Độ tin cậy của giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm cho nhà máy xử lý khí cà mau

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỘ TIN CẬY CỦA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU LUẬN VĂN THẠC SĨ Hà Nội – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỘ TIN CẬY CỦA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60-58-02-04 LUẬN VĂN THẠC SĨ NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: HD1: TS PHẠM QUANG TÚ HD2: GS.TS TRỊNH MINH THỤ Hà Nội – 2015 i LỜI CẢM ƠN Đây thuyết minh luận văn thạc sĩ với đề tài: “Độ tin cậy giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm cho nhà máy xử lý khí Cà Mau” Là sản phẩm tơi sau năm học tập nghiên cứu Khoa Cơng trình, Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới hai thầy TS Phạm Quang Tú GS.TS Trịnh Minh Thụ người định hướng, hướng dẫn bảo tận tình suốt thời gian làm luận văn Hai thầy khơng hướng dẫn tơi hồn thành luận văn mà cịn cho tơi tiếp cận với lĩnh vực khoa học mà trước tơi chưa có hội tiếp cận Các thầy gương sáng niềm say mê nghiên cứu khoa học, tinh thần trách nhiệm, tận tụy, quan tâm tới người,… Tôi chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu, cán Phịng Đại học Sau Đại học, Khoa Cơng trình Trường Đại học Thủy lợi tạo điều kiện thuận lợi cho suốt thời gian học tập nghiên cứu Trường Tôi chân thành cảm ơn tới thầy cô giảng dạy lớp Cao học 22ĐKT-11 truyền dạy kiến thức cho chúng tơi q trình học tập Nhân bày tỏ cảm ơn chân thành tới Ban giám hiệu Trường Đại học Công nghiệp Quảng Ninh, bạn đồng nghiệp nơi công tác động viên, tạo điều kiện cho học tập, nghiên cứu Đặc biệt cảm ơn sâu sắc tới gia đình tơi ln ln động viên tinh thần, tạo điều kiện thuận lợi cho bước vào đường học vấn Bắc Ninh, tháng 11 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tuấn ii CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự – Hạnh phúc BẢN CAM KẾT Kính gửi: - Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi; - Phòng Đào tạo ĐH Sau ĐH – Trường Đại học Thủy lợi Tên là: Nguyễn Văn Tuấn Học viên cao học lớp: 22ĐKT Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã học viên: 1481580204005 Theo Quyết định số 1321/QĐ–ĐHTL ngày 10/8/2015 Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi, việc giao đề tài luận văn người hướng dẫn cho học viên cao học đợt năm 2015 Quyết định số 2248/QĐ–ĐHTL ngày 16/11/2015 Hiệu trưởng Trường Đại học Thủy lợi, việc vai trò người hướng dẫn cho học viên cao học Nguyễn Văn Tuấn, nhận đề tài “Độ tin cậy giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm cho nhà máy xử lý khí Cà Mau” hướng dẫn thầy TS Phạm Quang Tú GS.TS Trịnh Minh Thụ Tôi xin cam đoan luận văn kết nghiên cứu tôi, không chép Nội dung luận văn có tham khảo sử dụng tài liệu, thông tin đăng tải tài liệu trang website theo danh mục tài liệu tham khảo luận văn Bắc Ninh, tháng 11 năm 2015 Tác giả luận văn Nguyễn Văn Tuấn iii MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết đề tài .1 Mục đích đề tài .2 Nội dung nghiên cứu Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu .3 Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU 1.1 Tổng quan đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu tính chất đất yếu 1.1.2 Các loại đất yếu thường gặp 1.1.3 Những vấn đề kỹ thuật xây dựng cơng trình đất yếu .6 1.2 Các phƣơng pháp xử lý đất yếu phổ biến 1.2.1 Giải pháp thay .7 1.2.1.1 Nội dung phương pháp 1.2.1.2 Phạm vi áp dụng 1.2.2 Nhóm giải pháp học 1.2.2.1 Làm chặt đất mặt đầm rơi .9 1.2.2.2 Làm chặt đất mặt phương pháp đầm lăn .10 1.2.2.3 Làm chặt đất mặt phương pháp đầm rung 11 1.2.3 Nhóm giải pháp hóa học 11 1.2.3.1 Gia cố phương pháp trộn vôi .12 1.2.3.2 Gia cố phương pháp trộn xi măng (cọc đất –xi măng) 12 1.2.3.3 Phương pháp gia cố phương pháp vữa xi măng 14 1.2.4 Nhóm phương pháp vật lý gia cố đất yếu 14 1.2.5 Nhóm giải pháp thủy lực học 15 1.2.5.1 Phương pháp gia cố giếng cát 15 1.2.5.2 Phương pháp gia cố bấc thấm (PVD) 16 iv 1.2.5.3 Phương pháp bấc thấm kết hợp hút chân không 18 1.3 Tổng quan phƣơng pháp tính tốn thiết kế dùng xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không 20 1.3.1 Tính toán thiết kế xử lý bấc thấm theo phương pháp truyền thống (phương pháp tất định) 20 1.3.2 Phương pháp tính tốn thiết kế ngẫu nhiên 20 1.4 Giới thiệu số cơng cụ tính tốn thiết kế ngẫu nhiên 21 1.4.1 Phần mềm OpenFTA .21 1.4.1.1 Giới thiệu phần mềm 21 1.4.1.2 Sử dụng phần mềm .21 1.4.2 Phần mềm BestFit 21 1.4.2.1 Giới thiệu phần mềm 21 1.4.2.2 Sử dụng phần mềm thiết kế bấc thấm 22 1.4.3 Phần mềm MatLab 22 1.4.3.1 Giới thiệu phần mềm 22 1.4.3.2 Sử dụng MatLab thiết kế bấc thấm .22 1.5 Kết luận Chƣơng 23 CHƢƠNG 2: LÝ THUYẾT ĐỘ TIN CẬY 24 2.1 Lý thuyết xác suất thống kê 24 2.1.1 Các khái niệm xác suất 24 2.1.1.1 Định nghĩa xác suất theo tần suất 25 2.1.1.2 Xác suất có điều kiện 25 2.1.1.3 Công thức xác suất đầy đủ công thức Bayes 25 2.1.1.4 Các tính chất xác suất 26 2.1.2 Các đại lượng ngẫu nhiên hàm phân phối 27 2.1.2.1 Biến ngẫu nhiên 27 2.1.2.2 Hàm mật độ xác suất hàm phân phối tích lũy biến ngẫu nhiên .27 2.1.2.3 Các đặc trưng biến ngẫu nhiên .29 2.1.2.4 Hàm phân phối .31 v 2.1.3 Kiểm định Chi bình phương (Chi-square test) .33 2.1.3.1 Khái niệm độc lập (independence) .33 2.1.3.2 Tìm hàm phân phối phù hợp tập liệu dựa vào kiểm định Chi bình phương 34 2.2 Phân tích rủi ro phân tích tối ƣu .36 2.2.1 Định nghĩa phân tích rủi ro phân tích tối ưu 36 2.2.1.1 Định nghĩa phân tích rủi ro 36 2.2.1.2 Định nghĩa phân tích tối ưu 36 2.2.2 Các bước phân tích rủi ro phân tích tối ưu 36 2.2.3 Các loại bất định địa kỹ thuật 38 2.2.4 Khái niệm phân loại hệ thống 40 2.2.4.1 Khái niệm hệ thống 40 2.2.4.2 Phân loại hệ thống .40 2.2.5 Cây cố (Fault tree) 41 2.2.6 Hàm tin cậy cấp độ tính tốn .41 2.2.6.1 Hàm tin cậy 41 2.2.6.2 Các cấp độ tính tốn 43 2.3 Kết luận Chƣơng 44 CHƢƠNG 3: ĐỘ TIN CẬY CỦA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU 45 3.1 Giới thiệu dự án nhà máy xử lý khí Cà Mau 45 3.1.1 Giới thiệu chung .45 3.1.2 Điều kiện địa chất khu vực xây dựng dự án 46 3.1.3 Phạm vi xử lý bấc thấm kết hợp hút chân không 48 3.1.4 Yêu cầu độ cố kết cho phép tiến độ thi công 51 3.2 Cơ sở lý thuyết hai toán xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không 51 3.2.1 Độ lún ổn định 52 vi 3.2.2 Độ cố kết gia cố bấc thấm 53 3.2.2.1 Độ cố kết theo phương đứng Uv 53 3.2.2.2 Độ cố kết theo phương ngang Uh 53 3.2.3 Độ lún cố kết theo thời gian 55 3.2.4 Độ lún lại sau thời gian t 55 3.3 Tính tốn thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không theo phƣơng pháp truyền thống (TCVN 9355-2013) .55 3.3.1 Các thông số đầu vào theo phương pháp truyền thống .56 3.3.1.1 Các thông số cao độ .56 3.3.1.2 Địa tầng tiêu lý đất 56 3.3.1.3 Tải trọng tính tốn xử lý 56 3.3.1.4 Phạm vi ảnh hưởng lún 58 3.3.1.5 Các thông số bấc thấm thông số nước 58 3.3.2 Tính độ lún sau thời gian xử lý theo phương pháp truyền thống .61 3.3.2.1 Độ lún giai đoạn thi công cắm bấc thấm .61 3.3.2.2 Độ lún sau giai đoạn hút chân không 61 3.3.3 Lựa chọn khoảng cách tim bấc thấm theo tiêu chuẩn 62 3.3.3.1 Tính độ lún ổn định với tải trọng khai thác 62 3.3.3.2 Độ cố kết với tải trọng khai thác sau thời gian xử lý lựa chọn khoảng cách bấc thấm .64 3.3.4 Thời gian xử lý theo phương pháp truyền thống 64 3.3.5 Kết luận tính tốn thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không theo phương pháp truyền thống (TCVN 9355-2013) 65 3.3.6 Ưu điểm nhược điểm phương pháp thiết kế tất định 66 3.3.6.1 Ưu điểm phương pháp thiết kế tất định 66 3.3.6.2 Nhược điểm phương pháp thiết kế tất định 66 3.4 Độ tin cậy giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân khơng nhà máy xử lý khí Cà Mau (phƣơng pháp tính tốn thiết kế ngẫu nhiên) 67 vii 3.4.1 Phân tích số liệu đầu vào theo phương pháp ngẫu nhiên .67 3.4.1.1 Địa tầng tiêu lý đất 67 3.4.1.2 Tải trọng tính tốn xử lý 72 3.4.1.3 Phạm vi ảnh hưởng lún 72 3.4.1.4 Các thông số bấc thấm thơng số nước theo phương pháp ngẫu nhiên 72 3.4.2 Tính độ lún sau thời gian xử lý theo phương pháp ngẫu nhiên 74 3.4.2.1 Độ lún giai đoạn thi công cắm bấc thấm .74 3.4.2.2 Độ lún sau giai đoạn hút chân không 74 3.4.3 Tính độ cố kết sau thời gian xử lý theo phương pháp ngẫu nhiên78 3.4.3.1 Quan hệ độ cố kết thời gian xử lý 78 3.4.3.2 Xác suất độ cố kết trung bình >90% 78 3.4.3.3 Tính thời gian xử lý theo phương pháp ngẫu nhiên .80 3.4.4 Phân tích rủi ro phân tích tối ưu 84 3.4.4.1 Mô tả hệ thống .84 3.4.4.2 Cây cố (Fault tree) 85 3.4.4.3 Hàm tin cậy 88 3.4.4.4 Phân tích rủi ro 88 3.4.4.5 Phân tích tối ưu 90 3.4.4.6 Kết bình giải .92 3.4.5 Kết luận tính tốn thiết kế xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân không theo phương pháp ngẫu nhiên 98 3.4.6 Ưu điểm nhược điểm phương pháp thiết kế ngẫu nhiên 98 3.4.6.1 Ưu điểm phương pháp thiết kế ngẫu nhiên 98 3.4.6.2 Nhược điểm phương pháp thiết kế ngẫu nhiên .99 3.5 So sánh phƣơng pháp tính tất định (tiêu chuẩn) phƣơng pháp tính tốn ngẫu nhiên .99 3.5.1 Lựa chọn khoảng cách bấc thấm, tính tốn độ cố kết độ lún dự báo .99 3.5.2 Thời gian cần xử lý 100 viii 3.5.3 Ảnh hưởng hệ số cố kết Cv tới thời gian xử lý .100 3.6 Kết luận Chƣơng 103 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 105 Kết luận kiến nghị 105 Một số điểm tồn 106 Hƣớng nghiên cứu 107 TÀI LIỆU THAM KHẢO 108 CÁC PHỤ LỤC .110 IV Độ lún tải trọng làm việc thực tế : IV.1 Cơng thức tính độ lún tính cho lớp đất dính: Trường hợp (1): Nếu σz > pc Si = ξ hi σ z + ∆p Cc log( ) σz (1 + e0 ) (1) Trường hợp (2): Nếu σz + ∆p < pc Si = ξ hi σ z + ∆p Cs log( ) σz (1 + e0 ) (2) Trường hợp (3) : Nếu σz + ∆p > pc σz < pc = Si ξ  hi p  σ z + ∆p ) + Cs log( c )  Cc log( σz  pc (1 + e0 )  Si = hi Trường hợp (4) khơng có thí nghiệm nén cố kết Es: Layer (4) Es Mô đun biến dạng (không nở hông) xác định từ thí nghiệm nén oedometer cấp ứng suất tương ứng IV.2 Độ lún tải trọng làm việc thực tế : Tải trọng tính tốn: Chiều sâu đáy lớp z i (3) σi Khối Chiều dày lượng thể Hệ số rỗng lớp ∆h i tự nhiên tích ướt γ'i eo 8,29 Chỉ số phục hồi Cs (m) (m) (T/m3) (T/m2) 1,93 1,93 1,700 3,53 1,60 1,620 1,622 0,240 0,436 3,80 5,53 2,00 1,575 1,802 0,219 0,675 1,57 7,53 2,00 1,575 1,802 0,219 0,675 2,72 9,53 2,00 1,575 1,802 0,219 0,675 3,87 11,53 2,00 1,575 1,802 0,219 0,675 5,02 13,53 2,00 1,575 1,943 0,128 0,918 6,17 15,53 2,00 1,575 1,943 0,128 0,918 7,32 17,53 2,00 1,575 1,943 0,128 0,918 8,47 19,41 1,88 1,575 1,943 0,128 0,918 9,58 20,73 1,32 1,575 1,943 0,128 0,918 10,50 22,43 1,70 1,956 0,821 11,70 24,43 2,00 1,945 0,929 13,45 26,43 2,00 1,945 0,929 15,34 28,43 2,00 1,945 0,929 17,23 30,43 2,00 1,945 0,929 19,12 32,43 2,00 1,945 0,929 21,01 34,43 2,00 1,945 0,929 22,90 36,43 2,00 1,945 0,929 24,79 38,43 2,00 1,945 0,929 26,68 40,43 2,00 1,945 0,929 28,57 Tổng độ lún ổn định tải trọng khai thác thực tế S1= Chiều dày lớp đất bù lún (là độ lún sau 150 ngày cắm bấc thấm hút chân không): F DD (T/m2) Áp lực Ứng suất Ứng suất Chỉ số nén tiền cố kết thân phụ thêm pc σz lún C c ∆p (T/m2) (T/m2) Cát lấp 0,496 8,29 1,568 8,29 2,718 8,29 3,868 8,29 5,018 8,29 6,168 8,29 7,318 8,29 8,468 8,29 9,583 8,29 10,503 8,29 11,695 8,29 13,453 8,29 15,343 8,29 17,233 8,29 19,123 8,29 21,013 8,29 22,903 8,29 24,793 8,29 26,683 8,29 28,573 8,29 σz+∆p Cơng thức tính (T/m2) 8,787 9,858 11,008 12,158 13,308 14,458 15,608 16,758 17,874 18,794 19,986 21,743 23,633 25,523 27,413 29,303 31,193 33,083 34,973 36,863 Độ lún Độ lún S i lớp Slayer (m) (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) m 0,181 0,181 0,308 0,234 0,896 0,192 0,163 0,185 0,164 0,624 0,148 0,127 0,083 0,083 0,006 0,006 0,008 0,008 0,008 0,008 0,008 0,072 0,008 0,008 0,008 0,008 1,863 m 1,77 m II Độ lún cố kết trình thi công bấc thấm * Thông số bấc thấm Thông số Ký hiệu Kích thước bấc thấm Đường kính tương đương bấc thấm Công thức b mm 2(a+b) /π dw d Độ sâu cắm bấc thấm L Đường kính nước tương đương D * Các thơng số nước Thơng số Tỷ số đường kính vùng xáo động đường kính tương đương bấc thấm Tỷ số hệ số thấm ngang chưa xáo động bị xáo động Tỷ số hệ số thấm ngang khả thoát nước bấc thấm Ảnh hưởng khoảng cách bấc thấm Các hệ số tính tốn Ảnh hưởng xáo động đất Các nhân tố ảnh hưởng Ảnh hưởng sức cản bấc thấm Tổng nhân tố ảnh hưởng * Độ lún ổn định san lấp tạo lớp đệm cát Tổng tải trọng cát san lấp đệm cát F DD (m) (m) Khối lượng thể Hệ số rỗng tự tích ướt nhiên e o γ'i 1,2 m 19 m 1.13*d Ký hiệu Tỷ số khoảng cách thấm Lớp 0,066 m Vuông Khoảng cách tim bấc thấm Chiều dày lớp ∆h i Đơn vị 100 mm Sơ đồ bố trí bấc thấm Chiều sâu đáy lớp z i Giá trị a Công thức 1,356 m Giá trị Đơn vị n D/dw 20,68 ds/dw Giả thiết kh/ks Giả thiết kh/qw Fn Fs Giả thiết ln(n)-3/4 (kh/ks1)*ln(ds/dw) Fr 2/3*Pi*L^2*(kh/ qw) 0,076 F Fn+Fs+Fr 3,048 -2 0,0001 m 2,279 0,693 4,13 (T/m ) Chỉ số phục hồi C s Chỉ số nén lún C c (T/m3) 1,934 1,93 1,700 3,534 1,60 1,620 1,622 0,240 5,534 2,00 1,575 1,802 0,219 7,534 2,00 1,575 1,802 0,219 9,534 2,00 1,575 1,802 0,219 11,534 2,00 1,575 1,802 0,219 13,534 2,00 1,575 1,943 0,128 15,534 2,00 1,575 1,943 0,128 17,534 2,00 1,575 1,943 0,128 19,414 1,88 1,575 1,943 0,128 20,734 1,32 1,575 1,943 0,128 22,434 1,70 1,956 0,821 24,434 2,00 1,945 0,929 26,434 2,00 1,945 0,929 28,434 2,00 1,945 0,929 30,434 2,00 1,945 0,929 32,434 2,00 1,945 0,929 34,434 2,00 1,945 0,929 36,434 2,00 1,945 0,929 38,434 2,00 1,945 0,929 40,434 2,00 1,945 0,929 Tổng độ lún ổn định tải trọng cát san lấp đệm cát * Độ cố kết trung bình theo phương thẳng đứng phương ngang Chiều dài Hệ số cố kết Tỉ số Độ sâu đường thẳng đứng Bề dày hi Lớp hi/sqrt(Cvi) đáy lớp thoát C vi nước m m m /d F 1,93 1,93 DD 3,53 1,60 0,00558 21,42 19,41 11,53 8,00 0,00235 165,02 19,41 7,88 0,00264 153,25 20,73 1,32 0,00264 25,67 21,02 22,43 1,70 0,00486 24,40 40,43 18,00 0,00486 258,31 Áp lực tiền cố kết pc (T/m2) 0,436 0,675 0,675 0,675 0,675 0,918 0,918 0,918 0,918 0,918 - Ứng suất thân σz Ứng suất phụ thêm ∆p σz+∆p (T/m2) (T/m2) (T/m2) Cát lấp 3,80 1,57 2,72 3,87 5,02 6,17 7,32 8,47 9,58 10,50 11,70 13,45 15,34 17,23 19,12 21,01 22,90 24,79 26,68 28,57 Hệ số cố kết Hệ số cố kết trung bình trung bình theo phương theo phương đứng C vtb ngang C hi 0,496 1,568 2,718 3,868 5,018 6,168 7,318 8,468 9,583 10,503 11,695 13,453 15,343 17,233 19,123 21,013 22,903 24,793 26,683 28,573 Độ lún ổn định 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 4,13 Ghi m /d m /d (m) 0,0026 0,0058 1,0814 phạm vi cắm bấc thấm 0,0046 0,0042 0,0866 Dưới phạm vi cắm bấc thấm 4,627 5,699 6,849 7,999 9,149 10,299 11,449 12,599 13,714 14,634 15,826 17,584 19,474 21,364 23,254 25,144 27,034 28,924 30,814 32,704 Cơng thức tính Độ lún Độ lún lớp Si Slayer (m) (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) (4) m 0,122 0,122 0,216 0,155 0,592 0,122 0,100 0,111 0,097 0,367 0,086 0,073 0,047 0,047 0,003 0,003 0,004 0,004 0,004 0,004 0,004 0,036 0,004 0,004 0,004 0,004 1,168 m Lún theo thời gian với tải trọng cát lấp bấc thấm Thời gian Độ cố kết Độ lún Độ cố kết Độ lún theo tổng theo theo thời tổng theo thời gian S t Ngày thời gian U t gian S t thời gian U t (m) (%) (m) (%) 10 15 20 25 30 35 40 45 50 55 60 65 70 Tổng Phạm vi chiều dài bấc thấm Dưới phạm vi chiều dài bấc thấm 1,1% 4,7% 8,8% 12,7% 16,3% 19,8% 23,2% 26,4% 29,5% 32,4% 35,2% 37,9% 40,4% 42,9% 45,3% 0,01209 0,05061 0,09499 0,13686 0,17664 0,21457 0,25078 0,28538 0,31848 0,35014 0,38045 0,40946 0,43725 0,46386 0,48935 0,4% 0,8% 1,2% 1,4% 1,6% 1,8% 2,0% 2,2% 2,3% 2,5% 2,6% 2,7% 2,8% 3,0% 3,1% 10 St (m) 0,000 0,001 0,001 0,001 0,001 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,002 0,003 0,003 Số ngày thi công lớp đệm cát cắm bấc thấm Độ cố kết: Độ lún sau thi công cắm bấc thấm: Độ cố kết tải trọng khai thác,U(%) 0,012 0,051 0,096 0,138 0,178 0,216 0,253 0,287 0,320 0,352 0,383 0,412 0,440 0,466 0,492 0,7% 2,8% 5,2% 7,4% 9,6% 11,6% 13,6% 15,4% 17,2% 18,9% 20,5% 22,1% 23,6% 25,0% 26,4% 30 ngày 13,6% 0,253 m 20 30 Thời gian (ngày) 40 50 60 70 80 Độ lún (m) 0,2 0,4 0,6 Settlement during PVD installation 0,8 * Độ lún lại sau thời gian cắm bấc thấm Lún sơ cấp (m) Lún cố kết sau 30 ngày thi cơng bấc thấm (m) Độ lún cịn lại (m) Trong phạm vi chiều dài bấc thấm 1,081 0,251 0,831 Dưới chiều dài bấc thấm 0,087 0,002 0,085 III Lún cố kết trình gia tải chân không * Thông số bấc thấm Thông số Ký hiệu Kích thước bấc thấm : Đường kính tương đương bấc thấm: Giá trị Công thức Đơn vị a 100 mm b mm 2(a+b) /π dw Sơ đồ bố trí bấc thấm: 0,066 m Vng Khoảng cách tim bấc thấm d Độ sâu cắm bấc thấm: L Đường kính nước tương đương: D 1,2 m 19 m 1.13*d 1,356 m * Các thơng số nước Thông số Ký hiệu Tỷ số khoảng cách thấm n D/dw Tỷ số đường kính vùng xáo động đường kính tương đương bấc thấm ds/dw Tỷ số hệ số thấm ngang chưa xáo động bị xáo động kh/ks Các hệ số tính tốn (m) (m) 20,68 Giả thiết Giả thiết Giả thiết Ảnh hưởng khoảng cách bấc thấm Fn ln(n)-3/4 2,279 Fs (kh/ks1)*ln(ds/dw) 0,693 Tổng nhân tố ảnh hưởng Hệ số rỗng Chỉ số phục hồi C s tự nhiên e o Fn+Fs+Fr 0,240 0,219 0,219 0,219 0,219 0,128 0,128 0,128 0,128 0,128 - 0,076 3,048 7,00 (T/m ) Chỉ số nén lún C c (T/m ) F 1,934 1,93 1,700 DD 3,534 1,60 1,620 1,622 5,534 2,00 1,575 1,802 7,534 2,00 1,575 1,802 9,534 2,00 1,575 1,802 11,534 2,00 1,575 1,802 13,534 2,00 1,575 1,943 15,534 2,00 1,575 1,943 17,534 2,00 1,575 1,943 19,414 1,88 1,575 1,943 20,734 1,32 1,575 1,943 22,434 1,70 1,956 0,821 24,434 2,00 1,945 0,929 26,434 2,00 1,945 0,929 28,434 2,00 1,945 0,929 30,434 2,00 1,945 0,929 32,434 2,00 1,945 0,929 34,434 2,00 1,945 0,929 36,434 2,00 1,945 0,929 38,434 2,00 1,945 0,929 40,434 2,00 1,945 0,929 Tổng độ lún ổn định tải trọng xử lý -2 0,0001 m 2/3*Pi*L^2*(kh/ qw) Fr F * Độ lún ổn định xử lý bơm hút chân không Tổng tải trọng tính tốn : Lớp Đơn vị kh/qw Ảnh hưởng sức cản bấc thấm Khối Chiều Chiều lượng sâu đáy dày lớp thể tích lớp z i ∆h i ướt γ'i Giá trị Tỷ số hệ số thấm ngang khả thoát nước bấc thấm Ảnh hưởng xáo động đất Các nhân tố ảnh hưởng Công thức 0,436 0,675 0,675 0,675 0,675 0,918 0,918 0,918 0,918 0,918 - Áp lực tiền cố kết pc Ứng suất thân σz (T/m2) (T/m2) Cát lấp 0,496 1,568 2,718 3,868 5,018 6,168 7,318 8,468 9,583 10,503 11,695 13,453 15,343 17,233 19,123 21,013 22,903 24,793 26,683 28,573 3,80 1,57 2,72 3,87 5,02 6,17 7,32 8,47 9,58 10,50 11,70 13,45 15,34 17,23 19,12 21,01 22,90 24,79 26,68 28,57 Ứng suất phụ thêm ∆p σz+∆p Độ lún Công Độ lún lớp S i thức Slayer tính (T/m2) (T/m2) (m) 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 7,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 0,00 7,496 8,568 9,718 10,868 12,018 13,168 14,318 15,468 16,583 10,503 11,695 13,453 15,343 17,233 19,123 21,013 22,903 24,793 26,683 28,573 (3) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) (1) m 0,166 0,284 0,213 0,173 0,146 0,164 0,145 0,131 0,112 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 0,000 1,534 m 0,166 0,816 0,552 0,000 0,000 0,000 * Độ cố kết trung bình theo phương đứng phương ngang Chiều dài Hệ số cố kết Tỉ số Độ sâu Bề dày đường thẳng đứng Lớp hi/sqrt(Cvi) đáy lớp hi thoát C vi nước F 1,934 m 1,934 DD 3,534 1,6 m Hệ số cố kết Hệ số cố kết trung bình trung bình theo phương theo phương đứng C vtb ngang C hi m /d 0,0056 11,534 0,0024 165,0246 1 19,414 20,734 7,88 1,32 0,0026 0,0026 153,2529 25,6718 22,434 1,7 0,0049 24,3963 40,434 18 0,0049 258,3137 Độ lún theo thời gian tải trọng xử lý chân không Độ lún sau san lấp, cắm bấc thấm m /d (m) 0,0026 0,0058 1,534 Phạm vi cắm bấc thấm 0,0046 0,0042 0,000 Dưới phạm vi cắm bấc thấm S2 = 0,253 m Thời gian Thời cắm bấc gian gia Phạm vi chiều dài Phạm vi chiều dài cắm thấm bấc thấm bấc thấm tải chân gia tải không chân không 30 31 35 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 200 210 220 Ghi m /d 21,4164 19,41 21,02 Độ lún ổn định Tổng Ngày U t (%) S t (m) U t (%) S t (m) S t (m) U(%) 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190 1,1% 4,7% 8,8% 16,3% 23,2% 29,5% 35,2% 40,4% 45,3% 49,7% 53,7% 57,5% 60,9% 64,0% 66,9% 69,6% 72,0% 74,3% 76,3% 78,2% 80,0% 0,251 0,277 0,361 0,459 0,637 0,799 0,947 1,083 1,207 1,321 1,426 1,522 1,610 1,691 1,765 1,834 1,896 1,954 2,007 2,056 2,101 2,142 0,4% 0,8% 1,2% 1,6% 2,0% 2,3% 2,6% 2,8% 3,1% 3,3% 3,5% 3,7% 3,8% 4,0% 4,2% 4,3% 4,5% 4,6% 4,8% 4,9% 5,0% 0,0017 0,0020 0,0024 0,0027 0,0031 0,0034 0,0037 0,0039 0,0041 0,0043 0,0045 0,0047 0,0048 0,0050 0,0051 0,0053 0,0054 0,0055 0,0057 0,0058 0,0059 0,0060 0,279 0,364 0,461 0,640 0,803 0,951 1,087 1,211 1,325 1,430 1,526 1,615 1,696 1,770 1,839 1,902 1,960 2,013 2,062 2,107 2,148 15,0% 19,5% 24,8% 34,4% 43,1% 51,1% 58,3% 65,0% 71,2% 76,8% 81,9% 86,7% 91,0% 95,0% 98,7% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% 100,0% Thời điểm ngừng bơm hút chân không Độ cố kết chung tương ứng là: Độ lún thời điểm ngừng gia tải chân không: 120 Ngày = 4,0 95,0% 1,770 Thời gian (ngày) 50 100 150 200 0,2 Độ lún (m) 0,4 0,6 0,8 1,2 1,4 1,6 1,8 2,2 2,4 Settlement during PVD installation Settlement during the vacuum loading 250 Tháng m * Độ lún dư ổn định cố kết tải trọng khai thác/ Residual settlement at the operation stage Lớp/layer S1 m 2+3+5+6 sum S2 Sr 1,701 0,1618 1,863 Ghi chú/note m m 1,765 0,0053 1,770 0,000 PVD length 0,1565 Below PVD 0,1565 * S : Settlment right after vacuum and surcharge loading * S : Primary settlment under working load at operation stage (included compensation layer) * S r : Độ lún dư đất/ Residual settlement if/ Nếu: S2> S1, Sr =0 If: Nếu S2 < S1, Sr = S1-S2 Sr 0,1565 m = * Rate of settlement 0,00465 1,6958 15,65 21,02 Coeff Of consolidation of soil layers below PVD, Cv = = Total re settlement under PVD: Drainage path S2 = m /d m /year cm m n ∑ Cα i =1 i hi log( t1 / t ) Với/with hi t0 17,20 m years t1 10 years Thickness of soft soil layers Intial time Considering time Cα i 0.045* Cs / (1 + e0 ) Hệ số từ= biến: Degree of Consolidation Time Year % 1,00 2,00 3,00 4,00 5,00 6,00 7,00 8,00 10,00 15,00 20,00 25,00 30,00 Consolidation Residual settlment settlement of soil of soil layrs below Secondary settlement layers below PVD PVD cm (2) cm (1) 7% 10% 12% 14% 16% 17% 18% 20% 22% 27% 31% 35% 38% 0,002720 1,0940 1,5471 1,8948 2,1879 2,4462 2,6796 2,8943 3,0941 3,4593 4,2364 4,8911 5,4671 5,9869 cm (3) 0,5665 1,0196 1,3673 1,6605 1,9187 2,1522 2,3669 2,5667 2,9318 3,7089 4,3636 4,9396 5,4595 Residual settlement after 30 years of operation is: (Ladd and DeGroot, 2003) Total Residual settlement cm (2)+(3) 1,4084 2,2323 2,8168 3,2702 3,6407 3,9539 4,2252 4,6786 5,5025 6,0871 6,5405 6,9109 Rate of settlement cm/year 2,4281 3,5996 4,4773 5,1889 5,7929 6,3208 6,7919 7,6105 9,2115 10,4507 11,4801 12,3704 12,37 cm 1,862 1,172 0,878 0,712 0,604 0,528 0,471 0,409 0,320 0,248 0,206 0,178 C PHỤ LỤC C CÁC BIỂU ĐỒ TẦN SỐ THỜI GIAN XỬ LÝ TÍNH TỐN THEO PHƯƠNG PHÁP NGẪU NHIÊN Hình C.1: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=0,7m Hình C.2: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=0,8m Hình C.3: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=0,9m Hình C.4: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,0m Hình C.5: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,1m Hình C.6: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,2m Hình C.7: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,3m Hình C.8: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,4m Hình C.9: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,5m Hình C.10: Biểu đồ tần số thời gian xử lý với khoảng cách bấc thấm d=1,6m Cao độ (m) Elevation (m) Thickness of stratum (m) Core recovery ratio Value Blows Per 10 20 30 40 Cao độ (m) Elevation (m) Chiều sâu lớp (m) Depth of stratum (m) Bề dày lớp (m) Thickness of stratum (m) Cột địa tầng Stratum Thước tỷ lệ /scale (m) Ðộ sâu (m) Depth (m) Lấy mẫu Sampling Số hiệu mẫu Samples No Core recovery ratio Rock Quality Designation Vane Shear Test (VST) 15 cm Value Blows Per 30cm 10 Chart of SPT 30 40 Ðồ thị Thí nghiệm SPT 20 Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn Standard Penetration Test (SPT) 15 cm Số búa/15 cm N-Value/15 cm 15 cm ... không cho nhà máy xử lý khí Cà Mau Mục 3.1: Giới thiệu nhà máy xử lý khí Cà Mau Mục 3.2: Cơ sở lý thuyết hai toán xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp hút chân khơng Mục 3.3: Tính tốn thiết kế xử lý đất. .. điểm phương pháp tính tốn thiết kế ngẫu nhiên, tác giả lựa chọn đề tài nghiên cứu: ? ?Độ tin cậy giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm cho nhà máy xử lý khí Cà Mau? ?? để so sánh với giải pháp thiết kế... NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI NGUYỄN VĂN TUẤN ĐỘ TIN CẬY CỦA GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM CHO NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 60-58-02-04