Nghiên cứu ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật đến ổn định của nền đường đắp cao

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA **** HỒ NGHĨA HIỆP NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẢI ĐỊA KỸ THUẬT ĐẾN ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành: 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, Tháng 11 năm 2007 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS VÕ NGỌC HÀ Cán hướng dẫn khoa học 2: TS TRẦN XUÂN THỌ Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng 11 năm 2007 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH ****************** CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc oOo - Tp.HCM, ngày tháng năm 2007 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: Hồ Nghóa Hiệp Ngày, tháng, năm sinh: 08 – - 1979 Chuyên Ngành: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Mã số học viên: 00905217 Khóa: K.2005 - Phái: Nam - Nơi sinh: Tiền Giang I/-TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA VẢI ĐỊA KỸ THUẬT ĐẾN ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ĐƯỜNG ĐẮP CAO II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: NHIỆM VỤ: Nghiên cứu ổn định, biến dạng đường đắp cao có gia cố gia cố vải địa kỹ thuật Từ rút kết luận vai trò vải địa kỹ thuật đường đắp cao NỘI DUNG: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan vấn đề sử dụng vải địa kỹ thuật đường đắp cao Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đường có gia cường vải địa kỹ thuật Chương 4: Phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định đường đắp cao Chương 5: Kết luận kiến nghị • • • NGÀY GIAO NHIỆM VỤ NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN • • HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ PHẢN BIỆN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 07 / 02 / 2007 : 05 / 11 / 2007 : TS VÕ NGỌC HÀ TS TRẦN XUÂN THỌ : : CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CHỦ NHIỆM BỘ MÔN TS VÕ NGỌC HÀ TS TRẦN XUÂN THỌ TS VÕ PHÁN Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày…………tháng……….năm 2007 PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG LỜI CẢM ƠN Để hoàn thành luận văn này, nhận nhiều quan tâm giúp đỡ từ phía nhà trường, gia đình, quan bạn bè Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành sâu sắc đến TS Trần Xuân Thọ, TS Võ Ngọc Hà dành thời gian q báu để hướng dẫn giúp đỡ suốt thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Quý thầy cô khoa kỹ thuật xây dựng, môn Địa Nền móng, phòng Đào tạo Sau đại học trường Đại học bách Khoa TPHCM hết lòng giảng dạy, hướng dẫn truyền đạt kiến thức hữu ích cho suốt khoá học Ban Quản Lý Dự Án Đầu Tư Xây Dựng Tp Mỹ Tho tạo đủ điều kiện để hoàn thành khóa học luận văn Sau cùng, xin gởi lời cảm ơn đến gia đình tôi, bạn bè đồng nghiệp người động viên giúp đỡ mặt để hoàn thành luận văn Thành phố Hồ Chí Minh, ngày 05/ 11/ 2007 Người thực luận văn HỒ NGHĨA HIỆP TÓM TẮT LUẬN VĂN Tên đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định đường đắp cao Tóm tắt: Luận văn phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể, chuyển vị thời gian cố kết đắp Ảnh hưởng vị trí lót vải địa kỹ thuật đến ổn định đắp Bên cạnh luận văn xem xét việc sử dụng số lớp vải gia cường khác có tổng khả chịu kéo đắp Qua đó, đề tài mong muốn có định hướng cho việc thiết kế đường đắp cao gặp trường hợp đất yếu Luận văn gồm chương sau: Chương 1: Giới thiệu Chương 2: Tổng quan vấn đề sử dụng vải địa kỹ thuật đường đắp cao Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đường có gia cường vải địa kỹ thuật Chương 4: Phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định đường đắp cao Chương 5: Kết luận kiến nghị SUMMARY OF THESIS Title: Study on the influence of the geotextile to the stability of high embankment Summary: The thesis is devoted to analyse the influence of geotextile to the stability, the displacement and consolidation of embankment The influence of the geotextile location to the stabilization of embankment is studied The use of the different reinforce number layer of geotextile with the same total capicity tension is also considered The autor wishes to have a course of action for the design of high embankment on soft soil This thesis consists of five following chapters: Chapter 1: Introduction Chapter 2: Overview in using geotextile in high embankment Chapter 3: Theories of calculating the stabilization of reinforce geotextile Chapter 4: Analysing the influence of geotextile to the stabilization of high embankment Chapter 5: Conclusions and further studies MỤC LỤC LUẬN VĂN CHƯƠNG 1: Giới Thiệu Trang 1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ý nghóa luận văn 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu 1.2.2 Ýnghóa luận văn 1.3 Nội dung nghiên cứu 1.4 Phương pháp nghiên cứu 1.5 Hạn chế luận văn CHƯƠNG 2: Tổng Quan Về Vấn Đề Sử Dụng Vải Địa Kỹ Thuật Trong Nền Đường Đắp Cao 2.1 Khái niệm 2.2 Các loại vải địa kỹ thuật sử dụng đường 2.3 Vải địa kỹ thuật với chức gia cường 2.4 Dùng vải địa kỹ thuật với chức gia cường ổn định đắp cao 2.5 Một số hình ảnh ứng dụng vải địa kỹ thuật xây dựng giao thông 2.6 Một số công trình ứng dụng vải địa kỹ thuật 10 2.7 Nhận xét 11 CHƯƠNG 3: Cơ Sở Lý Thuyết Tính Toán Ổn Định Nền Đường Có Gia Cường 12 Vải Địa Kỹ Thuật 3.1 Tổng quan 12 3.2 Tính toán sức chịu tải đất yếu 12 3.2.1 Tính sức chịu tải đất yếu theo tải trọng an toàn qat: 3.2.2 Tính sức chịu tải đất yếu theo tải trọng giới hạn: 3.2.3 Phương pháp Mandel Salencon 3.2.4 Phương pháp mặt trượt trụ tròn 3.2.4.1 Phương pháp mặt trượt trụ tròn vải địa kỹ thuật 3.2.4.2 Phương pháp mặt trượt trụ tròn có VĐKT theo phương pháp Bishop 3.3 Khái niệm vai trò vải địa kỹ thuật 25 3.3.1 Vai trò vải địa kỹ thuật 3.3.2 Tương tác đất cốt 3.4 Tính toán ổn định lún đất yếu theo 22 TCN262-2000 28 3.4.1 Tính toán ổn định đất yếu theo 22 TCN262-2000 3.4.2 Tính toán lún đất yếu theo 22-TCN262-2000 3.5 Tính toán theo phương pháp phần tử hữu hạn (chương trình Plaxis) 33 3.5.1 Mô hình Mohr-Coulomb 3.5.2 Phương pháp giảm sức chống cắt phân tích ổn định CHƯƠNG 4: Phân Tích nh Hưởng Của Vải Địa Kỹ Thuật Đến 36 Ổn Định Nền Đường Đắp Cao 4.1 Giới thiệu 36 4.2 Mô tả công trình phân tích: 4.2.1 Qui mô công trình : 4.2.2 Địa chất công trình: 4.3 Tính toán phương pháp giải tích theo 22TCN 262-2000 38 4.3.1 Đánh giá sức chịu tải đất theo phương pháp Mandel Salencon: 4.3.2 Xây dựng đắp theo giai đoạn: 4.3.3 Tổng hợp kết tính toán theo 22TCN 262-2000 4.3.4 Tính toán lún theo 22TCN 262-2000 4.4 Tính toán phương pháp phần tử hữu hạn 44 (sử dụng chương trình Plaxis) kết hợp kiểm tra ổn định phần mềm Slope/W 4.4.1 Các số liệu đầu vào trình mô hình hóa toán Plaxis 4.4.2 Các bước mô hình hoá, tính toán, kiểm tra toán 4.4.3 Các bước phân tích 4.4.4 Mô hình tính toán 4.4.5 Xem xét ảnh hưởng vị trí lót vải đến độ ổn định đường (khoảng cách lớp vải 0.25m) 4.4.6 Xem xét ảnh hưởng khoảng cách lót lớp vải đến độ ổn định đường 4.4.7 Xem xét toán thời điểm kết thúc trình xây dựng 4.4.7.1 Chuyển vị phát sinh đắp gây 4.4.7.2 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến độ lún chênh lệch phạm vi mặt đường 4.4.7.3 Xem xét lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật 4.4.7.4 Xem xét áp lực nước lỗ rổng thặng dư đất 4.4.7.5 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: 4.4.8 Xem xét toán thời điểm đất đạt độ cố kết U = 95% 4.4.8.1 Chuyển vị phát sinh đắp gây 4.4.8.2 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến độ lún chênh lệch phạm vi mặt đường 4.4.8.3 Xem xét lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật 4.4.8.4 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: 4.5 Kết thu từ trình phân tích 66 4.5.1 Ảnh hưởng vị trí lót vải đến độ ổn định đường 4.5.2 Chuyển vị phát sinh đắp gây 4.5.3 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến độ lún chênh lệch phạm vi mặt đường 4.5.4 Xem xét lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật 4.5.5 Xem xét áp lực nước lỗ rổng thặng dư đất 4.5.6 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: CHƯƠNG 5: Kết Luận Và Kiến Nghị 71 5.1 Kết luận 71 5.2 Những kiến nghị 72 5.3 Hướng nghiên cứu 72 CHƯƠNG GIỚI THIỆU 1.1 Đặt vấn đề nghiên cứu Để tạo điều kiện cho ngành kinh tế phát triển tăng khả cạnh tranh thu hút nguồn vốn nước Việc đầu tư xây dựng sở hạ tầng có hệ thống giao thông trở nên cần thiết cấp bách Cùng với việc xây dựng tuyến đường qua khu vực đồi núi việc nâng cấp mở rộng xây dựng hệ thống giao thông khu vực đồng thực nâng cấp mở rộng quốc lộ 1A, đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương, cầu Mỹ Thuận, cầu Rạch Miễu, cầu Cần Thơ …… Bên cạnh thành phố lớn Hà Nội, TP Hồ Chí Minh …… bắt đầu cải tạo hệ thống giao thông đô thị, xây dựng nút giao cầu vượt Quá trình xây dựng hệ thống giao thông nước ta thường gặp nhiều khó khăn vấn đề ổn định Đặc biệt công trình vùng đồng bằng, thường xuyên phải đối mặt với đất yếu Một số giải pháp xử lý đất yếu gia cường đắp thông dụng như: sử dụng đệm cát, nén trước tải trọng tónh, dùng bấc thấm giếng cát kết hợp gia tải trước, phương pháp hút chân không, phương pháp cọc cát, phương pháp vữa ximăng, phương pháp đầm chấn động, phương pháp điện thấm, phương pháp xử lý hoá học, phương pháp đất trộn xi măng… Ngoài giải pháp xử lý đơn giản, dễ thi công dùng vải địa kỹ thuật Hiện vấn đề ổn định công trình cầu qua sông rạch có đường dẫn vào cầu đắp cao công trình đường đắp cao quan tâm, giải pháp xử lý đất yếu công trình ổn định Vấn đề kinh phí, tiến độ việc vận chuyển trang thiết bị thi công khó khăn nên cần phải có giải pháp hợp lý Việc sử dụng vải địa kỹ thuật với chức gia cường phân cách giải pháp sử dụng cốt vải địa kỹ thuật hiệu áp dụng vào thực tế cho nhiều công trình Với khả chịu kéo tốt vải góp phần tăng độ ổn định đường ngăn lớp đất đắp lún chìm vào đất yếu 1.2 Mục tiêu nghiên cứu ý nghóa luận văn 1.2.1 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu đề tài nghiên cứu sử dụng vật liệu vải địa kỹ thuật để tăng cường ổn định đắp cao, ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến tốc độ cố kết biến dạng đất yếu Bên cạnh luận văn xem xét việc sử dụng số lớp vải gia cường khác có tổng khả chịu kéo đắp Trang * Nhận xét áp lực nước lổ rỗng thặng dư: Dựa vào vùng hoạt động áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất qua ba trường hợp Nhận thấy vùng hoạt động áp lực nước lổ rỗng thặng dư trường hợp không sử dụng vải địa kỹ thuật nhỏ hai trường hợp lại Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất tiêu tán nhanh hay nói cách khác đất cố kết nhanh Khi gia tải áp lực nước lổ rỗng thặng dư trường hợp có sử dụng vải địa kỹ thuật có giá trị lớn vùng hoạt động nhỏ so với trường hợp vải điều chứng tỏ vải địa kỹ thuật giúp tăng hiệu ứng lu lèn 4.4.7.5 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: Sử dụng phương pháp “giảm sức chống cắt” chương trình Plaxis để xem xét tính ổn định kết cấu nghiên cứu (có xét hoạt tải xe qui đổi 20kN/m2) + Trường hợp không sử dụng vải địa kỹ thuật Hệ số ổn định tổng thể ΣMsf= 1.208 Hình 4.25 Mặt phá hoại đất Trang 60 + Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 6x6 gia cường, ΣMsf= 1.300 Hình 4.26 Mặt phá hoại đất + Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 12x12 gia cường, ΣMsf= 1.260 Hình 4.27 Mặt phá hoại đất Trang 61 Sử dụng chương trình Slope để xem xét tính ổn định kết cấu nghiên cứu (có xét hoạt tải xe qui đổi 20kN/m2) * Trường hợp vải địa gia cường FS = 1.04 < 1.40 (không đạt) Kiem tra on dinh theo Bishop khong su dung VDKT 34 32 1.040 30 28 26 24 Cat dap nen duong 22 Set pha cat 20 18 Bun set 16 14 Set deo cung 12 10 Set nua cung 0 (đạt) 10 20 30 40 50 60 70 * Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 6x6 gia cường: FS=1.446 > 1.40 - Bố trí 02 lớp vải cách 0.25 m, khả chịu kéo lớp VĐKT: 105 kN/m2 Kiem tra on dinh theo Bishop su dung lop VDKT Rk = 105kN/m 34 32 1.446 30 28 26 24 Cat dap nen duong 22 Set pha cat 20 18 Bun set 16 14 Set deo cung 12 10 Set nua cung 0 10 20 30 40 50 60 70 Trang 62 * Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 12x12 gia cường FS=1.454>1.40 (đạt) -Khả chịu kéo VĐKT : 210 kN/m2 Kiem tra on dinh theo Bishop su dung lop VDKT Rk = 210kN/m 34 32 1.454 30 28 26 24 Cat dap nen duong 22 Set pha cat 20 18 Bun set 16 14 Set deo cung 12 10 Set nua cung 0 10 20 30 40 50 60 70 * Kết tính toán: hệ số ổn định đắp Trường hợp phân tích Không sử dụng vải Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Plaxis 1.208 1.300 1.260 Hệ số ổn định Slope (Bishop) 1.040 1.446 1.454 4.4.8 Xem xét toán thời điểm đất đạt độ cố kết U = 95% 4.4.8.1 Chuyển vị phát sinh đắp gây * Kết tính toán: chuyển vị đứng ngang lớn đắp Chuyển vị Đứng (m) Ngang (m) Không sử dụng vải 0.716 0.408 Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 0.651 0.347 Phần trăm giảm chuyển vị 9.08% 14.90% Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 0.642 0.330 Trường hợp Trang 63 4.4.8 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến độ lún chênh lệch phạm vi mặt đường Xét hai điểm A (40, 26) tim đườngvà B (46, 26) mép mặt đường mặt cắt A – A* vuông góc với tim đường * Kết tính toán : độ lún lệch đắp Độ lún A(10-3m) Độ lún B(10-3m) Độ lún lệch (10-3m) Trường hợp sử dụng Không sử dụng vải Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Phần trăm giảm độ lún lệch 472 452 450 414 411 410 58 41 40 29.3% 4.4.8 Xem xét lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật * Kết tính toán: nội lực chuyển vị vải địa kỹ thuật Trường hợp sử dụng lớp vải Geotex 6x6 lớp vải Geotex 12x12 Lớp vải Lực dọc max (kN/m) Lớp Lớp Lớp 31.45 31.45 62.86 Nmax/Rk Chuyển vị ngang (m) 30.0% 30.0% 29.9% 0.228 0.208 0.223 4.4.8.4 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: * Kết tính toán : hệ số ổn định đắp Trường hợp phân tích Không sử dụng vải Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Plaxis 1.398 1.538 1.559 Hệ số ổn định Slope (Bishop) Không xét 2.592 2.631 Trang 64 * Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 6x6 gia cường FS=2.592 > 1.40 (đạt) - Bố trí 02 lớp vải cách 0.25 m, khả chịu kéo lớp VÑKT: 105 KN/m2 Kiem tra on dinh theo Bishop su dung lop VDKT Rk = 105kN/m 34 32 2.592 30 28 26 24 Cat dap nen duong 22 Set pha cat 20 18 Bun set 16 14 Set deo cung 12 10 Set nua cung 0 (đạt) 10 20 30 40 50 60 70 * Trường hợp có lớp vải địa kỹ thuật Geotex 12x12 gia cường FS=2.631 > 1.40 -Khả chịu kéo VĐKT: 210 KN/m2 Kiem tra on dinh theo Bishop su dung lop VDKT Rk = 210kN/m 34 32 2.631 30 28 26 24 Cat dap nen duong 22 Set pha cat 20 18 Bun set 16 14 Set deo cung 12 10 Set nua cung 0 10 20 30 40 50 60 70 Trang 65 Nhận xét: - Với điều kiện địa chất công trình chiều cao đắp 4.5m không sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường công trình không ổn định Qua tính toán nhận thấy việc bố trí VĐKT gia cường đắp cao cách hợp lý gia tăng khả ổn định công trình, tăng chiều cao đắp tới hạn - Hệ số ổn định tăng theo thời gian, với cố kết đất - Khi có lớp VĐKT Geotex 12x12 gia cường Rk = 210 kN/m công trình ổn định so với dùng lớp VĐKT Geotex 6x6 gia cường Rk = 105 kN/m Tuy nhiên mức độ chênh lệch không đáng kể 4.5 Kết thu từ trình phân tích 4.5.1 Ảnh hưởng vị trí lót vải đến độ ổn định đường Trường hợp phân tích Lót vải mặt lớp đất tự nhiên Lót vải mặt lớp đất yếu Hệ số ổn định thời điểm kết thúc xây dựng Plaxis Slope (Bishop) 1.232 1.344 1.300 1.446 Trường hợp phân tích Khoảng cách lớp vải 0.25m Khoảng cách lớp vải 0.5m Khoảng cách lớp vải 1.0m Hệ số ổn định kết thúc xây dựng Plaxis Slope (Bishop) 1.300 1.446 1.280 1.438 1.267 1.419 * Nhận xét kết phân tích: - Trong trường hợp bố trí vải bề mặt lớp đất yếu có lợi mặt ổn định đường - Khoảng cách lớp vải nhỏ có lợi mặt ổn định Tuy nhiên theo khuyến cáo nhà sản xuất khoảng cách không nhỏ 0.2m Trang 66 4.5 Chuyển vị phát sinh đắp gây Theo phương pháp PTHH Chuyển vị Kết thúc trình xây dựng Đất cố kết U = 95% Đứng (m) Ngang (m) Đứng (m) Ngang (m) Không sử dụng vải 0.426 0.235 0.716 0.408 Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 0.381 0.206 0.651 0.347 Phần trăm giảm chuyển vị 10.6% 12.3% 9.08% 14.90% Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 0.379 0.205 0.642 0.330 Trường hợp Theo phương pháp Giải tích Chuyển vị Kết thúc trình xây dựng Đất cố kết U = 95% Đứng (m) Ngang (m) Đứng (m) Ngang (m) Không sử dụng vải m = 1.2 0.360 - 0.700 - Sử dụng vải m = 1.1 0.310 - 0.644 - Trường hợp * Nhận xét kết phân tích: - Khi tính toán phương pháp PTHH cho kết độ lún lớn phương pháp giải tích - Dựa kết phân tích phương pháp PTHH Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường khả giảm chuyển vị theo phương ngang từ 12.3% đến 14.9% phương đứng từ 9.1% đến 10.6% so với trường hợp không sử dụng vải - Thực chất vải địa kỹ thuật gia cường không ảnh hưởng đến độ lún cố kết lâu dài hệ số nén đất không thay đổi gia cường nên độ lún cố kết trường hợp có sử dụng vải không sử dụng vải Vải địa kỹ thuật có tác dụng giảm độ lún trình xây dựng - Tuy nhiên kết thu từ trình phân tích, độ lún trường hợp có sử dụng vải địa giảm đến 9.1% so với trường hợp không sử dụng vải giai đoạn đất cố kết 95% Kết đất yếu nên đắp chuyển vị ngang lớn đất đắp bị lún vào đất yếu Theo kết phân tích thời điểm đất cố kết 95% sử dụng vải chuyển vị đất yếu theo phương ngang giảm 14.9% so với trường hợp không sử dụng vải độ lún giảm 9.1% hợp lí - Trong trường họp vải đóng vai trò lớp ngăn cách, giảm khối lượng đất đắp lún vào đất yếu Trang 67 - Khi sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Rk = 210 kN/m gia cường chuyển vị theo phương ngang phương đứng đất yếu nhỏ sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Rk = 105 kN/m 4.5 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến độ lún chênh lệch phạm vi mặt đường Độ lún Kết thúc trình xây dựng Đất cố kết U = 95% Tim Mép Lún lệch Tim Mép Lún lệch -3 -3 -3 -3 (10 m) (10 m) (10 m) (10 m) (10-3m) (10-3m) Không sử dụng vải 237 212 25 472 414 58 Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 223 205 18 452 411 41 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 221 203 18 450 410 40 Giảm độ lún lệch 28.0% 29.3% Trường hợp * Nhận xét kết phân tích: - Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường đắp mức độ lún lệch giảm từ 28.0% đến 29.3% điều có ý nghóa vô quan trọng độ lún lệch nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường - Mức độ giảm độ lún lệch sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Rk = 105 kN/m và1 lớp vải Geotex 12x12 Rk = 210 kN/m 4.5 Xem xét lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật Kết thúc trình xây dựng Trường hợp sử dụng lớp vải Geotex 6x6 lớp vải Geotex 12x12 Lớp vải Lớp Lớp Lớp Đất cố kết U = 95% Nmax Ch.vị Nmax Ch.vò Nmax/Rk Nmax/Rk ngang (m) (kN/m) ngang (m) (kN/m) 29.84 29.98 59.45 28.4% 28.6% 28.3% 0.211 0.199 0.209 31.45 31.45 62.86 30.0% 30.0% 29.9% 0.228 0.208 0.223 * Nhận xét kết phân tích: - Lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật tăng theo thời gian - Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Rk = 210 kN/m có lợi mặt nội lực chuyển vị phát sinh vải sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Rk = 105 kN/m 4.5 Xem xét áp lực nước lỗ rổng thặng dư đất Trang 68 Áp lực nước lổ rỗng thặng dư Kết thúc xây dựng Trường hợp năm Cố kết U =95% Không sử dụng vải 63.16 kN/m2 24.38 kN/m2 3.0 kN/m2 Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 69.23 kN/m2 23.01 kN/m2 3.0 kN/m2 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 69.24 kN/m2 22.82 kN/m2 3.0 kN/m2 * Nhận xét kết phân tích: - Dựa vào vùng hoạt động áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất qua ba trường hợp Nhận thấy vùng hoạt động áp lực nước lổ rỗng thặng dư trường hợp không sử dụng vải địa kỹ thuật rộng hai trường hợp lại Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất tiêu tán nhanh hay nói cách khác đất cố kết nhanh - Khi gia tải áp lực nước lổ rỗng thặng dư trường hợp có sử dụng vải địa kỹ thuật có giá trị lớn vùng hoạt động nhỏ so với trường hợp vải điều chứng tỏ vải địa kỹ thuật giúp tăng hiệu ứng lu lèn - Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Rk = 210 kN/m có lợi mặt tiêu tán áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Rk = 105 kN/m tích - Thời gian cố kết tính phương pháp PTHH nhỏ theo phương pháp giải * Những nhận xét thể bảng đây: Trường hợp T hời gian đạt cố kết U =95% (ngày) Phương pháp PTHH Phương pháp Giải tích Không sử dụng vải 1653 3208 Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 1491 3208 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 1466 3208 4.5.6 Ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể: Trang 69 Hệ số ổn định Trường hợp Không sử dụng vải Sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Sử dụng lớp vải Geotex 12x12 Kết thúc xây dựng Plaxis Slope (Bishop) 1.208 1.040 1.300 1.446 1.260 1.454 Cố kết U =95% Plaxis Slope (Bishop) 1.398 Không xét 1.538 2.592 1.559 2.631 * Nhận xét kết phân tích: - Hệ số ổn định tổng thể tăng dần theo thời gian đất cố kết dẫn đến sức chịu tải đất tăng - Vải địa kỹ thuật gia cường ảnh hưởng to lớn đến khả ổn định đắp Hệ số an toàn tăng đáng kể sử dụng vải địa gia cường - Công trình đường vào cầu Ngã Năm Bắc Đông không đảm bảo ổn định không sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường - Hệ số ổn định tổng thể sử dụng lớp vải Geotex 6x6 Rk = 105 kN/m và1 lớp vải Geotex 12x12 Rk = 210 kN/m gần Trang 70 CHƯƠNG KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận : - Với số liệu địa chất, chiều cao đắp loại vải sử dụng cho công trình tác giả thu kết sau: + Vị trí lót vải bề mặt lớp đất yếu (cách mặt đất 1m) khoảng cách lót vải từ 0.2m đến 0.3m có lợi mặt ổn định đường + Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường khả giảm chuyển vị theo phương ngang từ 12.3% đến 14.9% phương đứng từ 9.1% đến 10.6% so với trường hợp không sử dụng vải + Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường đắp mức độ lún lệch giảm từ 28.0% đến 29.3% điều có ý nghóa vô quan trọng độ lún lệch nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường + Thời gian cố kết U = 95% trường hợp có sử dụng vải giảm 11.3% so với trường hợp không sử dụng vải + Trong giai đoạn xây dựng hệ số ổn định theo Slope/w trường hợp không sử dụng vải 1.040 ( 1.40: ổn định) - Vải địa kỹ thuật góp phần làm giảm đáng kể chuyển vị theo phương đứng phương ngang đắp Do giảm khối lượng đất đắp, hạ giá thành xây dựng công trình - Độ lún lệch, nguyên nhân gây hư hỏng mặt đường, cải thiện đắp gia cường vải địa kỹ thuật - Khi sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường áp lực nước lổ rỗng thặng dư đất tiêu tán nhanh hay nói cách khác đất cố kết nhanh - Khi sử dụng vải địa kỹ thuật tăng hiệu ứng lu lèn đất góp phần đẩy nhanh tiến độ xây dựng công trình - Vải địa kỹ thuật gia cường ảnh hưởng to lớn đến khả ổn định đắp Hệ số an toàn tăng đáng kể sử dụng vải địa kỹ thuật gia cường Do gia tăng chiều cao đắp tới hạn đắp - Với khả chịu kéo yêu cầu để gia cường đắp sử dụng số lớp vải có lợi (theo kết so sánh mục 4.5) Bên cạnh việc sử dụng lớp vải giúp rút ngắn thời gian thi công - Lực dọc chuyển vị ngang vải địa kỹ thuật tăng theo thời gian Trang 71 - Do độ lún lại sau giai đoạn xây dựng lớn nên giải pháp trình bày thích hợp cho đường có tầng mặt cấp thấp Đối với đường có tầng mặt cấp cao cần có giải pháp kết hợp để gia tăng tốc độ cố kết nhằm xử lý lún triệt để Ví dụ bấc thấm 5.2 Những kiến nghị - Ở nước ta có phòng thí nghiệm để xác định lực chống cắt đất có vải điạ gia cường thí nghiệm xác định ma sát đất vải có lực tác dụng… Đây vấn đế cần quan tâm - Cần quan tâm nghiên cứu chuyên sâu công tác sản xuất, thiết kế thi công vải địa kỹ thuật điều kiện khí hậu thổ nhưỡng Việt Nam - Cần có công trình nghiên cứu thực tiễn để đánh giá nhận thấy hết ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đường đắp cao 5.3 Hướng nghiên cứu - Nghiên cứu tốc độ cố kết gia tăng sức chịu tải đất so với giảm cường độ vải địa kỹ thuật từ biến để đánh giá ổn định lâu dài công trình - Nghiên cứu ảnh hưởng tải trọng trùng phục (hoạt tải xe) đến độ bền vải địa kỹ thuật Trang 72 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] 22 TCN 248-98 Tiêu chuẩn thiết kế nghiệm thu vải địa kỹ thuật xây dựng đắp đất yếu [2] 22 TCN 262-2000 Thiết kế thi công công trình đất yếu [3] Châu Ngọc Ẩn: Cơ học đất – Nhà xuất ĐH quốc gia TP.HCM - 2003 [4] Châu Ngọc Ẩn: Nền móng – Nhà xuất ĐH quốc gia TP.HCM – 2002 [5] Báo cáo hội nghị khoa học Công nghệ - lần tháng 10/2005 – Trường ĐH BKTPHCM [6] Đỗ Văn Đệ: Hướng dẫn sử dụng phần mềm tính ổn định mái dốc Geo- slope/W - Nhà xuất XD [7] Hồ sơ thiết kế công trình cầu Bắc Đông – huyện Tân Phước – Tiền Giang [8] Lê Bá Lương: Tính toán móng công trình theo thời gian –trường ĐH Bách Khoa TP.HCM - 1981 [9] Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh: Xây dựng đê đập, đắp tuyến dân cư đất yếu – Nhà xuất nông nghiệp - 2002 [10] Nguyễn Viết Trung: Công nghệ sử lý đất yếu – nhà xuất GTVT [11] Pierre Laréral, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục: Công trình đất yếu điều kiện Việt Nam – 1989 [12] Plaxis – Material Model Manuals [13] R.Whitlow: Cơ học đất tập 1,2 - Nhà xuất giáo dục – 1995 [14] Us department of transportation: Geosynthetic design and contruction guidelines TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Họ tên : HỒ NGHĨA HIỆP Sinh ngày : 08 – - 1979 Nơi sinh : TIỀN GIANG Địa liên lạc : 144E Lý Thường Kiệt, Phường 5, Tp.Mỹ Tho, Tiền Giang Nơi công tác Điện thoại liên lạc : Ban Quản Lý Các Dự Án Đầu Tư Xây Dựng Thành Phố Mỹ Tho : 073.873346 (số quan) 073.240585 (số nhà riêng) QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO 1997-2002 : Học Trường Đại Học Bách Khoa – Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng 2005-2007 : Học viên cao học Trường đại học Bách Khoa - TP Hồ Chí Minh QUÁ TRÌNH CÔNG TÁC Từ 2002 – đến nay: Công tác Ban Quản Lý Các Dự Án Đầu Tư Xây Dựng Thành Phố Mỹ Tho ... đề tài: Nghiên cứu ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định đường đắp cao Tóm tắt: Luận văn phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định tổng thể, chuyển vị thời gian cố kết đắp Ảnh hưởng vị... dụng vải địa kỹ thuật đường đắp cao Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đường có gia cường vải địa kỹ thuật Chương 4: Phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định đường đắp cao Chương... Tổng quan vấn đề sử dụng vải địa kỹ thuật đường đắp cao Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định đường có gia cường vải địa kỹ thuật Chương 4: Phân tích ảnh hưởng vải địa kỹ thuật đến ổn định