Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp xử lý dất yếu dưới nền đường thuộc đại lộ đông tây

1 MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ: Nhằm thực chủ trương “Công nghiệp hóa đại hóa đất nước” tình hình vấn đề cải tạo hệ thống giao thông vấn đề quan trọng để đẩy mạnh phát triển kinh tế quốc gia Trong số công trình giao thông trọng điểm Dự án Đại lộ Đông Tây bước tiến nhằm cải thiện tình hình giao thông TP.HCM Riêng lónh vực xây dựng Dự án đánh dấu thêm bước ngoặt kó thuật tiên tiến Nhật lần đưa vào xây dựng nước ta Vấn đề xử lý đất yếu đường vốn xem vấn đề kinh điển bộc lộ nhiều mặt yếu hạn chế mà tồn chưa khắc phục Thực tế có nhiều công trình nghiên cứu, nhiều viết báo số luận văn cao học trước trình bày giải pháp xử lý đất yếu đường song trình độ kó thuật, trang thiết bị phương tiện nghiên cứu thiếu thốn, thêm vào kinh nghiệm thực tế áp dụng kó thuật hạn chế… Nguyên nhân chủ yếu điều kiện khách quan kinh tế nước ta nghèo, chưa có điều kiện đầu tư thí nghiệm để kiểm chứng sở lý thuyết tính toán thực tế với diện rộng, bao quát số lượng công trình lớn nước trực tiếp thi công chưa tập trung nghiên cứu, áp dụng cách triệt để Chính Việt Nam nói chung hay Tp.HCM nói riêng tồn nhiều bất cập mà báo chí thường đưa tin hàng ngày như: Công trình cầu Bình triệu 2-Tp.HCM, Công trình cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh, Công trình hầm chui Văn Thánh 2,… chưa có đầu tư nghiên cứu mức, tồn nhiều quan điểm hạn chế, lệch lạc hết việc đầu tư thử nghiệm phạm vi rộng kinh nghiệm áp dụng thực tế hạn hẹp… 2 TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI Dự án Đại lộ Đông Tây với quy mô đầu tư to lớn nguồn vốn, ý nghóa mang lại, sử dụng nhiều kó thuật tiên tiến người Nhật áp dụng nhiều nước giới… có ý nghóa thực tiễn to lớn cho việc nghiên cứu kiểm chứng sở lý thuyết tính toán trước thông qua số liệu kết thực tế thu được, việc vận dụng kiến thức kinh nghiệm có qua công trình đầu tư ứng dụng cho công trình khác sau Việt Nam MỤC TIÊU VÀ PHẠM VI CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Với trình độ phát triển khoa học kó thuật công nghệ đại ngày nay, có nhiều giải pháp lựa chọn để xử lý đất yếu đường để tìm giải pháp tối ưu vừa đảm bảo yêu cầu kó thuật vừa đạt hiệu kinh tế cao đòi hỏi cần phải có phân tích so sánh nghiên cứu cụ thể Trong công trình Đại lộ Đông Tây áp dụng nhiều biện pháp xử lý, gia cố đất yếu dọc theo tuyến suốt từ điểm đầu dự án Quốc lộ 1A điểm cuối dự án Ngã ba Cát Lái Song gói gọn khuôn khổ luận văn cao học, đơn cử xét đến hai giải pháp tiêu biểu mẻ, quan tâm nhiều Việt Nam để áp dụng cho việc xử lý, gia cố đất yếu đường: _ Giải pháp cọc đất gia cố xi măng (DSMC): Mặc dù phương pháp cọc đất gia cố xi măng đề cập nhiều tài liệu sách báo chí số luận văn, song đa số mang tính chất giới thiệu trình bày lý thuyết giáo khoa Phương pháp ứng dụng từ lâu phổ biến Nhật Bản Việt Nam đưa vào sử dụng số công trình thời gian gần Dù phương pháp vừa ban hành tiêu chuẩn Việt Nam song mẽ kinh nghiệm thi công thực tế công trường, việc trộn thử mẫu phòng thí nghiệm việc thử nghiệm cọc thử công trường chưa có điều kiện tiếp cận nhiều Do luận văn tiến hành nghiên cứu phương pháp trộn thử nghiệm phòng thí nghiệm, quy trình thi công, thử nghiệm cọc thử công trường, từ đưa vào phân tích thiết kế tính toán ứng dụng cụ thể cho khu vực tuyến Đại lộ Đông-Tây với số liệu thực tiễn thu thập phòng thí nghiệm trường Đồng thời thông qua việc thu thập số liệu, quan sát theo dõi diễn biến thực tế công trường kinh nghiệm thực tiễn mà người Nhật ứng dụng cho công trình trước đưa vào thực tế Dự án Đại lộ Đông-Tây phần đúc kết nguyên lý áp dụng cọc đất gia cố xi măng điều kiện thực tiễn nước ta _ Phương pháp bấc thấm ngang (SBD): Trước việc sử dụng phương pháp bấc thấm đứng (PVD) kết hợp với biện pháp gia tải trước, lớp đệm cát thoát nước dùng làm lớp thoát nươc ngang cho bấc thấm đứng áp dụng phổ biến Việt Nam đem lại hiệu tốt cho việc xử lý đất yếu Nhưng tình hình việc tìm nguồn cát có chất lượng cao cần thiết cho đệm cát trở nên khan khu vực miền Nam số khu vực tỉnh thành nước Chính qua khuôn khổ luận văn đưa phân tích so sánh cụ thể hai phương pháp với số liệu thực tế kết thu nhận trực tiếp từ công trường Từ đưa hướng giải sử dụng vật liệu thoát nước chế tạo sẵn (SBD – Super Board Drain) với chất lượng đảm bảo chi phí phù hợp để thay cho lớp đệm cát thoát nước ngày trở nên khan Ngoài ra, tồn nhiều ý kiến hoài nghi việc sử dụng bấc thấm điều kiện Việt Nam chưa thật đạt hiệu cao Để có thêm sở tìm lời giải thích hợp lý nội dung làm sáng tỏ qua dẫn chứng kết thực tế đạt công trường đường Thủ Thiêm thuộc dự án Đạ lộ Đông Tây Đã có số đề tài trước nghiên cứu sở lý thuyết vấn đề chưa đem lại hiệu tính thuyết phục cao số lượng thí nghiệm ít, rời rạc thiếu kết thử nghiệm kiểm chứng diện rộng Điểm mạnh đề tài việc nghiên cứu sở tính toán lý thuyết cụ thể hổ trợ từ bên Tư vấn PCI Nhà thầu Obayashi (Nhật Bản) cung cấp đầy đủ xác điều kiện công tác trực tiếp với công trình Mặt khác đề tài tận dụng số liệu kết thi công thực tế trường diện rộng liên hệ với công trình xây dựng nên có sở rút kết luận thực tiễn xác đáng (vì gói gọn phạm vi kinh phí thực cho luận văn khó có đủ điều kiện thu thập số liệu mong muốn tin cậy) KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU * Phương pháp cọc đất gia cố xi măng: Đã tiến hành nghiên cứu sở lý thuyết tính toán thiết kế, phân tích kết thử nghiệm phòng thí nghiệm trường cho cọc đất gia cố xi măng áp dụng cho hai phần tiêu biểu ổn định mái dốc bờ kênh đường vào cầu Thông qua số liệu thu thập từ thí nghiệm kết thu nhận từ trường tiến hành tính toán phân tích cho lý thuyết áp dụng Từ có nhận xét đề xuất việc ứng dụng cọc đất gia cố xi măng Tp.HCM nói riêng phạm vi nước nói chung * Phương pháp bấc thấm ngang: Thông qua việc nghiên cứu tài liệu kó thuật bấc thấm ngang số liệu thu thập từ kết thử nghiệm so sánh hai phương án sử dụng đệm cát thoát nước sử dụng bấc thấm ngang cho thấy mặt tích cực việc sử dụng bấc thấm ngang Từ giải tình hình cạn kiệt nguồn cát chất lượng cao việc sử dụng vật liệu bấc thấm ngang thay mà đảm bảo chất lượng, thời gian, giảm chi phí… cho công trình xây dựng Đây kết đáng khả quan cần quan tâm nhiều với công nghệ lần đầu đưa vào áp dụng Việt Nam Và thông qua số liệu thu thập từ thí nghiệm kết thu nhận từ trường tiến hành tính toán phân tích cho lý thuyết áp dụng Đặc biệt phương pháp xử lý đất yếu bên trên, trình bày rõ trình tự thi công thực tiễn công trường công tác thực tế phòng thí nghiệm Điều khác với luận văn trước tập trung nghiên cứu trình bày sở lý thuyết tính toán chủ yếu GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Do điều kiện kinh nghiệm chuyên môn hạn chế, thời gian nghiên cứu cấp bách nên nội dung nghiên cứu chưa có tính bao quát, toàn diện (chưa xét hết tất phương pháp xử lý cho đất yếu đường, kết hợp ảnh hưởng lẫn phương pháp công trình xây dựng)… Hiện có nhiều biện pháp gia cố xử lý đất yếu ứng dụng công trình đại lộ Đông Tây, phạm vi đề tài dừng lại việc nghiên cứu hai phương pháp Do chưa thấy rõ hiệu hai phương pháp so với phương pháp khác khả ứng dụng kết hợp đồng thời nhiều phương pháp để tăng hiệu xử lý đất yếu… CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP GIA CỐ ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG 1.1.Sơ lược đất yếu 1.1.1 Đặc điểm tính chất đất yếu Đất yếu loại đất chịu tải nhỏ, tính nén lún cao, độ bão hoà lớn, hệ số rỗng lớn, mô đun biến dạng nhỏ, khả kháng cắt yếu Một số đặc trưng lý đất yếu: _ Khả chịu tải : 0,5kG/cm2 ÷ 1kG/cm2; _ Mô đun tổng biến dạng : Eo ≤ 50 kG/cm2 _ Hệ số rỗng : ε > 1; _ Hệ số nén tương đối : ao > 0,05 ÷ 0,1 cm2/kG; _ Góc nội ma sát : φ = ÷ 10o; _ Lực dính : C = 0,05 ÷ 0,1 kG/cm2 Đất yếu hình thành từ nguồn gốc lục địa, vũng vịnh biển 1.1.2 Các loại đất yếu thường gặp Các loại đất yếu thường gặp nước ta: đất sét mềm, bùn than bùn; gặp đất lụp sụp cát chảy 1/ Đất sét mềm: Đất sét - sét tương đối chặt bão hoà nước có cường độ cao bùn Đặc điểm có tính dẽo lớn thành phần hạt nhỏ 0,002 mm, số dẽo 1÷40 2/ Bùn :Lớp đất tạo thành bồi lắng môi trường nước hay biển (các hạt < 200 μm) với tỉ lệ hạt μm chiếm tỉ lệ lớn Cường độ bé, biến dạng lớn, mô đun biến dạng 1÷5 daN/cm2 (bùn sét) ;10÷25 daN/cm2 (bùn sét bùn cát) 3/.Than bùn : Có nguồn gốc hữu thành tạo kết phân hủy di tích hũu đầm lầy Hàm lượng hữu lớn 20÷80%; Nền lún lâu dài, không đều; Hệ số nén lún 3,8÷10 daN /cm2 4/ Các loại đất yếu khác : - Cát chảy: Loại đất cát hạt mịn, hàm lượng hạt (0,005÷0,002mm) chiếm 60÷70% Khi chịu tác động chấn động hay áp lực thụ động gây nên chảy đất - Đất bazan: Có độ rổng lớn, nhẹ, khả thấm nước cao, tính nén lún cao Có tính chất tương tự đất lụp sụp 1.2 Tổng quan số giải pháp xử lý đất yếu Tùy theo mục đích, tính chất điều kiện thực tế có nhiều biện pháp cải tạo xử lý khác cho đất yếu Việc áp dụng hợp lý phương pháp có tác dụng làm tăng cường độ đất, giảm độ lún tổng cộng chênh lệch lún, từ đảm bảo tính ổn định khai thác, rút ngắn thời gian thi công giảm chi phí xây dựng cho công trình Chính việc lựa chọn phương pháp xử lý thích hợp cho loại đất riêng biệt quan trọng Đối với đất yếu có tính nén lún cao, để tăng nhanh tốc độ lún giảm tối thiểu lún dư đắp khai thác việc sử dụng biện pháp tiêu nước thẳng đứng bấc thấm, giếng cát …kết hợp với gia tải đem lại hiệu cao Để tăng cường độ cho đất yếu đảm bảo tính ổn định đắp biện pháp cọc đất gia cố xi măng, cọc ván bê tông dự ứng lực, bệ phản áp, tường rọ đá…là giải pháp thông dụng Tùy theo tính chất đất yếu quy mô công trình sử dụng mà tiến hành xử lý đất yếu phạm vi nông, sâu khác nhau, cụ thể sau: - Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi nông (cải tạo phân bố ứng suất, điều kiện biến dạng nền…) - Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi sâu (giảm thiểu lún dư, tăng cường độ cho đất yếu…) 1.2.1 Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi nông Đối với lớp đất yếu có chiều dày không lớn nằm trực tiếp móng công trình áp dụng biện pháp xử lý đệm cát, đệm đá, đệm đất, bệ phản áp… để gia cố Nhóm biện pháp nhằm mục đích tăng cường khả chịu lực, hạn chế biến dạng (đặc biệt biến dạng không đồng đều) đất tác dụng tải trọng công trình Trong thực tế đệm cát, đệm đá sỏi, đệm đất dùng để thay lớp đất yếu có chiều dày không lớn m móng tường, cột công trình dân dụng, công nghiệp đáy công trình thủy lợi Đối với đường đắp bùn lầy áp dụng bệ phản áp để khống chế khả phát triển vùng biến dạng dẻo lớp đất yếu gây biện pháp xử lý hiệu Giới thiệu sơ lược số phương pháp cho nhóm cải tạo đất yếu phạm vi nông: 1.2.1.1 Bệ phản áp [2] Phương pháp bệ phản áp dùng vật liệu địa phương đất, đá, cát đắp hai bên công trình để chống trượt phát triển vùng biến dạng dẻo gây Bệ phản áp xử lý có hiệu xây dựng đường vùng đất yếu Nó có tác dụng phòng chống lũ, chống sóng, chống thấm nước Sử dụng bệ phản áp phương án thiết kế kinh tế thông lệ nhất, nơi có sẵn đất để đặt phản áp, hạn chế khác khoảng đất trống thi công thời gian vận hành sử dụng Phương pháp xem xét, áp dụng cho nơi không tồn giới hạn đất khoảng trống Việc tính toán bệ phản áp thường áp dụng cách tính dựa vào phát triển vùng biến dạng dẻo tác dụng tải trọng công trình 1.2.1.2 Đệm cát [2] Phương pháp đệm cát phương pháp thay lớp đất yếu nằm trực tiếp đáy móng công trình lớp đệm cát đóng vai trò lớp chịu lực, giảm bớt độ lún, làm tăng ổn định công trình chịu tải ngang Ngoài để tăng khả chịu tải đất yếu ngăn đất yếu hòa lẫn vào vật liệu đắp, vải địa kỹ thuật không dệt áp dụng với đệm cát Ưu điểm thi công đơn giản, kích thước móng chiều sâu chôn móng giảm áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm cát tăng Nhược điểm không dùng cho công trình có chiều dày lớp đất yếu lớn (>3m) nơi nước ngầm có áp lực tác dụng phạm vi lớp đệm cát 1.2.1.3 Đệm đất [2] Khi công trình xây dựng đất đắp trạng thái ẩm mực nước ngầm sâu dùng phương pháp đệm đất Đệm đất phương pháp thay lớp đất yếu lớp vật liệu đệm đất sét pha cát lấy khu vực xây dựng Vì phương pháp đệm đất tận dụng vật liệu địa phương nên kinh tế so với phương pháp đệm cát Việc tính toán phương pháp đệm đất tương tự việc tính toán đệm cát 1.2.1.4 Đệm đá, sỏi [2] Phương pháp đệm đá, sỏi sử dụng trường hợp lớp đất yếu đáy móng trạng thái bão hòa nước, có chiều dày nhỏ 3m lớp đất chịu lực tốt đồng thời xuất nước có áp lực cao Phương pháp sử dụng phương pháp đệm cát không dùng Độ cứng đệm đá sỏi lớn nhiều so với đệm cát, nguyên lý làm việc có khác nhau, truyền ứng suất theo chiều sâu khác tác dụng tải trọng công trình Với đệm cát, ứng suất giảm theo chiều sâu lớp đệm Đối với đệm đá, độ cứng lớn nên ứng suất không thay đổi theo chiều sâu Chính vậy, lớp đệm đá sỏi xem phận móng tính toán lớp đệm móng nông đặt thiên nhiên 1.2.2 Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi sâu Đối với khu vực có lớp đất yếu đất dính vùng dễ lún, phân bố dày sâu bên với đặc tính kết cấu mềm độ lỗ rỗng lớn (thông thường nước lấp đầy lỗ rỗng (nước lỗ rỗng)) việc cải tạo đất gia cố (cọc cát đầm chặt), vật liệu trộn (phương pháp trộn sâu) thoát nước (tiêu nước thẳng đứng) thích hợp Giới thiệu tóm lược số phương pháp cải tạo đất yếu phạm vi sâu: 1.2.2.1 Cải tạo đất cọc vật liệu rời Các cọc vật liệu rời bao gồm cát sỏi làm chặt chèn vào lớp sét mềm yếu phương pháp thay Thuật ngữ “cọc vật liệu rời” sử dụng có liên quan đến thành phần cọc, thường cát sỏi nén chặt Trong kể cọc đá Đất cải tạo cọc vật liệu rời gọi đất hỗn hợp Khi chất tải, cọc bị biến dạng phình lấn vào tầng đất phân bố lại ứng suất mặt cắt bên đất, truyền ứng suất xuống lớp đất sâu Điều làm cho đất chịu ứng suất Kết cường độ khả chịu lực đất hỗn hợp tăng lên tính nén lún giảm Ngoài giảm ứng suất tập trung sinh cọc vật liệu rời Thành phần cọc vật liệu rời có tính thấm cao, nên cọc làm tăng nhanh độ lún cố kết giảm trị số độ lún công trình sau xây dựng Một số phương pháp cụ thể việc cải tạo đất cọc vật liệu rời sau: a/ Cọc cát [2] Phương pháp nén chặt đất cọc cát áp dụng xây dựng công trình chịu tải lớn đất yếu có chiều dày lớn Tác dụng cọc cát làm cho độ rỗng, độ ẩm đất giảm đi, trọng lượng thể tích, mô đun biến dạng, lực dính góc ma sát tăng lên Dưới tác dụng tải trọng, cọc cát vùng đất nén chặt xung quanh cọc làm việc đồng thời, đất nén chặt khoảng cách cọc Trị số độ ẩm, hệ số rỗng cọc cát vùng đất nén chặt xung quanh giống điểm Vì phân bố ứng suất đất nén chặt cọc cát xem thiên nhiên Phần lớn độ lún đất yếu bão hòa nước có cọc cát thường kết thúc trình thi công, tạo điều kiện cho công trình nhanh chóng đạt đến giới hạn ổn định Bởi lúc cọc cát làm việc giếng thoát nước, nước đất có điều kiện thoát nhanh theo chiều dài cọc tác dụng tải trọng Điều có đất thiên nhiên đất dùng cọc cứng So với cọc cứng, vật liệu cát rẻ tiền không bị ăn mòn nước ngầm có tính xâm thực Biện pháp thi công đơn giản giá thành phương án cọc cát thường rẻ so với phương án khác (so với cọc bê tông giảm khoảng lần – theo tài liệu phương pháp xây dựng công trình đất yếu – Hoàng Văn Tân) b/ Cọc đất [2] Cọc đất thường dùng để nén chặt đất có độ rỗng lớn có tính lún sập Đất có tính lún sập đất hoàng thổ đất mà bị ngậm nước đất có lỗ rỗng lớn Lỗ rỗng thường có đường kính 0,5 – 2mm chiếm khoảng 50-54% so với toàn thể tích Cọc đất thi công theo phương pháp sau đây: phương pháp lõi phương pháp nổ Phương pháp lõi dùng ống thép rỗng đầu khép kín hạ tới độ sâu thiết kế sau rút ống lên nhồi đất đầy vào lỗ khoan Phương pháp nổ phương pháp khoan lỗ mìn có đường kính 60-80mm đến độ sâu thiết kế Trong lỗ khoan, người ta đặt dây nổ viên nổ có kích thước trọng lượng tiêu chuẩn bố trí dọc theo chiều dài lỗ khoan Sau nổ lỗ khoan thẳng đứng có đường kính 8-11 d0 (d0 đường kính viên nổ) Người ta phải tiến hành đầm chặt đất lỗ khoan theo lớp máy chuyên dụng Trọng lượng phần đất lớp cần nén chặt lỗ khoảng 100 – 120kg 1.2.2.2 Cải tạo đất thiết bị tiêu nước thẳng đứng [20] Quá trình lún cố kết đất sét yếu tạo nhiều cố cho móng công trình Nền đất sét yếu có hệ số thấm nhỏ, để hoàn thành giai đoạn cố kết thứ cần phải có nhiều thời gian Để rút ngắn thời gian cố kết này, người ta thường dùng thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với biện pháp nén trước khối đắp tạm thời hút chân không Riêng thiết bị tiêu nước thẳng đứng có nhiều loại với đặc trưng vật lý khác nhằm tạo đường thoát nước nhân tạo cho đất Trong biện pháp này, nước lỗ rỗng thoát đất sét cố kết với gradient thủy lực tạo nén trước, chảy nhanh theo phương ngang phía thiết bị tiêu nước, sau chảy tự theo phương thẳng đứng, dọc theo thiết bị phía lớp đất dễ thấm nước Như việc đặt thiết bị tiêu nước thẳng đứng đất yếu rút ngắn chiều dài đường thấm dẫn đến giảm thời gian hoàn thành trình cố kết Như vậy, thiết bị tiêu nước thẳng đứng đặt đất sét nhằm hai mục đích chủ yếu là: tăng nhanh tốc độ cố kết 10 đất sét nâng cao ổn định công trình đặt lên đất yếu (vì cường độ đất tăng nhanh theo tốc độ cố kết) Hình 1.1 miêu tả hệ thống tiêu nước thẳng đứng điển hình cho đường Hình 1.1: Cấu tạo xử lý đất yếu bấc thấm [18] Tùy thuộc vào vật liệu đặt đất mà người ta phân loại thiết bị tiêu nước thẳng đứng làm ba loại chính: - Giếng cát tiêu nước gồm giếng cát, rãnh cát - Giếng cát tiêu nước bọc vải Pack Drain, Sandwick … - Thiết bị tiêu nước chế tạo sẵn bấc thấm Bảng 1.2 cho biết dạng thiết bị tiêu nước thẳng đứng thường dùng để cải tạo đất xây dựng đường ô tô Bảng 1.2: Các thiết bị tiêu nước (Rixner 1986) [5] Dạng Giếng cát tiêu nước Dạng phụ Lõi đáy kín Lưỡi khoan ren Lưỡi khoan cần rỗng liên tục Khoan thủy lực bên Tia quay nước Máy hút Hà Lan dạng tia Giếng cát Sandwick, PackDrain tiêu nước Fabridrain bọc vải Thiết bị tiêu nước bìa cứng Thiết bị tiêu Vải bao phủ nước chế tạo sẵn Thiết bị tiêu nước chất dẻo bao bọc Chú ý Chuyển vị lớn Kinh nghiệm bị giới hạn Chuyển vị giới hạn Khó điều hành Có thể không chuyển vị Chuyển vị hoàn toàn với thể tích tương đối nhỏ Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ 135 - Bảng phụ lục 1.2.13 (so sánh tổng độ lún, độ lún, độ lún dư sau khoảng thời gian gia tải (10 tháng) cho hai trường hợp: Sử dụng PVD không sử dụng PVD): + Trường hợp không sử dụng PVD: Trong đa số trường hợp gia tải độ lún đạt sau khoảng thời gian gia tải với độ lún dư tồn cao + Trường hợp sử dụng PVD: Với thời gian gia tải độ lún đạt lớn nhiều so với trường hợp không sử dụng PVD độ lún dư giảm xuống đáng kể Với thời gian gia tải bố trí khoảng cách bấc thấm giảm làm tăng nhanh tốc độ lún Với việc sử dụng bấc thấm làm giảm độ lún dư đáng kể số trường hợp triệt tiêu độ dư đất lúc kết thúc lún cố kết sơ cấp b/ Một số điểm khác biệt việc thi công thực tế Đại lộ Đông Tây so với quy trình tiêu chuẩn Việt Nam: - Theo tiêu chuẩn thiết kế bấc thấm (tiêu chuẩn 245:2000 – Bộ xây dựng) quy định khoảng cách bấc thấm đứng tối thiểu 1,3 (m) tối đa 2,2 (m) Thực tế công trường đường Thủ Thiêm có đoạn bố trí bấc thấm cách (m); 1,2 (m) nhằm đẩy nhanh tốc độ cố kết (kết quan trắc lún thực tế cho thấy tốc độ lún tăng dần khoảng cách bấc thấm giảm dần) - Theo quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu (tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000 – Bộ Giao thông) tốc độ lún đáy đắp trục tim đường không vượt 10 mm/ngày đêm Trong công trình Đại lộ Đông–Tây áp dụng theo quy trình kinh nghiệm thi công Nhật Bản cho phép độ lún tối đa không vượt 30 mm/ngày đêm Việc chênh lệch giới hạn độ lún cho phép liên quan trực tiếp đến tính ổn định đất bên đường, nhiên biện pháp thi công người Nhật liên quan đến số yếu tố khác - Theo tiêu chuẩn thiết kế bấc thấm (tiêu chuẩn 245:2000 – Bộ xây dựng) quy định chiều dày tầng đệm cát tối thiểu 50 cm phải lớn độ lún dự báo (20 ÷ 40cm) Tuy nhiên công trường đường Thủ Thiêm, đoạn thử nghiệm bấc thấm đứng kết hợp đệm cát thiết kế lớp đệm cát dày 50 cm mà không tính thêm phần đệm cát dự báo lún tiêu chuẩn - Hệ số ổn định công trình Đại lộ Đông – Tây lấy theo tiêu chuẩn Nhật có giá trị 1,2 hệ số ổn định thường áp dụng Việt Nam 1,4 tính ổn định theo phương pháp Bishop 136 4.2 Dự tính độ lún cố kết sơ cấp cuối theo phương pháp Asaoka Tìm hiểu phương pháp Asaoka dựa việc phân tích kết quan trắc lún hai khu vực thử nghiệm: Tại lý trình 16+250 (sử dụng PVD kết hợp SBD) lý trình 16+300 (sử dụng PVD kết hợp với đệm cát dày 50 cm) * Tóm tắt nội dung phương pháp Asaoka: Phương pháp dựa kết thực tiễn việc quan trắc lún công trường nhằm tìm độ lún cố kết cuối cùng, qua xác định độ lún dư thời điểm quan trắc Từ kết ước tính độ lún dư thời điểm quan trắc lún so sánh với độ lún dư yêu cầu công trình, rút đánh giá chung tình hình thi công Đầu tiên ta xây dựng hệ tọa độ với hai trục tọa độ hai độ lún (Sj Sj-1) hai thời điểm quan trắc kế cận Tại thời điểm đạt đến độ lún cố kết cuối Sj = Sj-1, tập hợp điểm (Sj , Sj-1) đường phân giác (D1) Ta xây dựng tiếp đường thẳng (D2) tập hợp điểm cặp giá trị (Sj , Sj-1) từ bảng giá trị quan trắc lún Giao điểm đường thẳng (D1) (D2) giá trị độ lún cố kết sơ cấp cuối cần tìm Đường thẳng (D2) xây dựng phương pháp bình phương tối thiểu sau: Giả sử (D2) có dạng Sj = a.Sj-1 + b hệ số a b xác định sau: Tính n ∑S j-1 , n n ∑S , ∑S j j-1 n ⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞ , ∑ S j-1 S j vaø Δ = n ⎜ ∑ S2j-1 ⎟ − ⎜ ∑ S j-1 ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠ n ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ n∑ S j-1 S j − ⎜ ∑ S j-1 ⎟ ⎜ ∑ S j ⎟ ⎝ ⎠ ⎝ ⎠; a= Δ ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ ⎛ n ⎞⎛ n ⎞ − S S S ⎜ ∑ j ⎟ ⎜ ∑ j-1 ⎟ ⎜ ∑ j-1 ⎟ ⎜ ∑ S j-1 S j ⎟ ⎠ ⎝ ⎠⎝ ⎠ b =⎝ ⎠ ⎝ Δ 137 Thời gian tính từ lúc bắt đầu đắp đất đường (ngày) Độ lún (m) Độ lún trung bình – SBD Độ lún trung bình – Đệm cát Cao độ đắp đất – SBD Cao độ đắp đất – Đệm cát Hình : Quan trắc lún đoạn thử nghiệm PVD với SBD & PVD với Đệm cát 138 4.2.1 Phân tích kết quan trắc lún lý trình 16+250 (sử dụng bấc thấm ngang) a/ Kết quan trắc Bảng : Tóm tắt thông tin vị trí quan trắc (đoạn thử nghiệm SBD) Vị trí quan trắc lún Bắt đầu thời gian gia tải Cao độ đỉnh lớp gia tải Thời điểm cập nhật Lý trình 16+250 (Km16+225 ~ Km16+275: Sử dụng SBD) Sau 123 ngày đắp đường (Độ lún lúc 1,737 m) 4,50 m Ngày 02/7/2007 [363 (ngày) từ lúc bắt đầu đắp đường] Bảng : Độ lún theo thời gian S Sj Sj-1 (ngaøy) (m) (m) (m) 123 153 183 198 213 228 243 258 273 288 303 318 333 348 363 0,000 1,737 2,011 2,145 2,211 2,302 2,358 2,394 2,429 2,450 2,468 2,475 2,481 2,491 2,495 2,495 2,302 2,358 2,394 2,429 2,450 2,468 2,475 2,481 2,491 2,495 2,495 2,211 2,302 2,358 2,394 2,429 2,450 2,468 2,475 2,481 2,491 2,495 Độ lún S (m) t Bảng : Đồ thị thể độ lún theo thời gian Thời gian t (ngày) Độ lún Sj (m) Bảng : Dự tính độ lún cuối (Asaoka) (D2) (D1) Độ lún Sj – (m) b/ Lập hàm tính toán Excel tìm độ lún cố kết sơ cấp cuối cùng: Bảng : Kết tính toán tìm độ lún cố kết sơ cấp cuối Hệ số a Hệ số b Giao điểm (D1) & (D2) Giá trị độ lún cuối Sf 0,6994 0,7514 Sj-1 = Sj = 2,500 (m) Sf = 2,500 (m) c/ Đánh giá độ lún dư so với độ lún theo yêu cầu Bảng : So sánh kết tính toán tìm độ lún dư thời điểm quan trắc Độ lún dư tính toán Độ lún dư yêu cầu Đánh giá 0,5 (cm) Yêu cầu nhỏ 10 (cm) Thỏa 139 4.2.2 Phân tích kết quan trắc lún lý trình 16+300 (sử dụng lớp đệm cát) a/ Kết quan trắc Bảng : Tóm tắt thông tin vị trí quan trắc (đoạn thử nghiệm dùng lớp đệm cát) Lý trình 16+300 (Km16+275 ~ Km16+325: Sử dụng SBD) Sau 123 ngày đắp đường (Độ lún lúc 1,214 m) 5,00 m Ngày 02/7/2007 [363 (ngày) từ lúc bắt đầu đắp đường] Bảng : Độ lún theo thời gian S Sj Sj-1 (ngaøy) (m) (m) (m) 0,000 123 1,214 153 1,540 183 1,666 198 1,713 213 1,796 1,796 1,713 228 1,844 1,844 1,796 243 1,877 1,877 1,844 258 1,908 1,908 1,877 273 1,935 1,935 1,908 288 1,957 1,957 1,935 303 1,967 1,967 1,957 318 1,972 1,972 1,967 333 2,028 2,028 1,972 348 2,043 2,043 2,028 363 2,050 2,050 2,043 Độ lún S (m) t Bảng : Đồ thị thể độ lún theo thời gian Thời gian t (ngày) Bảng : Dự tính độ lún cuối (Asaoka) Độ lún Sj (m) Vị trí quan trắc lún Bắt đầu thời gian gia tải Cao độ đỉnh lớp gia tải Thời điểm cập nhật (D2) (D1) Độ lún Sj – (m) b/ Lập hàm tính toán Excel tìm độ lún cố kết sơ cấp cuối cùng: Bảng : Kết tính toán tìm độ lún cố kết sơ cấp cuối Hệ số a Hệ số b Giao điểm (D1) & (D2) Giá trị độ lún cuối cuøng Sf 0,8124 0,3895 Sj-1 = Sj = 2,076 (cm) Sf = 2,076 (cm) c/ Đánh giá độ lún dư so với độ lún theo yêu cầu Bảng : So sánh kết tính toán tìm độ lún dư thời điểm quan trắc Độ lún dư tính toán Độ lún dư yêu cầu Đánh giá 2,6 (cm) Yêu cầu nhỏ 10 cm Thỏa 140 4.3 Ứng dụng tính toán cho Cọc đất gia cố xi măng Trong phần tiến hành kiểm tra tính ổn định (cho đoạn đường vào cầu cho mái dốc bờ kênh) đồng thời tiến hành tính toán dự báo độ lún trước sau gia cố cọc đất xi măng khu vực phía Đông cầu Nước Lên 4.3.1 Kiểm tra tính ổn định (Việc kiểm tra tính ổn định thực cách xây dựng mô hình phần mềm Slope) 4.3.1.1 Kiểm tra ổn định bờ kênh Sau xây dựng mô hình từ vẽ phụ lục 4.9 4.10 phần mềm Slope, tiến hành nhập thông số địa chất điển sau: γ = 10 (kN/m3); - Mặt nước: - Lớp phủ (Khối đá + vữa): γ = 20,4 (kN/m3); C = 450 (kN/m2); - Vật liệu đắp: - Đất gia cố DSMC: γ = 18 (kN/m3); C = 90 (kN/m2); - Lớp đất sét 1: γ = 14,7 (kN/m3); C = 18 (kN/m2); - Lớp đất sét 2: γ = 14,7 (kN/m3); Giá trị C xác định sau: γ = 19 (kN/m3); ϕ = 35 (độ); C = 0,001 (xem 0); C (đỉnh lớp) = 11 (kN/m2); C (đáy lớp) = 35 (kN/m2); Hệ số gia tăng 2; - Lớp cuối đá móng (bedrock) Kiểm tra tính ổn định cho bờ kênh mô hình hóa phân tích thành trường hợp cụ thể sau: a/ Trường hợp 1: Nền đất yếu bên gia cố cọc xi măng đất mái dốc bờ kênh hoàn thiện lớp phủ (phụ lục 2.2.20) b/ Trường hợp 2: Nền đất yếu bên gia cố cọc xi măng đất mái dốc bờ kênh chưa hoàn thiện (đang thi công) lớp phủ (phụ lục 2.2.21) c/ Trường hợp 3: Nền đất yếu bên không gia cố cọc xi măng đất mái dốc bờ kênh hoàn thiện lớp phủ (phụ lục 2.2.22) d/ Trường hợp 4: Nền đất yếu bên không gia cố cọc xi măng đất mái dốc bờ kênh chưa hoàn thiện (đang thi công) lớp phủ (phụ lục 2.2.23) 141 * Nhận xét: Trong trường hợp trường hợp trường hợp có hệ số ổn định lớn 1,2 (thỏa điều kiện) trường hợp không gia cố cọc xi măng đất nên có hệ số ổn định thấp 1,2 (không thỏa điều kiện) 4.3.1.2 Kiểm tra ổn định cho đường đầu cầu Đối với đoạn đường vào cầu cao độ đắp mặt cắt khác nhau, tiến hành phân tích mặt cắt tiêu biểu cho đoạn đường vào cầu phía Đông cầu Nước Lên Việc xây dựng mô hình cho đoạn đường vào cầu phần mềm Slope dựa hình vẽ phụ lục 4.11 Riêng đoạn đường vào cầu phân tích lớp đất bên cụ thể hóa thành nhiều lớp đất nhỏ riêng biệt Thông số địa chất sau: - Vật liệu đắp: γ = 19 (kN/m3); ϕ = 35 (độ); C = 0,001 (xem 0); - Đá dăm: γ = 18 (kN/m3); ϕ = 38 (độ); C = 0,001 (xem 0); - Đất gia cố DSMC: γ = 18 (kN/m3) giá trị τliên hợp = 75; 59; 53; 47; 38 tương ứng với cao độ mặt cắt +6,55; +5,62; +4,82; +4,02; +3,25; - Lớp đất 1: γ = 14,7 (kN/m3); C = 18 (kN/m2); - Lớp đất 2: γ = 14,7 (kN/m3); C = 18 (kN/m2); - Lớp đất 3: γ = 14,7 (kN/m3); C = 28 (kN/m2); - Lớp đất 4: γ = 14,7 (kN/m3); C = 38 (kN/m2); - Lớp đất cát: γ = 16 (kN/m3); ϕ = 25 (độ); C = 0,001 (xem 0); - Lớp cuối đá móng (bedrock) Kiểm tra tính ổn định cho đường đầu cầu cho mặt cắt tiêu biểu lý trình sau: a/ Mặt cắt lý trình 0+956: Tổng tải trọng đất đắp ΔP = 135(kN/m2); Cao độ +6,55m; Cường độ đất gia cố DSMC: τliên hợp DSMC = 75 (kN/m2); (Phụ lục 2.2.25(a)) b/ Mặt cắt lý trình 0+980:Tổng tải trọng đất đắp ΔP =117,4(kN/m2);Cao độ +5,62m; Cường độ đất gia cố DSMC: τliên hợp DSMC = 59 (kN/m2); (Phụ lục 2.2.25(b)) c/ Mặt cắt lý trình 1+000:Tổng tải trọng đất đắp ΔP =102,2(kN/m2);Cao độ +4,82m; Cường độ đất gia cố DSMC: τliên hợp DSMC = 53 (kN/m2); (Phụ lục 2.2.25(c)) d/ Mặt cắt lý trình 1+020: Tổng tải trọng đất đắp ΔP = 87(kN/m2); Cao độ +4,02m; Cường độ đất gia cố DSMC: τliên hợp DSMC = 47 (kN/m2); (Phụ lục 2.2.25(d)) 142 e/ Mặt cắt lý trình 1+040: Tổng tải trọng đất đắp ΔP =72,3(kN/m2);Cao độ +3,25m; Cường độ đất gia cố DSMC: τliên hợp DSMC = 38 (kN/m2); (Phụ lục 2.2.25(e)) * Nhận xét: Trong mặt cắt có hệ số ổn định lớn 1,2 (thỏa điều kiện) Các hệ số ổn định mặt cắt giao động tùy thuộc vào tải đắp đất ΔP cường độ đất liên hợp τliên hợp DSMC 4.3.2 Tính toán lún Trong phần tiến hành tính toán độ lún khu vực phía Đông cầu Nước Lên từ lý trình Km 0+956 đến Km 1+070 cho đoạn cách 10 m (tham khảo bảng tính lún chi tiết khu vực phía Đông cầu Nước Lên đoạn lý trình qua phụ lục sau: 2.2.18(a); 2.2.18(b); 2.2.18(c); 2.2.18(d); 2.2.18(e); 2.2.18(f); 2.2.18(g); 2.2.18(h); 2.2.18(i); 2.2.18(j); 2.2.18(k)) Sử dụng Bảng tính lún khu vực phía Đông cầu Nước Lên – Lý trình 0+956~0+970 (thuộc phụ lục 2.2.18(a)) để phân tích diễn giải cho thông số dùng để tính lún Bảng làm điển hình cho đoạn lý trình khác 4.3.2.1 Nhập số liệu đầu vào Lấy Bảng 2.2.18(a) làm bảng tính lún điển hình, tiến hành phân tích diễn giải cho cột (được ký hiệu từ (1),(2),… đến (34)) cho hàng (được ký hiệu từ (35) đến (39) đánh dấu phụ lục 2.2.18(a)) * Cột (1),(2),(3),(4): Chia đất bên thành lớp phân tố đất dày 1(m) * Cột (5),(6): Dung trọng ướt γwet có giá trị 14,5(kN/m3) lấy từ phụ lục 2.2.10 (tham khảo Bảng 3.9_Chương 3) Dung trọng đẩy γ’=γwet - 10 * Cột (7): Hệ số tải trọng ảnh hưởng I tra từ Hình 3.24 (Chương 3) dựa vào tỉ số a/z, b/z với a=10(m), b=10(m) z độ sâu tương ứng vị trí cần xác định I * Cột (8): Ứng suất hữu hiệu gia tải σ1-n = I * ΔP (Với I hệ số tải trọng ảnh hưởng xác định cột (7) ΔP tổng tải trọng đất đắp (phụ lục 2.2.18) Tổng tải trọng đất đắp xác định dựa hình vẽ phụ lục 2.2.18 sau: ΔP = Hoạt tải + γmặt đường* Chiều dày mặt đường + γĐá dăm * Chiều dày lớp đá dăm + + γCát đắp*(Chiều dày đất đắp – Chiều dày mặt đường – Chiều dày đá dăm) 143 =10(kN/m2)+20,4(kN/m3)*0,78(m)+18(kN/m3)*0,5(m)+19(kN/m3)*(T– 0,78 – 0,5)(m) * Cột (9): Ứng suất trọng lượng thân đất xác định sau: σ2-n = Zn * γwet – γnước * (Zn – | Cao độ mực nước ngầm | ) * Cột (10): Áp lực tiền cố kết Pc xác định từ Bảng 3.9_Chương * Cột (11): Ứng suất có hiệu lớp thứ n xác định: P = max (Pc,σ2-n) * Cột (12): Chỉ số Cc/(1+eo) xác định từ Bảng 3.10_Chương (tham khảo phụ lục 2.2.12, 2.2.13, 2.2.14) Để thuận tiện cho việc tính toán Excel, chia trường hợp sau: + Nếu ΔP > 107,5=(95+120)/2 (kN/m2) Cc/(1+eo)=0,31 + Nếu 107,5 ≥ ΔP > 82,5=(70+95)/2 (kN/m2) Cc/(1+eo)=0,29 + Nếu ΔP ≤ 82,5 (kN/m2) Cc/(1+eo)=0,26 * Cột (14): Chỉ số Cv xác định từ Bảng 3.11_Chương (tham khảo phụ lục 2.2.15, 2.2.16, 2.2.17) Để thuận tiện cho việc tính toán Excel, chia trường hợp sau: + Nếu ΔP > 107,5=(95+120)/2 (kN/m2) Cv = 0,81 + Nếu 107,5 ≥ ΔP > 82,5=(70+95)/2 (kN/m2) Cv =0,85 + Nếu ΔP ≤ 82,5 (kN/m2) Cv = 0,93 4.3.2.2 Tính toán lún a/ Tính toán lún cải tạo đất (So) * Cột (13): Độ lún sau lớp đất thứ n (m) xác định sau: Sn = Cc w + (w2 − σ1 ) + σ2 Cc ΔP − + σ − n H n Log = H n Log + eo P + eo P * Coät (15): Chiều sâu thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (D) xác định sau: Vì hai mặt tầng đất thoát nước nên D = za/2 (za phạm vi tính lún) * Hàng (39): Thời gian kể từ lúc đắp xong đường thiết kế đắp xong phần đắp gia tải trước khoảng tháng (t = 91 ngày) * Cột (16): Nhân tố thời gian Tv =(Cv * t)/D2 , với Cv xác định từ cột (14), t xác định từ hàng (39) D xác định từ cột (15) * Cột (17): Độ cố kết Uv(%) xác định ứng với Tv (Tv xác định từ cột (16)) nội suy từ Bảng 3.12_Chương Có Tv dựa vào tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 (Quy trình khảo sát thiết 144 kế đường ô tô đắp đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế), mục VI.3.1 (BảngVI.1) nội suy Uv(%) * Cột (18): Độ lún dư lớp đất thứ n sau thi công: S’n =(1-U) * Sn b/ Tính toán lún có cải tạo đất (Sd1n Sd2n) b1 – Phạm vi tính lún vùng có sử dụng cọc đất gia cố xi măng * Cột (19): Thể phạm vi tính lún vùng có sử dụng cọc đất gia cố xi măng * Hàng (35): Diện tích phần đắp tác dụng lên cọc đất gia cố xi măng (A) A = Khoảng cách tâm DSMC theo phương X * Khoảng cách tâm DSMC phương Y * Hàng (36): Tỉ lệ cải thiện (tỉ lệ diện tích gia cố) ap xác định sau: ap = Ap / A , với Ap tiết diện DSMC A xác định theo hàng (35) * Hàng (37): Hệ số triết giảm độ lún β = 1/(1+ap* (n – 1)) với n tỷ lệ ứng suất (=ứng suất cọc / ứng suất đất không gia cố) , phần n = 20 * Hàng (38): Bề rộng nhóm cọc đất gia cố xi măng B =39 m (tham khảo hình vẽ 3.26_ Chương phụ lục 4.11) * Hàng (39): Thời gian kể từ lúc đắp xong đường thiết kế đắp xong phần đắp gia tải trước khoảng tháng (t = 91 ngày) * Cột (20): Độ lún cuối lớp đất thứ n (m) phạm vi sử dụng DSMC (Sd1n) Sd1n = β.Sn (Với β xác định từ hàng (37) và Sn xác định từ cột (13)) * Cột (21): Hệ số cố kết theo phương ngang lớp đất thứ n , ký hiệu Ch (m2/năm) Ch = * Cv với Cv xác định từ cột (14) (Theo 22TCN 262-2000 (phần VI.4.1) giai đoạn lập dự án khả thi, cho phép dùng tạm Ch =(2÷5) Cvtb ) * Cột (22): Đường kính có hiệu cho thoát nước de = 1,13*d (d:khoảng cách DSMC) * Cột (23): n = de/dw (de xác định từ cột (22) dw=0,6m đường kính DSMC) * Cột (24): Nhân tố thời gian theo phương ngang Th = (t * Ch)/(de)2 (Trong t xác định từ hàng (39), Ch xác định từ cột (21) de xác định từ cột (22)) * Cột (25): Độ cố kết theo phương ngang Uh(%) xác định dựa vào Th cách tra đồ thị thể hình 3.27_Chương (Ngoài độ cố kết Uh (%) xác định công thức theo điều VI.4.2 – 22TCN 262 – 2000) 145 * Cột (26): Độ lún dư lớp đất thứ n (m) phạm vi sử dụng DSMC (Sd1n) Sd1’ = (1-Uh%) * Sd1n , với Uh xác định từ cột (25) Sd1n xác định từ cột (20) b1 – Phạm vi tính lún vùng bên đáy cọc đất gia cố xi măng * Cột (27): Bề rộng phần gia cố với tải phân bố B’(m) xác định sau: B' = B + ⎛ L Hn ⎞ ⎜ + ⎟ (tham khảo hình 3.23_Chương 3) 3⎝3 ⎠ * Cột (28): Áp lực lớp đất thứ n, Pn (kN/m2) xác định nhö sau: Pn = B B (w1 + w2 ) + σ2 = ΔP + σ2−n (tham khảo hình 3.23_Chương 3) B' B' * Cột (29): Độ lún cuối lớp đất thứ n (m) thuộc phạm bên DSMC (Sd2n) * Cột (30): Khoảng cách thoát nước lớp bên DSMC, D(m) xác định sau: D = (Chiều dày tầng đất bên đáy DSMC) / = =(⎮Cao độ đáy tầng đất⎮-⎮Cao độ đáy DSMC⎮) / * Cột (31): Nhân tố thời gian Tv =(Cv * t)/D2 , với Cv xác định từ cột (14), t xác định từ hàng (39) D xác định từ cột (30) * Cột (32): Độ cố kết Uv(%) xác định ứng với Tv (Tv xác định từ cột (31)) nội suy từ Bảng 3.12_Chương 3.Có Tv dựa vào tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 (Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế), mục VI.3.1 (BảngVI.1) nội suy Uv(%) * Cột (33): Độ lún dư lớp đất thứ n (m) thuộc phạm bên DSMC (Sd2n’) Sd2n’ = (1-U%) * Sd2n , với U xác định từ cột (32) Sd2n xác định từ cột (29) * Cột (34): Độ lún dư tổng cộng sau thi công DSMC khu vực sử dụng cọc xi măng đất để gia cố, Sd’=∑Sdn’=∑Sd1’ + ∑Sd2n’ Kết tính lún bảng tính từ phụ lục 2.2.18(a) đến phụ lục 2.2.18(k) tổng kết xuất sang phụ lục 2.2.18 (Bảng tóm tắt độ lún khu vực đường vào cầu Nước Lên (phía Đông)) Nhận xét: Dựa vào kết tóm tắt phụ lục 2.2.18 cho thấy 11 đoạn lý trình (mỗi đoạn cách khoảng 10m) từ Km 0+956 đến 1+060 cho kết quả: 146 _ Tổng độ lún không sử dụng cọc đất gia cố xi măng đoạn lớn 1,2(m), độ lún dư trường hợp lớn 1,2(m) Điều không thỏa yêu cầu độ lún cho phép đường vào cầu phải nhỏ 10(cm) _ Khi sử dụng cọc đất gia cố xi măng tổng độ lún đạt đoạn bé (đều có tổng độ lún nhỏ 0,11(m)), độ lún dư đoạn trường hợp nhỏ 0,075(m) < 0,1 (m) = 10(cm) (Thỏa điều kiện lún cho đường vào cầu) 147 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * KẾT LUẬN Cọc đất gia cố xi măng: Qua kết nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng để gia cố bờ kênh ổn định đường vào cầu công trình Đại lộ Đông Tây sở lý thuyết tính toán theo tiêu chuẩn Nhật, cho thấy độ lún đoạn đường đầu cầu giảm đáng kể, độ ổn định đường đầu cầu mái dốc bờ kênh đạt yêu cầu Cọc xi măng đất với lớp đệm đá dăm bên giúp ổn định giảm độ lún đắp dựa vào hai yếu tố chính: - Phản ứng thủy hóa xi măng làm giảm lượng nước lỗ rỗng đất đẩy nhanh tốc độ lún đất yếu (chức gần giống bấc thấm) - Phân bố lại ứng suất đất Đại lộ Đông Tây trải dài địa bàn Tp.HCM, việc áp dụng cọc đất gia cố xi măng khu vực Tp.HCM tham khảo số nhận xét kinh nghiệm rút thông qua công trình Đại lộ Đông-Tây sau: - Phương pháp thi công trộn khô hầu hết đất dính (sét, độ ẩm tối thiểu 20%) - Cường độ nén nở hông trung bình cọc đất đưa vào thiết kế 300 kN/m2 - Yêu cầu cường độ nén nở hông đạt phòng TN gấp lần trường - Cường độ đạt 28 ngày tuổi xấp xỉ 1,5 lần cường độ đạt ngày tuổi Bấc thấm ngang: Vật liệu bấc thấm ngang có cường độ chịu kéo độ dãn dài cao nhờ biến dạng theo thay đổi địa hình lún cố kết, trì khả thoát nước tốt Vật liệu bấc thấm ngang với khả ứng dụng linh hoạt cho nhiều loại công trình với nhiều phạm vi xử lý khác thật khẳng định ưu loại vật liệu 148 Thời gian thi công bấc thấm ngang nhanh so với việc dùng đệm cát, điều giúp đẩy nhanh tiến độ thi công công trường Mặt khác kết ghi nhận từ công trình Đại lộ Đông Tây cho thấy việc dùng bấc thấm ngang giúp đẩy nhanh tốc độ lún sớm đạt đến độ cố kết cần thiết so với đệm cát So với việc sử dụng đệm cát truyền thống vật liệu bấc thấm ngang đảm bảo khả thoát nước giá thành thấp (theo phân tích bên giảm chi phí đến 27%), đem lại hiệu thiết thực cho việc xử lý đất yếu Ngoài ra, qua việc ứng dụng tính toán cho Bấc thấm đoạn lý trình 14+500 đến 16+500, thể rõ hiệu việc sử dụng bấc thấm là: rút ngắn thời gian cố kết đất yếu bên đường Thực tế ghi nhận đoạn lý trình khác đạt kết tương tự, điều chứng minh khả xử lý đất yếu bấc thấm tốt Đưa phương pháp Asaoka để dự tính độ lún cố kết sơ cấp cuối từ tính độ lún dư thời điểm quan trắc lún so sánh độ lún dư với độ lún dư theo yêu cầu, qua nhanh chóng rút nhận xét tình hình kết thời điểm đất xử lý Kết luận chung cho hai phương pháp: Sử dụng hệ số an toàn Fs = 1,2 kết cấu vónh cữu (theo Tiêu chuẩn ổn định mái dốc Hiệp hội đường Nhật Bản) đảm bảo độ ổn định cho đắp chi phí thi công giảm đáng kể Giá trị áp lực tiền cố kết (Pc) xác định xác nhờ yếu tố: - Pc tính từ cường độ cắt không thoát nước thí nghiệm cắt cánh trường (Su(FVT)), so sánh với giá trị đạt từ thí nghiệm đo độ cố kết Oedometer - Giá trị Pc đưa vào tính toán không lấy cố định giá trị mà giá trị thay đổi theo độ sâu dạng đường tuyến tính nối tiếp Cả hai phương pháp bấc thấm cọc đất gia cố xi măng có tác dụng làm tăng độ cố kết đất, giảm độ lún cố kết sơ cấp Tuy nhiên trường hợp độ lún cố kết thứ cấp lớn có phương pháp cọc đất gia cố xi măng khắc phục 149 * KIẾN NGHỊ Phương pháp cọc đất gia cố xi măng: _ Phương pháp cọc đất gia cố xi măng đưa vào sử dụng Việt Nam từ lâu ứng dụng nhiều công trình khác sân bay, đường vào cầu, ổn định bờ kênh… đem lại hiệu khả quan Song có ban hành tiêu chuẩn thức phương pháp đa số dự án nước thực (VD: Nhật Bản…) số công trình tư nhân ứng dụng cọc đất gia cố xi măng, đa số công trình Nhà nước thực chưa thật quan tâm đến phương pháp việc áp dụng dễ hình thức nghiệm thu chưa phổ biến Việt Nam chưa có điều khoản nghiệm thu cho phương pháp _ Hiệu cọc đất gia cố xi măng việc xử lý đất yếu đường cho kết khả quan việc giảm độ lún tăng độ ổn định đường vào cầu, hay ổn định mái dốc đường ven kênh Song có nhiều ý kiến cho tuổi thọ cọc đất gia cố xi măng không lâu, nên công trình đòi hỏi có thời gian sử dụng lâu dài việc sử dụng cọc đất gia cố xi măng không bảo đảm Chính tương lai cần có hướng nghiên cứu khắc phục nhược điểm độ bền không cao cọc đất gia cố xi măng theo thời gian Phương pháp bấc thấm ngang: _ Bấc thấm ngang ứng dụng nhiều nước song Việt Nam mẽ Trong tương lai cần đầu tư nghiên cứu để ban hành thức quy trình, tiêu chuẩn cho việc ứng dụng loại vật liệu đơn giản đảm bảo chất lượng mong muốn _ Mối nối bấc thấm đứng bấc thấm ngang thực công trường cách dùng dụng cụ bấm kim đơn giản Điều chưa đảm bảo độ dính kết khả dẫn nước từ bấc thấm đứng qua bấc thấm ngang Trong tương lai nên có biện pháp cải tạo mối nối bấc thấm đứng bấc thấm ngang để nâng cao khả làm việc Kiến nghị chung cho hai phương pháp: Việc nghiên cứu ứng dụng quan điểm riêng lẻ phương pháp nêu nên chưa thể tính bao quát, toàn diện Chính tương lai cần xem xét thêm nhiều phương pháp xử lý khác đối chiếu song song, kết hợp ảnh hưởng lẫn phương pháp công trình xây dựng… ... LÝ THUYẾT VỀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG CÔNG TRÌNH ĐẠI LỘ ĐÔNG TÂY 2.1 Khái quát công trình Đại lộ Đông -Tây giải pháp xử lý tiêu biểu đất yếu đường 2.1.1 Giới thiệu sơ nét Dự án Đại. .. hết tất phương pháp xử lý cho đất yếu đường, kết hợp ảnh hưởng lẫn phương pháp công trình xây dựng)… Hiện có nhiều biện pháp gia cố xử lý đất yếu ứng dụng công trình đại lộ Đông Tây, phạm vi đề... Tuyến Đại lộ Đông – Tây 2.1.2 Các giải pháp xử lý đất yếu Tùy theo đặc điểm địa hình điều kiện địa chất cụ thể khu vực tuyến Đại lộ Đông -Tây mà có phương án thiết kế khác việc xử lý đất yếu để