Nghiên cứu giải pháp gia tải tối ưu để ổn định nền đường trên đất yếu bằng bấc thấm

1 ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRẦN ĐÌNH QUÝ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIA TẢI TỐI ƯU ĐỂ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM Chuyên nghành: Xây dựng đường ôtô đường thành phố LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2009 CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học: TS Trần Tuấn Anh Cán chấm nhận xét 1: TS Trà Thanh Phương Cán chấm nhận xét 2: TS Bùi Trường Sơn Luận văn thạc sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 30 tháng 01 năm 2009 ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA Độc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc Tp HCM, ngày .tháng năm 2009 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ - Họ tên học viên: Trần Đình Q Giới tính : Nam - Ngày, tháng, năm sinh: 24-03-1974 - Nơi sinh: xã Mộc Bắc, huyện Duy Tiên, tỉnh Hà Nam - Chuyên ngành : Xây dựng đường ô tô đường thành phố - Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu giải pháp gia tải tối ưu để ổn định đường đất yếu bấc thấm 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Nghiên cứu tính tốn theo TCXD 245-2000; Mô phần mềm Plaxis sau so sánh với số liệu quan trắc thực tế hai cơng trình thực tế để đảm bảo tính xác mơ hình số nghiên cứu vấn đề sau: 2.1 Tốc độ gia tải tối đa 2.2 Khoảng cách hợp lý hai bấc thấm 2.3 Mối quan hệ tốc độ gia tải khoảng cách bấc thấm 2.4 Xác định chiều cao đắp tới hạn 3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 30/11/2009 5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: Tiến sĩ Trần Tuấn Anh CHỦ NHIỆM BỘ MÔN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN TS Trần Tuấn Anh QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH TS Lê Bá Khánh LỜI CẢM ƠN Trong thời gian học tập, nghiên cứu trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh (2007-2009) thu thập nhiều kiến thức bổ ích phục vụ cho nghiên cứu cơng tác mà trước bậc đại học chưa học tập nghiên cứu kỹ Để có kiến thức q báu nói trước hết tơi xin chân thành cảm ơn đến toàn thể thầy , nhiệt tình giảng dạy, giúp đỡ tơi q trình học tập, nghiên cứu trường Để có kiến thức q báu nói hồn thành nhiệm vụ luận văn thạc sĩ xin chân thành cảm ơn đến tiến sĩ Trần Tuấn Anh nhiệt tình bảo, giúp đỡ, cung cấp tài liệu quý giá trình làm luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn đến UBND tỉnh An Giang, Sở Nội vụ tỉnh An Giang, Lãnh đạo Sở Xây dựng tỉnh An Giang tập thể cán công nhân viên Sở tạo điều kiện thuận lợi cho tơi tham gia hồn tất chương trình đào tạo cao học trường Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh khóa học 2007-2009 Để hồn thành luận văn thạc sĩ tơi phải tham khảo số báo, số sách ngồi nước, tơi xin chân thành cảm ơn đến tác giả có cơng xuất tài liệu q giá Tơi xin chân thành cảm ơn đến bạn học viên cao học ngành xây dựng đường ô tô đường thành phố; ngành xây dựng cầu - hầm ngành địa kỹ thuật có trao đổi kiến thức chun mơn vơ bổ ích cho tơi trình học tập làm luận văn thạc sĩ Cuối tơi xin kính chúc tồn thể q thầy cô, Cán lãnh đạo, anh, em bạn bè đồng nghiệp sức khỏe, hạnh phúc thành công trình giảng dạy cơng tác TĨM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ Trong khoảng thời gian học tập nghiên cứu cho phép, nội dung nghiên cứu đề tài bao gồm: - Giới thiệu sơ lược cơng trình giới nước nghiên cứu có liên quan mật thiết đến đề tài - Tóm tắt sở lý thuyết phương pháp phần tử hữu hạn nghiên cứu tính tốn xử lý đất yếu bấc thấm - Ứng dụng để tính tốn cho cơng trình thực tế: + Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc: + Cơng trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch – khu huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam: - Tính tốn theo tiêu chuẩn TCXD 245-2000 mơ phần mềm Plaxis sau so sánh với kết quan trắc thực tế độ lún, áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, chuyển vị ngang nhằm đảm bảo tính xác mơ hình số nghiên cứu nội dung sau: + Tính tốn thời gian cố kết cho trường hợp khoảng cách bấc thấm 0,5 mét; 0,8 mét; 1,0 mét, 1,5 mét; 2,0 mét 2,5 mét Sau vẽ biểu đồ quan hệ khoảng cách bấc thấm thời gian cố kết để tìm khoảng cách hợp lý hai bấc thấm + Tăng dần tốc độ gia tải cho trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,5 mét (như thực tế thi cơng trình đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc) cho trường hợp khoảng cách bấc thấm 0,8 mét (như thực tế thi cơng cơng trình nhà máy điện Nhơn Trạch – khu huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam ) để tìm tốc độ gia tải tối đa cho phép cơng trình + Tính tốn tốc độ gia tải tối đa cho trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,0 mét, 1,5 mét 2,0 mét để tìm tốc độ gia tải tối đa tương ứng với khoảng cách bấc thấm, sau lập biểu đồ tương quan khoảng cách bấc thấm tốc độ gia tải tối đa để tìm mối quan hệ tương quan + Giữ nguyên tốc độ gia tải thực tế thi công, gia tăng chiều cao đắp đất bị phá hoại để tìm chiều cao đắp tới hạn cho phép MỤC LỤC Trang MỞ ĐẦU 8-9 Chương TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 1.1 Tổng quan xử lý đất yếu 10 1.2 Điểm qua công trình nghiên cứu xử lý đất yếu bấc thấm công bố nước quốc tế 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu cơng bố Quốc tế 10 1.2.2 Các cơng trình nghiên cứu công bố nước .17 Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 2.1 Thiết kế cấu tạo……………………………………………………………….19 2.2 Tính tốn độ lún tổng cộng……………………………………….…….…….21 2.3 Tính độ lún theo thời gian…………………………………….… ………… 23 2.4 Tính tốn ổn định………………………………………….…………… ….28 2.5 Tính tốn gia tải nén trước………………………………… ……………….30 2.6 Tính độ gia tăng cường độ lớp đất yếu………………….….…………………31 2.7 Thi công gia cố đất yếu bấc thấm…………….………….…………31 2.8 Kiểm tra nghiệm thu cơng trình……………… …………… ………… 33 2.9 Đánh giá hiệu gia cố đất yếu bấc thấm………………… … 34 Chương PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN TRONG PHÂN TÍCH, TÍNH TỐN BÀI TỐN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 3.1 Giới thiệu sơ lược phương pháp phần từ hữu hạn 35 3.2 Mơ hình Cam – Clay lập luận mơ hình Cam Clay 36 3.3 Cách thức mô bấc thấm phương pháp phần tử hữu hạn 38 Chương ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN PHÂN TÍCH, TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ 4.1 Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc .40 4.2 Cơng trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam 53 Chương TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH THỰC TẾ THEO TIÊU CHUẨN XÂY DỰNG TCXD 245-2000 5.1 Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc .67 5.2 Công trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam 76 Chương GIỚI THIỆU SỐ LIỆU QUAN TRẮC THỰC TẾ VÀ SO SÁNH VỚI KẾT QUẢ TÍNH TỐN BẰNG MƠ HÌNH SỐ NHẰM ĐẢM BẢO TÍNH CHÍNH XÁC CỦA MƠ HÌNH SỐ 6.1 Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc .82 6.2 Cơng trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam .102 Chương PHÂN TÍCH PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI HỢP LÝ 7.1 Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo tỉnh Zhejiang phía đơng Trung Quốc .105 7.2 Cơng trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam .116 Chương KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 8.1 Kết luận 127 8.2 Kiến nghị .127 PHỤ LỤC TÍNH TỐN 128 TÀI LIỆU THAM KHẢO .144 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG .145 MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Để gia tăng sức chịu tải đất nhiều tác giả nước nghiên cứu, tính tốn đưa nhiều giải pháp gia cố xử lý khác như: giải pháp cọc cát, cọc xi măng, giếng cát, bấc thấm, Trong giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm đem lại hiệu cao mà giới nói chung nước nói riêng áp dụng rộng rãi Đặc tính đường giao thơng trải dài qua nhiều vùng địa chất phức tạp khác Hiện giới Việt Nam áp dụng rộng rãi giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm Tuy nhiên việc nghiên cứu khoảng cách nhỏ hai bấc thấm mà khoảng cách tốc độ tháo nước bấc thấm đạt hiệu cao việc nghiên cứu tốc độ gia tải tối đa, chiều cao đắp tới hạn, tương quan khoảng cách bấc thấm tốc độ gia tải chưa nghiên cứu cụ thể chi tiết, lý mà đề tài cần thiết phải nghiên cứu Mục tiêu nghiên cứu Có nhiều yếu tố ảnh hưởng đến hiệu kinh tế - kỹ thuật việc sử dụng bấc thấm xử lý đất yếu như: Chất lượng bấc thấm; Chiều sâu cắm bấc thấm; Mức độ xáo trộn vùng đất quanh bấc thấm; Tốc độ gia tải; Khoảng cách hai bấc thấm, Trong khoảng thời gian nghiên cứu làm luận văn tốt nghiệp cao học tháng mục tiêu nghiên cứu luận văn giới hạn nội dung sau: 2.1 Khoảng cách tối ưu hai bấc thấm (nhỏ khoảng cách tốc độ cố kết đất tăng không đáng kể) 2.2 Tốc độ gia tải tối đa để ổn định đắp 2.3 Tương quan khoảng cách bấc thấm tốc độ gia tải 2.4 Xác định chiều cao đắp tới hạn Đối tượng Phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu: + Cơng trình xây dựng đường cao tốc HN từ Hangzhou đến Ningbo, tỉnh Zhejiang, phía đơng Trung Quốc + Nhà máy điện Nhơn Trạch, huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam - Phạm vi nghiên cứu: nghiên cứu độ lún đường, chuyển vị ngang đường mức độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đất Ý nghĩa khoa học Thực tiễn đề tài Việc xử lý đất yếu bấc thấm xử dụng rộng rãi nước giới Có nhiều tác giả nước giới nghiên cứu giải pháp gia cố đất yếu bấc thấm, nhiên việc nghiên cứu chi tiết hiệu kinh tế tối ưu sử dụng bấc thấm chưa quan tâm mức Đề tài nghiên cứu tham khảo để nghiên cứu yếu tố khác ảnh hưởng đến hiệu kinh tế sử dụng bấc thấm xử lý đất yếu như: chiều sâu cắm bấc thấm, tốc độ tháo nước cần thiết bấc thấm, kỹ thuật thi công bấc thấm, Công trình xây dựng đường giao thơng thường trải dài theo tuyến qua vùng đất yếu diện tích mặt đất cần xử lý lớn, việc nghiên cứu giải pháp xử lý tối ưu đất yếu bấc thấm đem lại hiệu kinh tế to lớn cho kinh tế Quốc dân Thông qua đề tài nghiên cứu gợi khía cạnh chưa hợp lý lý thuyết tính tốn quy trình quy phạm sử dụng tính tốn thiết kế Việt Nam để nghiên cứu chỉnh sửa cho phù hợp 10 Chương TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 1.1 Tổng quan xử lý đất yếu bấc thấm Khi đắp đường qua vùng đất yếu đất đường bị nén chặt lại áp lực nước lỗ rỗng thặng dư bị tiêu tán dần Áp lực nước lỗ rỗng thặng dư đất tiêu tán nhanh hay chậm phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: giải pháp xử lý đất yếu, tính chất loại đất, chiều dài đường thấm, tốc độ gia tải, Việc nghiên cứu tốc độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư nhiều tác giả hàng đầu địa chất học nghiên cứu nhằm đưa giải pháp gia tăng tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thặng dư để đất nhanh cố kết, từ rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình Các giải pháp xử lý đất yếu xử dụng rộng rãi nước giới như: cọc cát, cọc xi măng, giếng cát, bấc thấm, Đề tài luận văn nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm Xử lý đất yếu bấc thấm có ưu điểm giá thành cơng trình hợp lý, mức độ cố kết nhanh, công nghệ thi công đơn giản Để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật kinh tế người thiết kế cần đảm bảo tiêu chí thiết kế cho đất có mức độ cố kết nhanh nhất, chiều sâu cắm bấc thấm ngắn nhất, khoảng cách bấc thấm lớn nhất, tốc độ gia tải nhanh đảm bảo ổn định công trình Với tiêu chí việc nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến độ gia tăng sức chống cắt đất, yếu tố ảnh hưởng đến giá thành cơng trình như: trình tự thi cơng, tiêu chuẩn bấc thấm, thiết bị thi công, thời gian gia tải, tốc độ gia tải, chiều sâu cắm bấc thấm, khoảng cách bấc thấm, yếu tố ảnh hưởng đến tốc độ thoát nước đất hệ số thấm, mức độ xáo trộn đất cắm bấc thấm, trình độ tay nghề đơn vị thi công cần thiết Để nghiên cứu kỹ yếu tố ảnh hưởng náy cần nhiều thời gian công sức Xử lý đất yếu bấc thấm nhiều tác giả nghiên cứu như: Terzaghi, Jun-Chun Chai, Kjellman, Hansbo, 1.2 Điểm qua cơng trình nghiên cứu xử lý đất yếu bấc thấm công bố nước quốc tế 1.2.1 Các cơng trình nghiên cứu xử lý đất yếu bấc thấm công bố Quốc tế 1.2.1.1 Cơng trình nghiên cứu Jun Chun – Chai Norihiko Miura Tác giả Jun Chun – Chai Norihiko Miura tiến hành thí nghiệm phòng để nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng đến việc thoát nước đứng gia cố đất yếu bấc thấm như: 131 k hp = 2* B2 * 3* R2 k = 9,519.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.2.2.3 Lớp MC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,080 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = 2* B2 * 3* R2 k = 8,611.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.2.2.4 Lớp SMC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 4,130 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: k hp = 2* B2 * 3* R2 k = 7,000.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.3 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,0 mét: 1.3.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2*B * q wa = 251,125 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 4,587 (m/ngày) 1.3.2 Tính hệ số thấm ngang đất mơ (trong mơ hình phẳng): 1.3.2.1 Lớp TC: - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,525 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,0873 mét 132 - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,065 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: n a = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mô (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 6,525.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.3.2.2 Lớp SC1: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,616 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 6,041.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.3.2.3 Lớp MC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,080 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 1.3.2.4 Lớp SMC: k = 5,465.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 133 - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 4,130 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 4,443.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.4 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,5 mét: 1.4.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mô hình phẳng: q wp = 2*B * q wa = 111,611 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 2,039 (m/ngày) 1.4.2 Tính hệ số thấm ngang đất mơ (trong mơ hình phẳng): 1.4.2.1 Lớp TC: - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,7875 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,0873 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,065 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa 134 - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 2,856.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.4.2.2 Lớp SC1: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,616 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 2,645.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.4.2.3 Lớp MC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,080 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 2,392.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.4.2.4 Lớp SMC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 4,130 E − - Hệ số thấm ngang đất mô (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,945.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.5 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 2,0 mét: 1.5.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mơ cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm 135 - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2* B * q wa = 62,781 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 1,147 (m/ngày) 1.5.2 Tính hệ số thấm ngang đất mô (trong mơ hình phẳng): 1.5.2.1 Lớp TC: - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=1,05 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,0873 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,065 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,59.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln(s a ) sa k sa 1.5.2.2 Lớp SC1: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,616 E − 136 - Hệ số thấm ngang đất mô (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,472.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.5.2.3 Lớp MC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,080 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,332.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.5.2.4 Lớp SMC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 4,130 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,082.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.6 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 2,5 mét: 1.6.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2* B * q wa = 40,18 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 0,734 (m/ngày) 1.6.2 Tính hệ số thấm ngang đất mơ (trong mơ hình phẳng): 137 1.6.2.1 Lớp TC: - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=1,3125 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,0873 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,065 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,009.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.6.2.2 Lớp SC1: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,616 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 9,344.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.6.2.3 Lớp MC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 5,080 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: 138 k hp = * B2 * 3* R2 k = 8,453.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 1.6.2.4 Lớp SMC: - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 4,130 E − - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 6,871.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 139 Phụ lục (Tính tốn quy đổi hệ số thấm từ thực tế đối xứng trục qua mô theo mô hình phẳng cho cơng trình xây dựng nhà máy điện Nhơn Trạch – khu huyện Nhơn Trạch, tỉnh Đồng Nai – Việt Nam) 2.1 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 0,5 mét: 2.1.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mô hình phẳng: q wp = 2*B * q wa = 940,521 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 17,178 (m/ngày) 2.1.2 Tính hệ số thấm ngang lớp bùn sét mơ (trong mơ hình phẳng): - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,2625 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,018 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,092 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: 140 k hp = * B2 * 3* R2 k = 2,36.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 2.2 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 0,8 mét: 2.2.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2*B * q wa = 367,391m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 6,71 (m/ngày) 2.2.2 Tính hệ số thấm ngang lớp bùn sét mơ (trong mơ hình phẳng): - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,42 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,018 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,092 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: 141 k hp = * B2 * 3* R2 k = 9,053.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 2.3 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,0 mét: 2.3.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2* B * q wa = 235,13 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 4,295 (m/ngày) 2.3.2 Tính hệ số thấm ngang lớp bùn sét mơ (trong mơ hình phẳng): - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,525 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,018 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,092 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mô (mơ hình phẳng) tính theo cơng thức: 142 k hp = * B2 * 3* R2 k = 5,745.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 2.4 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 1,5 mét: 2.4.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2*B * q wa = 104,502 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 1,909 (m/ngày) 2.4.2 Tính hệ số thấm ngang lớp bùn sét mô (trong mơ hình phẳng): - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=0,7875 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,018 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,092 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = R = 29,717 rwa - Tỷ số: s a = rs = 6,698 rwa - Tỷ số: na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mơ (mơ hình phẳng) tính theo công thức: 143 k hp = * B2 * 3* R2 k = 2,515.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln( s a ) sa k sa 2.5 Trường hợp khoảng cách bấc thấm 2,0 mét: 2.5.1 Tính hệ số thấm đứng đất (mô cho bấc thấm) : - Lưu lượng tháo nước bấc thấm: q wa = 100 m3/năm - Nửa bề rộng bấc thấm mô phỏng: bw = 0,075 m - Lưu lượng tháo nước mơ hình phẳng: q wp = 2* B * q wa = 58,783 m3/năm π * R2 - Hệ số thấm đứng mơ hình đối xứng trục: k wa = q wa = 124,184 π * rwa2 - Hệ số thấm đứng mô bấc thấm: k wp = q wp * bw * = 1,074 (m/ngày) 2.5.2 Tính hệ số thấm ngang lớp bùn sét mơ (trong mơ hình phẳng): - Bán kính đới ảnh hưởng (đối xứng trục): R=1,05 mét - Nửa bề rộng ảnh hưởng (mơ hình phẳng): B = 1,018 mét - Hệ số thấm ngang đối xứng trục vùng không xáo trộn: k = 6,092 E − - Tỷ số: k = 13,8 k sa - Bán kính quy đổi bấc thấm : rwa = 0,027 - Bán kính vùng xáo trộn: rs = 0,178 - Tỷ số: na = - Tỷ số: r R = 29,717 ;- Tỷ số: s a = s = 6,698 rwa rwa na = 4,437 sa - Hệ số thấm ngang đất mô (mô hình phẳng) tính theo cơng thức: k hp = * B2 * 3* R2 k = 1,4.E − (mét/ngày) na k ln( ) − + * ln(s a ) sa k sa 144 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Barron, R.A (1948): “Consolidation of fine-grained soils by drain well”: American society of civil engineers, Founded November 5.1852 Paper No.2346 [2] Tran,T.A and Mitachi,T.(2008): “Equivalent plane strain modeling of vertical drains in soft ground under embankment combined with vacuum preloading” Computers and Geotechics Journal, vol 35, Issue 5, PP 655-672 [3] Jin-Chun Chai, Shui-Long Shen, Norihiko Miura and Dennes T.Bergado: Simple method of modeling PVD improved subsoil (2001) Journal of geotechnical and geoenvironmental engineering/November2001/PP.965-972 [4] R.Whitlow: Basic soil mechanics [5] Lareal Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lực (1986-1989): Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam, Trường Đại Học Bách Khoa TP.HCM [6] PGS.TS.Nguyễn Ngọc Bích (chủ biên), ThS Lê Thị Thanh Bình, PGS.TS.Vũ Đình Phụng: Đất xâsy dựng, địa chất cơng trình kỹ thuật cải tạo đất xây dựng [7] GS.TS Phan Trường Phiệt (2005): Cơ học đất ứng dụng tính tốn cơng trình đất theo trạng thái tới hạn- nhà xuất xây dựng [8] Châu Ngọc Ẩn (2002): Nền móng, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM [9]Châu Ngọc Ẩn (2004): Cơ học đất, NXB Đại học Quốc Gia TP.HCM [10] Trần Quang Hộ (2004): Cơng trình đất yếu, NXB Đại Học Quốc Gia TP.HCM [11] Trần Quang Hộ (2007): Trạng Thái Tới hạn ứng xử đất, Đại Học Quốc Gia TP.HCM [12] Bộ Giao thông Vân tải (1998): Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm xây dựng đường 22TCN 244-98 [13] Bộ Giao thơng Vận tải (1998): Quy trình khảo sát, thiết kế đường đất yếu 22TCN 262-2000 [14] Bộ Giao thông Vận tải (2000): 22TCN 262-2000: Quy trình khảo sát thiết kế đường tô đắp đất yếu [15] Bộ Xây dựng (2000): TCXD 245:2000: Gia cố đất yếu bấc thấm nước 145 LÝ LỊCH TRÍCH NGANG - Họ tên: TRẦN ĐÌNH QUÝ - Ngày, tháng, năm sinh: 24-03-1974 Nơi sinh: tỉnh Hà Nam Ninh - Địa liên lạc: 541/5A, Đường tỉnh 943, phường Mỹ Hòa, thành phố Long Xuyên, tỉnh An Giang ĐTDĐ: 0918.378695 ĐTNR: 076.3835053 QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO - 1993-1998: Sinh viên trường Đại học Giao thông Vận Tải sở II, Quận thủ Đức, thành phố Hồ Chí Minh - 2007-2009: Học viên cao học trường Đại học Bách khoa, thành phố Hồ Chí Minh Q TRÌNH CƠNG TÁC - 1998-2001: Cơng tác Cơng ty Cơng trình giao thơng 120 – Bộ Giao thông Vận Tải - 2001-2003: Công tác Ban Quản lý Dự án Đầu tư Xây dựng Công trình Giao thơng – Sở giao thơng vận Tải tỉnh An Giang - 2003 đến nay: Công tác Trung tâm Tư vấn Kiểm định Xây dựng – Sở Xây dựng tỉnh An Giang ... Xây dựng đường ô tô đường thành phố - Khoá (Năm trúng tuyển) : 2007 1- TÊN ĐỀ TÀI: Nghiên cứu giải pháp gia tải tối ưu để ổn định đường đất yếu bấc thấm 2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN: Nghiên cứu tính... nước giới nghiên cứu giải pháp gia cố đất yếu bấc thấm, nhiên việc nghiên cứu chi tiết hiệu kinh tế tối ưu sử dụng bấc thấm chưa quan tâm mức Đề tài nghiên cứu tham khảo để nghiên cứu yếu tố khác... thiết kế Việt Nam để nghiên cứu chỉnh sửa cho phù hợp 10 Chương TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM 1.1 Tổng quan xử lý đất yếu bấc thấm Khi đắp đường qua vùng đất yếu đất đường bị nén chặt