3 CỌC XIMĂNG ĐẤT
3.5Thực tế ứng dụng
3.5.1 Trên thế giới
Nước ứng dụng công nghệ xi măng đất nhiều nhất là Nhật Bản và các nước vùng Scandinaver. Theo thống kê của hiệp hội CDM (Nhật Bản), tính chung trong giai đoạn 80-96 có 2345 dự án, sử dụng 26 triệu m3 BTĐ. Riêng từ 1977 đến 1993, lượng đất gia cố bằng xi măng ở Nhật vào khoảng 23,6 triệu m3 cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án. Hiện nay hàng năm thi công khoảng 2 triệu m3.
Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, tổng khối lượng xử lý bằng cọc xi măng đất ở Trung Quốc cho đến nay vào khoảng trên 1 triệu m3. Tại Châu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan bắt đầu từ năm 1967. Năm 1974, một đê đất thử
nghiệm (6m cao 8m dài) đã được xây dựng ở Phần Lan sử dụng cột vơi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình dạng và chiều dài cột về mặt khả năng chịu tải.
3.5.2 Tại Việt Nam
Việt nam (IBST) là người đầu tiên đưa chất gia cố là xi măng vào (khởi thuỷ của phương pháp là cột vôi), điều này được khẳng định trong hội nghị gia cố sâu tổ chức tại Stockholm 2001. Tại Việt nam, phương pháp này được nghiên cứu từ những năm đầu của thập kỷ 80 (thế kỷ trước) với sự giúp đỡ của Viện Địa kỹ thuật Thuỵ Điển (SGI) với một thiết bị thi công, do TS Nguyễn Trấp làm chủ trì. Đề tài được kết thúc vào năm 1986 thiết bị được chuyển giao cho LICOGI. Cũng trong giai đoạn này một đề án tốt nghiệp về đề tài này được thực hiện ở trường Đại học Kiến trúc Hà nội (1983).Có hai luận văn cao học [1 tại ĐH Kiến trúc Hà nội (2003) và 1 ở ĐH Xây dựng HN (2004)] đã được bảo vê. Trong đó luận án của ĐH xây dựng đề cập đến chịu tải trọng ngang cho việc gia cố hố đào.
Vào năm 2000, do yêu cầu của thực tế, phương pháp này được áp dụng trở lại trong lĩnh vực xăng dầu, khi cơng trình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy nhiên có hiệu quả kinh tế cao. Đơn vị đưa trở lại phương pháp này ban đầu là COFEC và nay là C&E Consultants. Trong thời gian này song song với việc áp dụng rất nhiều thí nghiệm hiện trường
(quan trắc cơng trình) đã được thực hiên. Những thí nghiệm mang tính nghiên cứu này được C&E thực hiện và quy mô của nó khơng thua kém các đồng nghiệp khác. Hiện nay C&E đang thực hiện thí nghiệm quan trắc sự thay đổi áp lực nước nước dưới đáy khối gia cố (ở độ sâu > 20 m) tại TP. Hồ Chí Minh để xem xét lại tính thốt cố kết của đất nền dưới đáy khối gia cố. Hai đầu đo đã được lắp đặt để tiến hành nghiên cứu lâu dài.
Từ năm 2002 đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi măng đất vào xây dựng các cơng trình trên nền đất, cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hòa) đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi công bằng trộn khô; xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 21m, cao 9m ở Cần Thơ. Năm 2004 cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ (Hải Phịng), các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trong khoảng 20m. Tháng 5 năm 2004, các nhà thầu Nhật Bản đã sử dụng Jet - grouting để sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà Nội). Năm 2005, một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thốt nước khu đơ thị Đồ Sơn - Hải Phòng, dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu ...
Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt cao áp (Jet-grouting) từ Nhật Bản. Đề tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này trong nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng của hàm lượng XM đến tính chất của xi măng đất,... nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vào xử lý đất yếu, chống thấm cho các cơng trình thuỷ lợi. Nhóm đề tài cũng đã sửa chữa chống thấm cho Cống Trại (Nghệ An), cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C (Long An)...
Tại thành phố Đà Nẵng, cọc xi măng đất được ứng dụng ở Plazza Vĩnh Trung dưới 2 hình thức: Làm tường trong đất và làm cọc thay cọc nhồi.
Tại Tp. Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất được sử dụng trong dự án Đại lộ Đông Tây, một số building như Saigon Times Square …Hiện nay, các kỹ sư Orbitec đang đề xuất sử dụng cọc xi măng đất để chống mất ổn định cơng trình hồ bán nguyệt – khu đơ thị Phú Mỹ Hưng, dự án đường trục Bắc – Nam (giai đoạn 3) cũng kiến nghị chọn cọc xi măng đất xử lý đất yếu. Tại Quảng Ninh, cơng trình nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh đã áp dụng công nghệ phun ướt, địa chất cơng trình phức tạp gặp đá mồ côi ở tầng địa chất cách cao độ mạt đất 11 - 12m, đất đồi cứng khó khoan tiến độ cơng trình địi hỏi gấp, lúc cao điểm lên đến 6 máy khoan[6]. Tại Hà nội, Hầm đường bộ Kim Liên được xây dựng trong khu vực địa chất yếu, nhất là khu vực phía đuờng Đào Duy Anh, chính vì vậy nền đất dưới hầm đã được cải tạo bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng với chiều dày khoảng 1.5-6m. Việc gia cố đất tại đáy bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng không nhằm gia cố nền đất mà chỉ với mục đích chống trượt trồi khi đào xuống độ sâu lớn (trên 10m) và cũng không phải gia cố tại tất cả các vị trí đào mà căn cứ theo điều kiện địa chất từng khu vực, có nơi gia cố, có nơi khơng. Việc gia cố ít nhiều có ảnh hưởng đến độ lún của các đốt hầm.[7]. Đường Láng Hòa Lạc nối Thủ đô Hà Nội với khu công nghệ cao Hào Lạc đi qua nhiều sơng ngịi và có nhiều gia cắt với đường bộ, đường sắt, dọc theo con đường này có nhiều hạng mục cơng trình trong q trình thi cơng đã
dùng cọc xi măng đất để xử lý nền đất yếu, chống lún chống trượt đất cho mái dốc, ổn định đất đường hầm.
Số liệu về một số cơng trình sử dụng cọc xi măng đất
STT Tên cơng trình Đường
kính cọc(m)
Tổng mét dài đã thi công (m)
Công nghệ trộn 1 Đường vào sân đỗ cảng hàng không
Cần Thơ
0.6 32.000 Trộn ướt
2 Nhà máy điện Nhơn Trạch I Đồng Nai 0.6 15.000 Trộn khô 3 Đường nối cầu Thủ Thiêm với đại lộ
Đông Tây
0.6 100.000 Trộn khô
4 Hầm chui đường sắt vành đai đường
Láng Hoà Lạc Km 7+358
0.6 150.000 Trộn khô
5 Đường băng sân bay Cần Thơ 0.6 300.000 Trộn ướt