CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU CẤU TẠO, PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG VÀ ỨNG DỤNG CỌC VÔI- XIMĂNG- ĐẤT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO CÔNG TRÌNH NHÀ TỪ 3 ĐẾN 6 TẦNG
3.7. Một số trường hợp điển hình áp dụng thành công cọc đất vôi – xi măng trong nước
Việc dùng đất trộn với vôi để xây dựng các bức thành lũy, đắp tường nhà đã được cha ông chúng ta thực hiện từ rất lâu. Tuy nhiên, giải pháp dùng vôi trộn với đất để cải tạo tính chất cơ lý, nâng cao khả năng chịu tải của nền đất dưới công trình chỉ mới áp dụng cách đây khoảng 40 - 50 năm. Năm 1961 - 1962, cơ quan tiến hành những nghiên cứu sớm nhất ở Việt Nam về đất gia cố vôi dùng trong xây dựng mặt đường là bộ môn Đường trường Đại Học Bách Khoa (nay là bộ môn Đường ô tô và đường thành phố trường Đại học xây dựng HàNội ). Tiếp đó, nhiều cơ quan nghiên cứu khác như Viện Kỹ Thuật Giao Thông( nay là Viện Khoa học Công nghệ Giao Thông Vận Tải ) , Viện Thiết kế Bộ Giao thông - đã thực hiện đề tài này trong phòng thí nghiệm và trên các đoạn đường thử nghiệm:
Trần Hưng Đạo, Đại Cồ Việt - Hà Nội. Ngoài ra, trứơc 1975 giải pháp xử lý nền đường bằng gia cố vôi cũng đã được áp dụng cho tuyến đường QL4 ( nay là QL1A) từ Tp.Hồ Chí Minh đi Cần Thơ.
Khoảng giữa thập niên 70, trong một hiệp định hợp tác song phương, Công ty Linden - Alimak ( Thụy Điển ) đã xuất khẩu sang Việt Nam một dàn khoan thi công cọc vôi LPS4 trong số 6 dàn sản xuất đợt đầu ở Thụy Điển. Dàn khoan thi công cọc vôi này có thể thi công đạt độ sâu đến 8m. Vôi sống được chứa trong container với sức chứa 2 tấn kéo bởi dàn khoan thi công cọc và đựơc đưa đến vị trí thi công cọc bằng ống dẫn khí nén. Áp suất trong bồn nén khí khoảng 0,2MPa. Công suất thi công cọc khoảng 300m cọc/ca
Cũng chính từ các kinh nghiệm qua sử dụng dàn khoan thi công cọc vôi Linden - Alimal LPS4 trên đây ở Việt Nam, các chuyên gia Thụy Điển nhận ra rằng việc trộn vôi với xi măng sẽ nâng cao hiệu quả hơn.
Trong một vài năm gần đây, một vài công ty xây dựng ở Việt Nam có sử dụng thiết bị mua từ hãng Hercules AB Thụy Điển để thi công cọc xi măng theo phương pháp DJM xử lý nền móng cho các bồn chứa dầu ở đồng bằng sông Cửu Long ( chẳng hạn ở Khu Công Nghiệp Trà Nóc ). Phương pháp dùng cọc ximăng cho trường hợp vừa nêu với chiều dày lớp đất yếu trên 30m tỏ ra hiệu quả hơn về thời gian và giá thành so với các giải pháp khác như cọc bêtông cốt thép, đệm cát trên nền cừ tràm.
Naờm 2002 chuựng ta cuừng gia coỏ neàn cho coõng trỡnh Phuự Myừ 3 baống phửụng pháp cọc đất- ximăng.
Năm 2004 thực hiện việc gia cố nền đất yếu bằng phương pháp cọc đất ximăng, tại Tổng kho xăng dầu Nhà Bè và ở Tổng kho xăng dầu Miền tay cho bồn dầu 10000m3 và 12500m3.
Hình 3.20 Phương pháp gia cố nền được thi công ở công trình Phú Mỹ 3 Kết quả thực nghiệm qua quá trình khảo sát cọc đất-ximăng tại công trinh Phú Mỹ 3 và Bồn dầu ở khu công nghiệp Trà Nóc Tp.Cần Thơ
• Tại công trinh Phú Mỹ 3:
Điều kiện địa chất tại đây bao gồm : Lớp1: Lớp đất đắp
Lớp2: Bùn sét có cương độ kháng cắt không thoát nước 10-15kPa, độ ẩm 70%, chiều dày 10m.
Lớp3: Sét cứng.
Khi tính toán thiết kế các dữ liệu đầu vào là: Tải trọng ngoai tác dụng trên nên gia cố 50 kPa và độ lún ổn định là 10cm. Cường độ chống cắt của cọc đất- ximăng là 150 kPa.
Thực tế khảo sát tại hiện trường sau khi đã gia cố cọc đất- ximăng cho kết quả như sau:
Kết quả Thí nghiệm xuyên tĩnh.
Biểu đồ 3.10. Kết quả Thí nghiệm xuyên tĩnh tại công trình Phú Mỹ3 Kết quả quan trắc độ lún tại công trường Phú Mỹ 3 khi gia tải 50kPa
Biểu đồ3.11.Kết quả quan trắc lún tại công trình Phú Mỹ 3
• Bồn dầu tại khu vực Nhà Bè và khu công nghiệp Trà Nóc.
Tính chất cơ lý của đất nền.
Khu vực Nhà Bè.
Lớp1- Đất đắp có bề dày 0.8-1.2 sẽ bóc dỡ sau khi xây dựng Lớp2: Bùn sét trạng thái chảy có bề dày từ 27-28 m
Lớp3: Than bùn đang phân hủy dày từ 1-1.8m Khu vực Trà Nóc.
Lớp1- Đất đắp có bề dày 1.0-1.1 sẽ bóc dỡ sau khi xây dựng Lớp2: Sét xám nâu, xám đen trạng thái dẻo cứng dày 0.6m Lớp3: Bùn sét trạng thái chảy có bề dày từ 10.8-13m
Lớp4: Bùn sét xen kẹp cát co bề dày từ 16.0-16.9m Chỉ tiêu cơ lý của lớp đất cần được xử lý:
Bảng 4. Hàm lượng ximăng cho mổi công trình Đặc trưng cơ lý của các lớp đất nền Lớp 2
(buứn seùt)
Lớp 3 (buứn
seùt)
Lớp 4 (bùn sét kẹp cát) Thử
tự Địa điểm Nhà
Beứ
Trà nóc
Trà nóc
1 Bề dày tầng đất yếu m 28 12 16.5
2 Dung trong tự nhiên γw T/m3 1.49 1.51 1.721
3 Độ ẩm tự nhiên W % 83.48 76.87 46.63
4 Dung trọng khô γc T/m3 0.82 0.85 1.17
5 Tỷ trọng ∆ 2.67 2.68 2.67
6 Độ bảo hoà G,% 96.15 96.40 97.6
7 Heọ soỏ roồng εo 2.290 2.135 1.276
8 Thành phần cở hạt: 53.60 51.4 32.2
9 Hạt bụi 33.27 32.3 38.1
10 Hạt cát 13.13 16.3 29.7
11 Hạt sỏi sạn 0 0 0
12 Giới hạn chảy Wl 63.67 61.33 43.88 13 Giới hạn dẻo Wp 38.00 35.67 27.63 14 Chổ soỏ deỷo Ip 25.67 25.67 16.25 15 Độ sệt B 1.77 1.61 1.17 16 Góc ma sát trong tiêu chuẩn ϕ 2o38 3o19 4o57 17 Lực dính tiêu chuẩn C, Kg/cm2 0.070 0.071 0.085 18 Môđung biến dạng E1-2 (kg/cm2 6.87 7.39 15.63 Hàm lượng ximăng cho mổi công trình:
Bảng 5 Hàm lượng ximăng cho mổi công trình Lọai đất Địa diểm Hàm lượng
hạt sét (d≤0.5àm)
Lượng ximăng duứng cho 1m3
cọc (kg)
Cương độ đạt sau 28 ngày
(kg/cm2)
Bùn sét Nhà Bè 53.6 140 8.4
Bùn sét Trà Nóc 51.4 120 8.4
Bùn sét pha cát Trà Nóc 32.2 120 8.4
Biểu đồ3.12. Thí nghiêm nén đơn trong phòng thí nghiệm a- Sau 14 ngày cường độ đạt 8.41kg/cm2
b- Sau 28 ngày cường độ đạt 8.67kg/cm2
Tại Nhà Bè tiến hành quan trắc lún với gia tải 14,04 T/m2
Biểu đồ3.13. Kết quả quan trắc lún tại công trình Nhà Bè.
Tại Trà Nóc tiến hành quan trắc lún với gia tải 17,04 T/m2
Biểu đồ3.14. Kết quả quan trắc lún tại công trình Nhà Bè.