(Luận văn thạc sĩ) lựa chọn biện pháp hợp lý gia cố nền đất yếu cho các công trình dân dụng trên địa bàn huyện hòa vang thành phố đà nẵng

VÕ QUỐC VƯƠNG G ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA K36.XDD - VÀ CÔNG NGHIỆP CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÕ QUỐC VƢƠNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP HỢP LÝ GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÒA VANG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG C C R L T DU LUẬN VĂN THẠC SĨ CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CƠNG NGHIỆP K36.XDD Đà Nẵng - 2020 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VÕ QUỐC VƢƠNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP HỢP LÝ GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÒA VANG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG C C R L T DU CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ: 85.80.201 LUẬN VĂN THẠC SĨ GIẢNG VIÊN HƢỚNG DẪN : TS LÊ KHÁNH TOÀN Đà Nẵng - 2020 LỜI CAM ĐOAN T C C DU R L T MỤC LỤC MỞ ĐẦU .10 Lí chọn đề tài .10 Mục tiêu nghiên cứu .10 Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu 11 Phƣơng pháp nghiên cứu 11 Nội dung nghiên cứu 11 Ý nghĩa khoa học thực tiễn 11 Cấu trúc luận văn 11 CHƢƠNG TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CỦA CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG ĐÃ VÀ SẼ ĐƢỢC XÂY DỰNG TRÊN KHU VỰC HUYỆN HÒA VANG 12 C C 1.1 QUY HOẠCH CỦA KHU VỰC HUYỆN HÕA VANG ĐẾN NĂM 2020 12 1.2 ĐẶC ĐIỀM ĐỊA CHẤT THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 14 R L T 1.2.1 Các dạng loại đất yếu 14 1.2.2 Phân bố lớp đất yếu 15 DU 1.2.3 Tổng hợp tiêu lý đất yếu khu vực 16 1.3 ĐẶC ĐIỂM VÀ PHÂN VÙNG ĐỊA CHẤT Ở KHU VỰC HUYỆN HÕA VANG 17 1.4 ĐẶC ĐIỂM KHAI THÁC CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG ĐÃ VÀ SẼ ĐƢỢC XÂY DỰNG TRÊN KHU VỰC HUYỆN HÕA VANG 21 1.4.1 Đặc điểm khai thác cơng trình dân dụng đƣợc xây dựng khu vực huyện Hòa Vang 21 1.4.2 Đặc điểm khai thác công trình dân dụng đƣợc xây dựng khu vực huyện Hòa Vang 22 1.5 MỘT SỐ CƠNG TRÌNH ĐÃ ÁP DỤNG BIỆN PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU Ở ĐỊA BÀN HUYỆN HÕA VANG 22 1.6 KẾT LUẬN CHƢƠNG 24 CHƢƠNG CƠ SỞ KHOA HỌC CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 27 2.1 CÁC GIẢI PHÁP KHÔNG CẢI THIỆN NỀN ĐẤT YẾU TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG 27 2.1.1 Đắp bệ phản áp 28 2.1.2 Gia tải tạm thời 29 2.1.3 Nền đắp nhẹ 29 2.1.4 Sử dụng vật liệu tăng cƣờng địa kỹ thuật 30 2.1.5 Sử dụng hệ móng cọc 31 2.1.6 Lƣới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (đắp móng cứng) 32 2.2 CÁC GIẢI PHÁP CẢI THIỆN NỀN ĐẤT YẾU TRONG QUÁ TRÌNH XÂY DỰNG 33 2.2.1 Đào phần đào toàn đất yếu (phƣơng pháp thay đất) 33 2.2.2 Thoát nƣớc cố kết theo biện pháp bấc thấm 34 2.2.3 Cố kết hút chân không 36 2.2.4 Thoát nƣớc cố kết theo biện pháp cọc cát 37 2.2.5 Gia cố đất yếu cọc đất gia cố xi măng 41 2.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 2: 45 CHƢƠNG ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ĐẤT YẾU Ở KHU VỰC HUYỆN HÒA VANG - TP ĐÀ NẴNG 46 C C 3.1 KIỂM TRA ỨNG SUẤT DƢỚI ĐÁY MÓNG KHI MÓNG ĐƢỢC ĐẶT TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CHƢA XỬ LÝ .48 R L T 3.2 TÍNH TỐN VÀ SO SÁNH HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT CỦA CÁC GIẢI PHÁP ĐÃ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 48 DU 3.2.1 Tính tốn xử lý đất yếu cọc cát 48 3.2.2 Tính tốn xử lý đất yếu cọc đất gia cố xi măng 52 3.2.3 So sánh hiệu kinh tế kỹ thuật giải pháp xử lý đất yếu 60 3.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3: 61 3.4 ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP HỢP LÝ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC HUYỆN HÒA VANG – THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG 61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .62 Kết luận 62 Kiến nghị: .63 TÀI LIỆU THAM KHẢO 65 LỰA CHỌN BIỆN PHÁP HỢP LÝ GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HỊA VANG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Võ Quốc Vƣơng Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng cơng nghiệp Mã số: 85.80.201 Khóa: K36 Trƣờng Đại học Bách khoa - ĐHĐN Tóm tắt: Hiện nay, địa bàn huyện Hịa Vang có nhiều khu quy hoạch nằm vùng đất yếu, để đáp ứng yêu cầu khả chịu lực biến dạng cho phép cơng trình dân dụng mà giá thành hợp lý tiến độ thi cơng đảm bảo, cần có giải pháp xử lý phù hợp Tuy nhiên, với giải pháp móng sử dụng địa bàn Hịa Vang khu vực có đất yếu đảm bảo nhƣng giá thành cao, yêu cầu biện pháp thi công phức tạp, tiến độ thi công kéo dài Do đó, việc lựa chọn giải pháp gia cƣờng đất yếu trƣớc lựa chọn biện pháp móng cho cơng trình dân dụng vấn đề cấp bách mang lại hiệu kinh tế thiết thực C C Một vấn đề quan trọng lựa chọn biện pháp để gia cố đất yếu cho cơng trình dân dụng địa bàn huyện Hòa Vang để mang lại hiểu tốt Vì luận văn này, tác giả khoanh vùng địa chất, tổng quan giải pháp phù hợp với khu vực, đề xuất phƣơng án cọc cát cọc xi măng đất, tính tốn khả chịu lực biến dạng khối đất yếu sau gia cƣờng, chọn giải pháp tốt làm sở giúp cho quan quản lý có định hƣớng lựa chọn thích hợp cơng tác quản lý R L T DU Từ khóa: Đất yếu, khả chịu lực, biến dạng, cọc cát, cọc xi măng đất, giá thành, tiến độ CHOOSE APPROPRIATE MEASURES TO STRENGTHEN WEAK GROUND FOR CIVIL WORKS IN THE AREA HOA VANG DISTRICT, DANANG CITY Summary: Currently, in Hoa Vang district, there are many planning areas located in weak areas, to meet the requirements of bearing capacity and deformation allowed of civil works with reasonable price and progress ensure construction, appropriate measures should be taken However, with the foundation solutions currently used in Hoa Vang area in areas with weak ground still ensure but high cost, requiring complex construction methods, long construction progress Therefore, the selection of solutions to strengthen weak ground before choosing measures for foundations for civil works is an urgent issue that brings very practical economic benefits One of the important issues is to choose which measures to strengthen the weak ground for civil works in Hoa Vang district to bring the best results Therefore, in this thesis, the author has zoned the geology, reviewed the solutions suitable to the area, proposed the options of sand and cement piles, calculating the bearing capacity and deformation of the soil mass weak after strengthening, choose the best solution as a basis for the management agencies to have appropriate orientations and choices in management Keywords: Weak soil, bearing capacity, deformation, sand pile, soil cement pile, price, progress DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng ỉ 1.1 ý 1.2 P ù 3.2 T 3.3 Độ ú d 3.4 K 3.5 Độ ú 3.6 Độ ú 3.7 T hình ọ Trang ị ộ ầ ó ị Hò L 37 ớ 38 45 ằ d ọ ọ 47 C C ý DU R L T ù 48 ị ể 49 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ 1.1 B 1.2 D ịP 1.3 D ị 1.4 B 1.5 Mặ ắ ị 1.6 Mộ ặ ắ ù 1.7 Mộ ặ ắ ù 1.8 Mộ ặ ắ ù 1.9 T ó ọ 1.10 T ó 1.11 Xử ý ề 1.12 Mặ ắ ể DU 1.13 Mặ ắ 1.14 ể Trang ù Hò V N 2020 ã Hò ã Hò L dọ e Đ ị 10 ù 11 13 ị 13 ị 14 C C R L T e ý ề ọ ị 15 ý ề ề ằ 15 16 Vù ị 16 ể Vù ị 16 Mặ ắ ể Vù ị 16 1.15 T ý ề 1.16 L 2.1 G ắ 2.2 G ắ 2.3 G 2.4 Sử dụ ị 2.5 Sử dụ ó 2.6 Sử dụ 2.7 2.8 ằ ọ G ó ề ặ ọ e 17 ề e 18 19 ề 20 ắ ỹ ề ể ọ ộ e ị ữ ề 21 ị ớ 22 ỹ ỹ ị ị 23 ó ỹ ọ ó 24 ọ 24 25 DANH MỤC CÁC HÌNH Số hiệu hình vẽ Tên hình vẽ 2.9 ý 2.10 T ề 2.11 Xử ý ề ằ 2.12 Sơ 2.13 Xử ý ề ằ 27 ý hút chân không 28 ằ 30 ẳ ằ 31 ọ M 32 C C ọ 2.16 ọ 2.17 Sơ 2.18 Sơ 3.1 Mặ ắ 3.2 Mặ ắ 3.3 26 ằ 2.14 2.15 Trang R L T ộ DU ộ Mặ ị ọ ắ ầ ộ ọ Mặ ằ 3.5 Độ ú d ớ 3.6 Mặ ặ ọ 3.7 Mặ 3.8 P 3.9 Độ ú d ớ d ằ ộ ọ ặ ề 38 ó e ộ ọ ằ ọ d ó 37 ặ ọ ề ộ ó ó 41 43 44 ọ 39 40 d 35 ề ọ 34 ó ó ắ ề ó ằ 34 Hị L ề ề 3.4 33 46 e ộ 47 10 MỞ ĐẦU Lí chọn đề tài Trƣớc đây, hầu hết cơng trình xây dựng địa bàn huyện Hòa Vang thƣờng xây dựng khu vực có vùng địa chất tốt Hiện nay, theo quy hoạch tổng thể thành phố Đà Nẵng, không gian thị huyện Hịa Vang đƣợc phát triển theo hƣớng Tây- Tây Bắc dọc theo sông Cu Đê đến Trƣờng Định hƣớng Tây-Tây Nam dọc theo quốc lộ 1A tuyến đƣờng DT605 phía xã Hịa Châu, Hịa Tiến, Hịa Phƣớc Nhìn chung, khu vực có địa chất phức tạp, có nhiều khu vực có địa tầng đất yếu, cƣờng độ chịu tải không cao, độ ổn định Ở Đà Nẵng nói chung, huyện Hịa Vang nói riêng, việc xử lý đất yếu thƣờng mang tính đơn l , chƣa thực đƣợc quan tâm đầu tƣ nghiên cứu cách Cho đến chƣa có đánh giá mang tính tồn diện tình hình xây dựng giải pháp xử lý đất yếu, chƣa có đối chiếu lý thuyết thực tế thi công khả chịu lực biến dang (độ lún) hay nghiên cứu thay đổi tiêu lớp đất yếu sau đƣợc xử lý C C R L T Để đảm bảo chất lƣợng, hiệu cơng trình đƣa vào khai thác sử dụng, vấn đề đƣợc quan tâm, đặt lên hàng đầu ổn định móng cơng trình Cho đến nay, việc xử lý đất yếu cho cơng trình xây dựng san nền, kênh, đê đập, đƣờng giao thơng cơng trình dân dụng có dạng thƣờng áp dụng theo quy trình khảo sát, thiết kế đƣờng ô tô đắp đất yếu, 22TCN 2622000, tiêu chuẩn thiết kế cơng trình thủy TCVN 4253-2012 Tuy nhiên, trình đơn vị tƣ vấn thiết kế vận dụng tiêu chuẩn quy trình để thực hiện, đạt đƣợc số yêu cầu định, tồn vấn đề cần phải trao đổi, rút kinh nghiệm trƣờng hợp xử lý đất yếu gặp sau DU Hiện nay, địa bàn huyện Hịa Vang có nhiều khu vực có địa chất yếu (ao hồ, đầm lầy, ven sông ) đƣợc quy hoạch thành khu đô thị tái định cƣ nhƣ Hòa Liên, Hòa Phong, Hòa Châu Nghiên cứu lựa chọn giải pháp hợp lý để xử lý đất yếu địa bàn huyện Hòa Vang sở cho việc tiếp tục khai thác khu vực có địa chất yếu việc xây dựng cơng trình dân dụng địa bàn huyện Hịa Vang, đồng thời giúp cho quan quản lý có định hƣớng cho cơng tác quản lý, khai thác cơng trình đƣợc xây dựng đất yếu đề tài có ý nghĩa khoa học thực tiễn Mục tiêu nghiên cứu - Rà soát lại biện pháp xử lý đất yếu để lựa chọn giái pháp phù hợp với điều kiện địa chất huyện Hòa Vang 67 PHỤ LỤC C C DU R L T 68 PHỤ LỤC C C DU R L T 69 PHỤ LỤC C C DU R L T 70 C C DU R L T 71 C C DU R L T 72 C C DU R L T 73 C C DU R L T 74 C C DU R L T 75 C C DU R L T 76 C C DU R L T 77 C C DU R L T 78 C C DU R L T 79 C C DU R L T 80 C C DU R L T 81 C C DU R L T ... 65 LỰA CHỌN BIỆN PHÁP HỢP LÝ GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÒA VANG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG Học viên: Võ Quốc Vƣơng Chun ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình dân dụng. ..ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VÕ QUỐC VƢƠNG LỰA CHỌN BIỆN PHÁP HỢP LÝ GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÁC CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG TRÊN ĐỊA BÀN HUYỆN HÒA VANG THÀNH PHỐ ĐÀ NẴNG C C... soát lại biện pháp xử lý đất yếu để lựa chọn giái pháp phù hợp với điều kiện địa chất huyện Hòa Vang 11 - Đề xuất lựa chọn giải pháp hợp lý để xử lý đất yếu địa bàn huyện Hòa vang, đảm bảo an