Nghiên cứu cột đất trộn xi măng và các vật liệu phụ gia trong gia cố nền đất yếu dưới nền đường

Đại học Quốc gia Thành phố Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA -[ \ - LÊ THANH LOAN NGHIÊN CỨU CỘT ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ CÁC VẬT LIỆU PHỤ GIA TRONG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mà SỐ NGÀNH : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 07/2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH -[ \ - Cán hướng dẫn khoa học : TS LÊ BÁ VINH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm 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 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HOÀ Xà HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc -oOo Tp HCM, ngày tháng năm NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: LÊ THANH LOAN Giới tính : Nữ Ngày, tháng, năm sinh : 03 - 08 - 1984 Nơi sinh : Long An Chuyên ngành : Địa kỹ thuật xây dựng MSHV: 00907758 Mã số ngành: 60.58.60 Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CỘT ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ CÁC VẬT LIỆU PHỤ GIA TRONG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương 2: Nghiên cứu kết thí nghiệm phòng để xác định yếu tố ảnh hưởng đền cường độ cọc đất trộn xi măng gia cố đất yếu đường Chương 3: Nghiên cứu đặc tính thấm cột đất trộn xi măng – cát Chương 4: Áp dụng tính tốn gia cố đất yếu cột đất trộn xi măng – cát cho cơng trình đường Nhận xét, kết luận kiến nghị 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 02/02/2009 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 03/07/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS LÊ BÁ VINH Nội dung đề cương Luận văn thạc sĩ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS LÊ BÁ VINH TS VÕ PHÁN LỜI CẢM ƠN Luận văn “Nghiên cứu cột đất trộn xi măng vật liệu phụ gia gia cố đất yếu đường” thực từ tháng 02/2009 đến ngày 03/07/2009 với mục đích nghiên cứu hàm lượng xi măng, cát, phụ gia tối ưu yếu tố ảnh hưởng đến cường độ cọc đất xi măng gia cố đất yếu đường Em xin chân thành cảm ơn thầy TS Lê Bá Vinh tận tình giúp đỡ, hướng dẫn, cung cấp thông tin cần thiết cho em ý kiến đạo sâu sắc để em hoàn thành tốt luận văn tốt nghiệp Em xin chân thành cảm ơn thầy cô giáo môn Địa Nền móng Khoa Sau Đại học Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh tận tình giúp đỡ, truyền đạt cho em kiến thức sở ngành Địa kỹ thuật Xây dựng suốt thời gian học tập vừa qua Vì thời gian thực luận văn có hạn nên khơng tránh khỏi hạn chến thiếu sót Em mong nhận đóng góp Qúy Thầy Cơ bạn bè Xin chân thành cảm ơn kính chúc sức khỏe đến quý thầy cô NGHIÊN CỨU CỘT ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ CÁC VẬT LIỆU PHỤ GIA TRONG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG TÓM TẮT: Nghiên cứu tổng quan giải pháp cột đất – xi măng để xử lý đất yếu Tiến hành thí nghiệm nén trục nở hơng tự phòng để xác định cường độ chịu nén mẫu đất gia cố xi măng, xi măng + cát xi măng + cát + phụ gia Từ nghiên cứu khác biệt cường độ cọc đất - xi măng cọc đất – xi măng – cát Nghiên cứu gia tăng cường độ cọc đất – xi măng – cát so với cường độ đất chưa gia cố Nghiên cứu ảnh hưởng yếu tố kích thước đường kính lượng trộn đến cường độ mẫu đất gia cố xi măng Nghiên cứu khả chịu uốn cọc đất – xi măng – cát Nghiên cứu đặc tính thấm cọc đất – xi măng – cát Nghiên cứu tính tốn cho cơng trình cụ thể gia cố đất yếu đường cọc đất – xi măng – cát SUMMARY OF THE THESIS: RESEARCH ON DEEP CEMENT MIXING SOIL COLUMN AND THE ADMIXTURE MATERIALS FOR REINFORCEMENT OF SOFT-SOIL GROUND UNDER THE EMBANKMENT General research on solution of the deep cement mixing soil column for treatment of the soft-soil ground Carrying out the unconfined compression tests in the laboratory for defining the compressive strength in the reinforced soil sample by the cement, cement + sand and cement + sand + admixture Thence, research on the difference between the strength of deep cement mixing soil column and deep cement and sand mixing soil column Research on the strength increasing of deep cement - sand mixing soil column in comparison with the strength of un-reinforced soil Research on the effect of factors, particularly, dimension of diameter and mixing capacity on the strength of sample of cement mixing soil column Research on the bending capacity of deep cement - sand mixing soil column Research on the penetrated properties of deep cement - sand mixing soil column Research on the calculation for a detailed works regarding soft-soil reinforcement under embankment by deep cement - sand mixing soil column CHƯƠNG - TỔNG QUAN VỀ ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đất gia cố vôi xi măng: 1.1.1 Tổng quan đất gia cố vôi: Từ thời cổ La mã, người ta biết sử dụng vôi để làm đường Người ta dùng vôi trộn với đất sét nhằm tăng cường độ giảm khả tan rã đất sét Đất gia cố vôi biết đến từ lâu việc nghiên cứu kỹ lưỡng có hệ thống vài chục năm trở lại Đất gia cố vôi sử dụng để xây dựng lớp áo đường với quy mô rộng rãi khoảng từ cuối năm 70 nhiều nước giới Kết nghiên cứu tác M.M Filatov, V.V Okhontin, V.M Bezruk, E.G Boricova….cho thấy gia cố đất vơi q trình hình thành cấu trúc thứ sinh làm biến đổi tính chất đất, khiến cho đất chịu lực ổn định nước so với đất khơng gia cố Q trình hình thành cường độ đất gia cố vôi diễn khoảng thời gian dài, tổng hợp q trình lý –hố Hố học vật lý, trình xảy đồng thời vơi hố cứng Đây q trình thuỷ hố tái kết tinh vơi, tạo thành hydro silica canxi cac bonat hoá Khi gia cố đất vôi tham gia tác dụng tương hỗ lý hoá hoá học với hạt mịn phân tán đất tạo nên chất kết dính “vơi đất”, chất kết dính q trình biến cứng lại liên kết khung cốt liệu đất với tạo cho hỗn hợp đất- vơi trở nên tồn khối vững Các kết nghiên cứu tiến hành Viện nghiên cứu khoa học đường Liên Xô, Mỹ, Pháp, CHDC Đức cũ… rằng: đất cát cát gia cố với vôi bổ sung thêm thành phần phụ gia khác (các loại tro bay hay chất điện phân) cho cường độ cao Kết cho phép mở rộng diện gia cố vôi với nhiều loại đất khác Sự tương tác vôi với hạt sét mịn phân tán tro bay làm cho vôi từ chỗ chất kết dính biến cứng khơng khí trở thành chất kết dính biến cứng nước biến cứng mạnh điều kiện ẩm Vôi để gia cố đất thường dùng vôi cục nghiền (chưa tôi), vôi thuỷ hố (đã tơi rồi) vơi chưa tơi kỵ nước Người ta sử dụng vơi chất liên kết độc lập dùng kết hợp với chất phụ gia chất kết dính khác Cũng có trường hợp vơi sử dụng chất phụ gia cho chất kết dính khác bitum, xi măng…Ở Mỹ, có nhiều kinh nghiệm sử dụng vôi vào việc gia cố Khi gia cố đất bitum lỏng, cho vơi làm phụ gia làm tăng cường khả kết dúnh tăng nhanh q trình polime hố bitum bề mặt hạt đất Những nghiên cứu nhà khoa học nước khác chứng tỏ rằng: vơi có tác dụng làm giảm hẳn tính dẻo hầu hết loại đất Theo [11] đất sét An Giang gia cố 10% vôi đạt cường độ nén (28 ngày tuổi) Rn= 12,85 KG/cm2, cường độ nén bão hoà nước Rbh= 7,27 KG/cm2; thể điều kiện ngập nước cường độ đất gia cố vôi suy giảm nhiều 1.1.2 Tổng quan đất gia cố xi măng: Đã có nhiều nghiên cứu đất gia cố vơi độ thấm đất sét nhỏ nên lan truyền vôi khối đất bị hạn chế Vì người ta nghĩ đến việc dùng xi măng gia cố đất Việc dùng đất gia cố xi măng làm móng áo đường thí điểm lần Maxcova năm 1939 cho kết tốt Ở nước Liên Xô cũ, Đức, Ấn Độ, Mỹ đất gia cố chất kết dính vơ nghiên cứu cách có hệ thống Ở nước này, thực tế chứng minh có đoạn đường sử dụng đất gia cố xi măng vôi làm kết cấu áo đường khai thác tốt hàng hai ba chục năm Vào năm 70, đất gia cố xi măng vôi sử dụng rộng rãi cơng tác xây dựng thích hợp với việc gia cố riêng rẽ ứng với loại vật liệu chất kết dính, người ta bổ sung thêm thành phần phụ gia để việc gia cố đạt hiệu sớm Ví dụ như: đất gia cố xi măng có loại phụ gia vơi bột, clorua-canxi, silicatnatri, thạch cao, muối dễ tan chất hoạt tính bề mặt Ngồi ra, nhiều nước giới, người ta áp dụng phương pháp gia cố đất tổng hợp Phương pháp có ưu điểm áp dụng cho nguồn đất khai thác gần nơi thi cơng nhất, làm giảm tính thấm loại đất đảm bảo cho cơng trình làm việc ổn định Để làm tăng hiệu vữa xi măng, thêm vào chất phụ gia như: bột đá, đất sét, phụ gia hoạt tính…Khi phối hợp chất liên kết với để gia cố đất nâng cường độ lên cao vật liệu bị hoá cứng trở nên giòn 1.1.3 Lịch sử phát triển cọc vơi, cọc xi măng: •Từ lâu phương pháp trộn vôi, xi măng dùng để cải tạo đất yếu Thời cổ La Mã người ta dùng vơi chất kết dính liên kết khối đá •Ngay từ năm 1925, Liên Xơ dùng vơi để cải tạo tính chất đất phục vụ xây dựng đường giao thông, thuỷ lợi, cơng trình nhà… •Trong năm 1954, cơng ty Intrusion Prepakt (Mỹ) ứng dụng phát triển kỹ thuật cọc trộn chỗ ( MIP- Mix In Place Pile) Vào năm 1960, qui trình gia cố đất vôi trộn cho lớp đất mặt dày 1m thực Mỹ Đức cách nhồi vôi vào lỗ khoan sẵn đường kính 100mm Đến năm 1961, kỹ thuật MIP áp dụng Nhật Bản với 300.000m dài cột dùng gia cố hố đào kiểm soát mực nước ngầm Tiếp tục đến đầu thập niên 70, công ty Seiko Kogyo thực thành công kỹ thuật tường ngăn SMW (Soil Mixture Wall) •Vào năm 1967, Kjeld Paus, Linden Alimark AB Byggproduktion AB tiến hành nghiên cứu phịng thí nghiệm ngồi thực địa cho phương pháp cột vơi Thuỵ Điển để xử lý đất sét yếu đường •Năm 1973, Abelev mô tả phươnng pháp xử lý đất áp dụng Barnut Buston Ở Buston, người ta xử lí lớp bùn đất sét dày 30m (γ = 15 − 16 KN / m , W = 23 − 26%) cột vơi sống có đường kính 0,5m, dài 7m tim cột cách 2m Hàm lượng nước đất sét giảm trung bình 5%, thông số cường độ cắt C’=12-21Kpa φ ' =13 14o đến C’=30- 37Kpa φ ' =17- 20o modul biến dạng đất cột tăng từ 1000 -1600 KPa lên 2900- 3800 Kpa Ở Buston, người ta tiến hành thí nghiệm chất tải trước sau xử lí đất (γ = 17 − 18KN / m , W = 25 − 28%) với cột vơi đường kính 0,265 m dài 5m Kết thí nghiệm bàn nén trường thực 36 ngày sau xử lí cho rõ hiệu phương pháp •Năm 1977, Thuỵ Điển Viện Địa Kỹ Thuật SGI (Swedish Geotechnical Insititute) xuất lần sách hướng dẫn thiết kế cọc vôi Kỹ thuật bao gồm việc trộn chỗ với tỉ lệ 6% vôi sống với đất sét mềm máy khoan Kết ghi nhận sau năm cường độ đạt gấp 50 lần cường đất chưa xử lí Các cọc vơi trở nên thấm nước đất chưa xử lí chúng làm việc giếng cát •Năm 1980, phương pháp DJM áp dụng thực tế cho cơng trình Nhật •Năm 1987, từ kết nghiên cứu Cục Đường Bộ Đường Sắt Quốc Gia Pháp tài trợ công ty Bachy (Pháp) ứng dựng phát triển qui trình Codix việc thi cơng trộn đầm chặt đất- xi măng thực cách đảo ngược chiều xủa máy khoan rút lên •Năm 1989, công ty Trevi Ý phát triển DMM theo kỹ thuật riêng Trevimix Method; trước hết phương pháp phun trộn khô phương pháp trộn ướt •Năm 1991, Viện Khoa Học Bungari cơng bố kết nghiên cứu Bungari gia cố cọc đất- xi măng •Trong thập niên 1990, việc sử dụng phương pháp gia cố sâu cho đất cọc vôi- cement gia tăng Nauy •Năm 1994, hiệp hội Deep Jet Mixing – DJM Nhật Bản tổng kết 1820 dự án hoàn thành sử dụng DJM •Năm 1995, Thuỵ Điển có cơng trình tiêu biểu từ tháng đến tháng 11 công ty Hercules thi công hệ thống cọc đất- xi măng cho nhà thầu NCC- AB, chủ đầu tư Cục Đường Sắt Quốc Gia Thuỵ Điển (The Swedish National Railway Administration) dự ám mở rộng đường sắt West Coast nối liền Satinge Lekarekulle: o Số lượng cọc đất –xi măng: 12.000 cặp o Khối lượng cọc đất –xi măng :170.000m o Chiều dài trung bình cọc đất –xi măng: 14,6 m o Chiều cao lớn đấr đắp: 1,5m o Kích thước cọc: φ 600mm o Hàm lượng chất pha trộn: 30kg/m vôi –xi măng o Tỉ lệ pha trộn vôi –xi măng: 50/50 •Từ 1975 đến 1996, có 5.000.000 m cọc đất –vôi đất –xi măng thi cơng Thụy Điển •Năm 1996, lần Mỹ công ty Stabilator –USA Inc, New York sử dụng cọc đất –vơi –cement thực tiễn •Năm 1997, dự án xây dựng hệ thống đường E18/E20 Arboga – Orebo - Thuỵ Điển, công ty Hercules thi công đến 800.000 cọc đất –xi măng Cơng việc gia cố cọc đất –vơi –cement hồn thành vào năm 1999, toàn dự án hoàn thành vào năm 2000 Chủ dầu tư cơng trình NCC Anylaggning •Từ tháng 10/1997 đến 12/1998 cơng ty Hercules thi công cọc đất –xi măng cho dự án dường Style Grasnas - Chủ đầu tư: The Swedish National Roads Adminitration - Nhà thầu: NCC –AB - Số lượng cọc đất –xi măng: 140.000 cặp - Khối lượng: 730.000m - Chiều dài trung bình cọc: 5,2m - Chiều cao lớn đất đắp: 4m - Kích thước cột: φ 600m 80 Hình 4.3 Sơ đồ bố trí cột đất-xi măng-cát đất yếu đường Bảng 4-3 Bảng thông số vật liệu sử dụng 3D Tunnel: Mơ hình Đất đắp Lớp 1: Sét hữu cơ, dẻo cao, mềm Lớp 2: Sét pha cát, dẻo trung bình, rắn E (kN/m ) ν C’ (kN/m ) ϕ (0) MC – drained 25000 0,25 30 MC – undrained 2000 0,35 10 18 MC – undrained 20000 0,3 25 25 81 Mơ hình Cột đất – xi măng - cát EI EA 2 (kN/m ) (kN/m ) 1233.7 52361 Plate D (m) 0.532 4.4.3 Kiểm tra ổn định biến dạng cột đường gia cố cột đất – xi măng - cát: 4.4.3.1 Chuyển vị tổng thể đất nền: ¾ Giai đoạn 1: Thi cơng cột đất + xi măng + cát Hình 4-4 Chuyển vị tổng thể đất GĐ 18 mm ¾ Giai đoạn 2: Thi cơng đất đắp đường Hình 4-5 Chuyển vị tổng thể đất GĐ 191 mm 82 4.4.3.2 Chuyển vị cột đất + xi măng + cát: ¾ Giai đoạn 1: Thi cơng cột đất + xi măng + cát STT 10 Ux 9.05 7.38 5.46 3.46 1.43 0.95 2.69 4.75 6.7 8.33 Uy 11.09 15.07 17.18 18.10 18.57 18.57 18.25 17.13 15.00 10.82 cột Hình 4-6 Chuyển vị ngang cột biên gần mép đường Ux1 = 9.05 mm Hình 4-8 Chuyển vị đứng cột biên gần mép đường U y1 = 11.09 mm Hình 4-7 Chuyển vị ngang cột gần tâm đường Ux5 = 1.43 mm Hình 4-9 Chuyển vị đứng cột gần tâm đường U y5 = 18.57 mm 83 ¾ Giai đoạn 2: Thi cơng đất đắp đường STT cột 10 Ux 74.06 71.33 61.39 28.63 10.19 14.63 61.48 70.41 73.46 74.07 Uy 58.53 64.51 75.91 89.51 90.96 90.13 81.16 70.13 58.62 44.61 Hình 4-10 Chuyển vị ngang cột biên gần mép đường Ux1 = 74.06 mm Hình 4-12 Chuyển vị đứng cột biên gần mép đường Uy1 = 58.53 mm Hình 4-11 Chuyển vị ngang cột gần tâm đường Ux5 = 10.19 mm Hình 4-13 Chuyển vị đứng cột gần tâm đường Uy5 = 90.96 mm 84 4.4.3.3 Ứng suất tác dụng cột đất + xi măng + cát: ¾ Trên đầu cột: Hình 4-14 Ứng suất phân bố đầu cột 29.4 (kN/m2) ¾ Dưới chân cột: Hình 4-15 Ứng suất phân bố chân cột 107.7 (kN/m2) 4.4.3.4 Nội lực cột đất + xi măng + cát: STT 10 cột N (kN) 146.7 142.8 160.3 188.3 192.2 188.2 169 149.1 134.4 116.5 Q (kN) 12.7 7.37 3.67 6.92 2.27 9.54 8.86 5.96 8.1 11.24 Muốn 4.7 3.79 5.1 2.3 1.18 2.84 6.51 3.93 3.74 4.58 32.8 78.9 180.8 109.2 104.0 127.2 (kN.m) Độ bền 130.6 105.3 141.7 63.9 uốn (kN/m2) 85 Hình 4-16 Momen uốn cột biên gần mép đường Muốn = 4.7 kN.m Hình 4-17 Momen uốn cột gần tâm đường Muốn = 1.18 kN.m momen uốn (kN.m) Biểu đồ quan hệ số thứ tự cọc bố trí momen uốn 0 số thứ tự cọc bố trí Hình 4-18 Biểu đồ quan hệ cột momen uốn 4.5 Xác định khoảng cách s hợp lý cột đất-xi măng-cát: (khoảng cách cột tính từ tim): ¾ Khi s = 1m số cột cần bố trí 19 cột 86 Wchống uốn (cm3) Độ bền uốn (kN/m2) STT cột Muốn (kN.m) Col 4.92 136.7 Col 3.4 94.4 Col 3.58 99.4 Col 3.21 89.2 Col 3.26 90.6 Col 3.05 84.7 Col 1.51 41.9 Col 1.37 38.05 Col 1.46 40.6 Col 10 1.19 Col 11 1.73 48.05 Col 12 1.77 49.2 Col 13 1.65 45.8 Col 14 3.04 84.4 Col 15 3.01 83.6 Col 16 2.89 80.3 Col 17 3.37 93.6 Col 18 2.32 64.4 Col 19 4.89 135.8 0.036 33.05 87 ¾ Khi s = 1.5 m số cột bố trí 12 cột Wchống uốn (cm3) Độ bền uốn (kN/m2) STT cột Muốn (kN.m) Col 4.24 117.8 Col 3.34 92.8 Col 4.23 117.5 Col 2.56 71.1 Col 1.81 50.3 Col 0.94 Col 1.23 Col 3.4 94.4 Col 2.88 80.0 Col 10 4.44 123.3 Col 11 3.05 84.7 Col 12 4.95 137.5 0.036 26.1 34.2 ¾ Khi s = 2.5 m số cột bố trí cột Wchống uốn (cm3) Độ bền uốn (kN/m2) STT cột Muốn (kN.m) Col 3.58 99.4 Col 5.4 150.0 Col 7.71 214.2 Col 3.92 Col 2.81 Col 6.82 189.4 Col 4.0 111.1 Col 3.74 103.9 0.036 108.9 78.05 88 ¾ Khi s = 3.0 m số cột bố trí cột Wchống uốn (cm3) Độ bền uốn (kN/m2) STT cột Muốn (kN.m) Col 4.01 111.4 Col 6.11 169.7 Col 7.25 201.4 Col 3.19 Col 8.09 224.7 Col 6.23 173.05 Col 3.51 97.5 Số lượng cọc bố trí Momen uốn cọc (kN.m) 0.036 88.6 10 12 19 8.09 7.71 4.04 4.24 4.92 Số lượng cọc bố trí Momen uốn cọc (kN.m) Hình 4-19 Biểu đồ tổng hợp quan hệ số lượng cột bố trí momen uốn 4.6 Nhận xét: • Nền đất yếu đường gia cố hệ cột đất-xi măng-cát đảm bảo đủ khả ổn định biến dạng (Msf = 1.29 >1) •Số lượng cột bố trí đất yếu giảm momen uốn tăng đảm bảo đủ khả chịu uốn (< Ru= 10507 kN/m2) 89 • Khi so sánh kết thí nghiệm phịng mơ cột đất-xi măng-cát làm việc đất yếu đường, tác giả nhận thấy khả chịu uốn cột đất-xi măng-cát phòng lớn khoảng (81 – 320) lần so với đất yếu •Về chuyển vị: cột ngồi biên có xu hướng chuyển vị ngang lớn cột gần tâm đường có xu hướng chuyển vị đứng lớn •Momen uốn cột ngồi biên có giá trị lớn momen uốn cột gần tâm đường Do đó, cột xa tâm đường bị phá hoại uốn cột gần tâm đường •Qua q trình tính tốn kiểm tra, thấy số lượng cột tăng momen uốn giảm ổn định hơn, để tiết kiệm đề xuất nên chọn s = 2m để tính tốn 90 CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ™ Nhận xét kết luận: Qua kết nghiên cứu từ chương đến chương 4, tác giả rút nhận xét, kết luận sau : 1) Sức chịu nén cực đại (qu) tăng theo hàm lượng xi măng trộn đất tăng nhanh hàm lượng xi măng đất tăng từ (18%-20%), từ hàm lượng xi măng 20% đến 21% sức chịu nén cực đại qu giảm tăng chậm Do đó, tác giả kiến nghị chọn hàm lượng xi măng hợp lý 18% cường độ cột đất – xi măng sau 28 ngày lớn khoảng 96 lần so với cường độ đất nguyên dạng 2) Khi cho thêm 20% chất độn cát vào hỗn hợp đất xi măng, sức chịu nén qu tăng lên, từ (20% -40%) sức chịu nén qu không thay đổi nhiều hàm lượng cát hỗn hợp từ 40% trở sức chịu nén đơn có xu hướng giảm Điều cho thấy cho thêm cát vào hỗn hợp gia cố sức chịu nén tăng lên nhanh so với việc phải gia tăng thêm hàm lượng xi măng để đạt cường độ có lợi mặt kinh tế Do đó, tác giả kiến nghị chọn hàm lượng cát hợp lý 20% hỗn hợp đất+18% xi măng, sức chịu nén cực đại đất tăng lên tương đương 109.4 lần 3) Khi sức chịu nén qu tăng lên biến dạng mẫu phá hoại ε (%) có khuynh hướng giảm E50 lại có khuynh hướng gia tăng 4) Căn vào kết thí nghiệm nén trục nở hông tự do, tác giả nhận thấy sức chịu nén qu tăng kích thước mẫu trộn thời gian trộn tăng lên tác giả kiến nghị nên chọn kích thước mẫu gia cố 60mm x 120mm 91 5) Thành phần chất phụ gia Sikament V4 góp phần thúc đẩy nhanh q trình đơng kết, làm tăng nhanh cường độ mẫu đất gia cố xi măng-cát hàm lượng chất phụ gia hợp lý 1.0 lít/100 kG xi măng, sức chịu nén qu cột đất + xi măng + cát + phụ gia 10 ngày để đạt cường độ yêu cầu Sau gia cố sức chịu nén cực đại đất tăng lên tương đương 137.4 lần 6) Theo hình ảnh phá hoại từ thí nghiệm phịng mẫu đất xi măng cát có dạng phá hoại : phá hoại theo mặt trượt đơn (Single Shear Plane), phá hoại theo nhiều mặt trượt khác (Multiple Shear Plane) phá hoại nứt thẳng đứng (Vertical Fracture), mẫu có cường độ cao phá hoại nứt thẳng đứng (Vertical Fracture) xảy nhiều 7) Căn vào kết thí nghiệm uốn phịng, với cấp phối đất + 18% xi măng + 20% cát + 1.0 lít Sikament V4/100kG xi măng độ bền uốn mẫu đất-xi măng-cát 10507 (kN/m2) = 105.07 (kG/cm2) Điều thấy với cấp phối mẫu gia cố có độ bền uốn tương đương vữa xây dựng có mác 100 (Ruốn= 100– 149 kG/cm2) 8) Căn vào kết thí nghiệm thấm phịng phương pháp cột áp thay đổi, tác giả nhận thấy hệ số thấm cột đất xi-măng-cát lớn hệ số thấm đất tự nhiên (24.25 – 30,28) lần Do đất nền, cột đất xi-măng-cát có tính tiêu nước 9) Với cấp phối tối ưu tìm được, đất yếu đường gia cố hệ cột đất-xi-măng-cát đảm bảo ổn định biến dạng (Msf = 1.29 >1) 92 ™ Kiến nghị: 1) Đề tài đánh giá hiệu gia cố đất yếu đường bẳng giải pháp cột đất trộn xi-măng-cát kiến nghị nên chọn cấp phối hợp lý hỗn hợp gia cố là: đất + 18% xi măng + 20% cát + 1.0 lít Sikament V4/100kG xi măng 2) Theo quy trình Nhật cho hệ số thấm cột đất-xi măng nhỏ hệ số thấm đất tự nhiên (đối với đất Nhật), theo kết nghiên cứu mình, tác giả kiến nghị tính lún cho đất yếu đường có gia cố nên xem xét đến tính tiêu nước cột đất xi-măng ™ Hướng nghiên cứu tiếp theo: 1) Tác giả làm thêm nhiều thí nghiệm cột đất-xi măng-cát với nhiều loại đất khác để bổ sung thêm lý thuyết cột đất-xi-măng-cát 2) Trên sở đề tài, tác giả định hướng nghiên cứu thêm công nghệ trộn ướt để so sánh với yếu tố cơng nghệ trộn khơ, xác định tính hiệu phương pháp 93 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn (2005), Nền móng, Nhà xuất Đại học Quốc gia Tp Hồ Chí Minh [2] D.T.Bergado – J.C.Chai – M.C.Alfaro – A.S.Balasubramaniam (1998) – Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng - Nhà xuất Giáo dục [3] Nguyen Minh Tam, The Behavior of DCM (Deep Cement Mixing) Columns under highway embankments by Finite element analysis, Thesis for the Degree of Doctor of Philosophy,2006 [4] Nguyễn Anh Dũng – Tài liệu phương pháp cột đất ximăng số kết ứng dụng [5] Nguyễn Bách Tùng, Phạm Ngọc Hùng, Nozu Mitsuo (2006), Gia cố đất yếu phương pháp cột đất gia cố xi măng, Tạp chí Cầu Đường [6] Phạm Văn Đại, Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu đường vào cầu cột đất – xi măng kết hợp vải địa kỹ thuật gia cường”, tháng 10/2005 [7] Pierre Laréal – Nguyễn Thành Long – Nguyễn Quang Chiêu – Vũ Đức Lục – Lê Bá Lương (1994), “Cơng trình đất yếu điều kiện Việt Nam”, Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM [8] R.Whitlow (1995), Cơ học đất, tập 2, Nhà xuất Giáo dục Hà Nội [9] Trần Văn Hiếu, Luận văn thạc sĩ “Nghiên cứu đất gia cố tổng hợp xây dựng mặt đường An Giang” (2004),thư viện Trường Đại học Bách khoa Tp.HCM [10] TCXDVN 385: 2006 (2006), Phương pháp gia cố đất yếu trụ đất xi măng", Bộ Xây Dựng [11] Tiêu chuẩn thực hành “Đất vật liệu đắp khác có gia cường (có cốt)”Tiêu chuẩn Anh BS 8006:1995 [12] Võ Phán (2004), Các phương pháp thí nghiệm móng cơng trình TĨM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : LÊ THANH LOAN Phái: Nữ Sinh ngày : 03-08-1984 Nơi sinh: Long An Chuyên ngành : Địa kỹ thuật xây dựng Địa liên lạc : 37 Nguyễn Cửu Vân, Phường 4, Thị xã Tân An, tỉnh Long An Nơi công tác : Khoa xây dựng – Trường Đại học Bình Dương Điện thoại liên lạc : 0650.3833927 (Cơ quan) 0915.621.412 (Di động) QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - 2002 – 2006 : Học Trường Đại học Bình Dương - 2007 – 2009 : Học Sau đại học chuyên ngành Địa kỹ thuật xây dựng – Trường Đại học Bách khoa TP.HCM QUÁ TRÌNH CƠNG TÁC 11/2006 – : cơng tác Khoa Xây dựng – Trường Đại học Bình Dương ... q thầy NGHIÊN CỨU CỘT ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ CÁC VẬT LIỆU PHỤ GIA TRONG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG TÓM TẮT: Nghiên cứu tổng quan giải pháp cột đất – xi măng để xử lý đất yếu Tiến hành thí... TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU CỘT ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÀ CÁC VẬT LIỆU PHỤ GIA TRONG GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Chương 1: Tổng quan đề tài nghiên cứu Chương 2: Nghiên cứu kết thí... định yếu tố ảnh hưởng đền cường độ cọc đất trộn xi măng gia cố đất yếu đường Chương 3: Nghiên cứu đặc tính thấm cột đất trộn xi măng – cát Chương 4: Áp dụng tính tốn gia cố đất yếu cột đất trộn xi