Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ địa chất Lê thị hồng lĩnh Nghiên cứu đặc điểm cÊu tróc nỊn ®Êt u tun ®−êng trơc thc dù án phát triển giao thông đô thị thành phố hảI phòng đề xuất giảI pháp xử lý thích hợp Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Hà nội - 2014 Bộ giáo dục đào tạo Trờng đại học mỏ địa chất Lê thị hồng lĩnh Nghiên cứu đặc điểm cÊu tróc nỊn ®Êt u tun ®−êng trơc thc dù án phát triển giao thông đô thị thành phố hảI phòng đề xuất giảI pháp xử lý thích hợp Ngành: Kỹ thuật địa chất Mà số: 60 52 05 01 Luận văn thạc sĩ kỹ thuật Ngời hớng dẫn khoa học Pgs.ts lê trọng thắng Hà nội - 2014 Mục lục mở đầu ch−¬ng tổng quan nghiên cứu đất yếu, đất yếu phơng pháp xử lý đờng đất yếu 2.1 Đặc điểm địa lý 13 2.1.1 Vị trí địa lý .13 2.1.2 Đặc điểm địa hình 13 2.1.3 KhÝ hËu 14 2.1.4 Sông ngòi, Hải văn 14 2.1.5 D©n c−, kinh tÕ .15 2.2 Đặc điểm địa chất khu vùc 15 2.3 Đặc điểm địa chất thủy văn 18 2.3.1 Tầng chứa nớc trầm tích phụ hệ tầng trên, hệ tầng Thái Bình (a QIV3 tb) 18 2.3.2 Tầng chứa n−íc trÇm tÝch hƯ tÇng LƯ Chi (aQIlc) 19 Chơng Nghiên cứu đặc điểm cố kết đánh giá khả biến dạng đất yếu tuyến đờng trục thuộc dự án phát triển giao thông đô thị thành phố hảI phòng 20 3.1 Nghiên cứu đặc điểm cố kết đất loại sét 20 3.2 Dù b¸o ®é lón cđa nỊn ®Êt u khu vùc tun ®−êng 24 3.3 Đặc điểm cố kÕt cđa nỊn ®Êt u tun ®−êng däc trơc thc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng 36 Chơng đặc điểm cấu trúc đất yếu tuyến đờng trục thuộc dự án phát triển giao thông đô thị thành phố hảI phòng 38 4.1 Đặc điểm địa tầng đặc tính lý lớp đất khu vực nghiên cứu 38 4.2 Phân loại cấu tróc nỊn ®Êt u tun ®−êng däc trơc thc Dù án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phßng 49 4.3 Đặc điểm Địa chất công trình loại cấu trúc đất yếu 49 Chơng đề xuất giảI pháp xử lý đất yếu thích hợp 52 5.1 Luận chứng giải pháp xử lý đất yÕu 52 5.2 Tính toán thiết kế biện pháp xử lý đất u cho c¸c kiĨu cÊu tróc nỊn 55 KÕt ln 75 Tài liệu tham khảo 76 phô lôc .75 Danh mơc c¸c ký hiƯu chữ viết tắt Ký hiệu ĐCCT CPTu a1-2 p E0 K qt U0 µ N30 γw γc γs e n Cu ϕu C ϕ W Wl Wp Ip Is Cv Ch Cc U Ut U0 u Đơn vị Giải thÝch cm2/KG KG/cm2 KG/cm cm/s KG/cm2 KG/cm2 Bóa g/cm3 g/cm3 g/cm3 % KG/cm2 §é KG/cm2 §é % % % % cm2/s cm2/s % % Địa chất công trình Thí nghiệm xuyên đo áp lực nớc lỗ rỗng Hệ số nén lún đất khoảng áp lực nén 1-2 KG/cm2 áp lực tiền cố kết Mô đun tổng biến dạng Hệ số thấm Sức kháng xuyên đầu mũi ( tổng ) áp lực nớc lỗ rỗng Hệ số Poatxong Sức kháng xuyên tiêu chuẩn Khối lợng thể tích tự nhiên đất Khối lợng thể tích khô Khối lợng riêng Hệ số rỗng Độ lỗ rỗng Lực dính kết không thoát nớc Góc nội ma sát không thoát nớc Lực dính Góc nội ma sát Độ ẩm tự nhiên Độ ẩm giới hạn chảy Độ ẩm giới hạn dẻo Chỉ số dẻo Độ sệt Hệ số cố kết theo phơng thẳng đứng Hệ số cố kết theo phơng ngang Chỉ số nén Độ cố kết Độ tiêu tán áp lực nớc lỗ rỗng áp lực thủy tĩnh áp lực nớc lỗ rỗng danh mục bảng Bảng 3.1: Kết qu¶ thÝ nghiƯm nÐn cè kÕt 21 B¶ng 3.2: TÝnh øng suÊt dới tim đờng đắp mặt cắt hố khoan HP56 32 Bảng 3.3: Tính độ lún cố kết dới tim đờng mặt cắt hố khoan HP56 34 Bảng 4.1: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng c¬ lý cđa líp 38 Bảng 4.2: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng lý cđa líp 1b 39 B¶ng 4.3: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng lý cđa líp 40 B¶ng 4.4: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng lý lớp 42 Bảng 4.5: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng lý lớp 43 Bảng 4.6: Giá trị tiêu chuẩn đặc trng lý lớp 43 Bảng 5.1: Các tiêu tính toán bấc thấm cấu trúc đất yếu kiểu I 53 B¶ng 5.2: TÝnh øng st d−íi tim đờng đắp mặt cắt hố khoan HP93 54 Bảng 5.3: Bảng thông số kỹ thuật loại bấc thấm Mebradrain 57 Bảng 5.4: Các tính chất học bấc thấm Mebradrain .57 Bảng 5.5: Độ cố kết đạt đợc tùy thuộc vào nhân tố Tv; Uv=f(T) 64 Bảng 5.6: Các thông số tính toán cọc cát cấu trúc đất yếu kiểu II 58 danh mục hình vẽ Hình 3.1: Biểu đồ xét biến đổi thông số nén cố kết theo chiều sâu .23 hình 3.2: Sơ đồ xếp xe để xác định tải trọng xe cộ tác dụng đất yếu .25 Hình 3.3: Sơ đồ tính lún mặt cắt ĐCCT điển hình hố khoan HP33 28 Hình 3.4: Biểu đồ phân bố ứng suất dới tim đờng đắp mặt cắt hố khoan HP33 33 Hình 4.1: Mặt cắt ĐCCT điển hình đoạn tuyến 44 Hình 4.2: Mặt cắt ĐCCT điển hình đoạn tuyến 45 Hình 4.3: Mặt cắt ĐCCT điển hình đoạn tuyÕn: Km 0+000 - Km 0+652 45 H×nh 4.4: Mặt cắt ĐCCT điển hình đọan tuyến 46 Hình 4.5: Mặt cắt ĐCCT ®iĨn h×nh cÊu tróc nỊn ®Êt u kiĨu I .48 Hình 4.6: Mặt cắt ĐCCT điển hình cÊu tróc nỊn ®Êt u kiĨu II 49 Hình 5.1: Sơ đồ tính toán bấc thấm cấu tróc nỊn ®Êt u kiĨu I .52 Hình 5.2: Biểu đồ phân bố ứng suất dới tim đờng đắp mặt cắt hố khoan HP93 55 Hình 5.3: Sơ đồ bố trí bấc thấm mạng hình vuông 56 Hình 5.4: Toán đồ J Mandel (TCXD 245-2000) .59 H×nh 5.5: BiĨu đồ phân kỳ thi công xử lý đất yếu bấc thấm .67 Hình 5.6: Sơ đồ tính toán cọc cát cấu trúc đất yếu kiểu II .67 mở đầu Tính cấp thiết đề tài Nền móng công trình xây dựng nh nhà ở, đờng xá, đê điều, đập chắn nớc số công trình khác đất yếu thờng đặt loạt vấn đề giải nh sức chịu tải thấp, độ lún lớn Việt Nam đợc biết đến nơi có đất yếu phân bố phức tạp, đặc biệt lu vực sông Hồng sông Mê Kông Nhiều thành phố đô thị quan trọng đợc hình thành phát triển khu vực có đất yếu gây nhiều khó khăn, phức tạp cho công tác xây dựng Các thành phố nh Hà Nội, Hải Phòng, thành phố Hồ Chí Minh nằm lu vực sông Hồng sông Mê Kông, khu vực có tầng đất phù sa dày tập trung đất sét yếu, nên đặc điểm cố kết đất công trình diễn biến phức tạp Với mục tiêu phát triển công tác xây dựng, quy hoạch đô thị, cần phải đa giải pháp công nghệ thúc đẩy trình cố kết đất thích hợp cho điều kiện Việt Nam Do vậy, đề tài Nghiên cứu đặc điểm cấu trúc ®Êt u tun ®−êng trơc thc Dù ¸n ph¸t triĨn giao thông đô thị thành phố Hải Phòng đề xuất giải pháp xử lý thích hợp mang tính cấp thiết, có ý nghĩa không kỹ thuật mà kinh tế Mục đích đề tài Làm rõ đặc điểm cấu trúc đất yếu, lựa chọn đa giải pháp xử lý đất yếu tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng phù hợp, hiệu quả, phục vụ cho công tác xây dựng công trình Đối tợng phạm vi nghiên cứu Đối tợng nghiên cứu đề tài cấu trúc đất yếu Phạm vi nghiên cứu Tuyến đờng dọc trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Nhiệm vụ nghiên cứu Để thực đợc mục đích trên, đề tài phải giải nhiệm vụ sau: Làm sáng tỏ đặc ®iĨm cÊu tróc nỊn ®Êt u tun ®−êng trơc thc Dự án phát triển giao thông đô thị Thành phố Hải Phòng Đề xuất giải pháp xử lý thích hợp cho loại cấu trúc đất yếu Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu phân loại cÊu tróc nỊn ®Êt u tun ®−êng trơc thc Dù án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng - Đánh giá đặc điểm ĐCCT khả xây dựng đơn vị cấu trúc phân chia - Đánh giá khả áp dụng giải pháp xử lý đất yếu cho kiểu cấu trúc - Đề xuất giải pháp xử lý thích hợp - Tính toán thiết kế giải pháp xử lý để minh hoạ Phơng pháp nghiên cứu Các phơng pháp nghiên cứu đợc áp dụng luận văn bao gồm: Phơng pháp phân tích hệ thống: Hệ thống hóa tài liệu thu thập đợc xác định nguyên tắc chung tiến hành nghiên cứu đề tài Phơng pháp thực nghiệm: Khảo sát, lấy mẫu phân tích mẫu đất phòng thí nghiệm tiến hành thí nghiệm trờng xác định tiêu lý đất Phơng pháp toán học thống kê: Chỉnh lý kết thí nghiệm Phơng pháp phân tích tính toán lý thuyết: Sử dụng phơng pháp mô hình toán công nghệ thông tin đánh giá ổn định cờng độ biến dạng đất đắp phạm vi nghiên cứu ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài Kết nghiên cứu bổ sung thêm vào phơng pháp luận nghiên cứu đặc điểm cấu trúc đất yếu khu vực Hải phòng Từ kết nghiên cứu, đề xuất đợc giải pháp xử lý đất yếu thích hợp góp phần đem lại hiệu tối u kinh tế kỹ thuật cho Dự án Cơ sở tài liệu luận văn Luận văn đợc thực dựa tài liệu sau: Tài liệu khảo sát ĐCCT ( Địa chất công trình) tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng đội khảo sát thuộc Công ty cổ phần t vấn đầu t xây dựng Hải Phòng (TCIC) thực Tài liệu thiết kế kỹ thuật tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Công ty SMEC Hải Phòng thực Cấu trúc luận văn Luận văn gồm phần: Mở đầu, chơng, phần kết luận đợc trình bày 75 trang với 15 bảng 16 hình vẽ Mở đầu Chơng 1: Tổng quan nghiên cứu đất yếu, đất yếu phơng pháp xử lý đờng đất yếu Chơng2: Đặc điểm tự nhiên khu vực Hải Phòng Chơng3: Nghiên cứu đặc điểm cố kết đất yếu tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Chơng4: Đặc điểm cấu trúc đất yếu tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Chơng5: Đề xuất giải pháp xử lý đất yếu thích hợp Kết luận Tài liệu tham khảo Phụ lục Luận văn đợc hoàn thành Bộ môn Địa chất công trình, Trờng Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Néi, d−íi dù h−íng dÉn khoa häc cđa PGS.TS Lª Trọng Thắng Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới PGS.TS Lê Trọng Thắng, ngời thầy tận tâm hớng dẫn khoa học suốt trình từ lựa chọn đề tài, xây dựng đề cơng hoàn thành luận văn Tác giả xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp đ giúp đỡ, cung cấp tài liệu cần thiết để hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn thầy Bộ môn Địa Chất Công Trình, Phòng Đào tạo sau đại học thuộc trờng Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội đ giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi để tác giả hoàn thành luận văn 68 - Nhân tố xét đến ảnh hởng khoảng cách bố trí bấc thấm tính theo tiêu chuÈn 22TCN 262-2000 F(n)=ln(n)- 3 = ln28.27- = 2,59 4 - Nhân tố xét đến ảnh hởng vùng đất bị xáo động xung quanh bấc thấm tính theo tiªu chuÈn 22TCN 262-2000.: FS = (kh/ks -1).ln(ds/dw) Theo theo tiªu chuÈn 22TCN 262-2000: lÊy kh/ks =2; ds/dw = FS = (2-1).ln2 = 0,693 - Nh©n tè xÐt ®Õn ¶nh h−ëng vỊ søc c¶n cđa bÊc thÊm Fr = Kh π L2bt q w Kh lµ hệ số thấm ngang đất yếu qw khả thoát nớc bấc thấm Theo tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 thực tế tính toán cho phép lấy Kh/qw=0,001m-2 Fr = 3,14.(21,3)2.0,001= 0,950 Víi c¸c tÝnh toán lựa chọn trên, có: dw = 5,2 (cm); De = 147 (cm) = 1,13 (m); n = 28,27; Cvtb = 0,011 (m2/ngµy); Chtb = 0,022(m2/ngµy); F(n) = 2,59; F(s) = 0,693; F(r) = 0,950; Gi¶ sư thêi gian chờ giai đoạn giai đoạn t = 60 ngày, đợc: Tv = 0,011.60 = 0,002 ; Tra bảng (5.5), đợc Uv = 0,04; (17,7) −8.Th ,022 60 F ( n )+ F ( s ) + F ( r ) =0,69 Th = = ,611 ; Uh=1- e (1, 47 ) Ta đợc: U= 1-(1-Uv).(1-Uh)= 1-(1-0,04).(1-0,69)=0,70 Nh vậy: thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 60 ngày b Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn Theo tính toán giai đoạn 1, đợc: 69 dw = 5,2 (cm); De = 147 (cm) = 1,13 (m); n = 28,27; Cvtb = 0,011 (m2/ngµy); Chtb = 0,022(m2/ngµy); F(n) = 2,59; F(s) = 0,693; F(r) = 0,950; Giả sử thời gian chờ giai đoạn giai đoạn t = 80 ngày, đợc: Tv = 0,011 80 = 0,0028 ; Tra b¶ng (5.5), ®−ỵc U v = 0,056; 17,7 −8.Th 0,022.80 Th = = 0,815 ; U h =1- e F ( n )+ F ( s ) + F ( r ) = 0,786 ; (1,47) Ta đợc: U = − (1 − 0,056).(1 − 0,786) = 0,798 Nh− vậy: thời gian chờ giai đoạn giai đoạn 80 ngày c Thời gian chờ giai đoạn giai đoạn Tơng tự nh sau đắp xong giai đoạn cần chờ thời gian 80 ngày để đờng đạt ®é cè kÕt U = 80% d Thêi gian chê sau đắp xong giai đoạn Theo tính toán giai đoạn 1, đợc: dw = 5,2 (cm); De = 147 (cm) = 1,47 (m); n = 28,27; Cvtb = 0,011 (m2/ngµy); Chtb = 0,022(m2/ngµy); F(n) = 2,59; F(s) = 0,693; F(r) = 0,950; Gi¶ sư thêi gian chê sau đắp xong giai đoạn t = 115 ngày, đợc: Tv = 0,011.115 = 0,004 ; Tra bảng (5.5), đợc U v = 0,080; 17,7 0,022.115 Th = = 1,171 ; (1,47) U h =1- e −8.Th F ( n )+ F ( s )+ F ( r ) =0,891; Ta đợc: U = (1 − 0,080).(1 − 0,891) = 0,90 Thêi gian trªn thoả m n yêu cầu độ cố kết đờng Tổng thời gian thi công đắp đờng đến chiều cao 4,2m với yêu cầu ngày không đợc đắp vợt 10cm 42 ngày Nh tổng thời gian thi công xử lý đờng đất yếu cho đoạn đờng là: 70 T = 60 + 80 + 80 + 115 + 42 = 377 (ngày) Biểu đồ phân kỳ thi công cho việc xử lý bấc thấm đợc biểu diễn nh hình 5.5 Hình 5.5 Biểu đồ phân kỳ thi công xử lý nỊn ®Êt u b»ng bÊc thÊm 4.5 Chiều cao đắp (m) 3.5 2.5 1.5 0.5 0 50 100 150 200 250 300 350 400 Thời gian thi cơng (ngày) ThiÕt kÕ cäc c¸t cho cÊu trúc đất yếu kiểu II: 1) Sơ đồ tính toán điển hình: :2 4.6m 41.0m m m 1b Bơi, bơi dỴo, sÐt bÐo, sét gầy, trạng thái mềm yếu (MH, CH, CL) C¸t bơi, c¸t sÐt (SC, SM) m m Sét béo, sét gầy trạng thái mềm yếu(CH, CL) Sét gầy, sét béo, trạng thái nửa cứng (CL, CH) Hình 5.6: Sơ đồ tính toán cọc cát cấu trúc đất yếu kiểu II Biện pháp xử lý đất yếu kiến nghị cấu trúc đất yếu kiểu II cọc cát cấu trúc đất yếu kiểu II có xen kĐp líp (1b) c¸t sÐt, c¸t bơi b o hoà nớc đôi chỗ cấu trúc đất u cã xen kĐp líp sÐt gÇy, sÐt bÐo, 71 trạng thái nửa cứng Đối với cấu trúc đất yếu kiểu II, đoạn tuyến chọn mặt cắt ngang điển hình hố khoan HP33 (Đoạn Km 4+240 Km 4+740) có bề dày lớp đất yếu 22,5m; chiều cao đắp thiết kế 4,6m Tiến hành tính toán thiết kế cọc cát cho đoạn tuyến điển hình Km 4+240 Km 4+740 2) Các thông số tÝnh to¸n: Bảng 5.6: Các thơng số tính tốn cọc cát cấu trúc đất yếu kiểu II Thông số Đơn vị L ớp Lớp 1b L ớp L ớp γs g/cm3 2,70 2,68 2,73 2,73 γn g/cm3 1,00 1,00 1,00 1,00 Ip Wp eo % 23,28 11,11 29,90 24,76 % 26,91 21,46 24,23 21,12 1,440 1,240 1,290 0,830 3) TÝnh to¸n thiÕt kÕ cäc c¸t cho đoạn tuyến điển hình Km 4+240 ữ Km 4+740: a) Tính tốn diện tích cần xử lý Trước thi công cọc cát cần thi công tầng đệm cát Lớp đệm cát nằm lớp đất yếu đắp nhằm tăng khả nước cố kết từ phía lớp đất yếu lên mặt đất thiên nhiên Để đơn giản tính tốn, quy tải trọng đường dạng tải trọng hình băng phân bố đều, có bề rộng đường B = 34,5m; chiều cao đắp 4,6m; độ dốc 1:2 bề rộng đáy đường là: B’ = 34,5+2.4,6.2=52,9 (m) Khi chiều rộng trung bình đường là: b = (B+B’)/2 = (34,5+52,9)/2 = 43,7 (m) Để đảm bảo đất ổn định tác dụng tải trọng cơng trình, lấy chiều rộng mặt nén chặt lớn 0,2 chiều rộng móng b = 0,2 43,7 + 43,7 = 52,44(m) 72 Chiều dài đoạn tuyến từ Km4+240 ÷ Km4+740 cần xử lý a = 500m Vậy, diện tích cần xử lý cọc cát lấy diện tích đường: S = 500 52,44 = 26220 (m2) b) Xác định chiều sâu xử lý Chiều sâu xử lý chiều dài cọc phụ thuộc vào cấu trúc đất yếu chiều sâu vùng hoạt động nén ép cơng trình Vì chiều dày lớp đất yếu (22,5m) nhỏ chiều sâu vùng hoạt động nén ép (24m) nên chọn chiều sâu xử lý chiều sâu lớp đất yếu cộng thêm khoảng 0,5m lớp đất tốt bên Vì vậy, chiều dài toàn cọc cát là: lc = 22,5+ 0,5 ≈ 23m Lấy chiều dài cọc cát 23m c) Tính tốn đường kính khoảng cọc Đường kính cọc xác định phụ thuộc vào chiều sâu cần xử lý quy mô tải trọng cơng trình Chiều sâu gia cố lớn đường kính cọc gia cố cần tăng lên để cọc khơng mảnh, đảm bảo cọc ổn định đất Ngồi ra, lựa chọn đường kính cọc cịn phụ thuộc vào khả thiết bị chế tạo cọc gia cố, phù hợp với lực thiết bị, đảm bảo thi công nhanh, đạt yêu cầu kỹ thuật, kinh tế Thơng thường, đường kính cọc cát cỡ nhỏ chọn 10-20cm đường kính cỡ lớn 2040cm Cụ thể, đoạn tuyến này, lấy đường kính cọc cát φ = 40cm Chọn: e0 = 1,440 ( lớp bụi, bụi dẻo, sét béo, sét gầy, trạng thái mềm yếu - lớp đất yếu nhất) Xác định enc theo công thức: γs 2,70 e = ( + 0,5 I p ) = ( 26,91 + 0,5.23,28) = 1,04 nc γ 100 W p 1.100 n Khoảng cách cọc xác định tuỳ thuộc vào mạng lưới bố trí cọc Ở đây, cọc bố trí theo mạng lưới tam giác Vì vậy, khoảng cách cọc tính theo cơng thức: 73 L = 0, 952.d c L = 0,952 0,4 + eo eo − e nc + 1, 440 1,440 − 1,04 L = 0,94 m ( Lấy L = 1m) d) Tính tốn số lượng cọc Chiều dài đoạn cần xử lý 500m; - Diện tích nén chặt: Fnc=1,4b.(a+0,4b) Trong đó: a - Chiều dài đế móng Vậy Fnc=1,4.52,44.(500+0,4.52,44)= 38247,97 (m2) - Do đó, chiều rộng đường nén chặt là: Bnc = Fnc = 38247,97 = 195,57m - Tỷ lệ diện tích tiết diện cọc cát Fc diện tích đất nén chặt Fnc xác định theo công thức: Fc e −e = ac = nc = 1, 440 −1,04 = 0,16 Fnc + eo + 1, 440 - Số lượng cọc xác định theo công thức: n= a c Fnc 0,16 38247 ,97 = ≈ 48568 (cọc) fc 0,126 Trong đó: fc - Diện tích tiết diện cọc cát dùng thi công fc = π (0.4)2 /4 = 0,126 m2 dc - Đường kính cọc cát (dc=0,4m) - Xác định trọng lượng cát 1m dài Cát cọc thường có đặc tính sau: γs =2,65g/cm3; Wl=12%, áp dụng công thức: 74 Wl 0,126.2,65 12 γ G = f c s (1 + ) = +1,04 (1 + 100) =0,183 1+ e nc 100 - Tổng số cọc 49587 cọc, độ dài trung bình cọc 23m ⇒ tổng số mét dài cọc 48568 x 23 = 1117084m e) Xác định bề dày diện tích lớp đệm cát Bề dày lớp đệm cát lựa chọn độ lún tổng cộng cộng thêm 0,2 – 0,3m, không nhỏ 50cm Ở đây, chọn bề dày lớp đệm cát 1m Bề rộng mặt tầng đệm cát phải rộng đáy mối bên tối thiểu 0,5 – 1m Do vậy, chọn bề rộng mặt đệm cát rộng đáy bên 1m, bề rộng lớp đệm cát: b đệm cát =52,9 + 2.1 = 54,9m Lớp cát đệm dày 1m , hệ số mát dốc 1:2 Chiều rộng mặt lớp đệm cát là: bmặt đệm cát = 54,9+ 2.1.2 = 58,9m Chiều dài đệm cát chiều dài xử lý cộng thêm 2m Do vậy, chiều dài đệm cát : a đệm cát = 500+2.2=504m Vậy diện tích tầng đệm cát : Sđệm 27669,6 m2 cát =a đệm cát bmặtđệm cát = 504.54,9 = 75 Kết luận Qua kết khảo sát Địa chất công trình, kết tính toán phân tích đặc trng cố kết đất tuyến đờng dọc trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng cho thấy: Địa tầng khu vực nghiên cứu phức tạp, phân bố lớp đất đặc tính chúng có biến đổi mạnh Đặc biệt lớp đất bụi, bụi dẻo, sét béo, sét gầy trạng thái mềm yếu, có chiều dày không ổn định; lớp sét gầy, sét béo, trạng thái mềm yếu, chiều dày tơng đối lớn, khả biến dạng lớn kéo dài, sức chịu tải thấp Mặt khác với quy mô tải trọng công trình thiết kế lớn chiều sâu vùng hoạt động nén ép lớn, lên tới 24m Theo số liệu thu thập đợc từ trình khảo sát Địa chất công trình tài liệu trầm tích Đệ tứ khu vực tuyến đờng dọc trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị qua cho thấy cấu trúc đất yếu phân bố toàn tuyến tơng đối phức tạp, phân kiĨu cÊu tróc nỊn ®Êt u chÝnh víi đặc trng Địa chất công trình định Kết dự báo lún đất khu vực tuyến đờng dọc trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng qua cho thÊy: §é lón cè kÕt Sc lín, thêi gian lón kéo dài lâu ( Sc = 0,718m; t = 104,5 năm để đạt độ cố kết 90%) không đảm bảo mặt ổn định Theo đặc điểm quy mô tải trọng công trình đặc điểm cấu trúc đất yếu khu vực nghiên cứu, lớp đất yếu cần phải đợc cải tạo nhằm tăng nhanh trình cố kết sức chịu tải đất, phù hợp với tải trọng công trình yêu cầu tiến độ thi công Tại tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng, đề xuất giải pháp xử lý đất yếu bấc thấm kết hợp với đắp theo giai đoạn đoạn tuyến có kiểu cấu trúc đất yếu kiểu I; đề xuất giải pháp cọc cát đoạn tuyến có kiểu cấu trúc đất yếu kiểu II để đảm bảo độ ổn định tăng nhanh trình cố kết đất 76 Tài liệu tham khảo Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quý (1977), Cơ học đất, nhà xuất Đại học trung học chuyên nghiệp Bùi Đức Hải (2003), Đặc điểm từ biến đất yếu phụ hệ tầng Hải Hng dới Hà Nội, ứng dụng kết nghiên cứu toán dự báo lún, Luận án tiến sĩ Nguyễn Thu Huyền(2008), Nghiên cứu đặc tính Địa chất công trình đất sét yếu khu vực cảng Thị Vải - Cái Mép, Bà Rịa - Vũng Tàu, luận chứng giải pháp xử lý thích hợp cho khu vực xây dựng hạng mục đờng nội bộ, b i Container kho cảng, Luận văn thạc sĩ Nguyễn Thị Nụ (2003), Nghiên cứu đặc điểm cố kết đất sét pha trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy thuộc phụ hệ tầng Thái Bình dới phân bố khu vực nội thành Hà Nội kiến nghị ứng dụng kết nghiên cứu để dự báo lún cho công trình, Luận văn thạc sĩ Nguyễn Huy Phơng, Phan Trờng Phiệt, Tạ Đức Thịnh (2003), Lý thuyết cố kết, lu biến ổn định, Bài Giảng cao học ngành Địa chất công trình Trần Ngọc Sang (2004), Phân tích, đánh giá sức chịu tải cọc bê tông cốt thép, thi công ép tĩnh phơng pháp khác số cấu trúc Hà Nội, Luận văn thạc sĩ Nguyễn Song Thanh(2006), Phân tích lựa chọn giải pháp xử lý cho số kiểu cấu trúc đất yếu tuyến quốc lộ 10 18 đánh giá hiệu mặt kü tht cđa viƯc lùa chän b»ng vÝ dơ thể, Luận văn thạc sĩ Lê Trọng Thắng (2003) Các phơng pháp nghiên cứu khảo sát Địa chất công trình, NXB GTVT Lê Trọng Thắng (2001), Nghiên cứu kiểu cấu trúc đất yếu khu vực Hà Nội đánh giá khả sử dụng chúng xây dựng, Luận án Phó Tiến sĩ Khoa học §Þa lý - §Þa chÊt 77 10 Ngun ViÕt Tình (2001), Đặc tính địa chất công trình thành tạo trầm tích Holocen dới nguồn gốc hồ - đầm lầy phụ hệ tầng Hải Hng dới, đánh giá khả sử dụng dự báo biến đổi chúng dới tác dụng hoạt động công trình phát triển đô thị, lấy ví dụ cho khu vực Hà Nội, Luận án tiến sĩ 11 Tạ Đức Thịnh; GS TS Nguyễn Huy Phơng (2002), Cơ học đất, NXB Giao thông vận tải 12 Đỗ Minh Toàn (2006), Đất đá xây dựng, Đại học Mỏ - Địa Chất Hà Nội 13 Phạm Thị Hải Yến (2005), Nghiên cứu đặc điểm cố kết đất yếu bến Container Chùa Vẽ Dự án nâng cấp cảng Hải Phòng giai đoạn II đề xuất giải pháp tăng nhanh trình cố kết, Luận văn thạc sĩ 14 Pierre Lareal, Nguyễn Thành Long, Nguyễn Quang Chiêu (1999), Nền đờng đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, NXB X©y dùng 78 Phơ lơc Phơ lơc sè 1: Bản đồ địa chất khu vực thành phố Hải Phòng tỷ lệ 1:200.000 Phụ lục số 2: Bình đồ điển hình kiểu cấu trúc đất yếu tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Phụ lục số 3: Mặt cắt ĐCCT điển hình kiểu cấu trúc ®Êt u tun ®−êng trơc thc Dù ¸n ph¸t triĨn giao thông đô thị thành phố Hải Phòng Phụ lục số 4: Bảng tổng hợp giá trị trung bình tiêu lý lớp đất tuyến đờng trục thuộc Dự án phát triển giao thông đô thị thành phố Hải Phòng TT Chỉ tiêu thí nghiệm Ký hiệu Đơn vị P % Lớp Lớp Lớp Lớp Lớp Lp1b 0.50 2.23 Thành phần hạt 9.5-19 4.75-9.5 2-4.75 0.41 0.22 0.425-2 0.73 0.33 0.22 0.075-0.425 14.48 6.41 7.82 11.15 62.59 59.14 0.005-0.075 42.28 48.96 36.64 38.36 17.73 28.50