Nghiên cứu đánh giá khả năng sử dụng cừ tràm để xây dựng nền móng công trình trên đất yếu ở cần thơ bằng kết quả thí nghiệm hiện trường

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HUỲNH VĂN LỘC NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng(CT) Mã số: 605861 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2013 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG - HCM Cán hướng dẫn khoa học: TS BÙI TRƯỜNG SƠN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 1: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Cán chấm nhận xét 2: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị chữ ký) Luận văn thạc sĩ bảo vệ Trường Đại Học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày……tháng……năm 2013 Thành phần đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị Hội đồng chấm bảo vệ luận văn thạc sĩ) ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… ………………………………………………………… Xác nhận Chủ tịch hội đồng đánh giá LV Trưởng khoa quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG (Họ tên chữ ký) TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: HUỲNH VĂN LỘC MSHV: 11864429 Ngày, tháng, năm sinh: 09/12/1976 Nơi sinh: ĐỒNG THÁP Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (CT) Mã ngành: 605861 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: - Tổng kết việc sử dụng cừ tràm Thành phố Cần Thơ nói riêng Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói chung - Phân tích kết thí nghiệm bàn nén đánh giá khả sử dụng móng cừ tràm số cơng trình tiêu biểu Thành phố Cần Thơ - Kết luận kiến nghị: Khi sử dụng kết thí nghiệm bàn nén đánh giá khả sử dụng móng cừ tràm Thành phố Cần Thơ NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 21/01/2013 NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 21/06/2013 HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS BÙI TRƯỜNG SƠN Tp HCM, ngày……tháng 06 năm 2013 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) TS Bùi Trường Sơn CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) PGS.TS Võ Phán TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Tơi xin tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến TS Bùi Trường Sơn tận tình hướng dẫn, giúp đỡ, động viên, truyền cho đam mê nghiên cứu khoa học suốt thời gian thực luận văn Tôi xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy mơn Địa Cơ Nền Móng truyền cho kiến thức, kinh nghiệm quý giá q trình học tập trường cơng tác ngồi xã hội Tơi gửi lời cảm ơn đến học viên lớp Địa Kỹ thuật Xây dựng khóa 2011(CT), đặc biệt Ban cán lớp giúp đỡ tơi nhiều suốt q trình học thực luận văn Tuy vậy, hạn chế số liệu, thời gian thực hiện, trình độ chuyên môn nên chắn luận văn không tránh khỏi thiếu sót Rất mong đóng góp ý kiến từ q thầy cơ, đồng nghiệp bạn bè để luận văn thêm hồn thiện đóng góp nhiều vào thực tiễn Trân trọng kính chào! Học viên Huỳnh Văn Lộc TĨM TẮT NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG Kết thí nghiệm bàn nén trường nén gia cố cừ tràm số cơng trình tiêu biểu Thành phố Cần Thơ cho phép rút kết luận cần thiết cho việc tính tốn móng cho cơng trình vừa nhỏ khu vực Tổng hợp phân tích kết thí nghiệm bàn nén cho phép đánh giá lại mức độ tin cậy phương pháp xử lý Kết nghiên cứu tài liệu tham khảo tốt để thiết kế móng cho cơng trình vừa nhỏ khu vực ABSTRACT REVIEW TIMBER PILE INABILITY TO FOUNDATION CONSTRUCTION WORKS ON SOFT SOIL IN CAN THO BASED ON IN - SITU TESTING Experimental results based on in - situ plate compression tests on reinforcement indigo pearl of some typical projects in Can Tho City allow to lead to conclusions for foundation design for the region's small and medium construction Synthesis and analysis of test results allow re-evaluate the reliability of this method of treatment The findings could be the good references for foundation design for the region's small and medium construction LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu riêng tơi hướng dẫn TS Bùi Trường Sơn Các kết quả, số liệu, tham khảo luận văn trung thực rỏ ràng nguồn gốc Những hình thức chép không hợp lệ, không quy chế đào tạo Trường Đại Học Bách Khoa - ĐHQG Tp HCM tơi xin hồn tồn chịu trách nhiệm Tác giả Huỳnh Văn Lộc MỤC LỤC MỞ ĐẦU 01 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH PHÂN BỐ VÀ ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA ĐẤT YẾU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 03 1.1 Đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long 03 1.2 Các đặc trưng lý đất yếu khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long 08 1.3 Nhận xét 13 CHƯƠNG ĐẶC ĐIỂM SỬ DỤNG CỪ TRÀM TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 14 2.1 Cây tràm 14 2.2 Đặc tính chung tràm 14 2.3 Điều kiện phạm vi áp dụng cừ tràm 15 2.4 Cơ sở gia cố đất cừ tràm 16 2.5 Các nghiên cứu gia cố cừ tràm 18 2.6 Các giải pháp kết cấu móng gia cố cừ tràm 23 2.7 Những kinh nghiệm thi công cừ tràm 24 2.8 Sự cố cơng trình có móng gia cố cừ tràm 26 2.9 Nhận xét 27 CHƯƠNG TÍNH TỐN VÀ THIẾT KẾ MĨNG CỪ TRÀM TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 29 3.1 Nguyên tắc chung 29 3.2 Các yêu cầu chung công tác khảo sát 30 3.3 Những dẫn chung thiết kế cừ tràm móng cừ tràm 31 3.4 Tính tốn cừ tràm theo khả chịu tải 32 3.5 Tính tốn cừ tràm theo khả biến dạng 33 3.6 Một số vấn đề thiết kế móng cừ tràm 36 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 38 4.1 Thí nghiệm bàn nén trường 38 4.2 Một số kết thí nghiệm bàn nén có xử lý cừ tràm khu vực cần thơ 47 4.3 Phân tích đánh giá kết thí nghiệm bàn nén 70 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 78 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG Họ tên: Huỳnh Văn Lộc Ngày, tháng, năm sinh: 09/12/1976 Địa liên lạc: Số / Nơi sinh: Đồng Tháp , P An Khánh, Q Ninh Kiều, TP Cần Thơ Điện thoại liên lạc: 0918.432.422 Email: lochuynhvan340@gmail.com QUÁ TRÌNH HỌC TẬP:  Năm 2000: Tốt nghiệp Đại Học Cần Thơ  Năm 2011 – 2013: Học viên cao học khóa 2011 ngành Địa Kỹ Thuật Xây Dựng (CT) – Đại Học Bách Khoa – Đại Học Quốc Gia TP HCM Q TRÌNH CƠNG TÁC:  Năm 2000 - 2005: Công tác Công ty Cổ Phần Tư Vấn & Xây Dựng ATX, Số 174, Đường Trần Quang Diệu, Q Bình Thủy, TP Cần Thơ  Năm 2005 đến nay: Công tác Công ty Cổ Phần Tư Vấn & Đầu tư Xây dựng Tây Đô, Số 52, Đường Nguyễn Thị Minh Khai, P An Lạc, Q Ninh Kiều, TP Cần Thơ -1- MỞ ĐẦU Ý nghĩa khoa học đề tài Trong thực tế xây dựng Thành phố Cần Thơ nói riêng Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói chung gần kỷ qua, cừ tràm sử dụng nhiều vào cơng trình xây dựng: Dân dụng, Cơng nghiệp, Hạ tầng kỹ thuật, Thủy Lợi,… Trong trường hợp này, cừ tràm xem phương pháp để gia cố xử lý đất yếu Cừ tràm thường đóng xuống đất yếu móng cơng trình với mật độ 16 ÷ 49cây/m² Trong thực tế, cải tạo cơng trình tồn 50 năm qua người ta tìm thấy cừ tràm cịn tươi ngun nằm đất ngập nước Sử dụng cừ tràm để gia cố đất yếu có hiệu định nguyên nhân sau: - Cừ tràm vật liệu mang tính địa phương, loại mọc trồng phổ biến Đồng Bằng Sông Cửu Long - Cừ tràm dễ vận chuyển đến công trình Đồng Bằng Sơng Cửu Long có nhiều sơng rạch đường giao thông nông thôn - Địa tầng Đồng Bằng Sông Cửu Long đất bùn sét lẫn tạp chất hữu có chiều dày 20 ÷ 30m việc xử lý cừ tràm tỏ hiệu Việc gia cố đất yếu cừ tràm tiếp tục áp dụng Đồng Bằng Sông Cửu Long, nhiên phần nhiều thiết kế thi công dựa vào kinh nghiệm Đề tài “Nghiên cứu đánh giá khả sử dụng cừ tràm để xây dựng móng cơng trình đất yếu Cần Thơ kết thí nghiệm trường” góp phần phân tích, đánh giá thêm hiệu phương pháp Nhiệm vụ đề tài - Tổng kết việc sử dụng cừ tràm Thành phố Cần Thơ nói riêng Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói chung - Phân tích kết thí nghiệm bàn nén đánh giá khả sử dụng móng cừ tràm số cơng trình tiêu biểu Thành phố Cần Thơ - 65 - - Áp lực nén giới hạn: pgh= 0,77daN/cm2 - Tổng biến dạng lún: S= 2,20mm 200 Module E0 (daN/cm2) 180 160 140 120 100 80 60 40 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 Áp lực p (daN/cm2) Hình 4.29 Biểu đồ quan hệ module biến dạng E áp lực nén p Áp lực p (daN/cm2) Độ lún S (mm) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Hình 4.30 Biểu đồ quan hệ áp lực nén p độ lún S d Kết luận Từ kết thí nghiệm bàn nén trường với đất gia cố cừ tràm ta xác định sức chịu tải giới hạn đất pgh= 0,77daN/cm2= 7,7T/m2 Từ sức chịu tải giới hạn đất pgh ta xác định sức chịu tải cho phép đất pa p pa = gh (Fs thường chọn 1,2 ÷ 1,4) => pa= 5,50 ÷ 6,42 T/m Fs - 66 - 4.2.5 Báo cáo kết thí nghiệm a Giới thiệu cơng trình thí nghiệm bàn nén trường Vị trí tiến hành thí nghiệm bàn nén trường thuộc Cơng trình: UBND xã Tân Hưng, H Thốt Nốt, TP Cần Thơ, Địa điểm: xã Tân Hưng, H Thốt Nốt, TP Cần Thơ b Điều kiện địa chất cơng trình thí nghiệm bàn nén trường Địa chất vị trí tiến hành thí nghiệm bàn nén trường mô tả sau: 1- Lớp đất số 1(CH1): Đất sét mềm - Lớp đất số thuộc đất sét màu xám, xám vàng, độ dẻo cao, trạng thái mềm, bề dày trung bình 2,5m Trị số N= ÷ - Tính chất lý đặc trưng lớp đất sau: + Độ ẩm tự nhiên: W= 41,8 % + Khối lượng riêng tự nhiên: ρ= 1,738 g/cm3 + Khối lượng riêng khô: ρd= 1,425 g/cm + Lực dính đơn vị: c= 0,170 kG/cm2 + Góc ma sát trong: φ= 5o43’ 2- Lớp đất số 2(CL1): Đất bùn sét, mềm - Lớp đất số thuộc đất bùn sét màu xám, trạng thái chảy, bề dày trung bình 13,0m Trị số N= ÷ - Tính chất lý đặc trưng lớp đất sau: + Độ ẩm tự nhiên: W= 68,9 % + Khối lượng riêng tự nhiên: ρ= 1,558 g/cm3 + Khối lượng riêng đẩy nổi: ρd= 0,907 g/cm3 + Lực dính đơn vị: c= 0,081 kG/cm2 + Góc ma sát trong: φ= 1o84’ c Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 1- Vị trí Cấp tải Dp (daN/cm2) Độ lún DS (mm) Tổng độ lún S (mm) Module E0 (daN/cm ) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,94 1,22 0,77 0,94 2,15 0,94 2,16 2,93 3,87 6,02 104,3 80,4 127,3 104,3 45,6 Dựa vào biểu đồ quan hệ hình 4.31, 4.32 để xác định được: - 67 - - Module tổng biến dạng lớn nhất: Eomax= 128daN/cm2 - Áp lực nén giới hạn: pgh= 0,63daN/cm2 - Tổng biến dạng lún: S= 3,05mm 160 Module E0 (daN/cm2) 140 120 100 80 60 40 20 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Áp lực p (daN/cm2) Hình 4.31 Biểu đồ quan hệ module biến dạng E áp lực nén p Áp lực p (daN/cm2) Độ lún S (mm) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Hình 4.32 Biểu đồ quan hệ áp lực nén P độ lún S 2- Vị trí Cấp tải Dp (daN/cm2) Độ lún DS (mm) Tổng độ lún S (mm) Module E0 (daN/cm ) 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,96 1,25 0,94 0,84 2,38 0,96 2,21 3,15 3,99 6,37 102,1 78,4 104,3 116,7 41,2 Dựa vào biểu đồ quan hệ hình 4.33, 4.34 để xác định được: - 68 - - Module tổng biến dạng lớn nhất: Eomax= 120daN/cm2 - Áp lực nén giới hạn: pgh= 0,75daN/cm2 - Tổng biến dạng lún: S= 3,70mm 160 Module E0 (daN/cm2) 140 120 100 80 60 40 20 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 Áp lực p (daN/cm2) Hình 4.33 Biểu đồ quan hệ module biến dạng E áp lực nén p Áp lực p (daN/cm2) Độ lún S (mm) 0,0 0,2 0,4 0,6 0,8 1,0 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 9,0 10,0 Hình 4.34 Biểu đồ quan hệ áp lực nén p độ lún S d Kết luận Từ kết thí nghiệm bàn nén trường với đất gia cố cừ tràm ta xác định sức chịu tải giới hạn đất pgh= 0,63daN/cm2= 6,3T/m2 Từ sức chịu tải giới hạn đất pgh ta xác định sức chịu tải cho phép đất pa p pa = gh (Fs thường chọn 1,2 ÷ 1,4) => pa= 4,50 ÷ 5,25 T/m Fs - 69 - Có Thể thấy vị trí thí nghiệm khu vực có lớp đất yếu có bề dày đáng kể từ 10,5 ÷ 25,1m Mặc dù bên có lớp thổ nhưỡng tương đối tốt, độ sâu thí nghiệm (cũng độ sâu đặt móng dự định) từ 1,6 ÷ 2,0m nên cừ tràm chủ yếu nằm lớp đất yếu bên lớp thổ nhưỡng Từ hồ sơ thí nghiệm có, kết tổng hợp bảng 4.4: Bảng 4.4 Bảng tổng hợp kết thí nghiệm bàn nén trường S T S (mm) ứng với Vị trí Thí nghiệm thí E0 p gh (daN/cm ) T (daN/cm ) nghiệm E0 đạt Cấp áp giá trị lực lớn lớn nhất Báo cáo kết thí nghiệm 162 0,79 3,20 5,94 bàn nén trường 152 0,78 3,25 6,56 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 166 0,82 2,95 5,24 - Bàn nén: 5000cm , đặt 118 0,78 3,70 7,73 sâu 1,6m 155 0,78 3,30 7,11 148 0,74 3,25 6,87 234 0,82 2,10 2,99 204 0,81 2,30 3,34 170 0,85 3,40 5,81 178 0,815 3,30 6,39 174 0,845 3,20 5,61 164 0,86 3,30 5,19 bàn nén trường 166 0,81 2,80 4,90 - Số lượng cừ: 25 cây/m 2 183 0,77 2,20 4,70 Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 2 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,8m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 3 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,5m Báo cáo kết thí nghiệm - Bàn nén: 5000cm2, đặt - 70 - sâu 1,6m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 128 0,63 3,05 6,02 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 120 0,75 3,70 6,37 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,7m Các kỹ sư thí nghiệm chọn giá trị pu theo tương quan áp lực nén độ lún bàn nén Trong trường hợp này, giá trị p u chọn tương ứng cấp áp lực mà giá trị E0 đạt cực đại theo đường cong quan hệ E0 - p Ngồi ra, tính tốn, kỹ sư chọn hệ số bàn nén ω=0,79 cho dạng bàn nén hệ số Poisson ν= 0,35 4.3 Phân tích đánh giá kết thí nghiệm bàn nén 4.3.1 Phân tích nhận xét chung Các kết dạng biểu đồ số liệu trình bày chi tiết mục 4.2 Theo tài liệu chuyên ngành [7], [14], [15] sở lý thuyết biến dạng đàn hồi cục bộ, hệ số bàn nén hình trịn ω= π = 0,785 ≈ 0,79 Đối với bàn nén hình vuông ω = 0,88 Nếu chọn hệ số bàn nén hình vng ω = 0,88, giá trị module biến dạng lớn so với giá trị nêu hồ sơ thí nghiệm 1,114 lần, tức lớn 11,14% Ngoài ra, theo tiêu chuẩn thí nghiệm bàn nén trường, giá trị hệ số Poisson phụ thuộc vào loại đất đáy bàn nén Đối với đất sét ν= 0,42, khác với ν= 0,35 theo hồ sơ báo cáo thí nghiệm Khi đó, giá trị module biến dạng nhỏ so với hồ sơ báo cáo thí nghiệm (1-0,422 ) 0,8236 = =0,939 lần (1-0,352 ) 0,8775 Nếu chọn ω= 0,88 ν= 0,42 cho bàn nén hình vng đất loại sét kết thực tế khác với kết nêu hồ sơ báo cáo thí nghiệm 0,88 *0,939=1,046 lần Như vậy, tình cờ mà kết tính tốn E hồ 0,79 sơ báo cáo thí nghiệm khác biệt khơng đánh kể so với cách tính chặt chẽ theo sở lý thuyết biến dạng đàn hồi cục áp dụng cho thí nghiệm bàn nén - 71 - Từ kết tổng hợp bảng 4.4, tương quan E0 p gh= pu (được lấy điểm E0 đạt giá trị lớn nhất) thể hình 4.3, 4.5, …, 4.31, 4.33 tương quan E0 độ lún ổn định S (được lấy điểm E0 đạt giá trị lớn nhất) thể hình 4.4, 4.6, …, 4.32, 4.34 Bảng 4.5 Bảng tổng hợp module tổng biến dạng E0 S Vị trí T Thí nghiệm Đến cấp thí Theo hồ Hiệu nghiệm sơ chỉnh Báo cáo kết thí nghiệm 162 152,1 103,5 bàn nén trường 152 142,7 93,7 166 155,9 117,3 - Bàn nén: 5000cm , đặt sâu 118 110,8 79,5 1,6m 155 145,5 86,5 148 139,0 89,5 234 219,7 205,6 204 191,6 184,1 170 159,6 105,8 178 167,1 96,2 174 163,4 109,6 164 154,0 118,5 166 155,9 125,5 183 171,8 130,8 T E0(daN/cm 2) - Số lượng cừ: 25 cây/m2 áp lực nén lớn Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 2 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,8m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 3 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,5m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 4 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,6m - 72 - Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 5 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 128 120,2 85,1 120 112,7 80,4 E0 (daN/cm2) 1,7m 240 220 200 180 160 140 120 100 80 60 40 20 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 1,0 pgh (daN/cm ) Hình 4.35 Tương quan E0 pgh (được lấy điểm E0 đạt giá trị lớn nhất) 240 E0 (daN/cm2) 200 160 120 80 40 0,0 1,0 2,0 3,0 4,0 5,0 6,0 7,0 8,0 S (mm) Hình 4.36 Tương quan E0 S (ứng với cấp áp lực nén 1,2 daN/cm2) - 73 - Từ kết tổng hợp bảng 4.4 4.5, hình 4.35 4.36, thấy độ lún ổn định bàn nén ứng với điểm E0 đạt giá trị lớn không đáng kể dao động từ 2,15 ÷ 3,70 mm, ứng với cấp áp lực nén 1,2 daN/cm2, độ lún ổn định bàn nén dao động từ 2,99 ÷ 7,73 mm Ngồi ra, giá trị E0 ứng với cấp áp lực p= 1,2 daN/cm2 nhỏ đáng kể so với giá trị E0 lớn theo đường cong E0 – p Ngoài ra, theo đường cong quan hệ p - S thấy giá trị sức chịu tải giới hạn pu đất đạt phá hoại xác định Từ đó, khó đánh giá khả chịu tải đất theo giá trị pu, giá trị vượt 1,2 daN/cm2 Theo kết tính tốn xử lý cọc tre tràm sở xem cọc tre tràm cọc gỗ GS TSKH Nguyễn Văn Thơ, tổng hợp bảng 4.6 Bảng 4.6 Bảng tổng hợp khả chịu tải nhóm cọc Khả chịu tải nhóm cọc Phương pháp xử lý Lực dính Số pu theo pu theo thí khơng lượng cơng thức nghiệm Sai số cọc gỗ nước cọc (4.1) trường (%) (Pa) (cọc/m2) (Pa) (Pa) 0,07.105 16 1,03.10 0,98.105 5,1 0,09.105 25 1,78.10 1,60.105 11,2 36 2,34.10 5 4,7 0,09.105 49 3,00.10 2,74.105 9,5 Cừ tràm 0,06.105 16 0,64.10 0,66.105 3,1 d= 4cm 0,06.105 25 0,83.10 0,81.105 2,4 l= 350cm 0,06.105 36 1,08.10 0,96.105 12,5 Cọc tre d= 6cm l= 300cm 0,09.10 Công thức: pu= 5,7.cu+n.π.d.l.cu +γ.h Trong đó: cu - lực dính khơng nước n – số cọc mét vuông γ – trọng lượng riêng đất h – chiều sâu đặt móng (4.1) 2,45.10 - 74 - d, l – đường kính & chiều dài cọc tràm Tính tốn xử lý cừ tràm địa điểm thí nghiệm bàn nén trường theo công thức (4.1) thực với liệu sau (tương tự đa số trường hợp thí nghiệm): Việc tính tốn cho trường hợp đặc thù với liệu sau: - Số lượng cừ 1m2: n= 25cây/m2 - Đường kính trung bình cừ: d= 5cm= 0,05m - Chiều dài cừ: l= 4,5m - Chiều sâu đặt móng: h= 2m - Lực dính khơng thoát nước:cu= 0,109 kG/cm2 = 10,9 kN/m2 - Trọng lượng riêng đất: γ= 1,503 g/cm3= 15,03 kN/m3 Kết tính tốn cho thấy: pu= 5,7.cu+n.π.d.l.cu +γ.h => pu= 5,7*10,9+25*π*0,05*4,5*10,9+15,03*2 => pu= 285 kN/m2= 2,85 daN/cm2 4.3.2 Phân tích nhận xét giá trị đặc trưng biến dạng Như trình bày trên, việc chọn lựa thơng số để tính tốn giá trị module tổng biến dạng sở liệu thí nghiệm bàn nén trường hồ sơ có cịn chưa hợp lý Do đó, giá trị module tổng biến dạng cần tính tốn hiệu chỉnh lại Ngồi ra, module tổng biến dạng từ thí nghiệm bàn nén từ thí nghiệm khác thiết phải xác định theo trạng thái ứng suất dự tính Tuy nhiên, theo hồ sơ có, giá trị (E0) chọn giá trị lớn cấp áp lực Điều chưa hợp lý, thực tế nên chọn cấp áp lực đầu p1 tương ứng với trạng thái ứng suất ban đầu áp lực sau p2 tương ứng với áp lực có tải trọng ngồi Khi số gia ứng suất tương ứng là: Dp= p1 - p Số gia độ lún bàn nén : DS= S1 - S2 với S1 S2 độ lún bàn nén ứng với cấp áp lực p1 p Trong trường hợp để đơn giản tính tốn, xem độ sâu chơn móng khơng đáng kể chọn p1= Cấp áp lực sau chọn tương ứng với ứng suất cho phép (Nên chọn p2= 0,6 daN/cm2 hay 0,8 daN/cm 2) - 75 - Bảng 4.7 Bảng trình bày giá trị E0 S Vị trí T Thí nghiệm Ứng với thí Theo hồ Hiệu nghiệm sơ chỉnh Báo cáo kết thí nghiệm 162 152,1 131,4 bàn nén trường 152 142,7 124,6 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 166 155,9 141,8 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 118 110,8 105,9 1,6m 155 145,5 119,2 148 139,0 123,5 238 223,5 200,9 206 193,4 180,6 170 159,6 128,1 178 167,1 120,2 174 163,4 137,6 164 154,0 135,3 166 155,9 149,1 183 171,8 175,9 128 120,2 105,9 120 112,7 102,7 T E0(daN/cm 2) p2=0,8 daN/cm Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 2 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,8m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 3 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,5m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 4 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,6m Báo cáo kết thí nghiệm bàn nén trường 5 - Số lượng cừ: 25 cây/m2 - Bàn nén: 5000cm2, đặt sâu 1,7m - 76 - Có thể thấy module tổng biến dạng ứng với cấp áp lực nén 1,2 daN/cm2 (bảng 4.5) 0,8 daN/cm (bảng 4.7) nhỏ giá trị E0 lớn theo đề nghị hồ sơ Ở E0 cấp áp lực nén 0,8 daN/cm2 có giá trị lớn so với E0 xác định cấp áp lực nén 1,2 daN/cm2 Nếu xem E0 sét mềm chưa xử lý cừ tràm dao động phạm vi 7,0 ÷ 12,0 daN/cm sau xử lý module biến dạng theo kết thí nghiệm bàn nén lớn xấp xỉ 10 lần 4.3.3 Phân tích giá trị áp lực tới hạn pu Cũng thấy giá trị pu lựa chọn tương ứng với điểm mà E0 đạt giá trị lớn khơng có sở chưa hợp lý Kết hồ sơ thí nghiệm cho thấy giá trị p u chọn độ lún bàn nén có giá trị bé (chưa đến 4mm) Trong đất sét bảo hòa loại đất nhạy với biến dạng (thực tế thường độ lún đất không thỏa ứng suất tác dụng chưa đạt đến giá trị p a) Để đánh giá xác giá trị pu thiết phải thí nghiệm đến cấp áp lực phá hoại đất Điều khơng ảnh hưởng nhiều đến việc sử dụng lại móng thí nghiệm đất phục hồi (vì việc thi cơng đóng cừ tương tự) Khi xem cừ tràm làm việc cọc, đánh giá khả chịu tải thep phương pháp đề nghị GS TSKH Nguyễn Văn Thơ (bảng 4.5) Ở đây, với lực dính cu= 6kN/m2 , đường kính trung bình cừ d= 4cm chiều dài l= 3,5m với mật độ 25 cây/m2 , p u= 83 kN/m Thực tế phổ biến là: n= 25 cây/m 2, d=5 cm, l= 4,5 m, cu= 10,9 kN/m2, p u= 285 kN/m2 = 2,85 daN/cm2 Như pu có giá trị lớn theo ghi nhận nội suy theo hồ sơ thí nghiệm Trong trường hợp này, chọn hệ số an toàn Fs= sức chịu tải cho phép là: pa = p u = 95 kN/m2= 0,95 daN/cm Fs 4.3.4 Kết luận chương Kết phân tích cho thấy thí nghiệm bàn nén cừ tràm đất yếu thực với áp lực lớn thường đạt 1,2 daN/cm2 chưa đạt giá trị p u trung bình Độ lún bàn nén có giá trị khơng đáng kể theo hầu hết số liệu ghi nhận - 77 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ  Kết luận Từ kết phân tích tính tốn kiểm tra lại số thí nghiệm bàn nén trường có gia cố cừ tràm khu vự TP Cần Thơ, rút kết luận cho luận văn sau: - Giá trị module tổng biến dạng khả chịu tải tới hạn có gia cố cừ tràm theo hố sơ chọn lựa chưa hợp lý khơng có rõ ràng - Áp lực nén thí nghiệm bàn nén p= 1,2 daN/cm2 chưa gây phá hoại độ lún cấp áp lực có giá trị không đáng kể dao động phạm vi 4,0 ÷ 7,7 mm - Khả chịu tải cực hạn xử lý cừ tràm lớn giá trị 1,2 daN/cm2 cấp áp lực lớn chọn để thí nghiệm bàn nén - Nếu xem cừ tràm cọc gỗ bỏ qua ảnh hưởng hệ số nhóm, khả chịu tải cực hạn trung bình theo sức chống cắt khơng nước có giá trị xấp xỉ 2,85 daN/cm Nếu chọn hệ số an tồn Fs= sức chịu tải cho phép pa= 0,95 daN/cm2 xấp xỉ kinh nghiệm thường áp dụng địa phương - Module tổng biến dạng xem xử lý cừ tràm lớp tương đương ứng với cấp áp lực nén 0,8 daN/cm2 có giá trị dao động phạm vi 105,9 ÷ 200,9 daN/cm2  Kiến nghị Từ kết phân tích, đề nghị số kiến nghị sau: - Cần thiết hiệu chỉnh hoàn chỉnh phương pháp thí nghiệm bàn nén cừ tràm - Tiến hành bổ sung thí nghiệm nén đến cấp áp lực pu để có phân tích tính tốn - Nghiên cứu bổ sung phương pháp tính lún xem gia cố cọc gỗ có xét đến ảnh hưởng hệ số nhóm - Nghiên cứu mơ thí nghiệm bàn nén cừ tràm phần mềm Plaxis 3D Foundation - Các giá trị module tổng biến dạng E0 khả chịu tải cực hạn tính tốn lại luận văn tài liệu tham khảo cho việc tính tốn có xử lý cừ tràm cho khu vực cần thơ - 78 - TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2004) [2] Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2005) [3] Võ Phán - Phan Lưu Minh Phượng, Cơ học đất, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2010) [4] Bùi Trường Sơn, Địa chất cơng trình, Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh, (2009) [5] Nguyễn Văn Thơ - Bùi Quang Vũ - Nguyễn Trung Hịa, Quy trình tính tốn thiết kế móng cọc tràm đất yếu (dự thảo), Đề tài nghiên cứu khoa học công nghệ – Vụ khoa học công nghệ – Bộ xây dựng, (1995) [6] Trần Văn Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, Nhà xuất xây dựng, (2004) [7] TCVN 9354:2012 – Đất xây dựng- Phương pháp xác định module biến dạng trường ép phẳng [8] Báo cáo khảo sát địa chất dự án: Xử lý nước thải Tp Cần Thơ - cơng trình: Nhà máy xử lý nước thải nam Tp Cần Thơ - hạng mục: Hố phân hủy bùn sân phơi bùn, Xí nghiệp KSTK xây dựng móng - nước ngầm thuộc Cơng ty tư vấn xây dựng tổng hợp – Bộ xây dựng [9] Báo cáo thí nghiệm bàn nén đất hện trường gia cố cừ tràm dự án: Xử lý nước thải Tp Cần Thơ - cơng trình: Nhà máy xử lý nước thải nam Tp Cần Thơ - hạng mục: Hố phân hủy bùn sân phơi bùn, Công ty TNHH kiểm định, tư vấn đầu tư xây dựng Nam Mekong [10] Báo cáo khảo sát địa chất, Báo cáo thí nghiệm bàn nén đất hện trường gia cố cừ tràm - cơng trình: Trường mầm non An Hịa - hạng mục: Khối nhà Các hạng mục phụ trợ - địa điểm: Q Ninh Kiều, TP Cần Thơ, Công ty cổ phần tư vấn & đầu tư xây dựng Tây Đô - 79 - [11] Báo cáo thí nghiệm bàn nén đất hện trường gia cố cừ tràm - công trình: Khu tưởng niệm thủ khoa Bùi Hữu Nghĩa - hạng mục: Nhà thờ - địa điểm: Q Bình Thủy, TP Cần Thơ, Công ty cổ phần tư vấn xây dựng xây dựng giao thông KTC [12] Báo cáo khảo sát địa chất, Báo cáo thí nghiệm bàn nén đất hện trường gia cố cừ tràm - công trình: Trụ sở làm việc – Khối đồn thể huyện Vị Thủy - địa điểm: H Vị Thủy, Tỉnh Hậu Giang, Khoa Công Nghệ - Đại học Cần Thơ [13] Báo cáo khảo sát địa chất, Báo cáo thí nghiệm bàn nén đất hện trường gia cố cừ tràm - cơng trình: UBND xã Tân Hưng, H Thốt Nốt, TP Cần Thơ - địa điểm: xã Tân Hưng, H Thốt Nốt, TP Cần Thơ, Công ty cổ phần tư vấn & đầu tư xây dựng Tây Đô [14] Muni Budhu, Soil Mechanics and Foundations, John Wiley & Sons, inc, (2000) [15] Braja M Das, Advanced Soil Mechanics, Taylor & Francis, (2008) [16] Braja M Das, Shallow foundations, Taylor & Francis, (2009) [17] Manjriker Gunaratne, The Foundation Engineerin Handbook, Taylor & Francis, (2007) [18] M.J Tomlison, Foundation Design and Construction, Pearson Education Ltd, (2001) [19] Lymon C Reese - William M Isenhower - Shin-Tower Wang, Analysis and Design of Shallow and Deep Foundations, John Wiley & Sons, inc, (2006) ... TẮT NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG Kết thí nghiệm bàn nén trường nén gia cố cừ tràm số công. .. KỸ THUẬT XÂY DỰNG (CT) Mã ngành: 605861 TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG CỪ TRÀM ĐỂ XÂY DỰNG NỀN MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG NHIỆM... MĨNG CƠNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở CẦN THƠ BẰNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG 4.1 Thí nghiệm bàn nén trường Trong nghiên cứu làm việc móng nơng, xuất ý tưởng cần tiến hành thí nghiệm nén trường bàn