Nghiên cứu đất gia cố tổng hợp trong xây dựng mặt đường ở an giang

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA o0o - TRẦN VĂN HIẾU NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ TỔNG HP TRONG XÂY DỰNG MẶT ĐƯỜNG Ở AN GIANG Chuyên ngành : CẦU-TUYNEL & CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ, ĐƯỜNG SẮT Mã số ngành : 2.15.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP.HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2004 -2- CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh Chữ ký : Cán chấm nhận xét : ………………………………………………………………… Chữ ký : Cán chấm nhận xét : ………………………………………………………………… Chữ ký : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày ………tháng……….năm 2004 CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc -o0o -Tp.HCM, ngày ………tháng …… năm 2004 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH - NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên : TRẦN VĂN HIẾU Phái : Nam MSHV : CA13.007 Ngày tháng năm sinh : 15 - - 1969 Nơi sinh : Thừa Thiên - Huế Chuyên ngành: Cầu, tuynel công trình xây dựng khác đường ôtô đường sắt I.TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu đất gia cố tổng hợp xây dựng mặt đường An Giang II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Nhiệm vụ: Nghiên cứu giải pháp gia cố đất, loại thành phần vật liệu gia cố đất tối ưu xây dựng kết cấu mặt đường An Giang Nội dung: - Chương Mở đầu - Chương I : Nghiên cứu tổng quan - Chương II : Những vấn đề lý thuyết phục vụ cho việc nghiên cứu đất gia cố An Giang - Chương III : Những kết qủa nghiên cứu đất gia cố An Giang phòng thí nghiệm - Chương IV : Đề xuất, tính tóan phân tích hiệu qủa kinh tế-kỹ thuật, để lựa chọn phương án kết cấu mặ t đường hợp lý An Giang - Kết luận kiến nghị – Phụ lục & Tài liệu tham khảo III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS TS NGUYỄN XUÂN VINH PGS TS NGUYỄN XUÂN VINH CHỦ NHIỆM NGÀNH BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS LÊ VĂN NAM Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua Ngày tháng năm 2004 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA QUẢN LÝ NGÀNH 4- Lời cảm ơn ! ♣ Trong trình học tập, nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp, tập thể Qúy Thầy, Cô thuộc Bộ môn Cầu Đường, Khoa Kỹ thuật Xây Dựng, Phòng Đào tạo Sau Đại học Trường Đại học Bách Khoa nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn, bổ sung thêm cho nhiều kiến thức chuyên sâu chuyên môn, giúp mở rộng thêm tầm nhìn, hiểu biết sâu chuyên môn, vững vàng công tác nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tất Qúy Thầy – Cô ♣ Đặc biệt, xin gởi lời cảm ơn đến PGS.TS Nguyễn Xuân Vinh, TS Nguyễn Mạnh Hùng Qúy Thầy Cô khác tận tình hướng dẫn giúp đở suốt thời gian thực luận văn tốt nghiệp, xin Qúy Thầy Cô nhận nơi lòng biết ơn sâu sắc ♣ Xin cảm ơn Công ty Tư vấn ĐTXD GTCC An Giang, Trung tâm Ứng dụng KHCN-GTVT, Phân viện Khoa học Công nghệ Giao thông Vận tải Phía Nam giúp đở qúa trình thực luận văn ♣ Đồng thời xin chân thành cảm ơn người thân, bạn bè, đồng nghiệp quan tâm giúp đỡ, động viên suốt trình học tập TP Hồ Chí Minh, Ngày 08 tháng năm 2004 Trần Văn Hiếu -5- TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Sự cần thiết đề tài nghiên cứu : An Giang vùng đồng thấp trũng, ngập lũ hàng năm Do đường thường phải đắp cao để vượt lũ, địa chất phần lớn đất yếu, mực nước ngầm nước lũ cao, phải có biện pháp xữ lý đường tốn Vì cần phải tìm loại vật liệu có tiêu kỹ thuật phù hợp để xây dựng kết cấu mặt đường, điều kiện chế độ thủy nhiệt khắc nghiệt An Giang, với gía thành thấp nhất, nguồn cung cấp dồi Đất gia cố tổng hợp (đất gia cố chất kết dính vô kết hợp với hóa chất) loại vật liệu thỏa mãn yêu cầu giai đoạn An Giang Từ nhu cầu nêu trên, đề tài nghiên cứu có tên : “Nghiên cứu đất gia cố tổng hợp để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang “ Mục đích nghiên cứu đề tài : Nghiên cứu chọn nguồn vật liệu xây dựng kết cấu mặt đường với gía thành xây dựng thấp nhất, tuổi thọ công trình cao, nguồn cung cấp dồi dào, ổn định với nước, phù hợp với chế độ thủy nhiệt khắc nghiệt Nhằm thay cho cấp phối Tàpạ, cấp phối đá dăm làm lớp móng đường cấp cao mặt đường giao thông nông thôn An Giang Đối tượng phạm vi nghiên cứu : * Sử dụng đất chổ An Giang để gia cố với vôi vôi kết hợp hóa chất VISS, để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang Phương pháp nghiên cứu : Kế thừa kết nghiên cứu tác giả trước, kết hợp -6- nghiên cứu lý thuyết thí nghiệm, xử lý số liệu phương pháp thống kê toán học Nội dung đề tài : Đề tài gồm chương, 11 phụ lục 28 tài liệu tham khảo, bao gồm : Chương Mở đầu Chương I : Nghiên cứu tổng quan Chương : Những vấn đề lý thuyết phục vụ cho việc nghiên cứu đất gia cố An Giang Chương III : Những kết qủa nghiên cứu đất gia cố An Giang phòng thí nghiệm Chương IV : Đề xuất, tính tóan phân tích hiệu qủa kinh tế-kỹ thuật, để lựa chọn phương án kết cấu mặt đường hợp lý An Giang Kết luận kiến nghị – Phụ lục & Tài liệu tham khảo Kết luận : Sử dụng đất gia cố để xây dựng kết cấu áo đường An Giang mang lại hiệu qủa kinh tế cao thành phần tỷ lệ gia cố nằm phạm vi sau : - Đối với đất gia cố vôi 10% vôi - Đối với đất gia cố tổng hợp 4% vôi kết hợp 0.34l VISS/m3 Đây lọai vật liệu sử dụng để xây dựng kết cấu mặt đường hợp lý An Giang Giải pháp đất gia cố VISS vôi không khả thi Cường độ đất gia cố tăng theo thời gian biến cứng theo quy luật hàm lũy thừa Khi tính tóan để chịu lực cho lưu lượng xe lấy 28 ngày tuổi lưu lượng xe tương lai lấy năm tuổi hợp lý Đối với đất sét An Giang gia cố để làm móng đường cấp III, cấp IV lớp mặt chịu lực đường cấp V -7- MỤC LỤC CHƯƠNG MỞ ĐẦU trang Sự cần thiết đề tài nghiên cứu Mục đích nghiên cứu đề tài 11 Đối tượng phạm vi nghiên cứu 12 Phương pháp nghiên cứu 13 Ý nghóa khoa học thực tiển đề tài 13 Nội dung luận văn 15 CHƯƠNG I : TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ LÀM MÓNG, MẶT ĐƯỜNG Ô TÔ Ở TRONG VÀ NGÒAI NƯỚC – ĐẶC ĐIỂM VỀ ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN, ĐỊA CHẤT-THỦY VĂN VÀ ĐẤT ĐẮP NỀN ĐƯỜNG CỦA TỈNH AN GIANG I.1 Tình hình nghiên cứu đất gia cố làm móng, mặt đường ô tô ngòai nước I.1.1 Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố nước ngòai I.1.2 Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố Việt Nam I.2 Đặc điểm địa hình, địa chất, địa chất – thủy văn An Giang I.2.1 Địa hình I.2.2 Địa chất I.2.3 Địa chất – thủy văn I.2.4 Một số đặc trưng chủ yếu đất An Giang CHƯƠNG II : NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ LÝ THUYẾT PHỤC VỤ CHO 16 16 22 34 34 35 37 38 -7- VIỆC NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ Ở VIỆT NAM II.1 Sự hình thành tính chất lý đất sét An Giang 40 II.1.1 Sự hình thành đất sét An Giang 40 II.1.2 Tính chất lý đất sét An Giang 40 II.2 Lý thuyết đất gia cố 50 II.2.1 Đất gia cố 50 II.2.2 Sự hình thành phát triển cường độ đất gia cố vôi 51 II.2.3 Sự hình thành phát triển cường độ đất gia cố tổng hợp 58 CHƯƠNG III : NHỮNG KẾT QỦA NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ Ở AN GIANG TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM III.1 Cơ sở thực thí nghiệm 63 III.1.1 Vật liệu thí nghiệm 63 III.1.2 Các tiêu chuẩn, quy trình thí nghiệm sử dụng 63 III.1.3 Các tiêu thí nghiệm 63 III.1.4 Các yêu cầu thí nghiệm 64 III.2 Kết qủa thí nghiệm đặc trưng – lý đất tự nhiên chất liên kết vô (vôi) 65 III.2.1 Các tiêu lý đất tự nhiên An Giang 65 III.2.2 Các tiêu chủ yếu vôi 68 III.3 Nghiên cứu xác định tỷ lệ hợp lý chất dùng để gia cố đất từ kết qủa thí nghiệm 69 III.3.1 Thí nghiệm mẫu thử thời điểm 28 ngày tuổi, điều kiện không bão hòa nước 70 III.3.2 Nghiên cứu quy luật phát triển cường độ đất gia cố theo thời gian, điều kiện bão hòa không bão hòa nước 95 -7- CHƯƠNG IV : ĐỀ XUẤT, TÍNH TÓAN VÀ PHÂN TÍCH HIỆU QỦA KINH TẾ – KỸ THUẬT ĐỂ LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG HP LÝ Ở AN GIANG IV.1 Các phương án kết cấu mặt đường khả thi IV.1.1 Các thông số kỹ thuật yêu cầu 114 IV.1.2 Các phương án kết cấu mặt đường khả thi 114 IV.2 Phân tích, so sánh hiệu qủa kinh tế – kỹ thuật để lựa chọn phương án 117 kết cấu mặt đường hợp lý An Giang IV.2.1 Phân tích ưu, nhược điểm phương án kết cấu mặt đường 125 IV.2.2 So sánh hiệu qủa kinh tế – kỹ thuật phương án, lựa chọn kết cấu 125 mặt đường hợp lý NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ TÀI LIỆU THAM KHẢO (Phần PHỤ LỤC có tập riêng) 128 133 137 -9- CHƯƠNG MỞ ĐẦU SỰ CẦN THIẾT CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU Đặc điểm đồng sông Cửu Long nói chung An Giang nói riêng vùng đồng thấp trũng, ngập lũ hàng năm Do đường thường phải đắp cao để vượt lũ, địa chất phần lớn đất yếu, mực nước ngầm nước lũ cao Vì vậy, cần phải có biện pháp xữ lý đường : Thay lớp đất yếu cát, trải vải địa kỹ thuật, gia cố bảo vệ taluy đường chống xói lở hàng năm,… dẫn đến gía thành xây dựng đường cao Ở An Giang, hai huyện Tịnh Biên Tri Tôn gần mỏ đá, chín huyện, thị, thành phố lại xa, đường vận chuyển lại khó khăn, tuyến vùng sâu, vùng xa, giao thông nông thôn Vì gía thành vật liệu xây dựng kết cấu áo đường : Đá dăm, cấp phối đồi,…vận chuyển đến chân công trình thường cao Mặt khác đường đắp chủ yếu đất ruộng (thường đất sét có hàm lượng hạt mịn cao) đào dọc theo hai bên đường để đắp Loại đất phần lớn đất yếu, có dung trọng khô lớn (γk.max) xấp xỉ 1.51g/cm3 Nếu sử dụng để đắp đường có mặt đường cấp cao không đạt yêu cầu Vì vậy, tiến hành nâng cấp mở rộng tuyến đường cần phải xử lý đất tốn Một biện pháp xử lý đất hợp lý thường sử dụng phổ biến An Giang đào đất phạm vi lòng đường để đắp lề, sau đắp lại cát Để đảm bảo độ ổn định lớp kết cấu áo đường phía trên, cần phải có lớp móng vật liệu dính kết liền khối (đất gia cố , cấp phối đồi có số dẻo đủ để tạo nên lớp móng liền khối) vải địa kỹ thuật để phân cách hai lớp kết cấu rời rạt (lớp cát đá dăm) Trước An Giang sử - 126 - • Kết cấu mặt đường có tính ổn định với nước cao nhất, thích hợp để xây dựng vùng bị ngập lũ năm An Giang, nhằm đảm bảo giao thông thông suốt điều kiện đường bị ngập lũ • Kết cấu mặt đường có độ bền chịu kéo uốn cao, hạn chế tượng nứt gãy kết cấu mặt đường đất gia cố, đảm bảo tính tòan khối, giải pháp kết cấu mặt đường tối ưu xây dựng đường vùng thường xuyên bị ẩm ướt, ngập lũ An Giang • Tận dụng tối đa nguồn vật liệu (đất) chổ có trữ lượng dồi Góp phần vào công bảo vệ môi trường, cảnh quan đồi núi thiên nhiên, đảm bảo cân sinh thái, thu hút khách du lịch đến tham quan cảnh núi non hùng vó An Giang b Nhược điểm : • Đòi hỏi nghiên cứu thực nghiệm cho chủng lọai đất sử dụng để gia cố , nhằm xác định thành phần tỷ lệ gia cố tối ưu • Thi công gặp trở ngại vào lúc mưa dầm IV.2.1.2 Phương án : Kết cấu mặt đường đất gia cố vôi a Ưu điểm : • Kết cấu mặt đường có tính ổn định với nước, thích hợp để xây dựng vùng bị ngập lũ năm An Giang, nhằm đảm bảo giao thông thông suốt điều kiện đường bị ngập lũ • Tận dụng tối đa nguồn vật liệu (đất) chổ có trữ lượng dồi Góp phần vào công bảo vệ môi trường, cảnh quan đồi núi thiên nhiên, đảm bảo cân sinh thái, thu hút khách du lịch đến tham quan cảnh núi non hùng vó An Giang - 127 - b Nhược điểm : • Kết cấu mặt đường giòn, dễ nứt gãy làm giảm tính tòan khối, giảm khả chịu lực kết cấu • Đòi hỏi nghiên cứu thực nghiệm cho chủng lọai đất sử dụng để gia cố , nhằm xác định thành phần tỷ lệ gia cố tối ưu • Thi công gặp trở ngại vào lúc mưa dầm • Giá thành xây dựng có thấp, cao phương án IV.2.1.3 Phương án : Kết cấu mặt đường cấp phối 0–4 a Ưu điểm : • Có thể triển khai thi công nhanh không bị ảnh hưởng nhiều thi công mùa mưa • Yêu cầu vật liệu đơn giản, dễ thực hiện, không đòi hỏi nhiều nghiên cứu thực nghiệm đất gia cố • Tận dụng nguồn vật liệu (đá 0-4) chổ b Nhược điểm : • Gía thành cao • Kết cấu mặt đường có tính ổn định với nước thấp, giảm tuổi thọ xây dựng vùng bị ngập lũ năm An Giang Không thể đảm bảo giao thông thông suốt điều kiện đường bị ẩm ướt, ngập lũ • Với kết cấu góp phần làm cạn kiệt nguồn tài nguyên thiên nhiên, không bảo vệ môi trường, cảnh quan đồi núi thiên nhiên An Giang IV.2.1.4 Phương án : Kết cấu mặt đường cấp phối 0-4, sỏi đỏ Biên Hòa a Ưu điểm : • Dễ thi công với tiến độ nhanh • Yêu cầu vật liệu đơn giản, dễ thực hiện, không đòi hỏi nhiều nghiên cứu thực nghiệm đất gia cố - 128 - b Nhược điểm : • Gía thành cao • Kết cấu mặt đường không ổn định với nước trương nở thành phần hạt sét cấp phối sỏi đỏ Vì kết cấu mặt đường dễ bị phá họai xây dựng vùng bị ngập lũ năm An Giang Không thể đảm bảo giao thông thông suốt điều kiện đường bị ẩm ướt, ngập lũ • Không chủ động nguồn cung cấp sỏi đỏ đạt chất lượng tiến độ yêu cầu IV.2.2 SO SÁNH HIỆU QỦA KINH TẾ-KỸ THUẬT CÁC PHƯƠNG ÁN, LỰA CHỌN KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG HP LÝ NHẤT Từ tính tóan gía thành xây dựng nêu ta có kết qủa bảng sau : Bảng IV.9 K/cấu mặt đường Móng đường cấp III Móng đường cấp IV Mặt đường cấp V Lọai tầng mặt A1 A2 A2 A2 28.888 56.762 Gía PA 37.680 32.656 thành PA 52.734 46.342 41.548 66.798 Xây dựng PA 79.200 71.600 64.000 65.000 (đồng/m2) PA 68.360 59.600 54.020 68.021 Qua qúa trình nghiên cứu, tính tóan, phân tích, so sánh ưu, nhược điểm phương án kết cấu mặt đường nêu cho thấy, phương án kết cấu mặt đường đất gia cố tổng hợp (PA1) có nhiều ưu điểm bật, vượt trội hẳn phương án lại Đây phương án kết cấu mặt đường tối ưu thích hợp để xây dựng tuyến đường qua vùng có chế độ thủy nhiệt bất lợi An Giang - 129 - Từ kết qủa tính tóan bảng IV.9, lập biểu đồ hình IV.6 bảng IV.10 để so Gía thành XD/m2 KCMĐ (1000 đồng) sánh phương án kết cấu mặt đường 80 79.200 70 68.360 71.600 68.021 66.798 65.000 64.000 59.600 60 50 56.762 54.020 52.734 46.342 40 41.548 37.680 32.656 30 28.888 20 Moùn g đườn g cấp III A1 Món g đườn g cấp III A2 Món g đườn g cấp IV Mặt đườn g cấp V PA1: Đất gia cố tổn g hợp PA2: Đất gia cố vôi PA3: Cấp phối 0-4 PA4: Cấp phối sỏi đỏ Hình IV.6 BIỂU ĐỒ SO SÁNH CÁC PA KẾT CẤU MẶT ĐƯỜNG Bảng IV.10 K/cấu mặt đường Móng đường cấp III Móng đường cấp IV Mặt đường cấp V Lọai tầng mặt A1 A2 A2 A2 So sánh PA 1 1 gía thành PA 1.40 1.42 1.44 1.18 Xây dựng PA 2.10 2.19 2.22 1.15 Với PA 1.81 1.83 1.87 1.20 PA Từ kết qủa nghiên cứu trên, ta có dạng kết cấu mặt đường tối ưu phương án hình IV.7, IV.8, IV.9 Dễ dàng so sánh chọn phương án kết cấu mặt đường hợp lý - 130 - I.Đường cấp III, mặt đường cấp cao chủ yếu (A1) E chung=1417kG/cm2 E chmg=1055kG/cm2 D=33cm E chmg=1052kG/cm2 Mặt đường BTN MĐ CP 0-4 loại I Mặt đường BTN Móng đất gia cố 10% vôi 33 Evl=2260 KG/cm2 30 Evl=2530 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 a Móng đường đất gia cố tổng hợp E chmg=1053kG/cm2 15 Evl = 2500 KG/cm2 Móng đất gia cố TH 4% vôi b Móng đường đất gia cố vôi D=33cm E chung=1406kG/cm2 D=33cm P=6kG/cm2 MĐ CP 0-4 loaïi I 15 Evl = 2500 KG/cm2 E chung=1415kG/cm2 D=33cm E chung=1413kG/cm2 P=6kG/cm2 P=6kG/cm2 E chmg=1128k/cm2 Maët đường BTN P=6kG/cm2 Mặt đường BTN 15 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 15 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 Móng CP 0-4 loại II Evl= 2200 KG/cm2 Móng CP 0-4 loại II Evl = 2200 KG/cm2 16 Móng CP sỏi đỏ Evl=1600 KG/cm2 34 26 Vải địa KT phân cách Nền cát Eo = 400 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 c Móng đường cấp phối đá - d Móng đường cấp phối - sỏi đỏ II.Đường cấp III, mặt đường cấp cao thứ yếu (A2) E chung=1350kG/cm2 E chmg=974kG/cm2 D=33cm E chung=1355kG/cm2 P=6kG/cm2 E chmg=983kG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I 16 Evl = 2500 KG/cm2 E chmg=987kG/cm2 16 Evl=2260 KG/cm2 29 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 a Móng đường đất gia cố tổng hợp D=33cm MĐ CP 0-4 loại I Móng đất gia cố 10% vôi 26 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 E chung=1360kG/cm2 P=6kG/cm2 Evl = 2500 KG/cm2 Móng đất gia cố TH 4% vôi Evl=2530 KG/cm2 D=33cm b Móng đường đất gia cố vôi E chung=1359kG/cm2 D=33cm P=6kG/cm2 P=6kG/cm2 E chmg=985kG/cm2 MÑ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 Móng CP 0-4 loại II Evl = 2200 KG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 16 Móng CP 0-4 loại II Evl= 2200 KG/cm2 16 Móng CP sỏi đỏ Evl=1600 KG/cm2 20 16 30 Vải địa KT phân cách Nền cát Eo = 400 KG/cm2 c Móng đường cấp phối đá - Nền cát Eo = 400 KG/cm2 d Móng đường cấp phối - sỏi đỏ Hình IV.7 So sánh dạng kết cấu mặt đường cấp III (Đơn vị chiều dày lớp kết cấu mặt đường tính cm) - 131 - * Đường cấp IV, mặt đường cấp cao thứ yeáu (A2) E chung=1290kG/cm2 E chmg=908kG/cm2 D=33cm D=33cm E chung=1310kG/cm2 P=6kG/cm2 E chmg=927kG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I MĐ CP 0-4 loại I Móng đất gia cố 10% vôi Móng đất gia cố TH 4% vôi Nền cát Eo = 400 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 a Móng đường đất gia cố tổng hợp b Móng đường đất gia cố vôi E chung=1292kG/cm2 E chmg=916kG/cm2 26 Evl=2260 KG/cm2 23 Evl=2530 KG/cm2 E chung=1289kG/cm2 16 Evl = 2500 KG/cm2 16 Evl = 2500 KG/cm2 P=6kG/cm2 D=33cm P=6kG/cm2 D=33cm E chmg=927kG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 P=6kG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 15 16 Móng CP sỏi đỏ Evl=1600 KG/cm2 Móng CP 0-4 loại II Evl = 2200 KG/cm2 37 26 Vải địa KT phân cách Nền cát Eo = 400 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 c Móng đường cấp phối 0-4 d Móng đường cấp phối sỏi đỏ Hình IV.8 So sánh dạng kết cấu mặt đường cấp IV (Đơn vị chiều dày lớp kết cấu mặt đường tính cm) * Đường cấp V, mặt đường cấp cao thứ yeáu (A2) E chung=838kG/cm2 D=33cm E chung=846kG/cm2 P=6kG/cm2 20 Evl=2530 KG/cm2 22 Evl=2260 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 Nền cát Eo = 400 KG/cm2 a Mặt đường đất gia cố tổng hợp láng nhựa E chung=837kG/cm2 P=6kG/cm2 Móng đất gia cố 10% vôi MĐ đất gia cố TH 4% vôi b Mặt đường đất gia cố vôi láng nhựa E chung=835kG/cm2 D=33cm D=33cm D=33cm P=6kG/cm2 P=6kG/cm2 MĐ CP 0-4 loại I Evl = 2500 KG/cm2 22 MĐ CP sỏi đỏ Evl=1600 KG/cm2 29 Nền cát Eo = 400 kG/cm2 Nền cát Eo = 400 kG/cm2 c Mặt đường cấp phối 0-4 láng nhựa d Mặt đường cấp phối sỏi đỏ láng nhựa Hình IV.9 So sánh dạng kết cấu mặt đường cấp V (Đơn vị chiều dày lớp kết cấu mặt đường tính cm) - 132 - Nhìn vào biểu đồ hình IV.6 bảng IV.10 dễ dàng nhận thấy, phương án sử dụng đất gia cố tổng hợp để xây dựng kết cấu mặt đường tiết kiệm từ 15122% chi phí xây dựng so với phương án kết cấu mặt đường khác Từ nghiên cứu chứng tỏ : Sử dụng đất gia cố 4% vôi kết hợp 0.34l VISS/m3 đất gia cố tổng hợp để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang phương án hợp lý Phù hợp với điều kiện xây dựng khai thác đường môi trường có chế độ thủy nhiệt khắc nghiệt Đồng thời giải pháp mang lại hiệu qủa kinh tế - kỹ thuật cao xây dựng kết cấu mặt đường An Giang giai đọan - 133 - NHẬN XÉT, KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Những kết qủa nghiên cứu : Qua qúa trình nghiên cứu đất gia cố An Giang cho thấy : Đất sét tự nhiên An Giang lọai đất có khả chịu lực thấp Ở trạng thái bão hòa nước đất gần hết khả chịu lực Nhưng sử dụng giải pháp gia cố vôi, gia cố tổng hợp (đất gia cố vôi kết hợp VISS) có tính khả thi cao Mối quan hệ cường độ hàm lượng vôi tham gia hỗn hợp đất gia cố vôi hàm bậc ba có hệ số âm Vì tỷ lệ vôi hổn hợp 10% đất gia cố vôi đạt hiệu qủa cao Đối với đất gia cố hóa chất, tương quan cường độ hàm lượng hóa chất đường cong bậc hai có hệ số âm Vì vậy, hàm lượng hóa chất (VISS) hỗn hợp lít VISS/m3, đất gia cố VISS đạt hiệu qủa cao Tuy nhiên, cường độ tối đa đất gia cố VISS qúa thấp, nên sử dụng để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang Trong giải pháp gia cố đất nghiên cứu trên, giải pháp đất gia cố tổng hợp hiệu qủa Quy luật phát triển cường độ theo hàm lượng hóa chất, hàm bậc hai có hệ số âm Do thành phần tỷ lệ gia cố đạt hiệu qủa cao đất sét : Đất gia cố 4% vôi kết hợp 0.34 lít hóa chất/m3 đất gia cố tổng hợp đầm chặt Khi cường độ kháng nén (Rn) module đàn hồi (h) đất gia cố tổng hợp tương đương với đất gia cố vôi, đất gia cố tổng hợp có khả chịu kéo uốn cao đất gia cố vôi xấp xỉ 1.5 lần Do đất gia cố tổng - 134 - hợp hạn chế đáng kể nhược điểm giòn, dễ nứt gãy đất gia cố vôi nói riêng đất gia cố chất kết dính vô nói chung Khả chịu lực đất gia cố tổng hợp tăng theo thời gian trạng thái bão hòa nước Khi đất gia cố tổng hợp trạng thái bão hòa nước giai đọan đầu khả chịu lực đất gia cố giảm xuống so với khô ráo, sau tăng dần lên theo thời gian biến cứng, có nghóa cường độ tính ổn định đất gia cố tổng hợp tăng theo thời gian, vật liệu trạng thái bão hòa nước Đây đặc điểm bật đất gia cố mà không lọai vật liệu có được.Vì vậy, phù hợp để xây dựng kết cấu mặt đường điều kiện ngập lũ An Giang Phương án sử dụng đất gia cố tổng hợp để xây dựng lớp móng đường cấp III, cấp IV kết cấu chịu lực mặt đường cấp V phương án mang lại hiệu qủa kinh tế-kỹ thuật cao An Giang II Kiến nghị : Đất gia cố tổng hợp sử dụng làm vật liệu thay cho cấp phối Tàpạ, sỏi đỏ, đá dăm để xây dựng lớp móng đường cấp III, cấp IV kết cấu chịu lực mặt đường cấp V hiệu qủa mặt kinh tế-kỹ thuật Phù hợp với chủ trương bảo vệ nguồn tài nguyên ngày cạn kiệt, cảnh quan đồi núi thiên nhiên hùng vó UBND tỉnh An Giang Đất gia cố tổng hợp với thành phần tỷ lệ gia cố nghiên cứu đề tài thích hợp với đất sét có số dẻo > 10%, không nhiễm phèn nhiễm phèn nhẹ (pH 5.0-6.6) Trường hợp đất bị nhiễm phèn nặng (pH < 5.0) phải tăng hàm lượng vôi thích hợp - 135 - Đất để gia cố phải lọai bỏ lớp hữu bề mặt nên sử dụng đất chọn lọc có số dẻo Id xấp xó 10%, đào từ đất ruộng khu vực lân cận tuyến đường cần xây dựng để giảm chi phí vận chuyển Vôi để gia cố cần có hàm lượng CaO + MgO > 80%, tốt nên dùng vôi bột nghiền, loại vôi sử dụng để gia cố đất đạt hiệu cao phù hợp áp dụng công nghệ gia cố máy liên hợp Khả chịu lực đất gia cố tổng hợp tăng theo thời gian Sự phát triển tuân theo quy luật hàm lũy thừa Từ kết thí nghiệm với kết qủa nghiên cứu tác gỉa trước cho thấy, chọn cường độ 28 ngày tuổi để tính tóan cho lưu lượng xe khai thác thời điểm năm tuổi để tính tóan cho lưu lïng xe khai thác tương lai hợp lý Tuy nhiên để xác định xác cường độ tính tóan thời điểm hợp lý nhất, cần phải thực thi công thí điểm ngòai trường theo dõi thay đổi cường độ thời gian đủ dài (tương đương năm) để kiểm chứng Trong điều kiện bão hòa nước, kết cấu mặt đường giảm khả chịu lực Vì nơi có nước ngập thøng xuyên mùa lũ, cần phải có biện pháp giảm tải trọng lưu lượng xe lưu thông tuyến hợp lý, phù hợp với khả chịu lực kết cấu mặt đường Để thực điều cần phải tiến hành kiểm chứng thực tế trường Sử dụng đất gia cố tổng hợp để xây dụng kết cấu mặt đường An Giang giải pháp hòan tòan Vì vậy, để đạt hiệu qủa cao triển khai đại trà, cần phải có nghiên cứu thực nghiệm ứng với lọai đất cần gia cố cụ thể Khi sử dụng đất gia cố tổng hợp để xây dựng mặt đường cấp V, cần phải thiết kế lớp tráng nhựa mỏng, liên kết chặt với lớp đất gia cố để phủ - 136 - kín bảo vệ mặt đường, nhằm chống hao mòn bụi bẩn mặt đường, góp phần đảm bảo an tòan giao thông bảo vệ môi trường III Những tồn hướng nghiên cứu đề tài * Luận văn tiến hành tháng, khối lượng công việc tương đối lớn, đặc biệt công tác thí nghiệm nhiều thời gian Vì nội dung luận văn tồn vấn đề cần nghiên cứu tiếp sau : Nghiên cứu khả nguyên nhân nứt (quy luật nứt, độ mở rộng chiều dài vết nứt co ngót, từ biến,…) lớp móng đất gia cố, ảnh hưởng nứt đến lớp mặt, từ đưa giải pháp khắc phục Mở rộng đối tượng phạm vi nghiên cứu lọai đất lại An Giang, lọai hóa chất phù hợp khác, thành phần hóa học VISS Nghiên cứu công nghệ thi công phù hợp với điều kiện An Giang Triển khai thi công thí điểm ngòai trường để kiểm chứng khẳng định kết qủa nghiên cứu nêu trên, nhằm hiệu chỉnh gía trị cường độ thí nghiệm phòng gía trị thực tế chịu lực ngòai trường Đây sở để tính tóan thiết kế – thi công bước tiến tới triển khai thực đại trà đất gia cố tổng hợp xây dựng kết cấu mặt đường An Giang TÀI LIỆU THAM KHẢO - 137 - [1] Báo cáo kết qủa thi công móng đất gia cố 8% vôi QL.30, Tân Hồng–Dinh Bà, tỉnh Đồng Tháp (Phân viện KHCN GTVT phía NamTP.HCM,5/2002) [2] Bộ Kiến Trúc–Viện Quy Hoạch Thành Phố Báo cáo sơ kết công tác nghiên cứu mặt đường đất gia cố vôi, đất gia cố ximăng, xỉ lò cao Tháng 11/1963 [3] Công nghệ xử lý đất yếu – Hội Cơ học đất Địa kỹ thuật Việt Nam, Hội Xây dựng Việt Nam, Tổng Cty Xây dựng Hà Nội, Cty Geopier (USA), Cty Cofec LTD & Hercules (Sweden) (Bản tiếng Anh), Hà Nội & TP.HCM 18 – 22/10/2002 [4] D.T.Bergado, J.C.Chai, M.C.Alfaro, A.S.Balasubramaniam Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng Nhà xuất giáo dục 1996 [5] Đặng Thùy Chi ĐH GTVT Gia cố đất Tạp chí KHGTVT số 5- 11/2003 [6] Hồ Chất, Nguyễn Hữu Trí, Vũ Minh Xuyến nhóm nghiên cứu Báo cáo giám định kết qủa nghiên cứu ứng dụng đất gia cố vôi-ximăng xây dựng áo đường Việt Nam [7] Hồ Chất, Vũ Minh Xuyến Nghiên cứu hoàn thiện chế gia cố đất chất kết dính vô [8] Nguyễn Xuân Vinh Các chuyên đề nâng cao -Thiết kế đường ô tô điều khiển giao thông đèn tín hiệu Nhà xuất ĐHQG TP.HCM 2003 [9] Nguyễn Mạnh Hùng, Phạm Văn Hùng, Nguyễn Minh Trí, Đỗ Minh Thạnh tập thể phòng Đường ôtô – sân bay, Phân viện KHCN GTVT Phía - 138 - Nam Báo cáo kết qủa Dự án nghiên cứu sử dụng nguồn vật liệu địa phương chổ gia cố với chất kết dính vô để xây dựng đường ôtô đồng sông Cửu Long TP.HCM, tháng 7/1998 [10] Nguyễn Mạnh Hùng, Nguyễn Minh Trí nhóm nghiên cứu Kết qủa thi công thử nghiệm đất gia cố vôi + hóa chất SA4/LS40 làm đường giao thông nông thôn Tây Ninh Phân viện KHCN GTVT Phía Nam TP.HCM 4/2003 [11] Nguyễn Mạnh Hùng , Nguyễn Minh Trí nhóm nghiên cứu Dự thảo Quy định kỹ thuật thi công gia cố đất với vôi+chất SA4/LS40 làm đường giao thông nông thôn Phân viện KHCN GTVT Phía Nam TP.HCM 4/2003 [12] Nguyễn Huy Thập, Nguyễn Minh Trí Quy luật phát triển cường độ theo thời gian tỷ lệ vôi hợp lý đất gia cố vôi dùng làm móng, mặt đường ôtô khu vực đồng sông Cửu Long Tạp chí giao thông [13] Nguyễn Minh Trí Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố vôi làm móng đường đồng sông Cửu Long Luận án Thạc sỹ KHKT.TP.HCM 2000 [14] Phân Viện Khoa Học Công Nghệ Giao Thông Vận Tải Phía Nam – Báo cáo kết qủa thí nghiệm kiểm tra chất lượng công trình đất gia cố vôi Km7+000 đến Km8+000 QL.62-Long An [15] Quy trình sử dụng đất gia cố chất kết dính vô xây dựng đường QTTC-CHĐ –80-06 – Bộ Giao Thông Vận Tải [16] Qui trình thi công nghiệm thu lớp đất gia cố vôi máy chuyên dùng Bomag loại máy có tính 22TCN –229-95 [17] Tiêu chuẩn Việt Nam Phân loại đất xây dựng TCVN –5747-1993 [18] Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường Tập I : Vật liệu phương pháp thử Nhà xuất Giao thông Vận tải 1996 - 139 - [19] Tiêu chuẩn kỹ thuật công trình giao thông đường Tập II : Khảo sát thiết kế Nhà xuất Giao thông Vận tải 1996 [20] Tiêu chuẩn kỹ thuật Thi công & nghiệm thu nền, mặt đường ôtô Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội 2002 [21] Tiêu chuẩn thiết kế áo đường mềm 22 TCN-274-01 Nhà xuất Giao thông Vận tải, Hà Nội 2001 [22] Tôn Thất Chiểu, Nguyễn Công Pho tác gỉa khác Đất đồng sông Cửu Long Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội-1991 [23] Trần Đình Bửu, Nguyễn Quang Chiêu, Dương Học Hải Xây dựng mặt đường ôt NXB Đại học & Trung học chuên nghiệp, Hà Nội 1978 [24] Tuyển tập Tiêu chuẩn thí nghiệm công trình giao thông Hà Nội 1999 [25] V.M Bezruk – A.X Elenovits o đường đất gia cố – Nhà xất khoa học kỹ thuật, 1981 Người dịch : Đỗ Bá Chương, Dương Học Hải, Đặng Hữu, Trần Luân Ngô, Nguyễn Xuân Vinh [26] V.M Bezruk Các nguyên tắc gia cố đất ( Bản tiếng Nga ), Nhà xuất Giao thông vận tải, 1987 [27] V.M Bezruk – E.F Leviski – L.N Iatrebova – M.A Libermam – V.X Isaep – L.I Glukman Công nghệ giới hóa gia cố đất xây dựng đường – Nhà xuất Giao thông Vận tải Người dịch : Hồ Chất , Nguyễn Đình Kha , Nguyễn Quốc Hùng [28] V.M Bezruk Gia cố đất xây dựng đường san bay ( Bản tiếng Nga ), Nhà xuất Giao thông vận tải, 1971 * TÓM TẮT LÝ LỊCH TRÍCH NGANG : - 140 - - Họ tên : Trần Văn Hiếu - Ngày tháng năm sinh : 15 – – 1969 Nơi sinh : Thừa Thiên – Huế - Địa liên lạc : Cty Tư vấn ĐTXD GTCC An Giang, số 91, QL.91, Vàm Cống, Long Xuyên, An Giang + QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO : Đại học GTVT : • Chế độ học : Chính quy • Thời gian học : Từ 9/1989 đến 7/1994 • Nơi học : Trường ĐH GTVT sở II, Quận 9, Tp.Hồ Chí Minh • Ngành học : Cầu đường Đại học Bách Khoa : • Chế độ học : Bổ sung ĐH thứ hai • Thời gian học : Từ 9/1997 đến 7/2000 • Nơi học : Trường Đại học Bách Khoa, Quận 10, Tp.Hồ Chí Minh • Ngành học : Xây dựng dân dụng công nghiệp + QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC : Từ tháng năm 1994 công tác Cty Tư vấn ĐTXD GTCC An Giang ... yêu cầu giai đoạn An Giang Từ nhu cầu nêu trên, đề tài nghiên cứu có tên : ? ?Nghiên cứu đất gia cố tổng hợp để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang “ Mục đích nghiên cứu đề tài : Nghiên cứu chọn... mặt đường An Giang Trong giai đoạn An Giang, đất gia cố tổng hợp (đất gia cố chất kết dính vô kết hợp với phụ gia hóa chất) loại vật liệu có khả thỏa mãn yêu cầu Bởi, loại vật liệu đất gia cố. .. đường cấp cao mặt đường giao thông nông thôn An Giang Đối tượng phạm vi nghiên cứu : * Sử dụng đất chổ An Giang để gia cố với vôi vôi kết hợp hóa chất VISS, để xây dựng kết cấu mặt đường An Giang