Ứng dụng công nghệ trộn xi măng dưới sâu và các phương pháp thí nghiệm xác định tính chất của nó trong điều kiện đất yếu khu vực Duyên Hải – Trà Vinh

B ăGIÁτăD CăVẨă ẨτăT τ TR NGă IăH CăC UăLONG HU NHăNGUY NăNG CăTI N NGăD NGăCỌNGăNGH ăTR NăXIăM NGăD CỄCăPH NGăPHỄPăTHệăNGHI MăXỄCă CH TăC AăNịăTRONGă I UăKI Nă IăSỂUăVẨă NHăTệNHă TăY UăKHUăV C DUYểNăH Iăậ TRÀ VINH LU NăV NăTH CăS K ăTHU TăXỂYăD NG CƠNG TRÌNH DỂNăD NGăVẨăCỌNGăNGHI P V NHăLONG, 2016 B ăGIÁτăD CăVẨă ẨτăT τ TR NGă IăH CăC UăLONG HU NHăNGUY NăNG CăTI N NGăD NGăCỌNGăNGH ăTR NăXIăM NGăD CỄCăPH NGăPHỄPăTHệăNGHI MăXỄCă CH TăC AăNịăTRONGă I UăKI Nă IăSỂUăVẨă NHăTệNHă TăY UăKHUăV C DUYểNăH Iăậ TRÀ VINH CHUYÊN NGÀNH: K ăTHU TăXỂYăD NGăCỌNGăTRỊNH DỂNăD NGăVẨăCỌNGăNGHI P Mà NGÀNH: 60 58 02 08 LU NăV NăTH CăS K ăTHU TăXỂYăD NGăCỌNGăTRỊNHă DỂNăD NGăVẨăCỌNGăNGHI P NG IăH NGăD NăKHOAăH C TS.ăNGUY NăTHẨNHă V NH LONG, 2016 T i XỄCăNH NăH CăVIểNă ĩăCH NHăS AăTHEOăGịPăụăC AăH Iă NGăB OăV ăLU NăV NăTH CăS ăNGẨNHăK ăTHU TăXỂYă D NGăCỌNGăTRỊNHăDỂNăD NGăVẨăCỌNGăNGHI PăKHịAă1ă (0131212A) H căviênăth căhi n: HU NHăNGUY NăNG CăTI N Cánăb ăh ngăd năkhoaăh c:ăăăă TS.ăNGUY NăTHẨNHă T Th ăkỦăH iăđ ngăb oăv ălu năv n:ăăăăăăăăăăăăăăăăăăă TS LÊ TRUNG KIÊN Ch ăt chăH iăđ ngăb oăv ălu năv n:ăăăăăăăăăăăăăăăăăăă TS.ăPH MăSANH Lu năv năth căs đ TH CăS ăTR căb oăv ăt iăH Iă σGă σGăCH MăB τăV ăLU σăV σă IăH CăC UăLτσG,ăσgƠyă15ăthángă10ăn măβ016 ii L IăCAMă OAN *** Tơiăxinăcamăđoanăn iădungătrongălu năv nănƠyălƠădoăchínhătơiăth căhi n,ăcácăd ă li u,ă hìnhă nhă vƠă bi uă đ ă trongă đ ă tƠiă lƠă hoƠnă toƠnă trungă th c,ă ch aă t ngă đ d ngăăho căcôngăb ătrongăb tăk ănghiênăc uănƠoătr căs ă căđơy.ă M iă s ă giúpă đ ăt ă cácă hìnhă nh,ă s ă li uă vƠă tƠiă li uă thamă kh oă đ uă đ cătríchă d n,ăchúăthíchăngu năg căthuăth părõărƠng ngăTháp,ăngƠyăγ0ăthángă08ăn măβ016 H căviênăth căhi n Hu nhăNguy năNg căTi n iii L IăC Mă N *** Quaăhaiăn mănghiênăc uăvƠărènăluy năt iătr gi ngăd y,ăh Hi uăđưăh ngă iăh căC uăLong,ănh ăs ă ngăd năvƠăs ăgiúpăđ ăt nătìnhăc aăcácăTh y,ăCơăgiáoăvƠăBanăGiámă ngăd năvƠătruy năđ tăchoăh căviênănh ngăki năth c,ăkinhănghi măquỦă báuătrongăsu tăquáătrìnhăh căt p.ăH căviênăxinăbƠy t ălòngăbi tă năchơnăthƠnh! H căviênăxinăchơnăthƠnhăc mă năTh yăTs.ăNguy năThƠnhă đưăh tălòngăh t,ăng iăTh yă ngăd nătrongăth iăgianăh căt păvƠănghiênăc uăv aăqua.ăTh yăkhôngă nh ngă h ă tr ă h că viênă r tă nhi uă v ă vi că b ă sungă ki nă th că chuyênă môn,ă kinhă nghi m,ăngu nătƠiăli u, mƠăcònănh ngăl iăđ ngăviên,ăd nădòăh tăs căt nătìnhăđ ăgiúpă h căviênăhoƠnăthƠnhălu năv năt tănghi pănƠy H căviênăxinăchơnăthƠnhăc mă năTh yăPGs.TsăNguy năHoƠiăS năcùng Th y,ăCơ,ăAnhăch ănhơnăviênăc aăPhòngăđƠoăt oăsauăđ iăh căthu cătr ngă iăH că C uăLongăđưăt oănhi uăđi uăki năthu năl iăchoăl păcaoăh căxơyăd ngădơnăd ngăvƠă côngănghi păhoƠnăthƠnhăt tăch ngătrìnhăđƠoăt o Sauăcùngăemăxinăc mă nănh ngăng iăthơnăc aăem,ăcácăanh,ăch ,ăb năbèăđưă giúpăđ vƠăt oăm iăđi uăki năthu năl iăcho em trongăquáătrìnhăh căt păvƠălƠmălu nă v năt tănghi p ngăTháp,ăngƠyăγ0ăthángă08ăn măβ016 H căviênăth căhi n Hu nhăNguy năNg căTi n iv M CăL C M ă U 1 V năđ ăth căti năvƠătínhăc păthi tăc aăđ ătƠi M cătiêuănghiênăc uăc aăđ ătƠi iăt ngăvƠăph măviănghiênăc u 4 Ph ụăngh aăkhoaăh căvƠăgiáătr ăth căti năc aăđ ătƠi H năch ăc aăđ ătƠi CH ngăphápănghiênăc u NGă1:ăT NGăQUANăV ăPH Y UăB NGăTR ă NGăPHỄPăGIAăC ăN Nă Tă TăXIăM NG 1.1 L chăs ăhìnhăthƠnhăvƠăphátătri năcơngăngh ătr năsơu 1.2 Ph 1.3 Côngăng ăthiăcôngătr ăđ tăxiăm ng 10 1.4 Côngăngh ătr năkhôăDJMă(DryăJetăMixingămethods) 10 1.5 Côngăngh ătr nă 1.5.1 Cánhătr năb ngăkimălo iăDMM 11 1.5.2 Ph 1.6 σh năxét: 1.7 ngătrìnhăb ătríătr ăđ tăxiăm ngă[06]: 10 tă(Wetăậ Mixing) 11 ngăphápătr năb ngătiaăápăl căcaoă(Jetă- Grouting) 12 14 ngăd ngăc aătr ăđ tăxiăm ng 14 1.8 Cácăk tăqu ănghiênăc uătrongăn căv ătr ăđ tăxiăm ng 15 1.9 M tăs ăcơngătrìnhă ngăd ngătr ăđ tăxiăm ngătrongăvƠăngoƠiăn 1.9.1 M tăs ă ngăd ngătr ăđ tăxiăm ngătrênăth ăgi i 16 1.9.2 M tăs ăcơngătrìnhă ngăd ngătr ăđ tăxiăm ngăt iăVi t Nam 16 1.10 σh năxétăch CH NGă2:ăC ăS ăLụăTHUY TăTệNHăTOỄNăTR ă c 16 ngă1: 18 TăXIăM NG 19 v 2.1 C ăs ălỦăthuy tătínhătốnătr ăđ tăxiăm ngă [07], [04], [03] 19 2.1.1 Ph ngăphápătínhătốnătheoăquanăđi mătr ăđ tăxiăm ngălƠmăvi cănh ăc c 20 2.1.1.1 Tínhătốnă năđ nhăc aătr ăđ tăxiăm ngătheoătr ngătháiăgi iăh năth ănh t 20 2.1.1.2 Tínhătốnă năđ nhăc aătr ăđ tăxiăm ngătheoătr ngătháiăgi iăh năth ăhai 20 2.1.2 Tínhătốnătheoăquanăđi măn năt 2.2 Kh ăn ngăch uăt iăgi iăh nătheoăquanăđi măVi nă 2.2.1 Kh ăn ngăch uăt iăgi iăh năc aăc căđ n 21 2.2.2 Kh ăn ngăch uăt iăgi iăh năc aănhómăc c 22 2.3 Tínhătốnăkh ăn ngăbi năd ng 22 2.4 Tínhătốnăcácăthơngăs ,ăb ătríăhìnhăh căc aătr ăđ tăxiăm ng 24 2.5 σh năxétăch CH ng 20 aăK ăThu tăChơuăÁ 21 ngăII 25 NGă3:ăTHệăNGHI MăXỄCă C A TR ă ngăđ NHăCỄCăCH ăTIểUă C TR NGă TăXIăM NG 26 3.1 D ngăc ăthi tăb ăthíănghi măvƠăchu năb ăv tăt 26 3.1.1 Thíănghi măxácăđ nhăđ cătr ngăc ălỦăc aăđ tăn n 26 3.1.2 Thíănghi măxácăđ nhăđ cătr ngăc ălỦăc aăxiăm ng 26 3.1.3 Thíănghi măxácăđ nhăch ătiêuăc aăn 3.2 Quyătrìnhăch ăb ăm u 29 3.2.1 Xácăđ nhăt ăl ăxiăm ng 29 3.2.2 Ch ăb ăm u 31 3.2.3 Ch ăđ ăb oăd 3.2.4 Trìnhăt ăthíănghi m 32 3.2.5 Thíănghi mănénăđ nătr căkhôngăh năch ăn ăhông 33 3.2.6 K tăqu ăthíănghi mănénăđ nătr căkhơngăh năch ăn ăhơng 33 3.2.7 Thíănghi măc tătr căti păm uăđ tătr năxiăm ngă[5] 42 c 26 ngăm uăsauăkhiăch ăb 32 vi 3.2.8 K tăqu ăthíănghi măc tătr căti păm uăđ tătr năxiăm ng 42 3.2.9 Soăsánhăcácăk tăqu ăthíănghi măvƠăhi nătr 3.2.10 ngăquaăthơngăs ăquă(kPa)ăă 46 Phơnătíchăd ăli uăthíănghi măvƠăl aăch năk tăqu ăd aătrênăph ngătrình h iăquyătuy nătính:ăă 47 3.2.11 σh năxétăch CH ngăγăă 50 NGă4:ă NGăD NGăTR ă TăY UăD TăXIăM NGă IăN NăC NG X ăN ăX ăLụăGIAăC ăN N CăLẨMăMỄT 54 4.1 Gi iăthi uăcơngătrình 54 4.2 i uăki năđ aăch tăc aăcơngătrình 57 Tínhă tốnă nă đ nhă ậ bi nă d ngă c aă tr ă đ tă xiă m ngă b ngă ph 4.3 ngăphápă gi iătíchăd aătrênăn năt ngăph năm măMicrosoftăExcelăβ01γ 59 4.3.1 Theoăquanăđi măh năh păc aăVi năđ aăk ăthu tăChơuăÁăAITă(d aătheoă quyătrìnhăTh yă i năSGFă4:95E) 59 4.3.2 Th Tínhă tốnă nă đ nhă vƠă bi nă d ngă c aă tr ă đ tă - xiă m ngă theoă quyă trìnhă ngăH iăTrungăQu c 66 4.3.3 Tínhătốnă năđ nhăvƠăbi năd ngătheoăquyătrìnhăσh tăB n 70 4.3.4 Tínhătốnă năđ nhăvƠăbi năd ngătheoăquanăđi măVi năđ aăk ăthu tăChơuă ÁăAITă(d aătheoăquyătrìnhăTh yă i năSGFă4:95E)ăkhiăth căhi năthayăđ iăđ ngă kínhătr ă(D),ăkho ngăcáchăb ătríă(S),ăchi uădƠiătr ă(L)ăvƠăcáchăb ătríăhìnhăh că(b ă tríăhìnhăvngăvƠăhìnhătamăgiác)ăsoăv iăbanăđ u 77 4.4 Phơnă tíchă nă đ nhă ậ bi nă d ngă c aă tr ă đ tă xiă m ngă b ngă ph ngă phápă ph năt ăh uăh nă(môăph ngăb ngăph năm măPlaxisăγD) 81 4.4.1 Gi iăthi u 81 4.4.2 Mơăhình,ăk tăqu ăbƠiătốnăthơngăquaăph năm mămơăph ngăPlaxisăγD 82 K TăLU NăVẨăKI NăNGH 99 K TăLU N 99 KI NăNGH 101 TẨIăLI UăTHAMăKH O 102 vii DANHăM CăT ăVI TăT T c (kN/m2) : L cădínhăc aăđ t Ccol (kN/m2) : L cădínhătr ăđ tăxiăm ng Csoil (kN/m2) : L cădínhăc aăđ tăy uăđ Ctđă (kN/m2) : L cădínhăc aăn năt Cu (kN/m2) : S căch ngăc tătrungăbìnhăc aăđ tăxungăquanhătr Cri : Ch ăs ănénălúnăh iăph că ngăv iăquáătrìnhăd ăt i Cci : Ch ăs ănénălúnăhayăđ ăd căc aăđo năđ căgiaăc ngăđ ng ngăcongănénălún Cu.col (kN/m2) : S căch ngăc tătrungăbìnhăc aătr ăđ tăxiăm ng  (o) : Góc ma sát col (o) : Gócămaăsátătrongătr ăđ tăxiăm ng soil (o) : Gócămaăsátătrongăc aăđ tăy uăđ tđ (o) : Gócămaăsátătrongăc aăn năt (kPa) : S căch ngăc tăc aăđ t : H ăs ăPoisson (kN/m2) : Giaăt ngă ngăsu tăth ngăđ ng pz (kN/m2) : ngăsu tăti năc ăk t z (kN/m3) : ngăsu tăăth ngăđ ngădoătr ngăl as (m2) : Di nătíchăt Acol (m2) : Di nătíchătr ăđ tăxiăm ng Asoil (m2) : Di nătíchăc aăđ tăy uăđ b (m) : B ăr ngădi năch uăt iătr ngăc căb B (m) : B ăr ngăc aăđáyăn n Bcol (m) : B ăr ngăkh iătr ăđ tăxiăm ng Ecol (kN/m2) : Moduleăbi năd ngătr ăđ tăxiăm ng Esoil (kN/m2) : Moduleăbi năd ngăc aăđ tăy uăđ Etđ (kN/m2) : Moduleăbi năd ngăc aăn năt col (kN/m3) : Tr ngăl ngăriêngăc aătr ăđ tăxiăm ng soil (kN/m3) : Tr ngăl ngăriêngăc aăđ tăy uăđ tđ (kN/m3) : Tr ngăl ngăriêngăc aăn năt i i v căgiaăc ngăđ ng ngăb năthơnăcácăl păđ t ngăđ iăc aătr ăđ tăxiăm ng căgiaăc căgiaăc ngăđ ng căgiaăc ngăđ ng viii ffs : h ăs ăriêngăph năđ iăv iătr ngăl ngăđ t fq : h ăs ăriêngăph năđ iăv iăt iătr ngăngoƠi Fs : H ăs ăanătoƠn Gsoil (kPa) : Môăđunătr t hi (m) : B ădƠyăl păđ tătínhălúnăth ăi Hcol (m) : Chi uădƠiătr ăđ tăvôi H (m) : Chi uăcaoăn năđ p Hcol (m) : Chi uăcaoăkh iătr ăđ tăxiăm ng IP (%) : Ch ăs ăd o IL (%) : ăs t l (m) : Chi uădƠiăc aădi năch uăt iătr ngăc căb Lcol (m) : Chi uădƠiăkh iătr ăđ tăxiăm ng q (kN) : Ápăl căđáyămóng qu (kPa) : C Qult.soil (kN) : Kh ăn ngăch uăt iătr ngăt iăh nătheoăđ tăn năc aătr ăđ tăxiă Qult.group (kN) : Kh ăn ngăch uăt iătr ngăt iăh nătheoăc ăch ăpháăho iăkh i Qult :ăăăăăKh ăn ngăch uăt iătr ngăt iăh nătheoăc ăch ăpháăho iăc căb ngăđ ăkhángănénăđ n m ng (kN) Qcreep.col (kN) : Kh ăn ngăch uăt iăcóăk ăđ năt ăbi n Q : Kh ăn ngăch uăt iăm iătr ătrongănhómătr (kN) 88 Hình 4.10: ng su t t ng th mơ hình 89 Hình 4.11: Bi u đ chuy n v c a t ng vây tr đ Hình 4.13: Bi u đ  (kN / m2 ) c a t ng vây tr đ Hình 4.12: Bi u đ  '(kN / m2 ) c a t ng vây tr đ Hình 4.14: Bi u đ l c – chuy n v U(y) t i giai đo n đ t t i 90 Mơ hình 2: Tính tốn mơăph ngăPlaxisă3Dăv iăL=21m, S=1,6m, D=0,9m Hình 4.15: Mơ hình tr đ t xi m ng 2D 3D 91 Hình 4.16: Phân b m d o t ng đ lún c a c a n n đ t sau đ c gia c mơ hình 92 Hình 4.17: T ng đ lún theo ph ng đ ng c a n n sau đ c gia c mơ hình 93 Hình 4.18: ng su t h u hi u mơ hình 94 Hình 4.19: ng su t t ng th mơ hình 95 Hình 4.20: Bi u đ chuy n v c a t ng vây tr đ Hình 4.22: Bi u đ  (kN / m2 ) c a t ng vây tr đ Hình 4.21: Bi u đ  '(kN / m2 ) c a t ng vây tr đ Hình 4.23: Bi u đ l c – chuy n v U(y)khi đ t t i cơng trình 96 σh năxét: Sauăkhiăth căhi nămơăph ngătínhătốnăb ngăph năm măPlaxisăγDăcho hai mơ hình tr ăđ tăxiăm ngăv iămơăhìnhă1:ăL=18,9m,ăS=1,6m,ăD=1măvƠămơăhình là: L=21m, S=1,6m,ăD=0,9măvƠăđ ăsoăsánhăđ iăchi uăk tăqu ăT ănh ngăk tăqu ăvƠăbi uăđ ăhìnhă bênătrênătaărútăraăđ căm tăs ănh năxétăquanătr ngănh ăsau: - V ăbi năd ng:ăC ăhaiămơăhìnhătrênăthìăchoăđ ălúnărõăr tănh tălƠătheoăph ngăxăc aă t ngăz C ă ngăvơyăvƠătheoăph ngăyăc aătr ăđ ăvƠăg nănh ăcóăchuy năv ătheoăph th ăh nătaăxétăđ iădi năt ngăđ ălúnătheoăph thiăcôngătaăđ ngăđ ngăc aăc ăhaiămơăhìnhătheoăb că căbi uăđ ănh ăsau: Hình 4.24: lún U(y) theo giai đo n thi công c a c hai mơ hình Xétăv ăt ngăđ ălún theoăph ngăđ ngăU(y)ăc a n n đ t sauăkhiăđ căgiaăc ăb ngătr ă đ tăxiăm ngătaăth yăr ngămơ hình là: L=21m, S=1,6m, D=0,9m choăđ ălúnăítăh nă mơ hình 1: L=18,9m, S=1,6m, D=1m 0,67γ(cm)ă t nhơnăch ă y uălƠădoătr ngăl ngă đ ngă 8,97% nguyên ngăb năthơnăc aăkh iăgiaăc ănh ăl iălƠmăgi măđ ălúnă c aătoƠnăkh i C ăth ăh năv ăqătrìnhălúnăc aăn năđ tăsauăkhiăđ giaiăđo nătínhătốnătaăth yăr ngă ăgiaiăđo năh ăn căgiaăc ătheoăcácă căng măđ năcaoăđ ă-14,6măvƠăđƠoă 97 h ămóngălƠăcóăđ ălúnăl nănh tăv iăkhiămơ hình 1: L=18,9m, S=1,6m, D=1m mơ hình là: L=21m, S=1,6m, D=0,9m thìăđ ălúnăl năl tălƠă-8,187cm -8,115cm - V ă ngăsu t:ăXétăv ăt ngă ngăsu t vƠă ngăsu tăh uăhi u n năđ tăsauăkhiăđ căgiaă c ăb ngătr ăđ tăxiăm ngătaăth yăr ng ngăsu tăsinhăraătrongămơ hình mơ hình lƠăg nănh ăt ngăđ ng Hình 4.25: Bi u đ so sánh k t qu tính lún U(y) theo gi i tích Plaxis 3D - Khiăth căhi năsoăsánhăđ iăchi uăk tăqu ăgi a ph ngăphápăgi iătíchătrênăn năt ngă Microsoft Excel 2013 vƠăPlaxisăγDăv1.6ăxétăth yăr ngăkhiăth căhi nătínhătốnăb ngă ph năm măPlaxisăγDăchoăđ ălúnănh ăh năkhiăth căhi nătínhătốnăb ngăph gi iătíchăl năl ngăphápă tăchoăc ăhaiămơ hình 1: L=18,9m, S=1,6m, D=1m mơ hình là: L=21m, S=1,6m, D=0,9m 31,72% 43,08% Nh năxétăch ngă4: Trênăc ăs ătínhătốnăb ngăph ngăphápăgi iătíchătrênăn năph năm măMicrosoftă Excel 2013,ămôăph ngă3Dăb ngăph năm măPlaxisătr ăđ tăậ xiăm ng nh măx ălỦălúnă n năbênăd iăh ăth ngăc ngăx ăn călƠmămátăthu cănhƠămáyăσhi tă i năDuyênăH i, tácăgi ărútăraăm tăs ănh năxétăsau: - Khiătínhătốnăs căch uăt iăc aătr ăđ t- xiăm ngătácăgi ăki năngh ănênăs ăd ngă cơngăth cătínhătốnătheoăVi năđ aăk ăthu tăChơuăÁăAITă(d aătheoăquyătrìnhăTh yă i nă SGFă 4:95E)ă s ă t ngă tínhă ană toƠnă choă thi tă k ă soă v i quy trình tính tốn 98 hi năhƠnh.ăC ăth ăs căch uăt iăc aătr ăđ tăậ xiăm ngăth păh năl năl tălƠă11,1β%ăvƠă 16,γ8%ăsoăv iăkhiătínhătốnătheoăquanăđi măc aăσh tăB năvƠăTrungăQu c - VƠăkhiătínhătốnăđ ălúnăc aătr ăđ t- xiăm ngănênăthamăkh oătínhătốnătheoăc ă baăquyătrìnhăTh yă i n,ăσh tăB năvƠăTh ngăH iăậ TrungăQu cănh ngăđ ăthiênăv ă ană toƠnă taă nênă s ă d ngă cơngă th că tínhă tốnă theoă quyă trìnhă Th ngă H iă ậ Trung Qu c.ăVìătheoăquyătrìnhănƠyăđ ălúnăt ngăc ngăc aăn năđ tăsauăkhiăđ căgiaăc ăs ăcaoă h năβ1,16%ăsoăv iăhaiăquyătrìnhăcònăl iăvìănóăcóăxétăđ nă ngăsu tăph ăthêmădoătr ngă l ngăb năthơnăc aătr ăđ tăậ xiăm ng - Khiăth căhi năthayăđ iăcácăthôngăs ăk ăthu tăc aătr ăđ tăậ xiăm ngătrongăqă trìnhătínhătốnănh :ă h ngăkínhă(D),ăkho ngăcáchă b ătríă(S),ăchi uădƠiă(L)ăs ă nhă ngăl năđ năk tăqu ăcu iăcùngăc aătr ăđ tăxiăm ngăc ăv ă năđ nh, bi năd ng.ăC ă th ă khiă D>1m;ă Sβ1mă thìă khơngă đ mă b oă v ă hi uă qu ă kinhă t ă v iă cơngă trìnhă mƠătácă gi ăđangă th căhi nănghiênăc u.ă KhiăD1,8m;ăLă1ăs ălƠmăgi măđángăk ăc ngăđ ăc aătr xiăm ngăđ tătrungă bình 35,04% (khiăthíănghi măW/C=1,4)ăvà n uăt ăl ăW/Că