Nghiên cứu cọc đất gia cố xi măng đường kính nhỏ để xử lý nền móng cho nhà dân dụng thấp tầng khu vực huyện tháp mười, tỉnh đồng tháp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ ĐỂ XỬ LÝ NỀN MÓNG CHO NHÀ DÂN DỤNG THẤP TẦNG KHU VỰC HUYỆN THÁP MƯỜI, TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 8.580.201 Long An, năm 2019 SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN - SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN TÊN ĐỀ TÀI LUẬN VĂN NGHIÊN CỨU CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ ĐỂ XỬ LÝ NỀN MÓNG CHO NHÀ DÂN DỤNG THẤP TẦNG KHU VỰC HUYỆN THÁP MƯỜI, TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng NĂM 2019 Long An – Năm 2019 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN NGUYỄN THÀNH THÂN NGHIÊN CỨU CỌC ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ ĐỂ XỬ LÝ NỀN MÓNG CHO NHÀ DÂN DỤNG THẤP TẦNG KHU VỰC HUYỆN THÁP MƯỜI, TỈNH ĐỒNG THÁP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành: KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số: 8.580.201 Người hướng dẫn Khoa học: TS PHẠM VĂN HÙNG Long An, ngày 19 tháng 09 năm 2019 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập riêng tơi Các số liệu khoa học sử dụng phân tích luận án có nguồn gốc rõ ràng, cơng bố theo quy định Các kết nghiên cứu luận án tơi tự tìm hiểu, phân tích cách trung thực, khách quan phù hợp với thực tiễn Việt Nam TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN THÀNH THÂN LỜI CẢM ƠN Trước hết xin chân thành gửi lời cảm ơn đến Ban giám hiệu nhà trường, quý thầy cô trường Đại học Kinh tế Công nghiệp Long An, đặc biệt quý Thầy Cô Khoa Sau đại học tận tình giảng dạy tạo điều kiện giúp đỡ tơi q trình học tập hồn thành khóa học Tơi xin gửi lời cảm ơn trân trọng đến Thầy TS Phạm Văn Hùng, người Thầy tận tình trực tiếp bảo hướng dẫn tơi suốt q trình thực Luận văn Xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô tiểu ban luận văn cho tơi góp ý q báu để hồn chỉnh Luận văn Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến gia đình gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp quan tâm chia sẻ, động viên suốt thời gian thực Luận văn Mặc dù cố gắng, song luận văn không tránh khỏi hạn chế sai sót Kính mong nhận góp ý quý Thầy Cô bạn đồng nghiệp! TÁC GIẢ LUẬN VĂN NGUYỄN THÀNH THÂN MỤC LỤC MỤC LỤC DANH MỤC BẢNG BIỂU DANH MỤC HÌNH ẢNH PHẦN MỞ ĐẦU 1.1 Tính cấp thiết đề tài: 1.2 Mục tiêu nghiên cứu đề tài: 1.3 Đối tượng phạm vi nghiên cứu: 1.4 Phương pháp nghiên cứu: 1.5 Ý nghĩa khoa học thực tiễn đề tài nghiên cứu: 1.6 Giới hạn nghiên cứu: 1.7 Nội dung nghiên cứu: CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Giới Thiệu lịch sử hình thành 1.1.1 Trên thế giới 1.1.2 Ở Việt Nam: 1.2 NGUYÊN LÝ HÌNH THÀNH CƯỜNG ĐỘ CỦA TRỤ ĐẤT XI MĂNG 10 1.2.1 Loại đất 10 1.2.2 Thành phần khoáng 10 1.2.3 Thành phần hàm lượng muối dễ hòa tan 10 1.2.4 Độ pH đất 11 1.2.5 PHẢN ỨNG GIỮA XI MĂNG VÀ ĐẤT 11 Khái niệm xi măng Portland: 11 Q trình đơng cứng xi măng 12 Phản ứng xi măng đất 13 HVCH: NGYỄN THÀNH THÂN GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG 15 1.3.1 Công nghệ trộn Jet – Grouting 15 Công nghệ thi công 16 Ưu nhược điểm 18 1.3.2 Công nghệ trộn CDM (Cement Depth Method) 19 1.3.3 Công nghệ trộn Dry Jet Mixing 20 1.4 ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT CỦA ĐẤT XI MĂNG 22 1.4.1 Cường độ 22 1.4.2 Môđun đàn hồi hệ số Poisson 24 1.4.3 Hệ số nén 24 1.5 SƠ ĐỒ BỐ TRÍ TRỤ ĐẤT XI MĂNG 25 1.6 PHẠM VI VÀ ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG 26 1.7 CÁC DẠNG PHÁ HOẠI TRỤ ĐẤT XI MĂNG 27 1.8 NHẬN XÉT 27 CHƯƠNG 2:CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ MÔ HÌNH TÍNH TRỤ ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 28 2.1 SỨC CHỊU TẢI TRỤ ĐƠN 28 2.2 KHẢ NĂNG CHỊU LỰC TỚI HẠN CỦA NHÓM TRỤ XI MĂNG ĐẤT 30 2.3 ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH 32 2.4 KẾT LUẬN CHƯƠNG 32 CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH CỤ THỂ KHU VỰC NGHIÊN CỨU 36 3.1 Đặc điểm địa chất thuỷ văn khu vực nghiên cứu 36 3.1.1 Phân bố vùng đất yếu địa bàn tỉnh Đồng Tháp 36 3.1.2 Đánh giá đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu 37 3.2 Giải pháp xử lý đất yếu trụ đất xi măng cho móng cơng trình nghiên cứu 39 HVCH: NGYỄN THÀNH THÂN GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG 3.3 Phân tích, thí nghiệm trụ đất xi măng phịng thí nghiệm lựa chọn hàm lượng xi măng 41 3.3.1 Mục đích thí nghiệm 41 3.3.2 Vật liệu thí nghiệm 41 Đất thí nghiệm 41 Xi măng 42 Nước: 43 3.3.3 Dụng cụ thí nghiệm 43 Máy trộn xi măng đất 43 Dụng cụ tạo mẫu: 44 Máy nén trục nở hông tự 44 3.3.4 Quy trình thí nghiệm 46 Số lượng mẫu thí nghiệm : 46 Chế bị mẫu 47 Thí nghiệm mẫu 48 3.3.5 Kết thí nghiệm phân tích kêt thí nghiệm 48 Đánh giá cường độ mẫu đất trộn xi măng với hàm lượng xi măng khác 48 3.4 Tính tốn thiết kế chiều dài đường kính trụ đất 54 3.4.1 Tính khả chịu tải cọc xi măng đất; 55 Khả chịu tải cột đơn theo vật liệu 55 Khả chịu tải cột đơn theo đất 55 Khả chịu tải nhóm cọc 56 3.4.2 Kết kiểm toán khả biến dạng theo giải tích 56 3.5 Kết luận chương 3: 58 CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU THI CÔNG VÀ THỬ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG TRỤ ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG ĐƯỜNG KÍNH NHỎ 59 HVCH: NGYỄN THÀNH THÂN GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG 4.1 THỰC NGHIỆM THI CÔNG KHOAN TẠO TRỤ ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG 59 4.1.1 Thiết bị thi công 59 4.1.2 Công tác chuẩn bị mặt 63 4.1.3 Cơng tác chuẩn bị máy móc, thiết bị 64 4.1.4 Thi công trụ đất gia cố xi măng 64 4.1.5 khối lượng thực 65 4.2 Kiểm tra chất lượng trụ đất gia cố xi măng 66 4.2.1 Đào kiểm tra chất lượng trụ đất 66 4.2.2 Công tác khoan lấy lõi kết thí nghiệm lõi khoan 67 4.2.3 Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn 73 4.3 Kết luận chương 78 KẾT LUẬN 78 TÀI LIỆU THAM KHẢO 80 HVCH: NGYỄN THÀNH THÂN GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG DANH MỤC BẢNG BIỂU Số liệu số cơng trình khác sử dụng Trụ đất xi măng Việt Nam Các thông số kỹ thuật thông dụng 18 Công nghệ trộn ướt Bắc Âu Nhật Bản 20 Đặc tính kỹ thuật công nghệ trộn ướt Bắc Âu Nhật Bản 20 So sánh công nghệ trộn khô Bắc Âu Nhật Bản 21 Đặc tính kỹ thuật cơng nghệ trộn khô Bắc Âu Nhật Bản 22 Bảng 3-1: Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất yếu xã Mỹ Hòa 38 Bảng 3-2: Bảng tổng hợp tiêu lý lớp đất yếu trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều 39 Bảng 3-3: Quy mơ cơng trình vị trí nghiên cứu 40 Bảng 3-4: Giải pháp thiết kế xửl ý đất ́u bên móng cơng trình 41 Bảng 3-5: Số lượng mẫu thí nghiệm nén trục nở hông 46 Bảng 3-6: Số lượng mẫu thí nghiệm cắt trực tiếp 46 Bảng 3-7: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phòng Cơng trình UBND xã Mỹ Hịa 14 ngày tuổi 49 Bảng 3-8: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phịng Cơng trình UBND xã Mỹ Hòa 28 ngày tuổi 49 Bảng 3-9: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phịng Cơng trình UBND xã Mỹ Hòa 56 ngày tuổi 49 Bảng 3-10: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bịtrong phịng Cơng trình UBND xã Mỹ Hịa 90 ngày tuổi 50 Bảng 3-11: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phịng Cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều 14 ngày tuổi 51 Bảng 3-12: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phịng Cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều 28 ngày tuổi 51 Bảng 3-13: Tổng hợp kết nén đơn trục mẫu trụ xi măng – đất chế bị phịng Cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều 90 ngày tuổi 51 HVCH: NGYỄN THÀNH THÂN GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ + Tốc độ đầu quay (3 tốc độ):142; 205; 507 vòng/ phút; + Khoảng di chuyển trục khoan:450mm; + Sức nén tối đa:15kN; + Sức kéo tối đa:25kN; + Sức nâng tối đa:10kN * Bộ dụng cụ khoan: + Mũi khoan hợp kim:D110mm đường kính; + Cần khoan:D42mm đường kính; + Đầu gia mốc:D50mm đường kính; + Đầu nối:D50mm D91mm; + Lõi khoan đơn:D91-108mm đường kính Hình 4-9: Thiết bị khoan lấy lõi cọc xi măng đất Trình tự khoan lấy lõi tiến hành theo bước sau: - Bước 1: Chuẩn bị toàn thiết bị cần thiết, dung dịch khoan (nước), kiểm tra tình trạng máy móc cách cẩn thận SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 68 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ - Bước 2: Lắp đặt máy khoan vị trí đề nghị cho vững chắc, ổn - Bước 3: Lắp đặt kết nối dụng cụ khoan với cần chủ đạo bắt đầu cho khoan mở lỗ - Bước 4: Bắt đầu khoan bơm nước tuần hoàn khoan cụ xuyên vào đất đá tới chiều sâu lấy mẫu Người thợ khoan phải điều chỉnh tốc độ khoan nhằm bảo đảm tính nguyên dạng mẫu - Bước 5: Thực công tác lấy mẫu - Bước 6: Nâng ống mẫu lên bề mặt, cho mẫu vào ống nhựa PVC bọc mẫu, để mẫu vào chổ mát thùng xốp đựng mẫu - Bước 7: Tiếp tục thực công tác khoan điều kiện dừng khoan tuân theo dẫn kỹ sư trường Hình 4-10: Tiến hành khoan lấy lõi cọc xi măng đất SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 69 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 4-11: Mũi khoan lấy lõi cọc xi măng đất Hình 4-12: Lõi cọc xi măng đất khoan Nếu xét cường độ mẫu đất trộn xi măng từ lõi khoan cọc xi măng đất cường độ nén đơn trục tăng lên rất cao lên đến 60 lần so với đất tự nhiên, cụ thể: * Đối với cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều, giá trị thể bảng biểu đồ sau: SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 70 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng 4-2: Đánh giá cường độ mẫu xi măng đất trường cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều Mẫu đất Mẫu xi măng đất Độ sâu, m C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 C3 10 M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 M8 M9 qu (Đất tự nhiên) daN/cm2 0.141 0.150 0.122 0.147 0.113 0.109 0.097 0.150 0.144 qu(Đất trộn xi măng) daN/cm2 6.018 5.912 5,899 6.705 6.195 5.915 6.290 6.506 6.695 Tỷ lệ tăng cường độ 42.584 39.464 48.199 45.457 54.665 54.369 64.990 43.492 46.448 BIỂU ĐỒ TƯƠNG QUAN GIỮA CƯỜNG ĐỘ NÉN qU- CHIỀU SÂU LẤY MẪU -2 Độ sâu lấy mẫu, m sức chịu nén đơn- qu, daN/cm2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 -10 -11 Cường độ nén đất tự nhiên Cường độ nén đất gia cố XM Hình 4-13: Biểu đồ đánh giá cường độ xi măng đất đất tự nhiên cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Kiều * Đối với cơng trình Ủy ban nhân dân xã Mỹ Hòa, giá trị thể bảng biểu đồ sau: SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 71 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng 4-3: Đánh giá cường độ mẫu xi măng đất trường cơng trình UBND xã Mỹ Hịa Mẫu đất Mẫu xi măng đất Độ sâu, m M1 M2 M3 M4 M5 M6 M7 F'6-1 F'6-2 F'6-3 F'6-4 F'6-5 F'6-6 F'6-7 qu (Đất tự qu (Đất trộn xi Tỷ lệ tăng nhiên) măng) cường độ daN/cm2 daN/cm2 0.994 7.325 7.370 0.218 7.171 32.962 0.184 7.003 37.983 0.197 6.752 34.312 0.131 6.822 51.898 0.118 7.141 60.594 0.686 7.321 10.675 BIỂU ĐỒ TƯƠNG QUAN GIỮA CƯỜNG ĐỘ NÉN qU-4 CHIỀU5 SÂU LẤY MẪU Độ sâu lấy mẫu, m -2 sức chịu nén đơn- qu, daN/cm2 -3 -4 -5 -6 -7 -8 -9 Cường độ nén đất tự nhiên Cường độ nén đất gia cố XM Hình 4-14: Biểu đồ đánh giá cường độ xi măng đất đất tự nhiên cơngtrình UBND xã Mỹ Hịa * Đối với cơng trình Trường Mẫu giáo Nha Mân, giá trị thể bảng biểu đồ sau: SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 72 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Bảng 4-4: Đánh giá cường độ mẫu xi măng đất trường cơng trình Trường Mẫu giáo Nha Mân Tỷ lệ tăng cường độ qu (Đất trộn xi măng), daN/cm2 150 kg/m3 1.257 0.998 1.185 1.391 1.262 1.154 1.088 0.980 200 kg/m3 2.160 1.737 1.938 2.425 2.096 2.184 2.043 1.990 300 kg/m3 5.723 5.468 5.838 6.291 5.470 5.595 5.595 5.778 400 kg/m3 9.005 7.721 9.059 9.559 8.398 9.528 8.562 8.725 150 kg/m3 4.926 6.550 8.678 2.964 11.736 8.305 13.259 3.117 200 kg/m3 8.460 11.402 14.194 5.166 19.488 15.720 24.899 6.328 300 kg/m3 22.421 35.881 42.752 13.400 50.857 40.273 68.197 18.370 BIỂU ĐỒ TƯƠNG QUAN GIỮA CƯỜNG ĐỘ NÉN qU- CHIỀU SÂU LẤY MẪU 10 400 kg/m3 35.277 50.670 66.335 20.361 78.071 68.577 104.35 27.740 12 sức chịu nén đơn- qu, daN/cm2 Độ sâu lấy mẫu, m qu đất tự Đ ộ sâ u, nhiên m daN/ cm2 0.255 0.152 0.137 0.469 0.108 0.139 0.082 0.315 0,31 0,98 1,99 0 -2 5,77 8,72 -3 3,11 -4 6,32 -5 -6 -7 -8 -9 -10 Cường độ nén đất tự nhiên Cường độ nén đất gia cố XM 150 kg/m3 Cường độ nén đất gia cố XM 200 kg/m3 Cường độ nén đất gia cố XM 300 kg/m3 Cường độ nén đất gia cố XM 400 kg/m3 Hình 4-15: Biểu đồ đánh giá cường độ xi măng đất đất tự nhiên cơng trình Trường Mẫu giáo Nha Mân 4.2.3 Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 73 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ + Bàn nén: Sử dụng hệ tấm nén hình vng có diện tích 1m2 thép tấm trịn có đường kính 0,35m (để thử cho cọc) + Hệ thống đối trọng: Đối trọng sử dụng bao cát (tận dụng vật liệu cơng trình) xếp thành khối hệ dầm thép tải bê tông cốt thép tải bê tông cốt thép + Hệ dầm chất tải thử nghiệm: Là hệ bao gồm nhiều dầm thép hình liên kết với đặt hệ gối đỡ Hệ dầm tính toán đủ chịu lực không biến dạng chất tải suốt trình thử nghiệm + Gối đỡ: Gia cố hai bên vị trí thử nghiệm, thiết kế tính toán đảm bảo đủ tiết diện để chịu tồn tải trọng dùng thử nghiệm khơng gây lún, không gây ảnh hưởng đến làm việc vị trí thử nghiệm thiết bị khác + Hệ thống gia tải: Kích thủy lực có sức nâng 50 tấn, đặt trung tâm hệ bàn nén đầu cọc Trục kích trùng với tâm bàn nén cọc trùng với tâm điểm vị trí thử nghiệm + Đồng hồ đo lực: Sử dụng đồng hồ thủy lực có dải đo từ – 60 MPa Lực nén tác động lên gia cố thử nghiệm tính thơng qua phương trình hiệu chuẩn kích thủy lực + Kích bơm dầu thủy lực: Gắn liền với kích thủy lực, chịu áp suất 60 MPa + Hệ thống đo biến dạng: Gồm đồng hồ đo lún có dải đo - 50mm, vạch chia nhỏ nhất 0,01 mm gắn 04 góc bàn nén thơng qua hệ giá đỡ dầm chuẩn + Hệ giá đỡ mốc chuẩn: Hệ thống mốc chuẩn dùng cơng trình hệ thép hình chơn sâu cách tim thử nghiệm nhất 1,5m Độ cứng hệ mốc chuẩn đảm bảo khơng bị biến dạng q trình thử nghiệm không chịu ảnh hưởng tác động bên - Phương pháp thử: Phương pháp thử tuân theo tiêu chuẩn: TCVN 9393: 2012 Cọc – Phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh ép dọc trục; TCVN 9354: 2012 Đất xây dựng – Phương pháp xác định mô đun biến dạng trường tấm nén phẳng - Trình tự thực hiện: SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 74 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ + Vệ sinh vị trí thử nghiệm + Chuẩn bị, lắp ráp thiết bị kiểm tra hoạt động thiết bị: Chuẩn bị mặt bằng: Tiến hành dọn dẹp mặt bằng, gia cố hệ gối đỡ hai bên vị trí thử nghiệm Lắp ráp giàn chất tải bắt đầu chất tải Toàn tải trọng chất lên giàn chất tải Nếu hệ thống giàn chất tải ổn định tiến hành lắp ráp hệ thống kích thủy lực thiết bị quan trắc chuyển vị chuẩn bị cho thử nghiệm - Tiến hành thử nghiệm: + Thực theo tiêu chuẩn: TCVN 9393:2012 Cọc – Phương pháp thử nghiệm trường tải trọng tĩnh ép dọc trục; TCVN 9354:2012 Đất xây dựng – Phương pháp xác định mô đun biến dạng trường tấm nén phẳng Gia tải trước: Gia tải trước nhằm tạo tiếp xúc tốt thử nghiệm hệ thống thiết bị Gia tải khoảng 5% tải trọng thiết kế, giữ tải trọng thời gian 10 phút sau giảm tải không hiệu chỉnh đồng hồ đo lún 0, giá trị có đồng hồ ghi thành số đọc ban đầu tải trọng thử nghiệm tấn + Gia tải thử nghiệm: Gia tải thẻo cấp áp lực P (20% tải trọng thiết kế) quan trắc chuyển vị, chi tiết sau: Chu kỳ I Gia tải 0% 20% 40% 60% Giảm tải 100% 60% 20% 0% Chu kỳ II Gia tải 0% 100% 120% 140% Giảm tải 200% 160% 120% 80% + giữ cấp tải đến đạt trạng thái ổn định 80% 100% 160% 180% 200% 40% 0% quy ước (lún không 0,1mm sau cùng) - Quy định tải trọng độ lún dừng thử nghiệm: Dừng thử nghiệm tổng chuyển vị độ lún vượt 15% cạnh bàn nén 10% đường kính cọc Dừng thử nghiệm kích khơng hoạt động đồng hồ lún khơng xác Dừng thử nghiệm mốc chuẩn đặt sai Dừng thử nghiệm giàn chất tải trọng bị nghiêng hay không đủ tải SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 75 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Hình 4-16: Thí nghiệm thử tĩnh tải cọc xi măng đất bàn nén 1mx1m Kết cho thấy khả chịu tải gia cố tăng lên đáng kể Cụ thể sau: Bảng 4-5: Tổng hợp kết thí nghiệm nén tĩnh STT Tên cơng Cách thức thử tĩnh tải trình/Vị trí măng đất trọng lớn (kg/m3) nhất (tấn) 300 300 300 9,6 300 19,6 Cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều Vị trí cọc móng Thử cọc, bàn nén trục 7,B tròn d = 0,35m Vị trí cọc Hàm lượng xi Giá trị tải móng Thử bàn nén 1m2 (kiểm trục 7,F; 10, B tra khả chịu tải) Vị trí cọc móng Thử bàn nén 1m2 (thử – 9, B phá hoại) Công trình Trụ sở Ủy ban nhân dân xã Mỹ Hịa Vị trí trục 6,A cọc móng Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 76 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Vị trí cọc móng Thử bàn nén 1m2 (thử trục 7, E Vị trí 18,4 300 19,6 phá hoại) cọc móng Thử bàn nén 1m2 (thử trục 10, E 300 phá hoại) Cơng trình Trường Mẫu giáo Nha Mân TRỤC 8*; C* Thử bàn nén 1m (thử 400 13,65 300 15,6 300 15,6 300 9,75 200 8,45 150 15,6 phá hoại) TRỤC 1*; C Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) TRỤC 5*; D1 Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) TRỤC 7*; C Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) TRỤC 6*; C* Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) TRỤC 7*; D1* Thử bàn nén 1m2 (thử phá hoại) 4.3 Kết luận chương Sau gia cố móng cọc xi măng đất, kiểm tra khả chịu tải cho thấy khả chịu tải tăng lên so với đất tự nhiên có khả áp dụng để xây dựng cơng trình Khả chịu tải cơng trình sau gia cố tăng lên từ 1,5 đến 1,9 lần so với đất tự nhiên SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 77 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KẾT LUẬN Đề tài nghiên cứu giải pháp gia cố móng cơng trình cọc xi măng đất thực cơng trình có địa chất ́u địa bàn tỉnh Đồng Tháp gồm cơng trình Trường Mẫu giáo Đốc Binh Kiều, Trụ sở Ủy ban nhân dân xã Mỹ Hòa thuộc huyện Tháp Mười Trường Mẫu giáo Nha Mân thuộc huyện Châu Thành Đề tài thiết kế thi công xây dựng 03 cơng trình có quy mơ 01 trệt, 01 lầu với tổng cộng 572 cọc xi măng đất với đường kính d = 300mm, chiều sâu từ 8-10m hàm lượng xi măng 300kg/m3 15 cọc thử nghiệm thêm với hàm lượng xi măng 150; 200 400kg/m Các thí nghiệm kiểm tra chất lượng cọc, khả chịu tải cọc, gia cố thực bao gồm đào móng kiểm tra tất cọc thi công, khoan lấy lõi cọc thí nghiệm nén mẫu lấy từ lõi khoan, nén tĩnh gia cố với bàn nén 1mx1m 10 vị trí, bàn nén 2mx2m vị trí để đánh giá so sánh với thí nghiệm nén tĩnh tự nhiên khu vực nghiên cứu Trong trình nghiên cứu, thực thí nghiệm phịng gồm thí nghiệm nén mẫu cọc xi măng đất phịng thí nghiệm độ tuổi 14, 28, 56, 90 ngày với hàm lượng xi măng khác gồm 130, 150, 200, 300 400kg/m3 tổng cộng 165 mẫu Các quan trắc ổn định cơng trình thực Một số kết luận rút từ nghiên cứu sau: Cọc xi măng đất hình thành tốt điều kiện địa chất, thủy văn khu vực đất yếu tỉnh Đồng Tháp Cọc xi măng đường kính 300mm đáp ứng mục tiêu gia cố móng cơng trình xây dựng vùng đất yếu tỉnh Đồng Tháp Cọc xi măng đất đáp ứng nhu cầu gia cố móng cơng trình vùng sâu, vùng xa tỉnh Đồng Tháp với điều kiện giao thơng lại khó khăn - Khả chịu tải gia cố cọc xi măng đất với đường kính d=300mm, chiều sâu từ – 10m, loại xi măng Vicem PCB40 hàm lượng xi măng 300kg/m3 gia tăng từ 1,5 đến 1,9 lần so với đất tự nhiên Từ thực tế nghiên cứu, tác giả kiến nghị số nội dung sau: SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 78 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ Khuyến khích chủ đầu tư áp dụng phương pháp gia cố móng cọc xi măng đất với thiết bị thi công gọn nhẹ, tự động hóa cao để xây dựng cơng trình khu vực đất yếu, vùng sâu, vùng xa Khún khích doanh nghiệp, đơn vị thi cơng xây dựng địa bàn tỉnh nghiên cứu đầu tư trang thiết bị mang tính động, tự động hóa cao để thi công cọc xi măng đất Các kết thi công cọc xi măng đất áp dụng cập nhật để xây dựng, hoàn chỉnh định mức, đơn giá xây dựng địa bàn tỉnh, hồn chỉnh quy trình cơng nghệ thực hiện, tích lũy kinh nghiệm phương án gia cố đất yếu cọc xi măng đất SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 79 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Châu Ngọc Ẩn (2003); Cơ Học Đất, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh [2] Ngọ, Đ.V & Thọ, T.X (2008); Ổn Định Công Trình, NXB Đại Học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh [3] Hà, P.T.S & Sơn, L.M (2009); Địa Kỹ Thuật, NXB Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh [4] Trung, N.V & Tuấn, V.M (2010); Cọc Đất Xi Măng Phương Pháp Gia Cố Nền, NXB Xây dựng [5] Võ Đình Lương (2008); Hóa Học Và Cơng Nghệ Sản X́t Xi Măng, NXB Khoa học Kỹ thuật [6] Đậu Văn Ngọ ( 2008), “ Giải pháp xử lý đất yếu đất trộn xi măng”, Tạp chí phát triển khoa học công nghệ Tập 11-2008 [7] Đậu Văn Ngọ ( 2009), “ Các nhân tố ảnh hưởng đến cường độ xi măng đất” Science & Technology Development (Vol 12, No.05 – 2009) [8] Nguyễn Mạnh Thùy Ngô Tấn Phong (2007), “ Một số kết nghiên cứu gia cố đất yếu khu vực Quân 9, TP.HCM vôi, xi măng” Science & Technology Development Vol 10, No.10 – 2007 [9] Đấu, V.Đ & Đại, B.D (2006); Chất Kết Dính Vô Cơ, NXB Xây Dựng [10] Phùng Vĩnh An (2012); Nghiên cứu số yếu tố ảnh hưởng đến sức chịu tải cọc xi măng đất thi công theo công nghệ Jet – Grouting cho số vùng đất yếu Việt Nam, Luận án tiến sĩ [11] Lê Bá Lương, Nền đường đắp đất yếu điều kiện Việt Nam, NXB Đại Học Quốc Gia TP HCM 1989 [12] Tiêu chuẩn 285 - 2006; Gia Cố Nền Đất Yếu Bằng Trụ Xi Măng (2006) [13] Tiêu chuẩn 22TCN 262 – 2000; Quy Trình Khảo Sát Thiết Kế Nền Đường Ơtơ Đắp Trên Nền Đất ́u (2000) [14] Bergado, J.C.Chai; Những biện pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu xây dựng - Nhà xuất Giáo dục [15] Hiệp Hội Xi Măng Nhật Bản (2007); Sổ Tay Cải Tạo Nền – Các Chất Đông Cứng Dạng Xi Măng (tiếng Nhật) SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 80 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ [16] Krishna Nag Rao; Numerical modeling and analysis of pile supported embankments, Master Thesis, University Texas [17] Technical manual of AliCC method for soft soil improvement, Pulic Works Reseach Institute [18] Miki, H & Nozu, M; Design numerical anaslysis of road embankment with low improvement ratio deep mixing method, Geo-Trans 2004 (2004) [19] Penta – Ocean construstion co.,LTD; Design Calucation For Soil Improvement In Container Yard [20] Rutugandha Gangakhedkar; Geosynthetic Reinforced Pile Supported Embankments (2004) [21] Nguyễn Minh Tâm, Hui- Joon Kim, Du – Hwoe Jung, nghiên cứu thí nghiệm cường độ đất sét trộn xi măng, Hội nghị khoa học công nghệ lần thứ 9, ĐH Bách khoa TP HCM ( 2005 ) [22] Lê Bá Vinh, Ứng dụng giải pháp cột đất vôi – xi măng để gia cố đất yếu, ĐH Bách khoa TP HCM ( 2005 ) [23] Paulo J.Venda Oliveira, João L.P Pinheiro, António A.S Correia, Numerical analysis of an embankment built on soft soil reinforced with deep mixing columns, ScienceDirect (2011) [24] Nguyễn Quốc Dũng, Nguyễn Quốc Huy Nguyễn Quý Anh Giới thiệu kết ứng dụng công nghệ khoan cao áp ( Jet-grouting) để thi công tường chống thấm cho số cơng trình thủy lợi [25] Trần Nguyễn Hồng Hùng (2015), Nghiên cứu ứng dụng cơng nghệ đất trộn xi măng nhỏ gọn - trộn ướt & sâu – gia cố đê bao chống lũ bảo vệ hoa màu An Giang [26] Phạm Văn Huỳnh (2014), “ Nghiên cứu xác định sức chịu tải đất gia cố trụ đất xi măng áp dụng cho cơng trình cầu đường” Tạp chí Giao thơng Vận tải 7/2014 [27] TCVN 9403:2012 GIA CỐ ĐẤT YẾU – PHƯƠNG PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG (2012), Bộ Xây dựng, chủ biên, Hà Nội [28] Bùi Văn Tuấn (2014), Nghiên cứu ảnh hưởng hàm lượng xi măng đến mô dun biến dạng cọc xi măng đất gia cố số khu vực đất yếu thành SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 81 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG LUẬN VĂN THẠC SĨ phố Cần Thơ, Luận văn thạc sĩ ngành địa kỹ thuật xây dựng, Trường Đại học Xây dựng [29] Trần Xuân Tùy Dương Kim Ái, “Mô hình thực nghiệm máy khoan phun cọc xi măng đất” [30] THE DEEPMIXING METHOD – Principle, Design anh Contrustion (2002), Coastal Development Institute of Technology (CDIT), Japan [31] K Suzuki, Usui, H anh Sasai, T cộng sự, “ Cement Deep Mixing Applied to soft clay in MeKong Delta” SVTH: NGUYỄN THÀNH THÂN 82 GVHD: TS PHẠM VĂN HÙNG ... nên tác giả nghiên cứu cọc đất gia cố xi măng đường kính nhỏ để xử lý móng cho nhà dân dụng thấp tầng đất khu vực huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp mà chưa nghiên cứu hết khu vực Đồng Bằng Sông... dựng đất yếu xử lý cọc đất gia cố xi măng Phạm vi nghiên cứu: Luận án nghiên cứu phương pháp xử lý đất yếu khu vực Huyện Tháp Mười, Tỉnh Đồng tháp cọc đất gia cố xi măng 1.4 Phương pháp nghiên. .. cọc đất gia cố xi măng đường kính nhỏ để xử lý móng cho nhà dân dụng thấp tầng khu vực huyện Tháp Mười, tỉnh Đồng Tháp? ?? rất cần thiết nhằm đáp ứng nhu cầu cấp thiết giải pháp xử lý móng