Cơng trình đang xảy ra sự cố lún, nghiêng cần phải tính tốn lại tải trọng để xác định tải trọng thực tế.
Dựa vào bản vẽ của cơng trình hiện hữu hoặc nếu khơng cĩ bản vẽ thì phải thực hiện khảo sát đo vẽ lại cơng trình để tính tốn chính xác tải trọng của cơng trình.
Dùng kết quả khảo sát địa chất theo phương pháp mới để xác định tính chất các lớp đất tại nơi cần khảo sát.
Cĩ tải trọng, cĩ tính chất của các lớp đất, kích thước của mĩng tính tốn khả năng chịu tải của mĩng hiện hữu.
Xác định vị trí lún nghiêng tính tốn đưa ra phương án gia cố sửa chữa các vị trí bị sự cố lún nghiêng…
2.3. Phƣơng pháp chống lún, nghiêng cho cơng trình
Ứng dụng chống lún cho cơng trình bằng phương pháp bơm vữa Polymer.
2.3.1. Các tính năng và tính chất của hỗn hợp vữa Polymer
Cơng nghệ nâng cao, lấy lại cao độ bằng phẳng, hỗ trợ và tăng cường ổn định cho cơng trình.
Ứng dụng cĩ thể thực hiện cho các tịa nhà và các kết cấu khác, sàn bê tơng và vỉa hè, khu dân cư, thương mại, cơng nghiệp và dân dụng bằng cách bơm vào trong đất một lượng vữa Polymer cĩ cấu trúc trương nở ở phía dưới các phần tử bị lún, thơng qua các lỗ hố khoan cĩ kích thước 16mm. Sau đĩ vữa nở ra sẽ nâng phần tử bị lún lên theo cao độ mong muốn.
Cải thiện khả năng chịu lực của đất bằng phương pháp bơm vữa Polymer nghĩa là làm cho đất dưới đáy mĩng được nén chặc lại và tăng khả năng chịu lực, bằng cách bơm hỗn hợp vữa Polyme vào sâu trong đất qua các tầng đất yếu.
Phương pháp bơm vữa Polymer an tồn và thân thiện với mơi trường. Tất cả các thành phần vữa Polymer hồn tồn được tính tốn bằng máy tính trước khi bơm sâu vào trong đất.
Đĩ là một vật liệu trơ khơng độc hại, cĩ tuổi thọ vơ hạn định và cĩ thể khơng tan vào mơi trường. Khơng theo nước mưa ngấm vào cống rãnh trong hoặc sau khi bơm và khơng cĩ dung mơi.
Phương pháp bơm vữa Polymer sạch sẽ, yên tĩnh và là được sử dụng trong các bệnh viện và nhà dưỡng lão cũng như các ngành cơng nghiệp thực
phẩm. Vữa Polymer nở rộng làm giảm tiêu thụ nguyên liệu so với phương pháp thay thế khác, cắt giảm đáng kể lượng khí thải trong quá trình sản xuất và vận chuyển. Quá trình xử lý khơng liên quan đến đến các máy mĩc thiết bị nặng. Khơng tạo ra chất thải chỉ sửa chữa thay thế, khơi phục lại khơng xây dựng lại.
2.3.1.1. Phuơng pháp bơm vữa Polymer nâng lên lấy lại cao độ ban đầu cho tấm bản sàn. đầu cho tấm bản sàn.
Phương pháp bơm vữa Polymer được sử dụng để nâng cao sàn bê tơng, đường giao thơng và thậm chí tồn bộ tịa nhà. Quá trình thi cơng nhanh chĩng và kinh tế tránh gây ra sự bất tiện cho các hoạt động đang diễn ra.
Vữa Polymer được bơm xuống dưới sàn bê tơng hoặc đáy mĩng thơng qua các lổ khoan và ngay lập tức hỗn hợp vữa được nở rộng lấp đầy các khoảng trống, sau đĩ tạo ra một áp lực làm nén phần đất lại rồi với áp lực đĩ sẽ nâng tấm bê tơng phía trên lên đến cao độ mong muốn và cao độ nâng lên đĩ được kiểm sốt chặt chẽ bằng các máy đo tia laser.
Lực đầm nén phụ cĩ thể nén chặt đất xuống đến 500mm trong nền đất yếu. Sự lan truyền của vật liệu và tốc độ nâng được kiểm sốt một cách chính xác, cẩn thận bằng Laser. Kết quả được thể hiện ngay lập tức và lâu dài. Với áp lực lên đến 400 kPa (40 tấn/m2), đĩ là áp lực cĩ thể để nâng sàn nhà hoặc cả một tịa nhà với hệ thống và máy mĩc thiết vẫn nằm yên tại chỗ, kết quả là sự tiết kiệm rất lớn cả thời gian và tiền bạc.
Hình 2.17. Một lỗ nhỏ 16mm được khoan xuyên qua tấm bê tơng.
Hình 2.18. Nhiều thành phần, cấu trúc vữa được bơm. Nĩ mở rộng ngay lập tức, lấp đầy các khoảng trống và nén chặt đất nền.
Hình 2.19. Tiếo tục bơm vữa cho tấm bản nâng lên và được kiểm sốt cao độ bằng tia laser.
Hình 2.20. Sau 30 phút xử lý thì diện tích xử lý cĩ thể hoạt động lại bình thường.
2.3.1.2. Sửa chữa gia cố cơng trình bằng phuơng pháp bơm vữa Polymer. Polymer.
Khi mĩng của cơng trình được nâng lên, các vết nứt thường khép lại. Đây là kết quả điển hình của phương pháp bơm vữa Polymer được thể hiện trong các bức ảnh "trước" và "sau" ở trên.
Hình 2.21. Hình ảnh trước và sau khi gia cố xử lý mĩng bằng phương pháp bơm vữa Polymer.
Với phương pháp bơm vữa Polymer thì khơng cần khai đào và khơng làm suy yếu cơng trình. Cảnh quan khơng bị ảnh hưởng. Hơn nữa, bức tường khơng bị phá hủy cục bộ, và việc chỉnh sửa được thực hiện thơng qua lỗ khoan 16mm.
Khi các tịa nhà đã bị hư hỏng, lún do lũ lụt, động đất hoặc từ đường ống bị hỏng thì thường chọn phương pháp bơm vữa Polymer để xử lý vì chi phí hợp lý, hiệu quả lâu dài và rất thuận tiện.
Sửa chữa khắc phực sự cố lún ở các sân bay bằng phương pháp bơm vữa Polymer
Đường băng, nhà chứa máy bay và đường vận chuyển hàng hĩa trong sân bay, nếu xuất hiện các hiện tượng lún, các vũng nước đọng là các mối nguy hiểm trong việc di chuyển của các thiết bị trong sân bay. Nên cần phải khắc phục các vị trí lún.
Phương pháp bơm vữa Polymer được thực hiện nhanh chĩng, kinh tế và vĩnh viễn. Khơng gây gián đoạn các hoạt động sân bay và cĩ thể hoạt động bình thường sau khi xử lý 30 phút.
Dưới đây là những hình ảnh sử dụng phương pháp bơm vữa Polymer tại sân bay Tân Sơn Nhất, khắc phục sự cố lún của các tấm bêtơng tại vị trí ra vào đường cất cánh, hạ cánh. Trong trường hợp này sự cố bắt nguồn từ sự rị rỉ đường ống thốt nước mưa và gây ra những khoảng trống dưới các tấm bêtơng.
Các đường ống được gia cố lại trước khi bơm vữa Polymer lấp đầy khoảng trống dưới các tấm bêtơng dọc theo 320 mét đường ống.
Bơm vữa Polymer để khắc phục sự cố lún ở các đường bêtơng xi măng, ở các bến cảng.
Hình 2.23. Gia cố xử lý đường bêtơng ximăng bằng phương pháp bơm vữa Polymer.
Phương pháp bơm vữa Polymer ngày càng được sử dụng rộng rãi trên tồn thế giới để khắc phục các vấn đề sự cố về mặt đường nhựa và mặt đường bêtơng ximăng, tái lập mặt bằng của đường cao tốc, nâng cao và chống lún các bản quá độ tại các mố ở đầu cầu.
Kết quả sau khi xử lý thì xe cộ cĩ thể chạy một cách êm thuận khi đi qua các đầu cầu. Các lỗ hổng dưới các bản quá độ đã được lấp đầy. Việc sửa chữa các tấm bêtơng tại các đầu cầu bằng phương pháp bơm vữa Polymer nĩi chung là kinh tế hơn so với việc phá bỏ và thay mới.
Hình 2.24. Gia cố xử lý bản quá độ tại các mố cầu bằng phương pháp bơm vữa Polymer.
Phương pháp bơm vữa Polymer, đĩ là một vật liệu thay thế hiệu quả, là một giải pháp đã được chứng minh lâu dài hơn so với phương pháp dùng kích nâng.
Sự phát triển của các phương tiện giao thơng hiện đại ngày càng tăng chính vì vậy tải trọng trùng phục xuất hiện liên tục sẽ gây hư hỏng cho các tuyến đường giao thơng một cách nhanh chĩng. Điển hình là các hiện tượng lún tại các vị trí ở đầu cầu, .... Tại các vị trí đĩ thường thì khơng được lu lèn đầy đủ bởi rất gần với mố cầu, thêm vào đĩ đất đắp tại các vị trí này dưới tác dụng của áp lực thường xuyên sẽ gây mất ổn định các bản quá độ theo thời gian.
Hình 2.25. Quá trình gia cố xử lý bản quá độ tại các mố cầu.
Phương pháp bơm vữa Polymer nâng sàn, tấm bêtơng - được sử dụng để nâng cao bản sàn bê tơng xi măng (bản quá độ tại các vị trí đầu cầu) trở lại đúng vị trí của nĩ. Quan trọng nhất, phương pháp bơm vữa Polymer bơm sâu cĩ thể được sử dụng để làm cố kết, tăng khả năng chịu tải của các tầng đất ở độ sâu cần thiết.
Làm việc với một làn đường tại một thời điểm và ở vị trí cần sửa chữa vào ban đêm, để giảm ảnh hưởng đến giao thơng cả trên đường phố ngoại ơ và đường cao tốc chính.
Hình 2.26. Khu vực đường ray hoạt động của cần cẩu đã được sửa chữa.
Hình 2.28. Tấm bê tơng ở khu vực bến cảng bị lún 50mm.
Hình 2.29. Quá trình bơm vữa Polymer được kiểm tra theo dõi bằng máy đo Lazer.
Hình 2.31. Các loại hư hỏng được sửa chữa bằng phương pháp bơm vữa Polymer.
2.4. Ứng dụng phƣơng pháp bơm vữa Polymer cho cơng trình cụ thể
Phương pháp thơng thường để nâng cao các tấm bê tơng tại chỗ hoặc để chống lún địi hỏi vữa Polymer bơm xuống dưới các tấm bêtơng phải tạo ra áp lực để nâng các tấm bêtơng lên. Qua các lổ khoan đường kính 16mm xuyên qua tấm bêtơng đến nền đất phía dưới tấm bêtơng, và vữa được bơm qua các lỗ khoan đĩ.
2.4.1. Các bƣớc của quá trình sử dụng phƣơng pháp bơm vữa Polymer đƣợc nêu dƣới đây
1. Xác định nơi tấm bêtơng cần được nâng lên và tiến hành khảo sát địa chất tại nơi đĩ sử dụng phương pháp bơm vữa Polymer.
2. Khoan lỗ khoan cĩ đường kính 16 mm qua tấm bêtơng và xuyên vào lớp đất bên dưới tấm bêtơng.
3. Một hệ hỗn hợp gồm hai thành phần được sử dụng để tạo ra vữa Polymer. Thành phần thứ nhất bao gồm một hỗn hợp của một hợp chất polyhydroxy, chất xúc tác, và nước, thành phần thứ hai là một hợp chất isocyanate (các hĩa chất được nhập từ Phần Lan). Hai thành phần được trộn lẫn và bơm đồng thời thơng qua các lỗ khoan. Các thành phần bắt đầu phản ứng 5-10 giây sau khi trộn. Các thành phần cĩ khối lượng 1000kg/m3. Nở rộng tối đa (trong khơng khí) gấp 30 lần thể tích ban đầu. Phản ứng này được
hồn thành trong 30-120 giây. Trong đất, vữa cĩ khối lượng riêng 150-300 kg/m3 nở rộng thể tích 3-6 lần so với ban đầu. Các vật liệu phản ứng khơng cĩ ảnh hưởng đến mơi trường, khơng tương tác với các chất khác trong đất.
Các chất hĩa học bắt đầu phản ứng ngay lập tức để tạo thành một loại vữa gọi là vữa Polymer cứng chắc tại chỗ. Thể tích của các chất khi phản ứng lập tức được mở rộng, do đĩ tạo ra áp lực để nén phần đất xung quanh vị trí bơm, sau khi lớp đất đã được cố kết thì phản lực lên các lớp đất đĩ tạo ra một lực để nâng các tấm bêtơng lên.
Quá trình bơm vữa cần được giám sát chặt chẽ để giảm thiểu nguy cơ nứt của các tấm bêtơng. Các mức tăng giảm được điều khiển bởi tỷ lệ chất phản ứng được bơm thơng qua các lỗ. Sử dụng các máy đo Laser để giám sát độ cao trong quá trình này.
4. Sau khi bơm sẽ xuất hiện phần vữa dư thừa thốt ra khỏi ống bơm. Lỗ khoan sẽ được trám lại bằng bêtơng cĩ cường độ cao.
Vữa Polymer nở rộng vào khoảng trống trong nền đường, nâng cao tấm bêtơng tạo ra sự ổn định của nền đường và tăng cường khả năng chịu lực của nền đường. Ngồi ra, vữa Polymer này cĩ một cấu trúc ngăn chặn nước xâm nhập cĩ thể gây ra sự mất ổn định nền đường.
Hình 2.32. Tấm bản đườngbêtơng bị lún lệch.
2.4.2. Những ƣu điểm của phƣơng pháp bơm vữa Polymer so với kỹ thuật lắp đặt tấm bêtơng thơng thƣờng
Thời gian sửa chữa ngắn hơn. Vữa Polymer đạt 90% cường độ chịu nén trong vịng 15 phút từ lúc bơm, lúc đĩ giao thơng trên đường cĩ thể hoạt động bình thường.
Thích hợp cho việc lấp các khoảng trống tỷ lệ trương nở 1:30 .
Tăng khả năng chịu nén và độ bền cao.
Ít lỗ khoan và lỗ khoan nhỏ khơng làm giảm sự suy yếu các bản sàn.
Vật liệu cĩ trọng lượng nhẹ, giảm khả năng xảy ra lún hơn nữa.
Đặc điểm của vật liệu làm giảm nguy cơ xâm nhập nước.
Đặc tính trơ của vật liệu trong nhiều mơi trường, hỗ trợ ổn định cho bản sàn.
Kiểm sốt quá trình sửa chữa tốt hơn.
2.4.3. Thực hiện bơm vữa Polymer
Dựa vào hồ sơ ban đầu dọc theo hai bên và phần trung tâm của đoạn đường. Máy đo Laser được lắp đặt trong suốt quá trình bơm vữa.
Các lỗ khoảng đường kính 16mm và sâu 500mm được khoan tại các vị trí khác nhau để tấm bêtơng được nân lên đồng đều ở các cạnh.
Hình 2.34. Khu vực xử lý đã hoạt động lại bình thường sau 30 phút.
2.4.4. Giá thành
Tồn bộ quá trình xử lý khoảng 10h phút và chi phí 27.195 đơla. Phương pháp bơm vữa xác định chi phí dự án bằng cách áp dụng đơn giá cho mỗi kg vật liệu bơm xuống. Đối với dự án này, 1.813 Kg vữa Polymer được sử dụng ở một mức giá đơn vị là 15 đơla cho mỗi kg.
2.4.5. Kết quả sau khi xử lý vấn đề lún của đƣờng bê tơng bằng phƣơng pháp bơm vữa Polymer
Cao độ cho 12 vị trí trên các tấm bêtơng ximăng được đo 4 ngày sau khi bơm vữa và được thể hiện trong Bảng 3. Tất cả các phép đo được thực hiện tương đối so với các điểm đánh dấu khảo sát gần đĩ, cao độ giả định ban đầu là 1000m.
Bảng 6: Cao độ cho 12 vị trí trên các tấm bêtơng ximăng
Vị trí Cao độ 1 2 3 4 5 6 999.3034 999.1568 999.1290 999.8224 999.8083 998.9910
7 8 9 10 11 12 999.1691 999.4211 999.4379 999.8299 999.7934 1000.1013
2.4.6. Thiết lập phƣơng pháp kiểm tra và đo lƣờng
Kiểm tra những ảnh hưởng của việc bơm vữa Polymer vào các lớp đất làm tăng cường độ và khả năng chịu tải của đất bên dưới các tấm bêtơng. Việc thử nghiệm với quy mơ rộng và đầy đủ làm giảm các lỗi trong quá trình bơm vữa cĩ thể xảy ra.
CHƢƠNG 3 - KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
3.1. Kết luận.
Từ các kết quả thực nghiệm thu được của phương pháp khảo sát mới sau đĩ so sánh với các kết quả SPT để rút ra các thơng số tính chất đất liên quan tương ứng. Qua tính chất của các lớp đất thu được đĩ tùy vào dạng kết cấu của cơng trình, mức độ lún nghiêng rồi tính tốn khả năng chịu lực của cơng trình hiện hữu, sau đĩ đưa ra các phương pháp gia cố, sửa chữa.
Ở đây tác giả chỉ nêu ra các tính chất của và tính năng của phương pháp bơm vữa Polymer. Từ đĩ cĩ thể áp dụng vào điều kiện địa chất ở Việt Nam nĩi chung và đặc biệt là tại các khu vực cĩ nền địa chất yếu như Hà Nội, Tp. HCM …
3.2. Kiến nghị.
Trong quá trình nghiên cứu tác giả thấy cần thiết phải cĩ thêm thời gian để cĩ thể thực hiện các cơng tác khảo sát song song với cơng tác thí nghiệm SPT, qua đĩ cĩ thể tổng hợp các kết quả một cách chính xác hơn.
Đồng thời hiện nay cĩ rất nhiều phương pháp chống lún tiến tiến của các nước trên thế giới nhưng cần phải nghiên cứu để cĩ thể áp dụng với điều kiện địa chất Việt Nam.
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt:
[1] Trần Văn Việt (2004), “Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật”, NXB Xây Dựng, Hà Nội.
[2] Phan Trường Phiệt (2005), “Cơ học đất ứng dụng và tính tốn cơng trình trên nền đất theo trạng thái giới hạn”, NXB Xây Dựng, Hà Nội.
[3] Châu Ngọc Ẩn (2010), “Nền mĩng”, NXB Đại học Quốc gia Tp. HCM”, Tp.