Nghiên cứu ứng dụng vải địa kỹ thuật làm cốt gia cố đê bao trên nền đất yếu

-1CHƯƠNG I TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ ĐẤT CĨ CỐT VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 1.1 Đê đất yếu Hiện Việt Nam có hàng nghìn km đê sơng, đê biển, hàng vạn km đê bao, bờ bao quy mơ vừa nhỏ Hệ thống đê đóng vai trò quan trọng việc phòng chống giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ an toàn cho khu vực nuôi trồng trọng điểm đồng Bắc Bộ, đồng sông Cửu Long, trung tâm văn hố, trị, kinh tế, vùng dân cư rộng lớn triền sơng, dun hải từ Bắc chí Nam Đa phần đê nước ta nằm đất yếu, đặc biệt đê biển, đê cửa sông, đê bờ bao sông, kênh vùng đồng hạ du Nơi lớp bồi tích hạt mịn, thời gian ngập nước dài xếp loại yếu đến yếu bảng phân loại đất nước ta Do chiều dài đê lớn, khối lượng đất đắp lớn, nên giải pháp sử dụng đất chỗ để đắp đê phổ biến Vì vậy, đất yếu thường thân đê đắp đất yếu Hay nói cách khác, thực tế nước ta, nói đến đê đất yếu đê đắp đất yếu đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu Khái niệm đất yếu phụ thuộc vào tính chất lý thân đất Gần khái niệm đất yếu người ta mở rộng đặc biệt lĩnh vực địa kỹ thuật dựa vào tiêu chí khả chịu tải so với u cầu cơng trình Cùng nền, đặt lên cơng trình tải nhẹ, chịu coi tốt, đặt lên cơng trình chiu tải lớn, khơng chịu bị coi yếu phải xử lý để chịu tải trọng Theo khái niệm mở rộng, người ta khơng có giới hạn tiêu lý đất để đánh giá đất yếu nói chung, đánh giá có cơng trình cụ thể Tuy nhiên thực tế, người ta cần đánh giá đất yếu hay không chưa có u -2cầu cơng trình cụ thể Do vậy, khái niệm đất yếu truyền thống trước nguyên giá trị Theo khái niệm truyền thống trước đất yếu loại đất có khả chịu tải nhỏ (khoảng 0,5 ÷ 1,0 Kg/cm2), có tính nén lún lớn, bão hịa nước, P P có hệ số rỗng lớn (e>1,0), môđun biến dạng thấp (thường Eo = 50 kg/cm2), lực P P chống cắt nhỏ, Nếu khơng có biện pháp xử lý đắn việc xây dựng cơng trình đất yếu khó khăn khơng thể thực Đất yếu vật liệu hình thành từ 10.000 đến 15.000 năm tuổi, chia thành loại: đất sét đất sét bụi mềm, có khơng có đất hữu cơ; than bùn loại đất nhiều hữu bùn Tất loại đất bồi tụ nước cách khác theo điều kiện thủy lực tương ứng: bồi tích ven biển, đầm phá, cửa sông, ao hồ, loại đất đất sét mềm bồi tụ bờ biển gần biển (đầm phá, tam giác châu, cửa sông, ) tạo thành họ đất yếu phát triển Ở trạng thái tự nhiên độ ẩm chúng thường lớn giới hạn chẩy, hệ số rỗng lớn (đất sét mềm e ≥ 1,5, đất sét bụi e ≥ 1,0), lực dính khơng nước C u ≤ 0,15 kg/cm2, R R góc nội ma sát φ u = 0, độ sệt I L > 0,5 (trạng thái mềm dẻo) R R R R Loại có nguồn gốc hữu (than bùn đất hữu cơ) thường hình thành từ đầm lầy, nơi dòng nước thường xuyên có mực nước ngầm cao, loại thực vật phát triển, thối rữa phân hủy, tạo thành trầm tích hữu lẫn với trầm tích khống vật Loại thường gọi đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu chứa tới 20 ÷ 80 % Trong điều kiện tự nhiên than bùn, có độ ẩm cao, trung bình 85÷95% lên tới vài trăm phần trăm Than bùn loại đất bị lún lâu dài, khơng mạnh nhất; hệ số lún đạt 3÷8÷10 cm2/kg, thường phải thí nghiệm than bùn P P thiết bị nén với mẫu 40 ÷ 50 cm 1.1.2 Các vấn đề liên quan đến đất yếu cần giải xây dựng đê 1.1.2.1 Vấn đề ổn định -3Ứng suất đê tăng lên đắp đê Nếu ứng suất tăng vượt ngưỡng giới hạn (ngưỡng phụ thuộc vào tính chất học loại đất) đất đê yếu bị phá hoại làm cho đắp bị lún nhiều đột ngột Cùng với lún sụt đất đắp, đê đất yếu xung quanh bị trồi lên tương ứng (a) Những phá hoại quan sát Thường có hai dạng là: Phá hoại lún trồi phá hoại trượt sâu (i) Phá hoại lún trồi Là loại phá hoại mà toàn đắp lún võng vào đê yếu đẩy trồi đất yếu đê tạo thành bờ đất gần chân đê (hình 1.1) Hình 1.1 Phá hoại đất đắp lún trồi (ii) Phá hoại trượt sâu Phá hoại trượt sâu, xuất cung trượt tròn đắp bị lún cục (Hình 1.2), ngược với lún lan rộng kiểu lún trồi Hậu lún phận đê đất thiên nhiên dọc theo diện tích phát hoại bị chuyển vị có hình dạng thay đổi theo tính chất đặc tính học đất đê Để tính tốn, trường hợp đơn giản thường xem đường phá hoại tương tự đường cong tròn trượt gọi trượt tròn -4- Hình 1.2 Các phá hoại dạng đường cong trịn a) Có đường nứt kéo đắp; b) Khơng có đường nứt kéo đắp Khi thân đê bị trượt mà sinh nhiều vết nứt mấp mô dốc đứng “dốc đứng” có biên độ tới vài mét (b) Sự phát triển hư hỏng Hình 1.3 Hai kiểu phá hoại xảy sau đào đắp đất a) Tôn cao đê; b) Đào chân đê Sự phá hoại đất yếu đê lún trồi trượt sâu đắp đê cao tượng xảy thi công sau thi công xong thời gian ngắn Qua theo dõi phá hoại, người ta thường thấy chuyển động kéo dài vài chuyển động tàn dư chấm dứt sau vài tuần Tuy nhiên, có phá -5hoại khác xảy sau thi công xong vài tháng vài năm trường hợp tơn cao đê đất đắp hữu (Hình 1.3a) đào đất chân đê (Hình 1.3b) (c) Các ví dụ bị phá hoại ổn định Khi xảy phá hoại đê, đặc trưng học đất giảm đột ngột dọc theo mặt trượt Các mặt trượt vị trí nguy hiểm để phát triển chuyển động sau đắp đất Như vậy, công tác đắp đất tiến hành nhằm khơi phục cơng trình ban đầu dẫn đến lún sụt đạt cân Vì vậy, sửa chữa cần thiết đắp đáp ứng yêu cầu sử dụng ban đầu phải xét tới đặc trưng học bị giảm yếu, thường tốn Hình 1.4 giới thiệu đoạn đê bị phá hoại lún trồi xây dựng Nền thiên nhiên đất sét mềm dày 30m có xen thấu kính cát Hiện nay, đoạn sử dụng thể tích đất đắp bị chìm vào đất yếu lớn lần thể tích đất đắp bên ngồi Hình 1.4 Nền đê bị phá hoại lún trồi Hình 1.5 Phá hoại trượt sâu đắp thực nghiệm Bordeaux (Pháp) -6Hình 1.5 trường hợp phá hoại trượt sâu đoạn đất đắp thực nghiệm cao 4,5 m xây dựng đoạn đầm lầy gần Borapaux (Pháp) - Đắp đất xét mềm lẫn hữu dày 10 m 1.1.2.2 Các vấn đề lún đê Không đột ngột phá hoại đê ổn định, lún đê biến dạng chậm đất đê tác dụng trọng lượng thân đê (Hình 1.6): - Ở vùng đất đắp độ lún thẳng đứng; - Dưới phạm vi dải đất dành cho đê: chuyển vị thẳng đứng kết hợp với chuyển vị ngang đất thiên nhiên; - Ngoài phạm vi dải đất dành cho đê chuyển vị ngang đất thiên nhiên khoảng cách phụ thuộc vào chiều dày đất yếu Hình 1.6 Sơ đồ độ lún chuyển vị ngang dất thiên nhiên Các chuyển vị thẳng đứng thường có biên độ đến hàng chục centimet với lớp mềm chiều dày lớn, biên độ đến vài mét Các chuyển vị tim đê lớn so với mép đê nên sinh biến dạng mặt đê Các chuyển vị ngang thường nhỏ chuyển vị thẳng đứng, tỷ số hai chuyển vị chủ yếu phụ thuộc vào tính chất lý đất nền, hệ số an tồn, kích thước hình học thân đê chiều dày đất yếu Tuy nhiên người quan -7sát chuyển vị ngang đến vài chục centimet Tốc độ lún thay đổi theo tính chất đất yếu, chiều dày có mặt lớp nước Độ lún khác chỗ nối tiếp đất đắp đê yếu cơng trình đê đặt móng cọc sâu tựa cứng khơng lún thường tạo thành bậc lớn nứt gãy, ảnh hưởng xấu đến giao thông 1.1.3 Một số phương pháp xử lý đê yếu 1.1.3.1 Khi sức chịu tải vượt giới hạn cho phép hay đất đê đất yếu cần phải có giải pháp xử lý đê trước thực việc đắp thân đê Xử lý thực phương pháp xử lý nông hay xử lý sâu, đảm bảo điều kiện ổn định lún cho đê 1.1.3.2 Bảng 1.1 giới thiệu số biện pháp xử lý phổ biến nay, người kỹ sư tham khảo, vận dụng đắp đê có đê tự nhiên khơng đảm bảo điều kiện ổn định Bảng 1.1 Một số biện pháp thường gặp đắp đê đất yếu đê yếu Biện pháp Phạm vi áp dụng Ghi Đắp nhiều năm, theo Với đê thấp, tiến độ cho Cần kết hợp giải pháp đắp đợt chờ cố kết phép kéo dài, điều kiện phản áp; kinh tế hạn hẹp Cần xem xét đến khả đất bào mòn sau đợt dừng thi công Gia cố cành cây, Các đê nhỏ, dân tự Khơng có tiêu chuẩn để tính rơm rạ, vật liệu phế làm toán lún ổn định thải Thay đất (đào Chỉ áp dụng với tầng đất Thường sử dụng cát để lót bỏ lớp yếu thay yếu mỏng < 2,0 m đất đồi (tùy vào điều kiện vào đất tốt) cụ thể) Đào rãnh nước Khi có khả tiêu tự Cần sử dụng thêm biện -8để khô trước chảy; đắp; Hàm pháp cày xới đất để đất chóng lượng hạt sét khơ khơng q cao (nên 30%); Sử dụng giếng cát; Nền đất sét, sét Thường phải có kết hợp gia tải Sử dụng nhựa xốp trước; Cần ý khả phá (PVD) hỏng đất yếu kích thước giếng cát lớn; Cần kiểm tra toán thấm Sử dụng nhựa xốp Khi có yêu cầu tiến Cần xem xét đến tính khả thi giếng cát kết hợp độ khả tài thiết bị thi công với gia tải hút cho phép chân không Gia tải trước khơng có Đối với cơng trình Cần kiểm tra ổn định gia nhựa xốp cho phép lún kéo dài; giếng cát tải Khối đắp gia tải thường cát Đầm chặt đất cát, cát Cát rời, cát pha Phải có lượng cát bù sau bụi biện gây chấn động đầm rung pháp rung, đầm rời nặng Cột xi măng trộn sâu Khi tầng đất yếu dày, đê Chỉ làm tăng sức chịu tải đắp cao (trên 7m); nền; Phần thân đê nên sử dụng Đê cứng (BT, đá xây…) cốt vải ĐKT đắp vật liệu đất tốt Đất có cốt vải địa kỹ Chủ yếu sử dụng Phải có mơ hình tính tốt, có thuật và/hoặc lưới địa thân đê lớp phân thể sử dụng phần mềm trợ kỹ thuật cách thân đê giúp; -9đê; Bảo vệ vải thi cơng; Khi tầng đất yếu khơng Thích hợp đắp tàu dày, đê không hút bùn cao Trong thực tế, tùy điều kiện cụ thể cơng trình mà lựa chọn hay phối hợp nhiều biện pháp để tăng hiệu xử lý nền, đắp đê đảm bảo đạt yêu cầu ổn định tốt nhất, bền vững, tác động tiêu cực đến môi trường xung quanh phạm vi điều kiện kinh tế trình độ cơng nghệ thi cơng cho phép Trong phạm vi luận văn này, tác giả tập chung nghiên cứu sử dụng VĐKT làm cốt đất đắp đê có đề cập xử lý sâu phương pháp đắp đất phần ứng dụng tính tốn cho cống Trà Linh kết hợp với việc sử dụng vải địa kỹ thuật đắp đê 1.2 Công nghệ đất cốt vải địa kỹ thuật Để giải khó khăn xây dựng đê đất yếu cần phải cải thiện tiêu lý đất (nền thân đê), cụ thể góc ma sát ϕ lực dính c, tăng tốc độ nước lỗ rỗng, cải thiện phân bố tải trọng tác động lên cơng trình Để thỏa mãn u cầu này, người kỹ sư thiết kế cần kết hợp giải pháp giải "nội tại", tức gia cường cốt cho đất, tiêu rút nước lỗ rỗng từ thân cơng trình cải thiện phân bố tải trọng cơng trình Đó ý tưởng hình thành cơng nghệ đất có cốt 1.2.1 Ngun lý cơng nghệ đất có cốt vải địa kỹ thuật: Sức chịu tải tính ổn định đất tăng lên, theo thời gian, nếu: 1) Tăng cường độ chịu kéo tức tăng ϕ c đất; 2) Tăng tốc độ nước lỗ rỗng thân cơng trình; 3) Cải thiện phân bố tải trọng tác dụng lên cơng trình -10Để giải u cầu người ta đưa vải địa kỹ thuật tổng hợp có sức kháng kéo khả dẫn, nước cao vào đất Vải địa kỹ thuật có cường độ cao đặt theo hướng chịu ứng suất kéo chịu kéo thay cho đất tạo vật liệu đất có cốt chịu kéo nén tốt nhiều so với đất ngun Khi cơng trình gia cố nhiều lớp cốt VĐKT có khả dẫn nước có tác dụng giảm áp lực nước lỗ rỗng tăng nhanh độ cố kết, dẫn đến tăng khả chịu lực giảm thời gian thi cơng Khi có cốt tham gia, ứng suất cục phân tán, nghĩa có phân bố lại tác động tải trọng lên phận vật liệu cơng trình 1.2.2 Ưu điểm cơng nghệ đất có cốt vải địa kỹ thuật: - Công nghệ vào giải nội tại, tăng ϕ, c tốc độ cố kết nên dẫn đến tăng cường độ cho đất mà cụ thể cường độ kéo cốt chất vấn đề ổn định - Cho phép sử dụng vật liệu chỗ để xây dựng cơng trình đê đất yếu - Cho phép thu nhỏ mặt cắt hệ số mái dốc đê - Dễ thi công rút ngắn thời gian thi công - Ổn định bền đê theo thời gian điều kiện mực nước đê dao động 1.2.3 Hiệu kinh tế - kỹ thuật đất có cốt vải địa kỹ thuật: + Giải khó khăn xây dựng cơng trình đê đất yếu + Giảm nhiều khối lượng đào đắp, diện tích chiếm đất, tăng diện tích đất sử dụng cho sản xuất + Rút ngắn thời gian thi cơng cơng trình + Ngồi ra, đảm bảo ổn định bền điều kiện dao động mực nước khơng xuất hiện tượng cát chảy, xói ngầm ; tăng sức chịu tải đê, giảm biến dạng, giảm áp lực nước lỗ rỗng , điều cần thiết đất yếu 1.2.4 Hiệu xã hội: Tạo công ăn việc làm cho người lao động Thêm sản phẩm cho xã hội Mở triển vọng phát triển sản xuất vải địa kỹ thuật nước 1.2.5 Hiệu môi trường: Đất bọc 1.2.6 Phạm vi ứng dụng: vải nên cơng trình khơng bụi -143DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 giới thiệu số biện pháp xử lý phổ biến nay, người T kỹ sư tham khảo, vận dụng đắp đê có đê tự nhiên khơng đảm bảo điều kiện ổn định T Bảng 1.1 Một số biện pháp thường gặp đắp đê đất yếu đê yếu T T Bảng 2.2 Kích thước lỗ lọc vải theo yêu cầu chặn đất đất khơng dính T dịng chảy rối 57 T Bảng 3.1 Hệ số f ds , f po cho đất đắp đê Bình Minh (Ninh Bình); đê Trà Linh - Thái T R R R R Bình loại đất tham khảo khác .62 T Bảng 3.2 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 68 T T Bảng 3.3 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 70 T T Bảng 3.4 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng .72 T T Bảng 3.5 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 72 T T Bảng 3.6 Giá trị biến dạng đầu đo ứng với cấp tăng tải trọng tương ứng T T .75 Bảng 3.7 Ba loại đất lấy từ mẫu đất vùng ven biển Thái Bình 80 T T Bảng 5.1 Tổng hợp tiêu lý khảo sát thu thập phục vụ tính toán 103 T T Bảng 5.2- Chỉ tiêu lý cọc xi măng– đất dự kiến 107 T T PHỤ LỤC Một số hình ảnh thí nghiệm Ảnh: chuẩn bị kéo mẫu vải địa kỹ thuật Ảnh: mẫu vải địa kỹ thuật bị phá hoại sau kéo Ảnh: Thí nghiệm mơ hình vật lý đê gia cường cốt vải địa kỹ thuật Ảnh: Thí nghiệm mơ hình vật lý đê gia cường cốt vải địa kỹ thuật Ảnh: Mơ hình vật lý đê gia cường cốt vải địa kỹ thuật xuất cung trượt bị gia tải MỤC LỤC LỜI TÁC GIẢ CHƯƠNG I TỔNG QUAN CƠNG NGHỆ ĐẤT CĨ CỐT VẢI ĐỊA KỸ THUẬT .2 Đê đất yếu 1.1.1 Khái niệm đất yếu 1.1.2 Các vấn đề liên quan đến đất yếu cần giải xây dựng đê 1.1.3 Một số phương pháp xử lý đê yếu Công nghệ đất cốt vải địa kỹ thuật 10 1.2.1 Ngun lý cơng nghệ đất có cốt vải địa kỹ thuật: 10 1.2.2 Ưu điểm cơng nghệ đất có cốt vải địa kỹ thuật: 10 1.2.3 Hiệu kinh tế - kỹ thuật đất có cốt vải địa kỹ thuật: .11 Vải ĐKT .12 1.3.1 Giới thiệu vật liệu tổng hợp địa kỹ thuật .12 1.3.2 Vải địa kỹ thuật 13 1.3.3 Lịch sử trình phát triển vải địa kỹ thuật 13 1.3.4 Phân loại vải: 14 Tình hình ứng dụng cơng nghệ đất có cốt vải 16 1.4.1 Một số ứng dụng VĐKT tiêu biểu giới 16 1.4.2 Các ứng dụng đất cốt vải địa kỹ thuật Việt Nam 17 Định hướng nghiên cứu luận văn 19 1.5.1 Mục tiêu 19 1.5.3 Nội dung luận văn: bao gồm có chương .19 1.5.3 Phạm vi nghiên cứu .20 CHƯƠNG II CƠ SỞ LÝ LUẬN CƠNG NGHỆ ĐẤT CĨ CỐT VÀ TÍNH TỐN THIẾT KẾ 21 Cơ sở lý luận cơng nghệ đất có cốt 21 2.1.1 Cải thiện lực dính (c) góc ma sát (ϕ): 22 2.1.2 Cơ chế tương tác đất với cốt: 25 2.1.3 Cải thiện ứng suất/biến dạng trường hợp áp lực hông: .26 2.1.4 Khả thấm tiêu thoát mặt phẳng: .28 Tính tốn thiết kế xử lý gia cố thân đê .32 2.2.1 Xử lý gia cố thân đê vải địa kỹ thuật: 32 2.2.2 Gia cố cọc xi măng đất: .33 2.2.3 Phương pháp phân tích ổn định: 39 2.2.4 Phân tích ổn định cơng trình: .43 2.2.5 Tính chiều dài neo vải thân đê: 43 2.2.6 Trải vải sang bên chống nứt bề mặt: 45 2.2.7 Tính biến dạng: 46 2.2.9 Sử dụng mơ hình số để tính toán đê cốt vải địa kỹ thuật: 47 Tính tốn lựa chọn vải 49 2.3.1 Chọn vải địa kỹ thuật theo độ bền học: 49 2.3.2 Chọn vải địa kỹ thuật theo yêu cầu chặn đất thấm nước: 52 2.3.3 Yêu cầu tuổi thọ: 53 CHƯƠNG III XÁC ĐỊNH MỘT SỐ THÔNG SỐ ĐẦU VÀO BẰNG THÍ NGHIỆM PHỤC VỤ TÍNH TỐN .54 Thí nghiệm xác định tương tác cốt VĐKT đất 54 3.1.1 Mục đích thí nghiệm 54 3.1.2 Thí nghiệm xác định lực dính, góc ma sát vải đất 55 3.2.3 Kết thí nghiệm: 57 Thí nghiệm nghiên cứu trạng thái ứng suất - biến dạng mơ hình vật lý đê có cốt vải địa kỹ thuật nằm ngang .58 3.2.1 Mục đích thí nghiệm 59 3.2.2 Nhiệm vụ yêu cầu thí nghiệm 59 3.2.3 Mơ hình thí nghiệm 59 3.2.4 Tiến hành thí nghiệm 61 3.2.5 Kết thí nghiệm 62 3.2.6 So sánh thực nghiệm đê có cốt không cốt 65 3.2.7 Nghiên cứu phân bố ứng suất cốt 68 3.2.8 Kết luận .72 3.3 Thí nghiệm xây dựng mối quan hệ yếu tố ảnh hưởng thông số thiết kế: 73 CHƯƠNG IV QUY TRÌNH KỸ THUẬT THI CƠNG ĐÊ CỐT VẢI ĐỊA KỸ THUẬT .79 Công tác đất 79 Công tác chuẩn bị rải cốt vải địa kỹ thuật .79 Khâu nối vải địa kỹ thuật .81 4.3.1 Vải địa kỹ thuật 81 4.3.2 Loại đường khâu 81 4.3.4 Hình dạng mũi khâu 82 4.3.5 Mật độ mũi khâu 83 4.3.6 Chỉ khâu 83 4.3.7 Neo vải 83 4.3.8 Tạo khuôn chống đỡ bề mặt mái 84 Thi công đê 84 4.4.1 Thi công lớp 85 4.4.2 Thi công lớp đất thân đê .87 Những vấn đề cần ý bảo quản lắp đặt vải 92 CHƯƠNG VỨNG DỤNG VĐKT VÀ CỌC XI MĂNG ĐẤT TRONG XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH ĐÊ BAO NỐI TIẾP CỐNG TRÀ LINH I 93 Giới thiệu cơng trình, cố xẩy phương án xử lý cố hạng mục đê bao thuộc dự án sửa chữa nâng cấp cống Trà Linh I .93 5.1.1 Địa chất đê 93 5.1.2 Đất đắp đê 94 5.1.3 Các thông số thiết kế đê 94 5.1.4 Diễn biến q trình thi cơng .95 5.1.5 Hiện trạng đê đến 23h30 ngày 22/01/2010 96 5.1.6 Nguyên nhân xẩy sạt trượt 96 5.1.7 Phương án xử lý 97 Ứng dụng lý thuyết để tính tốn xử lý đắp thân đê bao 100 5.2.1 Tính tốn xử lý đê 101 5.2.3 Tải trọng thẳng đứng lực kéo vải 103 5.2.4 Trượt ngang .104 5.2.5 Sức neo bám cốt 105 5.2.6 Tính tốn vải địa kỹ thuật làm cốt thâm đê bao 106 5.2.7 Tính tốn chuyển vị ổn định cơng trình 107 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 114 TÀI LIỆU THAM KHẢO 116 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1 Phá hoại đất đắp lún trồi Hình 1.2 Các phá hoại dạng đường cong tròn Hình 1.3 Hai kiểu phá hoại xảy sau đào đắp đất Hình 1.4 Nền đê bị phá hoại lún trồi .6 Hình 1.5 Phá hoại trượt sâu đắp thực nghiệm Bordeaux (Pháp) .6 Hình 1.6 Sơ đồ độ lún chuyển vị ngang dất thiên nhiên Hình 2-1 Sơ đồ tính toán ổn định khối đất trạng thái giới hạn trường hợp đất có cốt .22 Hình 2-2 So sánh trạng thái giới hạn đất khơng có cốt với hai trạng thái giới hạn .24 đất có cốt .24 Hình 2-3 Mái dốc gia cố điển hình, mơ hình tương tác cốt - đất .25 Hình 2-4 Quan hệ biến dạng với thời gian VĐKT từ thí nghiệm kéo áp lực đất 20o, thí nghiệm nở hơng .27 Hình 2-5 Quan hệ biến dạng với thời gian VĐKT từ thí nghiệm kéo áp lực đất 20o, thí nghiệm khơng nở hơng 27 Hình 2-6 Khả thấm dẫn nước mặt cho lớp đất đắp 28 Hình 2-7 Số liệu đo tiêu biểu áp lực lỗ rỗng qua trình thi công tường chắn đất 28 Hình 2-8 Cố kết lớp đất .30 Hình 2-9 Quan hệ chiều cao đắp thời gian sử dụng VĐKT, tải trọng tăng tuyến tính 31 Hình 2-10 Mặt cắt điển hình gia cố thân đê vải ĐKT 32 Hình 2-11 Mặt cắt điển hình gia cố cọc XMĐ thân đê vải ĐKT 32 Hình 2.12 Các trạng thái giới hạn sử dụng đắp đặt cọc 33 (a) Giãn cốt tăng cường; (b) Lún móng .33 Hình 2.13 Giới hạn mũ cọc 34 Hình 2.14 Các thơng số dùng xác định Trp 36 Hình 2.15 Ổn định trượt ngang mặt ranh giới cốt vật liêu đắp 38 Hình 2-16 Sơ đồ phân tích ổn định cơng trình đất gia cố vải sử dụng phương pháp cung trượt Bishop 41 Hình 2-17 Phân tích ổn định cung trượt trịn điều kiện khơng nước .42 Hình 2-18 Chiều dài neo vải 44 Hình 2-19 Kéo sang hai bên chống nứt bề mặt 45 Hình 2-20 Biến dạng đàn hồi vải .46 Hình 2-21 Biểu tra hệ số ảnh hưởng f 47 Hình 2-22 Phân bố ứng suất thẳng đứng đất đường cong lún tải trọng 47 Hình 2-29 Sơ đồ tác dụng viên đá lên vải 51 Hình 3.1 Cơ chế tương tác đất - cốt: (a) Khối đất trượt trực tiếp mặt vải; (b) Khối trượt gây kéo rút vải khỏi khối đất 55 Hình 3.2 Mơ hình cắt trượt mẫu đất vải hộp cắt .56 Hình 3.4 Đư 58 Hình 3.6 Ảnh kết cấu khung tạo mơ hình đê 60 Hình 3.7 Mơ hình thí nghiệm đê có cốt vải địa kỹ thuật 60 Hình 3.8 Biểu đồ quan hệ tải trọng biến dạng điểm đo 63 Hình 3.9 Biểu đồ quan hệ tải trọng biến dạng điểm đo mái .63 Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ tải trọng biến dạng điểm đo 64 Hình 3.11 Biểu đồ quan hệ tải trọng biến dạng điểm đo 65 Hình 3.13 Quan hệ tải trọng biến dạng ngang điểm đặt lớp cốt 67 Hình 3.14 Mơ hình thí nghiệm đê có bố trí đatri đo biến dạng ngang cốt .68 Hình 3.15 Quan hệ tải biến dạng cốt mặt cắt số 1, điểm đo Di-1 70 Hình 3.16 Quan hệ tải biến dạng cốt mặt cắt 2, điểm đo Di-2 70 Hình 3.17 Quan hệ tải biến dạng cốt mặt cắt 3, điểm đo Di-3 71 Hình 3.18 Quan hệ tải biến dạng cốt mặt cắt 4, điểm đo Di-4 71 Hình 3-19 Mơ hình phân tích ổn định 73 Hình 3-20 Quan hệ cường độ vải, mái dốc, chiều cao lớp đắp hệ số an toàn (với H=5m) .75 Hình 3-21 Quan hệ cường độ vải, mái dốc, chiều cao lớp đắp, hệ số an toàn với H, loại đất C 76 Hình 3-22 Biểu đồ tra thông số tối ưu hi, m, T cho loại đất A với H=5m 78 Hình 4.1 Trình tự rải nối cốt vải địa kỹ thuật 80 Hình 4.2 Các kiểu đường khâu cốt gia cố 81 Hình 4.3 Mặt mái dốc kiểu bọc cuộn .84 Hình 4.4 Công nghệ thi công bọc cuộn 84 Hình 4.5 Đất đắp lấn gây sóng bùn trồi .85 Hình 4.6 Thi cơng lớp .86 Hình 5.1 Mặt cắt thiết kế theo phê duyệt 95 Hình5.2 ảnh lún sụt mặt đê ngày 23/1/2010 96 Hình 5.3 Mặt bố trí cọc xi măng đất .99 Hình 5.4 Bố trí kết cấu mặt cắt ngang (CNĐ 10) đoạn 99 Hình 5.5 Bố trí kết cấu mặt cắt ngang (CNĐ 10) 107 Hình 5.6: Mơ hình gia cố gia cố vải địa kĩ thuật 108 Hình 5.7: Kết chuyển vị tổng thể .108 Hình 5.8: Chuyển vị tổng thể, Smax= 0,47m 109 Hình 5.9: Ứng suất pháp hiệu miền tính tốn 109 Hình 5.10: Ứng suất cắt hiệu miền tính tốn 110 Hình 5.11: Sự phát triển điểm dẻo miền tính tốn 110 Hình 5.12: Quan hệ ứng suất pháp ứng suất cắt, giảm cường độ chống cắt 111 Hình 5.13: Kiểm tra đường cong ΣMsf với chuyển vị điểm khống chế 111 Hình 5.14: Chuyển vị biến dạng gia tăng .112 Hình 5.15: Vecto biểu thị xu hướng mặt trượt 112 Hình 5.16: Mặt trượt bất lợi xảy hệ số ổn định FS= 1,324 113 Hình 5.17: Lực kéo lớn vải địa kỹ thuật (dưới cùng) Tmax= 25,84 (kN/m) 113 DANH MỤC BẢNG Bảng 1.1 giới thiệu số biện pháp xử lý phổ biến nay, người kỹ sư tham khảo, vận dụng đắp đê có đê tự nhiên không đảm bảo điều kiện ổn định Bảng 1.1 Một số biện pháp thường gặp đắp đê đất yếu đê yếu Bảng 2.2 Kích thước lỗ lọc vải theo u cầu chặn đất đất khơng dính dòng chảy rối 53 Bảng 3.1 Hệ số fds, fpo cho đất đắp đê Bình Minh (Ninh Bình); đê Trà Linh Thái Bình loại đất tham khảo khác 57 Bảng 3.2 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 62 Bảng 3.3 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 64 Bảng 3.4 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng .66 Bảng 3.5 Giá trị biến dạng ứng với cấp tải trọng tương ứng 66 Bảng 3.6 Giá trị biến dạng đầu đo ứng với cấp tăng tải trọng tương ứng 69 Bảng 3.7 Ba loại đất lấy từ mẫu đất vùng ven biển Thái Bình 74 Bảng 5.1 Tổng hợp tiêu lý khảo sát thu thập phục vụ tính tốn .94 Bảng 5.2- Chỉ tiêu lý cọc xi măng– đất dự kiến 98 ... cịn lại Năm nhóm Vải địa kỹ thuật, Thảm ô địa kỹ thuật, Lưới địa kỹ thuật, Màng chống thấm, Vải địa kỹ thuật hỗn hợp 1.3.2 Vải địa kỹ thuật Vải địa kỹ thuật loại vật liệu sử dụng xây dựng nhiều... Khi tầng đất yếu dày, đê Chỉ làm tăng sức chịu tải đắp cao (trên 7m); nền; Phần thân đê nên sử dụng Đê cứng (BT, đá xây…) cốt vải ĐKT đắp vật liệu đất tốt Đất có cốt vải địa kỹ Chủ yếu sử dụng Phải... gia cố đất yếu thân đê đắp đất yếu Trong biện pháp có phương pháp xử lý đất có cốt vải địa kỹ thuật Để xử lý gia cố thân đê ta xử lý vải địa kỹ thuật cách kết hợp vải địa kỹ thuật với phương pháp