Nghiên cứu mô hình tính toán cọc đất xi măng xử lý nền đất yếu khu vực sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI - - QCH KIẾT MẬU NGHIÊN CỨU MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC SÓC TRĂNG Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng Mã số : 60-58-02-04 Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS BÙI VĂN TRƯỜNG HÀ NỘI, 2017 LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan tồn nội dung luận văn thực hướng dẫn PGS.TS Bùi Văn Trường Tôi xin cam đoan nội dung luận văn không trùng lặp với luận văn công bố Tác giả luận văn Quách Kiết Mậu i LỜI CẢM ƠN Tôi xin cám ơn thầy cô giảng dạy môn Địa kỹ thuật - Trường Đại học Thủy Lợi Hà Nội Tôi xin chân thành cám ơn PGS.TS Bùi Văn Trường người tận tình giúp đỡ, hướng dẫn đưa nhiều ý kiến quý báo, tạo điều kiện thuận lợi cho tơi q trình thực luận văn Tơi xin cám ơn quan tâm góp ý PGS.TS Nguyễn Việt Hùng Sau xin cám ơn ủng hộ, động viên tinh thần nhiệt tình gia đình, bạn bè, đồng nghiệp thời gian thực luận văn ii MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH ẢNH .v DANH MỤC BẢNG BIỂU vii MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG CHẤT KẾT DÍNH .5 1.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng xử lý đất yếu chất kết dính 1.1.1 Gia cố đất yếu trụ vật liệu rời 1.1.2 Gia cố đất yếu vật liệu có chất kết dính .11 1.2 Giải pháp xử lý phương pháp trộn vôi: 11 1.3 Giải pháp xử lý cọc đất xi măng .14 1.3.1 Khái quát chung 14 1.3.2 Một số ứng dụng ưu điểm cọc đất xi măng 14 1.4 Kết luận chương 21 CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG23 2.1 Khái qt chung mơ hình tính tốn cọc đất xi măng 23 2.2 Tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình cọc cứng 23 2.3 Tính tốn cọc đất xi măng theo mơ hình tương đương 25 2.4 Tính tốn cọc đất xi măng theo mơ hình hỗn hợp 26 2.4.1 Cách tính tốn Viện kỹ thuật châu A.I.T 26 2.4.2 Cách tính theo quy phạm Trung Quốc DBJ 08-40-94 .31 2.5 Phân tích mơ hình tính tốn .34 2.5.1 Phương pháp tính tốn theo quan điểm cọc ĐXM làm việc cọc cứng 34 2.5.2 Phương pháp tính tốn theo quan điểm coi trụ xi măng đất đất làm việc đồng thời (phương pháp tương đương) 34 2.5.3 Phương pháp tính tốn theo quan điểm tính tốn khả chịu tải tính tốn cọc, cịn biến dạng tính tốn 35 2.6 Quy trình thiết kế cọc đất xi măng 35 2.6.1 Kiểm tra theo vật liệu cọc 37 2.6.2 Kiểm tra theo đất 38 2.6.3 Kiểm tra sức chịu tải nhóm cọc đơn .38 2.7 Kết luận chương 39 iii CHƯƠNG 3:NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MƠ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC SÓC TRĂNG 40 3.1 Đặc điểm đất yếu khu vực Sóc Trăng 40 3.1.1 Đặc điểm cấu trúc đất yếu 41 3.1.2 Tính chất lý đất 41 3.2 Khảo sát mơ hình tính tốn cọc ĐXM xử lý đất yếu Sóc Trăng 42 3.2.1 Khái quát chung cơng trình giải pháp xử lý đất yếu 43 3.2.2 Khảo sát mơ hình tính tốn cọc ĐXM phương pháp giải tích 44 3.2.3 Khảo sát mơ hình tính tốn cọc ĐXM phương pháp số 53 3.2.4 Khảo sát thơng số tính toán cọc ĐXM 63 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm cọc ĐXM trường 67 3.3.1 Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn 67 3.3.2 Thí nghiệm nén tĩnh xử lý cụm cọc ĐXM trường 72 3.4 Phân tích, đề xuất mơ hình tính tốn cọc ĐXM 74 3.5 Kết luận chương 76 KẾT LUẬT VÀ KIẾN NGHỊ 77 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 iv DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Kết bàn nén phẳng trường: .8 Hình 1.2 Cơ chế phá hoại trụ đơn vật liệu rời đất sét yếu đồng Hình 1.3 Phân tích nhóm trụ vật liệu rời (theo Barksdale Bachus, 1983 10 Hình 1.4 Phương thức phá hoại móng cọc vơi 12 Hình 1.5 Tính tốn lún chưa vượt độ bền rão cọc vôi .13 Hình 1.6 Các ứng dụng cơng nghệ trộn sâu .16 Hình 1.7 Sơ đồ thi công trộn khô 17 Hình 1.8 Bố trí trụ trộn khơ 17 Hình 1.9 Bố trí trụ trùng theo khối 18 Hình 1.10 Sơ đồ thi công trộn ướt 18 Hình 1.11 Bố trí trụ trộn ướt mặt đất 19 Hình 1.12 Bố trí trụ trùng theo công nghệ trộn ướt .19 Hình 1.13 ổn định khối kiểu A .20 Hình 1.14 ổn định khối kiểu B .20 Hình1.15 Cơng nghệ Jet Grouting 21 Hình 2.1 Sơ đồ phá hoại đất dính gia cố cọc đất xi măng 27 Hình 2.2 Quan hệ ứng suất- biến dạng vật liệu xi măng- đất .28 Hình 2.3 Phá hoại khối phá hoại cắt cục 28 Hình 2.4 Sơ đồ tính tốn biến dạng 30 Hình 2.5: Sơ đồ quy trình thiết kế cọc đất xi măng .36 Hình 3.1 Bản đồ hành tỉnh Sóc Trăng 40 Hình 3.2 Sơ đồ tính lún theo quan điểm cọc cứng .46 Hình 3.3 Sơ đồ tính lún theo quan điểm tương đương 49 Hình 3.4 Mơ hình phần tử hữu hạn mô giải pháp xử lý cọc ĐXM theo quan điểm cọc cứng .58 Hình 3.5 Mơ hình phần tử hữu hạn mơ giải pháp xử lý cọc ĐXM theo quan điểm tương đương 58 Hình 3.6 Chuyển vị lưới cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm cọc cứng .59 v Hình 3.7 Chuyển vị thẳng đứng cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm cọc cứng 60 Hình 3.8 Lún nền cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm cọc cứng 60 Hình 3.9 Chuyển vị lưới cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm tương đương 61 Hình 3.10 Chuyển vị thẳng đứng cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm tương đương 62 Hình 3.11 Lún nền cơng trình xử lý cọc ĐXM theo quan điểm tương đương 62 Hình 3.12 Quan hệ bán kính cọc sức chịu tải cọc 64 Hình 3.13 Quan hệ bán kính cọc độ lún gia cố 64 Hình 3.14 Quan hệ chiều dài cọc sức chịu tải cọc 65 Hình 3.15 Quan hệ chiều dài cọc độ lún gia cố 66 Hình 3.16 Quan hệ chiều dài cọc độ lún gia cố 67 Hình 3.17 Sơ đồ thí nghiệm nén tĩnh cọc ĐXM 68 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ tải trọng- chuyển vị cọc 1-B-4 71 Hình 3.19 Đồ thị quan hệ tải trọng- chuyển vị cụm cọc 74 vi DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 1.1 Khả áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo cho loại đất khác Bảng 3.1 Tổng hợp tiêu lý đất yếu Sóc Trăng 42 Bảng 3.2 Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất 43 Bảng 3.3 Bảng tổng tính lún theo mơ hình cọc cứng 47 Bảng 3.4 Bảng tổng tính lún theo mơ hình tương đương 51 Bảng 3.5 Các thông số đất để xây dựng mơ hình tính Plaxis .57 Bảng 3.5b Bảng tổng hợp kết tính tốn chuyển vị cơng trình xử lý cọc ĐXM phần mềm Plaxis 63 Bảng 3.6 Tính tốn sức chịu tải biến dạng cọc bán kính r cọc thay đổi 63 Bảng 3.7 Tính tốn sức chịu tải biến dạng cọc chiều dài L cọc thay đổi 65 Bảng 3.8 Tính tốn sức chịu tải biến dạng cọc mật độ cọc thay đổi .66 Bảng 3.9 Tải trọng thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn .68 Bảng 3.10 Thời gian theo dõi độ lún ghi chép số liệu .69 Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 1-B-4 70 Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 3-B-4 70 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 1-C-4 71 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ tải trọng- chuyển vị cọc 1-B-4 71 Bảng 3.14 Sức chịu tải cho phép cọc ứng với độ lún 8mm 72 Bảng 3.15 Kết thí nghiệm nén tĩnh cụm 36 cọc 73 Bảng 3.16 Tổng hợp kết tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình với kết thí nghiệm nén tĩnh trường 75 vii L -S S (m) 0.0200 0.0150 0.0100 0.0050 0.0000 10 15 20 L (m) Hình 3.15 Quan hệ chiều dài cọc độ lún gia cố * Nhận xét: Khi tăng chiều dài cọc mà không thay đổi bán kính mật độ cọc sức chịu tải cọc tăng lên độ lún gia cố giảm đáng kể Sức chịu tải cọc tăng gần tuyến tính tăng chiều dài cọc, nhiên cần ý đến sức chịu tải giới hạn cọc theo vật liệu 3.2.4.3 Thay đổi mật độ cọc Nếu giữ nguyên bán kính cọc r= 0,3 m chiều dài cọc L= m , cho khoảng cách cọc thay đổi, lập biểu đồ quan hệ giữ mật độ cọc biến dạng Sức chịu tải cọc đơn không đổi chiều dài đường kính cọc khơng đổi Tính được: P l = 4,2 T Trong thực tế hiệu ứng nhóm cọc, thay đổi mật độ cọc sức chịu tải cọc đơn nhóm cọc thay đổi Kết tính tốn biến dạng mật độ cọc thay đổi tổng hợp Bảng 3.8 hình 3.18 Bảng 3.8 Tính tốn sức chịu tải biến dạng cọc mật độ cọc thay đổi Khoảng cách cọc k 1.3 1.2 1.1 0.9 0.8 Số cọc/25m2 23 27 31 36 43 53 Pl (T) 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 4.2 66 S1i (m) 0.0226 0.0181 0.0093 0.0070 0.0037 0.0020 S2i (m) 0.0014 0.0015 0.0015 0.0016 0.0016 0.0017 S1+S2 (m) 0.0240 0.0196 0.0108 0.0085 0.0053 0.0037 Hình 3.16 Quan hệ chiều dài cọc độ lún gia cố * Nhận xét: Khi giữ nguyên hàm lượng xi măng, đường kính chiều dài cọc ta tăng khoảng cách cọc tức làm giảm mật độ cọc thấy biến dạng gia cố tăng lên Khi ta tăng mật độ cọc làm thay đổi tính chất lý lớp tương đương, làm cho sức chịu tải tốt hơn, biến dạng giảm Tăng mật độ cọc tức tăng đáng kể lượng xi măng đưa vào đất nên cần yếu tới yếu tố kinh tế 3.3 Nghiên cứu thực nghiệm cọc ĐXM trường Để đánh giá lựa chọn mơ hình tính toán cọc ĐXM phù hợp với đất yếu Sóc trăng đánh gía khả mang tải thực tế của cọc đơn sau xử lý cọc ĐXM, tác giả nghiên cứu thực nghiệm phương pháp nén tĩnh cọc đơn nhóm cọc trường Nội dung, phương pháp kết cụ thể sau: 3.3.1 Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn Nội dung nghiên cứu: Để đạt mục tiêu nêu trên, tác gỉa nghiên cứu, thí nghiệm nén tĩnh 03 cọc ĐXM Tải trọng thí nghiệm lớn nhất: tải thí nghiệm lớn thiết kế quy định, lấy 1.5 lần tải trọng thiết kế Tải trọng thí nghiệm với cọc đơn tổng hợp Bảng 3.9 Thí nghiệm nén tĩnh cọc thực sau 28 ngày tuổi 67 Vị trí , sơ đồ thí nghiệm cọc trình bày hình 3.19 Bảng 3.9 Tải trọng thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn STT Số hiệu cọc 1-B-4 1-C-4 3-B-4 Tải trọng thiết kế (Tấn) 2.93 2.93 2.93 Tải trọng thí nghiệm Pmax (Tấn) 4.40 4.40 4.40 Hình 3.17 Sơ đồ thí nghiệm nén tĩnh cọc ĐXM 3.3.1.1 Phương pháp thí nghiệm Thí nghiệm nén tĩnh cọc thực theo phương pháp gia tải tĩnh cấp lên cọc theo phương dọc trục Tải trọng tác dụng lên đầu cọc tạo kích thuỷ lực với dàn đối trọng Hệ dàn đối trọng đủ lớn để chịu giá trị tải trọng thí nghiệm tác dụng lên đầu cọc cách an toàn theo yêu cầu thiết kế Dàn đối tải có trọng lượng ≥5 Các số đo độ lún đầu cọc đọc ghi khoảng thời gian hợp lý cho cấp tải tác dụng 3.3.1.2 Trình tự thí nghiệm - Trước thí nghiệm, tiến hành gia tải trước để kiểm tra hoạt động thiết bị tạo tiếp xúc tốt với đầu cọc, cấp gia tải trước lấy 5% tải trọng thiết kế 68 - Quy trình tăng, giảm tải: tải trọng tác dụng lên đầu cọc theo cấp tương ứng với % tải trọng thiết kế Các cấp tải sau áp dụng độ lún đầu cọc xem ổn định cấp tải trước Thí nghiệm tiến hành theo cấp tải trọng: + Gia tải: 0%→25%→50%→75%→100%→125%→150% + Giảm tải: 150%→100%→50%→0% - Quy trình đo đạc: độ lún đầu cọc đo sau tác dụng tải trọng lên đầu cọc theo khoảng thời gian xác định nhằm theo dõi đặc điểm lún đầu cọc theo thời gian (Xem bảng quy trình thí nghiệm cọc) Thời gian theo dõi độ lún ghi chép số liệu theo Bảng 3.10 Bảng 3.10 Thời gian theo dõi độ lún ghi chép số liệu Tải trọng (% TK) 25 50 75 100 125 150 100 50 Tải trọng (tấn) 0.15 0.00 0.73 1.47 2.20 2.93 3.66 4.40 2.93 1.47 0.00 Khoảng thời gian đọc, ghi số liệu (phút) 0-5-10 0-5-10 0-1-5-10-20-30-45-60-90 đến ổn định nt nt nt nt nt 0-1-5-10-20-30 nt 0-5-10-20-30 đến ổn định Ghi : Độ lún đầu cọc đọc ghi trước sau tác dụng tải trọng Các cấp tải sau gia tải thêm độ lún đầu cọc cấp tải trước không 0.1mm giờ, thời gian trì độ lún ổn định - Quy định phá hoại cọc: cọc thí nghiệm xem hỏng, bị phá hoại quan sát thấy dấu hiệu sau: + Vật liệu cọc bị phá hoại; 69 + Đầu cọc bị lún tăng tiến (độ lún cấp tải trọng lớn lần cấp trước áp lực đầu cọc đạt giữ ổn định 24 giờ); + Độ lún đầu cọc vượt 10% đường kính cọc 3.3.1.3 Kết thí nghiệm Dựa số liệu thí nghiệm trường, kết độ lún – tải trọng cọc tổng hợp Bảng 3.11, Bảng 3.12, Bảng 3.13 Hình 3.20 Bảng 3.11 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 1-B-4 Cấp tải (%tải trọng thiết kế) 25 50 75 100 125 150 100 50 Tải trọng đặt đầu cọc (T) 0.73 1.47 2.20 2.93 3.66 4.40 2.93 1.47 0.00 Chuyển vị dọc trục đầu cọc (mm) 0.92 1.41 1.66 1.89 2.20 2.50 2.44 2.25 0.36 Bảng 3.12 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 3-B-4 Cấp tải (%tải trọng thiết kế) 25 50 75 100 125 150 100 50 Tải trọng đặt đầu cọc (T) 0.73 1.47 2.20 2.93 3.66 4.40 2.93 1.47 0.00 70 Chuyển vị dọc trục đầu cọc (cm) 0.86 1.39 1.77 2.90 4.12 6.37 6.21 5.54 3.51 Bảng 3.13 Bảng tổng hợp kết tải trọng - độ lún cọc 1-C-4 Cấp tải (%tải trọng thiết kế) 25 50 75 100 125 150 100 50 Tải trọng đặt đầu cọc (T) 0.73 1.47 2.20 2.93 3.66 4.40 2.93 1.47 0.00 Chuyển vị dọc trục đầu cọc (cm) 0.55 1.36 2.93 3.70 5.01 6.28 5.72 5.48 3.11 Hình 3.18 Đồ thị quan hệ tải trọng- chuyển vị cọc 1-B-4 1.đường tăng tải; đường giảm tải 3.3.1.4 Xác định sức chịu tải cho phép cọc Sức chịu tải cho phép cọc lấy tải trọng tương ứng với độ lún 8mm đường cong quan hệ “tải trọng - độ lún” trình bày bảng 3.14 71 Bảng 3.14 Sức chịu tải cho phép cọc ứng với độ lún 8mm STT Tên cọc Sức chịu tải cho phép (Tấn) 1-B-4 >3,8 3-B-4 3,65 1-C-4 3,75 3.3.2 Thí nghiệm nén tĩnh xử lý cụm cọc ĐXM trường Thí nghiệm thực cụm cọc có diện tích khu vực gia tải 5x5m cọc đạt tuổi tối thiểu 28 ngày Sau thi công xong 36 cọc xử lý cơng trình với khoảng cách cọc 1m bố trí vng diện tích 5x5m thực thí nghiệm Nội dung, trình tự thực sau: Đào bóc bỏ đất đầu cọc để lộ phần đầu cọc chất lượng tốt đồng Kích thước khu vực thí nghiệm bóc bỏ kết cấu mặt đường cũ phải lần cạnh diện tích chất tải Rải vải địa kỹ thuật Trước rải vải bề mặt đất đầu cọc san phẳng đất xung quanh cọc đầm chặt mức tốt Bố trí 05 bàn đo lún thép: 01 tâm 04 bàn lại cách tâm 1,5m Bàn đo lún thép dày 10mm, kích thước 1m x1m có ống bọc ống PVC D150mm cần đo lún thép D20mm Bàn đo lún đặt nằm ngang bề mặt tiếp xúc đặn với mặt rải vải Thi công lớp cát đầm chặt K98 dày 30cm đầu cọc Tải thí nghiệm lớn lấy 1,5 lần tải trọng gây lún, tải lớn lấy 4,2 tấn/m2 Tải trọng thí nghiệm chất lên mặt lớp cát đầm chặt bao tải cát xác định trước khối lượng Tổng trọng lượng chất tải P = 25m2 x 4.2 T/m2 = 105 Tấn 72 Tốc độ gia tải: tải trọng thí nghiệm 4.2T/m2 chia làm cấp gia tải (1,5; 2,2; 2,7; 3,2 ; 3,7; 4,2T/m2) Độ lún lấy theo trị số trung bình số đọc bàn đo lún Điều kiện dừng thí nghiệm: Đối với thí nghiệm tải trọng loại cơng trình, lượng gia tải tổng đạt tới 1,2 ~1,5 lần trị số u cầu thiết kế chấm dứt thí nghiệm; thí nghiệm tải trọng loại thí nghiệm, xuất tượng kê sau chấm dứt thí nghiệm [14]: (1)- Lượng lún tích luỹ lớn 10% chiều rộng đường kính nén (2)- Lượng gia tải tổng gấp hai lần trở lên trị số yêu cầu thiết kế (3)- Lượng lún tải trọng tác dụng cấp tải trọng lớn gấp hai lần cấp trước đó, đồng thời qua 24 chưa ổn định Kết thí nghiệm nén tĩnh xử lý cụm cọc ĐXM trình bày Bảng 3.15 Hình 3.21 Bảng 3.15 Kết thí nghiệm nén tĩnh cụm 36 cọc Cấp tải Tải trọng (tấn) 37.5 55.0 67.5 80.0 92.5 105.0 80.0 55.0 0.0 73 Chuyển vị dọc trục (mm) 8 Hình 3.19 Đồ thị quan hệ tải trọng- chuyển vị cụm cọc 1.đường tăng tải; đường giảm tải Sức chịu tải cho phép cọc lấy tải trọng tương ứng với độ lún 8mm đường cong quan hệ “tải trọng - độ lún”: p cf = 105T/25m2= 4,2T/m2 3.4 Phân tích, đề xuất mơ hình tính tốn cọc ĐXM Với số liệu địa chất cơng trình cụ thể nêu trên, tác giả áp dụng mơ hình tính tốn cọc ĐXM trình bày chương để tính tốn cường độ biến dạng cọc đất xi măng , sau so sánh kết với kết nhiên cứu thực nghiệm thí nghiệm nén tĩnh ngồi trường để đề xuất lựa chọn mơ hình tính tốn phù hợp Sức chịu tải cọc tính tốn cho cọc đơn, kết so sánh với sức chịu tải cho phép kết thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn Biến dạng tính tốn cho cụm cọc, kết so sánh với kết thí nghiệm nén tĩnh cụm cọc Kết tính tốn cọc ĐXM theo các mơ hình kết thí nghiệm nén tĩnh trường tổng hợp bảng 3.16 74 Bảng 3.16 Tổng hợp kết tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình với kết thí nghiệm nén tĩnh trường STT Mô hình cọc ĐXM Cọc cứng Nền tương đương Hỗn hợp A.I.T DBJ 08-40-94 Thí nghiệm nén tĩnh cọc Thí nghiệm nén tĩnh cọc Kết tính P (T) 4,20 3,53 S (mm) 93 8,5 6,80 5,80 8,5 3,65 8,0 4,40 8,0 So sánh với thí nghiệm P (%) S (%) 95,5 1162,5 80,2 106,2 154,4 131,8 106,2 So sánh kết tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình (bảng 3.16) với kết nghiên cứu trường, cho thấy: - Về sức chịu tải: Sức chịu tải tính theo mơ hình tương đương cho giá trị nhỏ so với thực tế Sức chịu tải tính theo mơ hình cọc cứng học viện kỹ thuật Châu A.I.T tiêu chuẩn Trung Quốc DBJ 08-40-94 lại lớn Sức chịu tải cọc ĐXM tính theo mơ hình cọc cứng cho kết gần sát với kết thí nghiệm nén tĩnh ngồi trường - Về biến dạng gia cố cọc đất xi măng: Biến dạng theo mô hình cọc cứng lớn nhiều so với thực tế Biến dạng tính theo mơ hình tương đương gần sát với kết thí nghiệm nén tĩnh trường - Kết tính tốn độ lún sau xử lý cọc ĐXM theo mơ hình cọc cứng phương pháp giải tích phù hợp với độ lún tính theo phương pháp số (phần mềm Plaxis) Sử dụng phương pháp số có nhiều thuận lợi tính tốn thiết kế xử lý đất yếu, độ xác tốt, tính tốn, so sánh, điều chỉnh thiết kế theo phương án khác thuận tiện hiệu Như vậy, với đất yếu Sóc Trăng cơng trình thực tế tính theo mơ hình hỗn hợp phù hợp với kết thực tế thí nghiệm trường, sử dụng mơ hình 75 để tính tốn thiết kế giải pháp xử lý đất yếu cọc ĐXM để đảm bảo yêu cầu kỹ thuật 3.5 Kết luận chương Từ kết tính tốn sức chịu tải biến dạng gia cố cọc đất xi măng mơ hình lý thuyết với kết thí nghiệm nén tĩnh trường Qua ta nhận xét sau: - Về sức chịu tải: Sức chịu tải tính theo mơ hình tương đương cho giá trị nhỏ so với thực tế Sức chịu tải tính theo mơ hình cọc cứng học viện kỹ thuật Châu A.I.T tiêu chuẩn Trung Quốc DBJ 08-40-94 lại lớn Sức chịu tải cọc ĐXM tính theo mơ hình cọc cứng cho kết gần sát với kết thí nghiệm nén tĩnh trường - Về biến dạng gia cố cọc đất xi măng: Biến dạng theo mơ hình cọc cứng lớn nhiều so với thực tế Biến dạng tính theo mơ hình tương đương gần sát với kết thí nghiệm nén tĩnh trường - Như mơ hình tính tốn sức chịu tải cọc đất xi măng theo quan điểm hỗn hợp tức tính sức chịu tải cọc theo quan điểm cọc chống cịn tính biến dạng gia cố theo quan điểm tương đương phù hợp với làm việc gia cố thực tế Việc ứng dụng phần mềm chun Plasix để mơ tốn cho kết tin cậy, trực quan tiếp cận nhanh với trường hợp làm việc đặc biệt cọc ĐXM Việc tính tốn, thiết kế chủ yếu dựa cơng thức thực nghiệm kết thí nghiệm phịng kết hợp với kết thí nghiệm ngồi trường Việc ứng dụng phần mềm chuyên Plasix để mô toán cho kết tin cậy, trực quan tiếp cận nhanh với trường hợp làm việc đặc biệt cọc ĐXM 76 KẾT LUẬT VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Hiện có nhiều giải pháp để gia cường đất yếu, việc phải lựa chọn giải pháp gia cường hiệu kinh tế địi hỏi phải có tính tốn lựa chọn giải pháp kỹ thuật cách hợp lý Với công trình cao tầng có nội lực chân cột lớn, giải pháp thường chọn cọc bê tông cốt thép đúc sẵn cọc khoan nhồi, phương pháp có độ tin cậy cao giá thành cao vật liệu làm cọc, công nghệ, thiết bị thi công Cọc hỗn hợp xi măng - đất thi cơng phương pháp trộn sâu có nhiều ưu điểm áp dụng xử lý móng cơng trình, đặc biệt cho đất yếu đồng thực tế chứng minh Các ưu điểm bật giá thành thấp so với phương pháp gia cố khác (cọc thép, cọc bê tông cốt thép, cọc khoan nhồi), không gây ô nhiễm môi trường tận dụng đất chỗ làm vật liệu làm cọc, gây chấn động cho cơng trình liền kề, công nghệ thi công đơn giản, thiết bị thi công không đắt Công nghệ trộn sâu sử dụng rộng rãi giới Việt Nam, công nghệ bước đầu ứng dụng tương đối phổ biến xử lý móng đường, sân bay, móng bồn dầu Tuy nhiên việc lựa chọn cơng nghệ làm biện pháp gia cố móng cho cơng trình dân dụng chưa nhiều Mơ hình tính tốn cọc đất xi măng theo quan điểm hỗn hợp tác giả đề xuất, tính tốn sức chịu tải cọc cứng, tính biến dạng tương đương cho kết gần với kết thí nghiệm trường so sánh với mơ hình tính khác Dựa mơ hình đề xuất luận văn tìm mơi quan hệ sức chịu tải cọc với đường kính cọc, chiều dài cọc mật độ cọc, làm sở xác định phạm vi áp dụng giải pháp kỹ thuật gia cường đất yếu cho cơng trình dân dụng; Việc nghiên cứu áp dụng cọc ĐXM Sóc Trăng cịn hạn chế chưa thử nghiệm việc nghiên cứu kỹ sở lý thuyết, phương pháp tính tốn thiết kế 77 CĐXM, đặc biệt mơ hình tính tốn để áp dụng có hiệu cao cho giải pháp CĐXM điều kiện đất yếu Sóc Trăng vấn đề cần nghiên cứu đề tài Kết nghiên cứu sở lý thuyết tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình cho thấy tính theo mơ hình cọc đất xi măng làm việc cọc có nhiều hạn chế, theo quan điểm địi hỏi cọc phải có cường độ tương đối lớn mũi cọc tựa vào tầng đất tốt có sức chịu tải lớn Mặt khác, thực tế cọc ĐXM tạo đất thường có hình dạng phức tạp, phụ thuộc vào thành phần, tính chất lớp đất tính tốn sức chịu tải cọc với đường kính khơng đổi chưa phù hợp Cịn tính cọc đất xi măng theo mơ hình tương đương cịn có hạn chế, theo quan điểm xem cọc đất đáy móng đồng trường hợp áp dụng phù hợp mật độ cọc thiết kế dày Phương pháp tính tốn cọc đất xi măng theo mơ hình hỗn hợp có ưu điểm nhược điểm Để lựa chọn mơ hình phù hợp cho tính tốn cọc ĐXM xử lý đất yếu Sóc Trăng cần có nghiên cứu tính tốn cho cơng trình cụ thể so sánh, kiểm nghiệm với nghiên thực nghiệm trường Việc ứng dụng phần mềm chuyên Plasix để mơ tốn cho kết tin cậy, trực quan tiếp cận nhanh với trường hợp làm việc đặc biệt cọc ĐXM Việc tính tốn, thiết kế chủ yếu dựa cơng thức thực nghiệm kết thí nghiệm phịng kết hợp với kết thí nghiệm ngồi trường Việc ứng dụng phần mềm chun Plasix để mơ tốn cho kết tin cậy, trực quan tiếp cận nhanh với trường hợp làm việc đặc biệt cọc ĐXM Kiến nghị Áp dụng mơ hình tác giả đề xuất cho tính tốn yếu gia cường cọc đất xi măng công trình dân dụng; từ cấp trở xuống; Giải pháp kỹ thuật gia cường đất yếu cọc đất xi măng cho cơng trình dân dụng nên áp dụng cho cơng trình từ cấp trở xuống; Có thể sử dụng kết khảo sát mơ hình số mối quan hệ sức chịu tải cọc với đường kính cọc, chiều dài cọc mật độ cọc luận án làm tài liệu tham 78 khảo tính tốn, thiết kế gia cường đất yếu giải pháp kỹ thuật cọc đất xi măng 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO Ngô Văn Quỳ (2001), Các phương pháp thi công xây dựng, Nhà Cao Tầng, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Đinh Hồng Hải (2002), Quy trình cơng nghệ cột đất – vôi đất – xi măng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Bá Kế (2002), Thiết kế thi cơng hố móng sâu, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Thái, Vũ Công Ngữ (2003), Móng cọc phân tích thiết kế, Nhà xuất khoa học & kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Un (2004), Cơ học đất móng cơng trình, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An (2005), Công nghệ trộn sâu tạo cọc đất xi măng vμ khả ứng dụng để gia cố đê đập, Nhà xuất Nông nghiệp, Hà Nội Phan trường Phiệt (2005), Cơ học đất ứng dụng tính tốn cơng trình đất, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội Phùng Thị Kim Dung (2008), Gia cố thành hố đào sâu dãy cọc đất xi măng, Luận văn thạc sỹ kỹ thuật, Đại học Kiến trúc Hà Nội Trần Văn Việt (2008), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ trhuật, Nhà xuất xây dựng, Hà Nội 10 Nguyễn Trường Huy, Bài giảng Cọc đất xi măng, Bộ môn cơng trình ngầm, Khoa Xây dựng, Đại học Kiến trúc Hà Nội 11 Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam TCXDVN 385:2006 "Gia cố đất yếu trụ đất xi măng" 80 ... CHƯƠNG 3:NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC SÓC TRĂNG 3.1 Đặc điểm đất yếu khu vực Sóc Trăng Sóc Trăng tỉnh ven biển nằm phía Nam cửa Sông Hậu khu vực Đồng... mơ hình hỗn hợp 2.5 Phân tích mơ hình tính tốn 2.6 Kết luận chương CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MƠ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC SÓC TRĂNG 3.1 Đặc điểm đất yếu khu vực. .. CƠ SỞ LÝ THUYẾT MƠ HÌNH TÍNH TỐN CỌC ĐẤT XI MĂNG23 2.1 Khái qt chung mơ hình tính toán cọc đất xi măng 23 2.2 Tính tốn cọc ĐXM theo mơ hình cọc cứng 23 2.3 Tính tốn cọc đất xi măng