Nghiên cứu giải pháp về cấu tạo và tính toán đường dẫn vào cầu với hoạt tải h30 trên đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông cửu long

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM ee ff HUỲNH VĂN KHANH NGHIÊ N CỨ U GIẢ I PHÁ P H P LÝ VỀ CẤ U TẠ O VÀ TÍNH TOÁ N ĐƯỜ N G DẪ N VÀ O CẦ U VỚ I HOẠ T TẢ I H30 TRÊ N ĐẤ T YẾ U VÀ NGẬP LŨ SÂU Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG THẦY HƯỚNG DẪN KHOA HỌC : GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG : TS NGUYỄN VĂN CHÁNH CHUYÊN NGÀNH : CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU MÃ SỐ NGÀNH : 31.10.02 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HCM, THÁNG 08 NĂM 2004 Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA hhgg CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập – Tự Do – Hạnh Phúc hhgg NHIỆM VỤ LUẬN VĂN Họ tên học viên: HUỲNH VĂN KHANH Phái: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 1978 Nơi sinh: Bến Tre Chuyên ngành: Công Trình Trên Đất Yếu Mã số: 31.10.02 I- TÊN ĐỀ TÀI: “Nghiên cứu giải pháp hợp lý cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu với hoạt tải H30 đất yếu ngập lũ sâu đồng sông Cửu Long” II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Chương 1: Nghiên cứu tổng quan cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu đất yếu Chương 2: Nghiên cứu đất yếu liên quan đến đường dẫn vào cầu đắp cao lũ lụt đồng sông Cửu Long Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm hệ số thấm đất gia cố vôi Chương 4: Nghiên cứu giải pháp cấu tạo để xử lý đường vào cầu hệ thống giếng cát cột đất vôi/xi măng Chương 5: Nghiên cứu tính toán xử lý đường vào cầu hệ thống giếng cát cột vôi/xi măng Chương 6: Nghiên cứu xử lý đường vào cầu công trình thực tế hệ thống giếng cát Chương 7: Các nhận xét, kết luận kiến nghị III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 09.02.2004 IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 10.08.2004 V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: GS TSKH Lê Bá Lương TS Nguyễn Văn Chánh THẦY HD THẦY HD CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG TS NGUYỄN V CHÁNH GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG ThS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc sỹ Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày 20 tháng 08 năm 2004 PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH P.KHOA QUẢN LÝ NGÀNH TS CHÂU NGỌC ẨN CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn 1: Giáo Sư Tiến Sỹ Khoa Học LÊ BÁ LƯƠNG Cán hướng dẫn 2: Tiến sỹ NGUYỄN VĂN CHÁNH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Luận văn cao học bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN CAO HỌC TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ngày 06 tháng 09 năm 2004 LỜI CẢM ƠN Sau ngày học tập nghiên cứu trường, giúp đỡ truyền đạt qúi thầy cô giúp cho em hoàn thành luận văn cao học Với kiến thức em có hôm nay, biết kiến thức vô vô tận, hành trang cho cho vững bước đường nghiên cứu khoa học Những ngày học tập trường ngày hạnh phúc đáng nhớ đời em, giây phút bạn bè học tập dạy dỗ tận tình thầy cô, mà có lẽ không học viên quên Em xin chân thành cảm ơn q thầy cô hết lòng truyền đạt kiên thức q báo cho em thời gian qua Xin cám ơn thầy cô Phòng Quản Lý Sau Đại Học, ban chủ nhiệm Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng hết lòng giúp đỡ cho em suốt thời gian qua Em xin tri ơn thầy GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG, chủ nhiệm ngành thầy hướng dẫn tận tình bảo, hướng dẫn em hoàn thành tốt luận văn Em xin tỏ lòng biết ơn đến thầy TS NGUYỄN VĂN CHÁNH thầy cô Phòng Thí Nghiệm Vật Liệu Xây Dựng tận tình hướng dẫn giúp em hoàn thành phần thí nghiệm phòng Xin cảm ơn thầy cô hội đồng dành hết tâm huyết công tác giáo dục đào tạo cao học Cuối cùng, em xin cảm ơn gia đình, bạn bè quan tạo điều kiện thuận lợi để hoàn thành khoá học Xin cảm ơn chúc q thầy cô sức khoẻ TÓ M TẮ T Tên đề tài “Nghiên cứu giải pháp hợp lý cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu với hoạt tải H30 đất yếu ngập lũ sâu đồng Sông Cửu Long” Tóm tắt Nghiên cứu tổng quan giải pháp xử lý đất yếu như: giếng cát, PVD, cột đất vôi/xi măng, bơm hút chân không….Đây phương pháp xử lý áp dụng nhiều Việt Nam đạt nhiều kết tốt Tuy nhiên, cần lựa chọn giải pháp phù hợp với khu vực đất yếu vùng đồng sông Cửu Long Nghiên cứu đặc điểm địa chất tình hình ngập lũ đồng Sông Cửu Long Nhằm có nhìn toàn cảnh khu vực đồng song cửu Long với điều kiện thuận lợi khó khăn cho việc xây dựng công trình Thí nghiệm hệ số thấm cột đất vôi Từ hiểu thêm chế làm việc cột vôi/xi măng đất Nghiên cứu giải pháp cấu tạo tính toán xử lý đường dẫn vào cầu phù hợp cho điều kiện địa chất đồng Sông Cửu Long Đồng thời, áp dụng tính toán cho công trình cụ theå ABSTRACTION Title “Study sensible solution about design and calculation line of bridge foundation with H30 live load on soft soil and deep flood in Mekong Delta” Abstract Study the general some solution to handle soft soil foundation as: drain vertical, PVD, soil lime/cement columns, vaccum cosolidation…The methoods put into practice in VietNam and got good result However, we have to choose the most suitable methood for soft soil area in Mekong Delta Study the geological character and the flood condition in Mekong Delta For us have a overall picture in Mekong Delta with advantage and disadvantage condition to build the project Soil lime columns permeability test Then, it help us understand about soil lime/cement working in practice Study the design solution and calculation to handle the line of bridge foundation, which is suitable the geological character in Mekong Delta And then, it apply to calculate a project MỞ ĐẦU I ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU Hiện nay, ngành xây dựng có bước phát triển mạnh mẽ số lượng lẫn qui mô công trình Các công trình phục vụ giao thông cầu, đường … ngày đầu tư xây dựng, để phát triển giao thông phục vụ cho phát triển kinh tế Đồng sông Cửu Long nói chung, Thành phố Hồ Chí Minh nói riêng khu vực kinh tế trọng điểm phía nam Sự phát triển mạnh mẽ giao thương đòi hỏi giao thông vận tải phải đáp ứng nhu cầu vận chuyển hàng hoá khu vực Vì vậy, công trình cầu đường đầu tư xây dựng với qui mô ngày lớn Mặt khác, đồng sông Cửu Long có địa hình bị chia cắt bỡi sông ngòi chằn chịch nằm vùng đất yếu Do đó, công trình xây dựng cần phải nghiên cứu giải pháp hợp lý để xây dựng đất yếu II XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU Nghiên cứu tổng quan biện pháp xử lý đường Nghiên cứu đất yếu đồng sông Cửu Long lũ lụt Thí ngiệm xác định hệ số thấm mẫu đất trộn vôi Nghiên cứu giải pháp cấu tạo tính toán cho đường dẫn vào cầu điều kiện đất yếu đồng sông Cửu Long TP HCM Tính toán ứng dụng vào công trình thực tế TÓM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN Họ tên : HUỲNH VĂN KHANH Sinh năm : 1978 Nơi sinh : Bến Tre Địa liên lạc : 120/128 Thích Quảng Đức, P.5, Q Phú Nhuận Nơi công tác : Trường Đại Học Kỹ Nghệ TP.HCM QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1997-2001 : Học Đại Học Trường Bách Khoa – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Ngành Xây dựng Dân dụng Công nghiệp 2001-2003 : Học viên Cao học Trường Đại Học Bách Khoa QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC 2001 - 2002 : Cộng tác viên Trung Tâm Nghiên Cứu ng Dụng Công Nghệ Xây Dựng - Trường Đại Học Bách Khoa 2002 - đến : Giảng viên Trường Cao Đẳng Kỹ Nghệ TP.HCM Công tác Công ty Cổ Phần Tư Vấn Xây Dựng Bách Khoa – Trường Đại Học Bách Khoa Nhiệm vụ luận văn Lời cảm ơn Tóm tắt nội dung Mục lục MỤC LỤC CHƯƠNG NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU TRÊN ĐẤT YẾU 1.1 Tổng quan biện pháp xử lý đường dẫn vào cầu đất yếu 1.2 Phương pháp gia tải trước kết hợp đường thoát nước thẳng đứng 1.2.1 Giới thiệu 1.2.2 Sự phát triển kỹ thuật đường thấm đứng 1.2.2.1 Giếng cát 1.2.2.2 Bấc thấm, cọc nhựa 1.2.2.3 Một vài hình ảnh thi công bấc thấm 1.2.3 Những ứng dụng phương pháp gia tải trước kết hợp đường thoát nước đứng 1.3 Cột đất vôi/xi măng 1.3.1 Giới thiệu 1.3.2 Lịch sử phát triển cột đất vôi, cột đất xi măng theo phương pháp trộn khô (dry mix method – dmm) 1.3.3 Những ứng dụng cột đất vôi/ ximăng 1.3.4 Tổng quan kết nghiên cứu cột vôi/xi măn g nước 1.3.4.1 Các kết nghiên cứu nước 1.3.4.2 Các kết nghiên cứu nước 1.4 Phương pháp gia tải trước bơm hút chân không kết hợp đường thoát nước đứng 1.4.1 Giới thiệu 1.4.2 Sơ đồ cấu tạo 1.4.3 Nguyên lý phương pháp 1.4.3.1 Nguyên lý 1.4.3.2 Sự làm việc đất trình gia tải 1.4.3.3 Đặc điểm phương pháp 1.4.4 Lưu đồ 1.4.5 Những ứng dụng phương pháp gia tải trước bơm hút chân không 1.6 Đặc điểm khó khăn cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu yếu chịu lũ lụt 1.6.1 Khó khăn cấu tạo 1.6.2 Khó khăn tính toán 1.8 Các tượng cố 1 2 6 15 15 16 17 17 19 21 21 22 23 24 25 đất 26 26 26 27 Chương NGHIÊN CỨU ĐẤT YẾU LIÊN QUAN ĐẾN ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU ĐẮP CAO VÀ LŨ LỤT Ở ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG 2.1 Khái niệm đất yếu 30 2.2 Tình hình phân bố đất yếu đồng sông cửu long 30 2.3 Các đặc trưng đất yếu đồng sông cửu long 33 2.4 Thống kê địa chất 35 2.4.1 Xác định đơn nguyên địa chất 35 2.4.2 Qui tắc loại trừ sai số khỏi tập hợp thống kê 36 2.4.3 Chỉ tiêu tiêu chuẩn tiêu tính toán 36 2.4.4 Thống kê điạ chất số công trình tiêu biểu 37 2.5 Tình hình ngập lũ đồng sông cửu long 40 2.5.1 Cơ chế lũ lụt đồng sông cửu long 40 2.5.2 Một số kết nghiên cứu đợt lũ tháng 10 Năm 2000 42 2.5.3 Phân chia vùng ngập lũ 51 Chương NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT SÉT GIA CỐ VÔI 3.1 Đặt vấn đề 53 3.2 Cơ sở lý thuyết 53 3.2.1 Tính thấm đất 53 3.2.2 Tính thấm cột vôi 54 3.3 Thực nghiệm tính chất đất 55 3.4 Nghiên cứu thành phần hỗn hợp đất sét trộn vôi 55 3.4.1 Cơ sở lựa chọn thành phần cấp phối hỗn hợp 55 3.4.2 Tỷ lệ thành phần cấp phối hỗn hợp 56 3.5 Phương pháp thí nghiệm 56 3.5.1 Phương pháp tạo mẫu 56 3.5.2 Phương pháp thí nghiệm hệ số thấm tính toán kết 57 3.6 Kết nhận xét 58 3.7 Kết luận 62 Chương NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU TRÊN ĐẤT YẾU BẰ NG HỆ THỐNG GIẾNG CÁT VÀ CỌC ĐẤT VÔI/XI MĂNG 4.1 Hệ thống giếng cát 63 4.1.1 Cấu tạo 63 4.1.2 Bố trí đường thoát nước đứng 69 4.1.3 Biện pháp thi công 69 4.1.3.1 Trình tự thi công 69 4.1.3.2 Một số hình ảnh máy thi công giếng cát PVD 70 4.2 Cột đất vôi/xi măng 73 - 129- 0.9202 2.98145 15.07 15.07 18.05 0.9146 2.9633 15.59 15.59 18.55 0.909 2.94516 16.10 16.10 19.05 1.712096 1.697952 1.63104 1.61744 0.014943424 0.014920947 1.68408 1.60384 0.014947394 0.9006 2.91794 16.62 16.62 19.54 0.895 2.8998 17.14 17.14 20.04 0.8894 2.88166 17.66 17.66 20.54 1.669936 1.655792 1.590512 1.577446 0.014873765 0.014750026 1.641648 1.570521 0.013462619 0.881 2.85444 18.18 18.18 21.04 0.8747 2.83403 18.70 18.70 21.54 0.8684 2.81362 19.22 19.22 22.04 1.627504 1.61336 1.563596 1.556671 0.012161352 0.010845999 1.599216 1.549746 0.009516331 0.8621 2.7932 19.74 19.74 22.53 0.8527 2.76259 20.26 20.26 23.02 0.8464 2.74217 20.78 20.78 23.52 1.58072 1.574399 1.54296 1.536173 0.007315788 0.007424257 1.567196 1.529248 0.007390943 0.8401 2.72176 21.30 21.30 24.02 0.8338 2.70135 21.82 21.82 24.52 0.8243 2.67073 22.34 22.34 25.01 1.559995 1.552793 1.522323 1.515398 0.007357827 0.007324331 1.545591 1.508612 0.007263343 1.538389 1.531187 1.501687 1.494762 0.007229388 0.007195241 23 1.05 0.818 2.65032 22.86 22.86 25.51 0.8117 2.62991 23.38 23.38 26.01 0.8023 2.59929 23.90 23.90 26.50 1.523985 1.487975 0.007133561 23.5 1.07 24 1.09 0.796 2.57888 24.42 24.42 27.00 0.7897 2.55847 24.94 24.94 27.49 1.516783 1.509581 1.48105 1.474264 0.007098943 0.003518217 30 31 14.5 0.66 15 0.68 32 15.5 0.70 33 34 16 0.73 16.5 0.75 35 17 0.77 36 37 17.5 0.80 18 0.82 38 18.5 0.84 39 40 19 0.86 19.5 0.89 41 20 0.91 42 43 20.5 0.93 21 0.95 44 21.5 0.98 45 46 22 1.00 22.5 1.02 47 48 49 Tổng lún (m) 0.793323298 - 130- 6.3 TÍNH TOÁN XỬ LÝ DƯỜNG DẪN VÀO CẦU KÊNH NGANG SỐ 6.3.1 Cấu tạo Hình 6.7 Mặt cắt dọc đường dẫn vào cầu Kênh Ngang Số - 131- Hình 6.8 Mặt cắt ngang đường dẫn vào cầu Kênh Ngang Số Hình 6.9 Mặt bố trí giếng cát đường dẫn vào cầu Kênh Ngang Số - 132- 6.3.2 Địa chất công trình a) Lớp đất số 1: Trên mặt lớp cát, xà bần Sau là đất sét lẫn bột hữu cơ, màu xám nhạt, độ dẻo cao, trạng thái mềm Dày khoảng 24m Tính chất lý đặc trưng lớp sau: - Độ ẩm : W = 83.6% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.493 g/cm3 Dung trọng đẩy nỗi : γ’ = 0.501 g/cm3 - Sức chịu nén đơn : Qu = 0.239 KG/cm2 - Lức dính đơn vị : C = 0.089 KG/cm2 - Góc nội ma sát : ϕ = 006’ b) Lớp đất số 2: Cát vừa mịn lẫn bột, màu xám đến nâu vàng, trạng thái chặt vừa Dày khoảng 29m Tính chất lý đặc trưng lớp sau: - Độ ẩm : W = 22.3% - Dung trọng tự nhiên : γw = 1.986 g/cm3 Dung trọng đẩy nỗi : γ’ = 1.015 g/cm3 - Sức chịu nén đơn : Qu = 0.027 KG/cm2 - Lức dính đơn vị : C = 0.089 KG/cm2 - Góc nội ma sát : ϕ = 29052’ c) Lớp đất số 3: Đất sét lẫn bột, màu vàng xám trắng, độ dẻo cao, trạng thái cứng Tính chất lý đặc trưng lớp sau: - Độ ẩm : W = 18.4% - Dung trọng tự nhiên : γw = 2.057 g/cm3 Dung trọng đẩy nỗi : γ’ = 1.089 g/cm3 - Sức chịu nén đơn : Qu = 3.415 KG/cm2 - Lức dính đơn vị : C = 0.657 KG/cm2 - Góc nội ma saùt : ϕ = 16030’ - 133- HK1 1.1 HK2 0.8 25.1 Cát san lấp OH HK3 Bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám nhạt Trạng thái mềm 21.8 47.2 26.2 SM Cát vừa mịn lẫn bột, màu vàng nhạt xám đen Trạng thái chặt vừa CH Đất sét lẫn bột, màu nâu vàng xám trắng, nâu đỏ nhạt Trạng thái cứng 48.8 57 0.5 57 47.8 57 Hình 6.10 Mặt cắt địa chất cầu Kênh Ngang số – Quận 6.3.3 Xác định vùng hoạt động thoát nước Theo nghiên cứu cuả Lê Bá Lương (1968) N.N Maslov (1984) xác định vùng hoạt động đất theo quan hệ giưã gradien nén (inz) tải trọng gây đất gradien ban đầu (i0) Gradien nén tải trọng gây đất để ép đẩy nước lỗ rỗng khỏi đất điều kiện toán chiều xác định theo biểu thức: i nz = Ψ0 K 1  Z2 Z3 H −  Z − +   H 3H  3    đó: K: hệ số thấm cuả đất điều kiện cố kết nén ép cuả Y0: hệ số nén chặt tónh cuả lớp đất mặt cuả nền, xác định theo biến đổi độ rỗng (dn) cuả đất khoảng thời gian (dt) tương ứng: Ψ0 = dn dt H: chiều dày cuả lớp đất yếu chiều sâu cuả mà từ trở xuống modul lún không thay đổi theo thời gian Z: độ sâu cuả điểm tính toán Ta có: Chiều dày đất yếu: H = 24 m Chọn i0 = Tra được: Dw = 15 m Vậy: Chọn chiều sâu giếng cát là: 15 m - 134- 6.3.4 Tính toán cố kết 6.3.4.1 Các thông số cố kết Hệ số cố kết Cv ứng với cấp áp lực tương ứng công trình chọn dùng để tính toán Cv = 1.126x10-3(cm2/s) Hệ số cố kết xuyên tâm Cr lấy sở tham khảo tài liêu sau: - Theo qui trình thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm xây dựng đường 22 TCN 244-98” Cr = (2 - 5) Cv - Theo caùc kết thí nghiệm trường Băng Cốc đúc kết tài liệu “Những biện pháp cải tạo đất yếu xây dựng” tác giả D T BERGADO, J C CHAI, M.C ALFARO, A.S BALASUBRAMANIAM Cr = (3 - 15) Cv (ứng với loại đất tương tự địa điểm xây dựng) Trên sở đó, chọn Cr = 2Cv = 2*1.126x10-3 = 2.225x10-3cm2/s § Các thông số khác: - Hệ số nén chặt: a = 1.209 - Hệ số cố kết Cv = 1.126x10-3 (cm2/s) - Hệ số cố kết xuyên tâm Cr = 2Cv=2*1.126x10-3 =2.252x10-3cm2/s - Hệ số thấm: K=3.921x10-7 cm/s 6.3.4.2 T/m2 Khả chịu tải đất Tải trọng tiêu chuẩn: Rtc = AbγI + Bhγ’ + DC ϕ = 006’ tra A = 0.07; B = 1.25; D = 3.51 Rtc = 0.07*20*0.508 + 3.51*0.85 = 3.695 T/m2 = 0.3695 kg/cm2 Xác định chiều dày lớp đất tương đương hoạt tải tác dụng lên đường: h0 = ΣP/Sbγ ΣP = 36 tấn: toàn tải trọng tác dụng lên diện truyền tải Dung trọng đất ñaép: γ = 1.8 T/m3 S = 3*1.9+2*1.1 + 0.6 = 8.5 m B = 0.2 + 2*0.05 = 0.3 m h0 = 36/(8.5*0.3*1.8) = 0.028m Tải trọng tính toán truyền xuống đường: Ptt = 1.8*2.8 + 0.028*1.8 = 5.09 Vậy: P tt > Rtc nên đường ổn định, cần phải gia cố xử lý 6.3.4.3 Cố kết đất giếng cát Hệ số cố kết: Cv = 1.126*10-3 cm2/s Ct Nhân tố thời gian: T v = v H Mức độ cố kết: Uv - 135- Tv H Thời gian cố kết đất nền: t = Cv Chiều dày vùng thoát nước: H = 12 m (thoát nước hai chiều) Bảng tính cố kết đường dẫn vào cầu STT UV (%) TV 10 11 12 10 20 30 40 50 60 70 80 90 95 99 0,008 0,031 0,071 0,126 0,197 0,283 0,403 0,567 0,848 1,13 1,78 Thời gian cố kết giây năm 0,00E+00 1,02E+07 3,96E+07 9,08E+07 1,61E+08 2,52E+08 3,62E+08 5,15E+08 7,25E+08 1,08E+09 1,45E+09 2,28E+09 0,0 0,3 1,3 2,9 5,1 8,0 11,5 16,3 23,0 34,4 45,8 72,2 100 90 Mức độ cố kết U(%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0 10 20 30 40 50 60 Thời gian (năm) Hình 6.11 Biểu đồ mức độ cố kết đất 70 80 - 136- Vậy: Nếu biện pháp xử lý đường dẫn vào cầu sau 72.2 năm, đường đạt độ cố kết 99% 6.3.4.4 Cố kết đất có sử dụng hệ thống giếng cát Đường kính giếng cát: d = 0.3 m (theo lưới hình tam giác đều) Khoảng cách giếng cát: S = m Bán kính ảnh hưởng giếng cát là: R = 0.525S = 0.525*2 = 1.05 m Hệ số cố kết xuyên tâm: Cr = 2.252*10-3 cm/s Ct Nhân tố thời gian: T r = r De Mức độ cố kết: Ur Tr De2 Thời gian cố kết đất nền: t = Cr - 137- Bảng cố kết đất có giếng cát Thời gian cố kết STT Ur (%) Tr 10 11 12 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 0.0073 0.01501 0.02334 0.03201 0.04168 0.05135 0.06169 0.07369 0.08603 0.0997 0.11504 0.13138 2.92E+05 6.00E+05 9.33E+05 1.28E+06 1.67E+06 2.05E+06 2.47E+06 2.95E+06 3.44E+06 3.98E+06 4.60E+06 5.25E+06 0.1 0.2 0.4 0.5 0.6 0.8 1.0 1.1 1.3 1.5 1.8 2.0 13 14 15 16 17 18 19 65 70 75 80 85 90 95 0.15106 0.1684 0.18705 0.23109 0.27243 0.3368 0.43083 6.04E+06 6.73E+06 7.48E+06 9.24E+06 1.09E+07 1.35E+07 1.72E+07 2.3 2.6 2.9 3.6 4.2 5.2 6.6 20 99 0.66191 2.65E+07 10.2 giaây tháng 100 90 Mức độ cố kết U(%) 80 70 60 50 40 30 20 10 0.0 2.0 4.0 6.0 8.0 10.0 12.0 Thời gian (tháng) Hình 6.12 Biểu đồ trình cố kết đất có sử dụng giếng cát - 138- Vậy: Nếu dùng giếng cát xử lý đường dẫn vào cầu sau 10.2 năm, đường đạt độ cố kết 99% 6.3.5 Các giai đoạn gia tải lượng: lượng: lượng: a) Giai đoạn Chiều cao đất đắp xác định theo công thức: (π + ) C u (π + ) 89 h1 = = = 954 m γF * Choïn chiều cao đắp: h = 1.9m Độ cố kết U1 = 80% b) Giai đoạn Sau thời gian đạt độ cố kết 80%, giả sử ϕ u không tăng, Cu tăng δC = UγHtgϕ u = 0.8*1.8*1.9*tg4 = 0.193 t/m2 Cu = 0.89 + 0.193 = 1.083 t/m2 Chiều cao đất đắp xác định theo công thức: (π + ) C u (π + )1 083 h2 = = = 37 m γF * Chọn chiều cao đắp: h = 2.3m Độ cố kết U1 = 90% c) Giai đoạn Sau thời gian đạt độ cố kết 90%, giả sử ϕ u không tăng, Cu tăng moät δC = UγHtgϕ u = 0.9*1.8*2.3*tg4 = 0.26 t/m2 Cu = 1.083 + 0.26 = 1.343 t/m2 Chieàu cao đất đắp xác định theo công thức: (π + )C u (π + )1 343 h3 = = = 95 m γF * Chọn chiều cao đắp: h = 2.9m Độ cố kết U1 = 95% d) Giai đoạn Sau thời gian đạt độ cố kết 95%, giả sử ϕ u không tăng, Cu tăng δC = UγHtgϕ u = 0.95*1.8*2.9*tg4 = 0.345t/m2 Cu = 1.343 + 0.345 = 1.688 t/m2 Chiều cao đất đắp xác định theo công thức: (π + ) C u (π + )1 688 h4 = = = 707 m γF * Chọn chiều cao đắp: h = 3.7m - 139- 6.3.6 Thời gian chờ giai đoạn Độ cố kết tổng cộng: U=1-(1-Ur)(1-Uv) Với độ cố kết theo phương đứng nhỏ, độ cố kết theo phương ngang độ cố kết chung Thời gian gian chờ giai đoạn xác định nhö sau: D2  D  t = e (ln e − / 4) ln 8C r  d w  −Ur Bảng tính thời gian chờ giai đoạn Giai đoạn d (m) 0.3 0.3 0.3 0.3 S (m) 2 2 De (m) 2.1 2.1 2.1 2.1 Cv (cm2/s) 0.00126 0.00126 0.00126 0.00126 Cr (cm2/s) 0.00252 0.00252 0.00252 0.00252 Ur (%) 0.8 0.9 0.95 0.95 t t (giây) (tháng) 4210375.605 1.6 6023685.679 2.3 7836995.753 3.0 7836995.753 3.0 6.3.7 Tính độ lún cho giai đoạn Giai Chiều cao đắp Tải trọng đất đoạn h(m) đắp q (T/m2) 1.9 3.42 2.3 4.14 2.9 5.22 3.7 6.66 Độ lún ứng cấp tải 1: h = 1.9m Ứng suất phân bố: q = 1.8*1.9 = 3.42 T/m2 Bảng Kết tính lún STT Z(m) z/B σ gl K0 (T/m ) 3.42 Độ lún S(m) 0.819 0.832 0.965 1.018 (T/m ) e1 e2 Si (m) 0.00 0.52 0.52 1.04 1.04 3.42 2.05 1.842272 0.017026885 3.94 4.46 2.017968 1.985936 1.811904 1.781536 0.034139527 0.034227123 1.56 1.56 2.08 2.08 2.60 2.60 4.97 1.953904 1.751752 0.034217767 5.49 6.01 1.921872 1.89016 1.7304 1.7096 0.032765296 0.031237025 6.53 1.859792 1.6888 0.029895881 7.05 7.57 1.829424 1.799056 1.668 1.6472 0.028525947 0.027126288 8.09 1.768688 1.6264 0.025695925 σ bt p1 (T/m ) (T/m ) 0.00 0.5 0.03 0.05 0.9996 3.41846 0.9993 3.41744 1.5 0.08 0.9988 0.10 2.5 0.13 0.9985 3.41487 0.9981 3.41333 0.15 0.9978 3.41231 3.5 0.18 0.20 0.9973 3.41077 0.997 3.40974 3.12 3.12 3.64 3.64 4.16 4.16 10 4.5 0.23 0.997 3.40974 4.68 4.68 3.4159 Thời gian gia tải t(tháng) 4.9 7.0 9.1 9.1 p2 - 140- 5.20 5.20 5.71 5.71 6.23 6.23 8.60 9.12 1.742 1.7216 1.606 1.5852 0.024799416 0.025058789 9.64 1.7008 1.5644 0.025251777 6.75 6.75 7.27 7.27 7.79 7.79 10.16 10.68 1.68 1.6592 1.54664 1.53572 0.024880597 0.023217509 11.20 1.6384 1.5248 0.021528199 8.31 8.31 8.83 8.83 9.35 9.35 11.72 12.21 1.6176 1.5968 1.51388 1.50359 0.019812042 0.017947089 12.71 1.576 1.49309 0.01609278 0.973 3.32766 9.87 9.87 13.20 0.967 3.30714 10.39 10.39 13.70 0.958 3.27636 10.91 10.91 14.19 1.5588 1.54181 1.4828 1.4723 0.014850711 0.013673327 1.53089 1.46201 0.013607861 0.952 3.25584 11.43 11.43 14.68 0.943 3.22506 11.95 11.95 15.17 0.937 3.20454 12.47 12.47 15.67 1.61997 1.50905 1.45172 1.44143 0.032109146 0.01347522 1.49813 1.43093 0.013450061 0.9286 3.17581 12.99 12.99 16.16 0.923 3.15666 13.51 13.51 16.66 0.9146 3.12793 14.03 14.03 17.15 1.48721 1.47629 1.42064 1.41014 0.013382465 0.013356675 1.46537 1.39985 0.013288066 0.909 3.10878 14.55 14.55 17.65 0.9006 3.08005 15.07 15.07 18.15 0.895 3.0609 15.59 15.59 18.65 1.45445 1.44353 1.38935 1.37885 0.013261627 0.013234951 1.43261 1.36835 0.013208036 0.8866 3.03217 16.10 16.10 19.14 0.881 3.01302 16.62 16.62 19.64 0.8716 2.9807 17.14 17.14 20.12 1.4219 1.41098 1.35806 1.34756 0.013179735 0.013152328 1.4006 1.338734 0.012885529 0.8653 2.95916 17.66 17.66 20.62 0.8558 2.92684 18.18 18.18 21.11 0.8495 2.90529 18.70 18.70 21.61 1.38914 1.37822 1.333459 1.32829 0.011652938 0.010497347 1.3673 1.323015 0.009353483 0.8401 2.87297 19.22 19.22 22.09 0.8338 2.85143 19.74 19.74 22.59 0.8243 2.81911 20.26 20.26 23.08 1.35638 1.34546 1.317951 1.312676 0.008154245 0.006988821 1.337257 1.307506 0.006364512 0.818 2.79756 20.78 20.78 23.58 0.8086 2.76524 21.30 21.30 24.06 0.8023 2.7437 21.82 21.82 24.56 1.331771 1.326285 1.302231 1.297167 0.006334241 0.006258476 1.320799 1.291892 0.006227812 1.315313 1.309827 1.286723 1.281448 0.006174111 0.006143101 22.5 1.13 0.7928 2.71138 22.34 22.34 25.05 0.7865 2.68983 22.86 22.86 25.55 0.7771 2.65751 23.38 23.38 26.04 1.304341 1.276278 0.00608916 23 1.15 0.7708 2.63597 23.90 23.90 26.53 1.298855 1.271109 0.006034743 11 12 0.25 5.5 0.28 0.997 3.40974 0.997 3.40974 13 0.30 0.997 3.40974 14 15 6.5 0.33 0.35 0.997 3.40974 0.997 3.40974 16 7.5 0.38 0.997 3.40974 17 18 0.40 8.5 0.43 0.997 3.40974 0.988 3.37896 19 0.45 0.982 3.35844 20 21 9.5 0.48 10 0.50 22 10.5 0.53 23 24 11 0.55 11.5 0.58 25 12 0.60 26 27 12.5 0.63 13 0.65 28 13.5 0.68 29 30 14 0.70 14.5 0.73 31 15 0.75 32 33 15.5 0.78 16 0.80 34 16.5 0.83 35 36 17 0.85 17.5 0.88 37 18 0.90 38 39 18.5 0.93 19 0.95 40 19.5 0.98 41 42 20 1.00 20.5 1.03 43 21 1.05 44 45 21.5 1.08 22 1.10 46 47 - 141- 48 49 23.5 1.18 24 1.20 0.7613 2.60365 24.42 24.42 27.02 0.755 2.5821 24.94 24.94 27.52 1.293369 1.288094 1.265939 1.260664 Tổng lún (m) 0.005980285 0.002997036 0.818811911 - 142- CHƯƠNG CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 7.1 CÁC NHẬN XÉT, KẾT LUẬN Các kết nghiên cứu từ chương đến chương cho phép rút kết nghiên cứu sâu phát triển sau: Qua kết nghiên cứu tổng quan cho thấy giải pháp xử lý thích hợp áp dụng đồng sông Cửu Long phương pháp gia tải trước kết hợp đường thấm đứng, phương pháp cột đất vôi/xi măng, bơm hút chân không… Tuy nhiên, đường dẫn vào cầu đắp cao đất yếu thường gặp nhiều cố Với điều kiện địa chất khu vực đồng sông Cửu Long, cộng thêm tình hình ngập lụt diễn hàng năm việc xây dựng công trình gặp nhiều khó khăn Do đặc điểm thổ nhưỡng, nhiễm mặn, nhiễm phèn nên việc lựa chọn giải pháp xử lý móng cho công trình phải xem xét thận trọng, nhằm chọn giải pháp có lợi phù hợp Khi sử dụng cột đất vôi để xử lý thường quan tâm đến tiêu cường độ Tuy nhiên, khả thấm cột đất vôi có diện Về phương diện đó, cột đất vôi có tác dụng thấm thoát nước làm cố kết đất xung quanh cột, khả tác dụng chủ yếu cột đất vôi Hệ số thấm cột đất vôi thí nghiệm đất bùn sét cho kết hệ số thấm gấp 10 lần hệ số thấm mẫu đất nguyên dạng (ứn g cấp phối 12% vôi) Mặc khác, theo kết thí nghiệm cho thấy hệ số thấm mẫu đất trộn vôi tăng theo thời gian thử Như vậy, tác dụng cường độ cột đất vôi có tác dụng thấm Với tỷ lệ thành phần phối trộn vôi khác cho kết khác nhau, chứng tỏ vôi có vai trò việc lam gia tăng hệ số thấm mẫu - 143- Đối với đường dẫn vào cầu có đặc điểm đắp cao ven sông nên bất lợi cấu tạo tính toán Địa chất khu vực ven sông thường đất yếu, đặt biệt khu vực đồng Sông Cửu Long, cần phải có biện pháp xử lý trước xây dựng Quá trình tính toán cố kết phương án giếng cát hay bấc thấm phải kiểm soát trình cố kết, thời gian cố kết đất trình đưa công trình vào sử dụng Có thể tham khảo, so sánh trước chọn phương án bố trí cách xem đồ thị từ hình 5.8 đến 5.14 luận văn Phương án cột đất vôi/xi măng thay giải pháp xử dụng giếng cát hay bấc thấm Về phương diện thi công, phương pháp cột đất vôi/xi măng rút ngắn thời gian thi công Về phương diện tài chính, phương án giếng cát có kinh phí rẻ Tuy nhiê, việc lựa chọn phương án phụ thuộc vào điều kiện thi công nước ta nay, việc thi công cột đất vôi/xi măng chưa thật phổ biến, đặt biệt tỉnh đồng sông Cửu Long 7.2 CÁC KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP Đối với cột đất vôi/xi măng thường hiểu làm việc cọc Tuy nhiên, theo số tài liệu nước cột đất vôi có tác dụng thấm, cột đất xi măng tác dụng thấm Do đó, theo kết thí nghiệm đối vối đất bùn sét trộn vôi có tính thấm cao đất nguyên dạng Đối với hệ số thấm đất trộn vôi cần phải nghiên cứu nhiều hơn, đặt biệt nhiều loại đất khác đồng sông Cửu Long, để đưa kết luận tốt tác dụng ... Tên đề tài ? ?Nghiên cứu giải pháp hợp lý cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu với hoạt tải H30 đất yếu ngập lũ sâu đồng Sông Cửu Long? ?? Tóm tắt Nghiên cứu tổng quan giải pháp xử lý đất yếu như: giếng... Trình Trên Đất Yếu Mã số: 31.10.02 I- TÊN ĐỀ TÀI: ? ?Nghiên cứu giải pháp hợp lý cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu với hoạt tải H30 đất yếu ngập lũ sâu đồng sông Cửu Long? ?? II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI... Chương 1: Nghiên cứu tổng quan cấu tạo tính toán đường dẫn vào cầu đất yếu Chương 2: Nghiên cứu đất yếu liên quan đến đường dẫn vào cầu đắp cao lũ lụt đồng sông Cửu Long Chương 3: Nghiên cứu thực