Tiểu luận địa kỹ thuật, đại học gtvt, MHV4145064

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.

1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU1.1 Khái niệm về đất yếu.

Đất yếu là những loại đất có khả năng chịu tải nhỏ, có sức chịu tải nhỏ hơn tải trọng của công trình hoặc yêu cầu của công trình có tính nén lún lớn, hầu như bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn môđun biến dạng thấp lực chống cắt nhỏ Nếu không có biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên nền đất yếu này sẽ rất khó khăn hoặc không thể thực hiện được.

1.2 Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu.

Một số chỉ tiêu của đất yếu có thể tham khảo như sau:

- Độ ẩm: W ≥ 30% đối với đất cát pha, W ≥ 50% đối với đất sét, W ≥ 100% đối với đất hữu cơ.

- Hệ số rỗng: e ≥ 1.

- Lực dính theo kết quả cắt nhanh không thoát nước: C ≤ 0,15 daN/c - Lực dính theo kết quả cắt cánh hiện trường: ≤ 0,35 daN/c

- Góc nội ma sát: φ ≤ 1

- Môđun biến dạng E ≤ 50 daN/c - Chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT N < 5 - Sức chống mũi xuyên tĩnh < 0,1 MPa.

1.3 Các loại nền đất yếu thường gặp.

Ở Việt Nam thường gặp các loại đất sét mềm, bùn và than bùn Ngoài ra, ở một số vùng còn gặp các loại đất có tính chất lún sập như đất bazan ở Tây Nguyên và thi thoảng còn gặp các lớp cát chảy là những loại đất yếu có tính chất riêng biệt.

1.3.1 Đất sét mềm.

Đất sét mềm là loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt và bão hòa nước Thành phần gồm chủ yếu các loại hạt nhỏ như thạnh anh, fenspat (phần phân tán thô) và các khoáng vật sét (phần phân tán mịn) Các khoáng vật sét này là các silicat alumin cá thể có chứa các ion

quyết định đến tính chất cơ lý của đất sét Vì vậy khi đánh giá đất sét về mặt địa chất công trình cần nghiên cứu thành phần và khoáng vật sét của nó

1.3.2 Bùn

Theo quan điểm địa chất thì bùn là các lớp đất mới được tạo thành trong môi trường nước ngọt hoặc nước mặn, gồm các hạt rất nhỏ (nhỏ hơn 200µ), tỉ lệ phần trăm hữu cơ nói chung dưới 10%.

Bùn được tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tại đáy biển, vịnh hồ hoặc các bãi bồi cửa sông Bùn luôn no nước và yếu về mặt chịu lực.

Cường độ bùn rất nhỏ, biến dạng lớn, môđun biến dạng chỉ vào khoảng 1 - 5 daN/c (bùn sét), và 10 - 25 daN/c (bùn á sét hoặc bùn cát), hệ số nén lún có thể đạt tới 2 - 3 daN/c

1.3.3 Than bùn.

Than bùn là đất yếu nguồn gốc hữu cơ, được tạo thành do phân hủy các di tích hữu cơ (chủ yếu là thực vật) tại các đầm lầy, nơi có nước đọng thường xuyên Than bùn có dung trọng khô rất thấp , hàm lượng hữu cơ chiếm 20 - 80%, thường có màu đen hoặc màu nâu sẫm, cấu trúc không mịn, còn thấy tàn dư thực vật.

Than bùn theo trạng thái tự nhiên được phân làm ba loại như sau:

- Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng sâu

1m trong chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1 – 2 ngày.

- Loại II: Loại có độ sệt không ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I nhưng

đất than bùn chưa ở trạng thái chảy.

- Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.

1.3.4 Các loại đất yếu khác.

Cát chảy: Gồm các loại cát mịn kết cấu rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể, có chứa nhiều hữu cơ hoặc sét Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái nhớt gọi là cát chảy Trong thành phần hạt của cát chảy hàm lượng các hạt bụi (0,002 – 0,05mm) thường chiếm 60 – 70% hoặc lớn hơn

Đất bazan: Đây cũng là loại đất yếu với đặc điểm độ rỗng lớn, dung trọng khô, dung trọng khô nhỏ, thành phần hạt của nó gần giống với thành phần hạt của đất á sét, khả năng thấm nước cao, dễ bị lún sập khi xây dựng công trình.

2 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.2.1 Cở sở lựa chọn phương pháp xử lý nền đất yếu.

Việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật xây dựng nền đắp trên đất yếu phụ thuộc vào các yếu tố sau:

- Tính chất và tầm quan trọng của công trình - Thời gian thi công và hoàn thiện công trình - Tính chất và chiều dày của lớp đất yếu.

- Những hạn chế về môi trường của dự án (phạm vi chiếm đất, sự nhạy cảm của chấn động, việc bảo vệ nước ngầm )

- Những khả năng về chi phí.

Các giải pháp được chọn gắn liền với hai nhóm kỹ thuật:

Nhóm đầu tiên tập hợp những phương pháp không cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng (xây dựng theo giai đoạn, bệ phản áp, giảm trọng lượng nền đắp, tăng cường bằng vật liệu địa kỹ thuật ).

Nhóm thứ hai tập hợp những phương pháp cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng (thay thế đất xấu, thoát nước theo phương thẳng đứng, cố kết hút chân không ).

2.2 Những phương pháp không cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng.2.2.1 Xây dựng nền đắp theo giai đoạn.

Mô tả phương pháp:

Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp, để đảm bảo cho nền đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ của nó bằng cách đắp đất từng lớp một, chờ cho đất nền cố kết, sức chịu tải tăng lên, có khả năng chịu được tải trọng lớn hơn thì mới đắp lớp đất tiếp theo.

Đắp trực tiếp trên đất yếu chỉ đảm bảo khi chiều cao đất đắp (bao gồm cả phần đất đắp dự phòng lún) ≤ chiều cao đắp giới hạn Do vậy để áp dụng giải pháp này phải dự báo được độ lún tổng cộng và phải xác định được tùy thuộc vào các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu và bề dày lớp đất yếu.

Để xác định một cách nhanh chóng ngoài việc sử dụng các chương trình tính toán ổn định đã được lập sẵn như Geo – Slope Có rất nhiều tác giả đã lập sẵn

toán đồ tiện dụng để tra như toán đồ Taylor, Mandel – Salenco Khi chiều cao đất đắp cao và độ lún lớn thì không thể đắp trực tiếp được.

Đắp dần theo giai đoạn (vừa đắp vừa chờ) là lợi dụng tối đa quãng thời gian thi công cho phép để tăng chiều cao đất đắp trực tiếp lên trị số Theo cách này đất đắp đến gọi là giai đoạn I, tiếp đó duy trì tải trọng đắp trong khoảng thời gian nhất định để chờ đất yếu phía dưới cố kết (chờ cho sức chống cắt của đất yếu tăng thêm theo mức độ cố kết đạt được trong thời gian ), nhờ đó có thể tăng chiều cao đắp lên đến và chờ tiếp một thời gian và cứ tiếp tục như vậy cho đến Trong quá trình đắp để tăng độ an toàn khi thi công nhiều tư vấn nước ngoài đã khống chế tốc độ đắp trung bình là 5cm/ngày trong một số công trình xây dựng qua vùng đất yếu của nước ta.

Hình 1: Phương pháp đắp nền đường trên đất yếu theo từng giai đoạn.

Giải pháp này bị khống chế bởi thời gian chờ cho phép phụ thuộc vào cách tính dự

Mô tả phương pháp:

Dùng bệ khi đắp nền đường trực tiếp lên đất yếu với tác dụng tăng mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt được yêu cầu về độ ổn định Bệ phản áp có vai trò như một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp nền đường với chiều cao lớn hơn, do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn Bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, chống sóng, chống thấm nước So với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất đắp bằng nhau sẽ có lợi hơn do giảm được mômen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở chân taluy.

Bề rộng của bệ phản áp mỗi bên nên vượt quá phạm vi cung trượt nguy hiểm ít nhất 1 – 3m Mặt trên bệ phản áp phải tạo dốc ngang 2% ra phía ngoài để hạn chế nước thấm vào nền đường đắp.

Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn và nên từ 1/3 – 1/2 chiều đắp chính rồi nghiệm toán ổn định theo phương pháp mặt trượt tròn đối với bản thân bệ phản áp và đối với nền đắp có bệ phản áp, nếu kết quả nghiệm toán đạt các yêu cầu về ổn định về trượt trồi thì bệ phản áp đã đạt yêu cầu về kỹ thuật.

Hình 2: Phương pháp sử dụng bệ phản áp.

Ưu điểm:

- Thi công đơn giản, nhanh gọn.

- Tận dụng được nguồn vật liệu địa phương.

Nhược điểm:

- Khối lượng đất đắp lớn chiếm nhiều diện tích, phương pháp này không thích hợp với những nơi phải vận chuyển đất đắp từ nơi khác đến.

Phạm vi áp dụng:

- Những công trình cho phép mặt bằng xây dựng lớn và tận dụng được nguồn đất đắp địa phương.

2.2.3 Gia tải tạm thời.

Mô tả phương pháp:

Phương pháp gồm có việc đặt một gia tải (thường là 2 – 3m nền đắp bổ sung) trong vài tháng rồi sẽ lấy đi ở thời điểm T mà ở đó nền đường sẽ đạt được độ lún cuối cùng dự kiến như trường hợp với nền đắp không gia tải Nói cách khác đây là phương pháp cho phép đạt được một độ cố kết yêu cầu trong một thời gian ngắn hơn.

Để có hiệu quả thì theo kinh nghiệm của các nước, chiều cao đắp không được nhỏ quá (thường là 2 – 3m) và duy trì tải trọng đắp thêm này ít nhất là 6 tháng Phần đắp gia tải trước không cần đầm nén và có thể dùng cả đất xấu lẫn hữu cơ.

Gia tải tạm thời phải phù hợp với điều kiện ổn định của nền đắp Phương pháp này chỉ nên dùng khi chiều cao đắp giới hạn cao hơn nhiều so với chiều cao đắp thiết kế.

Hình 3: Phương pháp gia tải tạm thời.

Ưu điểm:

- Thi công đơn giản.

- Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất.

- Tăng nhanh thời gian cố kết và độ ổn định theo thời gian Nền đất yếu

Nền đắp Gia tải

Nhược điểm:

- Thời gian thi công kéo dài.

Phạm vi áp dụng:

- Nền đất dưới công trình có tính nén lún lớn và biến dạng không đồng đều như đất sét, sét pha ở trạng thái chảy hoặc đất cát và thời gian thi công kéo dài.

- Có thể dùng kết hợp với những phương pháp thoát nước thẳng đứng như bấc thấm, giếng cát

2.2.4 Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật.

Mô tả phương pháp:

Vải địa kỹ thuật được chế tạo từ polypropylene hoặc polyester Vải địa kỹ thuật được chia làm 3 loại là vải dệt, vải không dệt và vải phức hợp và có 4 chức năng chủ yếu: Phân cách, lọc, tiêu thoát nước và gia cường

Việc sử dụng vải ĐKT cho phép tiêu thoát nước ở các lớp bên dưới vải ĐKT , làm tăng độ bền, tính tổn định cho nền đường đi qua khu vực nền đất yếu.

Nguyên lý của giải pháp này là dùng vải, lưới địa kỹ thuật làn cốt tăng cường ở đáy nền đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu Do bố trí cốt như vậy khối trượt của nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cố chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mước ổn định cho nền đắp Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn có thể vượt quá chiều cao đắp giới hạn nhiều hay ít.

Tăng cường ổn định bằng giải pháp này thi công đơn giản nhưng cần chú ý rằng giải pháp này không có tác dụng giảm lún vì vậy nó chỉ có thể sử dụng một mình khi độ lún

II: Vùng bị động.

R: Bán kính tâm trượt nguy hiểm nhất F: Lực kéo mà vải phải chịu (T/m).

Y: Cánh tay đòn của lực F đối với tâm trượt nguy hiểm nhất.

và : chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động và vùng bị động.

: Chiều cao đất đắp trên vải (thay đổi trong phạm vi và , từ =h đến =0) Việc đắp một hoặc nhiều lớp vải địa kỹ thuật hoặc lưới vải địa kỹ thuật ở đáy của nền đắp sẽ làm tăng độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định của nền đường chống lại sự trượt tròn Như vậy có thể tăng chiều cao nền đắp đất của từng giai đoạn không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất Vải địa kỹ thuật còn có tác dụng phụ làm cho độ lún dưới nền đất đắp được đồng đều hơn.

Ưu điểm:

- Thi công đơn giản, nhanh gọn, không cần thiết bị công nghệ cao, giá thành thấp, không phụ thuộc vào mực nước ngầm.

Nhược điểm:

- Không giảm được thời gian lún và độ lún cố kết của công trình.

Phạm vi áp dụng:

- Thường được áp dụng kết hợp với một số biện pháp thoát nước thẳng đứng.

2.3 Những phương pháp cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng.2.3.1 Đào một phần hoặc đào toàn bộ đất yếu.

Mô tả phương pháp:

Tiến hành bằng cách đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu và thay vào đó là một lớp đất tốt hoặc cát hạt trung, hạt thô đầm chặt.

Phương pháp này thích hợp với lớp đất yếu có chiều dày nhỏ hơn vùng ảnh hưởng của tải trọng đắp Việc thay đất là đào bỏ lớp đất xấu để thay bằng lớp đất tốt hoặc cát hạt trung, hạt thô đầm chặt thì việc thay đất này sẽ khó khăn hơn khi thi công dưới nước (trường hợp thường gặp với than bùn) và thực tế chỉ giới hạn với các chiều sâu đến vài mét Mặt khác việc thay đất cũng thường ảnh hưởng đến môi trường.

Việc thay thế toàn bộ hoặc một phần đất yếu bằng vật liệu có cường độ cao hơn và ít biến dạng hơn sẽ khắc phục được toàn bộ hoặc một phần các vấn đề về lún ổn định.

Hình 5: Phương pháp thay lớp đất tốt.

Ưu điểm:

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

- Giảm được độ lún, tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền do đó làm tăng nhanh khả năng chịu tải của nền và giảm thời gian ổn định lún của công trình.

Nhược điểm:

- Khối lượng đất, cát thay lớn, phương pháp này không thích hợp với những trường hợp phải đào bỏ lớp đất yếu chiều dày lớn hơn 3m.

2.3.2 Cột đất gia cố vôi và cột đất xi măng.

Mô tả phương pháp:

Từ lâu đã biết nếu trộn đất sét với một lượng vôi, xi măng hoặc chất liên kết vô cơ

Trước đây người ta hay gia cố nền đất yếu bằng giếng vôi Để thi công giếng vôi người ta đào (hoặc khoan) lỗ có đường kính 30 – 50cm cách nhau 2 – 5m rồi cho vôi chưa tôi vào, khi vôi tác dụng với nước vôi sống sẽ được tôi làm tăng thể tích (có khi tăng đường kính giếng lên đến 80%), do đó tác dụng của giếng vôi làm tăng cường độ, hút nước rồi tỏa nhiệt làm nước bốc hơi và giảm độ ẩm của nền đất yếu xung quanh giếng vôi Tuy nhiên, do độ thấm của đất rất nhỏ nên sự lan truyền của vôi trong khối đất bị hạn chế nên việc cả thiện tính chất của đất yếu của giếng vôi còn rất cục bộ.

Vôi sống phải là vôi nghiền, cỡ hạt lớn nhất nhỏ hơn 0,2cm, hàm lượng MgO và CaO phải không dưới 85% trong đó hàm lượng CaO phải không nhỏ hơn 80%.

Xi măng dùng loại xi măng Porland hoặc xỉ lò xo cao, phù hợp tiêu chuẩn nhà nước Không dùng xi măng quá hạn, ẩm ướt, vốn cục.

Đất được gia cố bằng vôi hoặc xi măng khá rắn chắc, có hệ số nén thấp, sức chống cắt cao so với đất không gia cố Cường độ chống cắt của đất sét không gia cố có thể lên tới 10 daN/c , tăng hơn 50 lần so với đất chưa gia cố.

Ưu điểm:

Đất yếu Thay lớp đất tốt Đất yếu Nền đắp

Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ (Ví dụ tại dự án Sunrise) Tốc độ thi công cọc rất nhanh.

- Hiệu quả kinh tế cao Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.

- Rất thích hợp cho công tác sử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển

- Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước - Khả năng xử lý sâu (có thể đến 50m).

- Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao - Dễ quản lý chất lượng thi công.

Mô tả phương pháp:

Đất yếu như bùn, than bùn và các loại đất dính ở trạng thái bão hòa nước có biến dạng lớn kéo dài theo thời gian và sức chịu tải thấp thường gặp ở các vùng đồng bằng Việc xây dựng các công trình có kích thước móng lớn như nền đường, nền sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi chịu tải trọng lớn thay đổi theo thời gian là đối tượng nghiên cứu của nhiều người thiết kế.

Trong những trường hợp này, đòi hỏi phải rút ngắn giai đoạn lún để sau khi hoàn thành xong công việc xây dựng và đưa công trình vào sử dụng thì độ lún gây ra tiếp đó sẽ không vượt quá giới hạn cho phép trong quy phạm thiết kế.

Phương pháp nén chặt đất bằng giếng cát để làm tăng sức chịu tải của nền đất đã được nhà bác học Nga M.X Voikov đề nghị đầu tiên vào năm 1840 và sau đó giáo sư V.I Kurdyumov năm 1986 Ở nước ta, phương pháp giếng cát được áp dụng tương đối rộng rãi như: Dự án nâng cấp cải tạo QL91, QL60 ở đồng bằng sông Cửu Long; ở miền Bắc có Dự án đầu cầu Nhật Tân, đường cao tốc Hòa Lạc – Hòa Bình.

Giếng cát xuất phát từ cột đá Ballast, giếng cát phải được tạo thành từ những loại cát đồng nhất, tiết diện liên tục theo chiều sâu và sức chịu tải của cát phải lớn hơn nhiều so với đất nền.

Giếng cát là một trong những phương pháp tốt, rẻ tiền và đáp ứng được các yêu cầu ở trên Giếng cát có hai tác dụng chính là:

- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm cho công trình xây ở trên nhanh chóng đạt được đến giới hạn ổn định về lún, đông thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều.

- Trong trường hợp nếu khoảng cách giữa các giếng cát được chọn một cách thích hợp thì nó còn có tác dụng làm tăng độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của nền đất tăng lên một cách đáng kể.

Về biện pháp thi công thì giếng cát và cọc cát tương đối giống nhau.

Ưu điểm:

- Về mặt kinh tế giếng cát sử dụng rẻ hơn nhiều so với các phương pháp khác - Có thể tận dụng được nguồn vật liệu địa phương.

- Biện pháp thi công đơn giản không đòi hỏi thiết bị phức tạp - Độ tin cậy trong thiết kế cao nên được áp dụng rộng rãi.

Nhược điểm:

- Tốc độ thi công chậm so với phương pháp thoát nước thẳng đứng khác như bấc thấm.

- Việc kiểm soát chất lượng và khối lượng gặp nhiều khó khăn.

- Chất lượng bị phụ thuộc nhiều vào thiết bị thi công và tay nghề của công nhân.

Phạm vi áp dụng:

- Thường được dùng gia cố nền các khu vực đất yếu như đầm lầy, khu vực nền ẩm ướt và chiều sau 10 – 30m.

Chương II

THUYẾT MINH BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU GÓI THẦU PK2, ĐOẠN: KM26+900 – KM32+000 A/ ĐẶC ĐIỂM CHUNG:

1.1 Giới thiệu chung:

Gói thầu PK2, đoạn Km26+900 - Km32+000 nằm trong Dự án xây dựng Quốc lộ 3 mới và Mạng lưới đường bộ liên quan thuộc huyện Sóc Sơn, thành phố Hà Nội Tuyến đường đi qua nhiều khu vực có địa chất không ổn định.

1.2 Quy phạm thiết kế:

- Quy phạm khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên nền đất yếu: 22TCN 262-2000 - Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu bấc thấm trong xây dựng nền đường trên

- Quy trình thí nghiệm cắt cánh hiện trường 22TCN355-06.

- Cường độ chịu kéo và độ giãn dài của vải địa kỹ thuật: ASTM D4632.

- Lưu lượng/đơn vị chiều rộng và hệ số dẫn thủy lực theo điều kiện địa chất ổn định: ASTM D4716.

- Kích thước lỗ của vải địa kỹ thuật, m: ASTM D4751.

- Chỉ số khả năng chống xuyên thủng của vải địa kỹ thuật, bấc thấm và các sản phẩm có liên quan: ASTM D4833.

- Các chỉ tiêu sức căng của vải địa kỹ thuật theo phương pháp dài rộng cuả vải: ASTM D4595.

- Trọng lượng riêng của vải địa kỹ thuật: ASTM D3776.

- Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn và lấy mẫu đất bằng ống tách đôi: ASTM D1586 - Tiêu chuẩn khảo sát và lấy mẫu đất bằng khoan máy: ASTM D1452.

- Tiêu chuẩn hướng dẫn mô tả hiện trường cho mục đích xây dựng, thiết kế, điều hành

1.4 Khí tượng thuỷ văn:

- Khu vực xây dựng đường QL3 mới nằm trong khu vực miền núi trung du Bắc bộ, chịu ảnh hưởng khí hậu nhiệt đới.

- Mùa mưa bắt đầu từ tháng 8 đến tháng 11 hàng năm.

- Mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 7 năm sau, mùa khô thường kéo theo nắng và nóng.

- Việc thoát nước trong khu vực chủ yếu là nước mặt 1.5 Địa chất:

- Đất yếu phân bố thành các đoạn không liên tục Chiều sâu đất yếu thay đổi từ 6 – 10m Đất yếu ở đây thường là đất bụi lẫn sạn hoặc á sét có tính dẻo từ trung bình đến cao, lẫn hữu

cơ Cấu trúc các lớp đất và địa chất đất trên tuyến được thể hiện dưới bảng sau:

Bảng phân chia cấu trúc các lớp đất và điều kiện địa chất toàn tuyến

đối với công tác thicông cầu trung và

1/ Các nhân sự và nhân viên kỹ thuật liên quan sẽ thực hiện khảo sát hiện trường, lập kế hoạch thi công phù hợp và các yêu cầu kỹ thuật theo đặc điểm hiện trường và bản vẽ thiết kế.

2/ Tích cực liên lạc với Chính quyền địa phương nơi có tuyến đường đi qua để hiểu rõ hơn phong tục tập quán của địa phương, cùng các nhân viên hữu quan của Văn phòng đại diện Chủ đầu tư và Kỹ sư tư vấn đóng tại địa phương đi xem xét hiện trường.

3/ Hoàn thiện khảo sát lại các mốc GPS và DC do Chủ đầu tư bàn giao để đảm bảo thi công chính xác.

4/ Duy tu, sửa chữa đường vào và đường công vụ trong khu vực thi công Chuẩn bị điện nước cung cấp đầy đủ, liên tục cho thi công và đề ra phương án thi công thiết thực, khả thi, bảo đảm an toàn của hiện trường thi công.

5/ Chuẩn bị các biển hiệu, biển cảnh báo về an toàn, tại những đoạn nguy hiểm phải có rào bảo vệ, đảm bảo an toàn của hiện trường thi công.

6/ Chuẩn bị sẵn sàng các máy móc, công cụ thi công, bố trí nhân lực thi công, đồng thời làm tốt kế hoạch thi công, quy hoạch rõ các vị trí tập kết nguyên vật liệu tại công trường thi công, không được gây ô nhiễm môi trường, phá hoại cây cối.

II/ Tổ chức nhân sự quản lý thi công

Tạo lập một tổ chức phù hợp với các phòng ban chức năng khác nhau để thực hiện thi công và quản lý đáp ứng yêu cầu thi công trên hiện trường như sau:

1/ Đội thi công trực tiếp:

Tổ chức thi công công trình, sắp xếp và triển khai dưới sự chỉ đạo của Giám đốc Ban điều hành; đảm bảo thi công theo trình tự khoa học và hợp lý, tiến hành mỗi công đoạn trôi chảy và đảm bảo cho việc thực hiện công đoạn tiếp theo không bị ngưng trệ Lập kế hoạch thi công, thực hiện các biện pháp đảm bảo việc thực thi kế hoạch, xử lý vấn đề công nghệ thi công, chất lượng an toàn, thân thiện môi trường và các công tác quản lý khác, đệ trình kế hoạch thi công và báo cáo chất lượng đúng hạn;

2/ Phòng kỹ thuật và quản lý chất lượng:

Dưới sự chỉ đạo của Kỹ sư trưởng, phòng này sẽ lập, sửa đổi, đệ trình và thực thi các biện pháp tổ chức th công, thực hiện hướng dẫn kỹ thuật thi công, rà soát bản vẽ, sửa đổi, thay đổi thiết kế Trong quá trình thi công sẽ thực hiện đảm bảo chất lượng, hướng dẫn, kiểm tra và sửa chữa, lập thực hiện và giám sát thực hiện tiêu chuẩn xây dựng, tổ chức và lập hệ thống quản lý chất lượng và đánh giá thực hiện các tiêu chí chất lượng, thu thập hình ảnh về chất lượng, sửa chữa và ngăn ngừa các sản phẩm kém chất lượng, phối hợp với các phòng ban liên quan khác…

3/ Đội khảo sát thiết kế:

Thực hiện các công tác khảo sát, bao gồm cả khảo sát tuyến và định các điểm khống chế chính, cao độ tim và lề, khả sát lại, khảo sát bổ sung, khép mốc đường truyền, các điểm hướng dẫn, rà soát thiết kế chi tiết Thực hiện các tiêu chuẩn khảo sát, giám sát, rà soát và thường xuyên bảo dưỡng thiết bị khảo sát, lập bản vẽ biện pháp thi công, tham gia công tác giám sát/ kiểm tra chất lượng, đánh giá, nghiệm thu.

Thực hiện các loại thí nghiệm đảm yêu cầu thi công, bao gồm cả việc kiểm tra các tiêu chuẩn, lấy mẫu, điều chỉnh, làm thí nghiệm và quyết định các thiết kế hỗn hợp, thí nghiệm và giám sát vật liệu, thực hiện, lập kế hoạch và thực hiện giám sát, thí nghiệm chất lượng, thiết lập thống kê, phối hợp với Phòng vật liệu về việc chuyển vận liệu đến hiện trường Đệ trình và chuyển kết quả thí nghiệm đúng thời gian, lập, thực hiện và giám sát tiêu chuẩn, quy định thí nghiệm, kiểm tra, rà soát và giữ gìn các thiết bị thí nghiệm, hỗ trợ công tác thử nghiệm, thanh tra chất lượng, đánh giá, nghiệm thu…

5/ Phòng thanh toán và quản lý hợp đồng:

Thực hiện các biện pháp đo đạc công tác hoàn thành, dự thảo và lưu trữ hợp đồng thi công, lập và thực hiện kế hoạch nguồn vốn thi công, kiểm soát chi phí, thực hiện các nghiệp vụ tính toán và thanh toán, lập kết hoạch sử dụng vốn Thực hiện việc thu thập, phân tích các loại chi phí thi công trong quá trình xây dựng, tập hợp thống kê, phối hợp với các phòng chức năng khác…

6/ Đội vật tư thiết bị:

Lập và thực hiện các kế hoạch mua bán vật liệu, lưu trữ, điều động vật liệu kịp thời Lập các bản kê quản lý vật liệu, thường xuyên kiểm tra mua bán vật liệu, hệ thống giám sát và kiểm soát chi phí Thực hiện điều động thiết bị máy móc, duy tu bảo dưỡng chúng Thường xuyên kiểm tra thiết bị, lập và triển khai các quy định về sử dụng thiết bị, thường xuyên kiểm tra việc thực hiện Lập và triển khai hệ thống quản lý máy móc thiết bị Phối hợp với các phòng chức năng khác.

7/ Phòng tài chính:

Thiết lập các hệ thống tài khoản tài chính, thực hiện việc huy động và quay vòng vốn Lập và thực hiện các kế hoạch sử dụng vốn, kiểm soát chi phí, thực hiện các nghiệp vụ kế toán và giám sát, đệ trình báo cáo tài chính.

8/ Đội quản lý an toàn và môi trường:

Lập, thực hiện và báo cáo các kế hoạch, lịch biểu về an toàn lao động, an toàn giao thông, bảo vệ môi trường.

Mua và phân phát quần áo bảo hộ, dụng cụ an toàn cho các đội thi công Triển khai và áp đặt việc thực hiện các kế hoạch an toàn tới toàn bộ lực lượng thi công trên công trường.

Phối hợp với đại diện của tư vấn giám sát phụ trách các vấn đề môi trường để phát hành, triển khai và giám sát các biện pháp bảo vệ môi trường

9/ Phòng quản trị.:

Liên hệ, phối hợp với chính quyền và nhân dân địa phương, thuê, dọn các mặt bằng (văn phòng, nhà ở, trạm trộn, bãi đúc, xưởng…), liên hệ hợp đồng cung cấp điện nước, tiếp phẩm, dịch thuật.

SƠ ĐỒ TỔ CHỨC HIỆN TRƯỜNG

III/ CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU:

Đoạn tuyến PK2 Km 26+900 ÷ Km 32+00 có khối lượng xử lý đất yếu thuộc phạm vi đầu tuyến địa phận Hà nội, bao gồm các khối lượng chính sau:

Các khối lượng trên được phân bố trên toàn tuyến như bảng số liệu sau: B¶NG THèNG K£ Xö Lý NÒN §ÊT YÕU TR£N TUYÕN

22 Km31+411.66 - Km31+520 109.00 Bệ phản áp 2 bên (cao 3,5m; rộng 12m), vải địa KT 1 lớp, chờ lún 365 ngày 23 Km31+520 - Km31+600 80.00 Bệ phản áp bên phải (cao 3,5m; rộng

12m), vải địa KT 2 lớp, chờ lún 210 ngày * Đường công vụ phục vụ thi công:

- Để có đường công vụ phục vụ thi công nền đất yếu, Nhà thầu tiến hành làm đường

công vụ men theo tuyến chính Những đường công vụ này có bề rộng mặt đường 8m đủ đề 2 xe tránh nhau Đắp cao từ 0.5 đến 2.5m tùy theo từng vị trí và mặt cắt ngang nền đắp, tỷ lệ taluy đắp là 1/1,5 cơ bản lu lèn K95, tim đường công vụ trùng với tim tuyến Đường công vụ này được sử dụng suốt quá trình xử lý nền đất yếu, sau khi thi công xong phần xử lý nền đất yếu thì đường công vụ cũng được phá bỏ dần.

- Đường ngang vận chuyển vật liệu thứ nhất: Vật liệu chở qua đường ngang liên xã từ QL3 vào trại 6 chở đến đầu tuyến Km27+00 thuộc địa phận đội thi công số 3

- Đường ngang vận chuyển vật liệu thứ 2: VL được vận chuyển qua QL3 đi vào trại 6, men theo trại 6 tách ra 2 hướng đến Km28+00 thuộc địa phận đội thi công số 3 và Km28+620 thuộc địa phận đội thi công số 1

- Đường ngang vận chuyển vật liệu thứ 3: VL được vận chuyển qua QL3 đi và lối đi cầu Vát tại Km31+200 thuộc địa phận ranh giới giữa đội thi công số 2 và đội công ty 565,

tại đây Nhà thầu sử dụng 2 đường nhánh để vận chuyển vật liệu đến đội thi công số 2 và đội thi công thuộc công ty 565

Sơ đồ biện pháp thi công chung các đoạn xử lý đất yếu

Nhà thầu lập Biện pháp thi công thử một số đoạn xử lý nền đất yếu đại diện nhưsau:

- Đắp chờ lún đoạn Km28+600 – Km28+700 - Thi công cọc cát đoạn Km27+640 – Km27+730 - Thi công bấc thấm đoạn Km28+740 – Km28+860.

Sau khi thi công thử đạt chất lượng theo yêu cầu kỹ thuật thì Nhà thầu thi công đại trà các đoạn xử lý nền đất yếu trên tuyến theo biện pháp thi công này.

Biện pháp thi công chi tiết các đoạn xử lý đất yếu trên như sau:1 Biện pháp thi công lớp đệm cát:

Lớp đệm cát vàng thi công tại các vị trí xử lý đất yếu bằng bấc thấm và cọc cát Chiều dày lớp đệm cát từ 50 - 80cm tùy thuộc vào chiều dày lún và được chia thành các lớp thi công như sau: Thi công lớp đệm cát dày 25cm sau đó thi công cọc cát, bấc thấm rồi thi công các lớp đệm cát tiếp theo.

 Yêu cầu vật liệu thi công lớp đệm cát:

Vật liệu thi công lớp đệm cát là cát vàng sông lô Việt Trì, sông Công … vật liệu này được mua từ các bãi vật liệu như Mai Lâm - Đông Anh, cảng Đa Phúc … vận chuyển đến vị

mẫu thí nghiệm đảm bảo đạt yêu cầu tiêu chuẩn kỹ thuật và được KSTV chấp thuận Vật liệu thi công lớp đệm cát thỏa mãn các yêu cầu sau:

- Vật liệu cát sử dụng trong CBS sẽ không được lẫn sét, gỗ, vỏ cây hoặc các vật liệu lạ khác.

- Vật liệu dùng cho CBS phải đáp ứng được các yêu cầu trong Tiêu chuẩn Việt Nam 22TCN626-2000:

Yêu cầu chung

+ Hàm lượng vật liệu hữu cơ:……… < 5%

+ D60 , D30 và D10 là kích thước hạt hoặc kích cỡ sàng (theo mm) cho phép lần lượt 60%, 30% hay 10% vật liệu lọt qua (các loại hạt có đường kính nhỏ hơn)

- Cứ 500m3 lấy mẫu thí nghiệm 1 lần.

 Bố trí thiết bị thi công:

Có 14 đoạn thi công lớp đệm cát, Nhà thầu bố trí 3 mũi thi công lớp đệm cát Mỗi mũi thi công lớp đệm cát sẽ được bố trí các thiết bị thi công chính như sau:

- Máy ủi (110CV) : 2 chiếc - Máy san (3,7m) : 2 chiếc

- Lu tĩnh (8-12T) : 2 chiếc

- Ô tô vận chuyển (10T) : 4 chiếc

Các thiết bị thi công này sau khi thi công xong lớp đệm cát sẽ được bố trí vào mũi thi công nền đường.

 Quy trình thi công lớp đệm cát:

Trước khi thi công lớp đệm cát Nhà thầu tiến hành đào thay đất Đối với các đoạn xử lý bằng bấc thấm, đắp chờ lún thì chiều sâu thay đất là 50cm, đối với các đoạn xử lý bằng cọc cát thì chiều sâu thay đất là 30cm Nhà thầu sử dụng vật liệu đắp trả bằng vật liệu dạng hạt theo AASHTO 145 - vật liệu dạng hạt A1, A3 để thay đất Biện pháp thi công lớp thay đất Nhà thầu đã trình bày ở phần Biện pháp thi công nền đường thông thường.

- Lớp đệm cát được đắp thành từng lớp, quá trình đắp và lu lèn thực hiện như quá trình thi công nền đắp (đã trình bày trong phần biện pháp thi công nền đắp).

- Đối với những đoạn xử lý nền đất yếu bằng cọc cát và bấc thấm, sau khi thi công lớp thay đất xong nhà thầu sẽ tiến hành dọn dẹp mặt bằng, trải lớp vải địa kỹ thuật để ngăn cách sau đó thi công lớp đệm cát lần 1 đạt độ dày 25cm rồi thi công bấc thấm, cọc cát sau đó tiến hành thi công các lớp cát đệm bên trên đủ chiều dày thiết kế.

2 Biện pháp thi công VĐKT:

VĐKT sử dụng cho thi công gói thầu gồm 2 loại vải gia cường và vải ngăn cách (không dệt) Loại vải không dệt dùng làm lớp ngăn cách khi thi công lớp đệm cát Loại vải dệt có 2 loại có cường độ là 150KN/m và 200KN/m, dùng để gia cường đối với các đoạn xử lý đất yếu.

 Yêu cầu vật liệu VĐKT thi công:

Vật liệu VĐKT sẽ được nhà thầu mua của các nhà cung cấp vận chuyển đến công trường VĐKT đưa vào thi công có đầy đủ chứng chỉ xuất xưởng, chứng nhận chất lượng sản phẩm, được lấy mẫu thí nghiệm đạt yêu cầu dự án và được sự chấp thuận của KSTV.

- Đối với vải địa kỹ thuật ngăn cách phải đảm bảo yêu cầu tối thiểu sau:

Đặc tínhCác giá trị yêu cầuPhương pháp thí nghiệm

Cường độ đâm thủng CBR tối thiểu N 1,000 ASTM D4833

- Đối với VĐKT gia cường phải thỏa mãn các tiêu chuẩn kỹ thuật quy định, đạt cường độ như yêu cầu thiết kế.

- Cứ 10.000m2 lấy mẫu thí nghiệm 1 lần.

 Quy trình thi công VĐKT:

- Tập kết vật liệu.

- Thi công lớp thay đất (đã được trình bày ở phần Quy trình thi công lớp đệm cát) - Dọn dẹp sạch sẽ bề mặt lớp đắp thay đất.

- Xác định diện tích cần rải VĐKT theo thiết kế.

- Nhân công tiến hành rải vải và nối vải theo đúng thiết kế, gấp vải khi đắp hoàn thiện.

- Sau khi rải vải xong, tiến hành thi công ngay lớp cát đệm đầu tiên đối với lớp VĐKT ngăn cách Tại các đoạn dùng các lớp VĐKT gia cường thì sau khi rải VĐKT lớp 1 tiến hành thi công lớp đắp 50cm Sau đó tiến hành rải các lớp VĐKT tiếp theo (thi công tương tự như đối với lớp VĐKT đầu tiên).

- Trong quá trình thi công lớp đắp cần chú trọng bảo vệ phần VĐKT đã rải, tránh để các thiết bị thi công đi trực tiếp lên lớp VĐKT.

- Tại những vị trí VĐKT bị hư hỏng, rách đều sẽ được nhà thầu thay thế ngay.

3 Biện pháp thi công bấc thấm:

Bấc thấm sẽ được tiến hành thi công sau khi thi công lớp đệm cát đạt độ dày 25cm  Yêu cầu vật liệu thi công:

Vật liệu PVD sẽ được nhà thầu mua từ các nhà cung cấp vận chuyển đến công trường Vật liệu trước khi vận chuyển đến công trường đưa vào thi công đều được lấy mẫu thí nghiệm đạt tiêu chuẩn kỹ thuật dự án và được sự chấp thuận của KSTV Vật liệu PVD phải tuân thủ các quy định trong tiêu chuẩn Việt Nam 22TCN626-2000 như Bảng sau: