Ứng dụng trụ đất xi măng xử lý nền đường đầu cầu Ông Điệp tỉnh Sóc Trăng

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN BÌNH NGHỊ ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU ÔNG ĐIỆP TỈNH SÓC TRĂNG Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành : 60.58.02.11 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2019 Cơng trình hoàn thành tại: Trường ĐH Bách Khoa - ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học: PGS.TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét : PGS.TS LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét : PGS.TS TRẰN TUẤN ANH Luận Văn Thạc Sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, Đại học Quốc gia Tp.HCM ngày 09 tháng 01 năm 2019 Thành phần Hội đồng đánh giá luận vãn thạc sĩ gồm: PGS.TS Tô Văn Lận PGS.TS Lê Bá Vinh PGS.TS Trần Tuấn Anh TS Nguyễn Việt Tuấn TS Đỗ Thanh Hải Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận văn Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG PGS.TS TÔ VĂN LẬN TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: TRẰN BÌNH NGHỊ MSHV: 1670574 Ngày, tháng, năm sinh: 10/09/1994 Nơi sinh : Sóc Trăng Chuyên ngành : Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 60 58 02 11 TÊN ĐỀ TÀI I ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NẾN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU ƠNG ĐỆP TỈNH SĨC TRĂNG II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mục đích nghiên cứu phuơng pháp gia cố đuờng dẫn đoạn sát mố cầu trụ đất xi măng Mở đầu Chuo ng Tổng quan giải pháp xử lý trụ đất xi măng Chương Cơ sở lý thuyết tính tốn trụ đất xi măng Chương Thí nghiệm xác định hàm lượng xi măng thích hợp cường độ chịu nén trụ đất xi mãng Chương ứng dụng giải pháp trụ đất xi măng xử lý đường dẫn đầu cầu Ông Điệp, tỉnh Sóc Trăng Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/08/2018 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 03/12/2018 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS TS VÕ PHÁN Tp HCM, ngày tháng 12 năm 2018 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO PGS.TS VÕ PHÁN PGS.TS LÊ BÁ VINH TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG TS.LÊ ANH TUẤN LỜI CẢM ƠN Lời cho học viên gửi đến quý Thầy Cô Bộ mơn Địa Cơ Nền Móng lòng biết ơn sâu sắc tận tình mà q Thầy Cơ hướng dẫn truyền đạt cho học viên kiến thức quý báu học kỳ vừa qua Học viên xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành Học viên xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS.VÕ Phán, người Thầy hết lòng giúp đỡ hướng dẫn học viên thời gian học tập trường, Thầy hỗ trợ học viên nhiều việc bổ sung kiến thức chuyên môn, nguồn tài liệu lời động viên quý báu trình học viên học tập, nghiên cứu hoàn thành luận văn Học viên xin chân thành cám ơn Thầy PGS.TS.Lê Bá Vinh, PGS.TS.Bùi Trường Sơn, PGS.TS.Nguyễn Minh Tâm, TS Lê Trọng Nghĩa, TS Đỗ Thanh Hải, đầy nhiệt huyết lòng yêu nghề, tận tâm giảng dạy cung cấp cho học viên nhiều tư liệu quan trọng cần thiết trình học tập học kỳ vừa qua, giúp học viên giảm bớt nhiều khó khăn thời gian thực luận văn Học viên xin chân thành cám ơn quý Thầy, Cô, Anh Chị nhân viên Phòng Đào tạo Sau Đại học bạn bè, gia đình giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho học viên suốt trình học tập thực luận văn TP Hồ Chí Minh, ngày tháng 12 năm 2018 Học viên thực Trần Bình Nghị TĨM TẮT Hiện nay, khu vực đồng sơng Cửu Long nói chung, khu vục tỉnh Sóc Trăng nói riêng cơng trình xây dụng tăng quy mô, số luợng chất lượng Tuy nhiên, đất khu vực chủ yếu đất yếu có sức chịu tải thấp độ lún lớn nên nhu cầu cấp thiết đặt gia cố đất cơng trình nhằm tăng sức chịu tải giảm độ lún cơng trình, đặc biệt cho kho chứa, đường dẫn vào cầu, sân bay, Công trình xây đất yếu khu vực này, việc ước lượng độ lún theo thời gian đóng vai trò quan trọng nhằm đảm bảo chất lượng nâng cao tuổi thọ cơng trình Tuy nhiên tượng chưa giải cách triệt để Thực tế đoạn đường dẫn vào cầu phải đắp cao để thông thủy tạo tải trọng lớn nên thường chọn phương pháp xử lý đất yếu đường dẫn vào cầu trụ đất xi măng Luận văn trình bày thí nghiệm xác định hàm lượng xi măng thích hợp kết hợp với mẫu đất cầu Ông Điệp đánh giá tiêu lý mẫu trộn đất - xi mãng cải thiện tốt, gia tăng cường độ chịu nén mẫu đất trộn xi măng tăng lên hàm lượng xi măng hỗn hợp tăng theo nghiên cứu, hàm lượng xi măng thích hợp cho đất khu vực thí nghiệm 15% (khoảng 210kg xi măng cho lm3 đất tự nhiên) với cường độ chịu nén 906.933 kN/m2 28 ngày tuổi Từ trình bày quan điểm, sở tính tốn trụ đất xi măng để giải vấn đề ổn định biến dạng lún đất yếu đường dẫn vào cầu Phần tính tốn áp dụng thực tế đường dẫn vào cầu Ơng Điệp tỉnh Sóc Trăng kiểm tra lại việc mô phần mềm Plaxis ABSTRACT In recent years, not only in Soc Trang Province but also in the Mekong Delta, there has been a positive improvement in infrastructure constructionsregarding to the scale, quantity and quality Nevertheless, geometrically, along with high risk of subsidence, the ground surface of this area has limited capacity of loading the above infrastructure, which aroused a great concern about how to reduce or mitigate the subsidence and stabilize for the ground surface under massive constructions, particularly for the surface covered by warehouses, and tracks to bridges or airports For these special cases, estimating the subsidence risk of the ground surface beneath plays an important role in ensuring the longterm performance of the constructions However, the phenomenon has not been resolved thoroughly In fact, the track to bridges has to be embanked to be headroom so create a large load Therefore, we often choose the method of treating the ground surface under the track to bridge by CDM method The thesis presents the experimental determination of appropriate cement content combines with the ground surface under the track to Ong Diep bridge can be appreciated that physico-mechanical norms are well upgraded, the compression-proof intensity increase of the ground surface combine with cement when increasing cement content in the mixture, and according to research, the most suitabe cement content in the mixture in the area of Ong Diep bridge is 15% (about 210kg of cement for lm3 natural soil) with the compression-proof intensity is 906.933 kN/m2 in the 28th day From that point of view, the basis of CDM method calculation to solve the problem of stabilization of soft ground under the track to Ong Diep bridge The practical application of calculation section for track to Ong Diep bridge, Soc Trang province and Plaxis software was applied to relatively simulate the design framework and inspectthe statistical figures LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan nội dung luận văn tơi thục hiện, số liệu, hình ảnh, biểu đồ đề tài chân thực, không trùng lập với nghiên cứu trước Các biểu đồ, số liệu tài liệu tham khảo trích dẫn, thích nguồn thu thập xác rõ ràng TP.HCM, ngày .tháng 12 năm 2018 Trần Bình Nghị DANH MỤC HÌNH ẢNH VÃ BIỂU ĐỒ TÊN HÌNH - TRANG Hình 1.1: Trường hợp đắp đất trcn đất yếu gia cố trụ đất xi măng có lớp đệm vải địa kỹ thuật đầu trụ Hình 1.2: Nền đất yếu bị trượt sâu Hình 1.3: Các phương pháp bố trí trụ đất xi măng trcn mặt 11 Hình 1.4: Hình ảnh thi cơng thực tế trụ đất xi măng 14 Hình 1.5: Trụ đất xi mãng dùng xử lý đất yếu dự án đường sân bay cần Thơ 19 Hình 1.6: Trụ đất xi măng ứng dụng cơng trình Cảng dầu khí Vũng Tàu 19 Hình 2.1: Sơ đồ tính tỉ số diện tích thay as 29 Hình 2.2: Mơ hình tính lún trường hợp A 30 Hình 2.3: Mơ hình tính lún trường hợp B 31 Hình 2.4: Các phương pháp bố trí trụ đất xi măng đường dẫn 31 Hình 2.5: Sơ đồ xác định Lp, Ls 33 Hình 2.6: Phương pháp tính tốn ổn định mái dốc 34 Hình 3.1: Dụng cụ thí nghiệm 37 Hình 3.2: Máy nén nén đơn trục 37 Hình 3.3: Máy trộn mẫu đất - xi măng 38 Hình 3.4: Cân khối lượng đất cần trộn 40 Hình 3.5: Lấy mẫu đất- xi măng 42 Hình 3.6: Khn tạo mẫu đất- xi măng 42 Hình 3.7: Mau xi măng gia cơng 44 Hình 3.8: Nén đơn trục mẫu đất- xi măng 44 Hình 3.9: Đọc kết nén đơn 45 Hình 3.10: Mẩu đất - xi măng bị phá hoại 45 Hình 3.11: Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng độ tuổi ngày 48 Hình 3.12: Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng độ tuổi 14 ngày 48 Hình 3.13: Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng độ tuổi 28 ngày 49 Hình 3.14: Quan hệ cường độ nén đơn biến dạng theo hàm lượng xi măng 15% độ tuổi 28 ngày 50 Hình 4.1: Vị trí xây dựng cầu Ồng Điệp 53 Hình 4.2: Bình đồ vị trí lỗ khoan cầu Ồng Điệp 53 Hình 4.3: Mặt cắt địa chất cơng trình cầu Ồng Điệp (định vị Hố khoan 0D-M1, OD-T5) 55 Hình 4.4: Mặt cắt địa chất cơng trình cầu Ồng Điệp vị trí lỗ khoan 0D-M1 56 Hình 4.5: Mặt cắt ngang tính tốn 60 Hình 4.6: Mặt cắt dọc tính tốn 60 Hình 4.7: ứng suất gây lún độ sâu z 61 Hình 4.8: Biểu đồ phân bố ứng suất 61 Hình 4.9: Giao diện khai báo vật liệu thông số đầu vào lớp đất 63 Hình 4.10: Giao diện khai báo vật liệu trụ đất xi măng gia cố hên tụ nhiên có gia tải 63 Hình 4.11: Sơ đồ tính tốn ổn định tổng thể đuờng dẫn tụ nhiên gia tải đất đắp 65 Hình 4.12: Sơ đồ tính tốn ổn định tổng thể đuờng dẫn tụ nhiên gia tải đất đắp gia cố trụ đất xi măng 65 Hình 4.13: Sơ đồ xác định Lp, LS.7O Hình 4.14: Các kích thuớc gia cố 71 Hình 4.15: Mặt bố hí trụ đất xi măng đoạn đuờng dẫn sát mố cầu 72 Hình 4.16: Giao diện khai báo số liệu đầu vào phần mềm PLAXIS 2D 79 Hình 4.17 Sơ đồ mơ phần mềm Plaxis tụ nhiên chua gia cố 80 Hình 4.18 Luới biến dạng cơng trình chua xử lý 80 Hình 4.19 Biến dạng nén tụ nhiên chua gia cố 81 Hình 4.20 Chuyển vị đứng (lún) cơng trình chua xử lý 81 Hình 4.21 Phân bố ứng suất 82 Hình 4.22 Biến dạng nén gia cố trụ đất xi măng 82 Hình 4.23 Biến dạng thẳng đứng Uy 83 Hình 4.24 Biến dạng thẳng đứng Uy 83 BẢNG BIÊU - TRANG Bảng 3.1: Các tiêu lý đất tự nhiên trước làm thí nghiệm 38 Bảng 3.2: Các tiêu lý xi măng 39 Bảng 3.3: Các tiêu nước theo TCVN 4506: 2012 39 Bảng 3.4: Chế bị mẫu đất trộn xi măng theo hàm lượng tuổi 7,14 28 ngày 41 Bảng 3.5: Kết thí nghiệm mẫu đất trộn xi măng với hàm lượng % 46 Bảng 3.6: Cường độ kháng nén đơn mẫu Ml, M2, M7,M8, M13, M14, M19, M20 ứng với ngày tuổi 47 Bảng 3.7: Cường độ kháng nén đơn mẫu M3, M4, M9,M10, M15, M16, M21, M22 ứng với 14 ngày tuổi 48 Bảng 3.8: Cường độ kháng nén đơn mẫu M5, M6, Ml 1,M12, M17, M18, M23, M24 ứng với 28 ngày tuổi 49 Bảng 4.1: Chỉ tiêu lý đặc trưng lớp đất 57 Bảng 4.2: Phần độ lún cố kết cho phép lại AS trục tim đường sau hồn thành cơng trình 59 Bảng 4.3: Thơng số đầu vào lớp đất 64 Bảng 4.4: Bảng kết tính tốn hệ số ổn định tong thể 64 Bảng 4.5: Tính lún đất tự nhiên tải họng đất đắp chưa gia cố trụ đất xi măng 66 Bảng 4.6: Các tiêu lý đặc trưng Lớp 69 Bảng 4.7: Tính lún đất tự nhiên mũi trụ đất gia cố 76 Bảng 4.8: Bảng thống kê đặc trưng vật liệu tính tốn 78 Bảng 4.9: Bảng tổng hợp kết theo giải tích mơ hình số 84 Bảng 4.10: So sánh thay đổi độ lún đường dẫn tính Tốn theo quan điểm hỗn hợp Viện Kỹ thuật Châu Á mô phần mềm PLAXIS 2D 84 82 - 83 - 84 - 85 - 86 - 87 - 88 - 89 - 90 - 91 - 92 - 93 - 94 - 95 - 96 - 123 ... dẫn đoạn sát mố cầu trụ đất xi măng Mở đầu Chuo ng Tổng quan giải pháp xử lý trụ đất xi măng Chương Cơ sở lý thuyết tính tốn trụ đất xi măng Chương Thí nghiệm xác định hàm lượng xi măng thích hợp... nghiệm trụ đất xi măng 17 1.6 Xử lý đắp cao đất yếu phương pháp gia cố trụ đất xi măng 18 1.7 ứng dụng thực tế trụ đất xi măng cơng trình xây dựng 18 1.8 Các tiêu chí nguyên tắc xử lý. .. 1.3.1 Phuơng pháp xử lý đất yếu trụ đất xi măng 1.3.2 So sánh tính khả thi giải pháp xử lý 1.4 Sụ cố thuờng gặp với đoạn đuờng đầu cầu 1.5 Xử lý đất yếu trụ đất xi măng