Nghiên cứu sự làm việc của cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao trong xử lý nền đất yếu cho xây dựng giao thông TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI NGUYỄN THÁI LINH NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC ĐẤT XI MĂNG KẾT HỢP LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT CƯỜNG ĐỘ CAO TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO XÂY DỰNG GIAO THÔNG Ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng Mã số : 9580205 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2021 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Giao thông Vận tải Người hường dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Đức Mạnh Trường Đại học Giao thông Vận tải PGS.TS Phạm Hoàng Kiên Trường Đại học Giao thông Vận tải Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Huy Phương Phản biện 2: PGS.TS Vương Văn Thành Phản biện 3: PGS.TS Hoàng Quốc Long Luận án bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án cấp Trường họp Trường Đại học Giao thông Vận tải vào hồi .ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án thư viện: - Thư viện Quốc gia Việt Nam - Thư viện trường Đại học Giao thông Vận tải CÁC CƠNG TRÌNH ĐÃ CƠNG BỐ CỦA TÁC GIẢ Nguyen Thai Linh, Nguyen Duc Manh, Nguyen Hai Ha (2019), "Paralink technology − method of soft soil stabilization by the soil cement pile with high tensile geosynthetics", Proceedings of the IVth All-Russian symposium with participation of foreign scientists, dedicated to the 90th anniversary of Academician Nikolay Logatchev Irkutsk, pp 120 - 123 (ISBN 978-5-9908560-7-3) Nguyễn Thái Linh, Nguyễn Đức Mạnh, Phạm Hoàng Kiên (2020), "Nghiên cứu độ lún hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao mơ hình thực nghiệm", Khoa học Giao thông vận tải, 71(2), pp 102 - 112 (ISSN 1859-2724) Nguyễn Thái Linh, Nguyễn Đức Mạnh (2020), "Thiết lập tỷ lệ mơ hình thực nghiệm phòng hợp lý phục vụ nghiên cứu ứng xử hệ trụ đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao", Địa kỹ thuật, 1, pp 65 - 73 (ISSN - 0868 - 279X) Nguyen Thai Linh, Nguyen Duc Manh, Nguyen Hai Ha (2021), "Analysis of impacting factors for soil-cement column combined high strength geogrid", Transport and Communication Science Journal, 72(1), pp 9-15 (ISSN 2615-9554) ĐẶT VẤN ĐỀ I TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Những năm qua, nhiều giải pháp xử lý đất yếu giới thiệu khơng giải tốn kinh tế - kỹ thuật, mà hướng tới tối ưu thời gian thi công bảo vệ môi trường Việc sử dụng cọc đất xi măng (ĐXM) kết hợp với lưới địa kỹ thuật (ĐKT) hay lưới ĐKT cường độ cao, gọi hệ cọc GRPS (Geosynthetics Reinforced Pile Supported) đề xuất ngày sử dụng rộng rãi Lưới ĐKT cường độ cao trải đỉnh cọc tạo thành lớp truyền tải mềm, làm gia tăng tải trọng truyền vào cọc, giảm phần áp lực truyền xuống đất yếu cọc, nhờ giảm độ lún lệch cọc với phần đất xung quanh Ưu điểm việc áp dụng hệ GRPS để xử lý đất yếu khối đắp vừa cho tốc độ thi công nhanh, đảm bảo ổn định tốt chi phí hợp lý, thân thiện với mơi trường Ngồi việc áp dụng hệ GRPS phổ biến giới từ năm 70 kỷ trước, nghiên cứu liên quan chúng ý nhiều Các nghiên cứu thường đề cập làm việc độc lập đồng thời cọc bê tông cốt thép (BTCT) hay cọc ĐXM với lưới ĐKT, chủ yếu gồm: chế truyền tải trọng; phân bố lực kéo lưới; hiệu ứng vòm; hiệu ứng màng Một số nước tiêu chuẩn hóa tiêu chuẩn BS 8006 (Anh), EBGEO 2004 (Đức), FHWA-HRT-13-046 (Mỹ) Ở Việt Nam, giải pháp cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT (hoặc vải ĐKT) áp dụng dự án cầu Bạch Đằng (Hải Phòng), nhiệt điện Duyên Hải (Trà Vinh), đường nội nhà máy khí Cà Mau (Cà Mau), đường dẫn cầu Trần Thị Lý (Đà Nẵng), trung tâm thương mại Metro Mega Cần Thơ (Cần Thơ)… Tuy nhiên, nghiên cứu hệ GRPS khiêm tốn, chủ yếu tổng hợp lý thuyết, phân tích mơ hình số số phần mềm ĐKT có sẵn, thực nghiệm cọc BTCT có vải ĐKT Mặc dù có nhiều nghiên cứu giới nước, đến việc tính tốn hệ GRPS thường bỏ qua phản lực đất cọc không xét đến biến dạng cọc lưới ĐKT làm việc Nghĩa coi tải trọng truyền vào cọc lực kéo lưới ĐKT cao so với thực tế, đất cọc gần khơng chịu tải, gây lãng phí thực tế sản xuất Xuất phát từ đánh giá phân tích nêu trên, đề tài “Nghiên cứu làm việc cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao xử lý đất yếu cho xây dựng giao thông” tiếp cận nghiên cứu thực nghiệm mơ hình vật lý kết hợp mơ hình số có xét tới yếu tố tương tác hệ cọc áp lực đất ('s), biến dạng cọc (Scol), hay biến dạng lưới (Sgrid) cấp thiết, có ý nghĩa khoa học giá trị thực tiễn II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU Từ nghiên cứu thực nghiệm mơ hình phịng, phân tích mơ hình số chịu tải hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao có xét tới áp lực đất nền, biến dạng cọc, biến dạng lưới, đề xuất cơng thức tính tốn phù hợp thiết kế hệ GRPS III NỘI DUNG NGHIÊN CỨU Nội dung luận án tập trung vào số vấn đề sau: Nghiên cứu tổng quan giải pháp cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT để xử lý đất yếu cho xây dựng Phân tích số ba chiều để xác định yếu tố ảnh hưởng đến làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao Xây dựng nghiên cứu mơ hình thực nghiệm cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao phòng với tỷ lệ thu nhỏ 1/25 Xây dựng đề xuất cơng thức tính tốn hệ GRPS dựa tảng lý thuyết tiêu chuẩn BS 8006, có xét đến phản lực đất biến dạng cọc toán hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao IV Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU - Ý nghĩa khoa học Trên sở tổng hợp lý thuyết, phân tích mơ hình số xác định số hạn chế phương pháp tính tốn hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT áp dụng phổ biến Từ mơ hình vật lý mơ hình số sử dụng nghiên cứu hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao, đề xuất cơng thức tính tốn hồn thiện hơn, khơng làm tiền đề sở phương pháp luận mà khoa học tin cậy phục vụ nghiên cứu tương tự khác Việt Nam thời gian tới - Ý nghĩa thực tiễn Việc xem xét đủ yếu tố liên quan đến hiệu truyền tải, lực kéo lưới ĐKT hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT làm việc, đưa chúng vào xem xét công thức đề xuất đảm bảo độ tin cậy chịu tải, phản ánh sát thực hơn, góp phần giảm giá thành áp dụng giải pháp thực tế xây dựng Kết nghiên cứu tài liệu chuyên môn tốt phục vụ công tác giảng dạy, đào tạo đơn vị liên quan Việt Nam TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU CỌC ĐẤT XI MĂNG KẾT HỢP LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU Chương tiến hành tổng quan lý thuyết tính tốn áp dụng cho cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT nay, phân tích vấn đề cịn tồn tại, từ lựa chọn nội dung nghiên cứu chương 1.1 Khái quát đất yếu, cọc đất xi măng, lưới địa kỹ thuật giải pháp xây dựng cơng trình đất yếu 1.1.1 Đất yếu phân loại đất yếu Đất yếu thường có sức chống cắt nhỏ, tính nén lún lớn với mơ đun tổng biến dạng bé (E0 ≤ 5000 kPa), hệ số rỗng e0 lớn, độ ẩm tự nhiên cao thường bão hịa nước Do vậy, xây dựng cơng trình đất yếu, không áp dụng biện pháp xử lý, giải pháp móng kết cấu cơng trình thích hợp xảy lún nhiều, lún kéo dài ổn định, ảnh hưởng xấu đến ổn định việc khai thác cơng trình Có nhiều cách phân loại đất yếu: theo nguồn gốc hình thành; theo trạng thái đất; hay phân loại theo tiêu hệ số rỗng e0, lực dính đơn vị c, góc ma sát φ 1.1.2 Sơ lược giải pháp xây dựng đất yếu cho đắp Khi xây dựng đường ô tô đất yếu hay khối đắp, vấn đề phát sinh bao gồm lún nhiều lún kéo dài, hay ổn định trượt Để giải vấn đề này, đất yếu xử lý hay cải tạo nhằm gia tăng sức chống cắt để chống ổn định trượt, giảm độ lún tăng nhanh tốc độ cố kết để rút ngắn thời gian cố kết đất yếu tải trọng đắp q trình thi cơng Khi kiểm tra ổn định dự báo lún đường đắp đất yếu, tùy toán cấp hạng cơng trình, cần phải xác định đủ loại tải trọng tác dụng bao gồm tải trọng đất đắp đường, tải trọng xe cộ tải trọng động đất Để giải vấn đề lún nhiều, lún kéo dài ổn định xây dựng cơng trình đất yếu, có ba nhóm giải pháp xây dựng gồm: nhóm giải pháp kết cấu cơng trình; nhóm giải pháp kết cấu móng nhóm giải pháp xử lý hay cải tạo đất yếu 1.1.3 Cọc đất xi măng lưới địa kỹ thuật 1.1.3.1 Cọc đất xi măng phương pháp tính toán Cọc ĐXM sử dụng để cải tạo đất từ nhiều thập kỷ trước Mục đích phương pháp cải thiện đặc trưng đất yếu tăng sức chống cắt, giảm tính thấm tính nén lún cách trộn xi măng (hoặc vữa xi măng) với đất nền, để tạo cọc ĐXM với khả chịu lực cao biến dạng so với đất ban đầu Quá trình nghiên cứu cọc ĐXM bắt đầu Thụy Điển Nhật Bản từ năm 1970 Ban đầu vôi bột chưa sử dụng để tạo cọc đất vơi Tuy nhiên, việc bảo quản vơi bột khó khăn giá thành cao, nhà nghiên cứu Thụy Điển Nhật Bản chuyển sang sử dụng xi măng để thay Từ đó, cọc ĐXM đời với ưu điểm vượt trội chi phí thấp cọc đất vôi Do ứng xử phức tạp hệ cọc ĐXM xử lý đất yếu, việc tính toán cọc ĐXM theo ba quan điểm sau: coi cọc ĐXM cọc cứng; quy tương đương tính tốn hỗn hợp - hệ cọc Tại Việt Nam có hai tiêu chuẩn liên quan cọc ĐXM cho xử lý đất yếu bao gồm: TCVN 9403:2012 "Gia cố đất yếu – Phương pháp trụ đất xi măng", sử dụng phương pháp tương đương để đánh giá ổn định tổng thể cơng trình, lún hệ cọc TCVN 9906:2014 "Cọc đất xi măng theo phương pháp Jet grouting - Yêu cầu thiết kế thi công nghiệm thu cho xử lý đất yếu", sử dụng phương pháp tính tốn hỗn hợp - hệ cọc phân tích cho hệ cọc ĐXM 1.1.3.2 Lưới địa kỹ thuật Lưới ĐKT sản xuất năm 1978 Anh Lưới ĐKT loại cốt địa kỹ thuật, chế tạo từ polyme tổng hợp PolyPropylen (PP), PolyEtylen (PE) PolyEtylen -Terelat Hình 1.1 Các loại lưới địa kỹ thuật (PET), dạng phẳng có lỗ hình vng, chữ nhật oval, kích thước lỗ thay đổi tuỳ theo loại lưới có tác dụng cài chặt với đá, sỏi, đất… sử dụng gia cố khối đắp, ổn định nền, chống xói lở Theo khả chịu lực, lưới ĐKT chia thành nhóm: trục, hai trục, ba trục (hình 1.1) Về mặt cường độ, phổ biến loại có cường độ chịu kéo 50 đến 250kN/m Lưới ĐKT xếp loại cường độ cao có cường độ chịu kéo lớn từ 300 kN/m 1350 kN/m, có khả chống ăn mịn chống hóa chất (hệ số an tồn vật liệu có tính đến độ bền FD < 1,05), khả chịu va chạm thi cơng cao (hệ số an tồn vật liệu có tính đến tổn thương thi cơng FC < 1,03), khả chống suy giảm cường độ theo thời gian tốt Về khả gia cường, lưới ĐKT cường độ cao có hiệu so với vải ĐKT Theo nghiên cứu Zhang Hurta (2008), chế gia cố đất lưới ĐKT vải ĐKT khác Vải ĐKT nâng cao khả chịu lực đất chế ma sát bề mặt (interface friction) với vật liệu đắp, với lưới ĐKT chủ yếu thông qua chế cài chặt vật liệu (interlocking) Nghiên cứu rằng, chế cài chặt hiệu so với chế ma sát bề mặt Ngoài ra, lưới ĐKT cường độ cao có độ cứng cao nhiều lần so với vải ĐKT nên hạn chế bị chọc thủng hay rách rải đỉnh cọc Vì chúng đánh giá phù hợp ứng dụng giải pháp cọc kết hợp cốt ĐKT để xử lý đất yếu Việc thi công trải lưới ĐKT đơn giản, nhanh chóng nên tiết kiệm thời gian thi cơng nhân lực máy móc, phù hợp với cơng trình địi hỏi tiến độ thi cơng nhanh Do lưới ĐKT nói chung lưới ĐKT cường độ cao nói riêng ngày sử dụng rộng rãi lĩnh vực xây dựng cơng trình giao thơng 1.2 Tổng quan nghiên cứu cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật để xử lý đất yếu 1.2.1 Mô tả giải pháp ứng dụng Giải pháp cọc ĐXM kết hợp với lưới ĐKT xử lý đất yếu - hệ cọc kết hợp vật liệu ĐKT, hay gọi hệ cọc GRPS, thường sử dụng trường hợp chiều dày lớp đất yếu lớn, thời gian xây dựng mặt xây dựng bị hạn chế (hình Hình 1.3 Hệ cọc kết hợp lưới địa kỹ thuật 1.3) Khi đó, vai trị cọc chịu truyền tải trọng đắp tải trọng giao thông xuống tầng đất tốt mũi cọc Cịn lưới ĐKT có khả chịu kéo lớn trải đỉnh cọc giúp tăng phần tải trọng truyền vào cọc gánh đỡ phần tải trọng truyền xuống phần đất yếu cọc, nhờ giảm độ lún lệch phần cọc phần đất xung quanh cọc Giải pháp đánh giá đơn giản thi công, rút ngắn thời gian xây dựng, vật liệu ĐKT thân thiện mơi trường, ngày sử dụng rộng rãi thực tế xây dựng cơng trình giao thơng 1.2.2 Cơ sở lý thuyết tính tốn cọc đất xi măng kết hợp lưới Địa kỹ thuật 1.2.2.1 Khái quát tình hình nghiên cứu giới Các nghiên cứu hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT phân chia làm ba nhóm chính: phương pháp lý thuyết; phương pháp mơ hình thực nghiệm; nhóm phương pháp số Phương pháp lý thuyết nghiên cứu phổ biến Dựa giả thiết tính tốn, kết nghiên cứu sâu vào phân tích làm việc cọc vật liệu ĐKT Trong nghiên cứu lý thuyết tính tốn hệ cọc kết hợp vật liệu ĐKT để xử lý đất yếu, chế truyền tải trọng yếu tố quan trọng Khi chịu tải trọng, ngồi hiệu ứng vịm, hệ cọc kết hợp vật liệu ĐKT xảy hiệu ứng màng Đối với hiệu ứng vịm, nhiều nghiên cứu cơng bố: Terzaghi (1943), Hewlett Randolph (1988), Kempfert nnk (1997), Zaeske Kempfert (2002), EBGEO 2004, BS 8006 , nhiên áp dụng phổ biến tính toán Hewlett Randolph (1988) đưa vào tiêu chuẩn BS 8006 Với hiệu ứng màng, theo Delmas (1979), Perrier (1983), Giroud (1990), Espinoza (1994) Hello Villard (2009) có đề cặp tính tốn phương pháp hình học đơn giản (mặt phẳng 2D đối xứng trục), cịn phân tích ba chiều (3D) có nghiên cứu Kempton nnk (1996), Russell Pierpoint (1998), Rogbeck nnk (1998) Hạn chế phương pháp lý thuyết đưa nhiều giả thiết để đơn giản hóa tốn, bỏ qua làm việc đất cọc, phân tích thành phần cọc, tải trọng vật liệu ĐKT riêng rẽ nên khơng có tương tác đồng thời trình chịu lực Để khắc phục nhược điểm đó, phương pháp nghiên cứu mơ hình thực nghiệm phương pháp phân tích mơ hình số kiến nghị áp dụng Nhóm nghiên cứu mơ hình thực nghiệm tiêu biểu Hewlett Randlph (1988), Zaeske (2001), Bergado (2002), Fang (2006), Artidteang nnk (2013), King nnk (2017) Để lý giải ứng xử hệ GRPS chịu tải, nghiên cứu tiến hành mơ hình vật lý tỷ lệ thực hay tỷ lệ thu nhỏ với hạn chế loại vật liệu kết cấu Kết nghiên cứu mơ hình thực nghiệm mơ ngun lý làm việc hệ GRPS sở tin cậy cho việc phát triển, kiểm tra đối chiếu khẳng định tính tốn giải tích theo phương pháp lý thuyết hay điều kiện biên theo phương pháp số Phương pháp số phổ biến có hai loại: phương pháp sai phân hữu hạn (DEM) phương pháp phần tử hữu hạn (FEM) Với phương pháp số cho phép làm bật thông số ĐKT ảnh hưởng đến ứng xử đắp, hệ GRPS, đánh giá với kết phương pháp mơ hình thực nghiệm phương pháp lý thuyết Nhóm nghiên cứu phương pháp phân tích mơ hình số tiêu biểu có Jones nnk (1990), Han Gabr (2002), Fang (2006), Tandel nnk (2013), Ye nnk (2016), Zhang nnk (2016), Chai nnk (2017) Nhóm phương pháp giúp việc phân tích tốn cọc kết hợp với vật liệu ĐKT ngày phổ biến Tuy nhiên, độ xác phương pháp phân tích mơ hình số phụ thuộc nhiều vào việc lựa chọn mơ hình vật liệu, mơ hình tốn điều kiện biên 1.2.2.2 Lý thuyết tính tốn hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới Địa kỹ thuật Kể từ Terzaghi đưa quan điểm hiệu ứng vòm vào năm 1943 đến nay, phần lớn việc tính tốn hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT xử lý đất yếu dựa sở lý thuyết Sau đó, có nhiều lý thuyết dần hồn thiện cho tính tốn hệ GRPS, điển mơ hình thử nghiệm phòng Low nnk (1984), phương pháp Guido nnk (1987), theo tiêu chuẩn Thụy Điển (1987), mơ hình thử nghiệm phòng Hewlett Randolph (1988), thử nghiệm Zaeske (2001), phương pháp tính tốn Colin (2004), phương pháp phân tích theo tiêu chuẩn Đức EBGEO (2004), tính tốn theo tiêu chuẩn Anh BS 8006 (2015) 1.2.3 Tình hình nghiên cứu ứng dụng giải pháp cọc đất xi măng kết hợp lưới Địa kỹ thuật Việt Nam Các nghiên cứu nước giải pháp xử lý đất yếu hệ cọc ĐXM kết hợp vật liệu ĐKT dạng tổng hợp phương pháp lý thuyết theo cơng thức tính giải tích phương pháp số thơng qua việc ứng dụng số phần mềm ĐKT có sẵn như: phân tích số cho nhóm cọc đất xi măng có gia cường vải địa kỹ thuật để hỗ trợ việc mở rộng đường đắp Phạm Anh Tuấn Đỗ Hữu Đạo (2015); nghiên cứu giải pháp nâng cao hiệu giảm lún đường đầu cầu đắp đất yếu thị cọc đất xi măng có gia cường vải địa kỹ thuật Nguyễn Xuân Quân Nguyễn Đức Mạnh (2015); nghiên cứu tính tốn lớp cốt vật liệu địa kỹ thuật sử dụng đắp có cọc hỗ trợ Nguyễn Thị Loan (2016) Ngồi ra, cịn có số nghiên cứu lý thuyết gia cố đất yếu cọc đất - xi măng, phân bố tải trọng lên cọc tính tốn lớp cốt ĐKT như: bàn phương pháp tính tốn gia cố cọc ximăng - đất Phùng Vĩnh An (2012); số vấn đề kỹ thuật thiết kế khối đắp cọc Nguyễn Quốc Dũng (2012) Nhìn chung nghiên cứu vấn đề sử dụng hệ GRPS nước ta hạn chế, chủ yếu dựa vào phương pháp lý thuyết, nghiên cứu thực nghiệm cọc BTCT với vải ĐKT công bố năm 2018 Nguyễn Tuấn Phương, đến chưa có thực nghiệm đánh giá Với thực tế sản xuất, số cơng trình Việt Nam bắt đầu sử dụng hệ GRPS nói 10 (FEM) cho nửa phần đường đắp đối xứng với góc dốc 1:2, chiều cao 5m đắp cát có trọng lượng thể tích =18,5kN/m3, phía có tải trọng xe quy đổi q =12,5kPa Nền đất yếu gia cố hệ hai hàng cọc ĐXM đường kính D=1m, chiều dài cọc 20m Mơ hình tốn nghiên cứu hệ cọc ĐXM kết hợp lới ĐKT cường độ cao với thơng số thể hình 2.8 Mơ hình số 3D lựa chọn với 21650 phần tử, 28105 điểm nút chiều dày 6m để mô hai hàng cọc ĐXM 2.2.2 Các trường hợp phân tích Phân tích làm việc cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao với số trường hợp thay đổi yếu tố ảnh hưởng: (1) Tải trọng thẳng đứng (v’); (2) Tỷ số khoảng cách tim cọc/đường kính cọc (s/D); (3) Tỷ số mơ đun đàn hồi cọc ĐXM/mô đun biến dạng đất (Ec/Es); (4) Số lớp lưới mô đun dãn dài lưới ĐKT (J) 2.2.3 Phân tích kết 2.2.3.1 Ảnh hưởng tải trọng thẳng đứng v’ Kết phân tích mơ hình số cho thấy, áp lực thẳng đứng gây chiều cao đắp tải trọng phương tiện giao thơng yếu tố ảnh hưởng đến hiệu truyền tải cọc lực kéo lưới ĐKT Nghĩa là, chiều cao đắp lớn áp lực thẳng đứng tăng, vịm đất hình thành phát triển theo chế hiệu ứng vòm, làm tải trọng truyền vào cọc ngày nhiều, tức hiệu 2.13 Hiệu truyền tải cọc lực kéo truyền tải lên cọc Ef tăng Ngồi ra, việc Hình lưới ĐKT ảnh hưởng áp lực thẳng đứng chiều cao đất đắp tăng làm tăng áp lực đất chủ động phía ma sát với lưới, dẫn tới làm tăng nhanh lực kéo lưới 2.2.3.2 Ảnh hưởng tỷ số khoảng cách cọc/đường kính cọc (s/D) Kết phân tích mơ hình số cho thấy tỷ số s/D ảnh hưởng nhiều đến hiệu truyền tải cọc lực kéo lưới ĐKT Khi s/D tăng, lực kéo lưới tăng lên rõ rệt, hiệu truyền tải cọc giảm mạnh Nghĩa là, khoảng cách cọc tăng, độ lún chênh lệch cọc ĐXM đất yếu tăng lên, làm lực kéo lưới tăng tải trọng truyền nhiều vào cọc Tuy nhiên, mức tăng tải trọng Hình 2.15 Hiệu truyền tải lên cọc lực kéo lưới ảnh hưởng tỷ số s/D 11 vào cọc khơng đủ để đảo ngược việc hạ thấp hiệu truyền tải cọc tăng s Ngoài ra, tỷ số s/D > 3, lực kéo lưới ĐKT có xu hướng tăng khơng đáng kể việc hình thành vịm đất ổn định 2.2.3.3 Ảnh hưởng tỷ số mô đun đàn hồi cọc đất xi măng/mô đun biến dạng đất (Ec/Es) Khảo sát mơ hình số rằng, ảnh hưởng lớn tỷ số Ec/Es đến hiệu truyền tải lên cọc Ứng suất đỉnh cọc tăng theo gia tăng môđun đàn hồi cọc, độ cứng cọc cao tăng tập trung ứng suất Với cọc ĐXM đủ cứng (khi Ec/Es > 150 lần) tạo thành vòm đất ổn định Sự thay đổi tỷ lệ mơ Hình 2.17 Hiệu truyền tải cọc đun đàn hồi Ec/Es dường không lực kéo lưới ảnh hưởng tỷ số Ec/Es ảnh hưởng đến lực kéo lưới ĐKT 2.2.3.4 Ảnh hưởng mô đun dãn dài J lưới Địa kỹ thuật Để so sánh hiệu lưới ĐKT cường độ cao so với lưới ĐKT thông thường, trường hợp lớp lưới ĐKT J=8000 kN/m (tương đương cường độ chịu kéo 600kN/m), hai lớp lưới ĐKT J=4000 kN/m (tương đương cường độ 300 kN/m), ba lớp lưới ĐKT J=2000 kN/m (tương đương cường độ 200kN/m) khảo sát phân tích Hình 2.19 Hiệu truyền tải cọc ảnh hưởng mô đun dãn dài lưới J Kết thấy sử dụng lớp lưới ĐKT cường độ cao, mô đun dãn dài J thay đổi từ 2000 kN/m đến 10000 kN/m, hiệu truyền tải lực kéo lưới ĐKT thay đổi hình 2.20 Khi môđun dãn dài lưới J tăng, lực kéo lưới ĐKT tăng chúng tỷ lệ thuận với môđun dãn dài Đồng thời, hiệu ứng màng - độ căng lưới ĐKT làm giảm nhẹ ứng suất đầu cọc, Hình 2.20 Hiệu truyền tải cọc lực kéo khiến hiệu truyền tải lên cọc giảm lưới ảnh hưởng mô đun dãn dài lưới J nhẹ 12 2.3 Hệ số ảnh hưởng yếu tố khảo sát đến hiệu truyền tải lực kéo lưới địa kỹ thuật Xây dựng hệ số ảnh hưởng yếu tố tham chiếu đến trường hợp bản: J = 8000 kN/m; Ec = 150 MPa; Es = MPa; H = 5m; q = 12,5 kPa Sử dụng cơng thức tính hiệu truyền tải cọc trường hợp bố trí lớp lưới ĐKT cường độ cao (Ef = 0,44) nhân với hệ số kể tới ảnh hưởng yếu tố: tải trọng tác dụng (a1); tỉ số khoảng cách cọc/đường kính cọc (a2); tỷ số mơ đun đàn hồi cọc ĐXM/mô đun biến dạng đất (a3); môđun dãn dài lưới ĐKT (a4) Kết xác định hệ số ảnh hưởng thể hình 2.22 Hình 2.22 Hệ số ảnh hưởng yếu tố đến hiệu truyền tải cọc 2.4 Kết luận chương - Khi sử dụng lớp lưới ĐKT cường độ cao cho hiệu truyền tải xuống cọc phát huy lực kéo lớp lưới cao trường hợp sử dụng nhiều lưới ĐKT thơng thường - Đã phân tích ảnh hưởng yếu tố đến hiệu truyền tải vào cọc Ef lực kéo lưới ĐKT hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao, xây dựng hệ số ảnh hưởng yếu tố: (1) tải trọng thẳng đứng tác dụng (v'); (2) tỷ số khoảng cách cọc/đường kính cọc (s/D); (3) tỷ số mô đun đàn hồi cọc/mô đun biến dạng đất (Ec/Es); (4) môđun dãn dài lưới ĐKT (J), kết rõ: 13 + Tải trọng tác dụng (v') tỷ số (s/D) hai yếu tố ảnh hưởng đến hiệu truyền tải lực kéo lưới ĐKT cường độ cao làm việc Khi tải trọng thẳng đứng tác dụng tăng, hiệu truyền tải cọc lực kéo tăng nhanh Còn tỷ số s/D tăng, lực kéo lưới tăng lên rõ rệt, hiệu truyền tải cọc giảm mạnh + Khi kết hợp với lưới ĐKT cường độ cao, với tỷ số s/D từ 2,5 - 3,5 đảm bảo hiệu truyền tải cọc so với trường hợp sử dụng nhiều lớp lưới ĐKT thông thường + Khi tỷ số Ec/Es > 150 J > 8000 kN/m, hiệu truyền tải cọc lực kéo lưới có xu hướng thay đổi + Xây dựng hệ số ảnh hưởng yếu tố đến làm việc hệ GRPS 14 NGHIÊN CỨU HỆ CỌC ĐẤT XI MĂNG KẾT HỢP LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT CƯỜNG ĐỘ CAO TRÊN MƠ HÌNH VẬT LÝ Chương nghiên cứu thực nghiệm hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao mơ hình vật lý theo kịch khác 3.1 Mơ hình thu nhỏ 3.1.1 Các nghiên cứu mơ hình thực nghiệm Việc xây dựng mơ hình để nghiên cứu tốn ĐKT phổ biến giới Mơ hình vật lý bao gồm mơ hình tỷ lệ thực (full scale), mơ hình trọng lực đơn (1g) mơ hình ly tâm (centrifuge) Với hạn chế nghiên cứu tiêu biểu nước việc nghiên cứu làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao xử lý đất yếu khơng có thực nghiệm đánh giá, việc xây dựng nghiên cứu dựa mơ hình vật lý tỷ lệ nhỏ phịng thí nghiệm sở tin cậy cho việc phát triển lý thuyết, kiểm tra đối chiếu phương pháp tính tốn giải tích hay phương pháp số chế làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao xử lý đất yếu 3.1.2 Các nghiên cứu mơ hình thu nhỏ hệ cọc đất xi măng lưới địa kỹ thuật Trong nghiên cứu hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT, mơ hình thí nghiệm ưu tiên sử dụng nhằm phân tích ứng xử phức tạp bao gồm phân tích tập trung ứng suất, hiệu ứng vòm, khả chịu tải cọc ĐXM, tiêu biểu số Kitazume nnk (2000), M.Bouassida A.Porbaha (2004), Fang (2006), Artidteang nnk (2013), Xing (2014), Zhang nnk (2016) 3.2 Xây dựng mơ hình hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới Địa kỹ thuật cường độ cao 3.2.1 Cơ sở lý thuyết xây dựng mơ hình 3.2.1.1.Tỷ lệ mơ hình Mơ hình thu nhỏ phục vụ nghiên cứu thường yêu cầu tuân theo định luật tỷ lệ như: - Tỷ lệ hình dạng: n = Lm/Lp (3.1) đó: Lm - kích thước mơ hình thu nhỏ; Lp - kích thước mơ hình thực - Tỷ lệ ứng suất: N = 'm/'p (3.2) đó: 'm - ứng suất điểm phân tích mơ hình thu nhỏ; 'p - ứng suất điểm phân tích mơ hình thực - Tỷ lệ gradien ứng suất: I = I'm/I'p (3.3) đó: I'm - gradient ứng suất mơ hình thu nhỏ; I'p - gradien ứng suất mơ hình thực Trong mơ hình ly tâm, I tỷ lệ gia tốc hướng tâm gia tốc trọng trường Ở mơ hình trọng lực đơn (1g), I = 15 3.2.1.2 Lựa chọn tỷ lệ mơ hình thu nhỏ hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao Trong nghiên cứu này, tác giả sử dụng mơ hình trọng lực đơn (1g) tỷ lệ n = 1/25, vật liệu mơ hình thu nhỏ giống mơ hình thực, áp lực gia tải mơ hình thu nhỏ giống mơ hình thực, tức I = N = Tương quan mô hình thực mơ hình thu nhỏ giới thiệu Hình 3.8 Tương quan mơ hình thực mơ hình hình 3.8 thu nhỏ lựa chọn nghiên cứu 3.2.2 Chuẩn bị vật liệu, hệ thống gia tải Để thực thí nghiệm, mơ hình xây dựng bao gồm đất yếu, mơ hình cọc ĐXM thu nhỏ, thùng chứa đất phịng thí nghiệm, hệ thống gia tải hệ thống thiết bị đo ứng suất, biến dạng (hình 3.10) Hình 3.10 Các thiết bị đo chuyển vị, biến dạng Kết thử nghiệm, lựa chọn sử dụng lưới ĐKT có cường độ chịu kéo lớn 600 kN/m (hình 3.12); hàm lượng xi măng 300 kg/m3 (hình 3.14), tỷ lệ nước/xi măng 80% để tạo cọc ĐXM cho mơ hình thí nghiệm Hình 3.12 Quan hệ lực kéo với biến dạng Hình 3.14 Cường độ nén trục nở hông mẫu lưới địa kỹ thuật chế bị đất xi măng 28 ngày 16 3.2.3 Lắp đặt mơ hình thí nghiệm Mơ hình thực nghiệm lắp đặt theo bước chính: (1) cho đất vào thùng chứa cố kết sơ bộ; (2) tạo cọc ĐXM theo tỉ lệ xi măng xác định bên trên; (3) lắp đặt hệ thống gia tải, thiết bị đo biến dạng đo áp lực nước lỗ rỗng Mơ hình thể hình 3.16 đến hình 3.18 Hình 3.16 Tạo hệ cọc đất xi măng D40 mơ hình thực nghiệm Hình 3.17 Mơ hình thực nghiệm cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao sau lắp đặt Hình 3.18 Sơ đồ bố trí hệ thống thiết bị đo chuyển vị, ứng suất 3.3 Kết thí nghiệm mơ hình hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới Địa kỹ thuật cường độ cao 3.3.1 Quy trình thí nghiệm Trong phạm vi nghiên cứu, thí nghiệm thực theo TCVN 9393:2012 3.3.2 Kết thí nghiệm độ lún Kết theo dõi lún đỉnh cọc ĐXM điểm đất hai cọc, tương ứng cấp tải, khoảng cách cọc khác Kết đo độ lún trường hợp khơng có lưới ĐKT, có lưới ĐKT cường độ cao thể hình 3.19 đến hình 3.22 Với khoảng cách cọc 2,5D, độ lún đất cọc giảm từ 60% đến 67%, sức chịu tải (áp lực) thẳng đứng tăng 19% so với trường hợp không 17 có lưới Kết giải thích hiệu ứng màng lớp lưới ĐKT: lưới căng đỡ tải trọng phía tạo thành lớp truyền tải mềm, phân phối lại tải trọng làm giảm tải trọng truyền vào đất nên độ lún đất giảm xuống, tăng tải trọng truyền vào cọc dẫn đến độ lún đầu cọc tăng lên Hình 3.19 Độ lún hệ cọc ĐXM khoảng cách s = 2.5D có lưới ĐKT Hình 3.21 Độ lún lệch cọc ĐXM đất trường hợp thí nghiệm Hình 3.20 Độ lún hệ cọc đất xi măng khoảng cách s = 2.5D s = 3D có lưới ĐKT Hình 3.22 Độ lún hệ cọc đất xi măng trường hợp TCVN 9906:2014 3.3.3 Kết thí nghiệm đo ứng suất đầu cọc áp lực đất Kết đo ứng suất đỉnh cọc, áp lực đất cọc trường hợp khơng có lưới ĐKT với có lưới ĐKT cường độ cao thể hình 3.23 đến hình 3.25 Kết cho thấy hệ số tập trung ứng suất n khơng có lưới ĐKT khoảng 7,5 Cịn có lưới ĐKT cường độ cao, hệ số tập trung ứng suất n khoảng 13,5 (hình 3.26) Điều giải thích ảnh hưởng hiệu ứng màng lớp lưới ĐKT cường độ cao, làm tăng ứng suất đầu cọc, giảm áp lực đất 18 Hình 3.23 Ứng suất đỉnh cọc, áp lực đất Hình 3.24 Ứng suất đỉnh cọc, áp lực đất nền khoảng cách cọc 2,5D không lưới khoảng cách cọc 2,5D có lưới ĐKT ĐKT Hình 3.25 Ứng suất đỉnh cọc, áp lực đất khoảng cách cọc 3D có lưới ĐKT Hình 3.26 Hệ số tập trung ứng suất trường hợp thí nghiệm 3.4 Kết luận chương - Độ lún hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao giảm từ 60% đến 67% so với trường hợp không sử dụng lưới ĐKT cường độ cao - Khi có lưới ĐKT cường độ cao hệ số tập trung ứng suất lên đầu cọc ĐXM cao nhiều (n = 13,5) so với trường hợp không sử dụng lưới ĐKT (n = 7,5) - Hiệu ứng màng lớp lưới ĐKT thể rõ vai trò giảm lún, đặc biệt lún lệch cho hệ cọc ĐXM kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao, cần có nghiên cứu để hiệu chỉnh công thức dự báo lún phổ biến hành TCVN 9906:2014 trường hợp có sử dụng lưới ĐKT, đặc biệt với lưới ĐKT cường độ cao 19 CHƯƠNG XÂY DỰNG CƠNG THỨC TÍNH TỐN HỆ CỌC ĐẤT XI MĂNG KẾT HỢP LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT CƯỜNG ĐỘ CAO Từ phân tích sở lý thuyết chương 2, khảo sát ảnh hưởng yếu tố chương kết nghiên cứu thực nghiệm hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao chương 3, chương trình bày nội dung sau: - Xây dựng hồn thiện cơng thức tính hệ số tạo vòm, xác định áp lực đất cọc ĐXM, lực phân bố lưới dựa sở lý thuyết tiêu chuẩn BS 8006 có xét đến phản lực đất biến dạng cọc ĐXM - Xây dựng công thức dự tính lún hệ cọc ĐXM có lưới ĐKT cường độ cao xét đến cường độ mơđun dãn dài lưới 4.1 Cơ sở lý thuyết xác định lực kéo lưới Địa kỹ thuật theo tiêu chuẩn BS 8006 Anh Các cơng thức tính tốn xây dựng, hiệu chỉnh đề xuất tảng sở lý thuyết tính tốn lực kéo lưới ĐKT hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT theo tiêu chuẩn BS 8006 Qua cách tính lực kéo lưới ĐKT độ lún theo tiêu chuẩn BS 8006, số nhận xét rút ra: - Khi xác định ứng suất đỉnh cọc lực kéo lưới, tiêu chuẩn BS 8006 bỏ qua phần tải trọng truyền vào đất (giả thiết phần áp lực truyền vào đất 0) Nhưng thực tế, khoảng cách cọc hệ GRPS thường tương đối lớn, nên diện tích phần đất yếu chịu lực cọc cần phải xét đến trình chịu tải Do vậy, tác giả xây dựng cơng thức để tính tốn áp lực lên đất yếu từ kết thí nghiệm - Một thông số quan trọng cần xác định làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT hệ số tạo vòm Tiêu chuẩn BS 8006 dựa tính tốn Marston (1913), xác định hệ số tạo vòm theo nghiên cứu ống cống tròn BTCT Trong luận án này, tác giả xây dựng lại cơng thức tính hệ số tạo vòm Cc cho phù hợp hơn, trực tiếp với điều kiện toán hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao trường hợp cọc xuyên qua đất yếu chống vào lớp đất rời, có xét đến khoảng cách cọc - Khi tính tốn độ lún hệ cọc ĐXM có khơng có lưới ĐKT, tiêu chuẩn hành (TCVN 9906:2014, BS 8006) dựa công thức gốc Broms, giả thiết tất tải trọng truyền xuống cọc đất gây lún Tuy nhiên, với trường hợp hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT ngồi tải trọng truyền vào cọc đất nền, phần tải trọng truyền vào lưới ĐKT, tác giả xây dựng công thức tính lún phù hợp tốn hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao trường hợp cọc xuyên qua đất yếu chống vào lớp đất rời 20 4.2 Xây dựng cơng thức tính tốn Từ kết số liệu thí nghiệm từ mơ hình vật lý, phân tích hồi quy phi tuyến, xây dựng đề xuất công thức sở lý thuyết tiêu chuẩn BS 8006 có xét đến áp lực đất nền, biến dạng cọc ĐXM biến dạng lưới ĐKT 4.2.1 Cơng thức xác định hệ số tạo vịm Cc cho cọc đất xi măng trường hợp cọc chống Sử dụng kết thực nghiệm từ mơ hình vật lý chương luận án trường hợp khoảng cách cọc 2,5D 3D, phân tích hồi quy tuyến tính, xây dựng đề xuất cơng thức xác định hệ số tạo vòm Cc: s H s (4.15) Cc = (0,1712 + 0,1816) − (0, 0784 + 0,3435) D a D Theo đó, hệ số hiệu chỉnh R2 = 0,98 > 0,9 có nghĩa cơng thức đề xuất phù hợp theo kết thực nghiệm Với công thức xác định hệ số tạo vòm Cc theo tiêu chuẩn BS 8006 phụ thuộc vào chiều cao đất đắp bề rộng cọc quy đổi Trong đó, với cơng thức đề xuất 4.15, ngồi hai yếu tố trên, xét đến yếu tố quan trọng khác khoảng cách tim cọc Điều phù hợp với kết thực tế, khoảng cách cọc tăng, dẫn đến hệ số tạo vòm tăng, tức ứng suất đỉnh cọc tăng lên 4.2.2 Công thức xác định áp lực đất lực phân bố lưới địa kỹ thuật Phân tích hồi quy phi tuyến kết thực nghiệm đo từ mơ hình vật lý, xây dựng đề xuất công thức xác định áp lực truyền vào đất yếu s: s (0,0396 + 0,0842)H s ' D s = (−0,134 + 13,53)e (4.22) D Kết cho thấy R2 = 0,97 > 0,9 có nghĩa cơng thức đề xuất tính áp lực đất phù hợp với kết thực nghiệm Trong tiêu chuẩn BS 8006 để thiên an toàn giả thiết bỏ qua làm việc đất xung quanh cọc, tức tất tải trọng truyền vào cọc lưới Với kết thí nghiệm mơ hình vật lý cho thấy, đất có tham gia vào q trình chịu tải trọng đắp Cơng thức 4.22 đề xuất áp lực đất phụ thuộc vào ba yếu tố chính: chiều cao đắp; đường kính cọc; khoảng cách cọc Đề xuất cơng thức tính lực phân bố WT lưới có xét đến làm việc đất nền: s (0.,396 + 0,0842)H   s D WT = s (H + p).X − (−0,134 + 13,53)e  D   p 'c ) H + p s2 − a (4.23) (s − a với: X = 4.2.3 Công thức tính lún hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật Trong toán cọc xuyên qua đất yếu chống vào lớp đất rời (chiều dài cọc ĐXM chiều dày lớp đất yếu), đề xuất công thức tính độ lún S hệ cọc 21 ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao bao gồm độ lún cọc ĐXM Scol độ võng lớp lưới ĐKT Sgrid (công thức 4.24) Với giả thiết độ võng lưới ĐKT độ lún đất xung quanh cọc khả chịu tải, tức áp lực đất nhỏ sức chịu tải giới hạn đất ' 3. S = Scol + Sgrid = pc L + (s − a) E col (4.24) đó: p'c - ứng suất đầu cọc; L - chiều dài cọc ĐXM; Ecol - Mô đun đàn hồi cọc ĐXM; s - khoảng cách tim cọc; a - bề rộng cọc quy đổi từ đường kính;  - biến dạng tương đối lưới ĐKT 4.3 Đánh giá cơng thức tính tốn hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao xây dựng 4.3.1 Cơng thức tính hệ số tạo vịm áp lực đất trường hợp cọc xuyên qua đất yếu chống vào lớp đất rời Để đánh giá độ tin cậy công thức đề xuất, tác giả sử dụng cơng thức (4.15) tính tốn hệ số tạo vịm Cc, từ xác định ứng suất đầu cọc p'c cơng thức (4.22) tính tốn áp lực đất s so sánh với kết tính toán theo tiêu chuẩn BS 8006 tiêu chuẩn EBGEO dựa hai tiêu chí so sánh hệ số tập trung ứng suất n = p'c/s vào cọc ĐXM hệ số giảm ứng suất SRR = s/v(hình từ 4.10 đến 4.13) Kết cho thấy: - Trong khoảng 0,5 < H/(s-a) < 2,5: kết theo công thức đề xuất sát với tiêu chuẩn EBGEO - Trong khoảng 2,5 < H/(s-a): kết theo công thức đề xuất có khác biệt so với kết theo tiêu chuẩn EBGEO BS 8006 Hình 4.10 Tỷ số giảm ứng suất SRR theo Hình 4.11 Hệ số tập trung ứng suất theo phương pháp (khoảng cách s=2,5D) phương pháp (khoảng cách s = 2,5D) 22 Hình 4.12 Tỷ số giảm ứng suất SRR theo Hình 4.13 Hệ số tập trung ứng suất theo phương pháp (khoảng cách s = 3D) phương pháp (khoảng cách s = 3D) 4.3.2 Cơng thức tính tốn độ lún hệ cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao xây dựng Sử dụng công thức đề xuất 4.24, tính lún hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao, so sánh với kết tính độ lún theo quy trình TCVN 9906:2014 Kết phân tích cho thấy, độ lún tính tốn theo cơng thức đề xuất có khác biệt so với TCVN 9906:2014 (hình 4.14, hình 4.15) Điều thể vai trò hiệu ứng màng lớp ĐKT cường độ cao việc giảm lún hệ cọc Hình 4.14 Độ lún hệ cọc theo phương pháp (khoảng cách s = 2,5D) Hình 4.15 Độ lún hệ cọc theo phương pháp (khoảng cách s = 3D) 4.4 Kết luận chương - Cho đến nay, thiết kế cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT để xử lý đất yếu, tiêu chuẩn BS 8006 Anh áp dụng phổ biến Tuy nhiên, sở lý thuyết tính toán tiêu chuẩn giả thiết gần nhiều điều kiện biên để đơn giản hóa toán, chẳng hạn như: bỏ qua làm việc đất yếu (C= 0); coi toàn tải trọng từ khối đắp truyền vào cọc lưới ĐKT; khơng có biến dạng cọc lưới chịu lực 23 - Từ kết nghiên cứu thực nghiệm mơ hình, phân tích hồi quy, xây dựng đề xuất cơng thức tính hệ số tạo vịm Cc (cơng thức 4.15), cơng thức tính áp lực đất (cơng thức 4.22), cơng thức tính lực phân bố lưới WT (công thức 4.23), công thức dự tính lún hệ cọc ĐXM kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao (công thức 4.24) trường hợp cọc xuyên qua đất yếu chống vào lớp đất rời, cho loại đất yếu với cấu trúc lớp cụ thể - Đánh giá so sánh kết tính tốn theo cơng thức đề xuất với kết tính tốn theo tiêu chuẩn áp dụng phổ biến BS 8006, EBGEO để khẳng định độ tin cậy công thức đề xuất 24 KẾT LUẬN CỦA LUẬN ÁN Bằng phương pháp nghiên cứu lý thuyết, phương pháp mơ hình số kết hợp phương pháp thực nghiệm phòng làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao cho cấu trúc đất cụ thể, luận án có số đóng góp mặt khoa học thực tiễn sau: Luận án khảo sát phân tích mức độ ảnh hưởng yếu tố đến làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao, từ xác định hai yếu tố có vai trị quan trọng ảnh hưởng đến hiệu truyền tải lực kéo lưới ĐKT gồm tải trọng thẳng đứng (v’) tỷ số khoảng cách cọc/đường kính cọc (s/D) Đã sáng tỏ sử dụng lớp lưới ĐKT cường độ cao cho hiệu truyền tải cọc phát huy lực kéo lưới cao so trường hợp sử dụng nhiều lớp lưới ĐKT thơng thường Kết phân tích cho thấy, kết hợp với lưới ĐKT cường độ cao, với tỷ số s/D từ 2,5 - 3,5 lần, bố trí giảm số lượng cọc ĐXM (tăng khoảng cách cọc) mà đảm bảo hiệu truyền tải cọc so với trường hợp sử dụng nhiều lớp lưới ĐKT thơng thường Đã xây dựng mơ hình thực nghiệm trọng lực đơn với tỷ lệ thu nhỏ 1/25 phù hợp cho nghiên cứu làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao tải trọng thẳng đứng với cấu trúc đất yếu lớp, sơ đồ cọc chống Từ phân tích số, đánh giá số liệu thí nghiệm mơ hình hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao, tương ứng kịch khác bám sát sở lý thuyết tiêu chuẩn BS 8006 Anh có xét đến phản lực đất cọc biến dạng thân cọc ĐXM, xây dựng đề xuất 04 cơng thức tính tốn cải tiến mới: tính hệ số tạo vịm Cc (cơng thức 4.15), tính áp lực đất (cơng thức 4.22), tính lực thẳng đứng phân bố WT (cơng thức 4.23), tính lún hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao (công thức 4.24) cho trường hợp cọc ĐXM cọc chống kết hợp lưới ĐKT cường độ cao loại đất yếu tương ứng kiểu cấu trúc cụ thể ... trên, đề tài ? ?Nghiên cứu làm việc cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật cường độ cao xử lý đất yếu cho xây dựng giao thông? ?? tiếp cận nghiên cứu thực nghiệm mơ hình vật lý kết hợp mơ hình số... pháp số chế làm việc hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT cường độ cao xử lý đất yếu 3.1.2 Các nghiên cứu mơ hình thu nhỏ hệ cọc đất xi măng lưới địa kỹ thuật Trong nghiên cứu hệ cọc ĐXM kết hợp lưới ĐKT,... cứu cọc đất xi măng kết hợp lưới địa kỹ thuật để xử lý đất yếu 1.2.1 Mô tả giải pháp ứng dụng Giải pháp cọc ĐXM kết hợp với lưới ĐKT xử lý đất yếu - hệ cọc kết hợp vật liệu ĐKT, hay gọi hệ cọc