Ứng dụng giải pháp cọc cát đầm nén xử lý nền đường vào cầu

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN TUẤN VIỆT ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP CỌC CÁT ĐẦM NÉN XỬ LÍ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU Chuyên ngành: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ Mã số ngành : 60.58.30 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2010 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Trà Thanh Phương ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ….…………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… ……………………………………………………………………………… 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 15 tháng 01 năm 2011 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC TP.HCM, ngày 02 tháng 12 năm 2010 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên Ngày, tháng, năm sinh Chuyên ngành I :Trần Tuấn Việt Phái : 15/02/1981 Nơi sinh : Xây dựng đường ôtô đường TP MSHV : Nam : Phú Yên : 00107516 TÊN ĐỀ TÀI: ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP CỌC CÁT ĐẦM NÉN XỬ LÍ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU II NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Nhiệm vụ: Phân tích giải pháp, tính toán ổn định, biến dạng đường sau xử lí So sánh kết với giải pháp xử lí đường đất yếu Giếng cát Nội dung :  Chương 1: Tổng quan giải pháp xử lí đất yếu Giếng cát Cọc cát đầm nén  Chương 2: Cơ sở lý thuyết giải pháp xử lí đường vào cầu Cọc cát đầm nén  Chương 3: Tính toán, so sánh kết xử lí đường vào cầu Giếng cát Cọc cát đầm nén  Chương 4: Khảo sát ảnh hưởng thông số Cọc cát đầm nén đến kết xử lí đường vào cầu  Chương 5: Kết luận Kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02 / 2010 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 12 / 2010 V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS TRÀ THANH PHƯƠNG CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS TRÀ THANH PHƯƠNG TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS LÊ BÁ KHÁNH Ngày tháng năm 20 TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH LỜI CẢM ƠN Con cảm ơn cha mẹ nuôi nấng, dạy dỗ trưởng thành ngày hơm Em xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến thầy Trà Thanh Phương tận tình hướng dẫn, tạo điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn mở hướng đường nghiên cứu khoa học Em xin gởi lời cảm ơn sâu sắc tới thầy cô giáo giảng dạy truyền đạt kiến thức quý báu suốt khóa học hồn thành luận văn Thạc sĩ Tôi chân thành cảm ơn quan tâm, động viên, giúp đỡ bạn, anh chị suốt thời gian học tập thực luận văn Thạc sĩ Tp Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2010 Trần Tuấn Việt TÓM TẮT LUẬN VĂN Hiện việc xử lí đất yếu nhiều thời gian, tiền bạc công sức, ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng cơng trình hiệu khai thác, đặc biệt cơng trình Cầu – đường Ở Việt Nam, giải pháp thường áp dụng - Gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng Giếng cát / Bấc thấm - Dùng vải, lưới địa kỹ thuật - Cọc đất trộn vôi hay xi măng - Cọc cát đầm nén - Móng cọc hay Sàn giảm tải… Do đó, việc lựa chọn giải pháp để xử lí đất yếu nhằm đảm bảo u cầu kỹ thuật cơng trình đề mang lại hiệu kinh tế quan trọng Dựa vào đặc tính giải pháp xử lí đường vào cầu, tác giả đề xuất ứng dụng giải pháp Cọc cát đầm nén để xử lí đường vào cầu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh đề xuất áp dụng cho khu vực đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long Nội dung phần nghiên cứu luận văn Thạc sĩ nén Tổng quan giải pháp xử lí đất yếu Giếng cát Cọc cát đầm - Xây dựng sở lý thuyết xử lí đường vào cầu Cọc cát đầm nén - Tính tốn cho cơng trình thực tế So sánh kết tính tốn - Khảo sát ảnh hưởng thông số Cọc cát đầm nén đến hiệu xử lí đường vào cầu - Kết luận kiến nghị Thông qua việc nghiên cứu xử lí đất yếu Cọc cát đầm nén, kết mang lại củng cố thêm phần lý thuyết tính tốn việc xử lí đất yếu, mà cịn làm phong phú thêm giải pháp xử lí đất yếu nói chung, xử lí đường vào cầu nói riêng Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG MỞ ĐẦU ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Bất kỳ quốc gia nào, muốn phát triển kinh tế xã hội nhanh, mạnh, hiệu cần phát triển hệ thống hạ tầng giao thông Mạng lƣới giao thông đƣợc xem nhƣ "mạch máu' phát triển kinh tế xã hội quốc gia Việt Nam đà phát triển mặt, Kinh tế Tuy nhiên Hệ thống giao thông, đặc biệt Hệ thống giao thông đƣờng chƣa đáp ứng đƣợc yêu cầu phát triển đất nƣớc Vì việc đầu tƣ cải tạo, nâng cấp nhƣ xây dựng Hệ thống đƣờng lĩnh vực ƣu tiên hàng đầu Nhà nƣớc ta Nhƣng việc triển khai xây dựng cơng trình Cầu - Đƣờng gặp nhiều khó khăn hầu nhƣ cơng trình phải qua vùng đất yếu, việc xử lí đất yếu nhiều thời gian, tiền bạc cơng sức Do đó, việc lựa chọn giải pháp để xử lí đất yếu nhằm đảm bảo u cầu kỹ thuật cơng trình đề nhƣ mang lại hiệu kinh tế quan trọng Từ nhu cầu thực tiễn xây dựng cơng trình giao thơng đƣờng cho thấy: việc xử lí đƣờng vào cầu nhiều thời gian trƣớc tiến hành thi công hạng mục Các giải pháp thƣờng áp dụng là: - Gia tải trƣớc kết hợp thoát nƣớc thẳng đứng Giếng cát Bấc thấm: giải pháp nhiều thời gian phải chờ ổn định đạt độ cố kết theo yêu cầu; - Dùng vải, lƣới địa kỹ thuật: giải pháp tăng cƣờng độ ổn định nền, nhiên có tác dụng giảm lún; - Giảm nhẹ tác dụng tải trọng đắp giảm nhẹ tác dụng tải trọng lên mố cầu: giải pháp dùng vật liệu nhẹ thay bố trí hệ thống cống để giảm tải trọng đắp cao vị trí đƣờng vào cầu; - Cọc đất trộn vôi hay xi măng; - Cọc cát đầm nén : giải pháp tăng cƣờng độ đất nền, tăng độ ổn định nền; - Móng cọc hay Sàn giảm tải: giải pháp tốt, nhƣng có giá thành cao… Dựa vào đặc tính giải pháp xử lí đƣờng vào cầu, tác giả đề xuất ứng dụng giải pháp Cọc cát đầm nén để xử lí đƣờng vào cầu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh, nhƣ đề xuất áp dụng cho khu vực đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long NỘI DUNG NGHIÊN CỨU  Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng giải pháp xử lí đƣờng vào cầu Cọc cát đầm nén; HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang Luận văn thạc sĩ - GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Phân tích, so sánh kết với giải pháp xử lí đƣờng vào cầu Giếng cát  Phạm vi nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan: Nghiên cứu tổng quan giải pháp xử lí đất yếu Giếng cát Cọc cát đầm nén; - Nghiên cứu sâu phát triển: Phân tích mơ hình xử lí đất yếu Cọc cát đầm nén Nghiên cứu ảnh hƣởng thông số Cọc cát đầm nén (đƣờng kính, chiều dài…) đến kết xử lí đất yếu  Nhiệm vụ nghiên cứu - Tìm hiểu giải pháp xử lí đất yếu Giếng cát Cọc cát đầm nén ; - Nghiên cứu lý thuyết tính tốn xử lí đất yếu Cọc cát đầm nén ; - Tính tốn so sánh kết hai giải pháp xử lí đƣờng vào cầu Giếng cát Cọc cát đầm nén cho cơng trình thực tế; - Khảo sát ảnh hƣởng thông số đầu vào đến giải pháp xử lí đƣờng vào cầu Cọc cát đầm nén  Hạn chế đề tài - Kết nghiên cứu thiên tính toán lý thuyết Cần đối chiếu, so sánh kết tính tốn với thực tế ngồi trƣờng; - Chƣa xét đến ảnh hƣởng yếu tố thi công (thiết bị, công nghệ, ngƣời…) HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG CHƢƠNG TỔNG QUAN GIẢI PHÁP XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG GIẾNG CÁT VÀ CỌC CÁT ĐẦM NÉN 1.1 GIỚI THIỆU VỀ ĐẤT YẾU Khái niệm đất yếu , chƣa thật rõ ràng Khái niệm tƣơng đối phụ thuộc vào trạng thái vật lý đất, nhƣ tƣơng quan khẳ chịu lực đất với tải trọng cơng trình bên truyền lên Đa số nhà nghiên cứu gọi đất yếu đất có khẳ chịu lực vào khoảng 0.5-1 kG/cm2, có hệ số rỗng e >1, mơđun tổng biến dạng Eo ≤ 50 kG/cm2, có tính nén lún mạnh, sức chống cắt nhỏ… Tuy nhiên, khái qt đất yếu thơng qua nguồn gốc, trạng thái tự nhiên hay theo sức kháng cắt khơng nƣớc trị số xun tiêu chuẩn chúng nhƣ sau 1.1.1 PHÂN LOẠI ĐẤT YẾU THEO NGUỒN GỐC [1] Tùy theo điều kiện hình thành mà đất yếu có nguồn gốc khống vật hữu - Nguồn gốc khoáng vật: Sét, sét, bùn cát, bùn cát mịn…đƣợc hình thành ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng tam giác châu thổ Đối với loại đất đƣợc xác định yếu trạng thái tự nhiên độ ẩm chúng gần cao giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn ( sét e ≥ 1,5, sét e ≥ 1,0), lực dính C theo kết cắt nhanh khơng nƣớc từ 0.15 daN/cm² trở xuống, góc nội ma sát  từ 0†10 lực dính theo kết thí nghiệm cắt cánh trƣờng Cu ≤ 0.35 daN/cm² - Nguồn gốc hữu cơ: Đất đầm lầy, than bùn, bùn… nơi có mực nƣớc ngầm cao, lồi thực vật phát triển, thối rữa phân hủy, tạo vật lắng hữu lẫn trầm tích khoáng vật Loại hàm lƣợng hữu chiếm tới 20†80% Theo hàm lƣợng hữu có đất yếu ta có loại đất sau:  Hàm lƣợng hữu từ 20†30% : đất nhiễm than bùn  Hàm lƣợng hữu từ 30†60% : đất than bùn  Hàm lƣợng hữu 60% : than bùn 1.1.2 PHÂN LOẠI ĐẤT YẾU THEO TRẠNG THÁI TỰ NHIÊN - Đất yếu loại sét sét: đƣợc phân loại theo độ sệt B, nhƣ sau B W - Wd Wnh - Wd Trong đó:  W, Wd,Wnh: lần lƣợt độ ẩm trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo giới hạn nhão đất yếu HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG  Nếu B > gọi bùn sét (đất yếu trạng thái chảy)  Nếu 0.75 < B ≤ đất yếu dẻo chảy - Đất đầm lầy, than bùn: đƣợc phân thành loại, nhƣ sau  Loại I: loại có độ sệt ổn định, thuộc loại có vách đào thẳng đứng sâu 1m trì ổn định 1†2 ngày  Loại II: loại có độ sệt khơng ổn định; loại không đạt tiêu chuẩn loại I nhƣng đất than bùn chƣa trạng thái chảy  Loại III: đất than bùn trạng thái chảy 1.1.3 PHÂN LOẠI ĐẤT YẾU THEO SỨC KHÁNG CẮT KHƠNG THỐT NƢỚC VÀ TRỊ SỐ XUYÊN TIÊU CHUẨN Có thể phân loại đất yếu theo tiêu Sức kháng cắt khơng nƣớc (su) trị số xuyên tiêu chuẩn (N), nhƣ sau - Đất yếu: su  12.5 (kN/m²) N  2; - Đất yếu: su  25 (kN/m²) N  Trong đó:  su (kN/m²): sức kháng cắt khơng nƣớc đất;  N: trị số xuyên tiêu chuẩn đất 1.1.4 CÁC ĐẶC TRƢNG CỦA ĐẤT YẾU Đất yếu thƣờng có đặc trƣng sau - Cƣờng độ chống cắt nhỏ thƣờng tăng lên theo độ sâu - Biến dạng lớn chịu tác dụng tải trọng thời gian chất tải - Tính thấm nƣớc thay đổi theo biến dạng đất yếu - Hệ số rỗng lớn - Đất trạng thái bão hòa gần bão hòa Bảng 1.1: Bảng tham khảo đặc trƣng c lớ ch yu ca t yu [2] Các đặc tr-ng Than bùn Đất hữu Bùn Đất sét mềm Hàm l-ợng n-ớc W (%) 200 - 1.000 100 - 200 60 - 150 30 - 100 Hệ số rỗng e - 10 2-3 1,5 - 1,2 - 2,0 Độ rỗng n 0,75 - 0,9 0,7 - 0,8 0,6 - 0,75 0,55 - 0,7 -4 -9 -5 -9 -7 -9 HÖ sè thÊm K (m/s) 10 - 10 10 - 10 10 - 10 10-9-10-11 HÖ sè cè kÕt (m2/s) 10-6 - 10-7 10-6 - 10-8 10-7 - 10-8 10-7 - 10-9 Lực dính không thoát n-ớc Cu (kPa) 10 - 50 10 - 50 10 - 50 10 - 50 Khối l-ợng thể tích khô (kN/m ) 1-5 - 10 - 15 10 - 16 Khối l-ợng thể tích hạt (kN/m ) 14 - 20 20 - 26 24 - 27 26 - 27 HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG 1.1.5 CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY Hiện có nhiều giải pháp xử lí đất yếu, tùy điều kiện cụ thể mà ta có giải pháp tƣơng ứng, cụ thể nhƣ sau: - Các giải pháp xử lí kết cấu cơng trình, nhƣ: Dùng vật liệu nhẹ tăng linh hoạt kết cấu cơng trình; - Các giải pháp xử lí móng, nhƣ: Thay đổi chiều sâu chơn móng thay đổi kích thƣớc hình dáng móng - Các giải pháp xử lí nền, gồm o Các biện pháp học: Bao gồm phƣơng pháp làm chặt đầm, đầm chấn động, phƣơng pháp làm chặt giếng cát, loại cọc (Cọc cát đầm nén, cọc đất, cọc vôi ), phƣơng pháp thay đất, phƣơng pháp nén trƣớc, phƣơng pháp vải địa kỹ thuật, phƣơng pháp đệm cát o Các biện pháp vật lý: Gồm phƣơng pháp hạ mực nƣớc ngầm, phƣơng pháp dùng giếng cát, phƣơng pháp bấc thấm, điện thấm… o Các biện pháp hóa học: Gồm phƣơng pháp keo kết đất xi măng, vữa xi măng, phƣơng pháp Silicat hóa, phƣơng pháp điện hóa Bảng 1.2: Bảng tổng hợp giải pháp xử lí đất yếu đƣợc áp dụng Phƣơng pháp luận Thay Tên phƣơng pháp + Phƣơng pháp thay Ghi Bao gồm biện pháp nổ mìn + Gia tải trƣớc có / khơng có nƣớc đứng + Cọc vơi Thốt nƣớc Cố kết đất sét + Gia tải trƣớc bơm hút chân không + Thốt nƣớc vật liệu thơ + Thốt nƣớc đứng với hạ mực nƣớcngầm + Cọc cát đầm nén Nén + Ép rung + Đầm nặng (Cố kết động) + Ép nổ (Nén chặt nổ mìn) Gia cố hóa học điện hố Xử lý nhiệt + Phƣơng pháp trộn sâu + Phun vữa + Gia cố điện hố + Phƣơng pháp làm nóng Cho xử lý tạm thời + Phƣơng pháp đông cứng + Phủ vải lƣới hoàn toàn lớp đất yếu Gia cƣờng Bao gồm tăng cứng cho vật liệu đắp + Gia cố đất + Phƣơng pháp trộn sâu* HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Bao gồm gia cƣờng vải địa kỹ thuật *Với đất dính Trang Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Hình 3.16a Minh họa ứng suất điểm F (Nền xử lí Giếng cát Cọc cát đầm nén) Hình 3.16b Minh họa ứng suất Giếng cát Cọc cát điểm E (Nền xử lí Giếng cát Cọc cát đầm nén) 3.3.2 SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TỐN VÀ NHẬN XÉT  So sánh kết tính tốn Kết tính tốn giải pháp xử lí đƣờng cơng trình theo phƣơng pháp tính tốn, đƣợc tổng hợp nhƣ sau HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 83 Luận văn thạc sĩ HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Trang 84 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Ta thấy khơng có khác biệt lớn kết tính tốn biến dạng phƣơng pháp giải tích phƣơng pháp PTHH ( < 5% ) Tuy nhiên so với kết hồ sơ thiết kế có sai số lớn Điều cần kiểm tra lại kết quan trắc trƣờng Giải pháp xử lí đất yếu Cọc cát đầm nén làm giảm độ lún cơng trình khoảng 78% tùy theo phƣơng pháp tính tốn Điều có ý nghĩa quan trọng độ lún lại đƣờng đầu cầu cho phép [s]=10cm - Về ổn định o Các phƣơng pháp tính tốn đảm bảo ổn định theo u cầu Tuy nhiên phƣơng pháp giải tích cho kết tính tốn lớn phƣơng pháp PTHH, điều phƣơng pháp Giải tích mặt trƣợt đƣợc giả định trƣớc với chiều dài cung trƣợt khác - Về ứng suất o Theo hình 3.16a, 3.16b ta thấy:  Đối với xử lí Giếng cát độ sâu  E  250 kN/m² < F  310 kN/m² Điều Giếng cát đóng vai trị phƣơng tiện nƣớc thẳng đứng, mà khơng tham gia chịu lực  Đối với xử lí Cọc cát đầm nén độ sâu  E  250 kN/m² > F  200 kN/m² Điều chứng tỏ Cọc cát đầm nén đóng vai trị “chịu lực” việc gia cố đất yếu chức phƣơng tiện nƣớc thẳng đứng Trong E (kN/m²): ứng suất Giếng cát Cọc cát đầm nén điểm E F (kN/m²): ứng suất đất xung quang Giếng cát Cọc cát đầm nén điểm F HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 85 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG CHƢƠNG KHẢO SÁT ẢNH HƢỞNG CÁC THÔNG SỐ CỌC CÁT ĐẦM NÉN ĐẾN KẾT QUẢ XỬ LÍ NỀN ĐƢỜNG VÀO CẦU 4.1 ẢNH HƢỞNG ĐƢỜNG KÍNH CỌC CÁT ĐẦM NÉN ĐẾN KẾT QUẢ XỬ LÍ NỀN ĐƢỜNG VÀO CẦU 4.1.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN - Đƣờng kính Cọc cát đầm nén : d = 0.7 (m); - Chiều dài Cọc cát đầm nén - Khoảng cách Cọc cát đầm nén : D = 2.2 (m); - Cách bố trí : L = 21 (m) : Hình tam giác   As = .d²/4 = 3.14*0.7²/4 = 0.38 (m²) -  A 2 D  2.2  4.19 (m²) 3  as  As 0.38   0.09 A 4.19 Bề rộng qui đổi Cọc cát đầm nén (2B)  2B*1 = *d²/4  2B = 3.14*0.7²/4 = 0.38 (m) - Bề rộng qui đổi vùng xáo trộn  Lấy ds = 2d = 2*0.7 = 1.4 (m)  - 2Bs = *ds²/4 = 3.14*1.4²/4 = 1.54 (m) Hệ số thấm ngang qui đổi Cọc cát đầm nén ( khp )  De = 1.05D = 1.05*2.2 = 2.31 (m)  R = De /2 = 2.31/2 = 1.16 (m)  2B = 0.38 (m)  B = 0.38/2 = 0.19 (m)  kha = kh = 48 (m/ngày)  ksa =kv = kh/2 = 48/2 = 24 (m/ngày)  na  R De 2.31    3.3 ; rwa d 0.7 Lấy sa = (theo [1] ) K 2B 2 * 0.192 48  *  0.781(m / ngày )  K hp  * n K 3 48 3R ln a   ln s *1.16 ln   ln a 12 sa K sa HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 86 Luận văn thạc sĩ HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Trang 87 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Hình 4.1a Minh họa biến dạng thời điểm t=360 ngày (xử lí Cọc cát đầm nén d =70cm) Hình 4.1b Minh họa biến dạng thời điểm t=7năm (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm) HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 88 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Hình 4.1c Minh họa biến dạng thời điểm t=22năm (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm) 4.2 ẢNH HƢỞNG CHIỀU DÀI CỌC CÁT ĐẦM NÉN ĐẾN KẾT QUẢ XỬ LÍ NỀN ĐƢỜNG VÀO CẦU 4.2.1 CÁC THƠNG SỐ TÍNH TỐN - Cách bố trí, khoảng cách, đƣờng kính Cọc cát đầm nén khơng thay đổi - Chiều dài Cọc cát đầm nén - Các thông số đất không thay đổi, lấy theo bảng 4.1 : L = 10m † 21m 4.2.2 KẾT QUẢ MÔ PHỎNG Các phase dùng tính tốn biến dạng ổn định Cọc cát đầm nén - Phase 1: xây dựng Cọc cát đầm nén - Phase 2: đắp lớp đệm cát dày 1.3m, cố kết 13 ngày - Phase 3: đắp lớp đất đắp dày 0.7m, cố kết ngày - Phase 4: cố kết 30 ngày - Phase 5: đắp lớp đất đắp dày 1.0m, cố kết 10 ngày - Phase 6: cố kết 45 ngày - Phase 7: đắp lớp đất đắp dày 0.4m, cố kết ngày - Phase 8: cố kết 250 ngày (kết thúc thời gian thi công) - Phase 9: cố kết 90 ngày - Phase 10: cố kết 90 ngày HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 89 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG - Phase 11: cố kết 2015 ngày (thời gian tích lũy năm) - Phase 12: cố kết 5475 ngày (thời gian tích lũy 22 năm) - Phase 13: đặt hoạt tải sau thi công xong (360 ngày) - Phase 14: kiểm tra ổn định sau thi cơng xong năm Hình 4.2a Minh họa biến dạng thời điểm t = 360 ngày (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm, chiều dài Cọc thay đổi) Hình 4.2b Minh họa biến dạng thời điểm t=7năm (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm, chiều dài Cọc thay đổi) HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 90 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Hình 4.2c Minh họa biến dạng thời điểm t=22năm (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm, chiều dài Cọc thay đổi) Hình 4.3a Minh họa ổn định sau thời gian t= 360 ngày (Fs = 1.8961) chân taluy (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm, chiều dài Cọc thay đổi) HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 91 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG Hình 4.3b Minh họa ổn định theo thời gian chân taluy (xử lí Cọc cát đầm nén d=70cm, chiều dài Cọc thay đổi) 4.3 SO SÁNH KẾT QUẢ VÀ NHẬN XÉT Kết mơ phƣơng án xử lí đƣợc tổng hợp theo bảng sau Bảng 4.2 Tổng hợp kết mơ biến dạng theo phƣơng án xử lí Stt Thời gian 360 ngày năm 22 năm Chênh Biến dạng tim đƣờng công trình (cm) Chiều dài Cọc cát đầm nén Chiều dài Cọc cát đầm nén lệch (cm) không thay đổi thay đổi 4.35 55.11 50.76 5.2 62.92 57.72 66.28 62.19 4.09 Từ bảng so sánh kết trên, ta thấy độ chênh lệch lún tim đƣờng trung bình khoảng 4.5 cm sau thời gian thi công xong sau thời gian khai thác cơng trình 22 năm Nhƣ ta áp dụng giải pháp xử lí Cọc cát đầm nén có chiều dài giảm dần chân taluy để tiết kiệm chi phí xử lí mà đảm bảo độ chênh lệch lún phạm vi cho phép HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 92 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG CHƢƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 KẾT LUẬN  Tóm tắt kết nghiên cứu tính tốn - Về biến dạng ổn định o So với giải pháp xử lí Giếng cát, Cọc cát đầm nén làm giảm độ lún đƣờng tƣơng ứng với tỷ lệ Cọc cát đầm nén chiếm đất (độ lún giảm khoảng 7†8%, tùy theo phƣơng pháp tính tốn) o Phƣơng pháp giải tích không cho thấy thay đổi độ lún ổn định đƣờng đƣợc xử lí Giếng cát Cọc cát đầm nén, tức độ lún cố kết hai giải pháp nhƣ o Phƣơng pháp phần tử hữu hạn cho thấy thay đổi độ lún ổn định hai giải pháp xử lí ( Tại thời điểm 22 năm sau thi cơng, độ lún đƣờng xử lí Giếng cát khoảng 112cm, xử lí Cọc cát đầm nén khoảng 99cm, giảm khoảng 13cm ) o Nền đƣờng đảm bảo độ ổn định đƣợc xử lí hai giải pháp Cọc cát đầm nén Giếng cát - Về ứng suất o Kết tính tốn cho thấy: phƣơng pháp giải tích khơng cho thấy đƣợc khác biệt ứng suất Giếng cát, Cọc cát đầm nén đất xung quanh độ sâu tính tốn Cịn phƣơng pháp phần tử hữu hạn cho thấy rõ vai trò làm việc Giếng cát, Cọc cát đầm nén nhƣ đất xung quanh ( xem thêm phần nhận xét mục 3.3.4 ) - Vê môđun biến dạng đất o Trong giải pháp xử lí đƣờng Giếng cát, ta không xét đến thay đổi môđun biến dạng xung quanh Giếng cát, điều không với thực tế làm việc đƣờng Còn giải pháp xử lí Cọc cát đầm nén có xét đến thay đổi môđun biến dạng đất xung quanh Cọc cát đầm nén  Kết luận Qua kết nghiên cứu tính tốn, ta nhận đƣợc kết sau o Cọc cát đầm nén đóng vai trị chịu lực việc xử lí đƣờng đất yếu o Cọc cát đầm nén tham gia đóng vai trị nƣớc thẳng đứng HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 93 Luận văn thạc sĩ GVHD:TRÀ THANH PHƢƠNG o Cọc cát đầm nén làm giảm hệ số rỗng tăng mơđun biến dạng đất xung quanh tƣơng ứng với tỷ lệ Cọc cát đầm nén chiếm đất (as) o Có thể sử dụng chiều dài Cọc cát đầm nén giảm dần từ tim đƣờng chân taluy để giảm chi phí xử lí mà đảm bảo độ chênh lệch lún phạm vi cho phép o Có thể sử dụng phần mềm Plaxis việc mơ phỏng, tính tốn ổn định biến dạng đƣờng cơng trình nhanh chóng xác 5.2 KIẾN NGHỊ Qua đề tài này, tác giả kiến nghị - Nghiên cứu sâu mối quan hệ hệ số thấm, môđun biến dạng thuộc vùng xáo trộn Cọc cát đầm nén với tỷ lệ Cọc cát đầm nén chiếm đất (as) - Nghiên cứu mối quan hệ chiều dài Cọc cát đầm nén vị trí tim đƣờng chân taluy để xác định chiều dài tối ƣu xử lí đất yếu - Nghiên cứu ảnh hƣởng trình thi cơng đến kết tính tốn mơ HVTH: TRẦN TUẤN VIỆT Trang 94 PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO [1]: 22TCN 262-2000: Quy trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội 2004 [2]:Nguyễn Trường Tiến: Hướng dẫn kỹ thuật thiết kế đắp đất tôn đất yếu Hội Cơ học đất - Địa kỹ thuật cơng trình Việt Nam [3]: Pierre Lareal, Nguyễn Thanh Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lực: Cơng trình đất yếu điều kiện Việt Nam, Chương trình hợp tác Việt-Pháp ( FST No 4282901-VF.DP.4) -1986-1989 [4]: Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngơ, Phan Xn Trường, Phạm Xn, Nguyễn Hải: Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu, Nhà xuất Giao thông vận tải, Hà Nội 2006 [5]: PGS TS Nguyễn Ngọc Bích, ThS Lê Thị Thanh Bình, PGS TS Vũ Đình Phụng: Đất xây dựng, Địa chất cơng trình Kỹ thuật cải tạo đất xây dựng, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội – 2005 [6]:Trần Quang Hộ: Cơng trình đất yếu Nhà xuất Đại học quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh - 2004 [7]: Masaki Kitazume: The Sand Compaction Pile Method, 11/2004 [8]: R.Whitlow: Cơ học đất – tập 1, tập Nhà xuất Giáo Dục 1997 Người dịch Nguyễn Uyên Trịnh Văn Cương [9]: Châu Ngọc Ẩn: Cơ học đất Nhà xuất Đại học quốc gia Tp Hồ Chí Minh -2004 10 [10]: GS TS Dương Học Hải: Xây dựng Nền đường ô tô đắp đất yếu, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 2007, Bảng 1.1 trang 11 [11]: Đỗ Bằng, Bùi Anh Định, Vũ Công Ngữ: Bài tập Cơ học đất Nhà xuất Giáo Dục – 1995 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG I TĨM TẮT - Họ tên: Trần Tuân Việt - Giới tính: Nam - Sinh ngày : 15/02/1981 - Nơi sinh : Tỉnh Phú Yên II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC - Cơ quan : Công ty Thông Tin Di Động (VMS) - Địa liên lạc: Phịng QLĐTXD-Trung tâm Thơng Tin Di Động Khu Vực IIMM18, Trường Sơn, P 14, Quận 10, Tp.HCM - Điện thoại: 0908.68.22.00 - Email: Tuanviet2007@gmail.com; Viettt@vms.com.vn III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - Năm 1999 – 2004 : Sinh viên trường Đại học Giao Thông Vận Tải – Cơ Sở II - Tốt nghiệp đại học: năm 2006 - Hệ: Chính quy - Chuyên ngành: Xây dựng cầu đường - Năm 2007: Trúng tuyển cao học Niên Khóa 2007-2008 trường Bách Khoa Tp Hồ Chí Minh - Mã số học viên : 00107516 IV QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC - Từ đầu năm 2004 – 2007: công tác công ty CP TKGTCC Ánh Dương - Từ năm 2007 – nay: Cơng tác Phịng QLĐTXD - Trung tâm Thông Tin Di Động Khu Vực II ... pháp xử lí đường vào cầu Cọc cát đầm nén  Chương 3: Tính toán, so sánh kết xử lí đường vào cầu Giếng cát Cọc cát đầm nén  Chương 4: Khảo sát ảnh hưởng thông số Cọc cát đầm nén đến kết xử lí đường. .. (kN/m²): ứng suất thẳng ? ?ứng Cọc cát đầm nén  c (kN/m²): ứng suất thẳng ? ?ứng đất xung quanh Cọc cát đầm nén Hình 2.5 Sơ đồ ứng suất thẳng ? ?ứng Cọc cát đầm nén đất xung quanh Cọc cát đầm nén (Xét... bảo u cầu kỹ thuật cơng trình đề mang lại hiệu kinh tế quan trọng Dựa vào đặc tính giải pháp xử lí đường vào cầu, tác giả đề xuất ứng dụng giải pháp Cọc cát đầm nén để xử lí đường vào cầu khu