Nghiên cứu giải pháp xử lý độ lún lệch mố cầu và đường đầu cầu trên nền đất yếu

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA VŨ THANH VÂN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU Chuyên ngành : Mã chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2007 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học PGS TS CH ÂU NGỌC ẨN Cán hướng dẫn khoa học GV TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét Cán chấm nhận xét Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày 06 tháng 11 năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Ngày, tháng, năm sinh Chuyên ngành I- TÊN ĐỀ TÀI : : : : Vũ Thanh Vân 27/05/1976 Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Phái Nơi sinh MSHV : Nam : Nam Định : 00905240 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mở Đầu Chương Tổng quan lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu Chương Cơ sở lý thuyết tính tốn trụ đất xi măng Chương Nghiên cứu sử dụng trụ đất với chiều dài thay đổi xử lý độ lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu Chương Phân tích nguyên nhân giải pháp xử lý độ lún lệch đường dẫn vào cầu Văn Thánh Kết luận kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ 23/09/2006 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ 06/11/2007 V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN • GVC TS CHÂU NGỌC ẨN • GV TS TRẦN XUÂN THỌ CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS TS CHÂU NGỌC ẨN GV.TS TRẦN XUÂN THỌ CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH GVC TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc sĩ Hội đồng chun ngành thơng qua TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH Ngày 06 tháng 11 năm 2007 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH - Trang - TÓM TẮT Trong năm gần xây dựng sở hạ tầng để thúc đẩy phát triển kinh tế triển khai mạnh mẽ Một vấn đề xây dựng mạng lưới giao thông độ lún lệch đường dẫn đầu cầu xây dựng đất yếu Đặc điểm đất yếu có sức chống cắt nhỏ độ nén lún lớn hệ số thấm nhỏ Trụ đất xi măng với chiều dài thay đổi kết hợp vải địa kỹ thuật cường độ cao giải pháp pháp xử lý hiệu quả, giá thành rẻ Luận văn trình bày cấu tạo, phương pháp tính toán xác định chiều dài đoạn đường dẫn, khoảng cách bố trí trụ, chiều dài trụ, phương pháp lựa chọn loại vải địa kỹ thuật Ngoài trình bày đặc điểm chịu lực trụ đất xi măng đường Phần tính toán áp dụng thực tế đường dẫn cầu Văn Thánh giai đoạn sửa chữa ABSTRACK In the recent years, contracting basal infrastructure is impulsed the development of economic A main major in contracting traffic network is differential settlements at approach road on soft soil foudation The characteristics of soft soil are low shear strengh, hight compressibility, low permeability Deep cement mixing (DCM) columns with varying lengths used with geosynthetics is one of the ways to treat effectively, cheap cost The thesis is presented the constructing principle, caculating mothod to determine the length of approach road, spacing arrangement columns, length of columns, and solution of geosynthetics In addition, characteristic of deep cement mixing columns under road is presented the approach road of Vaên Thaùnh bridge in repairing period is applied to study GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - LỜI CẢM ƠN Trước hết học viên xin bày tỏ lòng kính trọng biết ơn sâu sắc đến thầy: • PGS TS CHÂU NGỌC ẨN • GV TS TRẦN XN THỌ Những người hướng dẫn, giúp đỡ tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho học viên hoàn thành luận văn Học viên xin chân thành cảm ơn: • Ban giám hiệu trường Đại Học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh • Phòng đào tạo sau đại học • Bộ môn Địa Cơ Nền Móng - Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng - Trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh • Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi II – 169 Trần Quốc thảo – Quận – Thành phố Hồ Chí Minh • Công Ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Thủy Lợi-Thủy Điện Nam Việt - 169 Trần Quốc Thảo – Quận – Thành phố Hồ Chí Minh • Gia đình bạn bè, người giúp đỡ học viên trình học tập Tp Hồ Chí Minh Ngày 05/11/2007 Học viên thực luận văn Vũ Thanh Vân GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - MỤC LỤC Tóm tắt 03 Abstract 03 Lời cảm ơn .04 Muïc luïc 05 MỞ ĐẦU 07 Đặt vấn đề .07 Mục đích nghiên cứu luận văn .08 Phạm vi nghiên cứu đề tài 09 Nội dung thực luận vaên 09 Hạn chế đề tài 10 CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 11 1.1 Toång quan 11 1.2 Đánh giá tượng lún đường dẫn đầu cầu 12 1.3 Một số giải pháp xử lý đường đầu cầu 13 1.4 Một số đề tài xử lý lún lệch đường dẫn trụ đất xi măng 14 1.5 Giới thiệu số công trình xây dựng đường dẫn đầu cầu 15 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TRỤ ĐẤT XI MĂNG 20 2.1 Giới thiệu .20 2.2 Phương pháp thi công phản ứng đất 27 2.3 Các lọai đất thích hợp với việc xử lý trụ đất xi măng 27 2.4 Phương pháp thi công trụ đất xi măng 28 2.5 Phương pháp tính toán trụ đất xi măng .34 GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - CHƯƠNG NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG VỚI CHIỀU DÀI THAY ĐỔI XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 50 3.1 Giới thiệu .50 3.2 Tính toán độ lún của thiên nhiên đường 53 3.3 Giải pháp cấu tạo đoạn đường dẫn .65 3.4 Xác định chiều dài cần thiết đoạn đường dẫn chiều dài cọc tính toán 67 3.5 Xác định chiều dài trụ thiết kế khoảng cách trụ thiết kế 72 3.6 Đặc trưng vải địa phương pháp tính toán loại vải phủ đầu trụ .76 CHƯƠNG PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH NỀN ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU VĂN THÁNH 82 4.1 Tổng quan cầu Văn Thánh 82 4.2 Quá trình xảy cố công trình .90 4.3 Phân tích nguyên nhân giải pháp xử lý 96 4.4 Kết luaän .127 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .128 Keát luaän 128 Kiến nghị .129 Hướng nghiên cứu 129 GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Cơ sở hạ tầng kỹ thuật giao thông yếu tố thúc đẩy phát triển nhanh chóng kinh tế đất nước Do tất quốc gia giới quan tâm đến vấn đề này, qui họach chi tiết mạng lưới giao thông, thiết kế, đầu tư xây dựng hiệu để đáp ứng yêu cầu nêu Ở Việt Nam từ thoát khỏi chiến tranh giành lại Hòa Bình cho đất nước xây dựng nhiều công trình giao thông đất yếu tầm cỡ khu vực giới : Công trình đừơng Xuyên , công trình đường cao tốc Sài Gòn - Trung Lương, Công trình đường cao tốc Láng-Hòa Lạc, công trình cầu Mỹ Thuận, cầu Bãi Cháy, cầu Thanh Trì, cầu Rạch Miễu, cầu Phú Mỹ…Trong trình đầu tư xây dựng công trình có đặc điểm biến dạng mà kỹ sư quan tâm đến trình xây dựng công trình độâ lún lệch đường đầu cầu Vấn đề gây nhiều phiền tóai cho phương tiện giao thông họat động tuyến làm giảm hiệu việc khai thác, vận doanh Đặc biệt có công trình sau đầu tư xây dựng xong gặp phải cố ngòai mong muốn công trình cầu đường Nguyễn Hữu Cảnh (cầu Văn Thánh 2), công trình cầu Trường Phước quận thành phố Hồ Chí Minh… Vấn đề độ lún lệch đường đầu cầu đất sét yếu đề tài đặt đòi hỏi phải có giải pháp giải triệt để Hiện có nhiều đề tài khoa học sâu vào nghiên cứu tượng, chất vấn đề đề giải pháp khoa học hữu ích Đề tài“ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU” số giải pháp hữu ích Đề tài nghiên cứu sử dụng phương pháp trụ đất trộn xi măng với công nghệ trộn sâu, chiều dài trụ đất xi măng thay đổi theo trắc dọc tuyến đường đầu trụ gài móc đầu nhiều lớp vải địa kỹ thuật cường độ GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - cao Đặc điểm phương pháp dựa nguyên lý thủy hoá xi măng với đất tạo thành thể cố kết hoá thông qua thiết bị thi công (máy vừa trộn, vừa bơm vữa xi măng) làm cho vùng đất yếu gia cố cứng hoá thành hệ thống cọc, từ nâng cao độ cứng mô đun biến dạng Thêm vào số đặc điểm trội so với phương pháp khác giá thành rẻ, thời gian thi công nhanh, không gây chấn động, không gây tiếng ồn lớn, không bị ô nhiễm môi trường, ảnh hưởng nhỏ công trình lân cận Học viên sâu nghiên cứu giải quyến vấn đề Phần nội dung học viên trình bày đặc điểm, tích chất trụ đất xi măng, phương pháp tính toán, yếu tố ảnh hưởng tới khả chịu tải trụ, qua ác định chiều dài đường dẫn thiết kế, chiều dài trụ thiết kế khoảng cách hữu ích trụ, phương pháp thi công… Trong chương học viên có trình bày chi tiết từ nguyên lý vấn đề đến việc mô hình hóa toán hình thành công thức tính toán, đề nghị cần thiết cho việc thiết kế sau vấn đề thi công cần lưu ý Phần trình bày nội dung học viên sử dụng kết nghiên cứu trước mang tính kế thừa phát triển đặc thù riêng ngành Địa kỹ thuật sử dụng qui trình qui phạm hành nước nước Cuối qua phần thực luận văn, học viên đưa giải pháp xử lý hợp lý khắc phục độ lún lệch đường đầu cầu đất sét yếu Ngoài học viên muốn đóng góp phần công sức việc khắc phục vấn đề này, vào công phát triển kinh tế công nghiệp hóa đại hóa đất nước Mục đích nghiên cứu luận văn - Đưa giải pháp khắc phục độ lún lệch đoạn đường dẫn đầu cầu phương pháp trụ đất xi măng có chiều dài trụ thay đổi kết hợp với vải địa kỹ thuật cường độ cao gài móc đầu trụ GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang - - Xác định chiều dài đoạn đường dẫn thiết kế cần thiết cho đường dẫn đảm bảo công trình hoạt động tốt theo tiêu chuẩn kỹ thuật suốt trình khai thác - Xác định khoảng cách hợp lý trụ, chiều dài trụ thiết kế, phương pháp tính toán để đạt mục đích khắc phục tượng lún lệch - Các yếu tố ảnh hưởng tới khả chịu tải trụ đất trộn xi măng Phạm vi nghiên cứu đề tài - Đề tài giải vấn đề lún lệch cho khu vực xây dựng đường đầu cầu đất yếu với đồng cao độ, chưa đề cập tới khu vực xây dựng mà địa tầng thay đổi cao độ theo trắc dọc tuyến - Chưa xét đến độ lún đắp, xét đến độ lún thiên nhiên Đề tài đề cập tới loại trụ cứng (có độ bền chống cắt ≥150kPa) tiếp xúc với đất xung quanh Các loại trụ mềm trụ nửa cứng không đề cập tài liệu Nội dung thực luận văn - Mở đầu Chương Tổng quan lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu - Chương Cơ sở lý thuyết tính toán trụ đất xi măng - Chương Nghiên cứu sử dụng trụ đất xi măng vơi chiều dài thay đổi xử lý độ lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu - Chương Phân tích nguyên nhân giải pháp xử lý độ lún lệch đường dẫn cầu Văn Thánh - Kết luận kiến nghị GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 135 - Thứ Độ sâu g Bề rộng b σz σgl1 σztb σgltb Ko Bề dày lớp (m) tự z (m) T/m3 (m) z/b T/m2 T/m2 T/m2 T/m2 0.75 1.10 3.47 0.216 0.969 1.50 0.220 13.08 0.75 1.10 3.47 0.216 0.969 1.50 1.870 12.68 1.05 12.88 2.25 1.10 3.47 0.649 0.729 1.50 3.520 9.53 2.70 3.75 1.10 3.47 1.082 0.524 1.50 5.170 6.86 5.25 1.1 3.47 1.514 0.424 1.50 6.820 6.75 1.1 3.47 1.947 0.342 1.50 8.25 1.1 3.47 2.380 0.304 9.75 1.1 3.47 2.812 11.25 1.1 3.47 12.75 1.1 10 14.25 11 12 σgltb σz/σgl T/m2 ε1 ε2 β m 0.08 13.93 11.11 0.24 4.35 8.20 5.55 6.00 8.470 4.47 1.50 10.120 0.249 1.50 3.245 0.220 3.47 3.678 1.1 3.47 15.75 1.1 17.25 1.1 0.90 0.84 0.80 4.00 1.61 13.80 0.89 0.84 0.80 4.00 1.35 0.53 12.54 0.88 0.84 0.80 4.00 0.98 6.20 0.97 12.20 0.87 0.84 0.80 4.00 0.72 7.65 5.01 1.53 12.66 0.86 0.84 0.80 4.00 0.56 3.98 9.30 4.23 2.20 13.52 0.85 0.84 0.80 4.00 0.45 11.770 3.26 10.95 3.62 3.02 14.56 0.85 0.83 0.80 4.00 0.37 1.50 13.420 2.87 12.60 3.07 4.11 15.66 0.84 0.83 0.80 4.00 0.31 0.196 1.50 15.070 2.57 14.25 2.72 5.24 16.97 0.83 0.82 0.80 4.00 0.28 4.110 0.177 1.50 16.720 2.31 15.90 2.44 6.52 18.33 0.83 0.82 0.80 4.00 0.25 3.47 4.543 0.155 1.50 18.370 2.03 17.55 2.17 8.09 19.72 0.82 0.81 0.80 4.00 0.22 3.47 4.976 0.142 1.50 20.020 1.86 19.20 1.94 9.88 21.14 0.81 0.81 0.80 4.00 0.10 Tổng độ lún tính tóan S = GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ 7.2 cm Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ s(cm) - Trang 136 - + Tính với trụ ngắn + Chỉ số nén lún đất : P(kN/m²) 0.0 2.5 5.0 10.0 15.0 20.0 25.0 30.0 35.0 40.0 e 2.091 1.845 1.780 1.675 1.586 1.496 1.372 1.248 1.124 1.000 + Tổng lực tác dụng xuống đáy móng P= 786.96 t + Chiều rộng trung bình đáy B= 1.5 m + Chiều dài trung bình đáy L= 48 m + Góc nội ma sát đất đáy Þ= độ + Dung trọng đất mũi cọc γ= 0.80 t/m² + Chiều dài cọc thiết kế đất L= 26.25 m +Tiết diện cọc thiết kế B= 0.886 m + Khoảng cách từ mặt đất tự nhiên tới đáy móng hi = 0.2 m + Số cọc thiết kế n= 16 Cọc + Chiều dày đáy h= m + Dung trọng đất γ= 1.671 + Lọai đất t/m² Sét cứng + Hệ số điều chỉnh mô đuyn m= 2.000 + Hệ số rỗng đất mũi cọc ε= 2.091 + Diện tích đáy móng khối qui ước S= 112.322 m² L/B = 21.203 m h= 26.25 m + Tỷ số chiều dài móng chiều rộng móng + Chiều sâu đặt móng GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 137 - Thứ Độ sâu g Bề rộng b z/b Ko Bề dày lớp (m) σz σgl1 σztb σgltb T/m2 T/m2 T/m2 T/m2 σz/σgl σgltb ε1 ε2 b m s(cm) tự z (m) T/m3 (m) 0.75 0.80 2.30 0.326 0.952 1.50 0.160 14.68 0.75 0.80 2.30 0.326 0.952 1.50 1.360 13.98 0.76 14.33 0.05 15.09 2.02 1.58 0.80 2.00 13.44 2.25 0.80 2.30 0.978 0.560 1.50 2.560 8.23 1.96 11.10 0.18 13.06 1.90 1.62 0.80 2.00 8.99 3.75 0.80 2.30 1.629 0.390 1.50 3.760 5.73 3.16 6.98 0.45 10.14 1.83 1.67 0.80 2.00 5.15 5.25 0.8 2.30 2.281 0.284 1.50 4.960 4.17 4.36 4.95 0.88 9.31 1.80 1.69 0.80 2.00 3.59 6.75 0.8 2.30 2.933 0.220 1.50 6.160 3.23 5.56 3.70 1.50 9.26 1.77 1.69 0.80 2.00 2.63 8.25 0.8 2.30 3.584 0.180 1.50 7.360 2.65 6.76 2.94 2.30 9.70 1.74 1.68 0.80 2.00 2.11 9.75 0.8 2.30 4.236 0.152 1.50 8.560 2.23 7.96 2.44 3.27 10.40 1.72 1.67 0.80 2.00 1.72 11.25 0.8 2.30 4.888 0.128 1.50 9.760 1.88 9.16 2.05 4.46 11.21 1.69 1.65 0.80 2.00 1.37 12.75 0.8 2.30 5.540 0.120 1.50 10.960 1.76 10.36 1.82 5.69 12.18 1.67 1.64 0.80 2.00 1.14 GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ T/m2 Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 138 - 10 14.25 0.8 2.30 6.191 0.120 1.50 12.160 1.76 11.56 1.76 6.58 13.32 1.65 1.62 0.80 2.00 1.11 11 15.75 0.8 2.30 6.843 0.120 1.50 13.360 1.76 12.76 1.76 7.26 14.52 1.63 1.59 0.80 2.00 1.12 12 17.25 0.8 2.30 7.495 0.120 1.50 14.560 1.76 13.96 1.76 7.94 15.72 1.60 1.57 0.80 2.00 1.13 13 18.75 0.8 2.30 8.146 0.120 1.50 15.760 1.76 15.16 1.76 8.62 16.92 1.58 1.55 0.80 2.00 1.14 14 20.25 0.8 2.30 8.798 0.120 1.50 16.960 1.76 16.36 1.76 9.31 18.12 1.56 1.53 0.80 2.00 1.15 15 21.75 0.8 2.30 9.450 0.120 1.50 18.160 1.76 17.56 1.76 9.99 19.32 1.54 1.51 0.80 2.00 1.16 47.0 cm Tổng độ lún tính tóan S = Như so sánh tính toán giải tích giá trị gần tính băng phương pháp phần tử hữu hạn GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 139 - ™ Tính toán vải địa kỹ thuật Cường độ chịu kéo thiết kế vải gia cường đầu cọc tuỳ thuộc vào chiều cao đất đắp mặt vải, khoảng cách trụ, tải trọng tác dụng mặt đường, tiêu lý vải địa kỹ thuật Tính toán hiệu ứng vòm cọc ma sát tính theo công thức : ⎛H⎞ Cc = 1.5⎜ ⎟ − 0.07 ⎝a⎠ ⇒ ⎛ 3.5 ⎞ Cc = 1.5⎜ ⎟ − 0.07 = 5.18 ⎝ 1.0 ⎠ Trong : - H : Chiều cao lớp đất đắp vải địa kỹ thuật, H=3.5m - a : Đường kính mũ cọc, a=1.0m Ứng suất trung bình tính toán mặt lớp cốt gia cường σ ν' = f sγH + f q q σ ν' = 1.3 * 20 * 3.5 + 1.3 * 21.6 = 119.08 kN/m² Trong : - fs : Hệ số vượt tải đất đắp fs = 1.3 - γ : Dung trọng đất đắp, γ = 20kN/m³ - fq : Hệ số vượt tải tải trọng fq = 1.3 - q : Hoạt tải xe HL93 q=21.6kPa Ứng suất tác dụng mũ cọc pc' 2 ⎛ C a ⎞ ⎛ 5.18 *1.0 ⎞ =⎜ c ⎟ =⎜ ⎟ = 2.19 ' σ c ⎝ H ⎠ ⎝ ⎠ Tải trọng tính toán phân bố mặt cốt gia cường tính sau : + H=3.5m>1.4*(S-a) =1.4*(2-1)=1.4 ' ⎤ 1.4 * S * f s * γ * ( S − a) ⎡ 2 ⎛ pc ⎞ ⎜ ⎟ − WT = S a ⎢ ⎜ σ ' ⎟⎥ (S − a ) ⎝ c ⎠⎦ ⎣ ⇒ WT = GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ [ ] 1.4 * *1.3 * 20 * (2 − 1) 2 − * 2.19 = 43.92kN/m (2 − 12 ) Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 140 - Lực kéo phát triển cốt gia cường tương ứng với biến dạng từ biến ε Trp = WT ( S − a ) 43.92(2 − 1) 1+ = 1+ = 82.96kN/m 2a 6ε *1 * 0.06 Lực kéo dài hạn phát triển cốt gia cường tính sau : Tg = Trp * ( FS c FSi * FSe * FS m ) Tg = 82.96 * (1.65 * 1.05 * 1.1 * 1.0) = 158.10kN/m Trong : - FSc : Hệ số an toàn từ biến 120 năm FSc = 1.65 - FSi : Hệ số an toàn thi công FSi = 1.05 - FSe : Hệ số an toàn ảnh hưởng môi trường FSe = 1.1 - FSm : Hệ số an toàn vật liệu FSm = 1.0 Khả chịu kéo vải PEC 100 công ty polyfelt sản suất có cường độ chịu kéo T=100kN/m ứng với Tg=158.10kN/m chọn lớp vải địa ™ Tính toán kế cấu sàn giảm tải - Nội lực tính toán sàn giảm tải từ mố cầu tới hầm chui (tính băng 1m) + Biểu đồ momet uốn Moment(kN/m) Chiều dài sàn giảm tải(m) -350 9,5 14,5 19,5 24,5 150 650 Mmax = +594.16 kNm Mmin = -289.60 kNm + Biểu đồ lực cắt GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 141 - Chiều dài sàn giảm tải(m) Lực cắt(kN) -350 -150 9,5 14,5 19,5 24,5 50 250 + Bảng tính toán nội lực sàn giảm tải X N Q M [m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m] 9.50 0.15 80.05 - 10.30 15.28 129.38 (83.77) 11.10 (11.78) (74.14) (207.01) 11.10 30.42 178.71 (207.01) 12.60 (23.57) 27.53 (172.05) 14.10 (37.00) (120.75) (289.60) 14.10 (35.37) 129.21 (289.60) 15.60 (44.01) (14.54) (188.14) 17.10 (52.14) (155.94) (245.98) 10 17.10 (51.03) 91.66 (245.98) 11 18.60 (53.52) (50.42) (91.21) 12 20.10 (56.13) (197.88) (94.73) 13 20.10 (54.89) 55.11 (94.73) 14 21.60 (54.24) (88.08) 119.74 15 23.10 (62.37) (299.38) 169.50 16 23.10 (52.34) 21.73 169.50 17 23.90 (70.35) (265.41) 395.42 18 24.70 (78.33) (231.45) 594.16 STT + Biểu đồ lực dọc GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 142 - Chiều dài sàn giảm tải(m) Lực dọc(kN) -100 -50 9,5 14,5 19,5 24,5 50 - Nội lực tính toán sàn giảm tải sau hầm chui (tính băng 1m) + Biểu đồ momet uốn Chiều dài sàn giảm tải(m) Moment(kN) -350 -15035,7 40,7 45,7 50,7 50 250 450 650 Mmax = +520.77 kNm Mmin = - 437.14 kNm + Biểu đồ lực cắt Chiều dài sàn giảm tải(m) Lực cắt(kN) -350 -15035,7 40,7 45,7 50,7 50 250 + Biểu đồ lực dọc GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 143 - Chiều dài sàn giảm tải(m) Lực dọc(m) -100 -50 35,7 40,7 45,7 50,7 50 + Bảng tính toán nội lực sàn giảm tải X N Q M [m] [kN/m] [kN/m] [kNm/m] 35.7 -68.96 280.49 -437.14 36.4 -59.89 308.01 -231.17 37.1 -50.82 335.52 -5.93 37.1 -56.25 28.27 -5.93 38.6 -40.63 122.68 107.28 40.1 -25.02 217.08 362.11 40.1 -27.35 -70.20 362.11 41.6 -22.55 40.30 339.68 43.1 -17.75 150.80 483.01 10 43.1 -16.83 -101.00 483.01 11 44.6 -13.24 12.59 416.70 12 46.1 -9.65 126.17 520.77 13 46.1 -10.51 -141.67 520.77 14 47.6 -10.18 -24.56 396.09 15 49.1 -9.85 92.56 447.09 16 49.1 -42.46 -189.54 447.09 17 49.9 51.20 -279.43 259.50 18 50.7 144.85 -369.32 0.00 STT GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 144 - + Tính thép cho sàn giảm tải - Lớp sàn: M = 59.00 (T.m) - Lớp sàn: M = 44.00 (T.m) Bảng tính thép đáy b h ho (cm) (cm) (cm) - Lớp 100 100.0 97.0 - Lớp 100 100.0 97.0 Trường hợp Ao a Fa m Chọn Số Fachọn (cm²) (%) Þ 0.05 0.06 23.17 0.24 28 0.77 0.04 0.04 17.15 0.18 24 2.61 (cm²) Với : Cường độ Bêtông : Rn = 130.0 (kG/cm2)BTCT M300 Cường độ cốt thép : Ra = 2700 (kG/cm2) Trọng tâm thép : a = 3.0 (cm) Hệ số điều kiện làm việc BT : mb = 0.90 4.4 Kết luận − Việc không sử lý lún lệch đường dẫn cầu Văn Thánh nguyên nhân xảy tượng lún lệch đường dẫn trước hầm chui − Việc cắt bớt thời gian gia tải đường đoạn nối hầm chui mố cầu làm cho đường biến dạng sau công trình đưa vào sử dụng không đủ cường độ để chịu áp lực thẳng đứng tải trọng xe hoạt động tuyến tónh tải đắp tác dụng lên đất − Xử lý đường dẫn trước hầm chui giải pháp cọc có chiều dài thay đổi giảm dần phía đường hợp lý cho biến dạng đường theo thời gian GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 145 - KEÁT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Sử dụng giải pháp gia cố đường dẫn đầu cầu xây dựng đất yếu phương pháp trụ đất xi măng theo phương pháp gia cố cứng đường dẫn đầu cầu giải số vấn đề ổn định biến dạng công trình xây dựng đầt yếu cụ thể sau: ƒ Kiểm soát phân bố ứng suất, biến dạng đồng đều, giảm thiểu đến mức tối đa khả gây lún lệch hạng mục xây dựng công trình (ở nêu mố cầu đường) ƒ Rút ngắn thời gian xây dựng công trình tương đối lớn so với giải pháp khác gia cố móng với mục đích tương tự, chi phí xây dựng công trình rẻ, hiệu kỹ thuật cao ƒ Tăng chiều cao đắp đường đối trường hợp cầu Văn Thánh 3.5m ƒ Chiều dài hợp lý thiết kế đoạn đường dẫn để xử lý lún lệch phương pháp trụ đất xi măng theo phương pháp trộn sâu thiết kế tới đạt độn lún ổn định độ dốc không vượt 5% ƒ Chiều dài khoảng cách trụ đất xi măng tính toán, thiết kế theo phương pháp thử dần để đạt độ lún yêu cầu theo tính toán ƒ Sử dụng giải pháp trụ đất xi măng với chiều dài thay đổi, kết hợp vải địa kỹ thuật cường độ cao gài móc đầu trụ giải pháp quản lý lún lệch tăng cường ổn định cho đường dẫn, cắt giảm áp lực ngang lên cọc mố cầu áp lực ngang tác dụng lên mố cầu GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 146 - Kiến nghị ƒ Đề nghị sử dụng giải pháp trụ đất xi măng cho công trình có yêu cầu xử lý tốt giải pháp kỹ thuật yêu cầu tiến độ thi công nhanh, giá thành thấp ƒ Giải pháp sử dụng trụ đất xi măng với chiều dài thay đổi không áp dụng cho đường đầu cầu mà nên áp dụng cho tất công trình có yêu cầu xử lý lún lệch đường cất, hạ cánh sân bay, cống hộp ngang đường… ƒ Giải pháp sử dụng trụ đất xi măng với chiều dài thay đổi để xử lý lún lệch cho công trình xây dựng theo chiều dài tuyến có cao độ có lớp địa chất không đồng đều, thay đổi theo trắc dọc ƒ Trụ đất xi măng phương pháp trộn sâu, gia cố cứng sử dụng cho việc xử lý móng công trình xây dựng đất yếu Trong số trường hợp thay cọc BTCT cho móng công trình ƒ Có thể sử dụng trụ đất xi măng cho công trình kè ven sông cho công trình có hố đào sâu… Hướng nghiên cứu ƒ Tiếp tục nghiên cứu lý thuyết phương pháp tính toán hệ trụ đất xi măng kết hợp vải địa kỹ thuật cường độ cao điều kiện toán có xét tới làm việc tổng thể công trình ƒ Nghiên cứu giải pháp cấu tạo, chế hoạt động, phương pháp tính toán trụ đất xi măng có sử dụng lõi thép hoặïc vật liệu khác để tăng cường khả chịu lực trụ Sử dụng cọc có chiều dài thay đổi để xử lý lún lệch đường dẫn đầu cầu ƒ Xây dựng thông số tương quan tính toán theo lý thuyết số liệu đo đạc thực tế trường tìm phương pháp hiệu chỉnh số liệu ƒ Xây dựng hàm lượng xi măng nhào trộn, hàm lượng chất phụ gia cho loại đất để đạt cường độ chịu cắt tốt GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thoï Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 147 - TÀI LIỆU THAM KHẢO Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2004 Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh, 2002 N.A.Xưtôvích, Cơ học đất, Nhà Xuất Nông Nghiệp Hà Nội, 1987 Pierre Laréal, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, Chương trình hợp tác Việt – Pháp FSP No 4282901, VF.DP.4 1986-1989 Lục Đỉnh Trung-Trình Gia Câu (Đại học Đồng Tế) Công trình Nền Mặt đường, Nhà Xuất Giao thông Vật Tải, 1996 Nguyễn Anh Tuấn, Nghiên cứu Ổn định Biến dạng công trình đường vào cầu điều kiện đất yếu lũ lụt Đồng Bằng Sông Cửu Long, Luận văn thạc só, Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh Trường Đại Học Bách Khoa, 2004 Vũ Công Ngữ - Nguyễn Văn Dũng, Cơ Học Đất, Nhà xuất khoa học kỹ thuật, 2003 Dương Học Hải, Nguyễn Xuân Trục , Thiết kế đường ô tô – tập II, Nhà xuất giáo dục, 1999 Nguyễn Minh Tâm, The Behavior of DCM (Deep Cement Mixing) Columns Under Highway Embankments By Finite Element Analysis (Thesis of the degree of doctor of philosophy), Pukyong National University, August 2006 GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 148 - 10 TS Lê Bá Vinh, GS TSKH Nguyễn Văn Thơ, ThS Phạm Quang Tuấn Xử lý đắp cao đất yếu phương pháp cọc gia cố xi măng Tạp trí cầu đường Việt Nam số 7, 2007 11 Phạm Văn Hùng, Nguyễn Công Oanh, Trương Ngọc Giang, Mai Hồng Hà Xử lý đất yếu đường loại phương pháp cọc tiếp cận đất gia cố xi măng Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 9, 2005 12 S.L.Shen & N.Miura – Institute of Lowland Technology, Saga University, Hojno, Japan, A technique for reducing settlement difference of road on soft clay GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ - Trang 149 - LÝ LỊCH TRÍCH NGANG HỌC VIÊN Họ tên Vũ Thanh Vân Ngày, tháng, năm sinh 27/05/1976 Nơi sinh Nam Hải, Nam Trực, Nam Định Địa liên lạc Số 169, Đường Trần Quốc Thảo, Quận 3, Hồ Chí Minh Nơi công tác Công ty cổ phần tư vấn Xây dựng Thủy lợi Thủy điện Nam Việt Điện thoại liên lạc 08.8438344, 0903976127 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1994 – 1996 Là sinh viên khoa chế tạo máy thuộc trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội, số 178 Tây Sơn, quận Đống Đa, thủ đô Hà Nội 1996 – 1998 Là sinh viên ngành Cầu Đường thuộc trường Đại học Xây Dựng Hà Nội Số 2, đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, thủ đô Hà Nội 2005 – 2008 Là học viên cao học ngành Địa Kỹ thuật Xây dựng thuộc trường Đại học Bách Khoa – Đại học Quốc Gia thành phố Hồ Chí Minh Số 268 Lý Thường kiệt, quận 10, Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 1998 – 6/2007 Công tác công ty Cổ phần tư vấn Xây dựng Thủy lợi 6/2007 - Công tác công ty Cổ phần tư vấn Xây dựng Thủy lợi – Thủy điện Nam Việt GVHD : PGS TS Châu Ngọc Ẩn GV TS Trần Xuân Thọ Luận Văn Tốt Nghiệp Thạc Sĩ ... 00905240 NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mở Đầu Chương Tổng quan lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu Chương Cơ sở lý. .. sâu vào nghiên cứu tượng, chất vấn đề đề giải pháp khoa học hữu ích Đề tài“ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA MỐ CẦU VÀ ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU” số giải pháp hữu ích Đề tài nghiên. .. trụ đất xi măng Chương Nghiên cứu sử dụng trụ đất với chiều dài thay đổi xử lý độ lún lệch mố cầu đường đầu cầu đất yếu Chương Phân tích nguyên nhân giải pháp xử lý độ lún lệch đường dẫn vào cầu