Bài viết trình bày về phương pháp Asaoka và ứng dụng phương pháp để dự báo độ lún cuối cùng của nền đắp trên đất yếu đã được xử lý bằng bấc thấm dựa trên các kết quả quan trắc lún hiện trường cho công trình đường đầu cầu Vĩnh Hòa 1, quốc lộ 61, tỉnh Kiên Giang. Trong quá trình tính toán dự báo, tác giả sử dụng Trendline trong phần mềm Microsoft Excel để thiết lập đường xu hướng từ tập hợp các điểm rời rạc theo nguyên lý bình phương tối thiểu nhằm nâng cao tính chính xác và tốc độ tính toán.
TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ GIAO THƠNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 61 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP ASAOKA TRONG DỰ TÍNH ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG CHO CƠNG TRÌNH ĐẮP TRÊN NỀN ĐẤT SÉT YẾU ĐƯỢC XỬ LÝ BẰNG BẤC THẤM APPLICATION OF ASAOKA METHOD ON ULTIMATE SETTLEMENT PREDICTION OF EMBANKMENT ON SOFT CLAY WITH VERTICAL DRAINS TREATMENT Nguyễn Thành Đạt, Đỗ Thanh Tùng Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Tóm tắt: Bài viết trình bày phương pháp Asaoka ứng dụng phương pháp để dự báo độ lún cuối đắp đất yếu xử lý bấc thấm dựa kết quan trắc lún trường cho cơng trình đường đầu cầu Vĩnh Hòa 1, quốc lộ 61, tỉnh Kiên Giang Trong q trình tính tốn dự báo, tác giả sử dụng Trendline phần mềm Microsoft Excel để thiết lập đường xu hướng từ tập hợp điểm rời rạc theo nguyên lý bình phương tối thiểu nhằm nâng cao tính xác tốc độ tính tốn Từ khóa: Phương pháp Asaoka, dự báo độ lún, cơng trình đường đầu cầu Vĩnh Hòa Abstract: This paper presents a study on application of Asaoka method on ultimate settlement prediction of embankment on soft clay with vertical drains, treatment from field measurements for Vinh Hoa bridge approach pavements, highway 61, Kien Giang province In process of calculation, Trendline in Microsoft Excel software was used to depict trends in settlement observational data for the purpose of accuration and rapidity Key words: Asaoka method, settlement prediction, trendline, Vinh Hoa bridge approach pavements Giới thiệu Trong công tác xử lý đất yếu Việt Nam, công nghệ bấc thấm kết hợp gia tải trước ứng dụng rộng rãi hiệu Cơng nghệ đòi hỏi thời gian dài (6 - 12 tháng) cần có biện pháp đánh giá hiệu trình xử lý Phương án thường dùng lắp đặt hệ thống quan trắc để theo dõi độ lún hàng ngày áp dụng phương pháp khác (phương pháp ba điểm, phương pháp Hyperbolic, phương pháp Asaoka) để dự báo độ lún tuyệt đối [1] Với phương pháp Asaoka, theo [1] phụ lục B, chưa có hướng dẫn cụ thể cách thức thiết lập “đường thẳng gần đúng” (trong báo, tác giả gọi đường xu hướng) cho tập hợp điểm liệu quan trắc lún Vì vậy, nghiên cứu này, tác giả thực việc áp dụng phần mềm thông dụng Microsoft Excel với công cụ Trendline nhằm thiết lập đường xu hướng phục vụ cho công tác dự báo lún dựa nguyên lý bình phương tối thiểu Các số liệu phục vụ cho tính tốn thu thập từ cơng trình đường đầu cầu Vĩnh Hòa 1, quốc lộ 61, Kiên Giang Do giới hạn báo, tác giả khơng trình bày phần nội dung cơng nghệ bấc thấm kết hợp gia tải trước, nguyên lý bình phương tối thiểu phần giới thiệu phần mềm Microsoft Excel vốn phổ biến Phương pháp nêu sử dụng với tất phiên Excel thông dụng (2003, 2007, 2010, 2013, 2016,…) Phương pháp Asaoka [4] Phương pháp Asaoka GS Arika Asaoka (Nhật Bản) đề xuất năm 1978 trình bày tóm tắt sau: Trình tự phân tích: - Quan trắc độ lún đất yếu đắp (Si) theo khoảng thời gian Δt - Thiết lập đồ thị quan hệ biểu diễn điểm Si-Si - Xác định đường xu hướng điểm Si-Si-1 - Xác định giao cắt hai đường cho hồnh độ độ lún cuối đất 62 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 19, May 2016 thị Ví dụ, hình biểu đồ kết quan trắc bàn đo C2: Hình Đồ thị phương pháp Asaoka (1) – Đường đồ thị Si-Si (2) – Đường xu hướng Si-Si-1 Đặc điểm cơng trình nghiên cứu [2] Quốc lộ 61 đường nối liền hai tỉnh Hậu Giang Kiên Giang, dài 96 km Hai đoạn đường dẫn đầu cầu Vĩnh Hòa (Gò Quao, Kiên Giang) KM56+900 – KM56+948 (bờ Đông) KM57+003 – KM57+040 (bờ Tây) xây dựng đất sét yếu Phương pháp xử lý cho hai đoạn sử dụng bấc thấm kết hợp tải đắp, thông số thiết kế thể bảng Bảng Bảng thống kê số liệu thiết kế [2] Hình Biểu đồ quan trắc lún bàn đo C2 Phương pháp Asaoka sử dụng cho trường hợp tải trọng khơng đổi, báo phân tích cho kết quan trắc sau hồn tất cơng tác đắp gia tải (100 ngày) Tính tốn độ lún cuối dựa kết quan trắc trường theo phương pháp Asaoka 5.1 Tính tốn cho vị trí bàn đo C2 (KM56+910 tim đường) Kết quan trắc bàn đo lún C2 trình bày rút gọn bảng Trong bảng kê, ngày (27/04/15) ngày kết thúc trình đắp gia tải giá trị độ lún thời điểm 411mm trả 0mm (để biểu đồ quan hệ dễ quan sát khuôn khổ báo khơng ảnh hưởng đến kết tính toán) Bảng Kết quan trắc bàn đo C2 [3] Công tác quan trắc độ lún [3] Công tác quan trắc lún thực theo 22TCN 262 - 2000 Các bàn đo lún bố trí hình Hình Sơ đồ bố trí bàn quan trắc lún Tổng cộng có 12 bàn quan trắc lún (C1, C2, ) bố trí hai đoạn đường dẫn đầu cầu Số liệu quan trắc ghi lại hàng ngày 240 ngày lúc tiến hành xử lý Kết thu thập thành bảng kê đồ Tiến hành phân tích theo phương pháp Asaoka, thu biểu đồ hình Ta có phương trình đường xu hướng là: y = 0,9429.x + 26,928 Hệ số R2 = 0,9973 gần cho thấy đường xu hướng thiết lập với độ tin cậy cao TẠP CHÍ KHOA HỌC CƠNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 19 - 05/2016 Giao cắt đường xu hướng đường Si - Si (phương trình y = x) cho độ lún cuối Trong trường hợp độ lún bằng: S = 471,6 mm Xét độ lún trước trình đắp tải (411mm) độ lún cuối là: Sgh = 882,6 mm So với kết S = 822mm tính tốn theo phương pháp phân tầng lấy tổng đơn vị thiết kế [3] mức độ chênh lệch 7,4% 5.2 Tính tốn cho vị trí bàn đo C8 (KM57+010 tim đường) Thực tương tự với trường hợp bàn đo C8 Ngày 27/04/2015 độ lún đo 530mm trả 0mm Kết quan trắc thống kê theo bảng Bảng Kết quan trắc bàn đo C8 [3] Tiến hành phân tích theo phương pháp Asaoka, thu biểu đồ hình Ta có phương trình đường xu hướng là: y = 0,969.x + 19,074 Hệ số R2 = 0,999 Độ lún tính S = 615mm Kể đến độ lún giai đoạn đắp (530mm) độ lún cuối là: Sgh = 1145 (mm) So với kết S = 1005,6mm tính tốn theo phương pháp phân tầng lấy tổng đơn vị thiết kế [3] mức độ chênh lệch 13,9% Hình Đường quan hệ Asaoka vị trí bàn đo C2 63 Hình Đường quan hệ Asaoka vị trí bàn đo C8 Nhận xét kết luận - Kết dự báo độ lún theo phương pháp Asaoka lớn so với phương pháp tính lún phân tầng lấy tổng thường dùng Tuy nhiên mức chênh lệch khơng nhiều Sự khác biệt tính gần hai phương pháp tính đồng thời quan điểm tính tốn số liệu đầu vào Phương pháp Asaoka sử dụng số liệu quan trắc thực tế độ lún, phương pháp phân tầng lấy tổng dựa vào kết thí nghiệm phòng - Phương pháp Asaoka cung cấp cho kỹ sư thêm phương án tính tốn dự báo độ lún Có thể áp dụng cho đất yếu có thực cơng tác quan trắc lún thời gian dài - Việc sử dụng công cụ Trendline phần mềm Microsoft Excel thuận tiện hợp lý công tác thiết lập đường xu hướng theo phương pháp Asaoka Đồng thời cho độ xác cao Tài liệu tham khảo Bộ Giao thông vận tải (2013), “384/QĐ-BGTVT Quy định tạm thời kỹ thuật thi công nghiệm thu hạng mục xử lý đất yếu phương pháp cố kết hút chân khơng có màng kín khí xây dựng cơng trình giao thông” [2] Công ty cổ phần tư vấn đầu tư XDCT GT – CIENCO1 (2014), “Thiết kế vẽ thi công dự án cải tạo, nâng cấp quốc lộ 61 đoạn Cái Tư – Gò Quao: KM52+800 – KM67+00 thuộc địa phận tỉnh Kiên Giang” [3] Công ty cổ phần tập đoàn xây dựng Thăng Long (2014), “Báo cáo kết quan trắc lún hạng mục: xử lý đất yếu đoạn KM52+800 – KM57+800” [4] Arika Asaoka (1978), “Observation procedure of settlement prediction”, Soil & Foundation Vol.18, No.4, Sept.1978 [5] D.T Bergado (2001), “Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng” [6] R Whitlow (1987), “Cơ học đất tập 1&2”, NXB Giáo dục [1] Ngày nhận bài: 14/04/2016 Ngày hoàn thành sửa bài: 04/05/2016 Ngày chấp nhận đăng: 10/05/2016 ... Si (phương trình y = x) cho độ lún cuối Trong trường hợp độ lún bằng: S = 471,6 mm Xét độ lún trước q trình đắp tải (411mm) độ lún cuối là: Sgh = 882,6 mm So với kết S = 822mm tính tốn theo phương. .. xây dựng đất sét yếu Phương pháp xử lý cho hai đoạn sử dụng bấc thấm kết hợp tải đắp, thông số thiết kế thể bảng Bảng Bảng thống kê số liệu thiết kế [2] Hình Biểu đồ quan trắc lún bàn đo C2 Phương. .. tích theo phương pháp Asaoka, thu biểu đồ hình Ta có phương trình đường xu hướng là: y = 0,969.x + 19,074 Hệ số R2 = 0,999 Độ lún tính S = 615mm Kể đến độ lún giai đoạn đắp (530mm) độ lún cuối là: