Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc nền đương đoạn từ km 96+400 đến km 100+120 thuộc dự án đường cao tốc trung lương mỹ thuận và thiết kế giải pháp xử lý nền thích hợp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐƢỜNG ĐOẠN TỪ KM 96+400 ĐẾN KM 100+120 THUỘC DỰ ÁN ĐƢỜNG CAO TỐC TRUNG LƢƠNG - MỸ THUẬN VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN THÍCH HỢP LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐƢỜNG ĐOẠN TỪ KM 96+400 ĐẾN KM 100+120 THUỘC DỰ ÁN ĐƢỜNG CAO TỐC TRUNG LƢƠNG - MỸ THUẬN VÀ THIẾT KẾ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN THÍCH HỢP Ngành: Kỹ thuật địa chất Mã số: 60520501 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC PGS.TS ĐỖ MINH TOÀN HÀ NỘI – 2015 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ cơng trình nghiên cứu thân Các số liệu kết trình bày luận văn thật, có nguồn gốc rõ ràng, chƣa đƣợc công bố công trình Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2015 Tác giả Nguyễn Thị Thảo MỤC LỤC MỞ ĐẦU .1 1.Tính cấp thiết đề tài 2.Mục tiêu đề tài 3.Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 4.Nội dung nghiên cứu 5.Phƣơng pháp nghiên cứu 6.Cơ sở tài liệu 7.Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài 8.Cấu trúc luận văn .3 CHƢƠNG .4 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU, CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU VÀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG ĐƢỜNG 1.1 Tổng quan đất yếu, cấu trúc đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu, đất yếu 1.1.2.Cấu trúc đất yếu 1.1.3 Sơ lƣợc tình hình nghiên cứu đất yếu, cấu trúc đất yếu giới Việt Nam .7 1.2 Một số phƣơng pháp xử lý đất yếu áp dụng cho xây dựng đƣờng Việt Nam 10 CHƢƠNG 19 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN KHU VỰC TUYẾN ĐƢỜNG 19 2.1.Vị trí địa lý 19 2.2.Địa hình, địa mạo 19 2.3.Khí hậu 20 2.4.Thủy văn 21 2.5.Đặc điểm địa chất khu vực 22 2.5.1.Thống Pleistocen 22 2.5.2 Thống Holocen 23 2.6 Đặc điểm địa chất thủy văn 23 2.6.1 Tầng chứa nƣớc lỗ hổng trầm tích Holocen (qh) .23 2.6.2 Tầng chứa nƣớc lỗ hổng trầm tích Pleistocen thƣợng (qp3) .24 2.6.3.Tầng chứa nƣớc lỗ hổng trầm tích Pliocen thƣợng (n22) .24 2.6.4.Tầng chứa nƣớc lỗ hổng trầm tích Pliocen hạ (n21) 25 CHƢƠNG 26 PHÂN CHIA CẤU TRÚC NỀN, DỰ BÁO CÁC VẤN ĐỀ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH .26 3.1 Đặc điểm địa chất cơng trình .26 3.1.1 Đặc điểm địa hình, địa mạo 26 3.1.2.Địa tầng tính chất lý đất 26 3.1.3.Đặc điểm thủy văn, địa chất thuỷ văn 32 3.1.4.Vật liệu xây dựng .33 3.2.Phân chia cấu trúc đất 34 3.2.1.Mục đích phân chia cấu trúc khu vực 34 3.2.2.Nguyên tắc phân chia cấu trúc 34 3.2.3.Phân chia cấu trúc phục vụ thiết kế xử lý đất yếu 35 3.3 Dự báo vấn đề địa chất cơng trình .37 3.3.1 Đặc điểm thông số kỹ thuật tuyến đƣờng 37 3.3.2 Kiểm tốn vấn đề địa chất cơng trình .38 CHƢƠNG 56 LUẬN CHỨNG VÀ THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG 56 4.1 Các yêu cầu kỹ thuật xử lý đƣờng .56 4.2 Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kế xử lý đất yếu 57 4.2.1 Luận chứng giải pháp xử lý đất yếu 57 4.2.2.Cơ sở lý thuyết phƣơng pháp xử lý 58 4.2.3.Thiết kế xử lý 68 KẾT LUẬN .94 TÀI LIỆU THAM KHẢO 95 DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ CHỮ VIẾT TẮT Ký hiệu Đơn vị Giải thích ĐCCT Địa chất cơng trình ĐCTV Địa chất thủy văn CPTU Thí nghiệm xun có tính đo áp lực nƣớc lỗ rỗng SPT Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn pz kG/cm2 Áp lực tiền cố kết z kG/cm2 Ứng suất phụ thêm vz kG/cm2 Ứng suất thân E0 kG/cm2 Môđun tổng biến dạng ∆ g/cm3 Khối lƣợng riêng đất c g/cm3 Khối lƣợng thể tích khơ đất w g/cm3 Khối lƣợng thể tích tự nhiên đất e0 Hệ số rỗng n % Độ lỗ rỗng Cu kG/cm2 Lực dính kết khơng nƣớc u Độ Góc nội ma sát khơng nƣớc C kG/cm2 Lực dính kết  Độ Góc nội ma sát W % Độ ẩm tự nhiên WL % Độ ẩm giới hạn chảy WP % Độ ẩm giới hạn dẻo Ip % Chỉ số dẻo Độ sệt Is Cv cm2/s Hệ số cố kết theo phƣơng đứng Ch cm2/s Hệ số cố kết theo phƣơng ngang Cc Chỉ số nén Cr Chỉ số nở U % Độ cố kết DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 2.1 Lƣu lƣợng nƣớc lũ năm 2010 sơng, kênh vùng… 21 Bảng 3.1 Tổng hợp tiêu lý lớp 1…………………………………… 27 Bảng 3.2 Tổng hợp tiêu lý lớp L1………………………………… 28 Bảng 3.3 Tổng hợp tiêu lý lớp 2………………………………………… 29 Bảng 3.4 Tổng hợp tiêu lý lớp 3………………………………………… 30 Bảng 3.5 Tổng hợp tiêu lý lớp 4………………………………………… 31 Bảng 3.6 Thuyết minh kiểu cấu trúc khu vực dự án………………… 36 Bảng 3.7 Ứng suất phụ thêm, ứng suất thân dƣới tim cơng trình…… … 40 Bảng 3.8 Kết tính lún cố kết tim đƣờng…………………………… 42 Bảng 3.9 Ứng suất phụ thêm, ứng suất thân dƣới tim cơng trình……… 45 Bảng 3.10 Kết tính lún cố kết tim đƣờng…………………………… 46 Bảng 3.11 Ứng suất phụ thêm, ứng suất thân dƣới tim cơng trình…… 48 Bảng 3.12 Kết tính lún cố kết tim đƣờng…………………………… 49 Bảng 4.1 Độ lún cố kết cho phép lại trục tim đƣờng………… 56 Bảng 4.2 Góc ma sát tỷ lệ phân chia ứng suất theo tỷ lệ thay thế…… 61 Bảng 4.3 Độ cố kết Uv theo nhân tố thời gian Tv……………………………… 64 Bảng 4.4 Ứng tim đƣờng sau gia cố………………………………… 71 Bảng 4.5 Độ lún tim đƣờng sau gia cố………………………………… 72 Bảng 4.6 Độ cố kết với cự ly cắm bấc thấm khác nhau…………… 74 Bảng 4.7 Độ lún cuối tƣơng ứng với chiều cao đắp Hr 75 Bảng 4.8 Chiều cao đắp theo giai đoạn………………………………………… 78 Bảng 4.9 Thời gian chờ cố kết giai đoạn……………………………… 80 Bảng 4.10 Tổng hợp q trình thi cơng đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang phụ kiểu IB…………………………………………………………………………… 80 Bảng 4.11 Tổng hợp vị trí trắc ngang quan trắc………………………………92 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1 Sự phân bố vùng đất yếu lãnh thổ Việt Nam………………… Hình 1.2 Quy trình thi cơng cọc cát…………………………………………… 11 Hình 1.3 Sơ đồ cấu tạo giếng cát………………………………………………… 14 Hình 1.4 Sơ đồ bố trí xử lý đất yếu bấc thấm………………………… 14 Hình 1.5 Hiện trƣờng thi cơng bấc thấm…………………………………….…….14 Hình 1.6 Sơ đồ nguyên lý phƣơng pháp cố kết hút chân khơng………………… 16 Hình 2.1 Bản đồ địa chất khoáng sản tỷ lệ 1:200.000, tờ Mỹ Tho (C-48XVII)……………………………………………………………………………….22 Hình 3.1 Mặt cắt ngang phụ kiểu IA…………………………………………… 40 Hình 3.2 Mặt cắt ngang phụ kiểu IB………………………………………… 44 Hình 3.3 Mặt cắt ngang kiểu II……………………………………………………47 Hình 3.4 Sơ đồ tính tốn theo phƣơng pháp phân mảnh Bishop .53 Hình 3.5 Sơ đồ kiểm tốn trƣợt mặt cắt ngang kiểu II…………………………….54 Hình 4.1 Sơ đồ mặt bố trí cọc cát………………………………………… 59 Hình 4.2 Sơ đồ thiết kế xử lý bấc thấm…………………………………62 Hình 4.3 Sơ đồ bố trí mạng lƣới bấc thấm……………………………………… 63 Hình 4.4 Sơ đồ biểu thị tăng lên sức chống cắt đất nền………………… 67 Hình 4.5 Sơ đồ kiểm tốn trƣợt sau xử lý…………………………………………73 Hình 4.6 Biểu đồ xác định chiều cao phịng lún………………………………… 75 Hình 4.7 Biểu đồ xác định chiều cao phòng lún mặt cắt ngang IB………… 76 Hình 4.8 Sơ đồ kiểm tốn trƣợt sau đắp giai đoạn 1………………………….77 Hình 4.9 Sơ đồ kiểm tốn trƣợt sau đắp giai đoạn 2………………………….78 Hình 4.10 Biểu đồ đắp theo giai đoạn mặt cắt ngang IB…………………… 81 Hình 4.11 Cấu tạo bấc thấm 82 Hình 4.12.Cấu tạo thiết bị đo lún 89 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết đề tài Trên mạng lƣới đƣờng Quốc lộ, đƣờng trục Bắc – Nam đóng vai trị chủ chốt theo chiến lƣợc phát triển hệ thống giao thông nƣớc Đây trục đƣờng có lƣu lƣợng xe lớn vào bậc trục quốc lộ toàn quốc Hiện xây dựng đƣợc 40km đoạn đầu từ TP Hồ Chí Minh đến Trung Lƣơng Việc hồn tất tuyến đƣờng cao tốc từ TP.Hồ Chí Minh đến Cần Thơ, cụ thể đầu tƣ phần lại đoạn Trung Lƣơng - Mỹ Thuận góp phần tạo lập mạng lƣới đƣờng theo quy hoạch, nhƣ hoàn tất toàn mạng lƣới đƣờng Quốc lộ, thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội vùng Tuyến đƣờng cao tốc Trung Lƣơng – Mỹ Thuận qua địa phận tỉnh Tiền Giang Tuyến nằm bên phải gần nhƣ song song với quốc lộ 1A Đoạn tuyến đƣờng từ Km 96+400 đến Km 100+120 qua huyện Cai Lậy - có điều kiện địa chất cơng trình phức tạp, lớp đất yếu (bùn sét) có diện phân bố, chiều dày lớn biến đổi mạnh, thƣờng nằm mặt, gây khó khăn cho việc thiết kế thi cơng, địi hỏi phải đƣa giải pháp xử lý đất yếu thích hợp Để có sở luận chứng lựa chọn giải pháp thiết kế xử lý hợp lý, việc nghiên cứu phân chia cấu trúc lựa chọn biện pháp xử lý đất yếu phù hợp quan trọng Vì vậy, đề tài “Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc đường đoạn từ Km 96+400 đến Km 100+120 thuộc dự án đường cao tốc Trung Lương – Mỹ Thuận thiết kế giải pháp xử lý thích hợp.” cấp thiết có ý nghĩa thực tế 2.Mục tiêu đề tài Nghiên cứu đặc điểm địa chất cơng trình đoạn xây dựng tuyến đƣờng từ Km 96+400 đến Km 100+120 thuộc dự án đƣờng cao tốc Trung Lƣơng – Mỹ Thuận, phân chia đất thành đơn vị cấu trúc khác từ đề xuất thiết kế giải xử lý hợp lý 3.Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu - Đối tƣợng nghiên cứu: đất thiên nhiên phạm vi ảnh hƣởng xây dựng đoạn đƣờng thuộc đƣờng cao tốc Trung Lƣơng – Mỹ Thuận; - Phạm vi nghiên cứu: đoạn tuyến từ Km 96+400 đến Km 100+120 thiết kế xử lý đất yếu 4.Nội dung nghiên cứu Để thực đƣợc mục tiêu, nhiệm vụ đề tài đặt ra, nội dung nghiên cứu luận văn bao gồm: - Tổng quan vấn đề nghiên cứu (đất yếu, đất yếu, giải pháp xử lý đất yếu xây dựng đƣờng giới khu vực nghiên cứu ); - Đặc điểm địa chất cơng trình đất đoạn tuyến đƣờng cao tốc Trung Lƣơng – Mỹ Thuận phân chia cấu trúc đất yếu phục vụ thiết kế xử lý đất yếu; - Luận chứng thiết kế xử lý đất yếu đoạn tuyến nghiên cứu 5.Phƣơng pháp nghiên cứu Luận văn sử dụng tổ hợp phƣơng pháp nghiên cứu: - Phƣơng pháp thu thập, phân tích tổng hợp tài liệu đƣợc áp dụng gồm: + Các tài liệu có địa lý tự nhiên, địa hình, địa mạo, địa chất thủy văn, khí hậu khu vực xây dựng đoạn tuyến đƣờng (tỉnh Tiền Giang); + Các tài liệu đặc điểm địa chất cơng trình đoạn tuyến đƣờng nghiên cứu, thí nghiệm xun tiêu chuẩn, thí nghiệm phịng; - Phƣơng pháp phân tích hệ thống: xem xét đối tƣợng thể thống nhất, đánh giá hiệu sử dụng phƣơng pháp thí nghiệm khác nhau; - Phƣơng pháp tính tốn: sử dụng để kiểm tốn vấn đề ĐCCT thiết kế xử lý đất yếu; - Ứng dụng công nghệ thông tin xử lý số liệu, tính tốn thiết kế 6.Cơ sở tài liệu Luận văn đƣợc xây dựng từ sở tài liệu: - Báo cáo kết khảo sát địa chất đoạn tuyến từ Km 96+400 – Km100+120, dự án đƣờng cao tốc Trung Lƣơng – Mỹ Thuận; - Các tài liệu tham khảo có liên quan đến nội dung luận văn, tiêu chuẩn thiết kế xử lý 84 - Xác định đƣờng trục cơng trình (đóng định vị trục cơng trình, 20 - 50 m/mốc) Các cọc định vị đƣợc làm gỗ 40x40x500 mm, đỉnh cọc có đinh định vị - Sau lấy đƣờng trục làm chuẩn đo vng góc hai phía để xác định hình dạng khối đào đắp Căn vào vẽ thiết kế, tiến hành cắm mốc gửi - Các mốc gửi đƣợc giữ suốt q trình thi cơng, hồn cơng bàn giao cơng trình - Các mốc chuẩn cơng trình đƣợc giữ lại để theo dõi đánh giá biến dạng cho cơng trình q trình vận hành  Bố trí cơng trình phụ trợ, lắp đặt hệ thống điện cấp thoát nƣớc Hệ thống đƣợc xây dựng tập trung gấn tuyến đƣờng thi công cho đƣợc thuận tiện đảm bảo an tồn q trình thi cơng cơng trình  Tập kết nguyên vật liệu thiết bị thi công Các kho bãi vật liệu đƣợc xây dựng hợp lý để tạo điều kiện thuận lợi cho q trình thi cơng b Thiết bị thi công Thiết bị thi công giếng cát đƣợc chế tạo riêng cho mục đích tạo lỗ, đổ vật liệu cát rung ống vách Những thông tin chi tiết tính kỹ thuật thiết bị phải đƣợc Nhà thầu đệ trình lên Tƣ vấn giám sát xem xét, chấp thuận trƣớc chúng đƣợc huy động tới công trƣờng - Máy thi công: loại ép rung, phải có đủ lực thi cơng đến độ sâu đƣờng kính theo hồ sơ thiết kế; - Mũi ống thép thi cơng giếng cát phải kín rung xuống; - Máy phải có thiết bị đo độ sâu, độ nghiêng, tốc độ xuyên xuống, tốc độ rút lên ống định hƣớng đo khối lƣợng cát đƣa xuống đất gia cố c Trình tự thi cơng Trình tự thi cơng xử lý đất yếu bao gồm bƣớc lần lƣợt nhƣ sau: - Đắp bờ vây ngăn nƣớc, bơm nƣớc tháo khô mặt thi cơng (nếu có); - Đào bỏ lớp khơng thích hợp (đất hữu cơ) vật liệu khác; 85 - Rải vải địa kỹ thuật khơng dệt có cƣờng độ chịu kéo 12kN/m; - Lắp đặt thiết bị quan trắc (nếu có); - Đắp 0,3m lớp cát đệm; - Thi công cọc cát, bấc thấm: dùng thiết bị chuyên dụng đảm bảo chiều sâu chất lƣợng; - Đắp nốt phần cát đệm lại; - Ốp gập vải địa kỹ thuật vào lớp cát đệm tạo tầng lọc ngƣợc; - Rải lớp vải địa kỹ thuật loại dệt cƣờng độ 200kN/m (nếu có); - Đắp đƣờng (K=0,95) nghỉ theo giai đoạn nhƣ biểu đồ tiến trình đắp; Khống chế tốc độ đắp 10≤ cm/ngày; - Thi công mố trụ cầu, cống, rãnh, (nếu có); - Thi cơng lớp kết cấu mặt đƣờng Chi tiết số công tác thi công xử lý đất yếu đƣợc mô tả nhƣ dƣới đây:  Thi công rải vải địa kỹ thuật Trƣớc tiến hành thi công hạng mục đƣợc mô tả mục này, Nhà thầu phải đảm bảo hạng mục cần thiết phải thi cơng trƣớc hồn thiện - Cắm lại tim cọc định vị phạm vi rải vải, kiểm tra cao độ mặt chuẩn bị rải vải - Vải địa kỹ thuật đƣợc rải phạm vi đƣợc thể vẽ thi công: - Bơm hút nƣớc tháo khô đƣờng tồn diện tích rải vải địa kỹ thuật - Bề mặt đƣợc chuẩn bị rải vải phải đƣợc dọn gốc cây, cỏ rác; vật liệu cứng, sắc nhọn, vật liệu khác - San phẳng đất trƣớc trải vải, diện tích vị trí gồ gề không đƣợc vƣợt 5% - Vải địa kỹ thuật đƣợc rải ngang (vng góc với hƣớng tuyến ngoại trừ loại vải địa kỹ thuật loại dệt gia cƣờng dọc mố có rải dọc) theo đồ án thiết kế Mối nối chồng mối nối máy khâu chuyên dụng Trƣờng hợp dùng mối nối chồng, chiều rộng mối nối không nhỏ 500mm, mối nối máy may khâu đè gập đƣờng nối thành đƣờng viền kép không nhỏ 100mm Đƣờng khâu 86 cách biên - 15cm, khoảng cách mũi 7-10mm - Vật liệu địa kỹ thuật phải đƣợc đặt hƣớng, vị trí đƣờng Các vật liệu phải đƣợc giữ trạng thái căng theo phƣơng đƣợc cố định neo, cọc tre gỗ trƣớc suốt trình đắp vật liệu - Nhà thầu cần bố trí phƣơng tiện lu lèn kiểu bánh lốp để đảm bảo độ chặt vật liệu đắp theo yêu cầu mà không gây hƣ hại cho vật liệu địa kỹ thuật trƣớc, sau trình đầm lèn vật liệu đắp - Với lớp đắp lớp vật liệu địa kỹ thuật, sau san vật liệu, lu lu bánh lốp với tải trọng tăng dần để đạt độ chặt theo quy định hồ sơ thiết kế Từ lớp đắp thứ thi công kiểm tra bình thƣờng nhƣ đắp đƣờng thơng thƣờng - Trong q trình thi cơng khơng đƣợc để máy thi công di chuyển trực tiếp mặt vải địa kỹ thuật, lƣới địa kỹ thuật - Bất kỳ vật liệu bị phá hỏng phải đƣợc sửa chữa thay để thoả mãn đƣợc yêu cầu kỹ thuật Nhà thầu phải chịu chi phí - Vải địa kỹ thật phải đƣợc bảo quản cẩn thận, tránh tiếp xúc trực tiếp với ánh sáng ngày  Thi công lớp đệm cát Trƣớc tiến hành thi công hạng mục đƣợc mô tả mục này, Nhà thầu phải đảm bảo hạng mục cần thiết phải thi cơng trƣớc hồn thiện trƣớc tiến hành thi công lớp đệm cát thoát nƣớc, bề mặt đáy đào lớp dƣới phải đƣợc chuẩn bị để tránh tƣợng trộn lẫn vật liệu với - Lớp đệm cát nƣớc đƣợc thi cơng thành đợt Đợt thi công trƣớc cắm bấc thấm với chiều dày đảm bảo cho thiết bị thi công cắm bấc thấm làm việc nhƣng khơng lớn tổng chiều dày lớp đệm cát thoát nƣớc phải đảm bảo phần cịn lại thi cơng đợt phải có chiều dày ≥20cm - Sau thi công xong giếng cát/ bấc thấm, bề mặt lớp đệm cát phải đƣợc dọn dẹp đảm bảo chất lƣợng cát đệm theo qui định trƣớc thi cơng nốt phần cịn lại đệm cát thoát nƣớc 87 - Tầng lọc ngƣợc phần thấm mái taluy lớp đệm cát nƣớc (nếu có) phải đƣợc thi cơng sau thi công cắm giếng cát/ bấc thấm trƣớc đắp gia tải (tức trƣớc cho nƣớc từ giếng cát thoát qua lớp đệm cát thoát nƣớc ngồi) - Lớp phủ bảo vệ lớp đệm cát nƣớc phía ta luy đƣờng (nếu có) đƣợc thi công sau dỡ tải - Tuỳ theo yêu cầu đƣợc thể vẽ thiết kế, lớp đệm cát thoát nƣớc đƣợc san đầm chặt tới độ chặt K90 theo phƣơng pháp xác định độ chặt nền, móng phễu rót cát - Nhà thầu phải có biện pháp thi công, đầm lèn vật liệu để đảm bảo độ chặt yêu cầu, khả dẫn thoát nƣớc vật liệu Bề mặt lớp đệm cát nƣớc phải đƣợc hồn thiện theo kích thƣớc hình học, cao độ cuối nhƣ đƣợc thể vẽ nhƣ dẫn Kỹ sƣ Tƣ vấn giám sát - Việc thi công đắp lớp đệm cát thoát nƣớc phải tuân theo quy định quy trình đắp đƣờng  Thi cơng bấc thấm Nhà thầu phải thiết kế trƣớc sơ đồ di chuyển làm việc máy ấn bấc thấm mặt tầng đệm cát theo nguyên tác: - Khi di chuyển, máy không đƣợc đè lên bấc thấm thi cơng - Hành trình di chuyển máy Trƣớc thi cơng thức, đơn vị thi cơng phải tổ chức thi cơng thí điểm phạm vi đủ để máy di chuyển - lần thực thao tác ấn bấc thấm Việc thí điểm phải có chứng kiến Tƣ vấn giám sát q trình thí điểm phải có theo dõi, kiểm tra ý kiểm tra thao tác thi công mức độ xác việc ấn bấc thấm (độ thẳng đứng, vị trí mặt độ sâu) Thi cơng thí điểm đạt u cầu theo thiết kế đƣợc phép tiến hành thi công đại trà Các bƣớc thi cơng nhƣ sau: - Định điểm phải cắm bấc thấm máy đo đạc thông 88 thƣờng theo hàng dọc hàng ngang với đồ án thiết kế, đánh dấu vị trí định vị - Đƣa máy ấn bấc thấm vào vị trí theo hành trình đƣợc vạch sơ đồ di chuyển làm việc nói Xác định vạch xuất phát trục tâm theo dây dọi treo thiết bị lắc đặt giá - Lắp bấc thấm vào trục tâm điều khiển máy đƣa đầu trục tâm đến vị trí đặt bấc - Gắn đầu neo vào bấc thấm với chiều dài bấc đƣợc gấp lại tối thiểu 30cm đƣợc ghim ghim thép - Ấn trục tâm đƣợc lắp bấc thấm đến độ sâu thiết kế với tốc độ phạm vi 0,15 – 0,6m/giây Sau cắm bấc thấm xong, kéo trục tâm lên (lúc đầu neo giữ bấc thấm lại đất); trục tâm đƣợc kéo lên hết, dùng kéo cắt đứt bấc thấm cho lại 20cm đầu bấc nhô lên lớp đệm di chuyển sang vị trí  Thi cơng cọc cát Cọc cát đƣợc thi công máy chuyên dụng Thi công cọc cát cách sử dụng ống thép cắm tới chiều sâu thiết kế, đổ cát vào ống, bão hoà nƣớc, vừa rung vừa rút lên Thiết bị thi công cọc cát cần đảm bảo yêu cầu tối thiểu sau:  Mũi ống thép thi cơng cọc phải kín  Cát đƣợc tiếp vào ống phải đƣợc thực liên tục từ bắt đầu cắm ống thép vào đất đến hết chiều sâu thi công 4.2.3.3.Quan trắc Khi sử dụng phƣơng pháp xử lý đất yếu phải có hệ thống quan trắc để kiểm tra dự báo thiết kế điều chỉnh bổ sung cần thiết Công tác quan trắc để đánh giá chất lƣợng cố kết đất bao gồm: + Quan trắc đo lún; + Đo chuyển vị ngang; + Đo áp lực nƣớc lỗ rỗng 89 a Quan trắc lún -Mục đích: + Xác định độ lún trực tiếp đƣờng sau thi cơng xong, từ xác định khối lƣợng đất đắp phù hợp; + Xác định mức độ sai lệch độ lún so với thiết kế, độ sai lệch vƣợt giới hạn cho phép cơng trình cần phải có biện pháp xử lý cho phù hợp; + Kết đo lún dùng để kiểm tra lại giá trị tính tốn q trình thiết kế cơng trình -Nội dung quan trắc: +Xây dựng mốc quan trắc chuẩn để quan trắc Phải có mốc chuẩn cho cơng trình Các mốc đƣợc chôn dƣới đất gần tƣờng công trình kiên cố xây dựng từ lâu Các mốc đƣợc tiến hành xây dựng phần chuẩn bị công tác tổ chức thi công; + Xây dựng mốc lún: đế mốc đo lún phải đặt lớp vải địa kỹ thuật, lớp đệm cát +Tiến hành quan trắc lún + Xử lý kết đo; +Lập báo cáo công việc Thiết bị đo lún có cấu tạo nhƣ sau Hình 4.12.Cấu tạo thiết bị đo lún 90 -Thiết kế mạng lƣới quan trắc Theo tiêu chuẩn TCVN9355-2012, thiết kế mạng lƣới quan trắc lún nhƣ sau: +Tại mặt cắt ngang tuyến đƣờng bố trí thiết bị đo lún đặt vị trí tim tuyến đƣờng hai vai đƣờng +Trên tồn đoạn đƣờng bố trí cách 250m vị trí mặt cắt từ Km 96+450 đến Km 99+950 -Phƣơng pháp tiến hành: +Sử dụng máy thủy chuẩn Ni – 004 máy thủy chuẩn Ni – 007 mia Invar để quan trắc; + Quan trắc tiến hành theo chu kỳ: * Sau xây dựng xong mốc lún, tiến hành đo cao độ mốc lún; *Tiến hành đo lún với tần suất ngày/1lần với lần gia tải đắp theo giai đoạn; * Sau hoàn thành đƣa vào sử dụng, tiến hành đo lún với tần suất 1tuần/1lần tháng đầu, 1tháng/1lần hết thời gian bảo hành bàn giao cho ban quản lý bao gồm đoạn tuyến đƣờng thiết bị quan trắc b.Quan trắc chuyển vị ngang -Mục đích : quan trắc chuyển vị trí ngang nhằm xác định khả ổn định trƣợt đƣờng, từ có biện pháp xử lý thích hợp q trình thi cơng -Nội dung quan trắc: +Xây dựng mốc chuẩn để quan trắc, công việc đƣợc tiến hành q trình tổ chức thi cơng; + Xây dựng mốc quan trắc chuyển vị ngang; +Tiến hành quan trắc; +Xử lý kết đo; +Lập báo cáo Mốc quan trắc chuyển vị ngang đƣợc làm gỗ tiết diện 10x10cm, đầu có đính mũ -Thiết kế mạng lƣới quan trắc: +Tại mặt cắt ngang tuyến đƣờng, bố trí mốc đo, bên mốc; 91 +Các mốc cách 5m, mốc thứ cách taluy đắp 2m Mốc đƣợc đóng sâu vào đất 1m cao lên mặt đất 2m; +Các mặt cắt ngang đo chuyển vị ngang, trùng với mặt cắt bố trí quan trắc lún đo áp lực nƣớc lỗ rỗng -Phƣơng pháp tiến hành quan trắc: + Dùng mốc chuẩn máy kinh vĩ mia Invar để theo dõi phát triển chuyển vị ngang theo thời gian; + Trong trình đắp nền, ngày đo chuyển vị ngang lần, ngày kiểm tra cao độ đỉnh cọc lần xem đất yếu có bị đẩy trồi lên khơng; +Quan trắc tuần/1 lần sau ngừng đắp tháng, 1tháng/1lần hết thời gian bảo hành bàn giao cho ban quản lý, bao gồm đoạn tuyến đƣờng thiết bị quan trắc c.Đo áp lực nước lỗ rỗng -Mục đích : áp lực nƣớc lỗ rỗng tăng làm giảm sức chống cắt đất dẫn đến cơng trình bị phá hoại Đồng thời áp lực nƣớc lỗ rỗng chịu phản ánh độ cố kết đất Do đó, việc đo áp lực nƣớc lỗ rỗng nhằm xác định độ lún theo thời gian đất dƣới tác dụng tải trọng q trình thi cơng đƣa vào sử dụng đƣờng, từ có đƣợc biện pháp xử lý kịp thời độ lún công trình vƣợt quy định - Nội dung quan trắc : +Xác định vị trí đo áp lực nƣớc lỗ rỗng; Thiết bị đo áp lực nƣớc lỗ rỗng máy LPC thủy lực, đƣợc sử dụng để đo áp lực nƣớc lỗ rỗng thời điểm khác nhau, loại cho phép đọc mực nƣớc ống áp suất + Tiến hành đo áp lực nƣớc lỗ rỗng, ghi kết quả, xử lý số liệu lập báo cáo - Thiết kế mạng lƣới quan trắc + Tại trắc ngang tuyến đƣờng, bố trí vị trí đo áp lực nƣớc lỗ rỗng độ sâu khác nhau: dƣới lớp đệm cát, lớp đất yếu cuối chiều sâu cắm bấc thấm; 92 + Các mặt cắt đo áp lực nƣớc lỗ rỗng, trùng với mặt cắt bố trí quan trắc lún đo chuyển vị ngang -Phƣơng pháp tiến hành quan trắc: + Lắp đặt thiết bị đo; + Đo áp lực nƣớc lỗ rỗng ngày/lần trình đắp nền, tuần/lần sau ngừng đắp tháng, tháng/1lần hết thời gian bảo hành giao cho ban quản lý, bao gồm đoạn tuyến đƣờng thiết bị quan trắc khác Bảng 4.11.Tổng hợp vị trí trắc ngang quan trắc Số lƣợng thiết bị đo Phƣơng pháp xử lý Vị trí đo Bàn đo lún Cọc cát Bấc thấm Tổng Mốc đo Thiết bị đo áp lực chuyển vị nƣớc lỗ rỗng ngang (3 vị trí đo/1 điểm đo) Km96+450 96+700 96+950 97+200 97+450 97+700 97+950 98+820 98+845 98+870 98+950 99+200 99+450 99+700 99+950 45 90 10 Sơ đồ bố trí quan trắc mặt cắt ngang đƣợc thể chi tiết phụ lục 93 4.2.3.4.Yêu cầu khác Không đƣợc dùng lu rung lu có tải trọng lớn trình thi cơng; Trong thi cơng (kể thời gian nghỉ chờ cố kết) không tập kết vật liệu thành đống lớn, không tập trung nhiều máy thi công, hạn chế loại xe lại đắp; Taluy đệm cát phải ln thơng thống để tạo điều kiện nƣớc từ đệm cát ngồi nhanh; Dùng số liệu quan trắc lún để tính tổng độ lún, độ cố kết, độ lún dƣ từ kết luận cho phép chuyển giai đoạn thi công kết cấu mặt đƣờng, móng mố cầu, sàn giảm tải, cống loại, Kết quan trắc lún xác định khối lƣợng đắp bù lún thực tế 94 KẾT LUẬN Từ kết nghiên cứu rút số kết luận sau: Trên phạm vi tuyến đƣờng nghiên cứu, theo thứ tự từ xuống dƣới gồm lớp đất: - Lớp 1: bùn sét, bề dày trung bình 8,5m; - Lớp L1: thấu kính cát kẹp sét màu xám xanh, rời rạc, bề dày trung bình 2,6m; - Lớp 2: sét màu xám vàng, trạng thái nửa cứng, bề dày trung bình 9,8m; - Lớp 3: sét xen kẹp cát mịn, màu xám xanh, xám nâu, trạng thái dẻo mềm, bề dày trung bình 10,3m; - Lớp 4: cát hạt nhỏ đến trung kẹp sét màu xám xanh, xám đen, trạng thái chặt vừa, bề dày lớp chƣa xác định Trong đó, lớp 1: bùn sét lớp đất yếu, cần tiến hành biện pháp xử lý Cấu trúc khu vƣc tuyến đƣờng đƣợc chia thành kiểu phụ kiểu: + Kiểu I: gặp lớp đất yếu, lớp đất yếu phân bố mặt Trong kiểu I đƣợc chia làm phụ kiểu:  Phụ kiểu IA: lớp đất yếu có xen kẹp thấu kính cát  Phụ kiểu IB: lớp đất yếu khơng có xen kẹp thấu kính cát + Kiểu II: khơng có mặt lớp đất yếu Để đảm bảo hiệu kinh tế kỹ thuật, kiến nghị xử lý đất yếu cho kiểu, phụ kiểu nhƣ sau: +Phụ kiểu IA: giải pháp xử lý đƣợc kiến nghị cọc cát với chiều sâu xử lý 15,4m, đƣờng kính cọc 0,4m, cọc đƣợc bố trí theo mạng lƣới tam giác đều, khoảng cách cọc 1,0m; +Phụ kiểu IB: giải pháp xử lý đƣợc kiến nghị bấc thấm kết hợp gia tải trƣớc với chiều sâu xử lý 9,2m, bấc thấm đƣợc bố trí theo mạng lƣới tam giác đều, khoảng cách bấc thấm 1,4m +Kiểu II: không cần tiến hành biện pháp xử lý 95 TÀI LIỆU THAM KHẢO Bộ Giao thông vận tải (2001), Tiêu chuẩn kỹ thuật cơng trình giao thơng, 22 TCN 262 – 2000, Qui trình khảo sát thiết kế đường ô tô đắp đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế (Tập 4), NXB Giao thông vận tải, Hà Nội Bộ Nông nghiệp phát triển nông thôn, Tuyển tập tiêu chuẩn đất xây dựng cơng trình thuỷ lợi (Tập 1), NXB Trung tâm Thông tin nông nghiệp phát triển nông thôn Bộ Xây Dựng (2012), TCVN9355-2012, Gia cố đất yếu bấc thấm thoát nước, NXB Xây dựng, Hà Nội Nguyễn Quang Chiêu (2004), Thiết kế thi công đắp đất yếu, NXB Xây dựng, Hà Nội Đỗ Trọng Đơng, Đồn Thế Tƣờng (1984), “Một số đặc điểm biến dạng đất bùn tầng Giảng Võ”, Tài liệu Hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kỹ thuật lần thứ 11, Hà Nội Phạm Văn Hùng (2006), Nghiên cứu ổn định biến dạng đất yếu đường ô tô ngập lũ Đồng sông Cửu Long, Luận án Tiến sĩ Khoa học, Đại học Bách Khoa-Đại học Quốc Gia Thành phố Hồ Chí Minh Vũ Cao Minh (1984), “Cấu trúc địa cơ”, Tuyển tập báo cáo Hội nghị Khoa học Địa kỹ thuật toàn quốc lần thứ 11, Hà Nội Vũ Cơng Ngữ, Nguyễn Thái (2003), Thí nghiệm đất trường ứng dụng phân tích móng, NXB Khoa học kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Thị Nụ (2014), Nghiên cứu đặc tính địa chất cơng trình đất loại sét yếu amQ22-3 phân bố tỉnh ven biển Đồng sông Cửu Long phục vụ xử lý đường, Luận án tiến sỹ, Trƣờng Đại học Mỏ Địa chất Hà Nội 10 Tạ Hồng Quân (1993), “Tính chất cố kết đất yếu Hà Nội”, Tuyển tập cơng trình khoa học kỹ thuật 1984-1993, Viện Khoa học kỹ thuật xây dựng, Bộ xây dựng, Hà Nội 11 Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngơ, Phan Xn Trƣờng, Phạm Xn, Nguyễn Hải (1973), Những phương pháp xây dựng cơng trình đất yếu, NXB Khoa học 96 kỹ thuật xây dựng, Hà Nội 12 Nguyễn Thanh (1984), “Về việc phân loại thành lập đồ cấu trúc cơng trình xây dựng Việt Nam”, Tài liệu hội nghị Khoa học toàn quốc Địa kỹ thuật lần thứ 11, Hà Nội 13 Nguyễn Viết Tình, Phạm Văn Tỵ (1994), “Kết nghiên cứu bƣớc đầu tính bất đồng trầm trích hồ đầm lầy tầng Hải Hƣng dƣới (blQ1-2IVhh1) khu vực thành phố Hà Nội”, Báo cáo khoa học hội nghị Khoa học lần thứ 11, Đại học Mỏ địa chất, Hà Nội 14 Lê Trọng Thắng (1994), “Ảnh hƣởng thời gian nén đến kết thí nghiệm xác định hệ số nén lún số loại đất yếu Hà Nội”, Báo cáo khoa học Hội nghị Khoa học lần thứ 11, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 15 Lê Trọng Thắng (1995), Nghiên cứu kiểu cấu trúc đất yếu khu vực Hà Nội đánh giá khả sử dụng chúng xây dựng, Luận án Tiến sĩ Khoa học Địa lý - Địa chất, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 16 Lê Trọng Thắng (1995), “Phân chia thể địa chất khu vực Hà Nội kết chỉnh lý tài liệu xuyên tĩnh chúng máy xuyên Gouda”, Tuyển tập cơng trình Khoa học, tập 21, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nội 17 Nguyễn Văn Thơ (1979) “Các đặc trƣng lý đất dính vùng đồng bộ”, Tuyển tập kết nghiên cứu học đất móng Viện nghiên cứu khoa học thủy lợi, Hà Nội 18 Đỗ Minh Toàn (1998), Sự hình thành đặc tính địa chất cơng trình đất, Bài giảng cho Nghiên cứu sinh Cao học, Trƣờng Đại học Mỏ - Địa chất, Hà Nôi 19 Nguyễn Viết Trung, Nguyễn Phƣơng Duy, Nguyễn Duy Lâm (1997), Công nghệ xử lý đất yếu – Vải địa kỹ thuật bấc thấm, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 20 Nguyễn Vũ Tùng (1990), “Các giải pháp thí nghiệm hiên trƣờng áp dụng khảo sát ĐCCT vùng đất yếu số đặc trung lý đất yếu khu vực Hà Nội”, Tuyển tập khoa học kỹ thuật khảo sát xây dựng 1960-1990, Hà Nội 21 Đoàn Thế Tƣờng (1993), “Vấn đề sử dụng hợp lý môi trƣờng địa chất xây dựng thị”, Tuyển tập cơng trình khoa học kỹ thuật 1984-1993, Viện 97 Khoa học kỹ thuật xây dựng, Bộ xây dựng, Hà Nội 22.Trần Văn Việt (2004), Cẩm nang dùng cho kỹ sư Địa kỹ thuật, NXB Xây dựng, Hà Nội 23 Lomtadze.V.D (1978), Địa chất công trình-Thạch luận cơng trình (bản dịch), NXB Đại học Trung học chuyên nghiệp, Hà Nội 24 PIERE LARéAL, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, Lê Bá Lƣơng (1998), Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, NXB Giao thông vận tải, Hà Nội 25 R.WHITLOW (1999), Cơ học đất (Tập 2), NXB Giáo dục, Hà Nôi 98 PHỤ LỤC ... phù hợp quan trọng Vì vậy, đề tài ? ?Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc đường đoạn từ Km 96+400 đến Km 100+120 thuộc dự án đường cao tốc Trung Lương – Mỹ Thuận thiết kế giải pháp xử lý thích hợp. ” cấp thiết. .. DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC MỎ - ĐỊA CHẤT NGUYỄN THỊ THẢO NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM CẤU TRÚC NỀN ĐƢỜNG ĐOẠN TỪ KM 96+400 ĐẾN KM 100+120 THUỘC DỰ ÁN ĐƢỜNG CAO TỐC TRUNG LƢƠNG - MỸ THUẬN VÀ THIẾT KẾ GIẢI... việc thiết kế thi cơng, địi hỏi phải đƣa giải pháp xử lý đất yếu thích hợp Để có sở luận chứng lựa chọn giải pháp thiết kế xử lý hợp lý, việc nghiên cứu phân chia cấu trúc lựa chọn biện pháp xử lý