ĐỀ tài NGHIÊN cứu xử lý nền đất yếu đê BIỂN áp DỤNG sửa CHỮA, NÂNG cấp đê BIỂN gò CÔNG xã tân điền TIỀN GIANG

ĐẠI HỌC GIAO THƠNG VẬN TẢI TP.HCM Khoa Cơng Trình Giao Thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH:KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN - ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG HVTH: Võ Thị Linh GVHD: TS Bùi Thị Thùy Duyên Tp.HCM - 10/1/2017 LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH:KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH THỦY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN - ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG HVTH: Võ Thị Linh GVHD: TS Bùi Thị Thùy Duyên Tp.HCM - 10/1/2017 NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG NỘI DUNG: – TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI – PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT XI MĂNG – ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG- TIỀN GIANG - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG PHẦN : TÍNH CẤP THIẾT  Đê biển Gị Cơng dài 21,195km tuyến đê giữ vai trò tiền tiêu chống chịu bão tố, triều cường hàng năm đáp ứng mục tiêu ngăn mặn giữ cho vùng Tiền Giang  Hiện tuyến đê biển Gò Công bị uy hiếp nghiêm trọng nhiều nguyên nhân sóng, nước biển dâng, khai thác cát, …  Khoảng km đê xung yếu thuộc xã Tân Điền bị lún sụp đê => hoàn toàn đai rừng phịng hộ, đe dọa an tồn cho dân cư ven biển 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Đảm bảo an toàn cho tuyến đê biển Gị Cơng – phát huy vai trị bảo vệ sản xuất, đời sống nhân dân vùng cần thiết  Nền đất tự nhiên đặc biệt đất yếu ĐBSCL không đáp ứng khả chịu tải cơng trình nhà cửa, cầu cống, đê đập…  Cần có giải pháp cải thiện đất để làm tăng tốc độ cố kết, tăng khả chịu tải nền, thoát nước nhanh,…  Có giải pháp xử lí sau:  Đệm cát - bóc bỏ lớp đất yếu thay lớp cát có khả chịu lực lớn hơn; không áp dụng cho vùng có MN ngầm lớn  Cọc cát - Làm cho độ rỗng, độ ẩm đất giảm đi, trọng lượng thể tích, modun biến dạng, lực dính góc ma sát tăng lên 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG  Giếng cát - nước lỗ rỗng chính, tăng nhanh q trình cố kết, làm cho độ lún nhanh chóng ổn định  Bấc thấm – tăng khả thoát nước, đẩy nhanh cố kết; áp dụng cho đất sét, đất cát Phải dự báo cố kết / lún trước thiết kế bấc thấm  Coc đất – xi măng: hỗn hợp đất nguyên trạng nơi gia cố xi măng phun xuống đất thiết bị khoan phun Ưu điểm:  Công nghệ Cọc xi măng - đất có khả xử lý sâu đến 50m,  Thích hợp với loại đất yếu (từ cát thô bùn yếu)  Dễ điều cường độ quản lý chất lượng thi công 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Biện pháp xử lý hiệu kinh tế ?  Cọc Đất Xi măng 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Coc đất – xi măng (CĐXM) Tồn tại:  Mới tập trung nghiên cứu vấn đề thi công vật liệu  Chưa đề cập nhiều đến ứng xử cục trạng thái ứng suất, biến dạng sau gia cố;  Ảnh hưởng tham số hình học đường kính cọc (ds), khoảng cách cọc (a) tới ứng xử cục chưa nghiên cứu cụ thể Luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp xử lý đất yếu CĐXM cho đê biển Gị Cơng - Tiền Giang Luận văn mô gia cố cọc xi măng đất để làm rõ:  mối quan hệ D, L, a với độ lún sau gia cố Khẳng định khả ổn định 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG PHẦN : PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT XI MĂNG 2.1 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng  Thế giới : • Cột xi măng đất phát triển từ năm 1970 Thụy Điển • Trong năm 1990, việc phát triển trộn sâu áp dụng rộng rãi Châu Âu, Châu Á Bắc Mỹ • Hiện Nhật Bản nước có cơng nghệ CĐXM phát triển giới  Việt Nam: • Bắt đầu nghiên cứu từ năm 80 kỷ trước với giúp đỡ Viện Địa kỹ thuật Thụy Điển • Năm 2001, có số dự án bắt đầu ứng dụng CĐXM vào xây dựng cơng trình đất: 10/1/2017 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 2.2 Nguyên lý gia cố  Công nghệ thi công cọc xi măng - đất với kết tạo cột đất gia cố từ vữa xi măng hòa trộn với thân đất Nhờ có xi măng bơm phun với áp suất cao, phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xới tơi hòa trộn với xi măng, sau đông cứng tạo thành khối đồng gọi Cọc xi măng đất  Cường độ chịu nén xi măng đất từ dao động khoảng 20 ÷ 250 kg/ cm2, tuỳ thuộc vào loại, hàm lượng xi măng tỷ lệ đất 10/1/2017 10 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 2.3 Các phương pháp tính tốn CĐXM 2.3.1 Phương pháp tính toán theo quan điểm CĐXM làm việc cọc - Đánh giá theo TTGH 1: Sức chịu tải - Đánh giá theo TTGH 2: Biến dạng lún 2.3.2 Phương pháp tính tốn theo quan điểm tương đương - Cọc ĐXM đất xung quanh (chưa gia cố) xem loại tương đương đồng với tính chất lý td , ctd , Etd , qutd tăng lên - Theo phương pháp tính tốn này, tốn gia cố đất có tiêu chuẩn cần kiểm tra: tiêu chuẩn cường độ tiêu chuẩn biến dạng 10/1/2017 11 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 2.4 – Biện Pháp Thi Công 10/1/2017 12 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG PHẦN : ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG 3.1 Giới thiệu chung cơng trình đê biển Gị Cơng Thơng số hình học Hiện Trạng Thiết kế Chiều dài km 5km Cao trình đê biển +4.00 +4.2 4m 7.5 8.2 12.6 6.0 8.4 Chiều rộng mặt đê B Mái đê phía biển - mB Mái đê phía đồng mĐ Lớp 1: Sét độ dẻo cao màu xám xanh, xám nâu, chảy đến dẻo chảy Lớp 1a: Sét màu xám nâu, vàng nhạt, dẻo mềm đến dẻo cứng Lớp 2: Cát lẫn bụi sét, màu xám vàng, xám trắng, kết cấu chặt vừa 10/1/2017 Mơ hình Plaxis 13 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 3.2 Xây dựng toán - Các trường hợp mô với Plaxis để xác định lún kiểm tra ổn định trạng, sau xử lí - Có phương án cọc khác nhâu bước cọc đường kính cọc xây dựng để tìm giải pháp xử lí hiệu Phương án Đường kính cọc ds (m) Khoảng cách cọc a(m) Chiều dài cọc Lc (m) PA1 0,5 2,0 7,0 PA2 0,7 2,0 7,0 PA3 0,9 2,0 7,0 PA4 0,5 3,0 7,0 PA5 0,7 3,0 7,0 PA6 0,9 3,0 7,0 (*) Chiều dài cọc L=7m (hết chiều dày lớp đất yếu bùn sét) 10/1/2017 14 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 3.3 Kết - phân tích đánh giá: 3.3.1 Lún theo thời gian đê: - Cọc có D giống phương án bố trí hệ cọc có bước cọc a nhỏ gia cường tốt - Với cách bố trí bước cọc a tác dụng cọc thay đổi tuyến tính tăng theo đường kính cọc Nếu a = 2m cọc có đường kính D = 0.9m (phương án PA3) làm cho gia cường tốt - Dựa kết mô thấy trường hợp xử lí với pa4 có D=0.5m, a=3.0m có tốc độ lún cố kết lớn 10/1/2017 15 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Hình: mơ trạng đê phần mềm Plaxis 10/1/2017 16 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Hình:Mơ phương án xử lí với CĐXM phần mềm Plaxis 10/1/2017 17 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 3.2 Đánh giá khả chống trượt ổn định đê Trường Hợp Tính Hệ số chống trượt Fs PA0: Khơng xử lí 1.668 PA1: D = 0.5m, a = 2.0m 2.204 PA2: D = 0.7m, a = 2.0m 2.193 PA3: D = 0.9m, a = 2.0m 2.201 PA4: D = 0.5m, a = 3.0m 2.196 PA5: D = 0.7m, a = 3.0m 2.199 PA6: D = 0.9m, a = 3.0m 2.219  Kết cho thấy xử lí có tính ổn định cao so với trạng (Fs >2) 10/1/2017 18 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Hình: Mơ ổn định phần mềm Plaxis (trường hợp chưa xử lý gia cố) 10/1/2017 19 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG Hình: mơ ổn định phần mềm Plaxis (trường hợp gia cố cọc đất xi măng) 10/1/2017 20 HVTH- VÕ THỊ LINH NGHIÊN CỨU XỬ LÍ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP NỀN ĐÊ BIỂN GỊ CƠNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG 3.4 Lựa chọn phương án xử lí sửa chữa-nâng cấp đê biển Độ lún Hệ số Hệ số PA bố trí 30 năm Fs as PA1: D = 0.5m, a = 2.0m 18,88