Nghiên cứu các giải pháp xử lý nền đất yếu
2.3.1.Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp trộn vô
Trong các thập niên 70 và 80 Liên Xô, Thụy Điển, Phần Lan và Nhật là các quốc gia đi đầu trong việc sử dụng phương pháp trộn vôi hiện đại để cải tạo nền đất yếu khi xây dựng các công trình có quy mô vừa và nhỏ như nhà xưởng, biệt thự, nhà 4- 5 tầng, nền đường, san lấp mặt bằng, các hợp chất hóa học có hoạt tính cao, thường được sử dụng trong xử lý nền là [CăOH)2], [Cao], [CăOH)2.MgO]. Khi trộn vôi vào đất, trong đất sẽ diễn ra các quá trình trao đổi cation, ximăng hóa và cacbonat hóạ
Trong quá trình trao đổi cation, các ion hóa trị 1 trong sét được thay thế bằng ion canxi hóa trị 2 của vôị Nhìn chung, phản ứng này làm giảm tính dẻo, tính biến dạng và làm tăng độ bền của đất.
Khi SiO2 và Al2O3, Fe2O3 của đất tác dụng với vôi sẽ tạo ra các aluminate tự nhiên. Thêm vào đó, nhiệt sinh ra trong quá trình phản ứng còn có tác dụng làm giảm độ ẩm của đất. Tuy nhiên, quá trình xi măng hóa diễn ra rất chậm và phụ thuộc vào loại đất, hàm lượng vôi và thời gian xảy ra phản ứng.
Quá trình cacbonat hóa diễn ra khi lượng vôi thêm vào không tác dụng với đất, mà chúng tác dụng với CO2 có trong đất hoặc không khí để tạo ra CaCO3. Lượng CaCO3 này làm giảm tính dẻo của đất và ngăn cản quá trình xi măng hóạ Do đó, khi cho vào đất một lượng vôi dư có thể làm giảm hiệu quả của công tác xử lý bằng vôị
Hình 2.2: Hình dạng và biện pháp thi công cột đất trộn vôi- xi măng
Độ bền của hỗn hợp vôi- đất phụ thuộc vào nhiều yếu tố như loại đất, thành phần, lượng vôi sử dụng, nhiệt độ và thời gian lưu hóạ Trong thực tế, độ bền của hỗn hợp vôi - đất không tăng tuyến tính với hàm lượng vôi, nếu hàm lượng vôi vượt quá một giới hạn nào đó độ bền của hỗn hợp vôi- đất sẽ giảm xuống. Lượng vôi tối ưu nằm trong khoảng từ 4,5- 8%, tỷ lệ sét trong đất càng cao lượng vôi thêm vào càng tăng. nhiệt độ càng cao thì tốc độ phản ứng xảy ra càng nhanh và làm cho độ bền của đất tăng lên. khi nhiệt độ xuống thấp hơn 4 C phản ứng vôi- đất bị chậm lại hoặc không xảy rạ Các kết quả nghiên cứu của Bell và Courthard (1990) cho thấy độ bền của hỗn hợp vôi - đất đạt giá trị cực đại và ổn định với thời gian lưu hóa khoảng một vài tháng. Một nhân tố nữa ảnh hưởng đến độ bền của hỗn hợp vôi- đất là độ ẩm tự nhiên của nó. Nhìn chung, độ bền của hỗn hợp vôi- đất càng giảm khi độ ẩm càng tăng.
Với các ưu điểm là tiến độ thi công nhanh, sử dụng các vật liệu sẵn có tại địa phương, chi phí thấp và rất phù hợp với các công trình xây dựng có quy mô vừa và nhỏ, trong thời gian gần đây phương pháp xử lý nền đất yếu bằng phương pháp trộn
vôi đã bắt đầu được áp dụng ở việt nam. Tuy nhiên, cơ sở lý thuyết phục vụ cho công tác thiết kế xử lý nền đất yếu bằng phương pháp trộn vôi vẫn chưa được hoàn thiện, chủ yếu dựa vào các kết quả thực nghiệm.
Hình 2.3: Hình dạng nền đường đắp xử lý bằng cột đất trộn vôi- xi măng