Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường trên nền đất yếu ven kênh rạch

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ^D E] TRƯƠNG PHƯƠNG HỒ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN KÊNH RẠCH Chuyên ngành: XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ LUẬN VĂN THẠC SĨ Y TP HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11 NĂM 2008 W CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét 1: TS NGUYỄN THỐNG NHẤT Cán chấm nhận xét : TS BÙI TRƯỜNG SƠN Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2008 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ĐỘC LẬP − TỰ DO − HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2008 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : TR ƯƠNG PHƯƠNG HỒ Phái : Nam Ngày, tháng, năm sinh : 05/ 08/ 1976 Nơi sinh : TT- Huế Chuyên ngành : XD ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ MSHV : 00106008 I- TÊN ĐỀ TÀI : NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU VEN KÊNH RẠCH II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG : PHẦN I: TỔNG QUAN Chương : Tổng quan vấn đề đường đất yếu ven kênh rạch PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương : Các giải pháp xử lý đường đất yếu ven kênh rạch Chương :Cơ sở lý thuyết để tính toán ổn định biến dạng đường đất yếu ven kênh rạch Chương : Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất xi măng để xử lý đường đất yếu ven kênh khu kinh tế cửa Mộc Bài PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS TRẦN XUÂN THỌ 01/ 01 / 2008 31/ 10 / 2008 TS TRẦN XUÂN THỌ CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS.LÊ BÁ KHÁNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên nghành thông qua Ngày tháng năm TRƯỞNG PHÒNG ĐT- SĐH TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Em xin chân thành cảm ơn Tiến Só Trần Xuân Thọ, người thầy tận tình giúp đỡ, dẫn cặn kẽ thời gian làm luận văn để em hoàn thành luận văn Em xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô khoa Kỹ Thuật Xây Dựng tập thể thầy cô Phòng Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh hướng dẫn, truyền đạt kiến thức tạo điều kiện thuận lợi cho em suốt qúa trình học cao học trường Xin tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo tập thể cán công nhân viên Công ty Cổ Phần Tư vấn Xây dựng Tổng hợp Tây Ninh quan tâm hổ trợ, giúp đỡ tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho suốt khóa học cao học Luận văn thạc só hoàn thành cố gắng thân tác giả mà gia đình, bạn bè đồng nghiệp, người sát cánh bên thời điểm quan trọng trình học tập nghiên cứu ]^ TÓM TẮT LUẬN VĂN TÓM TẮT LUẬN VĂN Hệ thống đường sá ven kênh rạch vùng đồng Nam nước ta ngày xây dựng nhiều quy mô ngày lớn Do lịch sử kiến tạo tầng đất ven kênh thường đất yếu, lớp đất yếu có chiều dày lớn có xu hướng nghiêng phía kênh Mặt khác đất tự nhiên ven kênh thường trũng nên đường phải đắp cao, tải trọng đường tác dụng xuống đất yếu bên lớn dễ gây ổn định đất yếu không xử lý mức Do đặc thù địa chất địa hình ven kênh nên công trình đường thường bị lún lệch có xu hướng bị đẩy ngang phía kênh Với đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp xử lý đường đất yếu ven kênh rạch“, tác giả nghiên cứu đề xuất phương án sử dụng cọc đất xi măng kết hợp vải địa kỹ thuật để xử lý đất yếu dày đường ven kênh nhằm đảm bảo ổn định cho công trình Qua công trình thực tế: “Đường 1A- Khu Kinh tế Cửa Mộc Bài“ - tuyến đường ven kênh, có đoạn đắp cao chiều dày đất yếu bên lớn, xử lý cọc đất xi măng Các phương pháp Phần Tử Hữu Hạn Cân Bằng Giới Hạn thông qua chương trình Plaxis 3D Tunel GeoSlope ứng dụng để phân tích độ ổn định biến dạng công trình Độ ổn định mái dốc, mối quan hệ độ ổn định mái dốc đường khoảng cách từ chân đường đến mép bờ kênh kiểm toán nhiều trường hợp khác so sánh phân tích chi tiết Ứng suất, biến dạng điểm, mặt cắt khác đất cọc đất ximăng khảo sát đánh giá Sức chịu tải đất tính toán theo độ sâu khác nhau, từ đưa giải pháp bố trí cọc đất xi măng có chiều dài thay đổi theo mặt cắt ngang đường Việc bố trí cọc đất xi măng làm cho đường biến dạng đồng đều, giảm thiểu độ lún lệch, hạn chế chuyển vị ngang, giúp cho công trình làm việc hiệu quả, lâu dài, đảm bảo an toàn giao thông đồng thời giảm giá thành cho công trình ABSTRACT The systems of roads along the canals in Southerm Viet Nam and their scales are significantly increasing Due to the historical deformation, the stratums are normally weak The soft soil layers are often thick and have tendency to tilt towards the canal banks On the other hand, the subfoundation nearby canal side is sunken Therefore, the embankment must be filled higher as a result of the load effects under the subfoundation quite strongly that causes instability if the subfoundation isn’t improved appropriately Because of the geological and topographical characteristics surrounding the canal, the embankment is often occurred the differential settlement and has tendency of being horizontally pushed toward the canal Regard with the title of thesis “ Study of the solutions to improve the soft soil under the embankment nearby the canal“, the deep cement-soil mixing columns combined with geotextiles are applied to improve the deep soft soil under the subfoundationd surrounding the canal so that the construction can be stable From the project “Road 1A Economic area of Moc Bai border gate“ - a road nearby the canal, it has some sections of road high backfilled and the thickness of soft ground has been calculated and improved by Deep-cement soil mixing columns The Finite Element Method and the Limited Equilibrium Method were applied thought Plaxis 3D Tunel and GeoSlope softwares to analyse the stabilization and deformation of the structures The slope stabilization; the relationship between slope stabilization and distance from the embankment foot to the canal bank were evaluated The stresses and strains in some selected points were surveyed and evaluated The load bearing capacity of subfoundation was calculated in every depth, from which proposes the solution of the Deep-cement soil mixing columns, changing the length with horizontal cross section The deformation and differential settlement can be reduced to ensure that the embankment works effectively and lastingly This solution can be able to safe the traffic and decrease the cost of construction MỤC LỤC Nhiệm vụ luận văn thạc só Trang Tóm tắt luận văn Lời cảm ơn Mở đầu Phần I 1- Đặt vấn đề 2- Mục đích đề tài 3- xác lập nhiệm vụ nghiên cứu 4- Nội dung nghiên cứu 5- Phương pháp nghiên cứu 6- Hạn chế đề tài nghiên cứu NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN Chương I Tổng quan vấn đề đường đất yếu ven kênh rạch Phần II 1.1- Khái niệm đất yếu 1.2- Tình hình xây dựng đường đất yếu ven kênh rạch NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương II Các giải pháp xử lý đường đất yếu ven kênh rạch 17 17 2.1- Đào bỏ phần hay toàn đất yếu 17 2.2- Đệm cát, gia tải tạm thời 17 2.3- Giải pháp dùng vải địa kỹ thuật (geotextile) 20 2.4- Cừ tràm đóng đứng dọc theo chân mái dốc đường 21 2.5- Giải pháp cọc vật liệu rời 22 2.6- Giải pháp cọc đất - xi măng trộn sâu 24 Chương III Cơ sở lý thuyết để tính toán ổn định, biến dạng đường 28 đất yếu ven kênh rạch 3.1- Các phương pháp thường áp dụng để tính toán ổn định 28 tự nhiên ven kênh 3.2- Tính toán biến dạng đất yếu đường 47 3.3- Tính toán ổn định, biến dạng mái dốc có biện pháp gia cường 51 3.4- Phân tích tính toán cọc đất – xi măng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua phần mềm plaxis 3D Chương IV 64 Nghiên cứu giải pháp dùng cọc đất xi măng để xử lý đường đất yếu ven kênh rạch khu kinh tế cửa Mộc Bài 73 4.1- Giới thiệu công trình đường 1A khu Kinh tế cửa Mộc Bài- Tỉnh Tây Ninh 73 4.2- Số liệu địa chất công trình 74 4.3- Đánh giá sơ điều kiện địa kỹ thuật đất yếu 74 4.4- Tính toán đất yếu gia cố cọc đất xi măng 79 4.5- Tính toán thiết kế cọc đất xi măng 82 4.6- Tính toán lựa chọn vải địa kỹ thuật 88 4.7- Kiểm toán ổn định trượt sâu theo phương ngang đường 89 4.8- Phân tích phân bố tải trọng thẳng đứng xuống hệ cọc đất xi măng chương trình Plaxis 3D Phần III 91 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 119 Kết luận 119 Kiến nghị 120 Phương hướng nghiên cứu 120 TÀI LIỆU THAM KHẢO 122 TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC 124 -1- MỞ ĐẦU Đặt vấn đề Những vùng châu thổ nơi có hệ thống kênh rạch thường vùng đồng phù sa màu mỡ, trù phú dân cư tập trung đông đúc Người ta thường xây dựng đường sá hai bên dòng kênh tuyến đường ven kênh đường đầu mối nối kết đường nhánh từ bên khu dân cư đổ phía kênh để người dân tiện qua đò, qua cầu… sang bên Đường ven kênh rạch công trình để ngăn nước dâng tràn vào khu dân cư cách ly không để người dân lấn chiếm kênh rạch làm tắt nghẽn dòng nước sinh hoạt gây ô nhiễm dòng kênh Trên vóa hè truyến đường người ta dễ dàng xây dựng công trình xử lý nước thải trước đổ vào kênh Do dân số tăng nhanh, kinh tế ngày phát triển, công trình đường ven kênh ngày mọc lên nhiều quy mô lớn Các tuyến đường ven kênh vùng đồng Nam nước ta phần lớn nhỏ hẹp hay bị lún sụt Đặc biệt tuyến đường xây dựng đất yếu vùng nông thôn không xử lý xử lý sơ sài, vật liệu đắp đường thường lấy chỗ Trong tương lai, kinh tế phát triển, tốc độ đô thị hóa ngày tăng nhanh, sở hạ tầng đặc biệt hệ thống đường sá nâng cấp, mở mang, lúc tuyến đường ven kênh phải xây dựng lại với quy mô lớn hơn, đất yếu bên phải xử lý để đảm bảo khả phục vụ công trình Tùy theo đặc thù, quy mô công trình xây đất yếu, tình hình địa chất thủy văn khu vực xây dựng mà chọn giải pháp xử lý cho phù hợp Đây vấn đề phức tạp cần phải sâu nghiên cứu thêâm có nhiều công trình gặp cố kỹ thuật Đặc biệt điều kiện địa chất thủy văn nước ta trước yêu cầu cấp thiết đẩy nhanh tiến trình Công Nghiệp Hóa- Hiện Đại Hóa đất nước Mục đích đề tài - Nghiên cứu ổn định biến dạng công trình đường đắp đất yếu ven kênh rạch Tính toán kiến nghị phương pháp thích hợp để xử lý đất yếu đường ven kênh điều kiện khác địa chất, chiều cao đường - Tìm hiểu biện pháp kỹ thuật để cải tạo đất yếu xây dựng đường ven kênh rạch đất yếu -110- Điểm D điểm nằm phần đất phạm vi gia cố gần bờ kênh so với điểm F nên nên vòng tròn Mohr điểm D gần với đường bao sức chống cắt hơn, công trình bị ổn định điểm gần bờ kênh bị phá hoại trước * Tính giá trị hệ số tập trung ứng suất: Tọa đñộ cọc x y Cọc 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 11.6 13.06 14.52 15.98 17.44 18.9 20.36 21.82 23.28 24.74 26.2 27.66 29.12 30.58 32.04 33.5 34.96 36.42 37.88 39.34 Ứùng suất Slice (có cọc) Slice (0 cọc) -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 -3.1 249.89 313.33 355.62 396.47 423.71 433.55 440.11 451.92 459.80 463.05 465.21 472.23 476.81 479.86 462.46 450.87 410.36 383.36 333.65 300.51 60.80 76.80 78.33 85.63 91.12 91.85 93.44 94.35 94.80 93.17 90.86 94.83 99.96 101.02 97.77 96.96 87.50 82.80 72.38 71.38 n tb = n 4.11 4.08 4.54 4.63 4.65 4.72 4.71 4.79 4.85 4.97 5.12 4.98 4.77 4.75 4.73 4.65 4.69 4.63 4.61 4.21 4.66 Từ kết vẽ biểu đồ phân bố ứng suất đất cọc: Hệ số tập trung ứng suất 600 500 m 400 phần cọc 300 phần đất 200 100 11.6 14.52 17.44 20.36 23.28 26.2 29.12 32.04 34.96 tọa độ X(m) Hình 40 Biểu đồ phân bố ứng suất 37.88 -111- Hệ số tính toán ứng suất từ đến theo tính toán Barksdal Bachus (1983), [3] so với kết tính toán phù hợp * Xét phân bố tải trọng thẳng đứng xuống hệ cọc đất xi măng: Theo tiêu chuẩn Anh BS 8006: 1995 có khác đáng kể đặc trưng biến dạng cọc đất yếu chung quanh cọc nên phân bố ứng suất thẳng đứng qua đáy đắp không Tỉ số áp lực thẳng đứng trung bình đáy đắp Marston: Pc' Pc' tính cách áp dụng công thức cuûa σ v' H ⎡ cc d ⎤ = , [16], đó: C c = 1.5 − 0.07 = 1.5 − 0.07 = 12.43 , từ ' ⎢ ⎥ 0.6 d σv ⎣ H ⎦ Pc' ⎡12.43 x0.6 ⎤ được: ' = ⎢ ⎥⎦ = 2.224 Trong trường hợp tính phương pháp δv ⎣ Plaxis 3D ứng suất cọc tính toán σcol=190.8 KN/ m2 , tải trọng đắp σv = 18.62 x 5= 93.1 KN/ m2 suy n = hoàn toàn chấp nhận 190.8 = 2.05 , kết qủa tính toán 93.1 b Chuyển vị công trình: Total displacements (Utot) Extreme Utot 323.06*10-3 m Hình 41 Tổng chuyển vị 323.06*10-3 m -112- b1 Xét chuyển vị đứng công trình: Vertical displacements (Uy) Extreme Uy 303.5*10-3 m Hình 4.42 Chuyển vị đứng công trình Các mặt cắt cần khảo sát chuyển vị đứng: Hình 43 Các mặt cắt cần khảo sát chuyển vị đứng Các giá trị chuyển vị đứng mặt cắt A- A’ cách mặt đường 0.2m: X (m) Uy (m) 15.62 -0.165 15.26 -0.158 18.30 -0.201 22.49 -0.224 26.93 -0.227 31.20 -0.228 33.50 -0.214 Veõ lên biểu đồ so sánh với trường hợp cọc dài nhau: 35.63 -0.184 37.00 -0.160 -113- Độ lú n tạ i mặt cắ t A-A, H=4.8m Uy(m) -0.1 10 15 20 25 30 35 40 -0.2 -0.3 X(m) cọc dài không cọc dài Hình 44 Biểu đồ so sánh độ lún hai trường hợp bố trí cọc Độ chênh lệch lún mặt đường trường hợp bố trí cọc dài trường hợp chiều dài cọc không theo phương ngang đường: X (m) Cọc dài Cọc dài Chênh lệch 15.62 -0.157 -0.16 0.008 18.30 -0.199 -0.201 0.002 21.19 -0.224 -0.217 -0.007 24.07 -0.239 -0.225 -0.014 27.19 -0.249 -0.227 -0.022 31.08 -0.253 -0.228 -0.025 34.29 -0.236 -0.203 -0.033 36.50 -0.190 -0.169 -0.021 37.6 -0.165 -0.153 -0.012 Trường hợp gia cố cọc dài không độ lún lệch lớn (lấy giá trị tuyệt đối) là: 0.253 - 0.157 = 0.096m Trường hợp gia cố cọc đất xi măng dài độ lún lệch lớn là: 0.228 - 0.16 = 0.068 m Như độ lún lệch mặt đường giãm là: 0.096 − 0.068 x100% = 41.18% 0.068 Các giá trị chuyển vị đứng mặt cắt B- B’ cách mặt đường 1.2m: X (m) Uy (m) 0.125 5.94 0.080 9.94 -0.035 15.52 -0.141 20.09 -0.187 25.07 -0.194 30.77 -0.188 Veõ lên biểu đồ so sánh với trường hợp cọc dài nhau: Độ lú n tạ i mặ t caé t B-B, H=-1.2m 0.2 Uy(m) 0.1 -0.1 10 20 30 40 50 60 -0.2 -0.3 X(m) coï c dà i khô ng đề u cọ c dà i đề u Hình 4.45 Biểu đồ so sánh độ lún hai trường hợp bố trí cọc -114- Các giá trị chuyển vị đứng mặt cắt C- C’ cách mặt đường 6.0 m: X (m) Uy (m) 2.65 0.078 8.43 0.019 13.38 -0.073 20.08 -0.127 22.18 -0.134 28.52 -0.135 33.77 -0.123 Vẽ lên biểu đồ so sánh với trường hợp cọc dài nhau: Độ lú n tạ i mặ t cắ t C-C, H=-6.0 m 0.2 Uy(m) 0.1 -0.1 10 20 30 40 50 60 -0.2 X(m) cọ c dà i khô ng đề u cọ c dà i đề u Hình 46 Biểu đồ so sánh độ lún hai trường hợp bố trí cọc Các giá trị chuyển vị đứng mặt cắt D- D’ cách mặt đường 11.0 m: X (m) Uy (m) 0.00 0.017 4.68 0.015 10.79 0.001 17.05 -0.060 20.68 -0.070 27.10 -0.072 33.85 -0.068 Vẽ lên biểu đồ so sánh với trường hợp cọc dài nhau: Độ lú n tạ i mặ t caé t D-D, H=-11.0m 0.1 Uy(m) 0.05 -0.05 10 20 30 40 50 -0.1 -0.15 Ux(m) coï c khô ng đề u cọ c dà i đề u Hình 47 Biểu đồ so sánh độ lún hai trường hợp bố trí cọc Nhận xét: Chuyển vị đứng giảm dần theo chiều sâu đất gia cố, đất yếu hai bên đường có xu hướng bị trượt trồi lên, phía bên phải, gần bờ kênh có xu hướng trồi nhiều phía bên trái 60 -115- Khi gia cố đất yếu cọc đất xi măng có chiều dài không đổi đường bị đẩy ngang phía bờ kênh gây lún lệch làm cho công trình bị nghiêng phía kênh, đồng thời điểm bên phải tim đường vị trí 3/4B (B bề rộng phần gia cố) điểm bị lún nhiều Càng xuống sâu độ lún lệch giảm dần So với trường hợp gia cố cọc đất xi măng có chiều dài nhau, trường hợp gia cố cọc có chiều dài cọc thay đổi theo mặt cắt ngang đường độ lún mặt đường giảm 2.5cm Độ lún lệch giảm trung bình là: 0.096 − 0.068 x100% = 41.18% 0.068 Biến dạng toàn khối gia cố giảm đồng b2 Xét chuyển vị ngang công trình: Horizontal displacements (Ux) Extreme Ux 306.35*10-3 m Hình 48 Chuyển vị ngang lớn 306.35*10-3 m Các mặt cắt dùng để khảo sát chuyển vị ngang: Hình 49 Các mặt cắt dùng khảo sát chuyển vị ngang công trình -116- Chuyển vị ngang mặt cắt đất ta tính toán với số liệu sau: Mặt cắt A-A, vị trí cọc số Y(m) 0.00 -3.06 -5.80 -7.97 -8.54 -9.59 -12.17 -14.43 -17.35 -20.43 -23.016 Ux(m) -0.039 -0.062 -0.080 -0.096 -0.100 -0.106 -0.103 -0.087 -0.063 -0.035 -0.012 Mặt cắt D-D, vị trí cọc số Y(m) Ux(m) 0.00 -0.022 -3.04 -0.043 -5.78 -0.052 -8.52 -0.068 -10.48 -0.077 -12.15 -0.085 -14.54 -0.072 -17.45 -0.050 -19.97 -0.030 -21.60 -0.019 -11.89 -0.032 -12.61 -0.031 -15.49 -0.028 -18.48 -0.018 -21.70 -0.008 -23.55 -0.002 -14.17 0.030 -17.61 0.020 -19.54 0.011 -21.99 0.005 -24.11 0.000 Mặt cắt E-E, vị trí cọc số Y(m) Ux(m) 0.00 0.024 -3.04 0.008 -6.50 -0.014 -9.79 -0.024 Maët cắt C-C, vị trí tim đường Y(m) Ux(m) 0.00 0.082 -3.41 0.076 -6.51 0.061 -8.84 0.051 -11.17 0.041 Cheânh lệch chuyển vị ngang tim đường trường hợp bố rí cọc dài dài không nhau: Độ sâu Y(m) 0.00 -3.41 -6.51 -8.84 -11.17 -14.17 -17.61 -19.54 -21.99 Cọc dài không Ux(m) 0.082 0.076 0.061 0.051 0.041 0.030 0.020 0.011 0.005 Cọc dài Ux(m) 0.077 0.068 0.053 0.040 0.032 0.017 0.010 0.007 0.002 Cheânh leäch 0.005 0.008 0.008 0.011 0.009 0.013 0.010 0.003 0.003 Từ bảng tính ta thấy, chuyển vị ngang đường tim giảm trung bình là: 0.008m So với chuyển vị ngang trung bình tim đường bố trí cọc dài không 0.052m giảm lượng: 0.008 x100% = 15.38% 0.052 Mặt cắt G-G vị trí cọc số 14 Y(m) Ux(m) 0.00 0.110 -3.04 0.116 -5.79 0.118 -8.53 0.111 -11.28 0.090 -13.08 0.076 -14.51 0.063 -14.05 0.101 -17.00 0.070 -11.28 0.186 -14.55 0.158 -17.05 0.046 -19.41 0.032 -20.74 0.024 Mặt cắt F-F, vị trí cọc số 17 Y(m) 0.00 Ux(m) 0.143 -3.50 0.153 -6.70 0.148 -9.11 0.139 -11.54 0.125 -20.97 0.042 -24.11 0.000 Mặt cắt B-B, vị trí cọc số 20 Y(m) Ux(m) 0.00 0.180 -3.05 0.195 -5.79 0.197 -8.53 0.192 -9.21 0.191 -17.91 0.100 -20.21 0.067 -22.38 0.031 Từ số liệu tính toán vẽ biểu đồ chuyển vị ngang hệ thống cọc đất đường vị trí mặt cắt sau: -117- Biến ng ngang nề n đất gia cố cọc có chiều dà i khô n g đề u -0.15 -0.1 -0.05 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 -5 A-A B-B -10 H (m) C-C -15 D-D E-E -20 F-F G-G -25 -30 Ux (m) Hình 50 Biểu đồ chuyển vị ngang mặt cắt đất Để so sánh mức độ chuyển vị ngang điểm đất hai trường hợp bố trí cọc, vẽ biểu đồ chuyển vị ngang lên trục tọa độ sau: So sánh biến dạng ngang đất gia cố cọc có chiều dài không -0.15 -0.1 -0.05 -5 0.05 0.15 0.2 0.25 A-A B-B -10 H (m) 0.1 C-C E-E -15 G-G -20 A'-A' -25 C'-C' B'-B' E'-E' -30 G'-G' Ux (m) Hình 51 Biểu đồ chuyển vị ngang mặt cắt dọc đường Các mặt cắt lại: -118- So sánh biến dạng ngang đất gia cố cọc có chiều dài không -0.1 -0.05 -5 0.05 0.15 0.2 C-C -10 H (m) 0.1 D-D F-F -15 C'-C' -20 D'-D' F'-F' -25 -30 Ux (m) Hình 52 Biểu đồ chuyển vị ngang mặt cắt dọc đường Ghi chú: Ký hiệu mặt cắt có dấu phẩy phía sau trường hợp cọc dài Ký hiệu dấu phẩy phía sau cho trường hợp cọc dài không Nhận xét: Khi gia cố cọc đất xi măng cho đường ven kênh đất yếu chuyển vị ngang cọc nằm phần đường gần bờ kênh lớn cọc đối xứng với phía bên tim đường Độ chênh lệch lớn cặp cọc nằm xa tim đường So với trường hợp bố trí cọc chiều dài trường hợp bố trí cọc chiều dài thay đổi có chuyển vị theo phương ngang trung bình mặt cắt tim đường giảm 15.38% Biến dạng cọc gần tim đường suốt chiều sâu gia cố, kết qủa thể biểu đồ chuyển vị ngang Khi gia cố đường đất yếu ven kênh cọc đất ximăng cho thấy đất có xu hướng bị xô phía bờ kênh 1/3 số cọc nằm bên trái tim đường sâu xuống bên đáy khối gia cố chuyển vị ngang lớn, phần gần chân cọc có chuyển vị lớn 1/3 số cọc gần tim đường phần đầu cọc có chuyển vị lớn 1/3 số cọc lại bên phải tim đường (gần bờ kênh) chuyển vị lớn vị trí có độ sâu 2/5 chiều sâu gia cố, chuyển vị phần bên lớn bên khối gia cố độ chênh lệch không lớn Qua khỏi khối gia cố chuyển vị ngang nhỏ dần tắt Giá trị chuyển vị ngang đất vị trí tim đường sang phía kênh 0.082m, cho thấy chuyển vị ngang tương đối đường sang phía bờ kênh 0.082m, công trình đảm bảo ổn định - 119 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ KẾT LUẬN Giải pháp sử dụng cọc đất trộn ximăng để xử lý đường đất yếu dày ven kênh hợp lý, thi công cọc đất trộn ximăng không phá hoại đất bờ kênh khả xảy trượt mái đất thi công nhỏ Sử dụng cọc đất trộn ximăng làm độ lún đất yếu giảm đáng kể, thời gian thi công rút ngắn Cọc đất xi măng đất xung quanh tương tác làm việc khối gọi khối gia cố với nguyên lý biến dạng tác dụng tải trọng bên Căn vào kết tính toán độ lún cố kết, độ lún cố kết dự tính độ lún cố kết theo thời gian cho thấy điều kiện địa kỹ thuật khu vực nghiên cứu không áp dụng giải pháp xử lý độ lún tổng cộng S = 2.309 m lớn Mặt khác, dựa vào kết tính toán độ lún cố kết theo thời gian xác định thời gian cần thiết phải chờ sau hoàn thành công trình nền, mặt đường t =15 năm dài (không khả thi) để phần độ lún cố kết lại nằm phạm vi cho phép Khi dùng cọc đất xi măng để gia cố đất yếu đường cho công trình thực tế luận văn, tác giả xét cho trường hợp dùng cọc có chiều dài toàn công trình trường hợp cọc thay đổi theo phương ngang đường (theo biểu đồ sức chịu tải cho phép đất biểu đồ phân bố ứng suất tải trọng đường) cho đường nối chân cọc đường cong có đỉnh vị trí 3/4 B (B bề rộng phần gia cố), tổng chiều dài cọc hai trường hợp Bố trí cọc có chiều dài thay đổi theo phương ngang đường giúp hệ số ổn định mái dốc công trình tăng lên 7.8% so với trường hợp bố trí cọc dài tăng lên 36.4% so với trường hợp đất chưa gia cố Khi khoảng cách từ chân taluy tới bờ kênh gần hệ số ổn định hai trường hợp bố trí cọc chênh lệch cao, độ chênh lệch tăng khoảng cách từ chân đường đến mép bờ kênh nhỏ Độ lún tim mặt đường theo phương đứng giảm 2.5 cm, toàn công trình độ lún giảm đáng kể Kiểm soát phân bố ứng suất, biến dạng đồng Khả gây lún lệch đường giảm thiểu đến mức tối đa, độ lún lệch giảm trung bình 41.18% Chênh lệch chuyển vị ngang đầu chân cọc cọc gần tim đường giảm Chuyển vị ngang mặt cắt tim đường phía bờ kênh giảm 15.38% - 120 - Khi tiến hành khảo sát, đánh giá số điểm nằm vùng nguy hiểm đất cho thấy vòng tròn Mohr nằm đường bao sức chống cắt nên công trình đảm bảo ổn định Các điểm nằm vị trí gần bờ kênh có vòng tròn Mohr gần với đường bao sức chống cắt nên ổn định nhất, công trình ổn định điểm gần bờ kênh bị phá hoại sạt lở trước KIẾN NGHỊ Kiến nghị áp dụng công nghệ cọc đất– xi măng để xử lý đất yếu đoạn đường ven kênh rạch đường đắp cao, chiều dày đất yếu lớn nghiêng phía kênh Khi bố trí cọc đất xi măng cho công trình đất yếu ven kênh, đắp cao tác giả kiến nghị bố trí cấu tạo cọc đất xi măng theo dạng đơn Nên bố trí chiều dài cọc thay đổi theo phương ngang cho đường nối chân cọc đường cong có đỉnh vị trí 3/4 chiều rộng gia cố Để thuận lợi cho việc thi công, không thiết phải thay đổi chiều dài cọc mà thay đổi cho nhóm đến cọc, chiều dài nhóm cọc lấy trung bình chiều dài cọc nhóm Nên bố trí vải địa kỹ thuật đầu cọc để giản tập trung ứng suất đầu cọc đồng thời tăng thêm độ ổn định theo phương ngang đáy đường Các quan chức năng, tổ chức khoa học quan tâm nghiên cứu, đồng thời bước xây dựng tiêu chuẩn thiết kế , thi công công nghệ cọc đất – xi măng áp dụng điều kiện đất yếu Việt Nam PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO Tiếp tục tìm hiểu phương pháp lý thuyết tính toán hệ cọc đất – xi măng điều kiện toán có xét đến làm việc tổng thể công trình đường ven kênh vá biện pháp gia cố bờ kênh Tính toán để xác định lớp vải địa kỹ thuật cần thiết ứng với chiều cao đắp, nghóa cần phải xây dựng mối liên hệ lớp vải địa kỹ thuật gia cường đắp với khoảng cách bố trí cọc đất xi măng Mục đích tăng khoảng cách cọc để nhằm mang lại hiệu kinh tế Trong lý thuyết tính toán người ta quan tâm đến phân bố ứng suất thẳng đứng, chưa có nghiên cứu xét đến - 121 - phân bố ứng suất tho phương ngang Chính điều mở cho nghiên cứu sau nhằm hoàn chỉnh lý thuyết tính toán cọc đất xi măng Tìm hiểu tài liệu công trình thực tế áp dụng giải pháp công nghệ này, đồng thời đối chiếu với lý thuyết phương pháp tác giả tìm hiểu để hoàn thiện vấn đề áp dụng cọc đất –xi măng vào thực tế - 122 - TÀI LIỆU THAM KHẢO F G 10 11 12 13 Lê Quý An – Nguyễn Công Mẫn – Hoàng Văn Tân: Tính toán móng theo TRẠNG THÁI GIỚI HẠN, NHÀ XUẤT BẢN XÂY DỰNG Lê Quý An – Nguyễn Công Mẫn – Nguyễn Văn Quỳ, chủ biên Nguyễn Văn Quỳ: CƠ HỌC ĐẤT, NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC 1995 Châu Ngọc Ẩn: Nền Móng (Lưu hành nội bộ) Trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh- 2000 Châu Ngọc Ẩn: CƠ HỌC ĐẤT, NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH; Đỗ Bằng – Bùi Anh Định – Vũ Công Ngữ (chủ biên): BÀI TẬP CƠ HỌC ĐẤT NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC- 1997; D.T Brgado-J.C.Chai: NHỮNG BIỆN PHÁP KỸ THUẬT MỚI CẢI TẠO ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG-1996 Dương Ngọc Hải – Nguyễn Xuân Trục: THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô-TÔ TẬP HAI NHÀ XUẤT BẢN GIÁO DỤC Đặng Hữu-Đỗ Bá Chung-Nguyễn Xuân Trục Sổ Tay Thiết Kế Đường ÔTô NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT HÀ NỘI 1976 Pierre Lareal, Nguyễn Thanh Long – Lê Bá Lương – Nguyễn Quang Chiêu – Vũ Đức Lục: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU TRONG ĐIỀU KIỆN VIỆT NAM Lê Bá Lương–Lê Bá Khánh–Lê Bá Vinh: Tính toán móng công trình theo thời gian TRƯỜNG ĐẠI HỌC KỸ THUẬT thành phố Hồ Chí Minh -2000 Vũ Công Ngữ – Nguyễn Văn Dũng: CƠ HỌC ĐẤT, NHÀ XUẤT BẢN KHOA HỌC VÀ KỸ THUẬT, Hà Nội-2000 Đậu Văn Ngọ- Trần Xuân Thọ: ỔN ĐỊNH CÔNG TRÌNH, NHÀ XUẤT BẢN ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM- 2008; GS-TSKH Nguyễn Văn Thơ TS Trần Thị Thanh: Sử dụng đất chỗ để đắp đập Tây nguyên, Nam Trung Bộ Đông Nam Bộ NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP, thành phố HỒ CHÍ MINH- 2001; 14 GS-TSKH Nguyễn Văn Thơ: THỔ CHẤT VÀ CÔNG TRÌNH ĐẤT (Tóm tắt nội dung giảng bổ túc nâng cao cho Lớp Cao Học thuộc - 123 - chuyên ngành có liên quan đến kỹ thuật xây dựng địa chất công trình) 15 GS-TSKH Nguyễn Văn Thơ – TS Trần Thị Thanh: XÂY DỰNG ĐÊ ĐẬP, ĐẮP NỀN TUYẾN DÂN CƯ đất yếu Đồng Bằng Sông Cửu Long NHÀ XUẤT BẢN NÔNG NGHIỆP Thành phố Hồ Chí Minh – 2002 16 R Whitlow: CƠ HỌC ĐẤT TẬP MỘT TẬP HAI 17 Tiêu chuẩn thực hành “Đất vật liệu đắp khác có gia cường (có cốt)-Tiêu chuẩn Anh BS 8006 : 1995 18 TCXDVN 385: 2006 “ Phương pháp gia cố đất yếu trụ đất xi maêng” 19 John Atkinson, Mcgraw – Hill Book Company - An introduction to The Mechanics of Soil and foundations 20 Joseph E Bowles, P E., S.E - Foundation Analysis and Design Mc GrawHill Book Company 21 S.L.Shen & N.Miura – A technique for reducing settlement difference of road on soft clay Insti tute of Lowland Technology, Saga University, Honjo, Japan 22 Một số giảng tài liệu nghiên cứu khoa học khác TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC I TÓM TẮT Họ tên : TRƯƠNG PHƯƠNG HỒ Sinh ngày : 05 – 08 - 1976 Nơi sinh : Thừa Thiên - Huế Nơi công tác : Công ty cổ phần tư vấn xây dựng tổng hợp Tây Ninh II ĐỊA CHỈ LIÊN LẠC Điện thoại nhà riêng: 08-38658690 Điện thoại di động: 0918.530.920 Địa quan: Số 228 Đường 30/4 Thị xã Tây Ninh – Tỉnh Tây Ninh III QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: Từ tháng 09 năm 1995 đến tháng 06 năm 2000 học đại học trường Đại Học Giao thông vận tải sở II, Thủ Đức Từ tháng 09 năm 2006 đến tháng 09 năm 2008 học sau đại học trường Đại Học Bách Khoa thành phố Hồ Chí Minh IV QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC: Từ tháng 07 năm 2000 đến công tác Công ty cổ phần tư vấn xây dựng tổng hợp Tây Ninh ... dạng đất sau xử lý để tìm giải pháp hiệu để xử lý đường đất yếu ven kênh rạch Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu tổng quan đường đất yếu ven kênh rạch - Nghiên cứu giải pháp gia cố đường đất yếu ven. .. tự - Giới thiệu giải pháp thường dùng để xử lý đường đất yếu ven kênh - Nghiên cứu trạng thái ổn định biến dạng đường đắp đất yếu ven kênh rạch đất chưa xử lý sau xử lý phương pháp khác từ đưa... đề đường đất yếu ven kênh rạch PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương : Các giải pháp xử lý đường đất yếu ven kênh rạch Chương :Cơ sở lý thuyết để tính toán ổn định biến dạng đường đất