Nghiên cứu, ứng dụng phương pháp cọc xi măng đất để xử lý nền đất yếu dưới nền đường mậu thân sân bay trà nóc tp cần thơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA    NGUYỄN TẤN HƯNG NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỌC XIMĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG MẬU THÂN – SÂN BAY TRÀ NÓC TP CẦN THƠ Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số ngành : 60.58.60 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP Hồ Chí Minh , tháng 06 năm 2013 Cơng trình hồn thành tại: Trường Đại học Bách Khoa – ĐHQG-HCM Cán hướng dẫn khoa học : PGS TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét : Cán chấm nhận xét : Luận văn Thạc sĩ bảo vệ Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp HCM ngày………tháng………năm …… Thành phần hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm: Xác nhận Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV Chủ nhiệm Bộ môn quản lý chuyên ngành sau luận văn sửa chữa (nếu có) CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG TRƯỞNG KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TRƯỜNG Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: NGUYỄN TẤN HƯNG Ngày, tháng, năm sinh: 01-01-1989 MSHV: 11864424 Nơi sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số : 60.58.60 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỌC XIMĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG MẬU THÂN – SÂN BAY TRÀ NÓC, THÀNH PHỐ CẦN THƠ II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG: Mở đầu - Chương : Tổng quan phươ ng pháp xử lý đất yếu cọc ximăng đất - Chương : Cơ sở lý thuyết tính tốn cọc ximăng đất - Chương : Thí nghiệm xác định tỷ lệ ximăng/đất phù hợp cho khu vực Thành phố Cần Thơ - Chương : Nghiên cứu, ứng dụng cọc ximăng đất để xử lý đất yếu đường Mậu Thân – sân bay Trà Nóc, TP Cần Thơ Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : ngày 21 tháng 01 năm 2013 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : ngày 21 tháng 06 năm 2013 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : PGS.TS VÕ PHÁN Tp HCM, ngày tháng năm 20 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN (Họ tên chữ ký) CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO (Họ tên chữ ký) PGS.TS VÕ PHÁN PGS.TS VÕ PHÁN TRƯỞNG KHOA (Họ tên chữ ký) LỜI CẢM ƠN Lời đầu tiên, tác giả xin gửi lời tri ân đến Thầy PGS.TS VÕ PHÁN Thầy tận tình hướng dẫn, giúp đỡ định hướng nghiên cứu cho tác gi ả hoàn thành luận văn tốt nghiệ p Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn đến c ác Quý Thầy, Cơ Bộ mơn Địa móng – Khoa Kỹ thuật xây dựng – Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh truyền đạt kiến thức, Thầy , Cơ phịng Đào tạo sau đại học tạo nhiều thuận lợi cho tác giả suốt thời gi an học tập, nghiên cứu thực luận văn tốt nghiệp Xin chân thành cảm ơn bạn lớp Địa Kỹ Thuật Xây Dựng Khoá 2011 sẵn sàng hỗ trợ giúp đỡ tác giả Xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến Cha Mẹ, Anh Chị Em người ủng hộ, động viên khích lệ tinh thần tác giả suốt trình học thực luận văn Với kiến thức kinh nghiệm thân hạn chế chắn khơng tránh khỏi thiếu sót thực Luận văn Kính mong q Thầy, Cơ bạn đồng nghiệp đóng góp để luận văn hồn thành tốt TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2013 Học viên Nguyễn Tấn Hưng ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỌC XI MĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯ ỚI NỀN ĐƯỜNG MẬU THÂN -SÂN BAY TRÀ NÓC TP CẦN THƠ HỌ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN TẤN HƯNG MSHV: 11864424 Cán hướng dẫn : PGS TS VÕ PHÁN Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét 2: Đề cương Luận Văn Thạc Sĩ bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày………tháng………năm …… TÓM TẮT Tên đề tài “ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CỌC XIMĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯ ỜNG MẬU THÂN-SÂN BAY TRÀ NĨC TP CẦN THƠ” Tóm tắt Thành phố Cần Thơ khu vực có tầng đất yếu tương đối dày rộng khắp Vì việc xây dựng cơng trình có tải trọng lớn điều thử thách khó khăn cho kỹ sư xây dựng Nhiều phương pháp xử lý n ền đất yếu ứng dụng phát triển để cải thiện đất yếu , phương pháp mang lại hiệu kinh tế kỹ thuật cọc ximăng đất Thơng qua sử dụng cơng trình cụ thể đường Mậu Thân - sân bay Trà Nóc Thành phố Cần Thơ , tác giả trìn h bày kết nghiên cứu cấp phối đất trộn ximăng đưa khuyến cáo hàm lượng ximăng/đất cho kết cường độ tối ưu Đồng thời tác giả tính tốn cọc ximăng đất phương pháp giải tích mô p hỏng phần mềm Plaxis v8.5, so sánh kết hai phương pháp Sau nghiên cứu, tác giả đưa kiến nghị mật độ cọc, đường kính cọc, chiều dài cọc để đạt hiệu tối ưu điều kiện địa chất khu vực thành phố Cần Thơ SUMMARY OF THESIS NAME OF THESIS: “STUDY AND APPLY THE SOIL CEMENT PILE METHOD TO HANDLE THE SOFT GROUND BELOW THE MAU THAN – TRA NOC AIR PORT ROAD IN CANTHO CITY” ABSTRACT: Can Tho city has relatively weak soil that is thick and spread Therefor, when building constructions of the huge load have many challenges and difficulties for engineering There are many soft soil treatment methods that are used and developed to improved the soft soil, one of these methods which is useful for economy and technology is soil cement pile Thoughout the use of a particular is Mau Than – Tra Noc Air port road in Can Tho city, the author presents the result of researching the ground mix cement – soil and make recommendations on the content between cement – soil to achieve optimal efficency of strenth In addition, the author uses analytical methods and Plaxis 8.5 software, then compares two methods After studying, the author makes recommendations on the density of pile, diameter of pile, the length of the pile to achive optimal efficiency in soil layer of Can Tho city LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đề tài tơi thực Số liệu phân tích hình ảnh thí nghiệm đề tài tơi thu thập khơng trùng với nghiên cứu khoa học trước TP Hồ Chí Minh, ngày 21 tháng 06 năm 2013 Học viên Nguyễn Tấn Hưng KÝ HIỆU SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN  (kN/m3) : Dung trọng đất tự nhiên c (kN/m2) : Lực dính đất  (o) : Góc ma sát τ (kPa) : Sức chống cắt đất Cri : Chỉ số nén lún hồi phục ứng với trình dỡ tải Cci : Chỉ số nén lún h ay độ dốc đoạn đường cong nén lún eo : Hệ số rỗng lớp đất trạng thái tự nhiên ban đầu Eo (kN/m2) : Module biến dạng đất W (%) : Độ ẩm tự nhiên wp (%) : Giới hạn dẻo wL (%) : Giới hạn nhão IP (%) : Chỉ số dẻo IL (%) : Độ sệt Δσ’v (kN/m2) : Gia tăng ứng suất thẳng đứng σ’p (kN/m2) : Ứng suất tiền cố kết σbt (kN/m3) : Ứng suất thẳng đứng trọng lượng thân lớp đất ng (kN/m2) : Ứng suất tải trọng Rtc (kN/m2) : Sức chịu tải tiêu chuẩn đất : Hệ số an toàn Fs Sc (m) : Độ lún cố kết đất S (m) : Độ lún ổn định : Diện tích tương đối cọc ximăng đất : Cường độ kháng nén n : Hệ số Poisson as qu (kPa) ν đ (kN/m3) : Dung trọng vật liệu đắp Ecol (kN/m2) : Module biến dạng cọc ximăng đất Ccol (kN/m2) : Lực dính cọc ximăng đất φcol (o) : Góc ma sát cọc ximăng đất Acol (m2) : Diện tích cọc ximăng đất col (kN/m3) : Trọng lượng riêng củ a cọc ximăng đất Esoil (kN/m2) : Module biến dạng đất yếu gia cố Csoil (kN/m2) : Lực dính đất yếu gia cố φsoil (o) : Góc ma sát đất yếu gia cố Asoil (m2) : Diện tích đất yếu gia cố soil (kN/m3) : Trọng lượng riêng đất yếu gia cố Etđ (kN/m2) : Module biến dạng tương đương Ctđ (kN/m2) : Lực dính tương đương φtđ (o) : Góc ma sát tương đương tđ (kN/m3) : Trọng lượng riêng tương đ ương 800 Cường độ nén đơn, kPa 700 600 500 qu 400 300 200 100 0 10 15 20 Thời gian (ngày) 25 30 Hình Đồ thị biểu diễn phát triển cường độ chịu nén đơn theo thời gian mẫu đất trộn ximăng tương ứng với hàm lượng ximăng 14% 900 800 Cường độ nén đơn, kPa 700 600 500 qu 400 300 200 100 0 10 15 20 Thời gian (ngày) 25 30 Hình Đồ thị biểu diễn phát triển cường độ chịu nén đơn theo thời gian mẫu đất trộn ximăng tương ứng với hàm lượng ximăng 15% 900 Cường độ nén đơn, kPa 800 700 600 500 400 qu 300 200 100 0 10 15 20 25 30 Thời gian (ngày) Hình Đồ thị biểu diễn phát triển cường độ chịu nén đơn theo thời gian mẫu đất trộn ximăng tương ứng với hàm lượng ximăng 16% 900 Cường độ nén đơn qu, kPa 800 700 600 Hàm lượng XM 16% Hàm lượng XM 15% 500 Hàm lượng XM 14% 400 Hàm lượng XM 13% 300 200 10 15 20 25 30 Thời gian (ngày) Hình Đồ thị biểu diễn phát triển cường độ chịu nén đơn theo thời gian mẫu đất trộn ximăng tương ứng với hàm lượng ximăng 13%; 14%, 15% 16% 28 ngày 700 Cường độ kháng nén đơn 600 500 400 13% 300 200 100 0 biến dạng % Hình 10 Đồ thị biểu diễn quan hệ cường độ kháng nén đơn q u (kPa) chuyển vị e (%) tương ứng với hàm lượng ximăng 13% 28 ngày 800 Cường độ kháng nén đơn 700 600 500 14% 400 300 200 100 0 biến dạng % Hình 11 Đồ thị biểu diễn quan hệ cường độ kháng nén đơn q u (kPa) chuyển vị e (%) tương ứng với hàm lượng ximăng 14 % 28 ngày 900 800 Cường độ kháng nén đơn 700 600 500 15% 400 300 200 100 0 biến dạng % Hình 12 Đồ thị biểu diễn quan hệ cường độ kháng nén đơn qu (kPa) chuyển vị e (%) tương ứng với hàm lượng ximăng 15 % 28 ngày 900 Cường độ kháng nén đơn 800 700 600 500 16% 400 300 200 100 0 biến dạng % Hình 13 Đồ thị biểu diễn quan hệ cường độ kháng nén đơn q u (kPa) chuyển vị e (%) tương ứng với hàm lượng ximăng 16 % 28 ngày 900 Cường độ kháng nén đơn , Kpa 800 700 600 15% 500 16% 14% 400 13% 300 200 100 0 biến dạng % Hình 14 Đồ thị biểu diễn quan hệ cường độ kháng nén đơn qu (kPa) chuyển vị e (%) tương ứng với hàm lượng ximăng 13%; 14%, 15% 16% 28 ngày tuổi 10 Hình 15 Lấy mẫu trường 11 Hình 16 Thí nghiệm độ ẩm, giới hạn lỏng, giới hạn dẻo Hình 17 Cân khối lượng đất tự nhiên 12 Hình 18 Cân khối lượng ximăng thí nghiệm Hình 19 Tiến hành trộn ximăng với đất 13 Hình 20 Dùng bay gạt hỗn hợp ximăng đất bám dính máy trộn Hình 21 Tin hnh ỳc mu 14 Hỡnh 22 Dùng que gỗ đường kính 10 mm, dài 400 mm để đầm chọc Hình 23 Đưa mẫu vào máy ép để làm chặt mẫu 15 Hình 24 Đưa mẫu vào máy ép để làm chặt mẫu Hình 25 Xác định độ ẩm mẫu đất sau trộn ximăng 16 Hình 26 Mẫu sau đúc xong Hình 27 Bảo dưỡng mẫu tr ong nước 17 Hình 28 Lấy mẫu khỏi thùng bảo dưỡng cắt gọt mẫu Hình 29 Đo kích thước mẫu thí nghiệm 18 Hình 30 Nén mẫu ximăng đất máy nén trục không hạn chế nở hơng Hình 31 Mẫu đất sau thí nghiệm nén đơn trục TĨM TẮT LÝ LỊCH HỌC VIÊN I THƠNG TIN CÁ NHÂN: - Họ tên: NGUYỄN TẤN HƯNG Phái : Nam - Ngày sinh: 01/01/1989 Nơi sinh: Cần Thơ - Địa liên lạc: 93 Đề Thám, Phường An Cư , Quận Ninh Kiều , Thành phố Cần Thơ - Điện thoại liên lạc: Nhà riêng : 0710.3823280 Di động : 0932817981 II QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO: - Từ năm 2007 đến năm 2011: Sinh viên ngành xây dựng cơng trình thủy xây dựng dân dụng & công nghiệp - Khoa Công Nghệ - Trường Đại Học Cần Thơ - Từ năm 2011 đến năm 2013: Học viên Cao học ngành Địa Kỹ Thuật Xây Dựng – Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh III Q TRÌNH CƠNG TÁC: - Từ tháng 11/ 2011 đến nay, công tác Trường Cao Đẳng Cần Thơ , TP Cần Thơ ... nghiệm xác định tỷ lệ ximăng /đất phù hợp cho khu vực Thành phố Cần Thơ - Chương : Nghiên cứu, ứng dụng cọc ximăng đất để xử lý đất yếu đường Mậu Thân – sân bay Trà Nóc, TP Cần Thơ Kết luận kiến nghị... Tên đề tài “ NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ CỌC XIMĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯ ỜNG MẬU THÂN-SÂN BAY TRÀ NĨC TP CẦN THƠ” Tóm tắt Thành phố Cần Thơ khu vực có tầng đất yếu tương đối... sinh: Cần Thơ Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số : 60.58.60 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU, ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỌC XIMĂNG ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG MẬU THÂN – SÂN BAY TRÀ NÓC,