ Kim Liên, TP Hà Nội ................................................................. 19 Hình 1.10 Mô tả phương pháp thi công cọc đất xi măng ................................................... 28 Hình 1.11 Sơ đồ cấu trúc cánh trộn phương pháp trộn khô theo công nghệ Nhật Bản ...... 29 Hình 1.12 Mô tả phương pháp trộn ướt .............................................................................. 29 Hình 1.13 Giải pháp cọc chống hoặc cọc treo.................................................................... 30 Hình 2.1 Quy đổi nền tương đương .................................................................................... 36 Hình 2.2 Mô hình biến dạng phẳng theo mô hình nền tương đương ................................. 36 Hình 2.3 Phân tích lún khi gia cố bằng CĐXM ................................................................. 37 Hình 2.4 Sơ đồ bố trí CĐXM trên mặt bằng ...................................................................... 38 Hình 2.5 Các thành phần liên quan đến tải trọng thiết kế .................................................. 45 Hình 2.6 Phân tích sức chịu tải ........................................................................................... 46 Hình 2.7 Mô hình phân tích khả năng chịu áp lực thẳng đứng .......................................... 47 Hình 2.8 Minh họa chu vi nền gia cố ................................................................................. 47 Hình 2.9 Minh họa ký hiệu tính toán .................................................................................. 48 Hình 2.10 Quy đổi áp lực trong trường hợp đất nền không đồng nhất .............................. 49Hình 2.11 Phá hoại trượt ngang (ổn định ngoài)................................................................ 51 Hình 2.12 Phá hoại trượt tròn (ổn định trong) ................................................................... 51 Hình 2.13 Trình tự thiết kế cọc đất xi măng theo phương pháp CDIT .............................. 51 Hình 2.14 Phân tích ổn định trượt ngang ........................................................................... 52 Hình 2.15 Cọc ngàm vào lớp đất tốt ................................................................................... 52 Hình 2.16 Cọc treo .............................................................................................................. 53 Hình 2.17 Phân tích phá hoại mặt trượt trụ tròn................................................................. 55 Hình 2.18 Mô hình tính lún cho trường hợp cọc chống ..................................................... 55 Hình 2.19 Mô hình tính lún cho trường hợp cọc treo ......................................................... 57 Hình 2.20 Giao diện chương trình LagaProgs. ................................................................... 60 Hình 2.21 Mô hình CĐXM bằng phần mềm LagaProgs.................................................... 60 Hình 2.22 Giao diện của Plaxis Input V8.2 ........................................................................ 61 Hình 2.23 Giao diện của chương trình Plaxis Output V8.2 ............................................... 62 Hình 2.24 Giao diện của chương trình Plaxis Curves V8.2 ............................................... 62 Hình 2.25 Hàm dạng cho phần tử 2 nút. ............................................................................. 65 Hình 2.26 Hàm dạng cho phần tử 3 nút .............................................................................. 65 Hình 2.27 Hàm dạng cho phần tử 15 nút ............................................................................ 65 Hình 2.28 Hàm dạng cho phần tử 6 nút .............................................................................. 66 Hình 2.29 Điều kiện liên tục trong chất lỏng ..................................................................... 70 Hình 2.30 Điều chỉnh tính thấm giữa khu vực bão hòa và không bão hòa ........................ 71 Hình 2.31 Mô hình của các phần tử trong Plaxis V8.2 ...................................................... 79 Hình 2.32 Bảng tham số cho mô hình đàn hồi tuyến tính .................................................. 81 Hình 2.33 Các mặt chảy MorhCoulomb trong không gian ứng suất chính ..................... 82 Hình 2.34 Mặt chảy dẻo đẳng hướng áp dụng với mô hình dẻo tái bền ............................ 83 Hình 2.35 Ứng xử dẻo đẳng hướng (so sánh với trường hợp đàn dẻo tuyệt đối) ............... 83Hình 2.36 Mặt phá huỷ dẻo biểu diễn trong mặt phẳng các ứng suất xoáy của mô hình tái bền ......................................................................................................................................... 84 Hình 2.37 Ứng xử của từ biến và cố kết do thí nghiệm máy nén tiêu chuẩn ..................... 85 Hình 3.38 Mô hình biến dạng phẳng .................................................................................. 86 Hình 3.39 Mô hình biến dạng phẳng cho bài toán CĐXM ................................................ 86 Hình 3.40 Mô hình đối xứng trục ....................................................................................... 87 Hình 3.41 Mô hình đối xứng trục cho hệ CĐXM (a) và Lưới phần tử hữu hạn (b) .......... 87 Hình 2.42 Sơ đồ quy đổi diện tích tương đương của tổ hợp 1 CĐXM với đất xung quanh cọc 87 Hình 2.43 Hệ số thấm kx và ky........................................................................................... 88 Hình 2.44 Cường độ phân giới .......................................................................................... 89 Hình 2.45 Định nghĩa của E0 và E50 cho thí nghiệm nén 3 trục ......................................... 90 Hình 2.46 Vòng tròn Morh ................................................................................................. 91 Hình 3.1 Lưới phần tử hữu hạn với các điều kiện biên ..................................................... 93 Hình 3.2 Sơ đồ các lớp đất trong nền đường và các điều kiện biên ................................... 95 Hình 3.3 Chuyển vị của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 2,8m) ............................ 96 Hình 3.4 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 1m) .................................... 96 Hình 3.5 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 1,4m) ................................. 97 Hình 3.6 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 2,1m) ................................. 97 Hình 3.7 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 2,8m) ................................. 97 Hình 3.8 Quá trình phân tích tính toán thi công ................................................................. 98 Hình 3.9 Chuyển vị của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6m; d = 0,9m) ............................ 98 Hình 3.10 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6m; d= 0,9m) ................................ 99 Hình 3.11 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 1,4m) ............................. 100 Hình 3.12 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CĐXM khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m) ................................................................................ 102Hình 3.13 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CĐXM khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m; = 0,3 m) ................................................................................ 102 Hình 3.14 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 1,2m; d = 2.4m) ............................. 104 Hình 3.15 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CĐXM khi đường kính cọc thay đổi (trường hợp d=2,4m; = 0,3 m) ....................................................................................... 105 Hình 3.16 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (L=2m) ................................................... 106 Hình 3.17 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và cọc XMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m, d=1,4m; = 0,3 m) ....................................................................... 106 Hình 3.18 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m; L=4m).......................................................................... 107 Hình 3.19 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m; L=8m) ........................................................................... 107 Hình 3.20 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m; L=14m)........................................................................ 108 Hình 3.21 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m; L=20m)......................................................................... 108 Hình 3.22 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m; L=30m)........................................................................ 108 Hình 3.23 Sơ đồ các lớp đất trong nền đường và các điều kiện biên ................................ 110 Hình 3.24 Quá trình phân tích thi công ............................................................................ 111 Hình 3.25 Lưới phần tử hữu hạn với các điều kiện biên .................................................. 111 Hình 3.26 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6 m; d = 0,9m) ............................ 112 Hình 3.27 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 1m) ................................ 113 Hình 3.28 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D= 0,8m; d = 1,2m) .............................. 115 Hình 3.29 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m) ................................................................................ 115Hình 3.30 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m; = 0,3 m) ................................................................................ 115 Hình 3.31 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,8m; = 0,3 m) ................................................................................ 116 Hình 3.32 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6m; d = 2,4m) ............................. 117 Hình 3.33 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi đường kính cọc thay đổi (trường hợp d=2,4m; = 0,3 m) ....................................................................................... 118 Hình 3.34 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6m; d=1,2m; L=2m) ................... 119 Hình 3.35 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d=1,4m; L=2m) ................... 120 Hình 3.36 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m, d=1,2m; = 0,3 m) ....................................................................... 121 Hình 3.37 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m, d=1,4m; = 0,3 m) ....................................................................... 121 Hình 3.38 Sơ đồ các lớp đất trong nền đường và các điều kiện biên ............................... 122 Hình 3.39 Quá trình phân tích tính toán thi công............................................................. 123 Hình 3.40 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,6m; d = 0,9m) ............................. 124 Hình 3.41 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,7m; d = 1m) ................................ 125 Hình 3.42 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,8m; d = 1,2m) ............................. 126 Hình 3.43 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m) ............................................................................... 127 Hình 3.44 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m; ; = 0,3 m) ............................................................................. 127 Hình 3.45 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,8m; = 0,3 m) ............................................................................... 127 Hình 3.46 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D= 0,6m; d = 2,4m) .............................. 129 Hình 3.47 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi đường kính cọc thay đổi (trường hợp d=2,4m; = 0,3 m) ....................................................................................... 129Hình 3.48 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (L=4m) ................................................... 130 Hình 3.49 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (L=4m) ................................................... 131 Hình 3.50 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; = 0,3 m) ..................................................................................... 132 Hình 3.51 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,7m; = 0,3 m) ..................................................................................... 132 Hình 3.52 Sơ đồ các lớp đất trong nền đường và các điều kiện biên ............................... 133 Hình 3.53 Quá trình phân tích tính toán thi công............................................................. 134 Hình 3.54 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 0,8m; d = 1,6m) ............................. 135 Hình 3.55 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và cọc XMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=0,8m; = 0,3 m) ............................................................................... 136 Hình 3.56 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (L=2m) ................................................... 137 Hình 3.57 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D=0,6m; d=1,2m; = 0,3 m) ...................................................................... 137 Hình 3.58 Sơ đồ các lớp đất trong nền đường và các điều kiện biên ............................... 138 Hình 3.59 Quá trình phân tích tính toán thi công............................................................. 139 Hình 3.60 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (D = 1m; d = 2m) ................................... 141 Hình 3.61 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và cọc XMĐ khi khoảng cách cọc thay đổi (trường hợp D=1m; = 0,3 m) .................................................................................. 141 Hình 3.62 Độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên (L=6m) ................................................... 142 Hình 3.63 Tương quan về độ lún của phần đất yếu và CXMĐ khi chiều dài cọc thay đổi (trường hợp D = 1m; d = 2m; = 0,3 m) ........................................................................ 1431 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài Nền đường là bộ phận quan trọng của đường ô tô. Bảo đảm ổn định nền đường là điều kiện tiên quyết để đảm bảo ổn định cho lớp áo đường và cả tuyến đường. Các tuyến đường ở nước ta trải dài từ Bắc đến Nam và hầu hết đều đi qua các châu thổ có địa chất đất yếu. Do vậy việc nghiên cứu, lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu để đảm bảo ổn định cho các tuyến đường ở nước ta là một yêu cầu cấp bách hiện nay. Hiện nay trên thế giới cũng như ở nước ta để xử lý nền đất yếu có rất nhiều phương pháp khác nhau, trong đó có phương pháp trộn sâu (Deep Mixing Method DMM) hay còn gọi là biện pháp sử dụng cọc đất xi măng (CĐXM) đã và đang được áp dụng rộng rãi trong xây dựng các công trình nhà cao tầng, giao thông, thủy lợi 34…Thực tế cho thấy, khi sử dụng CĐXM bên cạnh những vấn đề về quy trình và kiểm soát chất lượng thi công, thì vấn đề tính toán thiết kế CĐXM đặt ra những yêu cầu cần phải giải quyết. Theo đó, hiện nay các tiêu chuẩn ở nước ta , 1, 2, 3, 4, 5, 6, 28 phục vụ cho việc tính toán nền đất yếu đặc biệt là CĐXM mới chủ yếu tập trung vào vấn đề thi công và vật liệu mà chưa đề cập đến đặc điểm ứng xử cục bộ, trạng thái ứng suất, biến dạng của nền đất sau gia cố, cũng như chưa có những hướng dẫn cụ thể về việc lựa chọn các thông số cơ bản như đường kính cọc (D), khoảng cách giữa các cọc (d) , tỷ lệ khoảng cách và đường kích cọc (dD) hay chiều dài của các cọc (L)… Điều này dẫn đến các dự án sử dụng CĐXM hiện nay chưa có sự thống nhất về lựa chọn mô hình tính toán cũng như các thông số chủ yếu của CĐXM. 2. Mục đích nghiên cứu Mục đích của luận án nhằm lựa chọn mô hình tính toán hợp lý khi thiết kế hệ CĐXM để gia cường nền đường đắp trên đất yếu là mô hình đối xứng trục được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Trên cơ sở đó luận án đã tiến hành khảo sát các trường hợp sử dụng hệ CĐXM trong các điều kiện địa chất khác nhau ở Việt Nam; phân tích, đánh giá và xác định được các thông số chính của hệ CĐXM phù hợp với các điều kiện cụ thể của công trình. 3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu2 Đối tượng nghiên cứu : Nền đất yếu được gia cố bằng CĐXM để tăng khả năng chịu tải, giảm độ lún của nền đường cấp cao. Phạm vi nghiên cứu : NCS đã lựa chọn nhiều điều kiện địa chất khác nhau đại diện cho địa chất của các vùng miền ở nước ta để tính toán và phân tích các số liệu nghiên cứu. 4. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Luận án đã tổng quan về các loại đất yếu thường gặp trong điều kiện Việt Nam, các biện pháp xử lý nền đất yếu hiện nay, ưunhược điểm và phạm vi áp dụng của từng phương pháp, sau đó lựa chọn biện pháp CĐXM là đối tượng nghiên cứu. Luận án phân tích về cấu tạo, cơ chế làm việc của hệ CĐXM, các phương pháp tính toán thiết kế trên thế giới và ở Việt Nam và chỉ rõ các vấn đề chưa thực sự sáng tỏ trong nội dung tính toán hệ cọc cả về cơ chế làm việc, các tham số tính toán, thiết kế… Nghiên cứu sinh đã phân tích, lựa chọn được mô hình tính toán hợp lý khi thiết kế hệ CĐXM để gia cường nền đường đắp trên đất yếu là bài toán đối xứng trục được giải bằng phương pháp phần tử hữu hạn. Tiếp đó, luận án nghiên cứu chuyên sâu về thuật toán, các thông số đầu vào, mô hình quan hệ vật liệu…của phần mềm Plaxis một trong những công cụ mạnh trên thế giới hiện nay để xử lý các vấn đề địa kỹ thuật và lựa chọn phần mềm này trong các tính toán cho chương 3. Thông qua phần mềm Plaxis V8.2, nghiên cứu sinh đã tiến hành khảo sát nhiều trường hợp khác nhau về đường kính, chiều dài và khoảng cách giữa các cọc trong các điều kiện địa chất khác nhau ở Việt Nam có sử dụng hệ CĐXM trong xây dựng nền đường đắp trên đất yếu. Qua các kết quả thu được, tác giả đã tiến hành phân tích, đánh giá và xác định được các thông số chính của hệ CĐXM trong xây dựng nền đường đắp trên đất yếu ở Việt Nam, cụ thể: + Độ lún của nền đất sau gia cố được chia làm hai phần, phần trong phạm vi cọc có độ lún nhỏ nhất và gần như không thay đổi trên toàn chu vi cọc, trong khi đó độ lún của phần đất xung quanh cọc thay đổi khá lớn. Khi giữ nguyên đường kính và tăng khoảng cách giữa các cọc hay giữ nguyên khoảng cách và giảm đường kính cọc thì độ lún tổng thể của cọc đất xi măng và của phần đất yếu cùng tăng lên, sự chênh lệch độ lún của phần cọc so với phần đất yếu xung quanh cũng tăng lên và ở vùng chuyển tiếp độ cứng này có sự tập trung ứng suất khá lớn. Khi tỷ lệ đường kính bé hơn hoặc xấp xỉ bằng 2 lần khoảng cách cọc thì chênh lệch độ lún tương đối giữa phần cọc và phần đất3 yếu gần như là không đổi, nhưng khi tỷ lệ đó tăng lên trên 3, 4 lần thì chênh lệch độ lún tương đối giữa phần cọc và phần đất yếu tăng rất nhanh. Qua đó, luận án kiến nghị nên bố trí khoảng cách hợp lý giữa các cọc nên xấp xỉ 2 lần đường kính của cọc để độ lún của nền đất yếu sau gia cố là đồng đều, tránh nguy cơ gây ra lún, nứt phần móng đường phía trên. + Nếu chiều dài cọc bé hơn chiều dày lớp đất yếu thì độ lún tổng thể của nền đất là rất lớn, khi chiều dài cọc bằng chiều dày lớp đất yếu thì độ lún tổng thể giảm và gần như không thay đổi cho dù có tăng chiều dài cọc gia cố. Khi chiều dày lớp đất yếu bé (khoảng 20m) thì ảnh hưởng của sự thay đổi chiều dài CĐXM đến độ lún của bề mặt nền đất tự nhiên là rất lớn. Với chiều dày lớp đất yếu lớn (> 20m) ảnh hưởng của sự thay đổi chiều dài CĐXM gần như không còn ảnh hưởng đến độ lún của đáy nền đắp. Qua đó, luận án kiến nghị chiều dài cọc hợp lý trong các trường hợp: Khi lớp đất yếu có chiều dày nhỏ hơn 20m, chiều dài cọc nên lựa chọn bằng chiều dày lớp đất yếu; khi chiều dày lớp đất yếu lớn hơn 20m thì xem xét lựa chọn chiều dài cọc không vượt quá 20m. Các kết luận về sự bố trí hợp lý của hệ CĐXM thông qua xác định các tham số chính ảnh hưởng đến sự làm việc hiệu quả của hệ CĐXM là một tài liệu tham khảo bổ ích cho người thiết kế trong bước lập thiết kế cơ sở các công trình có sử dụng CĐXM để xử lý nền đường đắp trên đất yếu ở Việt Nam; phục vụ cho sự phát triển khoa học chuyên ngành và phục vụ cho sản xuất, kinh tế, xã hội. 5. Bố cục của luận án Luận án gồm những phần sau: Mở đầu. Chương 1: Tổng quan về vấn đề nghiên cứu. Chương 2: Nghiên cứu lựa chọn mô hình tính toán hợp lý khi thiết kế hệ cọc đất xi măng để gia cường nền đường đắp trên đất yếu. Chương 3: Nghiên cứu xác định các thông số chính khi sử dụng hệ cọc đất xi măng trong xây dựng nền đường đắp trên đất yếu. Kết luận và kiến nghị. Danh mục các công trình khoa học đã công bố. Tài liệu tham khảo. Phần phụ lục.4 CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU Ở VIỆT NAM 1.1.1. Nguồn gốc và các loại đất yếu thường gặp ở nước ta Đất yếu có nhiều nguồn gốc khác nhau (khoáng vật hoặc hữu cơ) và có điều kiện hình thành khác nhau (trầm tích ven biển, vịnh biển, đầm hồ, đồng bằng châu thổ, vùng đầm lầy có mực nước ngầm cao, vùng có nước tích đọng thường xuyên…), nói chung đất yếu có các đặc trưng sau: Sức chịu tải nhỏ, hệ số rỗng lớn (e>1), đất ở trạng thái bão hòa hoặc gần bão hòa, tính thấm nước kém (hệ số thấm nhỏ) và thay đổi theo sự biến dạng của đất yếu, tính biến dạng (lún) lớn khi chịu tác dụng của tải trọng ngoài. Ở mỗi nước, đất yếu được phân loại theo chỉ tiêu cơ lý của đất. Ở nước ta cách phân loại đất yếu được quy định cụ thể tại 22TCN 2622000 “ Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu ”3. Trong đó chia thành các loại có nguồn gốc khoáng vật và loại có nguồn gốc hữu cơ. Các loại đất yếu thường gặp nước ta là bùn, than bùn, sét mềm, hữu cơ. Sét mềm là các loại đất sét, á sét tương đối chặt, bão hòa nước, thường được bồi tụ trong nước theo những cách khác nhau như: Bồi tích ven biển, đầm phá, cửa sông, ao hồ… Đất sét gồm các hạt nhỏ như thạch anh, felspat (phần tán thô) và các khoáng vật sét. Đặc điểm quan trọng của sét mềm là tính dẻo được tạo thành bởi thành phần khoáng vật của nhóm hạt có kích thước nhỏ hơn 0,002mm và hoạt tính của chúng đối với nước. Sét mềm có trạng thái từ dẻo chảy đến chảy. Bùn là các lớp đất mới được tạo thành trong môi trường nước ngọt hoặc nước biển, gồm các hạt rất mịn (xác định thông số sử dụng hệ cọc đất xi măng xây dựng đờng đắp đất yếu việt nam Luận án tiến sĩ kỹ thuật H Nội - 2014 B GIO DC V O TO TRNG I HC GIAO THễNG VN TI NGUYN VIT HNG NGHIấN CU XC NH CC THễNG S CHNH KHI S DNG H CC T XI MNG X Lí NN NG P TRấN T YU VIT NAM Ngnh: K thut xõy dng cụng trỡnh giao thụng Mó s: 62.58.02.05 Chuyờn ngnh: Xõy dng ng ụtụ v ng thnh ph LUN N TIN S K THUT NGI HNG DN KHOA HC: GS.TS V èNH PHNG PGS.TS BI XUN CY H NI - 2014 Li cam oan Tụi xin cam oan õy l cụng trỡnh nghiờn cu ca riờng tụi Cỏc s liu, kt qu nờu lun ỏn l trung thc v cha tng c cụng b bt k cụng trỡnh no khỏc Tỏc gi lun ỏn Nguyn Vit Hựng LI CM N Lun ỏn ny c thc hin khuụn kh chng trỡnh o to tin s chuyờn ngnh Xõy dng ng ụ tụ v ng thnh ph B mụn ng b, Khoa Cụng trỡnh, Trng i hc Giao thụng Vn ti qun lý Trc ht, tụi xin gi li cm n n cỏc thy cụ giỏo cỏc B mụn thuc Khoa Cụng trỡnh c bit l B mụn ng b ó tn tỡnh giỳp tụi quỏ trỡnh thc hin lun ỏn Tụi cng xin cm n cỏc Phũng, Ban chc nng ca trng i hc GTVT c bit l Phũng o to Sau i hc ó nhit tỡnh giỳp tụi lm cỏc th tc cn thit quỏ trỡnh hc ti trng Tụi xin c gi li cm n c bit ti cỏc giỏo s ó hng dn lun ỏn ca tụi, nhng ngi ó dnh cho tụi nhng li khuyờn, nh hng quý v c s giỏm sỏt quý bỏu sut qu trỡnh hc ca chng trỡnh o to tin s ú l cỏc GS.TS V ỡnh Phng trng i hc Thy li v PGS.TS Bựi Xuõn Cy trng i hc Giao thụng Vn ti Tụi cng xin gi li cm n n cỏc giỏo s, tin s, nh khoa hc cỏc trng i hc GTVT, i hc Xõy dng, i hc cụng ngh GTVT, i hc Kin trỳc, i hc Thy li, i hc Bỏch khoa Nng, Tng Cc ng b Vit Nam, Vin Khoa hc v Cụng ngh GTVT, Hc vin K thut Quõn s, B Giao thụng ti ó tham gia vo cỏc hi ng ỏnh giỏ cỏc chuyờn , Seminar, bo v cỏc cp ca lun ỏn cng nh cú nhng úng gúp quý bỏu giỳp tụi hon thnh lun ỏn ca mỡnh Tụi xin cm n nhng ngi bn, ng nghip ca tụi v ngoi trng i hc GTVT ó giỳp tụi rt nhiu vic tỡm kim ti liu, h tr s dng cỏc phn mm tớnh toỏn, a cho tụi nhng li khuyờn quý giỏ v trỡnh by lun ỏn cng nh h tr tụi chun b cỏc bui bỏo cỏo chuyờn Cui cựng tụi xin cm n cỏc thnh viờn ca gia ỡnh tụi ó ng hnh cựng vi tụi, chia s nhng khú khn v l hu phng h tr c lc cho tụi quỏ trỡnh hc ti trng i hc GTVT Khụng cú s ng viờn ca h, tụi khụng th i n ớch cui cựng ca chng trỡnh o to tin s H Ni, ngy thỏng 12 nm 2014 Nguyn Vit Hựng MC LC M U CHNG I: TNG QUAN V VN NGHIấN CU 1.1 TNG QUAN V T YU VIT NAM 1.1.1 Ngun gc v cỏc loi t yu thng gp nc ta 1.1.2 S phõn b cỏc vựng t yu Vit Nam 1.1.2.1 ng bng Bc b 1.1.2.2 ng bng ven bin Trung 1.1.2.3 ng bng Nam B 1.2 CC PHNG PHP X Lí NN T YU TRONG XDCT GIAO THễNG TRấN TH GII V VIT NAM 1.2.1 Cỏc nguyờn tc x lý nn t yu cụng trỡnh giao thụng 1.2.2 Cỏc gii phỏp x lý nn ng p trờn t yu hin 1.2.2.1 Gii phỏp thay t 1.2.2.2 Gii phỏp p trc tip v p dn theo thi gian 1.2.2.3 Gii phỏp b phn ỏp 1.2.2.4 Gii phỏp t cú ct 1.2.2.5 Gii phỏp vi a k thut 1.2.2.6 Gii phỏp nn p trờn múng cng (cc bờ tụng ct thộp - sn gim ti) 11 1.2.2.7 Gii phỏp cc cỏt 12 1.2.2.8 Gii phỏp bc thm 12 1.2.2.9 Gii phỏp ging cỏt 13 1.2.2.10 Gii phỏp cc t xi mng 14 1.2.2.11 Cỏc gii phỏp khỏc 15 1.3 TNG QUAN V CC T XI MNG (CXM) 16 1.3.1 Khỏi nim 16 1.3.2 Phõn loi 17 1.3.3 Lch s phỏt trin cc t xi mng 18 1.3.3.1 Trờn th gii 18 1.3.3.2 Vit Nam 18 1.3.4 Cỏc ng dng cc t xi mng 20 1.3.4.1 Xõy dng cỏc tng chng thm 20 1.3.4.2 n nh v chng thnh h múng 21 1.3.4.3 Gia c nn t yu 21 1.3.4.4 Gim nh v ngn chn s húa lng (cỏt chy) 21 1.3.4.5 Lm cỏc tng trng lc, gia c cc 21 1.3.4.6 Cụ lp v ngn chn vựng t b ụ nhim 22 1.3.5 Xi mng v c ch hỡnh thnh cc t xi mng 22 1.3.5.1 Xi mng 22 1.3.5.2 C ch phn ng ca xi mng vi cỏc loi t 24 1.3.6 Cụng ngh thi cụng cc t xi mng 27 1.3.6.1 c im cụng ngh 27 1.3.6.2 Phng phỏp trn khụ 28 1.3.6.3 Phng phỏp trn t 29 1.3.6.4 B trớ cc t xi mng 30 1.4 NHNG TN TI TRONG QU TRèNH TNH THON THIT K CXM V KIN NGH HNG GII QUYT 30 1.5 Kt lun chng I 33 CHNG II: NGHIấN CU LA CHN Mễ HèNH TNH TON HP Lí KHI THIT K H CXM GIA CNG NN NG P TRấN T YU 34 2.1 TNG QUAN 34 2.2 NHểM CC PHNG PHP TNH TON THEO TIấU CHUN THIT K 35 2.2.1 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im cc t xi mng lm vic nh cc cng 35 2.2.2 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im lm vic nh nn tng ng 35 2.2.3 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im hn hp ca Vin cụng ngh chõu 37 2.2.4 Phng phỏp tớnh toỏn theo tiờu chun chõu u 39 2.2.5 Phng phỏp tớnh toỏn theo tiờu chun Thng Hi -Trung Quc 41 2.2.6 Phng phỏp tớnh toỏn cỏc h s thit k Vit Nam 41 2.2.7 Phng phỏp thit k theo BCJ ca Nht Bn 44 2.2.8 Phng phỏp thit k theo CDIT ca Nht Bn 50 2.3 NHểM CC PHNG PHP TNH TON THEO PHNG PHP PTHH 58 2.3.1 Gii thiu mt s chng trỡnh PTHH thng dựng gii cỏc bi toỏn a k thut hin 59 2.3.1.1 Phn mm LagaProgs V5.1 59 2.3.1.2 Phn mm Plaxis V8.2 61 2.3.2 Túm lc cỏc lý thuyt c bn ca phng phỏp phn t hu hn s dng gii cỏc bi toỏn a k thut 63 2.3.2.1 Lý thuyt v chuyn v 63 2.3.2.2 Lý thuyt dũng nc ngm 69 2.3.2.3 Lý thuyt v c kt 72 2.4 LA CHN PHNG PHP TNH TON THIT K H CC T XI MNG TRONG GIA CNG NN NG P TRấN T YU 76 2.5 LA CHN CC THễNG S U VO CA PHN MM PLAXIS V8.2 S DNG TRONG LUN N 79 2.5.1 Cỏc loi phn t s dng phn mm Plaxis V8.2 79 2.5.2 Cỏc mụ hỡnh quan h vt liu 80 2.5.2.1 Mụ hỡnh n hi tuyn tớnh 80 2.5.2.2 Mụ hỡnh Mohr-Coulomb 81 2.5.2.3 Mụ hỡnh tỏi bn (mụ hỡnh t cng hoỏ) 83 2.5.2.4 Mụ hỡnh t bin ca t yu (ng x ph thuc thi gian ) 84 2.5.2.5 La chn mụ hỡnh vt liu 85 2.5.3 Cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn 85 2.5.3.1 Mụ hỡnh bin dng phng 85 2.5.3.2 Mụ hỡnh 3D 86 2.5.3.3 Mụ hỡnh i xng trc 86 2.5.4 Cỏc c trng c lý ca vt liu 88 2.5.4.1 Tớnh thm 88 2.5.4.2 Cng lp phõn gii Rinter 88 2.5.4.3 Mụ un n hi (E) 89 2.5.4.4 H s poisson () 90 2.5.4.5 Lc dớnh n v (c) 90 2.5.4.6 Gúc ni ma sỏt () 90 2.5.4.7 Gúc trng n () 91 2.6 Kt lun chng 91 CHNG III: NGHIấN CU XC NH CC THễNG S CHNH KHI S DNG H CXM TRONG XY DNG NN NG P TRấN T YU 92 3.1 VN T RA 92 3.2 TNH TON XC NH S B TR HP Lí H CXM 92 3.2.1 Phõn tớch mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý xột nh hng cỏc thụng s hỡnh hc 92 3.2.2 Cỏc ni dung tớnh toỏn 93 3.2.2.1 Cỏc gi thit tớnh toỏn 93 3.2.2.2 Cỏc s liu a cht phc v tớnh toỏn 94 3.2.2.3 Cỏc trng hp tớnh toỏn 94 3.2.3 D ỏn ng cao tc Bn Lc - Long Thnh (gúi thu A5) 95 3.2.3.1 Gii thiu v d ỏn 95 3.2.3.2 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM 95 3.2.3.3 Tớnh toỏn vi trng hp khụng xột n lỳn c kt theo thi gian 96 3.2.3.4 Tớnh toỏn vi trng hp cú xột n lỳn c kt theo thi gian 98 a ng kớnh cc (D) c nh, khong cỏch cc (d) thay i 98 Phng phỏp tớnh toỏn theo tiờu chun gia c CXM Vit Nam 101 Nhn xột 102 b ng kớnh cc thay i (D) thay i, khong cỏch cc (d) c nh 103 Nhn xột 105 c ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc (L) thay i 105 Nhn xột 107 d Kho sỏt tỡm chiu di CXM hp lý 107 Kt lun 109 3.2.4 D ỏn ng cao tc Bn Lc - Long Thnh (Gúi thu A4) 110 3.2.4.1 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM 110 3.2.4.2 Phõn tớch cỏc kt qu tớnh toỏn 111 a ng kớnh cc (D) c nh, khong cỏch cc (d) thay i 111 Nhn xột 116 b ng kớnh cc (D) thay i , khong cỏch cc (d) c nh 116 Nhn xột 118 c ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc (L) thay i 118 3.2.5 Tớnh hm chui ng st trờn i l Thng Long 122 3.2.5.1 Gii thiu v d ỏn 122 3.2.5.2 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM 122 3.2.5.3 Phõn tớch cỏc kt qu tớnh toỏn 123 a ng kớnh cc (D) c nh, khong cỏch cc (d) thay i 124 Nhn xột 128 b ng kớnh cc (D) thay i, khong cỏch cc (d) c nh 128 Nhn xột 129 c ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i 129 Nhn xột 132 3.2.6 ng Liờn Cng Th Vi - Cỏi Mộp 132 3.2.6.1 Gii thiu v d ỏn 132 3.2.6.2 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM 133 3.2.6.3 Phõn tớch cỏc kt qu tớnh toỏn 134 a ng kớnh cc(D) c nh, khong cỏch cc (d) thay i 134 Nhn xột 136 b ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i 136 Nhn xột 138 3.2.7 ng u cu Nguyn Tri - Trn Th Lý 138 3.2.7.1 Gii thiu v d ỏn 138 3.2.7.2 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM 138 3.2.7.3 Phõn tớch cỏc kt qu tớnh toỏn 139 a ng kớnh cc(D) c nh, khong cỏch cc (d) thay i 140 Nhn xột 141 b ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i 141 Nhn xột 143 3.3 KT LUN CHNG 143 KT LUN V KIN NGH 144 DANH MC CC CễNG TRèNH KHOA HC CễNG B 146 TI LIU THAM KHO 147 DANH MC CC Kí HIU & CH VIT TT a T s quy i din tớch as T s gia c A Din tớch Ac Din tớch cc Ap Din tớch t nn c gia c Af Din tớch chõn múng hay din tớch ca nh bn múng Axq Din tớch xung quanh cc gia c B Chiu rng c Lc dớnh n v cc Lc dớnh n v ca cc cn Lc dớnh n v ca nn ct Lc dớnh n v tng ng cuc Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca CXM cun Ch s nộn cuu Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca t yu cu0 Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca t yu huy ng sc khỏng ct ca t n nh c huy ng cao nht cus Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca t n nh cs Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca t n nh (kN) CXM Cc t xi mng d Khong cỏch gia cỏc cc DANH MC CễNG TRèNH CễNG B CễNG TRèNH C HON THNH TI TRNG I HC GIAO THễNG VN TI Nguyn Vit Hựng (2008), Phng phỏp tớnh toỏn cc t gia c xi mng x lý nn p trờn t yu, Tp Cu ng Vit Nam - S 7, 2008 NGI HNG DN KHOA HC: 1: GS.TS V ỡnh Phng - Trng i hc Thy li 2: PGS.TS Bựi Xuõn Cy - Trng i hc GTVT Nguyn Vit Hựng (2011), Nghiờn cu ng dng cụng ngh cc t gia c xi mng xõy dng cụng trỡnh giao thụng Vit Nam, Tp Cu ng Vit Nam - S 1+2, 2011 Phn bin 1: Nguyn Vit Hựng (2011), t yu v cỏc gii phỏp x lý nn p trờn t yu xõy dng cụng trỡnh giao thụng, Tp Phn bin 2: Cu ng Vit Nam - S 6, 2011 Phn bin 3: Nguyn Vit Hựng, Trn Th Truyn, V ỡnh Phng (2013), Mụ hỡnh phõn tớch ng x ca nn t yu gia c xi mng, Tuyn cụng trỡnh khoa hc - Hi ngh c hc ton quc ln th 9, 2012 ca ng kớnh v khong cỏch cc t gia c xi mng n lỳn Lun ỏn c bo v trc Hi ng ỏnh giỏ lun ỏn tin s cp ca h nn t yu sau gia c, Tp Cu ng Vit Nam - S Trng hp ti: Trng i hc Giao Thụng Vn Ti vo hi ngy thỏng Nguyn Vit Hựng, V ỡnh Phng (2013), Mt s nh hng 4, 2013 nm 2014 Nguyn Vit Hựng, Trn Ngc Hũa, Trn Th Truyn (2014), Phõn tớch nh hng ca chiu di cc n s lm vic ca nn Cú th tỡm hiu lun ỏn ti th vin: Th vin Quc gia Th vin Trng i hc Giao thụng Vn ti t yu c gia c bng cc t xi mng, Tp Cu ng Vit Nam - s 9, 2014 PHN M U t nghiờn cu Hin trờn th gii cng nh nc ta x lý nn t yu cú rt nhiu phng phỏp khỏc nhau, ú cú phng phỏp trn sõu hay cũn gi l phng phỏp s dng cc t xi mng (CXM) ó v ang c ỏp dng rng rói xõy dng cỏc cụng trỡnh xõy dng, giao thụng, thy li [34]Thc t cho thy, s dng CXM bờn cnh nhng v quy trỡnh v kim soỏt cht lng thi cụng, thỡ tớnh toỏn thit k CXM t nhng yờu cu cn phi gii quyt Mc ớch nghiờn cu Mc ớch ca lun ỏn nhm la chn mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý thit k h CXM gia cng nn ng p trờn t yu l mụ hỡnh i xng trc c gii bng phng phỏp PTHH Kho sỏt nhiu trng hp a cht khỏc cú s dng CXM xỏc nh cỏc thụng s chớnh ca h CXM XD nn ng p trờn t yu Vit Nam i tng v phm vi nghiờn cu i tng nghiờn cu: Nn t yu c gia c bng CXM tng kh nng chu ti, gim lỳn ca nn ng cp cao Phm vi nghiờn cu: NCS ó la chn nhiu iu kin a cht khỏc i din cho a cht ca cỏc vựng tớnh toỏn, phõn tớch Phng phỏp nghiờn cu Phõn tớch, la chn mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý thit k h CXM gia cng nn ng p trờn t yu Qua ú kho sỏt nhiu trng hp khỏc cho h CXM, phõn tớch v tỡm c quy lut bin thiờn v tr s lỳn theo cỏc thụng s chớnh ca h cc v cú cỏc kin ngh ỏp dng thc t í ngha khoa hc v thc tin ca ti Hin cỏc tiờu chun nc ta [1], [2], [3], [4], [5], [6], [28] phc v cho vic tớnh toỏn nn t yu c bit l CXM cũn nhiu cha sỏng t c v c ch lm vic, cỏc tham s tớnh toỏn, thit k Vic nghiờn cu la chn c mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý thit k h CXM gia cng nn t yu qua ú kho sỏt nhiu trng hp khỏc v CXM nhiu vựng a cht khỏc v cú cỏc xut cho vic la chn cỏc thụng s chớnh ca h CXM l rt cn thit, cú ý ngha khoa hc v thc tin cao Cỏc kt lun v s b trớ hp lý ca h 27 CXM thụng qua cỏc tham s chớnh l ti liu tham kho b ớch cho ngi thit k, phc v cho phỏt trin khoa hc chuyờn ngnh v phc v cho sn xut, kinh t, xó hi Nhng úng gúp mi ca lun ỏn - Nghiờn cu v la chn c mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý thit k h CXM gia cng nn ng p trờn t yu - Nghiờn cu xỏc nh c cỏc thụng s chớnh s dng h CXM xõy dng nn ng p trờn t yu, c th: + Khong cỏch hp lý gia cỏc cc: Xp x bng ln ng kớnh cc, ú chờnh lch lỳn tng i gia phn cc v phn t yu ớt thay i, lỳn ca nn sau gia c l ng u, trỏnh nguy c gõy lỳn, nt phn múng ng phớa trờn + Chiu di hp lý ca cc: Khi lp t yu cú chiu dy nh hn 20m thỡ chiu di CXM nờn la chn bng chiu dy lp t yu; chiu dy lp t yu ln hn 20m thỡ nờn xem xột la chn chiu di CXM khụng vt quỏ 20m trờn ln thỡ chờnh lch lỳn tng i gia phn cc v phn t yu tng rt nhanh Khi gi nguyờn ng kớnh, khong cỏch cc, thay i chiu di cc, nu chiu di cc hn chiu dy lp t yu thỡ lỳn tng th ca nn t l rt ln, chiu di cc bng chiu dy lp t yu thỡ lỳn tng th gim v gn nh khụng thay i cho dự cú tng chiu di cc gia c Khi chiu dy lp t yu (khong 20 m) thỡ nh hng ca s thay i chiu di CXM n lỳn ca b mt nn t t nhiờn l rt ln Khi chiu dy lp t yu ln (> 20 m) nh hng ca s thay i chiu di CXM gn nh khụng cũn nh hng n lỳn ca ỏy nn p Lun ỏn cú cỏc kt lun quan trng v s b trớ hp lý ca h CXM thụng qua cỏc tham s chớnh nh hng n s lm vic hiu qu ca h CXM, õy l ti liu tham kho b ớch cho nhng ngi thit k quỏ trỡnh thit k c s cỏc cụng trỡnh cú s dng h CXM x lý nn ng p trờn t yu: Khong cỏch hp lý gia cỏc cc xp x bng ln ng kớnh cc, ú chờnh lch lỳn tng i gia phn cc v phn t yu ớt thay i, lỳn ca nn t sau gia c l ng u, trỏnh nguy c gõy lỳn, nt phn múng ng phớa trờn Chiu di hp lý ca cc t xi mng cỏc trng hp: Khi lp t yu cú chiu dy nh hn 20m thỡ chiu di cc t xi mng nờn la chn bng chiu dy lp t yu; chiu dy lp t yu ln hn 20m thỡ nờn xem xột la chn chiu di cc t xi mng khụng vt quỏ 20m Chng I: TNG QUAN V VN NGHIấN CU 1.1 Tng quan v t yu Vit Nam 1.1.1 Ngun gc v cỏc loi t yu thng gp nc ta t yu cú nhiu ngun gc khỏc (khoỏng vt hoc hu c), cú iu kin hỡnh thnh khỏc v thng cú cỏc c trng sau: Sc chu ti nh, h s rng ln (e>1), t trng thỏi bóo hũa hoc gn bóo hũa, tớnh thm nc kộm (h s thm nh) v thay i theo s bin dng ca t yu, tớnh bin dng ln chu tỏc dng ca ti trng ngoi 1.1.2 S phõn b cỏc vựng t yu Vit Nam [34] t yu nc ta phõn b khỏ rng, c Bc b, Trung b v Nam b mi vựng min, t yu cú c im, c trng c lý khỏc 1.2 Cỏc phng phỏp x lý nn ng p trờn t yu XDCT giao thụng trờn th gii v Vit Nam 1.2.1 Cỏc nguyờn tc x lý nn t yu cỏc cụng trỡnh giao thụng Nguyờn tc la chn cụng ngh xõy dng nn p trờn t yu l u tiờn ỏp dng cỏc gii phỏp n gin, ch tỏc ng n bn thõn nn p Tip ú l n cỏc gii phỏp x lý nụng, ri n cỏc gii phỏp x lý sõu Hng nghiờn cu tip theo: Nghiờn cu sinh xin kin ngh hng nghiờn cu tip theo nh sau : + Xõy dng mụ hỡnh thớ nghim phũng v hin trng kim chng kt qu tớnh toỏn s, t ú hon thin c s lý thuyt tớnh toỏn h CXM x lý nn ng p trờn t yu iu kin Vit Nam + Thụng qua cỏc cụng trỡnh thc nghim lm c s lý thuyt v thc t xõy dng quy trỡnh thit k x lý nn ng p trờn t yu bng h CXM Vit Nam 26 KT LUN V KIN NGH Cỏc nhn xột, kt lun rỳt t kt qu nghiờn cu Lun ỏn ó gii thiu tng quan v lch s phỏt trin v cỏc phng phỏp gia c nn t yu c bit l phng phỏp s dng h CXM gia cng nn t p trờn t yu v ngoi nc Lm rừ c cỏc tn ti liờn quan n cụng tỏc thit k gia cng nn ng p cp cao trờn t yu bng CXM (cha cp n c im ng x cc b, trng thỏi ng sut, bin dng ca nn t sau gia c) cng nh cha cú nhng hng dn c th v vic la chn cỏc mụ hỡnh tớnh hp lý, cỏc thụng s chớnh ca h CXM Cỏc c im v cụng ngh thi cụng, cỏc phng phỏp tớnh toỏn, cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn, c bit l cỏc mụ hỡnh s bng phng phỏp phn t hu hn cng c phõn tớch chi tit lun ỏn T ú, NCS la chn mụ hỡnh tớnh toỏn l: bi toỏn i xng trc c gii bng phng phỏp phn t hu hn trờn phn mm Plaxis V8.2 kho sỏt nhiu bi toỏn khỏc cỏc iu kin a cht khỏc (loi a cht thng gp iu kin Vit Nam) cho h CXM s dng gia cng nn ng p trờn nn t yu Cỏc tớnh toỏn vi Plaxis V8.2 c so sỏnh vi cỏc tớnh toỏn tng t trờn phn mm LagaProgs kt hp vi cỏc bng Exel v i chiu vi s liu thit k thc t ti cỏc cụng trỡnh nhm khng nh tin cy v tớnh chớnh xỏc ca cỏc kt qu thu c Kt qu tớnh toỏn ó trỡnh by chng cho phộp NCS rỳt cỏc kt lun sau : lỳn ca nn t chia thnh phn rừ rt, phn CXM cú cng ln (mụ un n hi ln) nờn cú lỳn nh nht v gn nh khụng thay i trờn ton chu vi cc, ú lỳn ca phn t xung quanh cc thay i khỏ ln (phn t nm xa tim cc nht cú lỳn ln nht) Khi gi nguyờn ng kớnh v tng khong cỏch cc hoc gi nguyờn khong cỏch v gim ng kớnh cc thỡ lỳn tng th ( lỳn ca phn CXM v ca phn t yu) cựng tng lờn, s chờnh lch lỳn ca phn CXM (ni cú cng ln) so vi phn t yu (ni cú cng nh) cng tng lờn ú vựng chuyn tip cng ny cú s trung ng sut ln dn n nn t d b phỏ hy Khi t l ng kớnh hn hoc xp x bng ln khong cỏch cc thỡ chờnh lch lỳn tng i gia phn cc v phn t yu gn nh l khụng i, nhng t l ú tng lờn 1.2.2 Cỏc gii phỏp x lý nn ng p trờn t yu hin 1.2.2.1 Gii phỏp thay t [23] L gii phỏp n gin, thng ỏp dng thi gian thi cụng ngn; chiu cao t p l khụng ln; c trng c lý c bit l sc chu ti ca t yu l rt nh m vic ci thin nú bng c kt l khụng cú hiu qu 1.2.2.2 Gii phỏp p trc tip v p dn theo thi gian [23] p trc tip ch m bo n nh chiu cao p nh hn chiu cao p gii hn Hgh p dn theo giai on l p t trc tip lờn tr s Hhg1, trỡ mt thi gian ch t yu c kt v tng chiu cao t p gii hn Hhg2, v tip tc ch p lờn Hgh3 Gii phỏp ny n gin nhng yờu cu thi gian thi cụng di 1.2.2.3 Gii phỏp b phn ỏp [31] L gii phỏp c in, nhm mc ớch chớnh l tng cng s n nh trt ca nn ng quỏ trỡnh p cng nh quỏ trỡnh a tuyn ng vo khai thỏc, cú nhc im tn nhiu din tớch cụng trỡnh 1.2.2.4 Gii phỏp t cú ct [19] Ct thng t ỏy nn p v thõn nn ng lm tng n nh ca nn p trờn t yu chớnh l nh tỏc dng ngn nga vt liu p dch chuyn sang ngang, hn ch y tri t yu Cỏc loi ct c s dng bao gm cỏc loi di (thanh), li hoc khung bng thộp (ct cng) hoc bng polyme v ct chốn v ct gia cng t ti ch 1.2.2.5 Gii phỏp vi a k thut [2] B trớ vi a k thut gia t yu v nn p, ma sỏt gia t p v vi a k thut s to mt lc gi t p, nh ú mc n nh ca nn t p c tng lờn ỏng k 1.2.2.6 Gii phỏp nn p trờn múng cng [23] Cú th p nn ng trc tip trờn u cc, hoc p nn ng trờn cỏc tm bờ tụng liờn kt u cỏc cc H cc cú tỏc dng truyn ti trng t t p nn ng qua cc xung mt sõu nht nh m nn t cú cng chu lc tip nhn ti trng t p 1.2.2.7 Gii phỏp cc cỏt [30] [31] Dựng mt thit b chuyờn dựng a vt liu cỏt vo nn t yu di dng cc cỏt nhm ci thin tớnh cht c lý t nn, nõng cao sc chu ti t nn, gim lỳn cụng trỡnh Gii phỏp ny thng c ỏp 25 dng b dy t yu tng i ln; chiu cao nn p tng i ln; t yu cú sc chng ct nh m vic ci thin tớnh cht c lý ca t yu bng c kt thm n thun thỡ hiu qu t c khụng cao 1.2.2.8 Gii phỏp bc thm (PVD) [1] [22] Bc thm cú tỏc dng dn nc t di tng t yu lờn tng m cỏt phớa trờn v thoỏt ngoi, nh ú tng tc c kt, tng nhanh sc chu ti v tng nhanh tc lỳn ca nn t; nhiờn khú kim soỏt cht lng quỏ trỡnh thi cụng, giỏ thnh cao, thi gian gia ti di 1.2.2.9 Gii phỏp ging cỏt [23] Ging cỏt cú tỏc dng tng nhanh tc c kt ca nn t, lm cho nn ng bin dng u v cụng trỡnh nhanh chúng t n gii hn n nh v lỳn Ngoi ging cỏt cũn lm tng cht ca nn t v ú cng lm tng sc chu ti ca t nn Gii phỏp ny phc tp, khú khng ch cht lng thi cụng 1.2.2.10 Gii phỏp CXM [5], [14], [15] Nguyờn lý ca phng phỏp l a xi mng vo t, cỏc quỏ trỡnh phn ng húa hc s to nờn cỏc mi liờn kt kin trỳc mi t, ng thi cht ca t cng tng lờn Kt qu lm gim hm lng nc t, tng bn, n nh, gim h s thm v lỳn ca t ng thi chng li s trng n, co ngút v tan ró ca t sau x lý 1.3 Cc t xi mng [34], [42], [43], [44] 1.3.1 Khỏi nim CXM l hn hp gia t nguyờn dng ni cn gia c v xi mng c phun xung nn t bi thit b khoan phun Mi khoan c khoan xung lm ti t cho n t n sõu thit k thỡ quay ngc v dch chuyn lờn.Trong quỏ trỡnh dch chuyn lờn, xi mng c phun xung nn t bng ỏp lc khớ nộn i vi hn hp khụ [34], [46], [50] hoc bng bm va i vi hn hp dng va t [6], [34], [40] 1.3.2 Phõn loi [34] Cú rt nhiu cỏch phõn loi CXM theo chng loi cht gia c, cỏch thc trn; theo b trớ mt bng cc; theo phm vi ng dng thc t; theo cụng ngh thi cụng 1.3.3 Lch s phỏt trin CXM [34] CXM bt u c nghiờn cu ng dng chõu u v Nht Bn t nm 60 ca th k 20 Nc ng dng cụng ngh CXM nhiu nht l khụng chờnh lch nhiu gia hai trng hp, nhng chiu di cc thay i t 3-4m (chiu di gia c bt u vt qua lp t yu) thỡ chờnh lch lỳn ca b mt nn t t nhiờn hai trng hp l ln (c th theo biu L=3m thỡ lỳn b mt nn t t nhiờn l 24cm, L=4m thỡ lỳn ch cũn 16cm) 3.2.5 Tớnh hm chui ng st trờn i l Thng Long [10] NCS ó tin hnh hnh kho sỏt nhiu bi toỏn v ng kớnh cc D c nh, khong cỏch cc d thay i; ng kớnh cc D thay i, khong cỏch cc d c inh v ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i; nhn thy biu lỳn ca nn t tng t nh trng hp 3.2.3.4, cú khỏc v giỏ tr lỳn khỏc v cỏc thụng s u vo 3.2.6 Tớnh ng Liờn Cng Th Vi - Cỏi Mộp [11] NCS ó tin hnh hnh kho sỏt nhiu bi toỏn v ng kớnh cc D c nh, khong cỏch cc d thay i v ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i; nhn thy biu lỳn ca nn t tng t nh trng hp 3.2.3.4, cú khỏc v giỏ tr lỳn khỏc v cỏc thụng s u vo 3.2.7 ng u cu Nguyn Vn Tri - Trn Th Lý [10] NCS ó tin hnh hnh kho sỏt nhiu bi toỏn v ng kớnh cc D c nh, khong cỏch cc d thay i v ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc thay i; nhn thy biu lỳn ca nn t tng t nh trng hp 3.2.3.4, cú khỏc v giỏ tr lỳn khỏc v cỏc thụng s u vo 3.3 Kt lun chng Trong chng ny NCS ó la chn mụ hỡnh tớnh toỏn phự hp da trờn phng phỏp phn t hu hn thụng qua phn mm Lagaprogs 5.1 v Plaxis V 8.2 kt hp vi kim tra bng Exel trờn c s cỏc cụng thc tiờu chun v thit k CXM NCS cng ó thc hin tớnh vi cỏc trng hp a cht i din cho a cht ca cỏc vựng khỏc nc ta nhm kho sỏt nh hng ca D cc, d cc (t l khong cỏch trờn ng kớnh cc d/D) v chiu di cc n s lm vic ca nn t yu sau gia c Kt qu tớnh toỏn nhm mc ớch cho phộp cú cỏc kin ngh hp lý la chn cỏc thụng s hp lý ca h CXM gia c nn ng p trờn t yu 24 NCS ó tin hnh hnh kho sỏt nhiu bi toỏn v ng kớnh cc D c nh, khong cỏch cc d thay i v ng kớnh cc D thay i, khong cỏch cc d c nh; nhn thy biu lỳn ca nn t tng t nh trng hp 3.2.3.4, cú khỏc v giỏ tr lỳn khỏc v cỏc thụng s u vo c ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc (L) thay i Bi toỏn 5a : D = 0,6m; d= 1,2m: L= 2m; 3m; 4m Bi toỏn 5b : D = 0,7m; d = 1,4m: L = 2m; 3m; 4m Nht Bn v cỏc nc vựng Scandinaver Hin hng nm Nht Bn thi cụng khong triu m3 Vit Nam, CXM bt u c nghiờn cu t nhng nm 1980 Ngy CXM ngy cng c ỏp dng rng rói cỏc ngnh xõy dng núi chung v XDCT giao thụng núi riờng 1.3.4 Cỏc ng dng CXM [34], [43], [52] CXM c ng dng vi nhiu mc ớch ngnh xõy dng, nh xõy dng cỏc tng chng thm; n nh v chng thnh h múng; gia c nn t yu; gim nh v ngn chn s húa lng; lm tng trng lc, gia c; cụ lp v ngn chn vựng t b ụ nhim Vi mi ng dng khỏc nhau, h CXM li cú nhng c im v cu to, b trớ v phng phỏp tớnh toỏn cng nh cụng ngh thi cụng khỏc 1.3.5 Xi mng v c ch hỡnh thnh CXM [7], [8], [27] 1.3.5.1 Xi mng Khi trn xi mng vi nc quỏ trỡnh thu hoỏ, ninh kt v sinh nhit bt u xy Lng nhit sinh nhiu nht khong 10-20 gi sau trn cỏc phn ng Aluminat v Silicat 1.3.5.2 C ch phn ng ca xi mng vi cỏc loi t Cỏc phn ng húa lý xy l phn ng thy húa xi mng vi nc, phn ng puzzolan v phn ng trao i ion 1.3.6 Cụng ngh thi cụng CXM [16], [36] , [56] 1.3.6.1 c im cụng ngh Dựng mỏy khoan v cỏc dng c chuyờn dựng khoan vo t vi ng kớnh v chiu sõu l khoan theo thit k Trong quỏ trỡnh khoan li c thit k trn t v xi mng, xi mng khụ c phun nh lng liờn tc v trn u to thnh nhng CXM theo thit k Khi mi khoan c rỳt lờn h khoan, t ó c trn u vi cht kt dớnh dn dn ụng cng to thnh CXM 1.3.6.2 Phng phỏp trn khụ [36], [46], [50] Phng phỏp trn khụ DJM (Dry Jet Mixing) l quỏ trỡnh phun trn xi mng khụ vi t cú hoc khụng cú cht ph gia u im ca cụng ngh ny l cỏc thit b thi cụng n gin, khụng gõy ụ nhim mụi trng, hm lng xi mng s dng ớt, quỏ trỡnh kim soỏt cht lng n gin Nhc im l khụng phự hp vi t cú ln cht, cui si, khụng thi cụng c mụi trng ngp nc Hỡnh 3.12- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; d=1,2m; v = - 0,3 m) Hỡnh 3.13- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,7m; d=1,4m; v = - 0,3 m) õy ch kho sỏt c bin thiờn chiu di CXM mt phm vi hp (chiu di cc bin thiờn t 2m n 4m chm ỏy lp t yu) nhng quan sỏt biu (hỡnh 3.36 v hỡnh 3.37) ta thy cú s khỏc bit v lỳn b mt nn t t nhiờn cỏc trng hp cú chiu di gia c khỏc nhau, c th chiu di cc thay i t 2-3m (cha vt qua c lp t yu) thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn rt ln v 23 1.3.6.3 Phng phỏp trn t [6], [36], [40], [50] L quỏ trỡnh bm va xi mng trn vi t cú s dng hoc khụng cỏc cht ph gia Phng phỏp ny thớch hp vi mi loi t, cú th x lý lp t yu cỏch cc b; cht lng hn hp xi mng - t tt hn so vi trng hp trn khụ; nhiờn cú nhc im l cú th gõy ụ nhim mụi trng; ngoi phi s dng tia nc, va cú ỏp lc cao nờn cú th phỏ hoi cu trỳc ca t lõn cn hoc múng cụng trỡnh ó xõy dng 1.3.6.4 B trớ CXM [13], [16], [17, [18] Tựy theo mc ớch s dng cú th b trớ cc theo cỏc s khỏc gim lỳn b trớ u theo li tam giỏc hoc li ụ vuụng; lm tng chn thng t chc thnh dóy Trong ú s li ụ vuụng c dựng nhiu nht c dựng hu ht cho cỏc d ỏn x lý t yu 1.4 Kt lun chng I Chng ó trỡnh by tng quan v t yu, cỏc gii phỏp x lý nn t yu v CXM Cỏc gii phỏp x lý t yu c bit l gii phỏp CXM c phõn tớch chi tit cỏc phng din v c im cụng ngh, u nhc im v phm vi ỏp dng Trong ni dung chng ny cng ó gii thiu cỏc v cỏc cụng ngh thi cụng cng nh c ch hỡnh thnh CXM Kt lun : Theo kt qu kho sỏt ta thy nh sau: - Vi chiu dy lp t yu (khong 20m) thỡ biu quan h gia chuyn v lỳn ca b mt nn t t nhiờn v chiu di CXM chia thnh phn rừ rt : + Khi chiu di ca CXM hn chiu dy ca lp t yu th lỳn ca b mt nn t t nhiờn l tuyn tớnh + Khi chuyn tip t chiu di CXM hn chiu dy ca lp t yu n chiu di CXM bng lp t yu thỡ th cú bc nhy rt ln + Khi chiu di ca CXM vt qua chiu dy lp t yu thỡ cú tng chiu di cc lờn thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn cng khụng thay i ( th l ng nm ngang) Trong trng hp ny nh hng ca s thay i chiu di CXM n lỳn ca b mt nn t t nhiờn l rt ln: c th chiu dy lp t yu h=7m (nu chiu di ca CXM l 3m thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn l 25,7cm, chiu di ca CXM l 7m thỡ lỳn l 18cm, s chờnh lch v lỳn l 7,7cm) Khi chiu dy lp t yu l h=11m (nu chiu di ca CXM l 7m thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn l 26cm, chiu di ca CXM l 11m thỡ lỳn l 20cm, s chờnh lch v lỳn l 6cm) Khi chiu dy lp t yu l h=14m (nu chiu di ca CXM l 10m thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn l 26,3cm, chiu di ca CXM l 16m thỡ lỳn l =21,6cm, s chờnh lch v lỳn l 4,7cm) - Khi chiu dy lp t yu ln (>20m) thỡ biu quan h gia lỳn ca b mt nn t t nhiờn v chiu di CXM ch bao gm mt ng thng Trong trng hp ny nh hng ca s thay i chiu di CXM gn nh khụng cũn nh hng n lỳn ca b mt nn t t nhiờn Khi chiu dy lp t yu l h=25m (nu chiu di ca CXM l 9m thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn l 28,3m, chiu di ca CXM l 27m thỡ lỳn l 27,0m, chờnh lch v lỳn l 1,3cm) Khi chiu dy lp t yu l h=30 (nu chiu di ca CXM l 11m thỡ lỳn ca b mt nn t t nhiờn l 28,4cm, chiu di ca CXM l 32m thỡ lỳn l 26,8m; chờnh lch v lỳn l 1,6cm) Nh vy cn gii hn mt phm vi ỏp dng hp lý cho CXM, c th l chiu di CXM hp lý nờn gii hn khong L 20m 3.2.4 ng cao tc Bn Lc Long Thnh ( Gúi thu A4) [12] Chng II: NGHIấN CU, LA CHN Mễ HèNH TNH TON HP Lí KHI THIT K H CXM GIA CNG NN NG P TRấN T YU 2.1 Tng quan - Quan im cc lm vic nh cc cng [32], [60] - Quan im xem cc v t cựng lm vic ng thi Cng ca nn hn hp ny l t hp cng ca CXM v t quanh cc [54] - Mt s li ngh tớnh toỏn theo c hai quan im trờn ngha l sc chu ti thỡ tớnh toỏn nh cc, cũn bin dng thỡ tớnh toỏn theo nn [25] 2.2 Nhúm cỏc phng phỏp tớnh toỏn theo Tiờu chun thit k 2.2.1 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im CXM lm vic nh cc cng [32], [60] a ỏnh giỏ n nh cc theo trng thỏi gii hn (2.1) Ni lc ln nht ca cc: Nmax < [Nvt liu]/k 22 Hỡnh 3.9- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp =0,6m; v = - 0,3 m; h=14m) h=20m Hỡnh 3.10- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; v = - 0,3 m; h=20m) Mụ men ln nht cc: Mmax < [Mvt liu] /k (2.2) (2.3) Chuyn v ca múng: Vy < [Vy] Trong ú: [Nvt liu] - Ti trng gii hn ca CXM (kN) [Mvt liu] - Mụ men gii hn ca CXM (kN.m) k - l h s an ton [Vy] - l chuyn v cho phộp (m) b ỏnh giỏ n nh theo trang thỏi gii hn (2.4) Tng lỳn ca múng: Si < [S] Trong ú: [S]- lỳn gii hn cho phộp (m) Si- lỳn tng cng ca múng (m) 2.2.2 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im h lm vic nh nn tng ng [54] Cỏc tham s ca nn tng ng bao gm: mụ un n hi Et, h s lc dớnh n v ct, gúc ni ma sỏt t, lng th tớch t c tớnh i theo cụng thc sau: t = t. c + (1- t).p ct = t.cc + (1- t).cp (2.5) Et = t.Ec + (1- t).Ep t = t c + (1- t) p Vi: t - T l din tớch cc v din tớch t nn bao quanh cc h=30m ĐấT ĐắP ĐấT ĐắP Hỡnh 3.11- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; v = - 0,3 m; h=30m) 2 td, ctd, td, NềN TƯƠNG ĐƯƠNG Hỡnh 2.1-Quy i nn tng ng Sau ó quy v nn tng ng, ta hon ton cú th dựng bi toỏn bin dng phng mụ phng tớnh toỏn 2.2.3 Phng phỏp tớnh toỏn theo quan im ca Vin cụng ngh chõu [21] a Kh nng chu ti ca cc Kh nng chu ti gii hn tc thi ca cc n t yu t phỏ hoi c tớnh theo cụng thc sau: 21 Qgh, t = (DL +2,25D )cuu (2.6) Trong ú : D - ng kớnh ca cc( m) L - Chiu di cc (m) cuu - Sc khỏng ct khụng thoỏt nc trung bỡnh ca t yu bao quanh (kPa) b lỳn lỳn tng cng ca mt cụng trỡnh t trờn CXM bng tng lỳn cc b ca gia c S1 v lỳn cc b ca t khụng n nh nm di gia c S2 lỳn S1 c tớnh vi trng hp l ti trng tỏc dng tng i nh v cc cha b róo v ti trng tỏc dng ln, ng vi gii hn róo lỳn tng cng S2 c tớnh toỏn theo cỏch thụng thng nh vi nn t yu cha gia c Ti trng q1 truyn ton b xung di ỏy gia c, ti trng q2 tỏc dng t trờn mt t 2.2.4 Phng phỏp tớnh toỏn theo tiờu chun chõu u [24] a Kim tra iu kin v cng Cng chu ti ca vt liu cc c xỏc inh theo cụng thc: (2.7) Rc = 2cuc+ h Trong ú: cuc - Sc khỏng ct khụng thoỏt nc ca CXM (kPa) h - Giỏ tr ng sut ngang tỏc dng lờn thnh cc (kPa) b Tớnh toỏn lỳn lỳn c xỏc nh bng tng lỳn ca cc v lỳn phn t bờn di khu vc c gia c lỳn ca CXM h.q (2.8) S a.Ec (1 a) E p Nhn xột: Quan sỏt biu Hỡnh 3.17 : chiu di cc cng di thỡ lỳn tng th cng gim, nhiờn lỳn tng th khụng u c th lỳn ca nn t cú bc nhy ln chiu di ccbt u bng chiu dy lp t yu (khi chiu di cc hn chiu dy lp t yu thỡ lỳn tng th ca nn t l rt ln=24,2cm, chiu di cc bng chiu dy lp t yu thỡ lỳn tng th gim =20cm v gn nh khụng thay i cho dự cú tng chiu di CXM = 20cm) d Kho sỏt tỡm chiu di CXM hp lý Kho sỏt vi cỏc chiu dy ca lp t yu t rt (4m) n (30m), mc ớch tỡm c chiu di hp lý ca CXM h=4m Hỡnh 3.7- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; v = - 0,3 m; h=4m) h=8m Trong ú S - lỳn ca cc (m) h - Chiu dy t yu phm vi gia c (m) q - p lc gõy lỳn (kPa) a - T s quy i din tớch, a = A/d2 A - Din tớch tit din ngang ca cc (m2) Hỡnh 3.8- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; v = - 0,3 m; h=8m) h=14m 20 Hỡnh 3.5- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM khong cỏch cc thay i (trng hp D=0,7m; v = - 0,3 m) - V lỳn tng i: Khi t l khong cỏch cc v ng kớnh cc khong 1,5 ln thỡ chờnh lch lỳn tng i gia phn cc v phn t yu l rt Khi tng t l ny l ln thỡ lỳn tng i cng thay i khụng ỏng k so vi trng hp 1,5 ln V t l ny tng lờn n ln thỡ chờnh lch lỳn tng i gia phn CXM v t yu rt ln - V lỳn tuyt i: Quy lut thay i lỳn ca b mt nn t t nhiờn khỏc rt nhiu, khong cỏch cc bng t 3-4 ln ng kớnh cc thỡ lỳn tuyt i ca b mt nn t t nhiờn ln (25cm) v tng theo quy lut ng thng, khong cỏch ny l 1,5-2 ln thỡ lỳn ny gim nhanh hn rt nhiu (18 cm), quy lut thay i lỳn cng l ng thng nhng l ng góy khỳc v hng v phớa trờn ca th b ng kớnh cc thay i (D thay i), khong cỏch cc (d) c nh Nhn xột: Quy lut thay i lỳn ca nn t tng t nh trng hp 3.2.3.4.a nhng giỏ tr thay i khỏc v s liu u vo c ng kớnh, khong cỏch cc c nh, chiu di cc (L) thay i Bi toỏn 2b : D = 0,7m; d = 1,4m Chiu di cc thay i L = 2m; 3m; 4m; 5m; 6m; 7m; 8m Hỡnh 3.6- Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM chiu di cc thay i (trng hp D=0,7m; d=1,4m; v = - 0,3 m) d - Khong cỏch gia tim cỏc cc (m) Ec v Ep - Mụ un n hi ca cc v ca nn t thiờn nhiờn cha gia c lỳn ca phn t di khu vc c gia c: lỳn xy vựng nh hng n sõu tha iu kin [36]: (2.9) z 0,1 H Trong ú: H - Chiu sõu vựng nh hng lỳn (m) - Trng lng th tớch ca t (kN/m3) 2.2.5 Phng phỏp tớnh toỏn theo tiờu chun Thng Hi Trung Quc [25] - Tớnh toỏn lỳn qL (2.10) S1 a.Ec (1 a).E s Trong ú: q - p lc gõy lỳn (kPa) L - Chiu di ca cc (m) a - T s quy i din tớch Ec, Ep -Mụ un n hi ca cc v lp t nn (kPa) lỳn ca phn t di khu vc gia c cng c xỏc nh theo cụng thc 2.16 2.2.6 Phng phỏp tớnh toỏn cỏc h s thit k Vit Nam [10],[11],[12] a n nh Sc khỏng ct ca nn gia c Phõn tớch n nh da theo cỏc phng phỏp nn tng ng Nn t tng ng cú cng khỏng ct c xỏc nh: (2.11) ct = cuu(1-a) +a.cuc Trong ú : cuc, cuu - Sc khỏng ct ca CXM v nn t gia cc (kPa) a1 - T s din tớch: a = n.Ac / B1B2 n - S cc 1m chiu di t 10 19 B1B2 -Kớch thc gia c (m2) Ac -Din tớch cc (m2) Phõn cỏch cỏc cc Phỏ hoi xy vựng chu ct phõn cỏch cỏc cc hng mt trt nm gn nh cc v sc khỏng kộo thp vựng gi X lý ton u tiờn cn phõn tớch n nh cụng trỡnh bờn trờn lm vic ng thi vi nn x lý Tip theo, cn phõn tớch n nh ca nn x lý chu tỏc dng ca ngoi ti b lỳn lỳn ton phn Tớnh lỳn tng cng ca t nn nh sau: (2.12) S = S1 +S2 Trong ú : S1 l lỳn ca c gia c (m) S2 l lỳn ca phn t khụng c gia c, nm di mi cc (m) lỳn ca gia c S1 c tớnh nh sau: o i vi cc chng: S1 q.h a.Ec (1 a) E p i vi cc cc treo: c ' q' q.h S1 un h'.lg a.Ec (1 a) E p e0 (2.13) o (2.14) Trong ú : q - p lc cụng trỡnh tỏc dng lờn (kPa) h - Chiu dy lp t yu c gia c (m) a - T s din tớch Ep - Mụ un n hi ca t (kPa) Ec - Mụ un n hi ca cc (kPa) q - p lc tỏc dng lờn lp t yu khụng c gia c di mi cc h - Chiu dy lp t yu khụng c gia c di mi cc (m) Hỡnh 3.3- lỳn ca b mt nn t t nhiờn (D = 0,7m; d = 2,8m) 3.2.3.4 Trng hp cú xột n lỳn c kt theo thi gian Giai on : thi cụng xong CXM, thi gian T = ngy Giai on : thi cụng lp t p, thi gian thi cụng T = ngy Giai on : Ch t c kt v gia ti, thi gian T = 200 ngy Phõn tớch cỏc kt qu tớnh toỏn a ng kớnh cc (D) c nh, khong cỏch cc (d ) thay i Bi toỏn 1a : D = 0,6m: d cc thay i: 0,9m 1,2m 1,8m 2,4m Bi toỏn 1b : D = 0,7m d cc thay i : 1m 1,4m 2,1m 2,8m Nhn xột: Dng biu lỳn cỏc trng hp l tng t nhau, c th: + Theo biu v lỳn thỡ chia phn rừ rt, phn CXM cú cng ln (mụ un n hi ln) nờn lỳn cú giỏ tr nht v gn nh l bng ch thay i khong 0-1cm trờn ton chu vi cc, ú lỳn ca phn t xung quanh cc thay i ln (khong 10cm) + Khi khong cỏch cc tng lờn dn n lỳn tng th ca c nn t cng nh lỳn tng i ca phn CXM so vi phn t yu cng tng lờn (Hỡnh 3.12-Hỡnh 3.13) Hỡnh 3.4 - Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM khong cỏch cc thay i (trng hp D=0,6m; v = - 0,3 m) 18 11 - Gi nguyờn khong cỏch cc v ng kớnh cc, thay i chiu di cc: Thay i chiu di cc, thay i chiu dy lp t yu + Trng hp c nh chiu dy lp t yu v thay i chiu di cc: Xột trng hp CXM cha vt qua, bng v vt qua lp t yu + Trng hp thay i chiu dy ca lp t yu: Kho sỏt thay i chiu dy lp t yu t 4m n 30m tỡm c chiu di cc hp lý 3.2.3 ng cao tc Bn Lc - Long Thnh (gúi thu A5) [12] 3.2.3.1.Gii thiu v d ỏn 3.2.3.2 Cỏc thụng s chớnh ca nn ng v CXM Bng 3.1- Cỏc c trng c lý ca t yu, CXM, t p v t nn [12] cun - Ch s nộn ca lp t yu di mi cc e0 - H s rng t nhiờn ca lp t yu di mi cc lỳn ca phn t nn phớa di S2 lỳn S2 c tớnh theo nguyờn lý cng tng lp Phm vi vựng nh hng lỳn n chiu sõu m ti ú ỏp lc gõy lỳn khụng vt quỏ 10% ỏp lc t t nhiờn Theo tiờu chun 22 TCN 262-2000[3], S2 c tớnh nh sau: Vt liu t yu CXM t p t nn Mụ un n hi E (kPa) 3150 150000 50000 30000 H s Poisson 0,35 0,2 0,2 0,3 Khi lng riờng (kg/m3) 1440 2000 1900 2010 Gúc ni ma sỏt (o) 8,6 30 30 20 Lc dớnh n v c (kPa) 15 129 250 Gúc trng n 0 0 3.2.3.3 Trng hp khụng xột n lỳn c kt theo thi gian Hỡnh 3.1- lỳn ca b mt nn t t nhiờn (D = 0,7m; d = 1,4m) n Hi C i lg( ipz / ivz )+C ic lg( iz + ivz )/ ivz (2.15) i r i=1 1+e o S2 = Trong ú: hi - B dy lp t tớnh lỳn th i di mi cc (m) eoi -H s rng ca lp t th i trng thỏi t nhiờn ban u cni -Ch s nộn lỳn ca lp t th i phm vi i ipz cni -Ch s nộn lỳn ca lp t th i phm vi i ipz vzi , ipz , zi - p lc trng lng bn thõn ca cỏc lp t t nhiờn nm trờn lp i, ỏp lc tin c kt lp i v ỏp lc ti trng p gõy lp th i (kPa) 2.2.7 Phng phỏp thit k theo BCJ ca Nht Bn [59] a Tiờu chun n nh Phng phỏp, iu kin tớnh toỏn v cỏc thụng s tớnh toỏn n nh ca phng phỏp ny tng t nh phng phỏp nn tng ng (Xem phn 2.2.2) b Tiờu chun sc chu ti Sc chu ti thng ng cho phộp ca nn hn hp (Ra) s l tr s nh hn ca Ra1 v Ra2 Ra1 / k Rd A f f di Li .Ls / Axq Ra / k n.Ru / A f R a R a1 , R a Hỡnh 3.2 - lỳn ca b mt nn t t nhiờn (D = 0,7m; d = 2,1m) (2.16) (2.17) Trong ú: Ra - Sc chu ti thng ng cho phộp ca nn hn hp (kPa); 12 17 Ra1 - Sc chu ti thng ng cho phộp nhn c t c ch sc chu ti ca nn gia c (kPa); Ra2 - Sc chu ti thng ng cho phộp nhn c t c ch sc chu ti thng ng ca cỏc CXM c lp (kPa); Rd - Sc chu ti thng ng ti hn ca lp t di nn gia c (kPa); Ls - Chiu di bao quanh nn gia c (m) k - H s an ton n - S cc gia c Li - Chiu di CXM th i (m); c Tiờu chun lỳn Phng phỏp ny, lỳn c tớnh theo nguyờn tc tng t phng phỏp ca Vin k thut Chõu (AIT) (Xem phn 2.2.3) 2.2.8 Phng phỏp thit k theo CDIT ca Nht Bn lỳn cui cựng ca nn gia c (S) c tớnh toỏn bng cỏch nhõn lỳn c kt ca nn t t nhiờn cha gia c vi mt h s gim lỳn lỳn c kt ca nn cha gia c c tớnh toỏn theo lý thuyt c kt ca Tezaghi [36], [37] Chng III: NGHIấN CU XC NH CC THễNG S CHNH KHI S DNG H CXM TRONG XY DNG NN NG P TRấN T YU 3.1 Vn t Cn thit phi cú cỏc phõn tớch v trng thỏi ng sut, bin dng, ng x cc b nhm cú c mt kt qu tớnh toỏn thit k chớnh xỏc v hp lý Núi cỏch khỏc, cựng vi vic tớnh toỏn thit k theo quy trỡnh, cn thit phi cú cỏc phõn tớch tớnh toỏn bng phng phỏp s Nghiờn cu la chn mt mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý bng phng phỏp s, khụng nhng cú th mụ t chớnh xỏc nht ng x ca nn t yu s dng CXM, m cũn cú th giỳp ỏnh giỏ nh hng ca cỏc thụng s c bn ca CXM nh chiu di cc, ng kớnh cc v khong cỏch gia cỏc cc n ng x ca nn t sau gia c 3.2 Tớnh toỏn xỏc nh s b trớ hp lý h cc t xi mng 3.2.1 Phõn tớch mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý xột nh hng cỏc thụng s hỡnh hc 3.2.2 Cỏc ni dung tớnh toỏn 3.2.2.1 Cỏc gi thuyt tớnh toỏn Lut n Mohr-Columb c gỏn cho cỏc lp t v Lut n hi tuyn tớnh c gỏn cho phn CXM S dng mụ hỡnh i xng trc xem xột s lm vic ca h cc v nn t, vựng t yu xung quanh cc Li phn t hu hn gm cỏc phn t tam giỏc nỳt Liờn kt gia cỏc phn CXM v t nn cng nh gia t yu, CXM v t p nn ng l liờn tc 3.2.2.2 Cỏc s liu a cht phc v tớnh toỏn 3.2.2.3 Cỏc trng hp tớnh toỏn: Ba trng hp tớnh toỏn, bao gm: - Gi nguyờn chiu di cc, ng kớnh cc v thay i khong cỏch cc: S dng ng kớnh CXM D = 0,6; 0,7; 0,8m tỡm c quy lut v chn la c phng ỏn hp lý la chn quan h khong cỏch v ng kớnh cc Khong cỏch cc c thay i theo t l so vi ng kớnh cc ln lt l d/D = 1,5; 2; 3; - Gi nguyờn chiu di cc v khong cỏch cc, thay i ng kớnh cc: C nh khong cỏch ca cỏc cc, sau ú chn ng kớnh theo cỏc t l d/D =1,5; 2; 3; tỡm quy lut v a phng ỏn hp lý la chn quan h khong cỏch v ng kớnh cc S S c 1 (n1 1).a s p mvc n1 t mvs S c h.cun log (2.18) (2.19) (2.20) (2.21) Trong ú: as - T l gia c mvc - H s nộn lỳn ca lp t cha gia c mvs - H s nộn lỳn ca CXM n1 - H s trung ng sut S - lỳn c kt ca nn gia c (m) Sc - lỳn c kt ca nn t yu ban u cha c gia c (m) 1- H s gim lỳn ng sut thng ng ban u (kPa) 16 13 Mụ hỡnh ny ch ỳng vi mt ct ct ngang qua tim cỏc CXM 2.5.3.2 Mụ hỡnh 3D [17], [55] Mụ hỡnh 3D l hp lý nht mụ t ng x ca nn t yu sau gia c Tuy nhiờn nú l mụ hỡnh phc thi gian vỡ thi gian tớnh toỏn di 2.5.3.3 Mụ hỡnh i xng trc [17], [54], [55] Mụ hỡnh i xng trc c s dng cho cu trỳc hỡnh trũn mt ct xuyờn tõm, ú bin dng v trng thỏi ng xut c gi nh l ging ht bt k hng no xung quanh trc trung tõm Mt cc i din s c tớnh toỏn vi vựng t xoay trũn xung quanh cc Mụ hỡnh ny c bit phự hp vi vựng t yu cn gia c cú kớch thc ln t - ng sut thng ng tỏc dng lờn t yu gia cỏc cc (kPa) p - ng sut thng ng tỏc dng lờn CXM (kPa) lỳn ca nn t di ỏy múng tng tng c tớnh toỏn theo lý thuyt c kt Terzaghi: Hỡnh 2.4 - Mụ hỡnh i xng trc cho h CXM Vi c im kt cu hỡnh trũn, ti trng i xng vi theo tt c cỏc phng quanh trc trung tõm (trc i qua tim cc) thỡ s lm vic ca h CXM phự hp vi mụ hỡnh i xng trc Do vy mụ hỡnh i xng trc s c la chn cho tớnh toỏn chng III ca lun ỏn 2.5.4 Cỏc c trng c lý ca vt liu 2.7 Kt lun chng chng ny NCS ó trỡnh by chi tit v cỏc phng phỏp tớnh toỏn thit k, phõn tớch nhm lm rừ cỏc u nhc im ca tng phng phỏp Trờn c s ú la chn c chng trỡnh tớnh phự hp vi ni dung lun ỏn Trong chng ny NCS cng ó rỳt c nhng cũn tn ti liờn quan n cụng tỏc tớnh toỏn thit k h CXM núi chung v gia c nn p trờn t yu núi riờng nc ta õy l nhng ni dung m cỏc nh t thit k Vit Nam cn phi khc phc nhm cú cỏc thit k hp lý vi iu kin thc t Vit Nam S cb mvc ( H cb H x ) p ' (2.22) Trong ú: Scb - lỳn ca nn t di ỏy múng tng tng (m); Hcb - Chiu dy lp t di ỏy nn gia c (m); mvc - H s nộn lỳn ca lp t di nn gia c (1/ kPa) lỳn tng ca nn gia c cc treo bng tng lỳn ca phn CXM v lỳn ca nn di ỏy múng tng tng: (2.23) S = Sc + Scb 2.3 Nhúm cỏc phng phỏp tớnh theo phng phỏp s [18], [47] [48], [62] 2.3.1 Phn mm LagaProgs V5.1 [51] Lagaprogs V5.1 l chng trỡnh tớnh toỏn, mụ phng ng x ca vt liu v kt cu cụng trỡnh, c bit l lnh vc a k thut bng phng phỏp phn t hu hn; c vit bng ngụn ng Fortran v phỏt trin ti i hc Liốge, Vng quc B (www.ulg.ac.be) 2.3.2 Phn mm PlaxisV8.2 [55], [56], [57] [58] Phn mm plaxis V8.2 nm b mụ un ca Plaxis c xem l mt nhng chng trỡnh tớnh chuyờn dựng nht v cha ng y nht nhng bi toỏn a k thut thng gp thc t, cho phộp tớnh toỏn t cỏc bi toỏn n gin cho n phc vi kt qu cú th xut mt cỏch chi tit v chớnh xỏc cao nờn c nhiu nc trờn th gii v Vit Nam tin dựng cho cỏc bi toỏn a k thut 2.4 La chn phng phỏp tớnh toỏn thit k h cc t xi mng gia cng nn ng p trờn t yu - Phng phỏp nn tng ng [21], [54]: L mụ hỡnh tớnh toỏn n gin, cc v nn t yu xung quanh c quy i v nn tng ng thụng qua h s t l gia c cha phn ỏnh tt ng x ca CXM nn t yu nờn cú mc tin cy khụng cao Khi chiu di thit k CXM ln, sc chu ti ca lp t di mi cc c tớnh toỏn thụng qua cỏc cụng thc sc chu ti ca múng nụng v khụng xột n ma sỏt thnh bờn ca nn tng ng l cha thc s hp lý 14 15 - Phng phỏp AIT [21]: Phng phỏp AIT ỏp dng ng thi mụ hỡnh cc v mụ hỡnh nn tớnh toỏn nờn ng x ca CXM v t nn c xem xột khỏ chi tit v phự hp hn vi iu kin thc t Hn ch chớnh ca phng phỏp ny l h s trung ng sut cha c lý lun cht ch v ỏnh giỏ sc khỏng ca cc n khỏ cao - Phng phỏp BCJ [21], [59]: Phng phỏp BCJ cng ỏp dng ng thi mụ hỡnh cc v mụ hỡnh nn tớnh toỏn nờn ng x ca CXM v t nn c xem xột khỏ chi tit v phự hp hn vi iu kin thc t Hn ch tớnh toỏn h s ny l cỏc thụng s mụ un n hi v h s Poisson ca nn t yu rt khú xỏc nh Cỏc thụng s ny thng tớnh toỏn thụng qua cỏc mi quan h tng quan thc nghim - Phng phỏp CDIT [21], [32]: Phng phỏp CDIT ỏp dng mụ hỡnh nn tớnh toỏn Phng phỏp khụng hng dn kim toỏn sc chu ti ú khụng ỏnh giỏ c ng x ca CXM vi nn t yu lỳn ca nn gia c c tớnh thụng qua lỳn ban u ca nn cha gia c cú xột h s gim lỳn l cha cht ch, quỏ n gin v khụng phự hp vi phng phỏp tớnh lỳn hin hnh - Phng phỏp phn t hu hn [17], [20], [21], [58] : Phng phỏp phn t hu hn l phng phỏp tip cn hin i ngnh a k thut, cho phộp mụ hỡnh phự hp nht vi iu kin lm vic thc t ca cụng trỡnh S lng thụng s u vo ln v phc l khú khn tip cn phng phỏp ny nờn cn cú kin thc sõu v mụ hỡnh t nn cng nh kinh nghim i vi tng loi t la chn mụ hỡnh v thụng s hp lý Phng phỏp phn t hu hn cú tin cy rt cao nờn phự hp vi cỏc cụng trỡnh quy mụ ln, quan trng, yờu cu tớnh kinh t - k thut v mc tin cy cao Vi kh nng tựy bin cao, mụ hỡnh hiu qu nhiu iu kin lm vic khỏc v phc nờn phng phỏp cú th phự hp vi nhiu iu kin a k thut khỏc v cụng ngh thi cụng khỏc La chn phng phỏp tớnh: Cỏc phng phỏp tớnh theo tiờu chun thit k cha xột ỳng bn cht mụ hỡnh ng x ca nn t c th cha xột n nh hng ca dũng thm, nh hng ca hin tng c kt, cng phõn gii Cỏc cụng thc tớnh ca cỏc phng phỏp tiờu chun ch yu l cỏc cụng thc thc nghim nờn s dng nhiu gi thit gn ỳng dn n kt qu cú tin cy khụng cao Phng phỏp phn t hu hn ó tớch hp c nhiu mụ hỡnh ng x ca vt liu, cú th tớnh cho nhiu iu kin a cht phc Kt qu tớnh ó xỏc nh trng ng sut v bin dng ca nn t sau gia c Phn mm Plaxis V8.2 l mt nhng phn mm tớnh toỏn cỏc bi toỏn a k thut mnh nht hin nay, cú xột n cỏc ng x cc b, bin dng ca nn t sau gia c T nhng phõn tớch trờn NCS chn phng phỏp phn t hu hn v i din l chng trỡnh Plaxis V8.2 lm chng trỡnh tớnh ch yu ca lun ỏn 2.5 La chn cỏc thụng s u vo ca phn mm Plaxis V8.2 2.5.1 Cỏc loi phn t s dng phn mm Plaxis V8.2 Plaxis V8.2 s dng loi phn t: phn t tam giỏc v 15 nỳt [55] Phn t nỳt Phn t 15 nỳt Hỡnh 2.2- Mụ hỡnh ca cỏc phn t Plaxic V8.2 Phn t tam giỏc nỳt cú ma trn cng c c lng bi phộp ly tớch phõn s dng tng ca ba im Gauss Phn t tam giỏc 15 nỳt cú cng c c lng bi phộp ly tớch phõn s dng tng ca mi hai im ng sut, nú em li nhng kt qu ng sut chớnh xỏc rt cao cho nhng khú, nhiờn chim nhiu b nh v lm chm quỏ trỡnh tớnh toỏn Lun ỏn s dng phn t tam giỏc nỳt tớnh toỏn cỏc trng hp chng III 2.5.2 Cỏc mụ hỡnh quan h vt liu 2.5.3 Cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn 2.5.3.1 Mụ hỡnh bin dng phng [17], [55] Mụ hỡnh ny xem ng x ca cc lm vic riờng r vi t yu (hỡnh 2.36) Hỡnh 2.3 - Mụ hỡnh bin dng phng cho bi toỏn CXM [...]... khong cỏch gia cỏc cc trong cỏc iu kin a cht khỏc nhau Vit Nam cú s dng h CXM trong xõy dng nn ng p trờn t yu Qua cỏc kt qu thu c, tỏc gi ó tin hnh phõn tớch, ỏnh giỏ v xỏc nh c cỏc thụng s chớnh ca h CXM trong xõy dng nn ng p trờn t yu Vit Nam, c th: + lỳn ca nn t sau gia c c chia lm hai phn, phn trong phm vi cc cú lỳn nh nht v gn nh khụng thay i trờn ton chu vi cc, trong khi ú lỳn ca phn t xung... Gii phỏp cc cỏt [30] [31] Gia c nn t yu bng cc cỏt l dựng mt thit b chuyờn dựng a vt liu cỏt vo nn t yu di dng cc cỏt nhm mc ớch ci thin tớnh cht c lý t nn, nõng cao sc chu ti t nn, gim lỳn cụng trỡnh Thoát nớc nền đờng Cát đệm hạt thô Dy 1m Đắp trả cát đen K90 Dy 0.5m Thoát nớc nền đờng Cọc cát D=40cm,L=5m Hỡnh 1.6- Gii phỏp cc cỏt gia c nn t yu Khi x lý bng cc cỏt, cú 2 quỏ trỡnh xy ra l quỏ trỡnh... hay lỳn cho phộp trong quỏ trỡnh khai thỏc), cụng ngh thi cụng, vt liu thi cụng 1.2.2 Cỏc gii phỏp x lý nn ng p trờn t yu hin nay 1.2.2.1 Gii phỏp thay t [23] Gii phỏp thay t l thay th mt phn hoc ton b lp t yu di nn ng bng lp t khỏc (m cỏt, m t) cú kh nng chu ti tt hn Cú th s dng vt liu a phng ti ch ci thin tớnh cht ca nn t yu 2.0% 2.00 2.0% 2.0% 2.0% Đất đắp k95 2.00 đo thay đất yếu đắp trả bằng cát... kinh t, xó hi 5 B cc ca lun ỏn Lun ỏn gm nhng phn sau: - M u - Chng 1: Tng quan v vn nghiờn cu Chng 2: Nghiờn cu la chn mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý khi thit k h cc t xi mng gia cng nn ng p trờn t yu Chng 3: Nghiờn cu xỏc nh cỏc thụng s chớnh khi s dng h cc t xi mng trong xõy dng nn ng p trờn t yu - Kt lun v kin ngh - Danh mc cỏc cụng trỡnh khoa hc ó cụng b - Ti liu tham kho - Phn ph lc 4 CHNG I TNG QUAN... la chn c mụ hỡnh tớnh toỏn hp lý khi thit k h CXM gia cng nn ng p trờn t yu l bi toỏn i xng trc c gii bng phng phỏp phn t hu hn Tip ú, lun ỏn nghiờn cu chuyờn sõu v thut toỏn, cỏc thụng s u vo, mụ hỡnh quan h vt liuca phn mm Plaxis mt trong nhng cụng c mnh trờn th gii hin nay x lý cỏc vn a k thut v la chn phn mm ny trong cỏc tớnh toỏn cho chng 3 Thụng qua phn mm Plaxis V8.2, nghiờn cu sinh ó tin hnh... nh chuyn v ngang ca t yu trong thi cụng cú nhng iu chnh phự hp nc ta gii phỏp c ỏp dng trờn QL5, QL1, QL18 1.2.2.3 Gii phỏp b phn ỏp [31] Gii phỏp x lý nn t yu bng b phn ỏp l gii phỏp c in thng c ỏp dng nhm mc ớch chớnh l tng cng s n nh trt ca nn ng trong quỏ trỡnh p cng nh trong quỏ trỡnh a tuyn ng vo khai thỏc 8 Hỡnh 1.2a - B phn ỏp 1 cp Hỡnh 1.2b - B phn ỏp 2 cp Khi dựng gii phỏp b phn ỏp, khụng... cu cp bỏch hin nay Hin nay trờn th gii cng nh nc ta x lý nn t yu cú rt nhiu phng phỏp khỏc nhau, trong ú cú phng phỏp trn sõu (Deep Mixing Method DMM) hay cũn gi l bin phỏp s dng cc t xi mng (CXM) ó v ang c ỏp dng rng rói trong xõy dng cỏc cụng trỡnh nh cao tng, giao thụng, thy li [34]Thc t cho thy, khi s dng CXM bờn cnh nhng vn v quy trỡnh v kim soỏt cht lng thi cụng, thỡ vn tớnh toỏn thit k CXM... cỏc mi liờn kt kin trỳc mi trong t, cỏc mi liờn h ny khỏ bn vng, ng thi cht ca t cng tng lờn Cỏc phn ng húa lý ch yu gm cú: phn ng thy húa xi mng vi nc, phn ng puzzolan gia cỏc thnh phn khoỏng vt puzzolan trong t vi Ca(OH)2, phn ng trao i ion Kt qu cui cựng lm gim hm lng nc trong t, tng bn, n nh, lm gim h s thm v lỳn ca t ng thi chng li s trng n, co ngút v tan ró ca t sau khi x lý Gii phỏp CXM c... nn t l rt ln, khi chiu di cc bng chiu dy lp t yu thỡ lỳn tng th gim v gn nh khụng thay i cho dự cú tng chiu di cc gia c Khi chiu dy lp t yu bộ (khong 20m) thỡ nh hng ca s thay i chiu di CXM n lỳn ca b mt nn t t nhiờn l rt ln Vi chiu dy lp t yu ln (> 20m) nh hng ca s thay i chiu di CXM gn nh khụng cũn nh hng n lỳn ca ỏy nn p Qua ú, lun ỏn kin ngh chiu di cc hp lý trong cỏc trng hp: Khi lp t yu cú... lỳn ca phn t yu v cc XM khi chiu di cc thay i (trng hp D=0,7m, d=1,4m; = - 0,3 m) 106 Hỡnh 3.18 - Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM khi chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; = - 0,3 m; L=4m) 107 Hỡnh 3.19 - Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM khi chiu di cc thay i (trng hp D=0,6m; = - 0,3 m; L=8m) 107 Hỡnh 3.20 - Tng quan v lỳn ca phn t yu v CXM khi chiu di cc thay i (trng