Giải pháp xử lý nền đất yếu cho bãi container

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ********o0o******** ĐINH MINH TRÍ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO BÃI CONTAINER Chuyên ngành: Cảng cơng trình thềm lục địa Mã số ngành:2.14.14;2.14.15 LUẬN VĂN THẠC SĨ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12-2006 i CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: Cán nhận xét 1: Cán nhận xét 2: Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, Ngày .tháng .năm 2006 iii TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH Độc lập - Tự - Hạnh phúc TP Hồ Chí Minh, Ngày .tháng năm 2006 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Họ tên học viên : Đinh Minh Trí Ngày, tháng, năm sinh : 12/5/1978 Phái: Nam Nơi sinh: Quảng Nam Chun ngành : Cảng cơng trình thềm lục địa Mã số học viên : 00203047 I/- TÊN ĐỀ TÀI: Giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container II/- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1/ NHIỆM VỤ: Nghiên cứu số giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container nhằm phù hợp điều kiện địa chất đất 2/ NỘI DUNG: Luận văn gồm chương Mở đầu Chương I: Tổng quan nghiên cứu cơng trình sử dụng cọc vật liệu rời, cột đất xi măng, bấc thấm kết hợp gia tải trước, vải địa kỹ thuật Chương II: Các sở lý thuyết phương pháp tính tốn tải trọng, đặc tính chịu tải đất số giải pháp xử lý móng cảng container vùng đất yếu Chương III: Đế xuất số giải pháp tính tốn xử lý cho cơng trình bãi container vùng đất yếu Phân tích đánh giá kết kiến nghị Kết luận III/- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: Ngày .tháng .năm 2006 IV/- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: Ngày .tháng .năm 2006 iii V/- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Ngô Nhật Hưng ThS Bùi Văn Chúng CHỦ NHIỆM NGÀNH CN BỘ MƠN QL CHUN NGÀNH TS Ngơ Nhật Hưng Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày .tháng .năm 2006 TRƯỞNG PHÒNG ĐT-SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH iii Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container HV: Đinh Minh Trí-CAN14 LỜI CẢM ƠN Trước tiên cho tác giả gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy hướng dẫn, TS Ngô Nhật Hưng ThS Bùi Văn Chúng, người nhiệt tình hướng dẫn tận tình giúp đỡ để tác giả hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn quý thầy cô Bộ môn cảng – công trình biển quý thầy cô kho kỹ thuật xây doing trường đại học Bách Khoa TPHCM tạo điều kiện thuận lợi, động viên cho nhiều ý kiến quý báu suốt trình làm luận văn Tác giả xin cảm ơn đồng nghiệp bạn bè hỗ trợ tư liệu nhiệt tình giúp đỡ lónh vực Xin cảm ơn gia đình người thân động viên hết long để tác giả hoàn thành luận văn Đây nguồn động viên vô quý báu lớn lao tác giả suốt trình hoàn thiện luận văn Trong suốt trình từ hình thành ý tưởng đến xây dựng hoàn thiện luận văn này; tác giả cố gắng không tránh khỏi thiếu sót Tác giả kính mong tiếp tục nhận đóng góp ý kiến quý Thầy Cô đồng nghiệp Tác giả Đinh Minh Trí Loi cam on1/1 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container MỞ ĐẦU HV: Đinh Minh Trí-CAN14 SỰ CẦN THIẾT NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI 1.1 Sơ lược mạng lưới giao thông thủy: Đất nước ta có tiềm lớn giao thông đường thuỷ; với chiều dài gần 2000km bờ biển điều kiện thuận lợi cho việc thông thương, giao dịch qua hệ thống cảng Hầu hết ba khu vực: Bắc, Trung, Nam xây dựng cảng với công suất lớn đón tàu biển quốc tế với trọng tải hàng vạn Tuy nhiên thực việc đầu tư xây dựng hệ thống cảng biển hạn chế nhiều mặt, thêm vào nhiều lãng phí công việc khai thác hệ thống cảng 1.2 Tình trạng kỹ thuật bến bãi nay: Hệ thống cảng từ Bắc đến Nam xây dựng từ nhiều thập niên trước Chính cảng chưa đáp ứng yêu cầu kỹ thuật để tàu có trọng tải lớn cập bến Có nhiều cảng cải tạo không ngừng nâng cấp nhằm đáp ứng yêu cầu này; đơn cử cảng Đà Nẵng, cảng Sài Gòn, cảng Hải Phòng, cảng Thị Vải (Vũng Tàu) sau nâng cấp đón nhận tàu vài chục ngàn Nằm hệ thống cảng Việt Nam, hệ thống cảng Đồng Bằng Sông Cửu Long dần chuyển để đáp ứng yêu cầu chung phát triển giao thông thuỷ khu vực Hiện trạng cảng bị xuống cấp dần cải tạo nâng cấp Đặc biệt móng cảng đề tài chủ nhiệm đồ án quan tâm nghiên cứu 1.3 Các yêu cầu phát triển bến bãi tương lai: Phát triển hệ thống giao thông thuỷ nói chung hệ thống bến cảng nói riêng điều tất yếu tương lai nhằm khai thác tối đa mạnh giao thông đường thuỷ đất nước Hiện có nhiều dự án đầu tư xây dựng hệ thống cảng đệ trình Thủ Tướng ban ngành phê duyệt 1.4 Đặc điểm công trình bến bãi: Các công trình bến cảng mang đặc thù riêng; yếu tố quan trọng ảnh hưởng đến quy mô bao gồm: vị trí, công bến, đặc điểm tự nhiên, đặc điểm dòng chảy Các công trình bến cảng luôn chịu tác dụng dòng chảy, sóng, gió đặc biệt địa chất móng yếu 1.5 Tình hình địa chất công trình bến cảng: Nền móng công trình bến cảng đề tài nhiều nhà nghiên cứu Thông thường địa chất đất công trình bến cảng yếu so với khu vực Tuỳ theo địa tầng cụ thể, địa chất bến cảng thông thường có chiều dày lớp đất yếu dao động từ vài mét đến vài chục mét Đặc biệt bến bãi khu vực Nam Đồng Bằng sông cửu long thường móng đặt lớp đất yếu dày hàng chục mét Từ nhiều phân tích cho thấy việc nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu cho bến bãi container điều cần thiết thiết thực Mo dau1/3 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container HV: Đinh Minh Trí-CAN14 MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Trong công tác xử lý đất yếu cho công trình nói chung cho công trình bến cảng nói riêng nhiều khó khăn định, có hạn chế định việc sử dụng giải pháp gia cường như: cọc vật liệu rời, cọc vật liệu dính, bấc thấm(giếng cát) kết hợp gia tải, vải địa kỹ thuật Trước áp lực cấp bách phát triển hệ thống giao thông thuỷ, việc nâng cấp xây dựng đưa vào hoạt động bến cảng phải đáp ứng kịp thời Tuy nhiên để thực điều cần phải có giải pháp kỹ thuật hợp lý nhằm đáp ứng tốc độ hoàn thành nhanh; thực tế cho thấy có nhiều bến bãi vội vàng việc xây dựng hoàn thành đưa vào sử dụng nên công trình bị hư hại nặng nề móng chưa đạt độ cố kết Vì mục tiêu đề tài nghiên cứu số phương pháp gia cường nêu nhằm đề xuất phương pháp thích hợp tương ứng với tình hình địa hình, địa chất bến bãi Đề tài áp dụng rộng rãi cho việc xử lý đường qua vùng đất yếu, công trình xây dựng đặt đất yếu PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 3.1 Nghiên cứu lý thuyết: Cơ sở khoa học giải pháp gia cường, xử lý đất yếu nêu nghiên cứu từ tài liệu nước 3.2 Nghiên cứu thực nghiệm Dựa tiêu chuẩn Việt Nam để thực khảo sát về: - Tính chất lý đất phòng thí nghiệm trường: c,φ,γ,w - Các tiêu cố kết: av, Cc, Cv, Cs, NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 4.1 Nghiên cứu thông số đầu vào cho việc tính toán thiết kế bến container ( tải trọng khai thác, điều kiện tự nhiên, điều kiện địa chất &thủy văn…) 4.2 Nghiên cứu đặc tính chịu tải đất theo học trạng thái giới hạn 4.3 Nghiên cứu sở lý thuyết giải pháp xử lý đất nền: cọc vật liệu rời, cọc vật liệu dính, bấc thấm(giếng cát) kết hợp gia tải, vải địa kỹ thuật; giải pháp sử dụng hệ móng cọc đài cứng 4.4 Phân tích đánh giá so sánh kết tương ứng dùng phương pháp nêu để xử lý đất yếu Từ kiến nghị giải pháp thích hợp KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Qua phân tích đánh giá số công trình thông qua số tiêu chí kỹ thuật, hiệu kinh tế kiến nghị lựa chọn phương án về: - Thông số đầu vào bãi container; - Giải pháp xử lý đất cho bãi container hợp lý, tiêu chíá quan trọng luận văn; - Giá thành công trình, điều kiện công nghệ thi công Mo dau2/3 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container HV: Đinh Minh Trí-CAN14 BỐ CỤC CHUNG CỦA LUẬN VĂN Mở Đầu Chương I: tổng quan nghiên cứu công trình sử dụng cọc vật liệu rời, cột đất xi măng, bấc thấm kết hợp gia tải trước, vải địa kỹ thuật tính toán móng cọc Chương II: sở lý thuyết phương pháp tính toán tải trọng đặc tính chịu tải đất số giải pháp xử lý móng đắp qua vùng đất yếu Chương III: đề xuất số giải pháp tính toán xử lý đất yếu cho bến bãi thông qua việc tính toán xử lý cho công trình thực tế Phân tích đánh giá kiến nghị Kết luận Mo dau3/3 TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong điều kiện nay, nhiều giải pháp áp dụng để xử lý móng vùng đất yếu Các cơng trình bến cảng khắp nước nói chung khu vực Nam nói riêng xây dựng cách gần 100 năm; số phần lớn bến cảng đặt vùng đất yếu Qua thời gian khai thác thực tế có nhiều bến cảng xuống cấp nghiêm trọng không ngừng phải cải tạo nâng cấp; ngun nhân móng chưa thật ổn định Do việc tìm giải pháp hợp lý để xử lý móng vùng đất yếu cho bến cảng trở nên cấp bách Các bến cảng thường đặt vùng đất yếu, chịu tác động thường xuyên sóng gió thủy triều; trạng thái đất ln biến động Có nhiều giả thuyết tính tốn ứng suất biến dạng đất đưa có nhiều trường hợp tính tốn cịn chưa có qui trình; khn khổ luận văn tác giả sử dụng số thuyết tính tốn thể tài liệu như: “những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu – D.T.Bergado – NXB giáo dục 1998” [2]; “ học đất – R Whilow – NXB giáo dục 1999” [7]; “tạp chí cầu đường tháng 10 năm 2003” [9] Thơng qua kết tính tốn xử lý cho số trường hợp cụ thế, luận văn nhằm đưa số kiến nghị giải pháp lựa chọn cho phù hợp với yêu cầu ổn đinh móng cơng trình bãi container nói riêng cơng trình xây dựng nói chung đặt đất yếu Một số kết bước đầu nhằm làm sở kiểm chứng thực tế luận văn tác giả xử lý thành công số công trình: cảng canơ 1+2 Cần Tp.HCM; xử lý đường đầu cầu cầu Long Giang Xây Cần Tp.HCM; kè dọc sông Bến Tre thị xã Bến Tre; xử lý đường đầu cầu cầu Kênh Xáng tỉnh Trà Vinh iv Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container HV: Đinh Minh Trí-CAN14 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Sự cần thiết nghiên cứu đề tài .1 Mục tiêu nghiên cứu đề tài Phương pháp nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Kết nghiên cứu Bố cục chung luận văn CHƯƠNG I TỔNG QUAN VỀ CÁC NGHIÊN CỨU VÀ CÁC CÔNG TRÌNH SỬ DỤNG CỌC VẬT LIỆU RỜI, CỘT ĐẤT XI MĂNG, BẤC THẤM KẾT HP GIA TẢI TRƯỚC, VẢI ĐỊA KỸ THUẬT Sơ lược giải pháp xử lý đất yếu công trình Tổng quan giải pháp cọc vật liệu rời Tổng quan giải pháp cọc đất – xi maêng Tổng quan giải pháp bấc thấm (giếng cát) kết hợp gia tải trước 5 Tổng quan giải pháp dùng vải địa kỹ thuật gia cường 6 Tổng quan công trình bến cảng có xử lý CHƯƠNG II CÁC CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TẢI TRỌNG; ĐẶC TÍNH CHỊU TẢI CỦA ĐẤT VÀ MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ MÓNG NỀN ĐẮP Ở VÙNG ĐẤT YẾU Phương pháp tính toán tải trọng bãi container Đặt tính chịu tải ñaát Một số giải pháp xử lý móng cho bến bãi 39 CHƯƠNG III ĐỀ XUẤT MỘT SỐ GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO BẾN BÃI THÔNG QUA MỘT SỐ KẾT QUẢ THỰC TIỄN PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ VÀ KIẾN NGHỊ A KẾT QUẢ TÍNH TOÁN KHI DÙNG MỘT SỐ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÔNG TRÌNH Các kết tính toán 77 Caùc thuật toán dùng để tính toán 101 B PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ TÍNH TOÁN VÀ KIẾN NGHỊ Phân tích đánh giá kết tính toán 125 Kiến nghị .126 KẾT LUẬN 127 TÀI LIỆU THAM KHẢO TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Mucluc1/1 ... TÊN ĐỀ TÀI: Giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container II/- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: 1/ NHIỆM VỤ: Nghiên cứu số giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container nhằm phù hợp điều kiện địa chất đất 2/ NỘI... thấy việc nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu cho bến bãi container điều cần thiết thiết thực Mo dau1/3 Luận văn tốt nghiệp thạc sỹ: giải pháp xử lý đất yếu cho bãi container HV: Đinh Minh Trí-CAN14... Chương II: sở lý thuyết phương pháp tính toán tải trọng đặc tính chịu tải đất số giải pháp xử lý móng đắp qua vùng đất yếu Chương III: đề xuất số giải pháp tính toán xử lý đất yếu cho bến bãi thông