Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)

Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng dầu xây dựng trên nền đất yếu (Luận văn thạc sĩ)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG - TRỊNH NGỌC ANH NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC ĐẤT XI MĂNG GIA CỐ NỀN CHO BỂ CHỨA XĂNG DẦU XÂY DỰNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng & Cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC GS.TS NGUYỄN ĐỨC NGN Hải Phòng, 2015 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình khoa học tơi thực Các kết quả, số liệu luận văn trung thực chƣa đƣợc cơng bố cơng trình khác Tác giả luận văn Trịnh Ngọc Anh LỜI CẢM ƠN Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật công trình xây dựng với đề tài “Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố cho bể chứa xăng dầu xây dựng đất yếu” thể kiến thức thu nhận đƣợc học viên năm học Trƣờng đại học Dân lập Hải Phòng Học viên xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến: PGS.TS Nguyễn Đức Ngn, mơn Cơng trình ngầm - trƣờng đại học Kiến trúc Hà Nội, ngƣời trực tiếp hƣớng dẫn, bảo tận tình suốt thời gian nghiên cứu hoàn thành luận văn Ban giám hiệu nhà trƣờng tồn thể thầy thuộc khoa Xây dựng - Trƣờng đại học Dân lập Hải Phòng, ngƣời giúp đỡ cổ vũ tạo điều kiện cho học viên suốt trình học tập, định hƣớng nghiên cứu nhƣ thực luận văn Cuối tơi gửi lời biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, khích lệ, động viên vật chất tinh thần nguồn lực to lớn giúp tơi vƣợt qua khó khăn suốt q trình học tập nghiên cứu Hải Phòng, 15 tháng 12 năm 2015 Tác giả luận văn Trịnh Ngọc Anh MỤC LỤC THUẬT NGỮ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH MỞ ĐẦU 0.1 Đặt vấn đề 0.2 Mục đích, đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 0.2.1 Mục đích nghiên cứu 0.2.2 Đối tƣợng nghiên cứu 0.2.3 Phạm vi nghiên cứu 0.3 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 0.4 Phƣơng pháp nghiên cứu 0.5 Kết đạt đƣợc đề tài CHƢƠNG TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỌC XMĐ 10 1.1 Khái quát đất yếu xây dựng cơng trình .10 1.1.1 Khái niệm đất yếu 10 1.1.2 Mục tiêu xử lý đất yếu 11 1.2 Tổng quan cơng trình bể chứa xăng dầu 12 1.2.1 Giới thiệu chung 12 1.2.2 Phân loại bể chứa dầu khí 13 1.2.3 Bể chứa trụ đứng áp thƣờng 16 1.3 Tổng quan cọc đất xi măng 19 1.3.1 Lịch sử phát triển cọc đất xi măng 19 1.3.2 Khả ứng dụng cọc đất xi măng gia cố 19 1.3.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố bể chứa xăng dầu nƣớc ta 23 1.4 Kết luận chƣơng 26 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG GIA CỐ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU 27 2.1 Đặc điểm, tính chất cọc đất xi măng 27 2.1.1 Vật liệu cọc đất xi măng 27 2.1.2 Các yếu tố ảnh hƣởng đến hình thành cƣờng độ cọc ĐXM 31 2.1.3 Sự thay đổi cƣờng độ cọc ĐXM theo thời gian 34 2.1.4 Kinh nghiệm gia cố số loại đất yếu 36 2.2 Các quan điểm tính tốn cọc ĐXM gia cố đất yếu 39 2.2.1 Quan điểm cọc đất xi măng làm việc nhƣ cọc 39 2.2.2 Quan điểm tính tốn đất hỗn hợp 39 2.2.3 Quan điểm tính tốn kết hợp 41 2.3 Thiết kế cọc đất xi măng .42 2.3.1 Nguyên lý thiết kế 42 2.3.2 Tính tốn thiết kế 44 2.4 Công nghệ thi công cọc đất xi măng 50 2.4.1 Công nghệ trộn khô 52 2.4.2 Công nghệ trộn ƣớt 54 2.5 Công tác bảo đảm chất lƣợng 56 2.5.1 Yêu cầu thiết bị 56 2.5.2 Kiểm soát trƣớc thi công 58 2.5.3 Kiểm sốt q trình thi cơng 58 2.5.4 Thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng sau thi công 59 2.6 Kết luận chƣơng 62 CHƢƠNG ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU CHO CƠNG TRÌNH CỤ THỂ 63 3.1 Giới thiệu công trình .63 3.1.1 Kết cấu cơng trình 63 3.1.2 Điều kiện tải trọng 63 3.1.3 Điều kiện địa chất cơng trình 63 3.2 Tính tốn thiết kế 65 3.2.1 Thông số cọc đất xi măng 65 3.2.2 Kiểm toán sức chịu tải đất 67 3.2.3 Kiểm toán lún 68 3.3 Thi công cọc đất xi măng .68 3.3.1 Yêu cầu vật liệu thiết bị thi công 68 3.3.2 Trộn mẫu thử phòng thí nghiệm 70 3.3.3 Thi công thử cọc đất xi măng 70 3.3.4 Thi công đại trà cọc đất xi măng 71 3.3.5 Xử lý kỹ thuật thi công 73 3.4 Kiểm tra chất lƣợng nghiệm thu cọc đất xi măng 74 3.4.1 Kiểm tra chất lƣợng cọc đất xi măng 74 3.4.2 Nghiệm thu cọc đất xi măng 75 3.5 Kết luận chƣơng 76 KẾT LUẬN CHUNG 77 Các kết đạt đƣợc luận văn 77 Hƣớng phát triển luận văn 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 PHỤ LỤC I TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU BẰNG CỌC ĐẤT XI MĂNG 1 SỐ LIỆU THIẾT KẾ ĐẦU VÀO .1 TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG PHỤ LỤC II KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM NÉN NỞ HƠNG MỘT SỐ DỰ ÁN SỬ DỤNG CỌC XI MĂNG ĐẤT GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU 12 KẾT QUẢ THI CÔNG THỬ NGHIỆM SÂN BAY CẦN THƠ 12 KẾT QUẢ THI CÔNG THỬ NGHIỆM SÂN BAY CÁT BI – HẢI PHÒNG 15 KẾT QUẢ THI CÔNG THỬ NGHIỆM CẢNG SAO MAI BẾN ĐÌNH – THÀNH PHỐ VŨNG TÀU 18 -1- THUẬT NGỮ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ĐXM Đất xi măng Fcf Cƣờng độ yêu cầu phần thân cọc (N/mm2) Fcp Cƣờng độ yêu cầu phần mũi cọc (N/mm2) φtđ Góc ma sát hệ tƣơng đƣơng (độ) Ctđ Lực dính hệ tƣơng đƣơng (kN/m2, t/m2) Etđ Mô đun đàn hồi hệ tƣơng đƣơng (T/m2, kg/cm2) Φxmd Góc ma sát cọc đất xi măng (độ) Cxmd Lực dính cọc đất xi măng (kN/m2, t/m2) Exmd Mô đun đàn hồi cọc đất xi măng (t/m2, kg/cm2) Φtn Góc ma sát đất xung quanh cọc (độ) Ctn Lực dính đất xung quanh cọc (kN/m2, t/m2) Etn Mô đun đàn hồi đất xung quanh cọc (t/m2, kG/cm2) a Tỷ diện tích cọc đất xi măng σsoil Áp lực phân bố tác dụng lên đất xung quanh (t/m2, kG/cm2) σcol Áp lực phân bố tác dụng lên đầu cọc (t/m2, kG/cm2) P Tổng tải trọng phân bố tính đến cao độ đỉnh cọc (kN) qa Cƣờng độ chịu tải đất xung quanh cọc (kN)  Dung trọng tự nhiên đất B Chiều rộng móng quy ƣớc (m) D Chiều sâu móng quy ƣớc (m) FS Hệ số an tồn C Lực dính kết đất (kN/m2, t/m2) S1 Độ lún khối gia cố cọc đất xi măng (m) S2 Độ lún đất phía dƣới (m) U Độ cố kết theo thời gian Ch Hệ số cố kết theo phƣơng ngang đất -2- T Thời gian lún cố kết (s) R Bán kính ảnh hƣởng cọc (m) S Khoảng cách tâm cọc đất xi măng (m) LD Chiều dài thoát nƣớc (m) ks Hệ số thấm đất kc Hệ số thấm cọc đất xi măng Si Độ lún tức thời đất (mm) Sc Độ lún cố kết sơ cấp đất (mm) Ss Độ lún cố kết thứ cấp đất (mm) hi Chiều dày lớp đất tính lún thứ i (m) e0i Hệ số rỗng lớp đất thứ i trạng thái tự nhiên ban đầu Cci Chỉ số nén lún lớp đất thứ i C ri Chỉ số nén phục hồi lớp đất thứ i  ipz Áp lực tiền cố kết lớp đất thứ i (T/m2)  vzi Áp lực trọng lƣợng thân lớp đất nằm lớp đất thứ i (T/m2)  zi Áp lực tải trọng đắp gây nên lớp đất i (T/m2) C Hệ số cố kết thứ cấp ep Hệ số rỗng đất kết thúc lún cố kết sơ cấp Thời gian kết thúc lún cố kết sơ cấp (s) t Thời gian tính lún cố kết thứ cấp (s) Uv Độ cố kết theo phƣơng đứng Tv Nhân tố thời gian Cvtb Hệ số cố kết trung bình theo phƣơng thẳng đứng lớp đất yếu phạm vi chiều sâu chịu nén cực hạn Ha Cvi Hệ số cố kết theo phƣơng thẳng đứng lớp đất yếu thứ i -3- hi Chiều dày lớp đất i phạm vi vùng chịu nén Ha (m) T Số lần trộn mét dài (n/m) M Số lƣợng tổng cộng cánh trộn Nd Tốc độ quay cánh trộn hạ xuống (vòng/phút) Vd Tốc độ hạ xuống cánh trộn (m/phút) Nu Tốc độ quay cánh trộn rút lên (vòng/phút) Vu Tốc độ rút lên cánh trộn (m/phút) Wi Lƣợng xi măng đƣợc phun trình khoan xuống (l) W Lƣợng xi măng phun tồn q trình (l) -4- DANH MỤC BẢNG Bảng 2.1: Cường độ yêu cầu phần mũi cọc 28 Bảng 2.2: Điều kiện cấp phối tiêu chuẩn phần thân cọc 29 Bảng 2.3: Điều kiện cấp phối tiêu chuẩn phần mũi cọc 30 Bảng 2.4: Tỷ lệ trộn vữa xi măng 30 Bảng 2.5: Bảng hiệu gia cố loại đất chất gia cố [10] .36 Bảng 2.6: Bảng thống kê số loại đất gia cố sau 38 Bảng 2.7: Công nghệ thi công cọc ĐXM Bắc Âu – Nhật Bản [3, Tr20] 52 Bảng 2.8: Công nghệ đạt công tác thi công cọc ĐXM [3, Tr21] 52 Bảng 2.9: Thông số thi công cọc đất xi măng 59 Bảng 3.1: Các thông số thiết bị thi công thử cọc ĐXM 70 Bảng 3.2: Thông số nghiệm thu cọc đất xi măng 76 ... quan cọc đất xi măng 19 1.3.1 Lịch sử phát triển cọc đất xi măng 19 1.3.2 Khả ứng dụng cọc đất xi măng gia cố 19 1.3.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố bể. .. xây dựng với đề tài Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố cho bể chứa xăng dầu xây dựng đất yếu thể kiến thức thu nhận đƣợc học viên năm học Trƣờng đại học Dân lập Hải Phòng Học viên xin... bể chứa xăng dầu nƣớc ta 23 1.4 Kết luận chƣơng 26 CHƢƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG GIA CỐ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU 27 2.1 Đặc điểm, tính chất cọc đất xi măng