Đánh giá đặc điểm cấu trúc nền đất yếu tuyến đường quốc lộ 19 đoạn từ km10+000 đến km15+441, đề xuất và thiết kế giải pháp xử lý nền

Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ ®Þa chÊt - Đỗ việt anh đánh giá đặc điểm cấu trúc ®Êt yÕu tuyÕn ®­êng quèc lé 19 ®o¹n tõ km10+000 đến km15+441, đề xuất thiết kế giải pháp xử lý Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Hà NộI - 2014 Bộ giáo dục đào tạo Trường đại học mỏ địa chất - Đỗ việt anh đánh giá đặc điểm cấu trúc đất yếu tuyến đường quốc lộ 19 đoạn từ km10+000 đến km15+441, đề xuất thiết kế giải pháp xử lý Ngành : Kỹ thuật địa chất Mà số : 60520501 Luận văn thạc sỹ kỹ thuật Người hướng dẫn khoa học PGS TS Đỗ Minh Toàn Hà NộI - 2014 Lời cam đoan Tôi xin cam đoan công trình nghiên cứu riêng Các số liệu, kết nêu luận văn trung thực chưa có công bố công trình khác Hà Nội, ngày tháng Tác giả Đỗ Việt Anh năm 2014 MụC LụC Mở đầu TÝnh cÊp thiết đề tài: Mơc tiªu cđa ®Ị tµi: Đối tượng phạm vi nghiªn cøu: Nhiệm vụ luận văn: Néi dung nghiªn cøu: Phương pháp nghiªn cøu: 7 TÝnh khoa häc vµ thùc tiƠn đề tài: Cấu trúc luận văn chương 1: Tổng quan phân chia cấu trúc đất yếu, số phương pháp xử lý đất yếu áp dụng xây dựng đường việt nam 1.1 Tỉng quan vỊ ph©n chia cÊu tróc nỊn ®Êt yÕu 1.1.1 Khái niệm đất yếu: 1.1 NỊn ®Êt yếu cấu trúc đất yếu: 11 1.2 Một số phương pháp xử lý đất yếu áp dụng cho xây dựng ®­êng ë ViÖt Nam 15 1.2.1 Cäc c¸t 16 1.2.2 Cäc c¸t ®Çm 16 1.2.3 Cột đất gia cố vôi cột đất gia cố xi măng 17 1.2.4 Phương pháp bấc thấm 17 1.2.5 Phương pháp giếng cát 18 Chương 2: điều kiện tự nhiên khu vực xây dựng đoạn tuyến đường 21 2.1 Vị trí địa lý: 21 2.2 KhÝ hËu: 21 2.3 Địa h×nh: 22 2.4 Cấu trúc địa chất ®Ö tø: 22 2.4.1 Phơ thèng Pleistocen trung - th­ỵng 22 2.4.2 Phô thèng Holocen trung 23 2.5 Đặc điểm địa chất thủy văn: 22 Chương 3: đặc điểm cấu trúc đất yếu quốc lộ 19, đoạn tuyến đường từ km10+000 đến km15+441 25 3.1 Đặc điểm địa chất công trình 25 3.1.1 Đặc điểm địa hình, địa m¹o 25 3.1.2 Đặc điểm địa tầng tiêu lý lớp đất 25 3.1.3 Đặc điểm địa chất thuỷ văn 35 3.1.4 VËt liƯu x©y dùng 35 3.2 Ph©n chia cÊu tróc đất yếu đoạn tuyến đường quốc lộ 19 38 3.2.1 Mục đích phân chia cấu trúc đất yếu đoạn tuyến đường 40 3.2.2 Nguyên tắc phân chia cấu trúc 40 Chương 4: đề xuất, thiết kế giải pháp xử lý đất yếu đoạn tuyến ®­êng 43 4.1 Tiªu chuÈn thiÕt kÕ thông số kỹ thuật tuyến đường 43 4.2 Phân tích, lựa chọn giải pháp thiết kÕ xư lý nỊn ®Êt u 43 4.2.1 Luận chứng giải pháp xử lý đất u (kiĨu cÊu tróc nỊn I) 43 4.2.2 ThiÕt kÕ xư lý nỊn kiĨu I b»ng cäc c¸t đầm: 44 4.2.3 Trình tù thi c«ng 53 4.2.4 Các công tác quan trắc địa kỹ thuật 55 KÕt luËn 57 Phô lôc 61 Danh mục bảng Bảng 3.1: Tổng hợp tiêu lý lớp 26 B¶ng 3.2: Tổng hợp tiêu lý lớp 27 B¶ng 3.3: Tỉng hợp tiêu lý lớp 28 Bảng 3.4: Tổng hợp tiêu lý lớp 30 Bảng 3.5: Tổng hợp tiêu lý lớp 31 Bảng 3.6: Tổng hợp tiêu c¬ lý líp 32 Bảng 3.7: Tổng hợp tiêu lý líp 33 Bảng 3.8: Tổng hợp tiêu lý líp 35 Bảng 3.9: Tổng hợp tiêu lý má ®Êt 38 Bảng 4.2: Thông số thiết kế xử lý cọc cát đầm chặt 50 Bảng 4.3: Kết tính toán lún 51 B¶ng 4.4: KÕt qu¶ hệ số an toàn Fs từ phần mềm Geoslope 51 Bảng 4.5: Các thông số thiết kế xử lý phương pháp cọc cát đầm chặt Km 10+000 ®Õn Km 13+000 53 danh mơc c¸c hình Hình 1.1 Sơ đồ bố trí xử lý ®Êt yÕu b»ng bÊc thÊm 18 Hình 1.2 Sơ đồ bố trí xử lý ®Êt yÕu b»ng giÕng c¸t 19 Hình 3.1 Sơ đồ cấu trúc kiểu I 41 Hình 3.2 Sơ đồ cấu trúc kiểu II .41 H×nh 4.1 Sơ đồ bố trí quan niệm thiết kế Cọc cát đầm (SCP) 45 Hình 4.2 Sơ đồ bố trí điểm quan trắc 56 Mở đầu Tính cấp thiết đề tài: Đoạn tuyến QL19 nối từ cảng Quy Nhơn đến QL1A đóng vai trò tuyến ®­êng bé nhÊt nèi liỊn m¹ng l­íi ®­êng bé đến cảng, đồng thời đóng vai trò trục đối ngoại quan trọng kết nối thành phố Quy Nhơn nói riêng tỉnh Bình Định nói chung đến tỉnh lân cận Hiện nay, lưu lượng xe tuyến ngày tăng cao, đoạn qua khu vực nội thành khu đông dân cư nên thường xảy tai nạn giao thông Nhằm đảm bảo việc lưu thông an toàn giao thông tuyến góp phần phục vụ phát triển kinh tế - xà hội khu vực, Bộ GTVT UBND tỉnh Bình Định đà thống chủ trương cải tạo, nâng cấp đoạn tuyến đường Đoạn đường đà tiến hành khảo sát địa chất công trình giai đoạn thiết kế kỹ thuật, bước thiết kế tuyến đường Do đoạn tuyến đường qua khu vực có phân bố đất yếu, thiết phải thiết kế xử lý Đoạn tuyến nằm có cấu trúc địa chất phức tạp, có phân bố đất yếu với bề dày thay đổi nhiều Sự phân chia đất thành đoạn có cấu trúc khác nhau, làm sở đề xuất tính toán thiết kế xử lý đất yếu cho dạng cấu trúc đoạn đường cần thiết Vì vậy, đề tài Đánh giá đặc điểm cấu trúc đất yếu Quốc lộ 19 đoạn từ Km10+000 đến Km15+441, đề xuất thiết kế giải pháp xư lý nỊn” cã ý nghÜa thùc tiƠn Mơc tiêu đề tài: Nghiên cứu đặc điểm ĐCCT đoạn tuyến đường, phân chia cấu trúc đất yếu để từ đề xuất thiết kế giải pháp xử lý thích hợp Đối tượng phạm vi nghiên cứu: Phạm vi nghiên cứu: đất yếu tuyến đường Quốc lộ 19 đoạn từ Km10+000 đến Km15+441 Đối tượng nghiên cứu: đặc điểm cấu trúc đất yếu đoạn tuyến đường, đề xuất thiết kế giải pháp xử lý vị trí phân bố đất yếu Nhiệm vụ luận văn: Để đạt mục tiêu đặt ra, đề tài có nhiệm vụ làm sáng tỏ: - Đặc điểm địa chất công trình khu vực xây dựng tuyến đường; - Phân chia cấu trúc đoạn tuyến đường; - Luận chứng, lựa chọn, đề xuất thiết kế giải pháp xử lý đường ®Êt u cho c¸c kiÕu cÊu tróc nỊn Néi dung nghiên cứu: Để đáp ứng nhiệm vụ đề tài, nội dung nghiên cứu luận án bao gồm: - Nghiên cứu tình hình phân chia cấu trúc đất yếu phương pháp xử lý đất yếu đà áp dụng lĩnh vực xây dựng đường Việt Nam; - Đặc điểm điều kiện ĐCCT đoạn tuyến đường nghiên cứu; - Phân chia cấu trúc đất yếu cho đoạn tuyến đường; - Phân tích, đề xuất thiết kế giải pháp xử lý đất yếu cho dạng cấu trúc khác Phương pháp nghiên cứu: Luận văn sử dụng phương pháp nghiên cứu sau: - Thu thập, phân tích, tổng hợp tài liệu liên quan đến công trình (điều kiện tự nhiên, địa chất công trình, địa chất thủy văn, khu vực công trình qua.); - Phương pháp tính toán: sử dụng để kiểm toán ổn định đường, tính toán thiết kế giải pháp xử lý đất yếu; - Tổng hợp phân tích số liệu, kết luận đề xuất giải pháp kỹ thuật thiết kế xử lý đường Tính khoa học thực tiễn đề tài: - ý nghĩa thực tiễn: kết nghiên cứu tham khảo sử dụng để thiết kế xử lý đường đất yếu cho đoạn tuyến ®­êng nghiªn cøu - ý nghÜa khoa häc: ®ãng gãp kinh nghiệm việc nghiên cứu địa chất thiết kế xử lý đất yếu khu vực xây dựng công trình nói riêng Việt Nam nói chung Cấu trúc luận văn Luận văn bao gồm phần mở đầu, chương phần kết luận trình bày 60 trang với 13 bảng hình Chương Tổng quan phân chia cấu trúc đất yếu, số phương pháp xử lý đất yếu áp dụng xây dựng đường ë viƯt nam 1.1 Tỉng quan vỊ ph©n chia cÊu trúc đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu: Đất yếu khái niệm mang tính qui uớc Cho đến chưa có hệ thống phân loại đất yếu thống có nhiều quan điểm khác xung quanh vấn đề Một số Nhà Địa kỹ thuật cho rằng: đất yếu phụ thuộc vào trạng thái vật lý đất, tương quan khả chịu lực đất với tải trọng móng công trình truyền xuống Có nghĩa đất, công trình đất có khả chịu tải đất yếu, công trình khác đất khả chịu tải đuợc coi đất yếu Theo 22TCN262-2000: loại đất sét, sét pha, cát pha chứa hàm lượng hữu tới 10 - 12%, đất đầm lầy, than bùn có hàm lượng hữu tới 20 - 80% Đối với loại đất coi đất yếu trạng thái tự nhiên, độ ẩm chúng lớn độ ẩm giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (sÐt e  1.5; sÐt pha e  1.0; c¸t pha e  0.9), lùc dÝnh C theo kÕt qu¶ cắt nhanh không thoát nước từ 0.15kG/cm2 trở xuống, góc nội ma sát = - 100 lực dính từ kết cắt nhanh trường Cu 0.35kG/cm2 Hiện nghiên cứu địa chất công trình khu vực, đa số Nhà Nghiên cứu cho đất yếu loại đất có khả chịu lực nhỏ (thường 1), mô đun tổng biến dạng nhỏ (thường E0