Các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng cột đất - xi măng ở Duyên Hải – Trà Vinh

Bài viết trình bày nội dung đánh giá khả năng ứng dụng của công nghệ trộn xi măng dưới sâu. Từ các thí nghiệm trong phòng và tại hiện trường với điều kiện địa chất khu vực Duyên Hải – Trà Vinh, chúng ta sẽ tìm ra các nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng, độ bền của trụ xi măng đất.

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 CÁC NHÂN TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN CHẤT LƯỢNG CỘT ĐẤT - XI MĂNG Ở DUYÊN HẢI – TRÀ VINH FACTORS AFFECTING THE QUALITY SOIL CEMENT COLUMN IN DUYEN HAI - TRA VINH AREA TS Nguyễn Thành Đạt Đại học Giao thông vận tải Tp HCM KS Huỳnh Nguyễn Ngọc Tiến TĨM TẮT Bài viết trình bày nội dung đánh giá khả ứng dụng công nghệ trộn xi măng sâu Từ thí nghiệm phịng trường với điều kiện địa chất khu vực Duyên Hải – Trà Vinh, tìm nhân tố ảnh hưởng đến chất lượng, độ bền trụ xi măng đất Đồng thời, xác định tỷ lệ tối ưu hàm lượng xi măng, nước cho mẫu đất sau gia cố đáp ứng yêu cầu kinh tế - kỹ thuật Cuối cùng, tiến hành phân tích liệu thí nghiệm phục vụ cho tính tốn mơ dựa vào mơ hình hồi quy tuyến tính Microsoft Excel ABSTRACT The article presents the content of the assessment of the application of deep cement mixing technology From laboratory and field experiments with the geological conditions in Duyen Hai - Tra Vinh area, we will find out the factors that affect the quality and durability of the soil cement piling At the same time, we will determine the optimal ratio about content of cement and water for soil samples after being reinforced to meet the economic - technical requirements Finally, we will analyse experiment data to serve calculations and simulation based on linear regression models of Microsoft Excel Keywords: Factors affecting the quality soil cement column in Duyen Hai - Tra Vinh area ĐẶT VẤN ĐỀ Trong thời kỳ hội nhập kinh tế nước ta nhu cầu phát triển sở hạ tầng cần thiết Khi quỹ đất xây dựng đô thị, trung tâm thành phố tỉnh thành thuộc châu thổ Đồng Sông Cửu Long ngày khan hạn hẹp cho việc xây dựng khu công nghiệp, nhà máy có diện tích tương đối lớn Ngược lại với khu vực ngoại thành, ven sông, đồng – nơi có diện tích xây dựng rộng lớn đủ để phục vụ cho nhu cầu Tuy nhiên với khu vực vừa đề cập có tiền thân đất nơng nghiệp, cố kết nhẹ, đất thường yếu có khả chịu lực tương đối thấp Việc đặt công trình có tải trọng tương đối lớn, trải dài diện tích rộng cơng tác gia cố đất yếu cần thiết Để hạn chế rủi ro, tiết kiệm chi phí đầu tư thời gian thi cơng cơng nghệ trộn xi măng sâu khả thi VIEÄN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 347 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 so với phương pháp khác như: cừ tràm, bấc thấm, cọc BTCT, cừ tre Nhưng với điều kiện địa chất vùng ven biển vùng Đồng sơng Cửu Long nói chung đại diện khu vực Trà Vinh nói riêng nơi có phù sa bồi lấp lâu năm, tầng đất yếu dày liệu có đáp ứng khả chịu tải, kinh tế cơng trình đặt lên sau gia cố nến đất công nghệ trộn xi măng sâu hay không? Vấn đề chúng tơi trình bày chi tiết nghiên cứu MỤC TIÊU, PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Phương pháp thực nghiệm: Thực thí nghiệm phịng, trường để xác định tính chất đặc trưng nhân tố ảnh hưởng đến độ bền, chất lượng trụ đất xi măng Phương pháp lý thuyết: Tổng hợp, lựa chọn số liệu thí nghiệm dựa mơ hình hồi quy tuyến tính TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT NỀN VÀ VẬT LIỆU LÀM THÍ NGHIỆM Mẫu đất phục vụ cho cơng tác thí Bảng Chỉ tiêu lý đất khu vực Duyên Hải – Trà Vinh nghiệm lấy trường thuộc khu vực Nhà máy Nhiệt Điện Duyên Hải – huyện Duyên Hải – tỉnh Trà Vinh có điểm chung Giá trị STT Đơn vị bùn sét trạng thái dẻo mềm màu xám nâu [1] trung bình Mẫu lấy trường bảo quản cẩn Độ ẩm w(%) 41,60% thận đảm bảo tiêu tự nhiên để thí Dung trọng tự nhiên 1,736 nghiệm Hệ số rỗng e 1,123 Bảng Chỉ tiêu lý xi măng STT Tên tiêu Tiên chuẩn KLR (g/cm ) TCVN 4030-2003 GH nhão WL - 2,96 Chỉ số dẻo IP - 1,21 Độ sệt IL - 26 TCVN 6017-1995 > 45 115 TCVN 6017-1995 < 420 320 TCVN 6017-1995 < 10 2,33 TCVN 4030-2003 < 10 1,5 TCVN 6017-1995 - 9,75 TCVN 6017-1995 >= 40 42,94 Khối lượng thể tích (g/cm ) Độ dẽo tiêu chuẩn (%) Thời gian bắt đầu đông kết (phút) Thời gian kết thúc đơng kết (phút) Độ ổn định thể tích (mm) Độ nghiền mịn phần sàng 0,09mm (%) Cường độ chịu uốn tuổi 28 ngày, N/mm Cường độ chịu nén tuổi 28 ngày, N/mm 348 Mức Kết tiêu thử mẫu Lực dính C Góc ma sát φ GH dẻo WP TCVN 1772-87 TCVN 6017-1995 (kPa) độ (%) 7,400 1,740 22,92% (%) 39,99% 17,071 1,100 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 Bảng Chỉ tiêu lý nước sinh hoạt dùng cho chế bị mẫu STT Nước dùng để chế bị mẫu TCXDVN302: Kết 2004 Mức Không Không màu độ màu Mức Khơng Khơng váng độ váng Độ 7,4 ÷ 12,5 Chỉ tiêu xác định Đơn vị Màu sắc Váng dầu mở Độ pH Tổng lượng muối hoà tan 2- mg/L 92 ≤ 2000 mg/L mg/L 23,5 ≤ 600 mg/L Hàm lượng SO Hàm lượng Cl- mg/L 52,6 ≤ 350 mg/L Tổng lượng cặn không tan, SS mg/L 25 ≤ 200 mg/L Bảng Chỉ tiêu lý nước vị trí lấy mẫu dùng cho chế bị mẫu [2] Nước vị trí lấy mẫu STT Thơng số o Nhiệt độ pH Độ Mùi CO tự CO ăn mòn + Na + K 2+ Ca Đánh Cơ sở thí Đơn giá nghiệm vị Hàm lượng TCXD TCXD 3994:1 81:1981 985 + C Cảm quan Cảm quan 28,125 7,885 " " Đục " Khơng " Khơng ăn mịn " mg/L 12,194 mg/L " mg/L 9109,644 " mg/L 285,82 " Mg mg/L 10 Cl- mg/L Khơng 863,208 ăn mịn 15575,86 11 S04 mg/L 1772,608 12 HCO mg/L 318,066 " 13 2- mg/L 0,75 " mg/L 85,25 " 14 15 2+ 2- - CO Tổng độ cứng Tổng khống hóa mg/L 27927,95 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM Ăn mịn mạnh Ăn mịn trung bình " " " " 349 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 THÍ NGHIỆM NÉN ĐƠN TRỤC KHƠNG HẠN CHẾ NỞ HƠNG 4.1 Kết thí nghiệm cho mẫu trộn sử dụng nước sinh hoạt với tỷ lệ nước/xi măng là: 1,4; 1; 0,8 Thí nghiệm 1: Nước/Xi măng =1,4 SỐ NGÀY BẢO HỘ SỨC KHÁNG NÉN ĐƠN QU (kPa) M100 (6%) 15 M150 (9%) M200 (12%) M250 (14%) M300 (17%) M350 (20%) 15 15 15 218,393 533,279 687,309 790,15 914,335 1206,737 15 15 14 293,407 702,588 1068,154 1226,782 1376,35 1609,054 28 322,213 943,925 1339,902 1687,676 1779,457 1960,446 90 489,439 1419,733 1952,909 2114,631 2526,202 3001,58 Hình Biểu đồ đường sức kháng nén đơn thí nghiệm (Trong đó: Hàm lượng xi măng M100 tương đương 100 kg xi măng/m3 đất tự nhiên tương tự cho hàm lượng lại) Nhận xét thí nghiệm 1: - Dựa vào hình hình Ta thấy giá trị qu (kPa) từ bắt đầu chế bị đến 90 ngày tuổi tăng tuyến tính theo hàm lượng xi măng Ở thời điểm 28 90 ngày tuổi giá trị sức kháng nén đơn (qu=15 kPa) đất tự nhiên tăng nhanh khoảng 89, 128 lần sau gia cố - Nhưng hàm lượng xi măng khoảng từ 14 – 20% cường độ trụ đất xi măng có xu hướng tăng chậm lại ổn định theo thời gian Thí nghiệm 2: Nước/Xi măng=1 SỐ NGÀY BẢO HỘ 350 SỨC KHÁNG NÉN ĐƠN QU (kPa) M100 (6%) M150 (9%) M200 (12%) 15 M250 (14%) 15 M300 (17%) 15 M350 (20%) 15 15 284,033 569,69 15 14 421,461 28 554,148 1365,013 2076,723 2247,045 2736,482 3389,822 90 780,844 1802,784 2563,918 2602,456 3096,434 4369,142 982,388 1097,914 1447,326 1818,479 957,023 1394,516 1618,214 1959,206 2360,388 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 Hình Biểu đồ đường sức kháng nén đơn thí nghiệm Nhận xét thí nghiệm 2: Với kết hình giá trị qu (kPa) thí nghiệm tăng mạnh với thí nghiệm cụ thể 28, 90 ngày tuổi giá trị giá trị sức kháng nén đơn qu (kPa) tăng lên khoảng 137, 169 lần sau gia cố Nguyên nhân chủ yếu ảnh thay đổi hàm lượng nước trộn mẫu So với thí nghiệm 1, thí nghiệm hàm lượng nước giảm 40% trộn giá trị qu (kPa) mẫu tăng 55,24% thời điểm 28 ngày tuổi Sự phát triển cường độ qu (kPa) mẫu đến 90 ngày tuổi chậm so với thí nghiệm Thí nghiệm 3: Nước/Xi măng= 0,8 SỐ NGÀY BẢO HỘ SỨC KHÁNG NÉN ĐƠN QU (kPa) M100 (6%) M150 (9%) M200 (12%) 15 394.592 15 15 777.659 1518.886 2381.04 M250 (14%) M300 (17%) M350 (20%) 15 15 15 1725.4 2107.368 2885.067 14 605.706 1313.306 2582.07 2974.303 4099.595 28 838.157 1720.054 2644.281 3493.062 4448.833 5866.286 90 1175.98 2538.817 3471.071 4132.169 5789.189 6778.704 Hình Biểu đồ đường sức kháng nén đơn thí nghiệm Nhận xét thí nghiệm 3: Dựa vào hình 3, nói giá trị qu (kPa) mẫu đất xi măng thí nghiệm tăng mạnh so với thí nghiệm Giá trị sức kháng nén đơn (qu=15 kPa) đất tự nhiên tăng khoảng 211, 265 lần sau gia cố VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 351 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHEÄ 2016 28, 90 ngày tuổi sau gia cố Cũng hai thí nghiệm ban đầu ta thực thí nghiệm thay đổi tỷ lệ nước/xi măng chế bị mẫu làm thay đổi rõ rệt giá trị qu (kPa) trụ đất xi măng 4.2 Kết thí nghiệm cho mẫu trộn sử dụng nước vị trí lấy mẫu với tỷ lệ nước/xi măng = Thí nghiệm 4: W/C=1(nước vị trí lấy mẫu) SỐ SỨC KHÁNG NÉN ĐƠN QU (kPa) NGÀY BẢO M100 M150 M200 M250 M300 M350 (6%) (9%) (12%) (14%) (17%) (20%) HỘ 15 15 15 15 15 15 159,992 259,296 505,251 562,143 903,598 1091,86 14 216,238 400,343 871,621 1059,04 1645,84 1896,05 28 304,228 574,236 1271,21 1613,32 2121,56 2432,66 90 467,193 745,258 1612,8 2026,35 2675,97 3186,61 Hình Biểu đồ đường sức kháng nén đơn thí nghiệm Nhận xét thí nghiệm 4: - Ở thí nghiệm 1, 2, (W/C=1,4; 1; 0,8) thì nghiệm dựa vào hình ta nhận giá trị qu (kPa) 28 90 ngày tuổi cho kết thấp Điển hình 28 ngày tuổi giảm khoảng 36,79% so với thí nghiệm (W/C=1), 57,82% so với thí nghiệm (W/C=0,8) 1,83% so với thí nghiệm với tỷ lệ W/C=1,4 Nguyên nhân chủ yếu chất lượng nước trộn mẫu có hàm lượng gốc axit cao [bảng 4] tạo điều kiện cho q trình ăn mịn clorua cơng sunfate sản phẩm hình thành ettringite (sulfoaluminatehydrate: 3CaO.Al2O3.3CaSO4.32H2O) thạch cao (gypsum: CaSO4.2H2O) làm mềm hóa hồ xi măng, thay đổi vi cấu trúc đến tăng độ rỗng giảm cường độ cọc đất xi măng 4.3 So sánh kết thí nghiệm - Nhận xét: Dựa vào hình 5, ta thấy với thí nghiệm loại nước [thỏa bảng 3] xi măng với tỷ lệ pha trộn khác cho ta thấy kết chênh lệch Sự ảnh hưởng lớn chất lượng nước đến độ bền chất lượng cọc 352 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 đất - xi măng, thực gia cố đất yếu công nghệ trộn khơ khu vực khơng khả thi Hình Biểu đồ đường sức kháng nén đơn theo thời gian 04 thí nghiệm phịng 4.4 So sánh kết thực nghiệm Qua kết 04 thí nghiệm phịng với tỷ lệ w/c=0,8 hàm lượng xi măng 14% hàm lượng tối ưu cho việc thi công đại trà Để kiểm chứng lại xem tính khả thi lựa chọn này, tiến hành so sánh với kết trường sau (sử dụng kết 28 ngày để tính tốn thiết kế): Hình Giá trị qu (kPa) so sánh thực nghiệm Nhận xét: - Khi hàm lượng xi măng 14% ta xét thấy kết nén mẫu trường cho giá trị cao hẳn thí nghiệm phịng tỷ lệ W/C=1,4 W/C=1 Ứng với hàm lượng giá trị sức kháng nén đơn qu (kPa) trường cho kết cao thấp khoảng 35,5% so với thí nghiệm phòng nguyên nhân do: Điều kiện chế bị mẫu phòng gần lý tưởng Kết nén trường phụ thuộc vào: Độ đại xác hệ thống giới, điều kiện địa chất xung quanh khu vực gia cố, kỹ thuật thi cơng… THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP Sử dụng hàm lượng tối ưu xác định 02 đặc trưng sức chống cắt sau: VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 353 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 6% 1,74 21,84 GÓC NỘI MA SÁT (độ) 9% 12% 14% 17% 1,74 1,74 1,74 1,74 20,22 11,73 14,01 14,44 14 20,53 17,34 14,76 12,98 12,05 10,86 28 17,13 14,63 12,34 8,61 7,21 11,09 90 16,08 13,18 10,12 8,96 8,22 6,40 6% 7,4 LỰC DÍNH C (kPa) 9% 12% 14% 17% 7,4 7,4 7,4 7,4 20% 7,4 49,06 75,145 267,05 NGÀY NGÀY 228,31 239,41 241,51 20% 1,74 15,63 14 93,218 154,435 267,506 297,678 325,509 399,524 28 90 116,89 208,979 316,207 448,162 450,336 457,167 161,352 205,368 331,134 464,928 464,641 503,648 Hình Kết thí nghiệm biểu đồ quan hệ ϕ (độ), C (kPa) theo thời gian Nhận xét: Dựa vào hình rằng: Ở thời điểm 28, 90 ngày tuổi giá trị lực dính mẫu tỷ lệ 6-12% rời rạc tương đối nhỏ, tỷ lệ 14-20% giá trị gần hội tụ khơng chênh lệch nhiều trung bình đạt khoảng 451,89 (kPa) Điều lần khẳng định hàm lượng tối ưu chọn cho thi công đại trà hợp lý, đáp ứng yêu cầu kinh tế - kỹ thuật đầu tư cơng trình Mối tương quan ϕ (độ) C (kPa) 28 ngày tuổi chặt chẽ với hệ số R2 = 0,8753 tỷ lệ nghịch với hàm lượng xi măng tăng PHÂN TÍCH DỮ LIỆU THÍ NGHIỆM, LỰA CHỌN KẾT QUẢ THEO MƠ HÌNH HỒI QUY TUYẾN TÍNH Ta phương trình hồi quy sau: Y(X)= qui (kPa)= -(34,346 X1) - (3550,21 X2) + (116,92 X3) - (526,02 X4) + (5531,98 X5) (188,01 X6) + (325201,76 X7) + (237,94 X8) - (181,18 X9) - (32,86 X10) + (1,14 X11) + (0,6 X12) + 58687,13 Với phương trình hồi quy đa biến vừa thiết lập xét thấy tiêu thực thí nghiệm có ảnh hưởng lớn đến giá trị sức kháng nén đơn mẫu Cuối giá trị qu (kPa) tìm sau thơng qua phương trình hồi quy tuyến tính với hàm lượng xi măng 14% (W/C=0,8) là: 3491,90 (kPa) Với R= 0,99998 354 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 Bảng Bảng liệu thí nghiệm nén đơn trục 28 ngày tuổi X5 X7 X6 X1 X2 X3 X4 Dung BD BD Hàm STT KL ĐK H Tỷ số trọng nén dọc trục lượng (g) (mm) (mm) H/D (g/cm ) (mm) (%) 299 46 99 2.15 1.817 6% w/c 298 46.3 99 2.14 1.788 =0,8 303 45.3 101 2.23 1.861 X8 X9 S0 (mm ) Si (mm ) X11 X12 X10 Góc Tải trọng Độ ẩm phá lớn (%) hoại (N) (độ) 1.6 0.0162 1661.903 1689.269 0.3188 33 1417 1.5 0.0152 1683.65 1709.636 0.3255 35 1302 1.4 0.0139 1611.708 1634.427 0.3582 22 1494 302 45.5 98.1 2.16 1.893 9% w/c 294 45.2 96 2.12 1.909 =0,8 303 45 99.2 2.2 1.921 1.3 0.0133 1625.971 1647.888 0.2837 30 3187 1.2 0.0125 1624.911 0.2755 27 2728 0.0101 1590.431 1606.658 0.3015 20 2486 12% 306 45.8 104 2.27 1.786 w/c 307 45.8 98.8 2.16 1.886 =0,8 303 45 99 2.2 1.924 1.3 0.0125 1647.483 1668.337 0.2783 30 4246 1.5 0.0152 1647.483 1672.911 0.2782 29 5164 1.5 0.0152 1590.431 1614.979 0.2784 23 3716 1.5 0.0152 1654.685 1680.224 0.2758 29 6260 1.6 0.0163 1597.508 1623.979 0.2746 35 5556 1.6 0.0162 35 5435 1.7 0.0175 1661.903 1691.504 34 7302 1.8 0.0183 1625.971 1656.281 0.2639 32 7079 1.8 0.0183 1640.296 1670.873 0.2761 30 7946 2.3 0.0233 1647.483 1686.785 0.2615 30 10136 0.0207 1633.126 1667.646 0.2609 20 8781 2.3 0.0232 1611.708 1649.988 0.2622 30 10435 10 14% 306 45.9 99 2.16 1.868 11 w/c 294 45.1 98.3 2.18 1.872 12 =0,8 302 45.2 98.6 2.18 1.909 13 17% 302 46 97 2.11 1.873 14 w/c 305 45.5 98.1 2.16 1.912 =0,8 15 306 45.7 98.3 2.15 1.898 16 20% 309 45.8 98.9 2.16 1.896 17 w/c 302 45.6 96.5 2.12 1.916 =0,8 18 302 45.3 99.3 2.19 1.887 1604.6 1604.6 1631.023 0.277 0.27 Phương trình hồi quy tuyến tính có dạng: Y(X)= τ i (kPa ) = -(85,94 X1) + (0 X2) + (0 X3) + (0 X4) + (5190,39 X5) - (48,42 X6) - (17,95 X7) + (0,5 X8) + (6,77 X9) + 12,84 Giá trị góc nội ma sát ϕ (độ) lực dính C (kPa) tìm sau thơng qua phương trình hồi quy tuyến tính với hàm lượng xi măng 14% (W/C=0,8) có VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 355 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 giá trị sau: ϕ = 8,33 (độ) C= 444,124 (kPa) Với R = 0,999915 Nhận xét: Khi phân tích, lựa chọn số liệu mơ hình hồi quy tuyến tính tìm cho ta giá trị đặc trưng trụ đất xi măng thấp trung bình cộng khoảng 0,9%, đồng thời giá trị hệ số tương quan R cao xấp xỉ = nói lên mối liên quan đại lượng đến kết cuối chặt chẽ, sai sót trình thí nghiệm thấp Bảng Tổng hợp kết TN cắt trực tiếp STT Ứng suất cắt 6% w/c =0,8 114.33 62 20 0.32 1.893 0.3188 73 25 163.3 117.88 62 20 0.32 1.952 0.3255 146 28 186.15 113.65 62 20 0.32 1.882 0.3582 291 41 277.24 9% w/c =0,8 114.11 62 20 0.32 1.89 0.2837 73 38 256.04 113.57 62 20 0.32 1.881 0.2755 146 51 350.77 112.28 62 20 0.32 1.86 0.3015 291 65 443.85 12% w/c =0,8 115.68 62 20 0.32 1.916 0.2783 73 51 350.77 113.07 62 20 0.32 1.873 0.2782 146 65 443.85 114.13 62 20 0.32 1.89 0.2784 291 75 510.42 10 14% 11 w/c 12 =0,8 113.99 62 20 0.32 1.888 0.2758 73 70 478.62 114.54 62 20 0.32 1.897 0.2746 146 83 562.76 115.36 62 20 0.32 1.911 0.277 291 92 625.36 13 17% 14 w/c 15 =0,8 114.07 62 20 0.32 1.889 0.27 73 72 491.21 112.62 62 20 0.32 1.865 0.2639 146 76 516.72 113.92 62 20 0.32 1.887 0.2761 291 88 597.53 16 20% 17 w/c =0,8 18 112.3 62 20 0.32 1.86 0.2615 73 77 523.01 114.05 62 20 0.32 1.889 0.2609 146 95 646.23 107.97 62 20 0.32 1.788 0.2622 291 114 772.09 356 Hàm lượng X1 KL (g) X9 X8 X7 X5 X6 Chỉ X2 X3 X4 Dung Cấp tải Áp lực số đọc Độ ẩm ĐK H Tỷ số trọng trọng h chỉnh đồng hồ (%) (mm) (mm) H/D (g/cm ) (kg) (kPa) VIEÄN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 NHẬN XÉT VÀ KẾT LUẬN - Khi gia cố đất yếu khu vực ven biển Tây Nam Bộ nói chung [3] vùng Dun Hải – Trà Vinh nói riêng cơng nghệ trộn xi măng sâu nên chọn tỷ lệ w/c=0,6 - 0,8, hàm lượng xi măng 14 - 16% (tương đương 250 – 270 kg xi măng/m3 đất tự nhiên) cải thiện đáng kể khả chịu lực đất gần 200 lần thời điểm 28 ngày so với đất tự nhiên chưa gia cố Với tỷ lệ tối ưu trên, kết nén trường cho kết cao, kiểm soát chất lượng sản phẩm đảm bảo yêu cầu kinh tế - kỹ thuật - Hàm lượng chất lượng nước trộn mẫu nhân tố chủ yếu định chất lượng độ bền trụ đất xi măng - Để tăng tính an tồn cho tính tốn thiết kế nên sử dụng kết thí nghiệm nén đơn trục khơng hạn chế nở hông cắt trực tiếp 28 ngày tuổi - Sử dụng mơ hình hồi quy tuyến tính sở ứng dụng Data Analysis thuộc phần mềm Microsoft Excel hữu ích Cơng cụ góp phần giúp kiểm chứng lại lại trình thí nghiệm, hạn chế sai lệch đồng thời làm tăng độ tin cậy cho sản phẩm khoa học TÀI LIỆU THAM KHẢO Hồ sơ khoan địa chất Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải - Trà Vinh Liên đoàn quy hoạch điều tra tài nguyên nước Miền Nam Nghiên cứu lựa chọn hàm lượng xi măng tỷ lệ nước-xi măng hợp lý cho gia cố đất yếu vùng ven biển Đồng Sông Cửu Long Người phản biện: GS TSKH Nguyễn Văn Thơ VIEÄN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 357 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 ĐÁNH GIÁ SỨC CHỊU TẢI CỦA NỀN CÁT HÓA LỎNG DƯỚI MÓNG BÈ ASSESSMENT OF BEARING CAPACITY OF LIQUEFIED SANDY GROUND UNDER RAFT FOUNDATION PGS TS Võ Phán KS Nguyễn Đức Huy Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG TP.HCM TÓM TẮT Hiện tượng hóa lỏng động đất nguyên nhân gây thiệt hại lớn lên kết cấu cơng trình dân dụng, giao thơng, thủy lợi… Ảnh hưởng tượng hóa lỏng có động đất đến sức chịu tải vấn đề cần quan tâm, xem xét q trình thiết kế móng cơng trình Bài báo đưa phương pháp dự đoán sức chịu tải cát hóa lỏng móng bè ứng dụng tính tốn cho địa chất khu vực quận 1, TP Hồ Chí Minh ABSTRACT The phenomenon of liquefaction caused by earthquakes is one of the main reasons causing major damage to the structure of civil engineering, transportation, irrigation The impact of the phenomenon of liquefaction during an earthquake to soil-bearing capacity is a problem to be concerned, considered in the process of foundation design This article will provide methods for estimating bearing capacity of liquefied sandy ground under raft foundation and apply for the calculation for geological area of District 1, Ho Chi Minh City ĐẶT VẤN ĐỀ Động đất tượng thiên nhiên gây nên tai họa khủng khiếp xã hội lồi người Đối với cơng trình, động đất làm: ổn định (trượt mái), biến dạng lớn (lún, nứt), xói ngầm, hóa lỏng Theo đồ phân vùng động đất hầu hết vùng Việt Nam nằm phạm vi có động đất cấp 7, đường bờ biển có khoảng 95% chiều dài nằm vùng có động đất từ cấp trở lên Như nguy xảy động đất Việt Nam không nhỏ Dưới tác dụng tải trọng công trình, trình động đất, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư tăng lên, bị hóa lỏng dẫn đến sức chịu tải bị giảm xuống cục làm phát sinh độ lún lún lệch làm ổn định gây hư hỏng cơng trình Trong bối cảnh tình hình nghiên cứu hóa lỏng động đất Việt Nam cịn hạn chế việc nghiên cứu đánh giá sức chịu tải cát hóa lỏng mang tính cấp thiết vấn đề có ý nghĩa thiết kế xây dựng cơng trình 358 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU - Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tài liệu có nước vấn đề sức chịu tải cát hóa lỏng - Tính tốn lời giải giải tích mơ phần mềm Plaxis cho cơng trình thực tế quận 1, TPHCM CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1 Đánh giá tính nhạy cảm với hóa lỏng đất Hóa lỏng đất tượng đất rời bão hòa nước chứa hạt vừa đến mịn bị cường độ áp lực nước lỗ rỗng tăng đột ngột có tải trọng động tác dụng Các loại đất phân loại cát coi nhạy cảm với hóa lỏng Đất cát có chứa thành phần hạt mịn đánh giá tính nhạy cảm với hóa lỏng dựa vào tiêu như: số dẻo IP, giới hạn chảy LL, độ ẩm wc, hàm lượng hạt mịn FC theo tiêu chuẩn sau từ Hình đến Hình Hình Tính nhạy cảm với hóa lỏng đất theo Seed cộng (2003) [1] Hình Tính nhạy cảm với hóa lỏng đất theo Boulanger Idriss [2] VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM 359 TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 Hình Tính nhạy cảm với hóa lỏng đất theo Bray Sancio [2] 3.2 Đánh giá nguy hóa lỏng Loại đất đánh giá nhạy cảm với hóa lỏng (Mục 3.1) khơng bị hóa lỏng mức độ rung lắc không đủ mạnh để vượt qua khả kháng hóa lỏng vốn có đất Đánh giá nguy hóa lỏng thơng qua hệ số an tồn chống hóa lỏng tỷ số khả kháng hóa lỏng khu vực cụ thể ứng suất cắt tải trọng động đất khu vực Khi hệ số an tồn chống hóa lỏng nhỏ 1, khu vực coi bị hóa lỏng [2] [3] [4] 3.3 Sức chịu tải móng nơng cát hóa lỏng Theo TCVN 9362:2012, sức chịu tải đáy móng tính theo cơng thức: [5] RII = m1m2 ( Abγ II + Bhγ 'II + DcII − γ II ho ) ktc (1) Ở ho chiều sâu đến tầng hầm Khi khơng có tầng hầm lấy ho = Dưới tác động ứng suất cắt động đất, gia tăng áp lực nước lỗ rỗng thặng dư làm giảm ứng suất hữu hiệu nền, làm trạng thái đất trở nên rời rạc lúc thông số sức chống cắt thay đổi Do cần xác định lại thông số sức chống cắt công thức (1) cho cát hóa lỏng 3.3.1 Dự đốn tỷ số áp lực nước lỗ rỗng thặng dư ru Bước 1: Xác định hệ số an tồn chống hóa lỏng FSL [2] Bước 2: Xác định ru theo FSL (Hình 4) 360 VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016 Hình Mối quan hệ ru FSL theo Marcuson Hynes (1990) [6] 3.3.2 Phương pháp xác định thông số sức chống cắt xét đến tượng hóa lỏng a Theo Dickenson (2002) [6] - Trường hợp lớp đất khó bị hóa lỏng, hay có hệ số an tồn chống hóa lỏng cao, FSL ≥ 1,4: thơng số cơng thức (1) tính tốn bình thường - Trường hợp lớp đất bị hóa lỏng hồn toàn, FSL ≤ 1, lúc ứng suất hữu hiệu lớp đất giảm không lớp đất hoàn toàn sức chịu tải - Trường hợp lớp đất hóa lỏng phần, 1