Đang tải... (xem toàn văn)
Bài viết Ứng dụng phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải trước tại nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng đề cập phương pháp thiết kế xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải trước và ứng dụng xử lý nền đất yếu tại nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng.
Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất Số 55 (2016) 46-54 Ứng dụng phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng Nguyễn Thị Nụ* Trường Đại học Mỏ - Địa chất, Việt Nam THÔNG TIN BÀI BÁO TĨM TẮT Q trình: Nhận 15/6/2016 Chấp nhận 13/8/2016 Đăng online 30/8/2016 Bài báo đề cập phương pháp thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước ứng dụng xử lý đất yếu nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng Theo kết khảo sát nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng, đất yếu có bề dày từ 15 - 18m có tính chất lý bất lợi cho việc xây dựng cơng trình Kết dự báo độ lún đất yếu xấp xỉ từ 1,34 đến 1,83m lớn độ lún giới hạn cho phép Để xử lý đất yếu, bố trí bấc thấm theo kiểu hình vng với khoảng cách 1,0x1,0m kết hợp với hút chân không gia tải trước Áp lực hút chân không thực 70 - 80kPa với thời gian trì hút chân khơng từ 150 đến 170 ngày, chiều cao gia tải trước từ 0,68 đến 2,88m Trong trình xử lý đất yếu, tiến hành quan trắc địa kỹ thuật trường, độ lún quan trắc cho kết phù hợp với độ lún dự báo Độ cố kết sau xử lý đạt 90% độ lún dư nhỏ so với độ lún yêu cầu thiết kế Từ kết nghiên cứu thấy phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm hút chân không đạt hiệu đất yếu nhà máy Nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng Đây sở để áp dụng lý thuyết tính tốn xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước Việt Nam Từ khóa: Đất yếu Bấc thấm Hút chân khơng Gia tải trước Độ lún © 2016 Trường Đại học Mỏ - Địa chất Tất quyền bảo đảm Đặt vấn đề Phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước áp dụng nhiều nơi giới Mặc dù vậy, việc tính tốn thiết kế hồn thiện Hiện chưa có *Tác giả liên hệ E-mail: nguyenthinu@humg.edu.vn Trang 46 sở lý thuyết tính tốn thực cho tồn cơng tác xử lý phương pháp Có nhiều tác giả đưa sở lý thuyết để thiết kế xử lý đất yếu, có lý thuyết nghiên cứu (Rujikiatkamjorn Indraratna , 2007, 2008) Lý thuyết xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không (Indraratna nnk, 2005) (Indraratna , 2009), (Rujikiatkamjorn and Indraratna 2007) giải cho tốn Nguyễn Thị Nụ/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 55 (46-54) cố kết thấm trường hợp đối xứng trục tốn phẳng, dòng thấm tuân theo định luật Darcy không tuân theo định luật Darcy Lý thuyết minh chứng ví dụ cụ thể cơng trình xử lý đất yếu ngồi thực tế Ở Việt Nam nay, việc tính tốn xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước tính tốn giống xử lý bấc thấm gia tải trước Hoàn toàn chưa đề cập đến độ cố kết hút chân không đạt tổng thể “hút chân không gia tải” Do vậy, kết quan trắc sai lệch nhiều so với kết tính tốn lý thuyết Mặt khác, Nhà nước chưa ban hành quy trình tính tốn cụ thể cho trường hợp xử lý bấc thấm kết hợp hút chân không gia tải trước Chính vậy, ứng dụng phương pháp xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp với hút chân không gia tải trước Nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng, áp dụng lý thuyết tính tốn tác giả (Rujikiatkamjorn Indraratna, 2007, 2008) (Indraratna, 2009) (Rujikiatkamjorn and Indraratna, 2007) có ý nghĩa quan trọng việc nâng cao chất lượng công tác xử lý đất yếu Việt Nam Cơ sở lý thuyết xử lý bấc thấm kết hợp với hút chân không gia tải trước Bản chất phương pháp hút chân không tạo áp suất chân không tác dụng vào khối đất làm giảm áp lực nước lỗ rỗng (hút nước ra), dẫn đến ứng suất hữu hiệu đất tăng ứng suất tổng không thay đổi, từ làm tăng q trình cố kết đất Hút chân không làm tăng gradient thủy lực theo phương ngang dòng thấm, từ thúc đẩy nước thoát khỏi đất nhanh phía bấc thấm Khi hút chân khơng tạo áp lực nước lỗ rỗng âm dọc theo chiều dài đường thấm mặt đất, làm tăng gradient thủy lực theo phương ngang (cho nước thoát ra) tăng ứng suất hiệu đất (mặc dù không tăng ứng suất tổng), từ điều khiển tốc độ cố kết đất mà không làm tăng áp lực nước lỗ rỗng dương (Qian,1992; Leong 2000), kết làm giảm chiều cao đắp đường yêu cầu đạt độ cố kết giống Khi kết hợp hút chân khơng gia tải trước có tác dụng làm giảm chiều cao đắp thúc đẩy tốc độ cố kết đất nền, rút ngắn thời gian thi công 2.1 Đắp theo giai đoạn Căn vào toán cố kết thấm cho trường hợp xử lý giếng thoát nước thẳng đứng kết hợp với hút chân không gia tải (Indraratna nnk, 2005) xác lập (Rujikiatkamjorn Indraratna, 2008) (Indraratna, 2009) đề bước tính tốn thiết kế đắp theo giai đoạn: (1) Xác định thông số đất (chiều dày đất yếu, hệ số cố kết theo phương thẳng đứng Cv theo phương ngang - Ch); chiều sâu cắm bấc thấm (L), thời gian cần đạt cho thiết kế (t); (2) Xác định độ cố kết yêu cầu (Ut) cho chất tải (gia tải trước); (3) Trong trường hợp hút chân không, xác định áp lực chân không (po), tổng ứng suất thiết kế (), áp lực gia tải (p) xác định độ cố kết đạt (Ut,vac) yêu cầu độ lún: (1) Ut,vac = Ut.c,novaccum/c,withvaccum đó: c,novaccum, c,withvaccum - độ lún không xử lý hút chân không có hút chân khơng, hoặc: (2) Ut,vac = ( /(p0+p))*Ut * (4) Xác định giá trị (u ) theo phương trình 2m 2 u exp Tv (3) 2 m 1 2m 1 (5) Lựa chọn kích thước bấc thấm, tính tốn đường kính tương đương (dw) bấc thấm 2(𝑎+𝑏) (4) 𝑑 = 𝑤 (6) Xác định nhân tố thời gian (T’h) từ phương trình: 𝑐 𝑡 (5) 𝑇′ = ℎ ℎ 𝑑2𝑤 (7) Xác định giá trị () tính tốn theo cơng thức: Trang 47 Nguyễn Thị Nụ/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 55 (46-54) 8T 'h (trường hợp chất tải) Ut ln u* 8T 'h (trường hợp hút chân U t , vax ln u* không chất tải) (8) Xác định đường kính tính thấm vùng xáo động xung quanh bấc thấm (ds đường kính vùng xáo động, kh/ks, kh – hệ số thấm theo phương ngang vùng đất nguyên trạng, ks – hệ số thấm theo phương ngang vùng xáo động) dựa vào q trình lắp đặt bấc thấm, kích thước thiết bị loại đất (9) Tính tốn theo phương trình (6) k h 1 ln( s) ks s = ds/dw (10) Xác định n từ phương trình (7) n = exp(.ln+) -4 1,5 0,5 = 0,3938 - 9,505.10 + 0,03714 qreq 'i 10 = 0,4203 + 1,456.10-3 2- 0,5233 0,5 (11) Xác định đường kính vùng ảnh hưởng de = n.dw (12) Lựa chọn kiểu bố trí bấc thấm xác định khoảng cách bấc thấm L = de/1.05 (bố trí theo mạng tam giác) L = de/1.13 (bố trí theo mạng hình vng) 2.2 Nền đắp theo nhiều giai đoạn Theo (Rujikiatkamjorn Indraratna, 2007), (Indraratna, 2009) bước tính tốn thiết kế đắp theo nhiều giai đoạn sau: (1) Xác định tải trọng đắp giới hạn (qmax) từ hệ số mái dốc bề rộng đường đắp sở phân tích ổn định mái dốc dựa vào sức kháng cắt khơng nước (Ladd, 1991) Hệ số ổn định (K) thi công K 1,2 hệ số ổn định giai đoạn khai thác K 1,4 (2) Xác định tải trọng gia tải qreq để loại trừ cố kết thấm tải trọng đắp (qf ) bù cho cố kết từ biến q trình sử dụng cơng trình: q ' t Cr log c Cc log f C (1eo ) log s tp 'i 'c 0,9Cc 'i (8) -thời gian kết thúc lún cố kết thấm; t p 10 ' Cc log C 1e 'M C 1e ’i - Ứng suất hiệu thân phân tố đất (3) Nếu qmax>qreq, đắp đường theo giai đoạn Nếu tác dụng áp lực hút chân không p0 Trang 48 Hình Xác định giá trị ’C ’M đồ thị e –log p’ Nguyễn Thị Nụ/Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất 55 (46-54) qmax>qreq - p0, việc đắp đường theo giai đoạn thực Khi qmax