Nghiên cứu giải pháp gia cố nền cho các công trình dân dụng khu vực thành phố sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI _ LÂM TRẦN DIỆU NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIA CỐ NỀN CHO CÁC CÔNG TRÌNH DÂN DỤNG KHU VỰC THÀNH PHỐ SĨC TRĂNG Chun ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số: 60 - 58 - 02 - 04 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS TS HOÀNG VIỆT HÙNG HÀ NỘI, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tác giả xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân tác giả Các kết nghiên cứu kết luận luận văn trung thực, không chép từ nguồn hình thức Việc tham khảo nguồn tài liệu thực trích dẫn ghi nguồn tài liệu tham khảo quy định Tác giả luận văn Lâm Trần Diệu i LỜI CẢM ƠN Tác giả xin trân trọng cám ơn thầy, đồng nghiệp phịng Đào tạo Đại học Sau đại học đóng góp ý kiến cho việc soạn thảo tài liệu Hướng dẫn trình bày Luận văn thạc sĩ ii MỤC LỤC MỤC LỤC HÌNH VẼ v DANH MỤC BẢNG vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1:TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ 1.1 Khái niệm đất yếu 1.1.1.Đặc điểm đất yếu .5 1.1.2 Phân biệt đất yếu 10 1.2 Một số giải pháp xử lý đất yếu 10 1.2.1 Giải pháp cải tạo phân bố ứng suất 11 1.2.2 Giải pháp làm tăng độ chặt 13 1.2.3 Giải pháp xử lý hoá lý 17 1.3 Kết luận Chương 19 CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN 20 2.1 Giới thiệu cọc đất – xi măng, số ứng dụng cọc đất- xi măng 20 2.1.1 Giới thiệu cọc đất – xi măng 20 2.1.2 Một số ứng dụng cọc đất- xi măng .20 2.1.3 Ưu, nhược điểm cọc đất – xi măng .25 2.1.4 Nguyên lý giải pháp xử lý cọc đất – xi măng 26 2.2 Giới thiệu Cọc BTCT tiết diện nhỏ, số ứng dụng Cọc BTCT tiết diện nhỏ 53 2.2.1 Giới thiệu Cọc BTCT tiết diện nhỏ [7] 53 2.2.2 Một số ứng dụng Cọc BTCT tiết diện nhỏ [7] 53 2.2.3 Ưu, nhược điểm Cọc BTCT tiết diện nhỏ .54 2.2.4 Nguyên lý giải pháp xử lý Cọc BTCT tiết diện nhỏ .54 2.3 Kết luận Chương 62 CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG CƠNG NGHỆ GIA CỐ NỀN BẰNG CỌC ĐẤT-XI MĂNG CHO NỀN CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TẠI SĨC TRĂNG 63 3.1 Giới thiệu chung khu vực thành phố Sóc Trăng 63 3.1.1 Giới thiệu chung 63 3.1.2 Phân vùng địa chất cơng trình khu vực thành phố Sóc Trăng .64 iii 3.1.3 Xây dựng địa tầng tiêu biểu cho phân vùng địa chất công trình thành phố Sóc Trăng 76 3.2 Giới thiệu giải pháp gia cố áp dụng khu vực thành phố Sóc Trăng 79 3.3 Tính toán xử lý cọc đất - xi măng theo điều kiện đất thành phố Sóc Trăng 82 3.4 Phân tích, so sánh với giải pháp xử lý khác 88 3.5 Phân tích biện pháp thi công 89 3.5.1 Các yêu cầu chung: 91 3.5.2 Công bố phương pháp: 91 3.5.3 Các công việc chuẩn bị 92 3.5.4 Công tác khoan 92 3.5.5 Công tác vữa 93 3.5.6 Dòng trào ngược 93 3.6 Kết luận Chương 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 Những kết đạt luận văn 95 Kiến nghị 95 Hướng nghiên cứu 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO 97 iv MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Kiểm tra cung trượt đắp phản áp .13 Hình 1.2 Sơ đồ cấu tạo giếng cát 15 Hình 1.3 Bố trí giếng cát mặt .16 Hình 2.1 Gia cố cọc xi măng đất sân bay Cần Thơ 24 Hình 2.2 Gia cố cọc xi măng đất móng bồn dầu Cần Thơ .24 Hình 2.3 Gia cố cọc xi măng đất Cảng dầu khí Vũng Tàu 24 Hình 2.4 Cống D10 Hà Nam -2005 24 Hình 2.5 Cống Trại - Nghệ An -2005 24 Hình 2.6 Các ứng dụng công nghệ trộn sâu .27 Hình 2.7 Sơ đồ thi cơng trộn khơ 27 Hình 2.8 Bố trí trụ trộn khơ 28 Hình 2.9 Bố trí trụ trùng theo khối 28 Hình 2.10 Bố trí trụ trộn ướt mặt đất 28 Hình 2.11 Bố trí trụ trùng theo công nghệ trộn ướt .29 thứ tự thi công 29 Hình 2.12 Sơ đồ thi cơng trộn ướt 29 Hình 2.13 Ổn định khối kiểu A 30 Hình 2.14 Ổn định khối kiểu B 30 Hình 2.15 Công nghệ Jet Grouting .31 Hình 2.16 Sơ đồ phá hoại đất dính gia cố cọc xi măng đất 39 Hình 2.17 Quan hệ ứng suất- biến dạng vật liệu xi măng- đất .40 Hình 2.18 Phá hoại khối phá hoại cắt cục 40 Hình 2.19 Sơ đồ tính tốn biến dạng .42 Hình 2.20 Cơ chế phân bố ứng suất gia cố CXMĐ 46 Hình 2.21.Mơ hình vòm dạng rãnh Terzaghi 49 Hình 2.22 Mơ hình vịm dạng bán cầu Hewlett Randolph (1988) 50 Hình 2.23.Mơ hình vịm dạng bán cầu đắp (Low 1994) .51 Hình 3.1.Bản đồ khu vực thành phố Sóc Trăng 63 Hình 3.2 Điều kiện biên tốn móng chưa có giải pháp gia cố 84 v Hình 3.3 Lưới chuyển vị đường đẳng chuyển vị nền, chuyển vị lớn chưa gia cố 21 cm 84 Hình 3.4 Điều kiện biên trường hợp gia cố với chiều dài cọc đất-xi măng 4,5 m Cọc có đường kính d=0,6 85 Hình 3.5 Kết tính chuyển vị gia cố với cọc đất-xi măng có chiều dài cọc l=4,5 m 85 Hình 3.6 Lưới chuyển vị đường đẳng chuyển vị đứng gia cố cọc l=4,5 m 86 Hình 3.7 Điều kiện biên trường hợp gia cố với chiều dài cọc đất-xi măng 6,5 m Cọc có đường kính d=0,6 86 Hình 3.8 Kết tính chuyển vị gia cố với cọc đất-xi măng có chiều dài cọcl=6,5 m 87 Hình 3.9 Điều kiện biên trường hợp gia cố với chiều dài cọc đất-xi măng 8,0 m Cọc có đường kính d=0,6 87 Hình 3.10 Kết tính trường hợp gia cố với chiều dài cọc đất-xi măng 8,0 m Cọc có đường kính d=0,6 88 vi DANH MỤC BẢNG Bảng 1.Phân loại đất theo thành phần hạt (theo tiêu chuẩn 14 TCN 123) 10 Bảng Xác định hệ số k tc 59 Bảng 2 Hệ số uốn dọc ϕ 60 Bảng Hệ số ϕ theo Jacobson .61 Bảng 3.1: Kết thí nghiệm nén tĩnh số cơng trình địa bàn TP Sóc Trăng 80 Bảng 3.2 Các nội dung công việc cần thực thiết kế thi công thi công Jet Grouting 90 vii DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT a s : Tỷ lệ diện tích Ap : Diện tích tiết diện cọc xi măng đất As : Diện tích đất cần gia cố c: Lực dính cọc đất c usoil : Độ bền cắt khơng nước trung bình C tđ : Lực dính tương đương d: Đường kính cọc eoi : Hệ số rỗng lớp đất thứ i trạng thái tự nhiên ban đầu E soil , E col : Mô đun biến dạng đất cọc xi măng đất E tđ : Mô đun biến dạng tương đương Fs : hệ số an toàn h: Chiều dày tầng đất yếu ∆y : Chuyển vị khối móng [ ∆y ] : Chuyển vị cho phép khối móng L: Chiều dài cọc M max : Moment lớn cọc  M gh  : Moment giới hạn vật liệu làm cọc N max : Nội lực lớn cọc Nγ , N q , N c : Thơng số sức chịu tải phụ thuộc vào góc ma sát đất (tương đương) P: Tải trọng phá hoại P cp : Là sức chịu tải cho phép cọc đơn Pgh : Sức chịu tải giới hạn khối đất tương đương P max : Sức chịu tải tương đương q: Tải trọng cơng trình truyền lên khối gia cố q p : Sức chịu tải đất mũi cọc Q a : Sức chịu tải theo đất viii ... lý cho cơng trình dân dụng phạm vi thành phố Sóc Trăng Mục tiêu cụ thể ứng dụng giải pháp xử lý cọc đất xi măng cho cơng trình xây dựng dân dụng địa bàn thành phố Sóc Trăng Phân tích giải pháp. .. bàn thành phố Sóc Trăng nói riêng vấn đề xử lý gia cố cho công dân dụng chưa quan tâm nghiên cứu sâu, chưa nghiên cứu đưa giải pháp xử lý để lựa chọn cách tối ưu nhất, phần lớn cơng trình dân. .. tích giải pháp xử lý cọc đất – xi măng, nghiên cứu điều kiện đất nguyên trạng khu vực thành phố từ ứng dụng giải pháp xử lý cọc đất – xi măng vào cơng trình dân dụng thành phố Sóc Trăng III Cách