Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất khi dùng bấc thấm để thoát nước đất nền trong xây dựng công trình trên nền đất yếu

LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc sĩ chuyên ngành địa kỹ thuật xây dựng với đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để nước đất xây dựng cơng trình đất yếu” hoàn thành với cố gắng nỗ lực thân với giúp đỡ nhiệt tình Bộ mơn địa kỹ thuật - Khoa Cơng trình thầy giáo trường Đại học Thuỷ Lợi tạo điều kiện, động viên giúp đỡ mặt Tác giả xin chân thành cảm ơn quan, đơn vị cá nhân nói Đặc biệt, tác giả xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc tới thầy giáo hướng dẫn TS Hoàng Việt Hùng trực tiếp hướng dẫn tận tình giúp đỡ thời gian thực luận văn Sự thành công luận văn gắn liền với trình giúp đỡ, động viên cổ vũ gia đình, bạn bè đồng nghiệp Tác giả xin chân thành cảm ơn Trong khuôn khổ luận văn thạc sĩ, điều kiện thời gian có hạn nên khơng thể tránh khỏi khiếm khuyết, mong nhận ý kiến đóng góp q báu thầy giáo, anh chị bạn bè đồng nghiệp Hà nội, ngày tháng năm 2014 Tác giả Mai Hồng Diên LỜI CAM ĐOAN Tên Mai Hồng Diên, xin cam đoan đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để thoát nước đất xây dựng cơng trình đất yếu” đề tài luận văn riêng Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố cơng trình khoa học Tác giả Mai Hồng Diên MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN 1.1 Giới thiệu chung: 1.2 Đặc điểm phân loại đất yếu: 1.2.1 Đặc điểm đất yếu: .3 1.2.2 Các loại đất yếu thường gặp: .4 1.3 Các giải pháp xử lý đất yếu: 1.3.1 Nhóm phương pháp làm chặt đất mặt học 1.3.2 Nhóm phương pháp làm chặt đất sâu chấn động thuỷ chấn 1.3.3 Nhóm phương pháp gia cố thiết bị tiêu nước thẳng đứng 1.3.4 Phương pháp gia cố lượng nổ 11 1.3.5 Phương pháp gia cố vải địa kỹ thuật bấc thấm 11 1.3.6 Nhóm phương pháp gia cố chất kết dính 12 1.3.7 Nhóm phương pháp gia cố dung dịch 13 1.3.8 Nhóm phương pháp vật lý gia cố đất yếu 16 1.3.9 Nhóm phương pháp gia cố đất yếu cọc cát, cọc vôi, cọc đất-vôi, cọc đất-xi măng, cọc cát-xi măng-vôi 18 1.3.10 Bệ phản áp: 19 1.3.11 Tăng hệ số mái: 20 1.3.12 Phương pháp nén trước: .20 1.3.13 Phương pháp cố kết chân không: 21 1.4 Các biện pháp thi công để xử lý nền: 22 1.4.1 Nén chặt đất cách hạ thấp mực nước ngầm: 22 1.4.2 Khống chế tốc độ thi công để cải thiện điều kiện chịu lực đất: 23 1.4.3 Thay đổi tiến độ thi công để cải thiện điều kiện biến dạng 24 KẾT LUẬN CHƯƠNG .25 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỦA PHƯƠNG PHÁP 26 2.1 Đặt vấn đề 26 2.2 Khái quát thiết bị thoát nước thẳng đứng 26 2.3 Các đặc tính bấc thấm (PVD) .27 2.4 Ngun tắc tính tốn bấc thấm 28 2.4.1 Mục đích: .28 2.4.2 Các biểu thức thiết kế: 29 2.4.3 Trường hợp lý tưởng 32 2.4.4 Trường hợp chung: 34 2.4.5 Khoảng cách bấc thấm: 39 2.4.6 Chiều dài bấc thấm 40 2.4.7 Quy trình thiết kế 41 2.5 Thi công bấc thấm: 43 2.5.1 Giới thiệu: 43 2.5.2 Chuẩn bị trường 43 2.5.3 Thiết bị thi công .44 2.5.4 Quy trình thi cơng bấc thấm 46 2.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến độ cố kết đất sử dụng bấc thấm: .50 KẾT LUẬN CHƯƠNG .51 CHƯƠNG MƠ HÌNH HỐ CÁC TRƯỜNG HỢP ỨNG DỤNG 52 3.1 Đặt vấn đề 52 3.2 Phân tích lựa chọn trường hợp tính toán 52 3.3 Giới thiệu phần mềm tính tốn: 54 3.4 Kết tính toán .57 3.5 Phân tích kết tính tốn: .59 3.5.1 Ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất : 59 3.5.2 Ảnh hưởng khoảng cách bấc thấm .62 3.5.3 Ảnh hưởng chiều dày đất chiều cao khối đắp .66 KẾT LUẬN CHƯƠNG .72 CHƯƠNG ỨNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VỚI NỀN ĐƯỜNG NỘI BÀI-LÀO CAI (ĐOẠN TỪ KM46+040 ĐẾN KM46+350) 73 4.1 Giới thiệu dự án đường cao tốc Nội Bài – Lào Cai: 73 4.1.1 Giới thiệu chung .73 4.1.2 Đặc điểm địa chất Km46+040 – Km46+350: 73 4.1.3 Các yêu cầu thiết kế đắp đất yếu: 74 4.1.4 Công tác quan trắc đoạn Km46+040 đến Km46+350 dự án cao tốc Nội Bài – Lào Cai .76 4.2 Kết quan trắc: .79 4.3 Phân tích đánh giá số liệu quan trắc 89 4.4 So sánh kết nghiên cứu số liệu quan trắc 91 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV 94 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 95 I Các kết đạt luận văn .95 II Một số vấn đề tồn 96 III Kiến nghị 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1: Sơ đồ bố trí đầm xung kích Hình 1.2: Sơ đồ thiết bị nén chặt đất đầm lăn Hình 1.3: Sơ đồ thiết bị nén chặt đất đầm rung Hình 1.4: Máy chuyên dụng tự hành cắm bấc thấm 10 Hình 1.5: Sơ đồ cơng trình vữa xi măng 14 Hình 1.6: Biểu đồ để tra lượng vữa xi măng lỗ 14 Hình 1.7: Sơ đồ thiết bị thi cơng nhựa bitum 15 Hình 1.8: Sơ đồ bố trí điện cực 16 Hình 1.9: Sơ đồ bố trí thiết bị gia cường đất nhiệt 17 Hình 1.10: Sơ đồ bố trí cọc cát .18 Hình 1.11: Sơ đồ bố trí cọc cát phạm vi nén chặt đất 18 Hình 1.12: Sơ đồ máy thi công cọc vôi – đất .19 Hình 1.13: Xử lý cọc vôi – đất 19 Hình 1.14: Ảnh hưởng tốc độ tăng tải đến tốc độ cố kết cường độ chống cắt 23 Hình 2.1: Đường kính tương đương bấc thấm 27 Hình 2.2: Bấc thấm PVD 27 Hình 2.3: Sự cố kết thoát nước theo phương đứng xuyên tâm 31 Hình 2.4: Sơ đồ làm việc ống thoát nước PV với sức kháng thoát nước 33 Hình 2.5: Đường kính tương đương ống nước PV 34 Hình 2.6: Quan hệ Fn D/ d w cho trường hợp lý tưởng 35 Hình 2.7: Ví dụ đường cong thiết kế cho trường hợp đơn giản .35 Hình 2.8: Hệ số xáo trộn (Fs) với thông số 36 Hình 2.9: Ước lượng giá trị hệ số sức kháng thoát nước Fr' 38 Hình 2.10: Các hình thức bố trí bấc thấm 40 Hình 2.11: Giá trị xấp xỉ vùng xáo trộn xung quanh lõi bấc thấm 40 Hình 2.12: Xác định chiều dài bấc thấm 41 Hình 2.13: Ví dụ ảnh hưởng thông số đến t90 .42 Hình 2.14: Một số hình ảnh thi công bấc thấm 46 Hình 2.15: Quy trình thi cơng bấc thấm 48 Hình 2.16: Quy trình lắp ghép bấc thấm 49 Hình 3.1: Giao diện phần mềm FoSSA (2.0) 54 Hình 3.2: Lựa chọn mơ hình tốn 55 Hình 3.3: Lựa chọn thơng số tính lún 55 Hình 3.4: Lựa chọn thông số thiết kế PVD (bấc thấm) 56 Hình 3.5: Thơng số tính cố kết 56 Hình 3.6: Quan hệ độ lún theo thời gian với khoảng cách bấc thấm c =1,0m 59 Hình 3.7: Quan hệ độ lún theo thời gian với khoảng cách bấc thấm c =1,5m 60 Hình 3.8: Quan hệ độ lún theo thời gian với khoảng cách bấc thấm c =2,0m 60 Hình 3.9: Quan hệ độ lún theo thời gian với khoảng cách bấc thấm c =2,5m 61 Hình 3.10: Quan hệ độ lún theo thời gian với khoảng cách bấc thấm c =3,0m 61 Hình 3.11: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =0,5 .62 Hình 3.12: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =1,0 .63 Hình 3.13: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =2,0 .64 Hình 3.14: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =3,0 .64 Hình 3.15: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =4,0 .65 Hình 3.16: Quan hệ độ lún theo khoảng cách bấc thấm với Fs =5,0 .65 Hình 3.17: Quan hệ độ lún theo thời gian với H = 4m, L = 8m 69 Hình 3.18: Quan hệ độ lún theo thời gian với H = 4m, L = 16m 69 Hình 3.19: Quan hệ độ lún theo thời gian với H = 8m, L = 8m 70 Hình 3.20: Quan hệ độ lún theo thời gian với H = 8m, L = 16m 70 Hình 4.1: Thiết bị đo lún 77 Hình 4.2: Một số hình ảnh quan sát lún 77 Hình 4.3: Thiết bị đo áp lực lỗ rỗng 78 Hình 4.4: Sơ đồ bơ trí quan trắc lún mặt mặt cắt Km46+300 78 Hình 4.5: Biểu đồ độ lún đất theo thời gian 89 Hình 4.6: Xác định độ lún cuối theo phương pháp Asaoka 90 Hình 4.7: Tính tốn độ lún cuối theo Asaoka 91 Hình 4.8: Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian mặt cắt Km46+300 93 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng - 1: Các thơng số tính tốn sử dụng nghiên cứu 53 Bảng - 2: Các thông số đất đất đắp .53 Bảng - 3: Bảng kết tính tốn lún theo thời gian .57 Bảng - 4: Bảng kết tính tốn độ cố kết theo thời gian 58 Bảng - 5: Bảng kết tính tốn lún theo thời gian thay đổi chiều dày đất chiều cao khối đắp .67 Bảng - 6: Bảng kết tính độ cố kết theo thời gian thay đổi chiều dày đất chiều cao khối đắp 68 Bảng - 1: Bảng tiêu lý lớp 73 Bảng - 2: Phần độ lún cố kết cho phép lại ΔS trục tim đường sau hồn thành cơng trình: 76 Bảng - 3: Kết quan trắc lún mặt mặt cắt Km46+300 79 Bảng - 4: Các thơng số tính tốn sử dụng tính tốn 91 Bảng - 5: Các thông số đất đất đắp Km46+300 .92 Bảng - 6: Bảng tính độ lún theo thời gian Km46+300 92 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong thực tế xây dựng, móng cơng trình đóng vai trị quan trọng ổn định chung công trình, theo thống kê ngun nhân cố có nhiều ngun nhân dẫn đến cố cơng trình nguyên nhân chủ yếu trình xử lý cơng trình chưa hợp lý, tốc độ thi công nhanh so với độ cố kết đất Vì vậy, cần thiết phải có cơng trình nghiên cứu tìm giải pháp xử lý hiệu đầu tư xây dựng, cải thiện trình tính tốn thiết kế với mục tiêu hạn chế tối đa cố xảy trình thi cơng, vận hành sử dụng, đồng thời tiết kiệm nguồn ngân sách mà mang lại hiệu cao Một giải pháp hiệu rút ngắn thời gian thi công làm tăng nhanh tốc độ cô kết cách sử dụng vật thoát nước đứng để gia cố xây dựng cơng trình đất yếu Giải pháp sử dụng rộng rãi ngành xây dựng, giao thơng, thủy lợi việc nghiên cứu đánh giá xác thêm thơng số tính tốn thiết kế việc làm cần thiết Đề tài “Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để nước đất xây dựng cơng trình đất yếu” nội dung cấp bách, thiết thực giải vấn đề tồn nêu Mục tiêu phạm vi nghiên cứu a Mục tiêu: Đánh giá ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất cắm vật thoát nước đứng (PVD) đến tốc độ cố kết đất nền, so sánh đối chiếu với kết quan trắc thực địa để hiệu chỉnh số liệu tính tốn b Nhiệm vụ: Phân tích tổng quan giải pháp xử lý xây dựng cơng trình yếu - Ngun tắc tính tốn bấc thấm (PVD) - Mơ số tốn thực tế phần mềm chuyên dụng - Phân tích kết kết luận c Phạm vi nghiên cứu: Chỉ giới hạn nghiên cứu bấc thấm kết hợp gia tải trước để xử lý đất yếu, khơng xét q trình từ biến đất Các phương pháp nghiên cứu - Thống kê tài liệu: Thu thập tổng hợp tài liệu có xử lý cơng trình, ứng dụng Việt Nam giới; - Phân tích lý thuyết; - Phân tích mơ hình tốn 84 Chênh Độ Chênh Độ Chênh Độ Cao Đỉnh Đỉnh lệch lún lệch lún lệch lún độ cần cần lún tổng lún tổng lún tổng đất SP2 SP3 SP1 SP1 SP2 SP2 SP3 SP3 đắp (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ngày đo Đỉnh cần SP1 (mm) 1/Jul/13 13590 -1055 -4 13829 -970 -7 13775 -647 -6 14425 3/Jul/13 13585 -1060 -5 13823 -976 -6 13769 -653 -6 14425 5/Jul/13 13579 -1066 -6 13817 -982 -6 13764 -658 -5 14425 7/Jul/13 13576 -1069 -3 13813 -986 -4 13756 -666 -8 14425 8/Jul/13 13573 -1072 -3 13810 -989 -3 13750 -672 -6 14425 9/Jul/13 13569 -1076 -4 13805 -994 -5 13745 -677 -5 14425 10/Jul/13 13564 -1081 -5 13801 -998 -4 13741 -681 -4 14425 11/Jul/13 13560 -1085 -4 13796 -1003 -5 13738 -684 -3 14425 12/Jul/13 13557 -1088 -3 13793 -1006 -3 13734 -688 -4 14425 13/Jul/13 13552 -1093 -5 13789 -1010 -4 13729 -693 -5 14425 14/Jul/13 13548 -1097 -4 13786 -1013 -3 13723 -699 -6 14425 15/Jul/13 13545 -1100 -3 13781 -1018 -5 13719 -703 -4 14425 16/Jul/13 13542 -1103 -3 13778 -1021 -3 13714 -708 -5 14425 17/Jul/13 13540 -1105 -2 13776 -1023 -2 13712 -710 -2 14425 18/Jul/13 13539 -1106 -1 13775 -1024 -1 13703 -712 -2 14425 20/Jul/13 13534 -1111 -5 13771 -1028 -4 13698 -717 -5 14425 22/Jul/13 13530 -1115 -4 13767 -1032 -4 13692 -723 -6 14425 23/Jul/13 13525 -1120 -5 13763 -1036 -4 13687 -728 -5 14425 24/Jul/13 13519 -1126 -6 13758 -1041 -5 13681 -734 -6 14425 25/Jul/13 13513 -1132 -6 13754 -1045 -4 13675 -740 -6 14425 26/Jul/13 13509 -1136 -4 13751 -1048 -3 13672 -743 -3 14425 31/Jul/13 13497 -1148 -12 13741 -1058 -10 13660 -755 -12 14425 2/Aug/13 13492 -1153 -5 13736 -1063 -5 13655 -760 -5 14425 5/Aug/13 13484 -1161 -8 13731 -1068 -5 13648 -767 -7 14425 7/Aug/13 13479 -1166 -5 13727 -1072 -4 13642 -773 -6 14425 10/Aug/13 13473 -1172 -6 13724 -1075 -3 13635 -780 -7 14425 11/Aug/13 13470 -1175 -3 13722 -1077 -2 13630 -785 -5 14425 85 Chênh Độ Chênh Độ Chênh Độ Cao Đỉnh Đỉnh lệch lún lệch lún lệch lún độ cần cần lún tổng lún tổng lún tổng đất SP2 SP3 SP1 SP1 SP2 SP2 SP3 SP3 đắp (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ngày đo Đỉnh cần SP1 (mm) 12/Aug/13 13467 -1178 -3 13722 -1077 13627 -788 -3 14425 13/Aug/13 13465 -1180 -2 13721 -1078 -1 13625 -790 -2 14425 14/Aug/13 13462 -1183 -3 13718 -1081 -3 13622 -793 -3 14425 15/Aug/13 13458 -1187 -4 13714 -1085 -4 13618 -797 -4 14425 16/Aug/13 13456 -1189 -2 13712 -1087 -2 13616 -799 -2 14425 18/Aug/13 13449 -1196 -7 13706 -1093 -6 13612 -803 -4 14425 20/Aug/13 13441 -1204 -8 13699 -1100 -7 13607 -808 -5 14425 22/Aug/13 13434 -1211 -7 13694 -1105 -5 13603 -812 -4 14425 24/Aug/13 13427 -1218 -7 13688 -1111 -6 13598 -817 -5 14425 26/Aug/13 13422 -1223 -5 13683 -1116 -5 13594 -821 -4 14522 28/Aug/13 13416 -1229 -6 13677 -1122 -6 13589 -826 -5 14623 29/Aug/13 13410 -1235 -6 13672 -1127 -5 13585 -830 -4 14623 31/Aug/13 13403 -1242 -7 13666 -1133 -6 13581 -834 -4 14623 2/Sep/13 13395 -1250 -8 13661 -1138 -5 13576 -839 -5 14623 4/Sep/13 13388 -1257 -7 13655 -1144 -6 13572 -843 -4 14623 6/Sep/13 13381 -1264 -7 13650 -1149 -5 13569 -846 -3 14623 8/Sep/13 13375 -1270 -6 13644 -1155 -6 13565 -850 -4 14623 10/Sep/13 13369 -1276 -6 13639 -1160 -5 13561 -854 -4 14697 11/Sep/13 13363 -1282 -6 13633 -1166 -6 13557 -858 -4 14768 12/Sep/13 13359 -1286 -4 13630 -1169 -3 13555 -860 -2 14768 14/Sep/13 13353 -1292 -6 13625 -1174 -5 13551 -864 -4 14768 16/Sep/13 13347 -1298 -6 13620 -1179 -5 13546 -869 -5 14768 18/Sep/13 13342 -1303 -5 13614 -1185 -6 13542 -873 -4 14768 20/Sep/13 13336 -1309 -6 13608 -1191 -6 13538 -877 -4 14768 22/Sep/13 13330 -1315 -6 13603 -1196 -5 13533 -882 -5 14768 24/Sep/13 13324 -1321 -6 13597 -1202 -6 13529 -886 -4 14768 26/Sep/13 13319 -1326 -5 13592 -1207 -5 13525 -890 -4 14768 86 Chênh Độ Chênh Độ Chênh Độ Cao Đỉnh Đỉnh lệch lún lệch lún lệch lún độ cần cần lún tổng lún tổng lún tổng đất SP2 SP3 SP1 SP1 SP2 SP2 SP3 SP3 đắp (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ngày đo Đỉnh cần SP1 (mm) 28/Sep/13 13314 -1331 -5 13586 -1213 -6 13520 -895 -5 14768 30/Sep/13 13308 -1337 -6 13581 -1218 -5 13516 -899 -4 14768 2/Oct/13 13302 -1343 -6 13576 -1223 -5 13512 -903 -4 14768 4/Oct/13 13297 -1348 -5 13571 -1228 -5 13507 -908 -5 14768 6/Oct/13 13292 -1353 -5 13566 -1233 -5 13502 -913 -5 14871 7/Oct/13 13286 -1359 -6 13560 -1239 -6 13497 -918 -5 14976 8/Oct/13 13281 -1364 -5 13555 -1244 -5 13493 -922 -4 15079 9/Oct/13 13275 -1370 -6 13549 -1250 -6 13488 -927 -5 15176 10/Oct/13 13272 -1373 -3 13546 -1253 -3 13486 -929 -2 15176 12/Oct/13 13267 -1378 -5 13541 -1258 -5 13482 -933 -4 15176 13/Oct/13 13261 -1384 -6 13536 -1263 -5 13478 -937 -4 15279 14/Oct/13 13256 -1389 -5 13531 -1268 -5 13475 -940 -3 15374 15/Oct/13 13251 -1394 -5 13526 -1273 -5 13471 -944 -4 15477 16/Oct/13 13246 -1399 -5 13521 -1278 -5 13467 -948 -4 15572 18/Oct/13 13241 -1404 -5 13516 -1283 -5 13463 -952 -4 15572 20/Oct/13 13235 -1410 -6 13512 -1287 -4 13460 -955 -3 15572 22/Oct/13 13230 -1415 -5 13507 -1292 -5 13456 -959 -4 15572 24/Oct/13 15213 -1420 -5 15483 -1296 -4 15431 -962 -3 15572 26/Oct/13 15208 -1425 -5 15479 -1300 -4 15428 -965 -3 15572 28/Oct/13 15204 -1429 -4 15475 -1304 -4 15425 -968 -3 15572 30/Oct/13 15200 -1433 -4 15472 -1307 -3 15423 -970 -2 15572 31/Oct/13 15195 -1438 -5 15468 -1311 -4 15419 -974 -4 15659 1/Nov/13 15190 -1443 -5 15463 -1316 -5 15416 -977 -3 15757 3/Nov/13 15185 -1448 -5 15459 -1320 -4 15412 -981 -4 15757 4/Nov/13 15182 -1451 -3 15457 -1322 -2 15410 -983 -2 15757 6/Nov/13 15177 -1456 -5 15453 -1326 -4 15406 -987 -4 15757 8/Nov/13 15171 -1462 -6 15448 -1331 -5 15402 -991 -4 15757 87 Chênh Độ Chênh Độ Chênh Độ Cao Đỉnh Đỉnh lệch lún lệch lún lệch lún độ cần cần lún tổng lún tổng lún tổng đất SP2 SP3 SP1 SP1 SP2 SP2 SP3 SP3 đắp (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ngày đo Đỉnh cần SP1 (mm) 10/Nov/13 15166 -1467 -5 15444 -1335 -4 15399 -994 -3 15757 12/Nov/13 15161 -1472 -5 15439 -1340 -5 15395 -998 -4 15757 14/Nov/13 15156 -1477 -5 15435 -1344 -4 15392 -1001 -3 15757 15/Nov/13 15152 -1481 -4 15431 -1348 -4 15389 -1004 -3 15844 16/Nov/13 15148 -1485 -4 15428 -1351 -3 15385 -1008 -4 15929 17/Nov/13 15143 -1490 -5 15424 -1355 -4 15382 -1011 -3 16012 18/Nov/13 15139 -1494 -4 15420 -1359 -4 15379 -1014 -3 16099 20/Nov/13 15134 -1499 -5 15416 -1363 -4 15375 -1018 -4 16099 22/Nov/13 15130 -1503 -4 15412 -1367 -4 15371 -1022 -4 16099 24/Nov/13 15126 -1507 -4 15408 -1371 -4 15368 -1025 -3 16197 25/Nov/13 15122 -1511 -4 15405 -1374 -3 15365 -1028 -3 16292 26/Nov/13 15119 -1514 -3 15402 -1377 -3 15363 -1030 -2 16292 27/Nov/13 15117 -1516 -2 15400 -1379 -2 15361 -1032 -2 16292 28/Nov/13 15114 -1519 -3 15397 -1382 -3 15358 -1035 -3 16395 29/Nov/13 15112 -1521 -2 15395 -1384 -2 15356 -1037 -2 16395 30/Nov/13 15110 -1523 -2 15392 -1387 -3 15354 -1039 -2 16395 1/Dec/13 15107 -1526 -3 15389 -1390 -3 15352 -1041 -2 16395 2/Dec/13 15105 -1528 -2 15387 -1392 -2 15349 -1044 -3 16395 3/Dec/13 15103 -1530 -2 15384 -1395 -3 15347 -1046 -2 16395 4/Dec/13 15101 -1532 -2 15382 -1397 -2 15345 -1048 -2 16395 5/Dec/13 15097 -1536 -4 15379 -1400 -3 15342 -1051 -3 16493 6/Dec/13 15093 -1540 -4 15375 -1404 -4 15339 -1054 -3 16592 7/Dec/13 15091 -1542 -2 15372 -1407 -3 15337 -1056 -2 16592 9/Dec/13 15086 -1547 -5 15367 -1412 -5 15333 -1060 -4 16592 11/Dec/13 15080 -1553 -6 15362 -1417 -5 15329 -1064 -4 16592 13/Dec/13 15075 -1558 -5 15357 -1422 -5 15325 -1068 -4 16592 14/Dec/13 15071 -1562 -4 15353 -1426 -4 15322 -1071 -3 16672 88 Chênh Độ Chênh Độ Chênh Độ Cao Đỉnh Đỉnh lệch lún lệch lún lệch lún độ cần cần lún tổng lún tổng lún tổng đất SP2 SP3 SP1 SP1 SP2 SP2 SP3 SP3 đắp (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Ngày đo Đỉnh cần SP1 (mm) 15/Dec/13 15067 -1566 -4 15348 -1431 -5 15318 -1075 -4 16757 16/Dec/13 15062 -1571 -5 15343 -1436 -5 15315 -1078 -3 16840 17/Dec/13 15058 -1575 -4 15338 -1441 -5 15312 -1081 -3 16929 19/Dec/13 15053 -1580 -5 15332 -1447 -6 15308 -1085 -4 16923 21/Dec/13 15049 -1584 -4 15327 -1452 -5 15304 -1089 -4 17022 22/Dec/13 15045 -1588 -4 15323 -1456 -4 15301 -1092 -3 17109 23/Dec/13 15041 -1592 -4 15319 -1460 -4 15298 -1095 -3 17201 24/Dec/13 15036 -1597 -5 15314 -1465 -5 15294 -1099 -4 17290 25/Dec/13 15031 -1602 -5 15310 -1469 -4 16132 -1099 26/Dec/13 15027 -1606 -4 15306 -1473 -4 16128 -1103 -4 17474 27/Dec/13 15022 -1611 -5 15301 -1478 -5 16125 -1106 -3 17568 28/Dec/13 15018 -1615 -4 15296 -1483 -5 16121 -1110 -4 17652 30/Dec/13 15013 -1620 -5 15290 -1489 -6 16117 -1114 -4 17652 2/Jan/14 15007 -1626 -6 15284 -1495 -6 16112 -1119 -5 17652 6/Jan/14 15001 -1632 -6 15277 -1502 -7 16106 -1125 -6 17652 9/Jan/14 14995 -1638 -6 15271 -1508 -6 16101 -1130 -5 17652 13/Jan/14 14989 -1644 -6 15264 -1515 -7 16096 -1135 -5 17652 16/Jan/14 14984 -1649 -5 15259 -1520 -5 16091 -1140 -5 17652 20/Jan/14 14978 -1655 -6 15253 -1526 -6 16086 -1145 -5 17652 23/Jan/14 14973 -1660 -5 15247 -1532 -6 16082 -1149 -4 17652 27/Jan/14 14967 -1666 -6 15241 -1538 -6 16077 -1154 -5 17652 6/Feb/14 14953 -1680 -14 15228 -1551 -13 16064 -1167 -13 17652 13/Feb/14 14948 -1685 -5 15219 -1560 -9 16059 -1172 -5 17652 20/Feb/14 14942 -1691 -6 15211 -1568 -8 16053 -1178 -6 17652 27/Feb/14 14937 -1696 -5 15202 -1577 -9 16048 -1183 -5 17652 17381 89 4.3 Phân tích đánh giá số liệu quan trắc Dựa vào kết quan trắc bảng 4.3, xây dựng biểu đồ quan hệ độ lún đất chiều cao đất đắp theo thời gian hình 4.5 Hình 4.5: Biểu đồ độ lún đất theo thời gian Từ biểu đồ hình 4.5 đánh giá số vấn đề sau: Trong giai đoạn ban đầu trình đắp lớp đen cát vàng (từ 15/10/2012 đến 12/01/2013) chưa thi công bấc thấm tốc độ lún đất nhỏ Nguyên nhân nước đất chưa kịp thoát tác dụng bấc thấm Ở giai đoạn này, độ lún chủ yếu nước lỗ rỗng thoát theo phương thẳng đứng tác dụng lớp cát phủ phía Sau thi công bấc thấm, giai đoạn ban đầu tốc độ lún tăng nhanh Tốc độ lún trung bình khoảng 7mm-8mm/ngày, đặc biệt có nhiều ngày độ lún tim đường vượt giá trị cho phép (10mm) Nguyên nhân hiệu thoát nước bấc thấm theo phương thẳng đứng theo phương nằm 90 ngang Sau tốc độ lún giảm dần xuống 2mm-3mm/ngày công tác đắp tạm thời dừng lại Khi công tác đắp tiến hành tiếp tục tốc độ lún lại tăng trở lại, mức độ tăng không lớn giai đoạn sau tiến hành thi công bấc thấm với độ lún trung bình khoảng 5mm-6mm/ ngày Sau tốc độ lún giảm dần độ cố kết đạt tới mức độ định Cho đến hoàn thành cơng tác đất đắp tốc độ lún giảm xuống cịn 3mm-4mm/ngày nhanh chóng giảm dần xuống 1mm-2mm/ngày Biều đồ lún cho thấy khác độ lún vị trí khác mặt cắt ngang đường Độ lún tăng dần từ phía phải sang phía tría đường gia tăng chiều dày lớp đất yếu Hình 4.6: Xác định độ lún cuối theo phương pháp Asaoka Để đánh giá độ cố cố kết nền, tác giả sử dụng phương pháp Asaoka Theo phương pháp này, Asaoka chứng minh chia đường cong quan trắc lún thành nhiều điểm Si có khoảng thời gian vẽ đồ thị với trục hoành Si-1 trục tung Si điểm lập thành đường thẳng Giao điểm đường thẳng với đường thẳng qua gốc tọa độ nghiêng với phương ngang góc 45o cho ta giá trị độ lún cuối (hình 4.6) 91 Hình 4.7: Tính tốn độ lún cuối theo Asaoka Theo kết tính tốn theo phương pháp Asaoka cho thấy độ lún lớn 173,74cm Như thời điểm đầu tháng năm 2014 (tức 16 tháng kể từ thời điểm bắt đầu thi cơng) đất đạt độ cố kết 90,7%, độ lún dư lại 16,04cm < [S] = 20cm 4.4 So sánh kết nghiên cứu số liệu quan trắc Kết nghiên cứu từ chương đưa kiến nghị sử dụng hệ số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất phạm vi từ 1,0 đến 3,0 tính tốn thiết kế cơng trình sử dụng biện pháp bấc thấm để thoát nước Căn vào tài liệu khảo sát địa chất tài liệu thiết kế, thông số hệ số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất, khoảng cách bấc thấm, chiều cao đất đắp chiều dày đất sử dụng tính tốn sau: Bảng - 4: Các thơng số tính tốn sử dụng tính tốn Thơng số Số liệu tính toán Hàm số xáo trộn đất Fs 1,0 Khoảng cách bấc c (m) 1,3 Chiều dày đất L (m) 10,0 Chiều cao khối đắp H (m) 7,0 1,5 2,0 2,5 3,0 92 Bảng - 5: Các thông số đất đất đắp Km46+300 Các tiêu đất Kí hiệu Đơn vị Trị số Chỉ số nén Cc - 0,518 Chỉ số nén lại Cr - 0,042 Cố kết theo phương đứng Cv m2/day 0,003 Cố kết theo phương đứng Cr m2/day 0,006 Hệ số rỗng e0 - 1,38 Trọng lượng riêng đất γ kN/m3 17,0 Trọng lượng riêng đất đắp γ kN/m3 20,0 Căn vào bảng thông số bảng 4-4 4-5, sử dụng phần mềm FoSSA, ta có kết bảng 4-.6 Bảng - 6: Bảng tính độ lún theo thời gian Km46+300 Độ lún theo thời gian (m) Fs Độ lún 480 60 ngày 120 ngày 240 ngày 360 ngày 1,0 0,489 0,782 1,178 1,447 1,659 1,5 0,453 0,727 1,110 1,387 1,628 2,0 0,424 0,680 1,051 1,332 1,595 2,5 0,400 0,641 1,000 1,281 1,561 3,0 0,380 0,608 0,954 1,234 1,527 S100% ngày 1,741 Dựa vào kết bảng 4-6, xây dựng biểu đồ quan hệ độ lún mặt cắt Km46+300 theo thời gian tương ứng với hệ số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất Fs khác 93 Hình 4.8: Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian mặt cắt Km46+300 Kết tính tốn cho thấy độ lún tương đối phù hợp với kết quan trắc, đặc biệt giai đoạn cuối trình cố kết Trong giai đoạn đầu kết tính tốn kết quan trắc có lệch thực tế thi công bấc thấm lắp đặt thời điểm 70 ngày kể từ đắp đất cịn tính tốn ảnh hưởng bấc thấm xét thời điểm trình đắp Cũng theo kết tính tốn, độ lún cuối 1,741m có sai khác nhỏ so với kết quan trắc 1,737m So sánh kết tính tốn kết quan trắc cho thấy, hệ số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất 2,5 sai lệch kết quan trắc tính tốn 94 KẾT LUẬN CHƯƠNG IV Kết quan trắc thực tế từ dự án đường cao tốc Nội Bài-Lào Cai sử dụng để kiểm tra đối chứng với kết nghiên cứu từ chương Kết nghiên cứu từ chương đưa kiến nghị sử dụng hệ số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất phạm vi từ 1,0 đến 3,0 tính tốn thiết kế cơng trình sử dụng biện pháp bấc thấm để thoát nước Thực tế cho thấy, hệ số ảnh đánh giá ảnh hưởng mức độ xáo trộn đât Fs = 2,5 kết quan trắc kết mơ hình tốn mặt cắt quan trắc Km46+300 phù hợp nhau, đặc biệt giai đoạn cuối trình cố kết Như kết nghiên cứu chương hoàn toàn hợp lý 95 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ I Các kết đạt luận văn Luận văn nghiên cứu tổng quan toàn diện đầy đủ giải pháp xử lý đất yếu áp dụng xây dựng cơng trình khơng Việt Nam mà phạm vi toàn giới Các giải pháp xử lý đất yếu tác giả phân chia thành 13 nhóm phương pháp khác mà người thiết kế lựa chọn tuỳ theo đặc điểm cụ thể cơng trình Mỗi nhóm phương pháp trình bày tóm lược nội dung, ưu nhược điểm điều kiện áp dụng Luận văn khẳng định giải pháp xử lý đất yếu phương pháp bấc thấm giải pháp hiệu ứng dụng rộng rãi cho nhiều cơng trình Việt Nam Luận văn nghiên cứu tổng hợp đặc tính bấc thấm, ngun tắc tính tốn quy trình cơng nghệ thi cơng bấc thấm thường áp dụng Luận văn phân tích đánh giá thơng số ảnh hưởng đến kết tính tốn xử lý bấc thấm phân tích lựa chọn đánh giá ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất đến tốc độ cố kết đất Để phân tích đánh giá ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất đến tốc độ cố kết nền, tác giả sử dụng phần mềm FoSSA(2.0) Mỹ, chuyên dùng để tính ứng suất, biến dạng đất sử dụng bấc thấm kết hợp gia tải trước Tác giả sử dụng đặc trưng lý đất từ dự án thực tế đường cao tốc Nội Bài-Lào Cai để nghiên cứu tính tốn Tác giả nghiên cứu cho trường hợp khác khoảng cách bấc thấm, chiều cao khối đắp chiều dày đất tìm phạm vi thay đổi hợp lý hàm số phản ánh ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất Fs từ 1,0 đến 3,0 Tác giả thu thập, phân tích đánh giá số liệu quan trắc thực cơng trình thực tế áp dụng xử lý bấc thấm (dự án đường cao tốc Nội Bài-Lào Cai, đoạn từ Km46+040 đến Km46+350) Kết quan trắc khẳng định việc sử dụng hàm số ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất Fs từ 1,0 đến 3,0 hoàn toàn hợp lý 96 II Một số vấn đề tồn Trong trình nghiên cứu tính tốn, tác giả nhận thấy có số vấn đề cịn tồn sau: - Kết tính tốn hồn tồn dựa vào phần mềm FoSSA(2.0), chưa có kiểm chứng với phần mềm tương đương khác - Mơ hình tính tốn hạn chế cho loại đất cụ thể - Kết nghiên cứu kiểm chứng, áp dụng cho dự án cụ thể III Kiến nghị Những kết nghiên cứu bước đầu Để đánh giá hồn chỉnh ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dung bấc thấm để nước đất xây dựng cơng trình đất yếu, luận văn cần tiếp tục nghiên cứu với hướng sau: - Sử dụng số phần mềm tính tốn khác nhau, kết tính tốn đối chứng, so sánh với kết thí nghiệm trường để kiến nghị phần mềm áp dụng - Cần nghiên cứu tính tốn cho nhiều loại đất khác nhau, kiểm tra đối chứng kết quan trắc cho nhiều cơng trình khác TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, NXB ĐHQG Tp.HCM, 2002 Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, NXB ĐHQG Tp.HCM Cao Văn Chí, Trịnh Văn Cương (2003), Giáo trình học đất, Trường Đại học Thuỷ lợi, Nxb Xây Dựng, Hà Nội Trịnh Văn Cương (2002), Bài giảng Địa kỹ thuật công trình cho lớp cao học, Trường Đại học Thủy lợi, Hà Nội Dương Ngọc Hải, Tạp chí cầu đường 6/2007 - Các cố cơng trình đường tô xây dựng đất yếu nguyên nhân ISSMGE - VSSMGE (2007), Tuyển tập giảng COSSIFE 07’ xử lý đất yếu kỹ thuật móng cơng trình, Hà Nội Đồn Thế Tường, Lê Thuận Đăng (2004), Thí nghiệm đất móng cơng trình, Nxb Giao thơng vận tải, Hà Nội Phạm Quang Đông (2009) Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không để xử lý đất yếu đắp đê ven biển - Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật-Đại học Thủy lợi Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9355:2012 gia cố đất yếu bảng bấc thấm thoát nước 10 Tiêu chuẩn ngành 14 TCN 123-2002 (2002) đến 14TCN 129-2002 (2002), Tuyển tập tiêu chuẩn đất xây dựng cơng trình thuỷ lợi, Bộ NN&PTNT, Hà Nội 11 Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 236-1997 (1997), Quy trình kỹ thuật thi công nghiệm thu bấc thấm xây dựng đường đất yếu Bộ GTVT ban hành ngày 17/05/1997 12 Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 244-1998 (1998), Quy trình xử lý đất yếu bấc thấm xây dựng đường Bộ GTVT ban hành ngày 04/05/1998 13 Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 248-1998 (1998), Tiêu chuẩn thiết kế, thi công vải địa kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu Bộ GTVT ban hành ngày 05/09/1998 14 Tiêu chuẩn ngành 22 TCN 262-2000 (2000), Quy trình khảo sát thiết kế đường ôtô đắp đất yếu GTVT ban hành ngày 29/06/2000 15 TCXD 245-2000 (2000) Gia cố đất yếu bấc thấm thoát nước xây dựng ban hành 29/06/2000 Tiếng Anh 16 ADAMA, Engineering, USA, User’Guide for FoSSA(2.0) 17 Choa, V (1989) " Drains and Vacuum preloading pilot test, " Proc XII Intl Conf On soil Mech And Found Eng , Rio de Janeiro, Brazil, 1347-1350 18 Cognon, J.M (1991) " Vacuum Consolidation", Rev French Geotechnique, vol.57 (October), 37-47 19 Frederic Masse, Charles A Spaulding, Pr Ihm Chol Wong, and Serge Varaksin (2001), Vacuum Consolidation A review of 12 years of Successful development 20 Halton, G.R., Loughney , R.W., and Winter, E (1965) "Vacuum Stabilization of subsoil between runway extension at Philadelphia International Airport", Proc VI Intl Conf On Soil Mech And Found Eng, Montreal, Canada, 62-65 21 Holtz, R.D (1975) " Preloading by vacuum: Current prospects", Transportation Research Record No 548, Washington”, D.C., 26-29 22 Jian Chu, Shuwang Yan and Buddhima Indraranata (2008), Vacuum Preloading Techniques, Recent Developments and Applications ... nội dung luận văn chọn ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để thoát nước đất xây dựng cơng trình đất yếu? ?? góp phần giải tốn thực tiễn xây dựng cơng trình 26 CHƯƠNG CƠ SỞ LÝ... Đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để thoát nước đất xây dựng cơng trình đất yếu? ?? nội dung cấp bách, thiết thực giải vấn đề tồn nêu Mục tiêu phạm vi nghiên cứu a Mục... đề tài ? ?Nghiên cứu ảnh hưởng mức độ xáo trộn đất dùng bấc thấm để thoát nước đất xây dựng cơng trình đất yếu? ?? đề tài luận văn riêng Những nội dung kết trình bày luận văn trung thực chưa công bố