Nghiên cứu sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện duyên hải làm cọc đất tro bay gia cố nền đất yếu hạ tầng dự án khu đô thị mới phía đông đường mậu thân thành phố trà vinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG PHẠM THANH TÙNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRO BAY TỪ NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN DUYÊN HẢI LÀM CỌC ĐẤT - TRO BAY GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU HẠ TẦNG DỰ ÁN KHU ĐƠ THỊ MỚI PHÍA ĐƠNG ĐƯỜNG MẬU THÂN THÀNH PHỐ TRÀ VINH Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 60.58.02.08 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT Đà Nẵng - Năm 2016 Cơng trình hồn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Châu Trường Linh Phản biện 1: TS Lê Khánh Toàn Phản biện 2: TS Đặng Công Thuật Luận văn bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt nghiệp thạc sĩ Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng công nghiệp học Đại học Đà Nẵng vào ngày 09 tháng 01 năm 2016 Có thể tìm hiểu luận văn tại: − Trung tâm Thông tin-Học liệu, Đại học Đà Nẵng MỞ ĐẦU Lý lựa chọn đề tài Trong năm gần đây, nước ta đầu tư xây dựng nhiều nhà máy nhiệt điện để đấu nối vào lưới điện quốc gia, giảm phụ thuộc vào nguồn thủy điện Tại tỉnh Trà Vinh đầu tư xây dựng dự án Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải trình chạy thử vận hành năm 2015 với công suất 1200MW, hàng năm Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải thải mơi trường 1.192.880 tro bay/năm Ngồi ra, Trà Vinh triển khai xây dựng Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải với công suất 1200MW vận hành vào năm 2017, Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải mở rộng 600MW vận hành vào 2018 Duyên Hải với công suất 1200MW vận hành vào năm 2020 Như vậy, dự án vận hành thải môi trường lượng tro bay lớn Trà Vinh số tỉnh nghèo nước, bước phát triển theo hướng cơng nghiệp hóa, đại hóa Các khu công nghiệp tập trung, sở hạ tầng kỹ thuật, khu đô thị mới… xây dựng với tốc độ ngày lớn Các cơng trình xây dựng thường tập trung nơi có điều kiện kinh tế, giao thông thuận lợi lại bất lợi điều kiện địa chất cơng trình Tại đây, cấu trúc thường phức tạp, gồm nhiều lớp đất yếu, có chiều dày lớn, phân bố mặt Khi xây dựng cơng trình có quy mơ, tải trọng vừa nhỏ, việc lựa chọn giải pháp móng thường gặp nhiều khó khăn Điển hình Dự án Tuyến thị phía đơng đường Mậu Thân Thành phố Trà Vinh đầu tư xây dựng Tuyến đô thị nằm phần đất san lấp kênh Bờ Đắp, bề dày cát san lấp lớn Theo số liệu địa chất, đa phần lớp đất sét yếu, khó khăn cho cơng tác xây dựng cơng trình, thường kéo theo chi phí xử lý móng lớn Để xây dựng cơng trình đất cần phải có biện pháp gia cố để tăng sức chịu tải đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình Hiện cơng nghệ thi cơng gia cố đất yếu phát triển có cơng nghệ thi cơng cọc xi măng đất gia cố đất yếu hiệu mặt kỹ thuật kinh tế, sử dụng rộng rãi Có thể tận dụng nguồn thải tro bay từ nhà máy nhiệt điện trộn với xi măng làm giảm lượng xi măng cọc xi măng - đất tăng cường độ cho cọc xi măng - đất cách đáng kể đồng thời tận dụng nguồn vật liệu địa phương giảm ô nhiễm môi trường từ việc vận hành nhà máy nhiệt điện Chính yếu tố trên, mà lựa chọn đề tài “ Nghiên cứu sử dụng tro bay từ nhà máy Nhiệt điện Duyên Hải làm phụ gia cho cọc xi măng đất gia cố đất yếu hạ tầng Dự án khu đô thị phía đơng đường Mậu Thân Thành phố Trà Vinh ” làm đề tài nghiên cứu luận văn Tuy nhiên qua q trình tìm hiểu cơng trình nghiên cứu trước với báo khoa học nước, học viên nhận thấy việc nghiên cứu sử dụng cọc tro bay gia cố đất yếu hoàn toàn hiệu mặt kinh tế so với việc sử dụng tro bay làm phụ gia cho cọc xi măng đất; thế, học viên mạnh dạn đề xuất hướng nghiên cứu “ Nghiên cứu sử dụng tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải làm cọc đất - tro bay gia cố đất yếu hạ tầng dự án khu đô thị phía đơng đường Mậu Thân thành phố Trà Vinh ” Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan lý thuyết tính tốn cọc xi măng-đất; - Tính tốn hàm lượng tro bay cần thiết để gia cố đất yếu; - So sánh kết tính tốn theo lý thuyết, thí nghiệm phòng, phần mềm mơ Từ đánh giá biến dạng đất gia cố cọc đất - tro bay kiến nghị kết đạt Đối tượng nghiên cứu - Nguồn thải tro bay từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải - Cọc đất - tro bay Phạm vi nghiên cứu Nghiên cứu lý thuyết tính tốn cọc đất - tro bay kết hợp với mô số Phương pháp nghiên cứu - Thu thập thông tin: + Thu thập từ đề tài, dự án liên quan đến cọc xi măng đất + Thu thập từ mạng công nghệ xử lý đất yếu cọc xi măng - đất - Thí nghiệm xác định tiêu lý tro bay đất yếu - Mô làm việc cọc Đất – Tro bay phòng TN - Mô số PM Plaxis Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Đề tài nghiên cứu sử dụng tro bay để xử lý đất yếu, tăng cường độ đất tăng SCT đất trước xây dựng công trình Ngồi tận dụng nguồn vật liệu địa phương để giải phần ô nhiễm mơi trường q trình vận hành nhà máy nhiệt điện Duyên Hải gây Nội dung nghiên cứu cấu trúc đề tài: Nội dung luận văn gồm ba chương: Chương 1: Tổng quan biện pháp tăng cường sức chịu tải đất yếu cọc vật liệu đất - chất kết dính Chương 2: Xác định tiêu lý vật liệu cọc đất – tro bay Chương 3: Mơ hình hóa làm việc cọc đất – tro bay Kết luận kiến nghị CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC BIỆN PHÁP TĂNG CƯỜNG SỨC CHỊU TẢI NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC VẬT LIỆU ĐẤT CHẤT KẾT DÍNH Khi xây dựng cơng trình có tải trọng lớn đất yếu cần phải có biện pháp xử lý đất bên móng cơng trình, khu vực có tầng đất yếu dày vùng Nhà Bè, Bình Chánh, Thanh Đa thành phố Hồ Chí Minh số tỉnh đồng sơng Cửu Long Có nhiều biện pháp xử lý đất yếu, xin giới thiệu số phương pháp xử lý làm tăng SCT đất yếu sau: 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI CỌC TĂNG CƯỜNG SCT NỀN ĐẤT YẾU 1.1.1 Cọc vôi - đất a Giải pháp kỹ thuật b Cơng nghệ thi cơng c Phương pháp tính tốn cho trụ vôi d Độ lún tổng cộng e Nhận xét Khả chịu tải giới hạn trụ đơn hay nhóm trụ vơi phụ thuộc vào độ bền cắt đất xung quanh trụ vật liệu trụ, điều chứng tỏ tính tốn trụ đất-vơi tác giả quan niệm gia cố trụ đất-vôi tương đương trụ đất xung quanh làm việc đồng thời Trên luận văn trình bày hai phương pháp gia cố trụ vật liệu rời trụ vơi chúng có nhiều nét tương đồng với cọc xi măng đất Chúng làm sở để so sánh áp dụng việc nghiên cứu chế làm việc phá hoại cọc xi măng đất 1.1.2 Cọc xi măng - đất a Khái niệm chung b Công nghệ thi cơng trộn khơ c Mơ hình bố trí trụ d Công nghệ thi công trộn ướt e Ưu điểm cọc xi măng đất f Ứng dụng cọc xi măng đất 1.2 CÁC LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC XI MĂNG -ĐẤT 1.2.1 Tổng quan tính tốn chế làm việc cọc xi măng - đất 1.2.2 Xác định sức chịu tải cọc xi măng - đất a Phương pháp tính tốn theo quan điểm trụ làm việc “cọc” b Phương pháp tính tốn theo quan điểm tương đương c Phương pháp tính tốn theo quan điểm hỗn hợp 1.2.3 Một số cơng thức tính tốn sức chịu tải cọc xi măng - đất * Ảnh hưởng tỷ lệ xi măng với đất đến sức chịu tải cọc đơn *Ảnh hưởng tỷ lệ xi măng với đất sức chịu tải đất sau xử lý cọc xi măng-đất 1.3 MƠ HÌNH TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG CĨ NỀN ĐẤT YẾU GIA CỐ CỌC ĐẤT - CHẤT KẾT DÍNH THEO PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN 1.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Địa chất phổ biến TP Trà Vinh bùn, sét với chiều sâu phân bố từ 5m – 30m Với phương pháp xử lý đất yếu có phạm vi áp dụng thích hợp, có ưu điểm nhược điểm nói riêng Do đó, vào điều kiện cụ thể đất yếu, địa hình, điều kiện địa chất, phương pháp thi cơng kinh nghiệm mà lựa chọn phương pháp hợp lý Giải pháp gia cố cọc cát bấc thấm áp dụng phổ biến cho công tác xử lý cố kết vùng đất yếu đồng sông Cửu Long đạt hiệu cao kết hợp với gia tải trước Tuy nhiên, việc kiểm soát biến dạng lún, ổn định gặp nhiều khó khăn thời gian thi công kéo dài Đối với địa chất TP Trà Vinh, đặc biệt khu vực dự án khu thị phía đơng đường Mậu Thân thành phố Trà Vinh nằm khu vực có chiều dày lớp đất bùn sét tương đối lớn, giải pháp gia cố cọc đất gia cố xi măng thích hợp Với ưu điểm riêng công tác xử lý đất yếu, công nghệ cọc đất trộn xi măng dùng rộng rãi để gia cố sâu đất nền, khống chế độ lún dư đưa cơng trình vào sử dụng đạt tiêu chuẩn 22TCN-262-2000 Bộ Giao thông Vận tải Đây giải pháp hữu ích khơng cần thời gian chất tải Tuy nhiên, sử dụng cọc đất trộn tro bay thay cho cọc đất trộn xi măng cần nghiên cứu kỹ lưỡng để ứng dụng rộng rãi CHƯƠNG XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA VẬT LIỆU CỌC ĐẤT - TRO BAY 2.1 CÁC CHỈ TIÊU CƠ LÝ CỦA TRO BAY Theo tìm hiểu từ Ban giám đốc nhà máy, tổ hợp nhà máy bao gồm nhà máy sử dụng công nghệ Trung Quốc, nhà máy sử dụng công nghệ cận đại Nhật Bản; nguồn than: khoảng 20 - 30% dùng than Quảng Ninh, 70 - 80% dùng than nhập từ Indonesia, số hình ảnh tro bay xem hình 2.1 hình 2.2 Hình 2.1 Các silo chứa tro bay sau thu gom hệ thống tĩnh điện Hình 2.2 vận chuyển tro bay tới vị trí thu gom 10 2.2.1 San lấp mặt 2.2.2 Đường giao thông a Đường Mậu Thân b Đường đan 2.2.3 Hệ thống thoát nước 2.2.4 Hệ thống cấp nước 2.2.5 Hệ thống điện chiếu sáng 2.2.6 Địa chất Các tiêu kỹ thuật lớp đất xác định theo Báo cáo kết khảo sát địa chất cơng trình Khu thị phía đơng đường Mậu Thân thành phố Trà Vinh [15] Mặt cắt khảo sát địa chất hố khoan (xemHình 2.3, Hinh 2.4 Hình 2.5) Tính từ mặt đất đến độ sâu khảo sát (HK1: 20m, HK2: 40m) có 06 lớp đất Độ sâu phân bố lớp hố khoan Bảng 2.2 Bảng 2.2 Tính chất kỹ thuật lớp đất hố khoan Chiều dày lớp đất Lớp Tên đất Cát nhỏ, kết cấu chặt Bùn sét pha, xen kẹp cát – trạng thái chảy Cát nhỏ - kết cấu chặt Bùn sét pha, xen kẹp cát – trạng thái chảy Sét pha, trạng thái chảy dẻo Sét, trạng thái dẻo cứng đến cứng (m) HK1 HK2 1,4 1,8 1,1 6,8 2,9 2,8 8,6 20,8 1,4 6,4 11 2.3 CHỈ TIÊU CƠ LÝ HỖN HỢP VẬT LIỆU ĐẤT - TRO BAY Tham khảo theo kết luận từ nghiên cứu "Geotechnical Propertes of Fly Ash and Soil Mixtures for Use in Highway Embankments" Fabio Santos, Lin li, Yadong Li Farshad Amini cho thấy sử dụng tro bay để gia cố đất yếu với hàm lượng tro bay lớn 20% so với khối lượng đất gia cố đạt hiệu cao trình gia cố đất yếu tro bay Từ ta định hướng cho hàm lượng tro bay gia cố vào đất yếu 20%, 25%, 30%, 35%, 40%, 45%, 50% với hàm hượng tro bay ta tiến hành chế tạo mẫu thí nghiệm tiêu sau: Cường độ chịu nén, ép chẻ, xác định modul tổng biến dạng nén trục không nở hông, sức kháng cắt, mô đun đàn hồi Tuy nhiên, sau 28 ngày tuổi mẫu với hàm lượng tro bay 20%, 25%, 30% đạt cường độ thấp không cho kết nén máy nén 300Kg kết mẫu với hàm lượng tro bày từ 20% ÷ 30% khơng đưa vào mô nghiên cứu này, đợi mẫu đủ 56 ngày tuổi tiến hành nén để lấy kết đưa vào mô phỏng; trường hợp với hàm lượng gia cố 50%, phát sinh làm thêm vào ngày 15/11/2015 phát tỉ lệ thấp hiệu Do kết kiến nghị phụ vụ cho nghiên cứu sâu sau 2.3.1 Thí nghiệm cường độ chịu nén Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 9403:2012 xác định sức kháng nén trục không hạn chế nở hông với số lượng mẫu chế tạo 36 mẫu (gồm tổ mẫu xác định tuổi 14 ngày, 28 ngày, 56 ngày, 90 ngày) thời gian chế tạo mẫu thí nghiệm sau: Hình ảnh mẫu chế tạo tiến hành thí nghiệm cường độ chịu nén 12 Hình 2.6 Mẫu thí nghiệm cường độ chịu nén 2.3.2 Thí nghiệm ép chẻ Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 8862:2011 xác định cường độ kéo ép chẻ vật liệu hạt liên kết chất kết dính với số lượng mẫu chế tạo mẫu (gồm tổ mẫu xác định tuổi 56 ngày) thời gian chế tạo mẫu thí nghiệm sau: Hình ảnh mẫu chế tạo Hình 2.7 Mẫu thí nghiệm ép chẻ 13 2.3.3 Thí nghiệm xác định mơ đun tổng biến dạng nén trục không nở hông Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 4200:2012 xác định khả giảm thể tích hỗn hợp tác dụng tải trọng ngồi thơng qua giảm chiều cao mẫu thí nghiệm với số lượng mẫu chế tạo mẫu (xác định tuổi 56 ngày) thời gian chế tạo mẫu thí nghiệm sau: Hình ảnh mẫu chế tạo Hình 2.8 Mẫu thí nghiệm nén trục khơng nở hông 2.3.4 Sức kháng cắt Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 4199:2012 xác định sức chống cắt hỗn hợp gia cố từ suya lực dính c góc ma sát 14 ϕ với số lượng mẫu chế tạo mẫu (gồm tổ mẫu xác định tuổi 56 ngày) thời gian chế tạo mẫu thí nghiệm sau: Hình ảnh mẫu chế tạo Hình 2.9 Mẫu thí nghiệm sức kháng cắt mẫu dao vòng lớn 2.3.5 Mơ đun đàn hồi Dựa theo tiêu chuẩn TCVN 9843:2013 xác định modul đàn hồi vật liệu gia cố chất kết dính vơ phục vụ cho công tác thiết kế kiểm tra chất lượng cơng trình thực tế với số lượng mẫu chế tạo 36 mẫu (gồm tổ mẫu xác định tuổi 14 ngày, 28 ngày, 56 ngày, 90 ngày) thời gian chế tạo mẫu thí nghiệm sau: Hình ảnh mẫu chế tạo 15 Hình 2.10 Mẫu thí nghiệm Mơ đun đàn hồi 2.3.6 Tổng hợp kết thí nghiệm - Kết thí nghiệm hỗn hợp vật liệu Đất - Tro bay với hàm lượng gia cố 35% tro bay: Bảng 2.8 Kết thí nghiệm hỗn hợp Đất - Tro bay với hàm lượng 35% Kết thí nghiệm Chỉ tiêu thí nghiệm Phương pháp thử TCVN 9403:2012 Cường độ chịu Nén trục không nở hông 14 28 56 ngày ngày Mpa 0,10 0,208 0,280 0,32 TCVN 4200:2012 Mpa 1,33 Mô đun đàn hồi TCVN 9843:2013 Mpa 102 STT Đơn vị - Kết thí nghiệm hỗn hợp vật liệu Đất - Tro bay với hàm lượng gia cố 40% tro bay: Bảng 2.9 Kết thí nghiệm hỗn hợp Đất - Tro bay với hàm lượng 40% STT Chỉ tiêu thí nghiệm Phương pháp thử Cường độ chịu TCVN 9403:2012 Nén trục TCVN 4200:2012 không nở hông Mô đun đàn TCVN 9843:2013 Kết thí nghiệm 14 28 56 ngày ngày Mpa 0,11 0,219 0,29 0,330 Đơn vị Mpa 0,990 Mpa 124 16 - Kết thí nghiệm hỗn hợp vật liệu Đất - Tro bay với hàm lượng gia cố 45% tro bay: Bảng 2.10 Kết thí nghiệm hỗn hợp Đất - Tro bay với hàm lượng 45% STT Chỉ tiêu thí Phương pháp thử Đơn vị nghiệm Cường độ chịu TCVN 9403:2012 Nén trục TCVN 4200:2012 Mô đun đàn TCVN 9843:2013 Mpa Mpa Mpa Kết thí nghiệm 14 28 56 ngày ngày 0,12 0,23 0,31 0,35 0,85 140 - Qua bảng kết ta biểu đồ quan hệ hàm lượng tro bay gia cố cường độ mẫu phát triển theo thời gian Biểu đồ 2.11 Quan hệ hàm lượng tro bay gia cố cường độ nén mẫu phát triển theo thời gian 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua kết phân tích tiêu lý tro bay với hàm lượng CaO =12%> 10%, theo tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 10302:2014 kết luận tro bay thuộc loại C (hàm lượng CaO cao), với hàm lượng CaO cao giúp đẩy nhanh trình phản ứng thủy hóa làm giảm thời gian hình thành cường độ lúc gia cố tro bay vào đất 17 Từ kết thí nghiệm tiêu lý đất yếu mặt cắt hình trụ hố khoan ta nhận thấy lớp đất yếu có chiều sâu trung bình từ 7-8m với chiều sâu lớp đất yếu lớn cần phải có biện phát xử lý trước thi cơng Thơng qua kết thí nghiệm hỗn hợp đất - tro bay cọc tro bay bắt đầu hình thành cường độ đạt cường độ từ 56 ngày tuổi CHƯƠNG MƠ HÌNH HĨA SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐẤT TRO BAY 3.1 QÚA TRÌNH MƠ PHỎNG SỐ VỀ SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐẤT - TRO BAY 3.1.1 Các bước mơ hình hố phần mềm Plaxis 3.1.2 Tiến hành mô Plaxis V8.2 a Chọn mặt cắt tính tốn b Lập mơ hình hình học, gán điều kiện biên, gán đặc trưng vật liệu c Xác định điều kiện ban đầu Mực nước ngầm theo báo cáo địa chất độ sâu -1,4m (Đo sau 24h) d Kết tính tốn Hệ số ổn định trượt đường đất yếu chưa gia cố(K = 0.998 < [K] = 1.4) → Cần đưa biện pháp xử lý Trường hợp gia cố cọc e Các trường hợp tính toán Khoảng cách hợp lý cọc theo TCVN 10304:2014 từ (1,5÷6)D, 18 thơng thường từ (1÷3)D, luận văn chọn khoảng cách cọc 3,75D cho đường kính cọc d400, 3D cho đường kính cọc d500 2,5D cho đường kính cọc d600; mục đích nghiên cứu nhằm tìm quan hệ tỉ lệ gia cố với ổn định, lún cơng trình nên chọn thay đổi theo đường kính cọc; Nghiên cứu (xem http://scv.udn.vn/ctlinh/BBao/8015) cho thấy đường kính ảnh hưởng nhiều đến sức chịu tải cọc; chiều dài cọc xử lý hết dựa vùng gây lún tính được, xử lý hết chiều sâu đất yếu 8m TH1: Thay đổi đường kính cọc: d400, d500, d600 TH2: Thay đổi hàm lượng tro bay: 35%, 40%, 45% f Lập mơ hình hình học, gán điều kiện biên, gán đặc trưng vật liệu Bảng 3.3 Tính chất lý cọc Thông số Ký hiệu Đơn vị 35% tro bay 40% tro bay 45% tro bay Mơ hình tính tốn Kiểu ứng xử Dung trọng khô Modul đàn hồi Mod el Type [-] MC MC MC [-] Non Non Non γdry kN/m3 13.8 14.5 14.7 Eref kN/m2 10200 12400 14000 Hệ số poison’s ν [-] 0.3 0.3 0.3 Lực dính cref kN/m2 35.7 38.3 49.2 Góc nội ma sát ϕ o 5.2 11.56 17 Góc nở ψ o 0 19 g Kết tính tốn 3.2 PHÂN TÍCH KẾT QUẢ TÍNH TỐN Bảng tổng hợp kết Hệ số ổn định theo trường hợp tính tốn [K] = 1.4 Bảng 3.4 Kết tính tốn hệ số ổn định 35% tro bay 40% tro bay 45% tro bay D400 1.584 1.723 1.872 D500 1.666 1.836 1.899 D600 1.762 1.881 1.922 Ta có biểu đồ quan hệ hệ số ổn định theo đường kính cọc hàm lượng tro bay gia cố biểu đồ 3.5 Biểu đồ 3.5 Biểu đồ quan hệ hệ số ổn định hàm lượng tro bay Nhận xét: - Qua biểu đồ quan hệ hệ số ổn định K với kích thước cọc hàm lượng tro bay ta nhận thấy thay đổi đường kính cọc lớn, hàm lượng tro bay cao hệ số ổn định K tăng dần 20 - Về phương diện kỹ thuật tác giả đề xuất chọn cọc có đường kính D=60cm, cọc dài L=8m với hàm lượng tro bay 45% cho hệ số ổn định K tối ưu Bảng 3.6 Kết tính tốn độ lún đường 35% tro bay 40% tro bay 45% tro bay D400 0.362 0.311 0.252 D500 0.348 0.243 0.219 D600 0.245 0.172 0.170 Ta có biểu đồ quan hệ độ lún theo đường kính cọc hàm lượng tro bay gia cố biểu đồ 3.7 Biểu đồ 3.7 Biểu đồ quan hệ độ lún cọc hàm lượng tro bay gia cố Nhận xét: - Qua biểu đồ quan hệ độ lún S với kích thước cọc hàm lượng tro bay ta nhận thấy thay đổi đường kính cọc lớn, hàm lượng tro bay cao độ lún giảm dần 21 - Đối với đường kích cọc D400, D500, gia cớ với hàm lượng tro bay 35% độ lún cơng trình khơng đảm bảo so với độ lún giới hạn cho phép, tăng hàm lượng tro bay lên 40%, 45% độ lún cơng trình nhỏ độ lún giới hạn cho phép chứng tỏ độ lún cơng trình giảm dần ta tăng đường kính cọc hàm lượng tro bay lên -Về phương diện kỹ thuật tác giả đề xuất chọn cọc có đường kính D=60cm, cọc dài L=8m với hàm lượng tro bay 45% cho kết độ lún S tối ưu nhất; 3.3 KẾT LUẬN CHƯƠNG Qua hai biểu đồ quan hệ hệ số ổn định, độ lún hàm lượng tro bay, tác giả đề xuất phương án cọc đất - tro bay với hàm lượng tro bay 45%, đường kính D = 60cm L = 8,0m áp dụng gia cố cho đường Dự án khu đô thị phía đơng đường Mậu Thân Thành phố Trà Vinh Về mặt kinh tế giá thành xử lý gia cố 100m đường cọc đất - tro bay 148 triệu, rẻ 5,78 lần xử lý gia cố cọc xi măng đất (20% xi măng) 855 triệu; chi tiết xem phụ lục 3.1 phụ lục 3.2 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Với kiến thức học chương trình đào tạo Cao học Trường Đại học Bách khoa Đà Nẵng kết hợp với kiến thức thực tiễn trình sản xuất, tác giả tập trung nghiên cứu áp dụng vào thực tế giải pháp sử dụng cọc đất tro bay để gia cố đất yếu Loại cọc thường sử dụng xử 22 lý đường qua vùng đất yếu, đường đầu cầu mang lại hiệu định Các ưu điểm bật giá thành thấp so với phương pháp gia cố khác (cọc cát, giếng cát, cọc vật liệu rời…), không gây ô nhiễm môi trường tận dụng vật liệu chỗ làm cọc, gây chấn động cho cơng trình liền kề, công nghệ thi công đơn giản, thiết bị thi cơng hồn tồn sử dụng thiết bị có sẵn, liên hệ với công ty cổ phần đầu tư xây dựng móng Phú Sỹ chun thi cơng cọc xi măng đất để triển khai thi công thử loại cọc Đề tài nghiên cứu luận văn góp phần đề xuất giải pháp xử lý tro, xỉ từ nhà máy nhiệt điện, tác giả đề xuất giải pháp dùng cọc đất - tro bay để gia cố đất yếu nhằm góp phần thực đạo Chính phủ yêu cầu cần phải liệt giải pháp thực xử lý tro, xỉ nhằm đảm bảo vừa tiết kiệm lượng, vừa giải tốn tài ngun, đảm bảo mơi trường Từ kết thí nghiệm chi tiêu -lý - hóa tro bay cho kết tro bay loại C với hàm lượng Cao cao giúp đẩy nhanh q trình thủy hóa hỗn hợp đất tro bay Tuy nhiên tiến hành thí nghiệm với hàm lượng tro bay từ 20% đến 30% kết cường độ thấp Thí nghiệm khơng cho kết máy nén 300Kg Phân tích lựa chọn biện pháp xử lý ứng dụng tính tốn ứng suất-biến dạng cho Dự án khu thị phía đơng đường Mậu Thân thành phố Trà Vinh Để mơ hình hố cho toán học viên sử dụng phương pháp phần tử hũu hạn (FEM) thực thông qua phần mềm Plaxis Học viên tính tốn cho mặt cắt ngang đường, tính tốn với trường hợp khơng xử lý để thấy rõ với địa chất yếu cơng trình cần thiết phải xử lý đường Tác giả phân tích ưu, nhược điểm phương pháp gia cố 23 chọn phương pháp tối ưu xử lý cọc đất-tro bay Cũng luận văn tác giả phân tích với đường kính cọc khác (D400, D500, D600) ứng với hàm lượng tro bay 35%, 40%, 45%, từ xác định giá trị chuyển vị ứng suất, qua có sở để lựa chọn kích thước cọc hàm lượng tro bay đồng thời bố trí giải pháp kết cấu phù hợp để đảm bảo an toàn, ổn định đem lại hiệu cao cho cơng trình Kiểm tra đánh giá ổn định cơng trình thiết kế cơng trình chưa gia cố cọc đất-tro bay Lúc chuyển vị đáy móng đường lớn, qua thấy rõ cần thiết phải xử lý đường Tác giả mơ hình hố sơ đồ tính tốn gia cố đất yếu đường Mậu Thân với trường hợp tính tốn đường kính cọc giả thiết D = 40cm; 50cm; 60cm ứng với hàm lượng tro bay 35%, 40% , 45%, chiều dài cọc L=8m xử lý hết lớp đất yếu Qua để phân tích làm việc cọc đất-tro bay đường kính hàm lượng tro bay khác Với chiều dài cọc L = 8m đường kính cọc D = 60cm ứng với hàm lượng tro bay 45% hệ số ổn định K=1,992 lớn hệ số ổn định cho phép [K] = 1,4 Biến dạng lún lớn trường hợp S=0,17m đảm bảo biến dạng lún cho phép đất [S] = 0,3m Những hạn chế luận văn Mặc dù thân cố gắng điều kiện thời gian, lực thân nên kết nghiên cứu đạt luận văn nhiều hạn chế 24 Luận văn mơ trường hợp thay đổi đường kính cọc hàm lượng tro bay, chưa xét đến thay đổi mật độ cọc: bố trí theo dải, bố trí theo lưới tam giác, bố trí theo lưới vng Luận văn mô đất gia cố cọc đất - tro bay mơ hình số, chưa phân tích mơ hình vật lý Kiến nghị Có thể sử dụng kết nghiên cứu luận văn làm tài liệu tham khảo tính tốn, thiết kế gia cường đất yếu phương pháp cọc đất - tro bay Đối với Dự án khu đô thị phía đơng đường Mậu Thân Thành phố Trà Vinh nên sử dụng phương pháp xử lý đất yếu cọc đất - tro bay với hàm lượng tro bay 45%, tận dụng nguồn nguyên liệu địa phương giảm thiểu chất thải từ nhà máy nhiệt điên gây ô nhiễm môi trường, đồng thời đạt hiệu cao trình xử lý đất yếu Hướng nghiên cứu tiếp - Dùng xi măng làm phụ gia với tỉ lệ thấp (