Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu nghiên cứu đề tài là phân chia và thành lập bản đồ phân vùng cấu trúc nền tỉ lệ 1/50.000, bản đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn của nền đất tỉ lệ 1/50.000 kèm theo bảng tổng hợp giá trị tiêu chuẩn tính chất cơ lý của các loại đất nền và đánh giá khả năng quy hoạch, thiết kế công trình xây dựng.
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TĨM TẮT ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ CẤP BỘ NGHIÊN CỨU THÀNH LẬP BẢN ĐỒ PHÂN VÙNG CÁC KIỂU CẤU TRÚC NỀN ĐẤT VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM TỈ LỆ 1: 50.000 PHỤC VỤ QUY HOẠCH VÀ THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG Mã số: B2016-DNA-23-TT Chủ nhiệm đề tài: ThS Nguyễn Thị Ngọc Yến Đà Nẵng, 2019 DANH SÁCH THÀNH VIÊN THAM GIA NGHIÊN CỨU VÀ ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH STT HỌ TÊN ĐƠN VỊ CÔNG TÁC ThS Nguyễn Thị Ngọc Yến Khoa XDCĐ, trƣờng ĐHBK – ĐHĐN PGS.TS Đỗ Quang Thiên Trƣờng ĐHKH Huế GS.TSKH Nguyễn Thanh Trƣờng ĐHKH Huế ThS Nguyễn Hoàng Giang Khoa Xây dựng, Đại học Duy Tân ThS Nguyễn T.Phƣơng Khuê Khoa XDCĐ, trƣờng ĐHBK – ĐHĐN ThS Nguyễn Thu Hà Khoa XDCĐ, trƣờng ĐHBK – ĐHĐN ThS Hồ Trung Thành Trƣờng ĐHKH Huế- Địa chất cơng trình ThS Nguyễn Hữu Huy Trƣờng ĐHKH Huế- Địa chất cơng trình ĐƠN VỊ PHỐI HỢP CHÍNH Các cơng ty: Cơng ty TNHH Tƣ vấn Thu thập tài liệu khoan khảo sá địa chất cơng khảo sát xây dựng Tồn Chính; Chi trình cụ thể nhánh Địa chất – Địa vật lý miền Kết hợp khoan, lấy mẫu thí nghiệm bổ sung trung, Bộ môn Địa chất thủy văn – Địa chất Thí nghiệm, xử lý số liệu thí nghiệm TCCL đất đá cơng trình, Trƣờng Đại học Khoa Xây dựng loại đồ chuyên đề học Huế MỤC LỤC CHƢƠNG CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CẤU TRÚC NỀN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU 1.1 Các vấn đề chung cấu trúc cấu trúc đất yếu Các yếu tố ảnh hƣởng cấu trúc 1.2 1.3 Phƣơng pháp xử lý thống kê xác định giá trị tiêu chuẩn tiêu lý đất đá 1.4 Cơ sở lý thuyết xác định tải trọng giới hạn tiêu chuẩn 1.5 Cơ sở phân tích ngƣợc xác định hệ số cố kết Ch theo độ lún quan trắc 1.6 Ổn định độ lún không xử lý 1.7 Phƣơng pháp tính tốn thiết kế xử lý đất yếu CHƢƠNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM 2.1 Khái quát khu vực nghiên cứu 2.2 Quan điểm điều kiện địa kỹ thuật 2.3 Điều kiện địa kỹ thuật khu vực 2.4 Kết luận chƣơng CHƢƠNG TÍNH CHẤT XÂY DỰNG CỦA CÁC THÀNH TẠO ĐẤT ĐÁ VÙNG ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM PHỤC VỤ QUY HOẠCH, THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH 3.1 Tính chất xây dựng nhóm đá cứng đá cứng xen cứng 3.2 Nhóm đất rời 3.3 Nhóm đất dính 3.4 Nhóm đất yếu (đất có thành phần, trạng thái, tính chất đặc biệt) 3.5 Kết luận chƣơng CHƢƠNG NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT YẾU 4.1 Nghiên cứu thành phần vật chất đất yếu 4.2 Nghiên cứu tính chất học đất yếu 4.3 Kiến nghị sử dụng tiêu lý đất yếu phục vụ thiết kế đƣờng 10 4.4 Kết luận chƣơng 10 CHƢƠNG XÂY DỰNG BẢN ĐỒ CẤU TRÚC NỀN PHỤC VỤ QUY HOẠCH – THIẾT KẾ CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG 11 5.1 Bản đồ cấu trúc vùng ĐBVB Quảng Nam tỉ lệ 1/50.000 11 5.2 Bản đồ cấu trúc đất yếu đề xuất giải pháp xử lý đất yếu xây dựng đƣờng giao thông 11 5.3 Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn tỉ lệ 1/50.000 11 5.4 Tính tốn dứng dụng kết nghiên cứu 12 5.5 Kết luận chƣơng 14 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 15 Các kết đạt đƣợc đề tài 15 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 2.1 Phạm vi vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Nam Hình 4.1 Biểu đồ thay đổi thành phần khoáng vật đất yếu Hình 4.2 So sánh thành phần khoáng vật đất yếuở ĐBVB Hình 4.3 Sự thay đổi hàm lƣợng hữu theo chiều sâu thành tạo mbQ22 Hình 4.4 Hàm lƣợng vật chất hữu đất yếu ĐBVB Hình 4.5 Biểu đồ thay đổi thành phần hóa học đất yếu Hình 4.6 So sánh thành phần hóa học đất yếu Hình 4.7 Thành phần nhóm hạt thành tạo bùn sét pha ĐBVB Hình 4.8 Thành phần nhóm hạt thành tạo bùn sét ĐBVB Hình 4.20 Hệ số cố kết thấm theo phƣơng đứng phƣơng ngang xác định theo phƣơng pháp khác Hình 4.23 Cƣờng độ lực dính đơn vị khơng cố kết – khơng nƣớc thành tạo đất yếu ĐBVB Quảng Nam khu vực khác Việt Nam Hình 4.25 Sức kháng cắt cố kết- khơng nƣớc đất yếu Hình 5.1 Sơ đồ phân chia cấp cấu trúc ĐBVB Quảng Nam 11 Hình 5.6 Quy trình xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn 11 Hình 5.8 Phân tích lún trƣớc xử lý phần mềm Plaxis 8.5 MC1 12 Hình 5.12Phân tích lún xử lý PVD phần mềm Plaxis 8.5 MC1 13 Hình 5.13 Ổn định sau xử lý bấc thấm MC1 Plaxis 8.5 13 Hình 5.16 Ổn định sau xử lý giếng cát MC1 Plaxis8.5 13 DANH MỤC BẢNG BIỂU Bảng 4.5 Tổng hợp kết thí nghiệm nén cố kết thấm Bảng 4.11 Các thông số sức kháng cắt khơng nƣớc đất yếu Bảng 4.13Kiến nghị thơng số TCCL tính tốn thiết kế xử lý đất yếu 10 Bảng 5.2 Tổng hợp giá trị tính tốn giá trị Rtc, N 0tc độ lún S theo tác giả khác 11 Bảng 5.3 Phân cấp giá trị tải trọng giới hạn tiêu chuẩn, sức chịu tải tiêu chuẩn màu biểu thị đồ 12 Bảng 5.6 Tổng hợp kết phân tích lún chƣa xử lý 12 Bảng 5.7 Bảng tổng hợp kết tính tốn hệ số ổn định 12 Bảng 5.9 Kết tính toán xử lý bấc thấm 13 Bảng 5.10 Kết tính tốn xử lý giếng cát 14 Bảng 5.11 So sánh kết tính tốn theo phƣơng pháp khác 14 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT CTN CU ĐBBB ĐBVB ĐBSCL ĐN-QN GPXL HSTK MC1 : Cấu trúc : Cố kết - khơng nƣớc : Đồng Bắc Bộ : Đồng ven biển : Đồng sông Cửu Long : Đà Nẵng - Quảng Ngãi : Giải pháp xử lý : Hồ sơ thiết kế : Mặt cắt PVD SD TCCL TCVN TPVC TPHH TPKV UU : Bấc thấm : Giếng cát : Tính chất lý : Tiêu chuẩn Việt Nam : Thành phần vật chất : Thành phần hóa học : Thành phần khống vật : Khơng cố kết - khơng nƣớc BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO Đơn vị: ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU Thông tin chung: - Tên đề tài: Nghiên cứu thành lập đồ phân vùng kiểu cấu trúc đất vùng đồng ven biển Quảng Nam tỉ lệ 1:50.000 phục vụ quy hoạch thiết kế cơng trình xây dựng - Mã số: B2016-DNA-23-TT - Chủ nhiệm: ThS Nguyễn Thị Ngọc Yến - Cơ quan chủ trì: Đại học Đà Nẵng - Thời gian thực hiện: Từ tháng 12 năm 2016 đến tháng 12 năm 2018 Mục tiêu: Phân chia thành lập đồ phân vùng cấu trúc tỉ lệ 1/50.000, đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn đất tỉ lệ 1/50.000 kèm theo bảng tổng hợp giá trị tiêu chuẩn tính chất lý loại đất đánh giá khả quy hoạch, thiết kế cơng trình xây dựng Tính sáng tạo: - Lập bảng tổng hợp giá trị chuẩn tiêu tính chất lý loại đất nhằm phục vụ cơng tác tính tốn, thiết kế cơng trình - Xác định đƣợc đặc trƣng đất yếu vùng đồng ven biển Quảng Nam phân bố, thành phần vật chất tính chất lý với trọng tâm độ bền tính biến dạng, nhằm phục vụ cho cơng tác tính tốn, thiết kế xử lý cơng trình, đặc biệt cơng trình giao thơng - Làm sáng tỏ đặc điểm phân vùng cấu trúc đồng ven biển Quảng Nam Làm sở khoa học phục vụ quy hoạch, tính tốn, thiết kế cơng trình xây dựng - Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn cho móng nơng, nhằm cung cấp sở khoa học phục vụ quy hoạch, tính tốn, thiết kế cơng trình xây dựng khu vực nghiên cứu Kết nghiên cứu: - Đánh giá điều kiện địa kỹ thuật vùng đồng ven biển Quảng Nam nhằm phục vụ cơng tác quy hoạch, thiết kế cơng trình xây dựng - Phân chia đất đá khu vực nghiên cứu thành nhóm, lập bảng tổng hợp giá trị tiêu chuẩn tiêu tính chất lý loại đất nhằm phục vụ cơng tác tính tốn, thiết kế cơng trình - Xây dựng đồ phân bố đất yếu đánh giá chi tiết thành phần vật chất, đặc tính biến dạng, cố kết thấm, độ bền chống cắt, quan hệ tƣơng quan chúng nhằm phục vụ cho cơng tác tính tốn, thiết kế xử lý cơng trình, đặc biệt cơng trình giao thơng - Xây dựng đồ phân vùng cấu trúc nền, đặc biệt cấu trúc đất yếu đồng ven biển Quảng Nam theo tiêu chí qn, có sở khoa học dễ sử dụng kèm bảng phân chia kiểu, phụ kiểu, dạng cấu trúc đất vùng nghiên cứu đánh giá điều kiện xây dựng Đây sở khoa học quan trọng để quy hoạch thiết kế cơng trình xây dựng hợp lý khu vực nghiên cứu - Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn cho móng nơng chịu tải tâm với chiều sâu chơn móng hm = 2m, bề rộng móng b = 2m sức chịu tải tiêu chuẩn đất đƣợc tính theo TCVN 9362-2012 Sản phẩm: 5.1 Sản phẩm khoa học - 01 đăng Tạp chí Đại học Huế Tập 126, Số 4A, ISSN: 1859–1388, 2017: “Xác định đặc trƣng cố kết thấm hệ số tỉ lệ m=Ch/Cv thành tạo đất yếu phổ biến đồng Quảng Nam - Đà Nẵng” - 01 đăng Tạp chí Khoa học Thủy Lợi Môi trƣờng; Số: ISSN 1859-3941, 2017: “Nghiên cứu thí nghiệm cố kết thấm sức kháng cắt đất yếu phân bố đồng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng phục vụ quy hoạch thiết kế cơng trình giao thơng” 5.2 Sản phẩm đào tạo - Góp phần đào tạo nghiên cứu sinh chủ nhiệm đề tài Luận án tiến sĩ chủ nhiệm đề tài đƣợc Hồi đồng chấm luận án cấp trƣờng thông qua ngày 08/11/2018 trƣờng Đại học Thủy lợi Hà Nội, (7/7 phiếu tán thành) INFORMATION OF RESEARCH RESULT General information: - Subject title: Research on establishing the map of ground structural pattern zoning of Quang Nam coastal plain scale 1/50.000 to serve the construction planning and designing - Code number: B2016-DNA-23-TT - Principle Investigator: MSc Nguyen Thi Ngoc Yen - Governing Organization (Implementing institution): The University of Da Nang - Duration: From the December of 2016 to the December of 2018 Objective(s): Deviding and establishing the map of ground structural pattern scale 1/50.000, Map of standard ultimate load distribution for shallow foundation scale 1/50.000 included synthesized worksheet of standard value of physico-mechanical properties of soils and evaluating the ability of the planning and design of construction Creativeness and innovativeness: - Preparing synthesized worksheet of physico-mechanical properties of various soils for calculating, designing ground and foundation of building - Determinating basic characteristics of ground soils of Quang Nam – Da Nang coastal plain, included the distribution, material composition and physico-mechanical properties (mainly strength and deformation) in order to serve the calculating, designing of soil improvement, especially for road construction treatment - Clarifying features and ground structural pattern zoning of Quang Nam coastal plain Creating scientific base for planning, calculating and designing construction work - Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn cho móng nơng, nhằm cung cấp sở khoa học phục vụ quy hoạch, tính tốn, thiết kế CTXD khu vực nghiên cứu Researched results: - Evaluating geotechnical conditions of Quang Nam coastal for planning, calculating and designing construction work - Deviding soils and rocks into groups, establishing synthesized worksheet of standard value of physicomechanical properties of soils to serve the calculating, designing building - Establishing the map of distribution of soft soils and detail evaluation on material composition, deformation, consolidation, shear strength characteristics, as well as the relative correlatiems of them in order to serve the calculating, designing of soil improvement, especially for road construction treatment - Mapping the ground structural pattern zoning, especially soft soil structural pattern of Quang Nam coastal plain based on one consistent criteria and the table of ground structural patterns, sub-patterns, forms, sub-forms in researched area and evaluate constructive conditions This is the important scientific basic for planning, calculating and designing construction work more suitably - Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn tỉ lệ 1/50.000 cho móng nơng chịu tải tâm với chiều sâu chơn móng hm = 2m, bề rộng móng b = 2m sức chịu tải tiêu chuẩn Rtc đất tính theo TCVN 9362-2012 Products: 5.1 Scientific products - 01 paper on Journal of Science of The Univeristy of Hue Volume 126, No 4A, ISSN: 1859–1388, 2017: “Determination on consoldation characteristics and scale ratio m=Ch/Cv of some popular soft soils in Quang Nam – Da Nang plain” - 01 paper on Journal of Water Resources and Environmental Engineering: ISSN 1859-3941, 2017: “Study on consolidation test and shear strength of soft soils distributed in Quang Nam – Da Nang coastal plain serving to planning and designing transport engineering” 5.2 Training products - Taking part in training post granduate of the Principle Investigator of this subject Doctural thesis of the Principle Investigator has been passed by Council of marking on thesis date 08/11/2018 in Thuyloi University, MỞ ĐẦU Tổng quan tình hình nghiên cứu thuộc lĩnh vực đề tài ngồi nƣớc 1.1 Tình hình nghiên cứu giới Trong tác phẩm “Lý thuyết chung Địa chất cơng trình” G.K.Bơnđaríc “Địa chất cơng trình – Khoa học mơi trường địa chất” E.M.Xergheev đưa định nghĩa môi trường địa chất quan điểm nghiên cứu chúng Hàng loạt cơng trình liên quan nghiên cứu ảnh hưởng hoạt đông kinh tế - xây dựng cơng trình người làm biến đổi mơi trường địa chất, đặc biệt cơng trình nghiên cứu nhà khoa học Nga: E.M.Xergheev (1988) đề cập đến vấn đề địa chất công trình liên quan đến nhiệm vụ sử dụng hợp lý bảo vệ môi trường địa chất Kotlov (1978) đề cập đến biến đổi môi trường địa chất ảnh hưởng hoạt động kinh tế xây dựng cơng trình người V.A Mironhenko; X.E Gretrinsep; B.V Xnairnov; V.M Sextakov (1979-1987) đưa dự báo biến đổi môi trường địa chất ảnh hưởng tác động kỹ thuật L.X Iazvin, B.V Borevxki; I.K Gavice; K.I Xwtrev; M.A Khordikainhen (1988) đề cập đến biến đổi môi trường địa chất hoạt động khai thác nước đất Bên cạnh đó, cịn có nhiều cơng trình nghiên cứu tác giả khác nhau: SchalKmjk AV, Price GV (1990); Pampal S (1991); Maharaj RJ (1995); Ercan A, Ergun M, et al; Zuquette LV, Pejon OJ, Collares JQ; Yabasi N, Delgado J, Alparp P, et al (2001 - 2004); Kalkan E, Bayraktutan MS, Necmi Yarbasi - Ekrem Kalkan (2008-2009) Trong CTN có mặt lớp đất yếu ảnh hưởng lớn đến khả chịu tải đất, ngồi tiêu lý thơng thường lớp đất đá cần phải nghiên cứu đánh giá chi tiết thành phần tính chất học lớp đất yếu, nhằm cung cấp luận khoa học để tính tốn thiết kế đề xuất GPXL cho kiểu CTN khác Nghiên cứu thành phần tính chất học đất yếu đề cập cơng trình nghiên cứu nhiều tác giả khác nhau: Các nghiên cứu TPVC Ohtsubo nnk, V.D.Lomtadze, V.P.Petrukhin; E.M Xergeev Đặc tính cố kết mẫu đất bão hịa nước nghiên cứu K Terzaghi, D.W Taylor (1942), Berry nnk (1972), A.Dams (1963), Hamilton nnk (1959), Hiroyuki Tanaka (2002), L.Bjerrum (1967), Hanzawa (1989), hệ số cố kết ngang Tavenas (1983), Seah nnk (2003 - 2004), Bergado (2002), Bergado nnk (2002), Seah nnk (2004) Sức kháng cắt đất nghiên cứu Bjerrum (1972), Azzouz (1983), Duncan (1989), Kulhawy Mayne (1990), Morris nnk (1994), Skempton (1957), Terzaghi, Peck nnk (1996),… 1.2 Tình hình nghiên cứu Việt Nam Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu xây dựng đồ địa chất cơng trình chun đề phục vụ cho mục đích khác diễn tiến nhiều năm qua Trong đó, việc xây dựng đồ địa chất cơng trình – địa kỹ thuật với đồ chun đề phân vùng địa chất cơng trình, phân vùng cấu trúc tỉ lệ khác triển khai nhiều nơi lãnh thổ Việt Nam Bên cạnh đó, cơng tác điều tra địa chất cơng trình tập trung vào khu vực định thành phố lớn, khu công nghiệp, cơng trình lớn vùng đồng Điển hình có nghiên cứu tập trung cho vùng Tây Bắc, Hà Nội, Tây Nguyên, Hồ Chí Minh, đồng Nam Bộ, đồng Sơng Cửu Long, Hải Phịng,… Các nghiên cứu thành phần TCCT đất yếu chủ yếu tập trung ĐBBB ĐBSCL, điển hình nghiên cứu Đỗ Minh Toàn nnk (1993), Nguyễn Văn Thơ nnk (1999), Nguyễn Thanh (1984); Nguyễn Viết Tình (2001); Bùi Đức Hải (2006); Võ Ngọc Hà (2004); Nguyễn Đình Thứ (2005); Lê Trọng Thắng (2006); Jiro Takermura (2007), Nguyễn Thị Nụ (2010), Nguyễn Thị Nụ (2015), Lê Hoàng Việt (2013), Vương Văn Thành (1999), Phạm Văn Long (2010), Phạm Thị Nghĩa nnk (2005) 1.3 Tình hình nghiên cứu ĐBVB Quảng Nam Được nhiều tác giả quan tâm nghiên cứu tỉ lệ 1/200.00 1/100.000 chung cho khu vực miền Trung, có tỉnh Quảng Nam Tuy nhiên, đề tài, dự án triển khai phạm vi rộng lớn, nên phần cịn mang tính khái qt, đồ phân vùng cấu trúc chưa cụ thể chi tiết cho vùng lãnh thổ khác để sử dụng thiết thực cho công tác quy hoạch xây dựng thiết kế, thi cơng cơng trình, đặc biệt vùng đồng ven biển Quảng Nam Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, việc đầu tư sở hạ tầng xây dựng làm thay đổi đáng kể diện mạo ĐBVB Quảng Nam Song thấy rằng, cơng trình xây dựng chủ yếu dựa kiến trúc đô thị củ, chưa ý mức đến mối quan hệ nền, móng kết cấu phần bên (cơng trình) Hơn nữa, nhận thức chưa công tác khảo sát địa chất công trình – địa kỹ thuật dẫn đến sai sót khơng đáng có cơng tác xử lý móng, thiết kế thi cơng cơng trình xây dựng, làm hư hỏng (lún, nứt, nghiêng, ) phá hủy cơng trình xây dựng, gây tốn công tác xử lý cố, gia tăng giá thành xây dựng, chí gây tai họa đáng tiếc Đặc biệt, công trình xây dựng đất yếu, kinh phí cho biện pháp xử lý móng chiếm tới 15 - 30% giá thành cơng trình, đơi tỉ lệ đạt tới 40 - 50% Đồng ven biển Quảng Nam nằm hành lang kinh tế trọng điểm miền Trung, nơi có tiềm kinh tế biển lớn, đặc biệt du lịch nhờ có bãi biển đẹp nhiều di tích lịch sử Ngày nay, khu vực nghiên cứu biết đến phố cổ tiếng miền Trung nói chung, nước nói riêng (Hội An) thành phố trẻ trổi dậy, vươn thay đổi ngày (Tam Kỳ) Khu vực nghiên cứu có nhiều dự án, đề tài thành lập loại đồ địa chất cơng trình – địa kỹ thuật chun đề khác đề cập phần tổng quan Tuy nhiên, phương pháp thành lập đồ nhiều hạn chế, tỉ lệ nghiên cứu khái quát, chưa chi tiết cho vùng ĐBVB, nơi tập trung nhiều hạ tầng quan trọng tỉnh nhà Do vậy, việc thành lập đồ chất cơng trình – địa kỹ thuật chuyên đề, đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn, đồ phân vùng cấu trúc đặc biệt cấu trúc đất yếu theo tiêu chí quán, khoa học, dễ sử dụng đưa bảng tổng hợp giá trị chuẩn TCCL loại đất cấp thiết vùng ĐBVB Quảng Nam, nhằm định hướng cho công tác tính tốn, thiết kế cơng trình xây dựng cung cấp luận khoa học để đề xuất giải pháp xử lý đất yếu phù hợp xác Từ diễn dải sở khoa học tính cấp thiết vấn đề nghiên cứu đề cập, đề tài nghiên cứu khơng có tính cấp thiết ý nghĩa khoa học cao mà cịn có tính thực tiễn lớn, nhằm hướng tới vấn đề khai thác hợp lý, tiết kiệm bảo vệ quỹ đất xây dựng giai đoạn Kết đề tài mang lại nguồn tài liệu bổ ích cho nhà quản lý, quy hoạch xây dựng việc tìm kiếm địa điểm xây dựng phù hợp với quy mô đặc trưng kỹ thuật cơng trình xây dựng Chỉ hiểu biết vận dụng cách đắn thơng tin cấu trúc nền, tính chất lý sức chịu tải tiêu chuẩn đất vị trí đó, tiết kiệm kinh phí xây dựng đảm bảo ổn định lâu dài cho cơng trình Mục tiêu nghiên cứu Phân chia thành lập đồ phân vùng cấu trúc tỉ lệ 1/50.000, đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn đất tỉ lệ 1/50.000 kèm theo bảng tổng hợp giá trị tiêu chuẩn tính chất lý loại đất đánh giá khả quy hoạch, thiết kế cơng trình xây dựng Cách tiếp cận phƣơng pháp nghiên cứu 4.1 Cách tiếp cận Cách tiếp cận đề tài phân tích mối quan hệ tương hỗ yếu tố tự nhiên – kỹ thuật cấu trúc nền, sở kế thừa kết nghiên cứu công bố kết hợp với phương pháp nghiên cứu đề tài 4.2 Phƣơng pháp nghiên cứu Đề tài sử dụng tổng hợp phương pháp nghiên cứu: Phương pháp kế thừa, Phương pháp địa chất, Phương pháp số, Phương pháp thực nghiệm, Phương pháp thống kê địa thống kê, Phương pháp phân tích hệ thống, Phương pháp phân tích tính tốn lý thuyết, Phương pháp chun gia Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu loại đất đá cấu tạo cấu trúc vùng ĐBVB Quảng Nam Phạm vi nghiên cứu toàn diện tích ĐBVB Quảng Nam với diện tích khoảng 1146 km2, chiều sâu nghiên cứu 30 m Nội dung nghiên cứu Để giải trọn vẹn mục tiêu nghiên cứu nêu đề tài dự kiến tập trung giải nội dung chủ yếu sau đây: Thu thập, tổng hợp, hệ thống hóa số liệu, tài liệu từ cơng trình có khu vực nghiên cứu; đặc biệt quan tâm thu thập tài liệu, số liệu từ công tác khảo sát phục vụ thiết kế thi cơng cơng trình xây dựng quy mơ lớn (cầu, cảng, đường, v.v…) Đánh giá điều kiện địa kỹ thuật vùng ĐBVB Quảng Nam xây dựng đồ phân bố đất yếu theo tiêu chí quán, có sở khoa học dễ sử dụng Phối hợp khoan khảo sát, thí nghiệm trường lấy mẫu lý đất đá bổ sung Xử lý hệ thống hóa số liệu tính chất lý đất đá, xây dựng bảng giá trị tiêu chuẩn tính chất lý đất đánh giá khả xây dựng chúng Nghiên cứu chi tiết thành phần vật chất, tính chất lý đất yếu, đặc biệt đặc tính biến dạng, cố kết thấm, độ bền chống cắt quan hệ tương quan chúng phục vụ cho lựa chọn, tính toán, thiết kế giải pháp xử lý xác phù hợp Xây dựng đồ phân vùng cấu trúc tỉ lệ 1/50.000 cho ĐBVB Quảng Nam tỉ lệ 1/20.000 cho thành phố Tam Kỳ đánh giá điều kiện xây dựng chúng Xây dựng đồ tải trọng giới hạn tiêu chuẩn tỉ lệ 1/50.000 cho móng nơng chịu tải tâm với chiều sâu chơn móng hm = 2m, bề rộng móng b = 2m sức chịu tải tiêu chuẩn Rtc đất tính theo TCVN 9362-2012 CHƢƠNG CÁC VẤN ĐỀ CHUNG VỀ CẤU TRÚC NỀN VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT NGHIÊN CỨU Các vấn đề chung cấu trúc cấu trúc đất yếu Ở Việt Nam nhiều năm qua có nhiều tác giả lập luận đưa quan điểm CTN cơng trình Nhóm tác giả quan niệm cấu trúc (hay mơ hình nền) xây dựng cơng trình sau: Cấu trúc phần đất đá sử dụng làm công trình, đặc trưng quy luật phân bố theo không gian chiều sâu thành tạo đất đá có nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu trúc, chiều dày, trạng thái tính chất lý xác định; nơi phát sinh trình – lý - hóa tương tác cơng trình, mơi trường địa chất với mơi trường xung quanh có vai trị định đến q trình địa chất động lực cơng trình; cấu trúc tồn thành tạo đất yếu gọi cấu trúc đất yếu 1.1 Các yếu tố ảnh hƣởng cấu trúc Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc bao gồm: địa tầng, tính chất lý đất đá phạm vi nghiên cứu, đặc điểm địa chất thủy văn, quy mô đặc trưng kỹ thuật cơng trình, mơi trường xung quanh 1.2 1.3 Phƣơng pháp xử lý thống kê xác định giá trị tiêu chuẩn tiêu lý đất đá Xác định đặc trưng thống kê TCCL đất đá để cung cấp cho tính tốn thiết kế: Giá trị trung bình tính chất lý X (giá trị tổng hợp hay tiêu chuẩn TCCL đất nền); sai số quân phương S (độ lệch chuẩn); hệ số biến đổi tính chất lý V (theo TCVN 9153-2012) Riêng việc xác định giá trị tổng hợp sức chống cắt (góc nội ma sát tg lực dính kết đơn vị c) phải sử dụng phương pháp bình phương bé N.I Golovanov theo công thức đây: n tg n n n n i i i i 1 c n n n i i i i n n n i i 1 (1.4); Trong i, i ứng suất nén ứng suất cắt thứ i; n số cấp nén, cắt n n i i 1 n i 2 (1.5) Cơ sở lý thuyết xác định tải trọng giới hạn tiêu chuẩn 1.4 1.4.1 1.4.1.1 Tải trọng giới hạn tiêu chuẩn móng nơng Móng nơng chịu tải tâm N 0tc F ( Rtc tb h) 1.4.1.2 Móng nơng chịu tải lệch tâm N 0tc 1.4.2 (1.10) tc Pmax/ l.b e e 1 l b l l (1.14) Phương pháp xác định sức chịu tải đất 1.4.2.1 Xác định vùng biến dạng dẻo Sức chịu tải Pmax tương ứng với vùng biến dạng dẻo tối đa zmax Pz max 1.4.2.2 cot g ( zmax h c cot g ) h (1.23) Xác định tải trọng giới hạn ban đầu (pA) N.P.Puzưreski : PA h N.N Maslov : Pz max cot g cot g c cot g cot g c (b.tg h ) tg cot g h (1.24) (1.25) b ( cot g ( ) h I.V Yaropolxki : Pz max cot g c ) tg h (1.26) Theo tiêu chuẩn TCVN 9362-2012 [41] m1.m2 m1.m2 b c Rtc Pb / ( h cot g ) h K tc K tc cot g Hoặc sử dụng công thức rút gọn: Rtc m1.m2 m1.m2 A.b. B.h. ' D.c tc ' h0 K tc K tc (1.27) (1.28) 1.4.3 Dự báo độ lún tác dụng tải trọng giới hạn tiêu chuẩn Xác định độ lún sử dụng phương pháp cộng lún lớp phân tố: n 1n Ei S Pi gl hi (1.34) Cơ sở phân tích ngƣợc xác định hệ số cố kết Ch theo độ lún quan trắc 1.5 Dựa vào lý thuyết Hansbo (1981): Ch Dựa lý thuyết thấm Barron (1948) 1.6 1.6.1 De2 F ln 1 t Ch( ap) D e F (n) ln 1 t (1.37) (1.43) Ổn định độ lún không xử lý Phương pháp tính tốn ổn định trượt Phân tích ổn định trượt đường đất yếu phần mềm Plaxis 8.5 1.6.2 Phương pháp tính tốn độ lún cơng trình 1.6.2.1 Tính độ lún cố kết trường hợp tốn thấm chiều Tính toán lún thực theo phương pháp cộng lún lớp Độ lún tổng cộng: S = m.Sc 1.6.2.2 Tính độ lún theo thời gian Độ lún cố kết cơng trình sau thời gian t: St = Uv.Sc 1.7 Phƣơng pháp tính tốn thiết kế xử lý đất yếu (1.53) (1.54) 1.7.1 Tính độ lún cố kết xử lý PVD, SD - toán cố kết đối xứng trục Dựa sở lý thuyết Carrillo nghiệm phương trình (1.59) [44] U 1 U v 1 Uh - Tổng độ lún cố kết đất sau xử lý theo Aboshi (1979) [46]: St = R.S 1.7.2 Giá trị gia tăng sức kháng cắt theo giai đoạn đắp cu H1.U tgcu 1.7.3 Kiểm toán ổn định trượt đường sau xử lý Để kiểm toán ổn định trượt đắp sau xử lý, sử dụng phần mềm Plaxis 8.5 (1.59) (1.66) (1.67) CHƢƠNG 2.1 ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM Khái quát khu vực nghiên cứu Hình 2.1 Phạm vi vùng đồng ven biển tỉnh Quảng Nam 2.2 Quan điểm điều kiện địa kỹ thuật Có nhiều nghiên cứu liên quan đến điều kiện địa kỹ thuật, phần lớn tác giả đề cập đến yếu tố điều kiện địa kỹ thuật mà chưa đưa khái niệm cụ thể điều kiện địa kỹ thuật Theo nhóm tác giả: “Điều kiện địa kỹ thuật tổng hợp yếu tố tự nhiên thuộc thạch (cấu trúc địa chất, địa hình - địa mạo, đặc điểm địa chất thủy văn, tính chất lý đất đá, trình tượng địa chất, vật liệu xây dựng) mối tương tác với khí quyển, thủy quyển, sinh với yếu tố hệ thống kỹ thuật khu vực, đặc tính kỹ thuật, quy mơ cơng trình” 2.3 Điều kiện địa kỹ thuật khu vực 2.3.1 Thạch Cấu trúc địa chất: Bao gồm thành tạo địa chất trước Đệ Tứ Đệ Tứ có tuổi nguồn gốc khác (hình 2.1 hình phụ lục) Điều kiện địa hình - địa mạo: Gồm kiểu địa hình - địa mạo (hình 2.6), đặc trưng mức độ chia cắt độ dốc lớn so với đồng Bắc Bộ ĐBSCL Điều kiện có ý nghĩa quan trọng hình thành TPVC, TCCL đất đá, đặc biệt đất yếu Đặc điểm địa chất thủy văn (nước đất): Vùng nghiên cứu gồm tầng chứa nước Holocen (qh), Pleistocen (qp), Đệ Tứ không phân chia (q), Neogen (n) Khe nứt (hình 2.7 hình phụ lục) Trong đó, tầng chứa nước Holocen (qh) Pleistocen (qp) chiếm phần lớn diện tích khu vực có ảnh hưởng trực tiếp đến TCCL, điều kiện cố kết thấm đất yếu Tính chất lý đất đá ĐBVB Quảng Nam: Căn vào tuổi, nguồn gốc thành tạo TCCL, độ bền biến dạng, tác giả chia đất đá thuộc vỏ trái đất vùng nghiên cứu thành nhóm: đá cứng, đá nửa cứng, đất rời, đất dính đất yếu (hình 2.8 hình phụ lục) Trong đó, nhóm đất yếu chưa tự nén chặt có hệ số nén chặt kd từ - 0,31 đến - 1,07; a= 6,8 -12,8 kPa-1; sức kháng cắt thấp ( < 50; C5 - 10 m lớn 10 m Phân vùng đất yếu sở tốt cho quy hoạch xây dựng cơng trình vùng 3.1 3.4.3 Tính chất xây dựng thành tạo đất yếu Từ số liệu hệ thống hóa xử lý thống kê TCCL nhóm đất yếu trình bày bảng 2.5 cho thấy: Nhóm đất yếu loại đất chưa tự nén chặt với giá trị kd < (từ - 0,31 đến - 1,07), nén lún mạnh (a= 6,8 - 12,8 kPa-1), sức kháng cắt thấp ( < 50; C