Trong giai đoạn phát triển các công trình xây dựng hạ tầng, dầu khí ở Việt Nam, nhiều phương pháp xử lý nền được ứng dụng thường xuyên để cải tạo nền đất nhằm đạt sức chịu tải nhất định được đề ra để có thể mang tải trọng công trình.
XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƯNG ĐẤT SÉT YẾU VIỆT NAM THEO THÍ NGHIỆM CỐ KẾT TỐC ĐỘ BIẾN DẠNG KHƠNG ĐỔI SỬ DỤNG TRONG PHÂN TÍCH BÀI CỐ KẾT THẤM NGUYỄN CÔNG OANH * TRẦN THỊ THANH ** VĂN TRÂM, ĐÀO THI*** Characterization of Vietnam soft clay for consolidation analysis with application of constant rate of strain consolidation tests Abstract: Constant rate of strain (CRS) consolidation testing has specific advantages over the standard incremental loading (IL) consolidation testing So many researchers have not recognized the application of CRS into the routine design of consolidation problems Therefore, there has been little effort and application of CRS in the consolidation analysis into the soft ground improvement especially in Vietnam The paper is focused on characterization of Vietnam soft clay deposit with application of the results of constant rate of strain consolidation tests in order to achieve the input parameters for consolidation analyses Total PVD and surcharge construction sites with the undisturbed samples taken by stationary hydraulic piston sampler are investigated in this study The characterized input data are later used in consolidation analyses by finite difference method (FDM) in order to determine the behavior of Vietnam soft clay deposit in comparison with the monitored data Keywords: CRS, FDM, PVDs, POP, soft clay, surcharge, vacuum preloading GIỚI THIỆU * Trong giai đoạn phát triển cơng trình xây dựng hạ tầng, dầu khí Việt Nam, nhiều phƣơng pháp xử lý đƣợc ứng dụng thƣờng * ** *** SIWRR, HCM City, Vietnam, Email: nguyencongoanh@yahoo.com SIWRR, HCM City, Vietnam, Email: tranthithanh345@gmail.com Transportation College N0.03, HCM City, Vietnam, Email: pcc_vantram@yahoo.com.vn ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 xuyên để cải tạo đất nhằm đạt sức chịu tải định đƣợc đề để mang tải trọng cơng trình Trong số phƣơng pháp xử lý nay, phƣơng pháp có sử dụng đƣờng thoát nƣớc thằng đứng/bấc thấm kết hợp với gia tải có khơng có bơm hút chân khơng lựa chọn thích hợp điều kiện Việt Nam Đất sét yếu Việt Nam trải dài từ Đồng Bằng sông Hồng đến Đồng Bằng sông Cửu Long miền Nam Việt Nam bao gồm lớp 51 trầm tích Hollocene phía bên dƣới lớp trầm tích Pleitocene, có độ ẩm tự nhiên cao gần với giá trị giới hạn chảy (LL), hệ số ro74ng cao sức kháng cắt khơng nƣớc bé Do khó khăn định kỹ sƣ địa kỹ thuật việc thiết kế xây dựng cơng trình điều kiện đất yếu Việt Nam Vì đất yếu cần phải đƣợc xử lý cải thiện trƣớc mang tải trọng cơng trình Một đặc trƣng quan trọng đất yếu áp suất tiền cố kết, ’c (’y) Chỉ tiêu ảnh hƣởng mạnh đến việc ƣớc tính độ lún giai đoạn xử lý đất sét yếu, độ lún dƣ trong giai đoạn vận hành cơng trình Tuy nhiên nay, tiêu chuẩn hành nƣớc ta TCVN4200:2012 (2012) lại đề cập đến phƣơng pháp xác định đặc trƣng nén lún đất thí nghiệm cố kết gia tải cấp (IL) Hơn thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi (CRS) không đƣợc đề cập tiêu chuẩn hành nói Trƣớc có nhiều nghiên cứu nhằm rút ngắn thời gian thí nghiệm cố kết so với qui trình tiêu chuẩn (IL) nhƣ đề cập Crawford (1964), ấn Byrne and Aoki (1969), Smith and Wahls (1969) sau sở lý thuyết đƣợc đề xuất cho loại thí nghiệm Wissa et al (1971) Qui trình thí nghiệm đƣợc đề cập cụ thể tiêu chuẩn nƣớc ASTM D-4186 JIS A-1227 Hơn có nghiên cứu để tìm mối liên hệ tốc độ biến dạng lên giá trị áp suất tiền cố kết ’c (’y) nhiều sơ đồ thí nghiệm khác bao gồm sơ đồ tốc độ biến dạng không đổi (CRS) ấn Leroueil et al (1983a) Leroueil et al (1983b); Ngƣời ta kết luận tồn quan hệ ứng suất-biến dạng-tốc độ biến dạng đất sét yếu thí nghiệm Oedometer sơ đồ khác nhau, Leroueil et al (1985) Kết thí nghiệm CRS 52 đƣợc ứng dụng toán hố đào sâu cho đất sét yếu Thị Vải để phân tích chuyển vị ngang lún bề mặt hố đào, kết phân tích cho thấy liệu tính tốn dự liệu quan trắc trƣờng phù hợp (Dao et al (2013)) Nguyen et al (2016) Chƣa có nghiên cứu nhằm ứng dụng kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi CRS vào phân tích tốn cố kết thấm cho công tác xử lý đất yếu sử dụng bấc thấm kết hợp gia tải có khơng có bơm hút chân khơng Việt Nam cho đất sét trầm tích Hollocene Việt Nam Mặc dù thí nghiệm CRS có nhiều ƣu điểm đáng kể so với thí nghiệm cố kết truyền thống (IL), nhiều nhà nghiên cứu tin quan hệ e-log’v có đƣợc từ thí nghiệm CRS khơng thể ứng dụng trực tiếp vào thiết kế tính tốn tốn cố kết thấm cho đất yếu Ngoài áp suất tiền cố kết theo thí nghiệm truyền thống (IL) đƣợc cho gần với giá trị trƣờng so với kết có đƣợc từ thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi nhƣ báo cáo Leroueil et al (1983a), Leroueil et al (1983b) Korhonen and Lojander (1997) Vì nghiên cứu tập trung vào việc xác định đặc trƣng thông số cố kết thấm cho đất sét yếu Việt Nam cách ứng dụng kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi, từ sử dụng thơng số đầu vào để phân tích tốn cố kết thấm cho cơng trình trải dài từ Đồng Bằng sông Hồng đến Đồng Bằng sông Mekong nƣớc Việt Nam CÔNG TÁC LẤY MẪU VÀ THÍ NGHIỆM CRS Cơng tác lấy mẫu Trong điều kiện Việt Nam công tác lấy mẫu nguyên dạng cho đất sét yếu thƣờng đƣợc thực ống mở thành mỏng hay gọi ống lấy mẫu Shelby Bui (2003) công bố nghiên cứu cho việc áp suất tiền cố kết bé áp suất địa tầng hữu hiệu tỉ số cố kết trƣớc (OCR) bé 1, không tuân theo ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 qui luật tăng theo chiều sâu mẫu bị xáo động xem xét biến dạng mẫu đƣợc nén lại giá trị áp suất địa tầng Sự xáo động mẫu có nguyên từ kỹ thuật lấy mẫu trình khác Takemura et al (2007) so sánh mẫu đất lấy ống mẫu Piston Shelby cách so sánh đặc trƣng đất sét yếu Đồng Bằng sông Mekong Nghiên cứu đặc trƣng học đất yếu khu vực Đồng Bằng sông Mekong không đƣợc xác định cách đắn mẫu bị xáo động Vì tất mẫu đất Cái Mép, Hiệp Phƣớc, Hải Phòng Cà Mau, đƣợc lấy cơng trình nghiên cứu báo đƣợc thực ống lấy mẫu Piston nhằm có đƣợc mẫu chất lƣợng cao cho thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi (CRS) Thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi CRS Mẫu đất nguyên dạng từ khu vực nghiên cứu đƣợc thí nghiệm hộp nén không nở hông Oedometer theo sơ đồ tốc độ biến dạng khơng đổi CRS thí nghiệm cố kết thấm tiêu chuẩn IL Tốc độ biến dạng cho thí nghiệm CRS đƣợc lựa chọn 0.02%/phút tuân theo tiêu chuẩn ASTM D-4186 và/hoặc JIS A-1227 Tốc độ biến dạng thí nghiệm đƣợc chọn gần với tốc độ biến dạng trƣờng đo đƣợc, cho kết phân tích tƣơng thích với liệu quan trắc trƣờng nhƣ thể bác báo tác giả công bố (Nguyen and Tran (2015), Nguyen and Tran 2016, Nguyen et al 2016) XÁC ĐỊNH ĐẶC TRƢNG CỐ KẾT THẤM CHO ĐẤT SÉT YẾU VIỆT NAM 350 Cai Mep Hiep Phuoc Hai Phong Ca Mau 300 250 'c(CRS) (kPa) Hai Phong Hoang Sa (Vietnam) 200 150 y=1.05x 100 uo ng Sa (V iet na m ) Hiep Phuoc Tr Ca Mau y=1.16x R=0.96 y=1.25x 50 0 50 100 150 200 250 300 350 'c(IL) (kPa) Cai Mep Hình Bản đồ vị trí khu vực nghiên cứu mối quan hệ áp suất tiền cố kết từ CRS IL Đối với toán cố kết thấm, áp suất tiền cố kết thông số đầu vào quan trọng bên cạnh số nén, hệ số cố kết thấm, áp suất địa tầng hữu hiệu Xác định thông số áp suất tiền cố kết thƣờng đƣợc thực theo phƣơng pháp Casagrande (1936) dựa ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 kết thí nghiệm cố kết truyền thống IL; thế, giá trị áp suất tiền cố kết thƣờng không đƣợc xác định cách xác điểm liệu thí nghiệm rời rạc… dẫn đến sai khác tính tốn độ lún đất yếu, kết quan trọng việc định cao độ hồn 53 thiện cơng trình cơng tác tu vận hành cơng trình tƣơng lai đặc biệt cơng trình đƣờng giao thơng bãi chứa hàng hóa đƣợc xây dựng đất yếu Việt Nam Hình thể vị trí cơng trình nghiên cứu Một cơng trình khu vực Hải Phịng có lớp đất sét yếu dày vào khoảng m đến m thuộc Đồng Bằng sông Hồng, công trình cịn lại khu vực Đồng Bằng sơng 'c (kPa) 0 140 280 420 Mekong lần lƣợt Cái Mép có chiều dày lớp đất yếu 35 m thuộc Bà Rịa, Vũng Tàu; Hiệp Phƣớc có chiều dày lớp đất yếu 38 m thuộc TP HCM; Cà Mau có chiều dày lớp đất yếu 17 m Các cơng trình bao gồm điều kiện đất yếu rộng khắp Việt Nam từ Đồng Bằng sông Hồng đến Đồng Bằng sơng Mekong, đại diện cho đất yếu Việt Nam có ảnh hƣởng định đến phƣơng án xử lý 'c (kPa) 'c (kPa) 140 280 420 140 280 420 'c (kPa) 140 280 420 Depth (m) 10 15 20 25 30 35 40 'v0+30 'v0+45 'v0+30 'v0+20 CaiMep HiepPhuoc HaiPhong CaMau CRST ILT 'v0 'v0+d' CPTU Hình Áp suất tiền cố kết áp suất địa tầng theo chiều theo phương pháp thí nghiệm khác Hơn nữa, hình thể mối quan hệ áp suất tiền cố kết theo sơ đồ thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi CRS áp suất tiền cố kết theo sơ đồ truyền thống IL khu vực công trình nghiên cứu Tỷ số kết từ CRS so với IL trung bình 1.16 Áp suất tiền cố kết theo thí nghiệm CRS ln lớn gia trị từ thí nghiệm truyền thống IL từ % đến 25 % Điều giải thích độ lún tính tốn thực tế lại nhỏ độ lún đo đƣợc trƣờng số trƣờng hợp Hình thể áp suất tiền cố kết áp suất 54 địa tầng theo chiều sâu dựa kết nhiều loại thí nghiệm khác nhƣ CRS, IL, xuyên tĩnh có đo áp lực nƣớc lỗ rỗng (CPTu) cho khu vực cơng trình Áp suất tiền cố kết theo kết thí nghiệm CPTu dao động từ 1/5 đến 1/3 sức kháng mũi côn hiệu chuẩn (qT-v0) lần lƣợt từ Cà Mau đến Hiệp Phƣớc Mối quan hệ đƣợc viết lại phƣơng trình sau đây: 1 5 1 3 ' c (qT v ) (1) Đồ thị thể giá trị áp suất tải địa tầng (POP) trầm tích Hollocene Việt Nam cho khu vực nghiên cứu dao động từ 20 kPa ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 Cà Mau đến 30 kPa Hải Phòng giá trị dao động từ 30 kPa Cái Mép đến 45 kPa Hiệp Phƣớc độ sâu đến 20 m 60 kPa đến 85 kPa độ sâu từ 20 m đến 38 m, đƣợc viết lại theo phƣơng trình bên dƣới đây: ' c ' v (20 45)( 20m) ' c ' v (60 85)( 20m) định so với sơ đồ thí nghiệm truyền thống (IL) nhƣ là: 1) thời gián thí nghiệm ngắn hơn, từ đến ngày kể trình chuẩn bị mẫu thời gian ngày ngày thí nghiệm truyền thống (IL); 2) liệu kết thí nghiệm liên tục đƣợc lƣu tự động độ tin cậy cao hẳn thí nghiệm truyền thống Kết việc xác định áp suất tiền cố kết từ liệu thí nghiệm liên tục nhƣ CRS trở nên đơn giản nhiều xác so với xác định giá trị từ liệu rời rạc theo cấp tải trọng thí nghiệm cố kết gia tải cấp truyền thông (IL) Rõ ràng theo kết tiêu biểu Hình số nén đất yếu từ thí nghiệm CRS IL hầu nhƣ không khác khu vực cơng trình nghiên cứu Tại cơng trình trầm tích Hollocene đƣợc cho đất sét yếu với hệ số rỗng lớn dao động từ 1.3 đến 2.6 vị trí cơng trình độ sâu mẫu Đó nguyên nhân cho thấy áp suất tiền cố kết đất sét yếu thông số quan quan trọng cần đƣợc xác định cách xác để phục vụ tốn phân tích cố kết thấm cho cơng trình thuộc Đồng Bằng sông Hồng sông Mekong (2) Điều cho thấy đất yếu trầm tích Hollocene Việt Nam trạng thái cố kết trƣớc hệ số cố kết trƣớc lớn Đối với khu vực Hải Phịng, đất sét yếu có chiều dày vào tầm m đến m phía trên, bên dƣới lớp đất sét cứng có áp suất tiền cố kết lên đến 280 kPa độ sâu vào khoảng 11 m Hình so sánh mối quan hệ đƣờng cong nén lún e-log’v theo kết từ thí nghiệm CRS IL khu vực cơng trình đƣợc nghiên cứu Việt Nam từ Đồng Bằng sơng Hồng đến sơng Mekong Từ dễ dàng thấy áp suất tiền cố kết từ thí nghiệm CRS ln lớn giá trị từ thí nghiệm IL; nhiên, hệ số cố kết thấm loại thí nghiệm gần nhƣ khơng phụ thuộc vào sơ đồ thí nghiệm Hơn nữa, thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi (CRS) lại có ƣu điểm Void Ratio, e 2.4 GL +3.50 2.0 GL +4.49 GL +2.85 GL +2.80 1.6 1.2 0.8 CaiMep HiepPhuoc HaiPhong CaMau c v (cm2/d) 0.4 104 103 102 101 101 102 'v (kPa) 103 101 102 'v (kPa) 103 CRST 101 102 'v (kPa) 103 101 102 'v (kPa) 103 ILT Hình So sánh kết thí nghiệm CRS IL ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 55 khác giai đoạn gia tải khác Giá trị số nén/nở Cr đƣợc sử dụng giai đoạn đất đƣợc nén lại (hoặc giai đoạn cố kết trƣớc); giá trị Cc1 đƣợc sử dụng cấp tải vƣợt qua áp suất tiền cố kết ’c (’y) bé giá trị áp suất ’p giá trị áp suất mà đặc tính nén lún đất giảm đi; giá trị Cc2 đƣợc sử dụng cấp tải trọng lớn ứng suất ’p nhƣ thể hình 4 PHÂN TÍCH BÀI TỐN CỐ KẾT THẤM Mơ hình tốn Tính nén lún đất biến thiên theo cấp ứng suất với quan hệ theo đƣờng cong e-log’v có hình chữ S, tốn phân tích cố kết chƣa sai số nhƣ số nén số đƣợc sử dụng Vì vậy, tác giả áp dụng mơ hình tốn với giá trị số nén 102 Layer-i: h0i Discretization Radial: Nri Vetical: Nvi Eq u de dw iv ale nt Vertical drain dia Cr or Cc(OC) 2.0 1.6 103 di a 101 CRS data Layer-1 Improved strata, n layers Layer-2 Cc2 p' 0.8 c' 1.2 v0' Void ratio, e 2.4 Cc1 0.4 cv(cm2/d) h0i = Nvidh cv(OC) 103 ~10cv(NC) 10 Layer-i cv(NC) r = Nr 101 Layer-n r id Unit cell model of vertical drain 'v(kPa) Hình Mơ hình cho tốn cố kết thấm dựa kết thí nghiệm CRS Void Ratio, e 2.8 Cai Mep 2.4 2.0 Hiep Phuoc Ca Mau Hai Phong 1.6 1.2 0.8 c v (cm2/d) 0.4 104 103 102 101 101 102 'v (kPa) 103 101 102 'v (kPa) 103 101 102 'v (kPa) 103 101 102 'v (kPa) 103 Hình Kết thí nghiệm CRS khu vực nghiên cứu 56 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 Phần mềm phân tích tốn cố kết thấm kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng Phần mềm sai phân hữu hạn CONSOPRO để không đổi khu vực nghiên cứu với tốc độ giải toán đối xứng trục đƣợc nhóm tác giả biến dạng 0,02%/phút Rõ ràng hệ số rỗng phát triển viện Khoa Học Thủy Lợi Miền giá trị áp suất địa tầng ln lớn 1,2 Nam (SIWRR) cho phân tích toán cố kết thấm với bấc thấm kết hợp gia tai có mẫu thí nghiệm khu vực nghiên cứu Đối với khu vực Hải Phịng, lớp đất khơng có bơm hút chân khơng Một trụ tƣơng có hệ số rỗng bé 1,0 đƣợc cho lớp đất sét đƣơng xung quanh bấc thấm đƣợc xét đến cứng không xét đến tốn phân tích tốn nhƣ hình 4, bấc thấm cố kết thấm khu vực đƣợc cắm vào bấc thấm trở thành biên Phân tích tốn cố kết thấm nƣớc trụ tƣơng đƣơng xét quan bấc thấm toán cố kết thấm đồng thời Một loạt tốn phân tích cố kết thấm phƣơng pháp sai phân hữu hạn (FDM) đƣợc tác Phần mềm CONSOPRO cho phép xét đến 20 giả thực phần mềm CONSOPRO lớp đất riêng biệt với đặc trƣng độc lập với việc sử dụng mơ hình toán theo đến 50 trƣờng hợp gia tải cấp khác hình kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến thực tế thi công cơng trình Kết xuất dạng khơng đổi CRS theo hình Dữ liệu quan từ phần mềm bao gồm: 1) Độ lún theo thời gian lớp đất đƣợc xét; 2) Độ lún tổng trắc trƣờng đại diện cho khu vực nghiên cứu bao gồm độ lún mặt bàn đo lún, áp lực theo thời gian toàn đất xét; 3) Ứng lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ từ đầu đo suất hữu hiệu theo thời gian cho lớp đất piezometer đƣợc sử dụng để so sánh với xét; 4) Biến dạng theo thời gian kết tính tốn có đƣợc từ phần mềm lớp đất xét Nguyen (2015) Phƣơng pháp CONSOPRO nhƣ hình Trong số khu tính tốn hữu ích cho việc thi công đắp khu vực rộng lớn dự án xử lý vực nghiên cứu khu vực có sử dụng bấc thấm kết hợp gia tải trƣớc cát đắp đất yếu Việt Nam khu vực nghiên cứu Cà Mau cịn Các thơng số đầu vào cho tốn cố kết thấm có kết hợp bơm hút chân không nhằm rút ngắn thời gian thi công; giảm độ lún dƣ Thông số đầu vào cho toán cố kết thấm giai đoạn vận hành cơng trình Thời gian cho khu vực nghiên cứu đƣợc xác định dựa kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng cơng tác xử lý Cà Mau 180 ngày khu vực lại năm Bấc thấm không đổi CRS mẫu chất lƣợng cao đƣợc ép tĩnh ép rung xuống hết chiều dày đƣợc thu thập ống lấy mẫu Piston nhƣ mơ lớp đất trầm tích yếu Hollocene cho tất tả phần Một số thông số đầu vào cho khu vực nghiên cứu trừ trƣờng hợp Cà Mau toán cố kết thấm phƣơng pháp sai phân có áp dụng biện pháp hút chân không nên hữu hạn đƣợc tác giả báo cáo chi tiết báo nhóm tác giả trƣớc bấc thấm có cao độ mũi cao đáy lớp đất yếu m Bấc thấm đƣợc bố trí theo lƣới vng nhƣ (Nguyen and Tran (2015), Nguyen and Cái Mép, Cà Mau theo lƣới tam giác Hiệp Tran 2016, Nguyen et al 2016) Hình thể Phƣớc Hải Phịng Bảng tóm tắt thơng ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 57 số đầu vào cho bấc thấm (PVDs), hệ số cố kết 2,19%, dễ dàng nhận thấy khác biệt đất trầm tích Hollocene khu vực khơng lớn chấp nhận đƣợc nghiên cứu, số nén, độ lún cố kết cuối thực tế thiết kế xây dựng S F, độ lún tính tốn quan trắc thời công tác xử lý đất yếu Việt Nam Hình điểm dỡ tải cho trƣớc St1 St2 tƣơng ứng với khu vực cơng trình nghiên cứu nhƣ thể kết tính tốn độ lún mặt theo thời gian phần mềm CONSOPRO phù hợp tóm tắt giá trị hệ số rỗng, độ ẩm giới với kết quan trắc trƣờng Kết độ hạn chảy (LL) đất yếu công lún cố kết tính tốn cuối theo thời gian trình Sữ khác biệt kết tính tốn có giá trị từ 10,83 % đến 12,33 % chiều dày kết quan trắc dao động từ -5,54 % đến lớp đất yếu Bảng Bảng tỏm tắt thông số sử dụng cho khu vực nghiên cứu Đặc trƣng/Cơng trình Cái Mép Hiệp Phƣớc Hải Phịng Cà Mau Chiều dày đất yếu, m 34,0 35,0 9,0 16,0 Chiều dài PVD, m 34.0 35,0 9,0 15,0 Vuông Tam giác Tam giác Vuông Chiều rộng PVD, mm 100 100 100 100 Chiều dày PVD, mm 4 4 ch(OC)/cv(OC) 3,0 3,0 1,5 3,0 cv(OC)/cv(NC) 10 10 10 10 cv(NC), cm2/d 15-55 15-145 35-205 22-700 0,85-1,80 0,65-2,70 0,48-0,91 0,42-1,10 Thời gian xử lý, ngày 540 640 373 180 Độ lún cuối SF, cm 411 379 111 188 Độ lún tính tốn t St1, cm 381 357 110 183 Độ lún quan trắc t St2, cm 383 363 104 187 Khác biệt, % 0,52 1,68 -5,54 2,19 Độ ẩm, % 53-123 53-93 30-71 58-80 Giới hạn chảy, % 57-128 56-65 45-77 62-90 Lƣới PVD Cc 58 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 Field monitoring data Calculated by CONSOPRO 10 E.L (m) Cai Mep Hiep Phuoc Hai Phong Ca Mau Settlement (cm) 0 150 PVD+Surcharge Square pattern Spacing: 120 cm Sizing: 100x4 mm 300 PVD+Surcharge Triangle pattern Spacing: 110 cm Sizing: 100x4 mm PVD+Surcharge Triangle pattern Spacing: 150 cm Sizing: 100x4 mm EPWP (kPa) 450 60 130 260 PVD+Surcharge+Vacuum Square pattern Spacing: 100 cm Sizing: 100x4 mm 390 40 20 -20 -10.00 m 200 400 600 -10.00 m -7.38 m 200 400 600 800 80 160 240 Hình Kết phân tích cố kết thấm so sánh khu vực nghiên cứu Để nghiên cứu mức độ tiêu tán áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ phát sinh đất yếu trình gia tải trƣớc, đầu đo áp lực nƣớc lỗ rỗng dây rung đƣợc lắp đặt vào trƣớc tiến hành thi cơng gia tải tồn cơng trình nghiên cứu trừ khu vực Hải Phịng Áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ theo hình đạt giá trị lớn cuối giai đoạn gia tải và/hoặc bơm hút chân không đạt cực đại sau tiêu tán nhanh cách đáng kể Áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ tính tốn dựa số liệu quan trắc có kể đến hiệu chỉnh độ lún đầu đo theo thời gian Đƣờng cong tiêu tán áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ tính toán tƣơng đồng tốt với kết quan trắc trƣờng Cái Mép, Hiệp Phƣớc Cà Mau ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 THẢO LUẬN Đất sét yếu Hollocene Việt Nam có mối quan hệ nén lún e-log’v theo đƣờng cong S, đƣợc thấy xác định mẫu thí nghiệm nguyên dạng chất lƣợng cao thu thập ống lấy mẫu Piston Ngay thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi đƣợc sử dụng điều quan trọng phải đảm bảo chất lƣợng mẫu thu thập trƣờng Hầu hết thí nghiệm Oedometer thực đất sét yếu Việt Nam cho kết tỷ số cố kết trƣớc bé 1, điều hầu nhƣ nguyên nhân sử dụng ống mẫu hở thành mỏng Shelby làm cho mẫu khơng cịn ngun dạng Kết nghiên cứu cho thấy mối tƣơng đồng tốt liệu quan trắc trƣờng so với kết tính tốn phƣơng pháp sai 59 phân hữu hạn phần mềm CONSOPRO với thông số đầu vào đƣợc xác định từ thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi đất sét yếu Việt Nam Tuy vậy, phƣơng pháp thí nghiệm chƣa đƣợc nêu qui trình thí nghiệm thức Việt Nam đƣợc ứng dụng vào thực tế thiết kế xây dựng công trình xử lý nến đất yếu Việt Nam dẫn đến kết quan trắc trƣờng thƣờng khác biệt với giá trị tính tốn giai đoạn thiết kế độ lún đất nhiều công trình xây dựng đất yếu gây khó khăn cơng tác thi cơng cơng trình nhƣ xác định giá trị cao độ hoàn thiện, chiều dày bù lún ƣớc tính độ lún dƣ phục vụ cơng tác tu vận hành cơng trình KẾT LUẬN Trầm tích yếu Hollocene Việt nam điều kiện tự nhiên trạng thái cố kết trƣớc có hệ số rỗng lớn Áp suất tiền cố kết có đƣợc từ thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi (CRS) lớn giá trị có đƣợc từ thí nghiệm cố kết gia tải cấp truyền thống (IL) theo hệ số 1.16 trầm tích yếu Hollocene Việt Nam Áp suất địa tầng tải (POP) tầng trầm tích Hollocene Việt Nam dao động từ 20 kPa đến 45 kPa 20 m từ 60 kPa đến 85 kPa cho lớp đất bên dƣới sâu 20 m Các thông số đầu vào cho toán cố kết thấm xác định dựa kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi theo tốc độ biến dạng 0.02%/phút cho kết tính tốn tốn cố kết thấm theo phƣơng pháp sai phân hữu hạn (FDM) phần mềm CONSOPRO cho kết tƣơng thích với liệu quan trắc trƣờng theo độ lún, tiêu tán áp lực nƣớc lỗ rỗng thặng dƣ khu vực cơng trình nghiên cứu, tƣơng đồng với kết cơng bố trƣớc nhóm tác giả (Nguyen and 60 Tran (2015), Nguyen and Tran 2016, Nguyen et al 2016) Hệ số cố kết thấm ngang biểu kiến cho lớp đất trầm tích yếu Hollocene Việt Nam tƣơng đồng với liệu đƣợc nhóm tác giả cơng bố trƣớc (Nguyen and Tran 2015, Nguyen and Tran 2016, Nguyen et al 2016) theo mối quan hệ ch(OC) = 3.0cv(OC), ch(NC) = 3.0cv(NC) cv(OC) = 10cv(NC) khu vực nghiên cứu khí ch(OC) = 1.5cv(OC) ch(NC) = 1.5cv(NC) khu vực Hải Phòng LỜI CẢM ƠN Nhóm tác giả chân thành biết ơn gửi lời cảm ơn đến Ban Quản Lý Dự Án 85 (PMU-85) Ban Quản Lý Dự Án Hàng Hải cho phép sử dụng số liệu dự án tác giả tham gia trực tiếp vào nghiên cứu viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam (SIWRR) TÀI LIỆU THAM KHẢO Bui, T M (2003) Initial Evaluation of Consolidation Characteristics of Mekong Soft Clay and Their Use in Engineering Practice Hanoi Engineering Geology Workshop Ha Noi: 1-13 Byrne, P M and Y Aoki (1969) "The strain controlled consolidation test." Soil Mechanics Series, The University of British Columbia 9: 1-25 Casagrande, A (1936) The determination of the pre-consolidation load and its practical significance: Discussion D-34 The first international conference on soil mechanics and foundation engineering Havard University, Cambridge 3: 60-64 Crawford, C B (1964) "Interpretation of the consolidation test." Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE 90(SM5): 87-102 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 Dao, T V T., T N Le and C O Nguyen (2013) A case study of braced excavation using steel sheet pile wall in Thi Vai soft clay Geotechnics for Sustainable Development Geotec Hanoi 2013 P D Long Hanoi, Vietnam, Construction Publishing House: 227-234 Korhonen, O and M Lojander (1997) Settlement estimation by using continuous oedometer test Proceedings of the 14th ICSMFE Hamburg, Germany 1: 343-346 Leroueil, S., M Kabbaj, F Tavenas and R Bouchard (1985) "Stress–strain–strain rate relation for the compressibility of sensitive natural clays." Géotechnique 35(2): 159-180 Leroueil, S., L Samson and M Bozozuk (1983a) "Laboratory and field determination of preconsolidation pressure at Gloucester." Canadian Geotechnical Journal 20: 477-490 Leroueil, S., F Tavenas, L Samson and P Morin (1983b) "Preconsolidation pressure of Champlain clays Part II Laboratory determination." Canadian Geotechnical Journal 20: 803-816 Nguyen, C O (2015) CONSOPRO Software (in DVD) Southern Institute of Water Resource Research C O Nguyen Vietnam, Vietnam Copyright Office Version 1.0: 0-226 Nguyen, C O., T V T Dao and C T V Ta (2016) Finite element analysis of a braced excavation in marine soft clay Geotechnics for Sustainable Development-Geotec Hanoi P D Long Hanoi, Vietnam, Construction Publishing House: 441-449 Nguyen, C O and T T Tran (2015) Consolidation analysis of Vietnam soft marine clay by finite difference method with ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 application of constant rate of strain consolidation test Fifth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment H Zakaria Osaka, Japan, The GEOMATE International Society 5: 271-276 Nguyen, C O and T T Tran (2016) "Application of constant rate of strain consolidation test in consolidation analysis with varied PVD length." Vietnam Geotechnical Journal 20(4): 33-41 Nguyen, C O., T T Tran and T V T Dao (2016) Finite difference analysis of a case study of vacuum preloading in Southern Vietnam Sixth International Conference on Geotechnique, Construction Materials and Environment H Zakaria Bangkok, Thailand, The GEOMATE International Society: 308-313 Smith, R E and H E Wahls (1969) "Consolidation under constant rate of strain." Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE 95(SM2): 519-539 Takemura, J., Y Watabe and M Tanaka (2007) Characterization of alluvial deposits in Mekong Delta Characterisation and Engineering Properties of Natural Soils, Taylor & Francis Group, London 1: 1805-1829 TCVN4200:2012 (2012) Đất xây dựng phƣơng pháp xác định tính nén lún phịng thí nghiệm, Bộ Khoa Học Công Nghệ Wissa, A E Z., J T Christian, E H Davis and S Heiberg (1971) "Consolidation at Constant Rate of Strain." Soil Mechanics and Foundations Division, ASCE 97(SM10): 13931413 61 Người phản biện: GS, TS NGUYỄN VĂN THƠ 62 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1-2017 ... thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi (CRS) Thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi CRS Mẫu đất nguyên dạng từ khu vực nghiên cứu đƣợc thí nghiệm hộp nén không nở hông Oedometer theo. .. ứng dụng kết thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng khơng đổi CRS vào phân tích tốn cố kết thấm cho công tác xử lý đất yếu sử dụng bấc thấm kết hợp gia tải có khơng có bơm hút chân khơng Việt Nam. .. đầu vào đƣợc xác định từ thí nghiệm cố kết tốc độ biến dạng không đổi đất sét yếu Việt Nam Tuy vậy, phƣơng pháp thí nghiệm chƣa đƣợc nêu qui trình thí nghiệm thức Việt Nam đƣợc ứng dụng vào thực