Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu zone 5, nhà máy xử lý khí cà mau bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI QUÁCH ĐỨC HÒA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI LUẬN VĂN THẠC SĨ HÀ NỘI, NĂM 2017 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI QUÁCH ĐỨC HÒA NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG MÃ SỐ: 60 58 02 04 NGƯỜI HƯỚNG DẪN: TS PHẠM QUANG TÚ HÀ NỘI, NĂM 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Quách Đức Hòa i LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập, nghiên cứu luận văn thạc sĩ với hướng dẫn tận tình thầy Tiến sĩ Phạm Quang Tú động viên giúp đỡ gia đình, bạn bè em hồn thành luận văn tốt nghiệp với đề tài: “Nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu Zone 5, nhà máy xử lý khí Cà Mau bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải” theo yêu cầu kế hoạch giao Luận văn có ý nghĩa quan trọng thân giúp em cố lại kiến thức suốt trình học tập, dịp tốt để làm quen với công tác thiết kế tổ chức thi cơng cơng trình cụ thể Trong q trình làm luận văn , em cố gắng nghiên cứu, vận dụng kiến thức học, tham khảm tài liệu liên quan, quy trình, quy phạm hành học hỏi kinh nghiệm quý báu thầy hướng dẫn để hoàn thành tốt nhiệm vụ giao Tuy nhiên trình độ có hạn, kinh nghiệm thân nên việc vận dụng kiến thức tính tốn cơng trình cụ thể hạn chế khơng tránh khỏi sai sót Kính mong thầy, giáo bảo giúp em bổ sung kiến thức cần thiết Cuối em xin chân thành cảm ơn thầy TS Phạm Quang Tú người tận tình bảo, đơn đốc, hướng dẫn em suốt q trình làm luận án Cùng tồn thể thầy giáo môn Địa Kỹ Thuật trường Đại học Thủy Lợi truyền đạt kiến thức chuyên môn thực tế cho em Đồng thời em xin cảm ơn gia đình, bạn bè ln ủng hộ giúp đỡ em trình em làm luận văn tốt nghiệp Hà Nội, ngày tháng năm 2017 Học viên Quách Đức Hòa ii MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU vi DANH MỤC HÌNH VẼ viii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu .4 1.1.2 Các loại đất yếu chủ yếu thường gặp: 1.1.3 Nhận biết đất yếu 1.1.4 Giải pháp xây dựng công trình đất yếu 1.2 Các phương pháp xử lý đất yếu xây dựng cơng trình 1.2.1 Giải pháp học: 1.2.2 Các giải pháp thủy lực học (Vật lý): 14 1.2.3 Các giải pháp hóa học: 19 1.3 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI 23 2.1 Các ngun lý tính tốn thiết kế bấc thấm .23 2.1.1 Các ngun lý tính tốn .23 2.1.2 Thiết kế bấc thấm 23 2.2 Qui trình, thiết bị kỹ thuật thi công bấc thấm .30 2.3 Kiểm soát chất lượng 32 2.4 Thiết bị quan trắc trường 33 2.5 Quy trình thi cơng 34 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU .35 3.1 Giới thiệu dự án 35 3.1.1 Mục tiêu đầu tư: 35 3.1.2 Vị trí địa lý: 36 3.1.3 Điều kiện địa chất: .37 3.1.4 Phạm vi xử lý nền: .40 3.1.5 Yêu cầu thiết kế xử lý nền: 40 iii 3.2 Tính tốn thiết kế chi tiết: 41 3.2.1 Phân tích số liệu đầu vào 41 3.2.2 Lựa chọn tiêu lý đất 42 3.2.3 Tính tốn bố trí bấc thấm: 43 3.2.4 Tổng hợp kết tính tốn: 54 3.3 Mô phần mềm Geo-studio 56 3.3.1 Giới thiệu phần mềm 56 3.3.2 Các bước giải toán 57 3.3.3 Mô tả toán nhập số liệu 58 3.4 Mô toán 59 3.4.1 Phân tích: 59 3.4.2 Các bước thực 59 3.4 Quan trắc q trình thi cơng 65 3.4.1 Kiểm tra độ cao mặt 65 3.4.2 Quan trắc độ lún bề mặt 65 3.4.3 Quan trắc áp suất chân không 66 3.4.4 Quan trắc độ lún lớp 66 3.4.5 Quan trắc áp lực nước lỗ rỗng 67 3.4.6 Quan trắc ổn định 67 3.4.7 Khảo sát lại đánh giá hiệu gia cố 68 3.5 Thi công nghiệm thu 68 3.5.1 yêu cầu vật liệu 68 3.6 Thiết kế thi công chi tiết 71 3.6.1 Nghiệm thu tọa độ giới, cao độ phạm vi xử lý 71 3.6.2 San lấp mặt 72 3.6.3 Thi công lớp đệm cát 72 3.6.4 Thi công bấc thấm 72 3.6.5 Thi công tường sét 74 3.6.6 Lắp đặt hệ thống thiết bị quan trắc 75 3.6.7 Thi cơng hệ thống nước ngang 75 3.6.8 Thi công lớp vải địa kỹ thuật 76 iv 3.6.9 Thi công lớp màng chân không 77 3.6.10 Nối màng lắp đặt hệ thống hút chân không 77 3.6.11 Vận hành hệ thống bơm chân không 78 3.6.12 Thi công gia tải cát 79 3.6.13 Dỡ tải chân không 80 3.6.14 San gạt mặt lu lèn 81 3.7 Thoát nước 81 3.7.1 Thoát nước 81 3.7.2 Thốt nước hút chân khơng trước gia tải 81 3.8 Ảnh hưởng công tác xử lý khu vực xung quanh 82 3.9 An tồn bảo vệ mơi trường thi cơng .82 3.9.1 Quy định chung 82 3.9.2 Cơng tác an tồn lao động 83 3.10 Bảo vệ môi trường 84 3.10.1 Phòng ngừa nhiễm đất, nguồn nước xói lở đất 84 3.10.2 Phòng ngừa ô nhiễm khí thải tiếng ồn .85 3.11 Kiểm tra nghiệm thu 85 3.11.1 Lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách 85 3.11.2 Tầng đệm cát thoát nước ngang hệ thống thoát nước bề mặt .85 3.11.3 Thi cơng cắm bấc, hào kín khí tường kín khí 85 3.11.4 Hệ thống thiết bị quan trắc 86 3.11.5 Hệ thống ống hút nước ngang, ống hút chân khơng nước ngang 86 3.11.6 Kiểm tra màng kín khí .86 3.11.7 Độ kín khí gia tải hút chân khơng .87 3.11.8 Lớp bù lún đắp gia tải thêm 87 3.11.9 Bảng tiến độ thi công 87 KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ .88 Những kết đạt 88 Một số điểm tồn .88 Hướng nghiên cứu 88 v DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 2.1: Xác định độ cố kết Uv 26 Bảng 3.1: Tổng hợp tọa độ điểm định vị khu vực xây dựng dự án 36 Bảng 3.2: Tổng hợp thông số kỹ thuật hạng mục thuộc nhà máy 40 Bảng 3.3: Các yêu cầu kỹ thuật tiền độ thi công xử lý 40 Bảng 3.4: Tải trọng khai thác trường hợp không xử lý 42 Bảng 3.5: Tải trọng trình khai thác 42 Bảng 3.6: Số liệu địa chất tiêu đất dùng tính tốn (Zone 5) 42 Bảng 3.7: Số liệu địa chất tiêu đất dùng tính tốn 42 Bảng 3.8: Độ cố kết tải trọng khai thác: 43 Bảng 3.9: Thông số bấc thấm 44 Bảng 3.10: Tải trọng thi công cắm bấc thấm 44 Bảng 3.11: Độ lún tải trọng thi công cắm bấc thấm 45 Bảng 3.12: Độ cố kết trung bình theo phương đứng phương ngang trình cắm bấc thấm 45 Bảng 3.13: Độ lún cố kết theo thời gian tải trọng cắm bấc thấm 46 Bảng 3.14: Tải trọng trình xử lý phương án 47 Bảng 3.15: Bảng kết tính tốn lún phương án 47 Bảng 16: Độ lún ổn định xử lý theo phương án 48 Bảng 3.17: Độ cố kết trung bình theo phương đứng theo phương ngang theo phương án 48 Bảng 18: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theo phương án 49 Bảng 3.19: Tải trọng trình xử lý phương án 50 Bảng 3.20: Bảng kết tính toán lún phương án 50 Bảng 3.21: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theo phương án 51 Bảng 3.22: Tải trọng trình xử lý phương án 52 Bảng 3.23: Bảng kết tính tốn lún phương án 52 Bảng 24: Độ lún ổn định xử lý theo phương án 53 vi Bảng 3.25: Độ lún cố kết theo thời gian tải hút chân không gia tải theo phương án 53 Bảng 3.26: Bảng so sánh kết phân tích lựa chọn khoảng cách bấc thấm .54 Bảng 27: Tổng hợp khối lượng xử lý theo phương án 55 Bảng 28: Các yêu cầu kỹ thuật bấc thấm 69 Bảng 3.29: Yêu cầu kỹ thuật màng chân không cần đạt .70 Bảng 3.30: Tiến độ thi công dự kiến .87 vii DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1: Thi cơng cọc cát Hình 1.2: Cọc bê tơng cốt thép đúc sẵn 11 Hình 1.3: Máy đóng cọc 12 Hình 1.4: Máy ép cọc 12 Hình 1.5: Nguyên lý hoạt động giếng cát 15 Hình 1.6: Máy cắm bấc thấm Doosan 370, FS16, chiều sâu cắm bấc max: 32m 18 Hình 2.1: Tốn đồ xác định nhân tố xáo động Fs 27 Hình 2.2: Tốn đồ xác định sức cản F r 28 Hình 2.3: Tốn đồ xác định độ cố kết theo phương ngang U h 29 Hình 2.4: Thi cơng bấc thấm a) Thiết bị cắm bấc thấm; b) Ống lồng bấc thấm 31 Hình 3.1: Mặt nhà máy khu vực xử lý (Zone 5) 36 Hình 3.2: Tổng hợp tiêu lý theo độ sâu lớp đất 38 Hình 3.3: Mặt cắt địa chất khu vực nhà máy 39 Hình 3.4: Độ lún theo thời gian cắm bấc thấm 46 Hình 3.5: Lún hút chân không gia tải theo phương án 49 Hình 3.6: Lún hút chân không gia tải theo phương án 51 Hình 3.7: Lún hút chân khơng gia tải theo phương án 54 Hình 3.8: So sánh giá thành xây dựng 03 phương án 55 Hình 3.9: Giao diện phần mềm GEOSTUDIO 57 Hình 3.10: Các bước giải toán phần mềm Geostudio 57 Hình 3.11: Mơ tả tốn nhập số liệu đầu vào 63 Hình 3.12: Tính tốn ứng suất biến dạng xử lý 64 Hình 3.13: Mơ tả tốn nhập số liệu đầu vào 64 viii ... - Nghiên cứu loại đất yếu Việt Nam giải pháp xử lý đất yếu lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu cho cơng trình Nhà máy xử lý khí Cà Mau - Cơ sở lý thuyết tính tốn giải pháp xử lý đất yếu kết hợp hút. .. hợp hút chân không gia tải - Tính tốn thiết kế chi tiết xử lý đất yếu cho cơng trình Nhà máy xử lý khí Cà Mau bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải theo giải pháp xử lý đề xuất giải pháp xử lý. .. giải pháp xử lý đất yếu Zone 5, nhà máy xử lý khí Cà Mau bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải cần thiết, làm sáng tỏ sở lý luận thực tiễn giải pháp xử lý cho nhà máy xử lý khí Cà Mau, đáp ứng