a .Đường kớnh cọc(D) cố định, khoảng cỏch cọc (d) thy đổi
3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG
Trong chương này NCS đó sử dụng mụ hỡnh đối xứng trục là mụ hỡnh để tớnh toỏn cỏc bài toỏn trờn 2 phần mềm Lagaprogs 5.1 và Plaxis V 8.2 kết hợp với kiểm tra bằng Exel trờn cơ sở cỏc cụng thức tiờu chuẩn về thiết kế CĐXM. NCS cũng đó thực hiện tớnh với cỏc trường hợp địa chất đại diện cho địa chất của cỏc vựng miền khỏc nhau ở nước ta nhằm khảo sỏt ảnh hưởng của đường kớnh cọc, khoảng cỏch cọc (tỷ lệ khoảng cỏch trờn đường kớnh cọc d/D) và chiều dài cọc đến sự làm việc của nền đất yếu sau gia cố. Kết quả tớnh toỏn nhằm mục đớch cho phộp cú cỏc kiến nghị để lựa chọn cỏc thụng số hợp lý khi sử dụng hệ CĐXM trong gia cố nền đường đắp trờn đất yếu.
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
KẾT LUẬN
1. Luận ỏn đó giới thiệu tổng quan về lịch sử phỏt triển; ưu, nhược điểm và phạm vi ỏp dụng của cỏc phương phỏp gia cố nền đất yếu đặc biệt là phương phỏp sử dụng hệ CĐXM để xử lý nền đất đắp trờn đất yếu ở trong và ngoài nước. Phõn tớch và làm rừ cỏc tồn tại liờn quan đến cụng tỏc tớnh toỏn thiết kế hệ CĐXM hiện nay.
Cỏc đặc điểm về cụng nghệ thi cụng, cỏc phương phỏp tớnh toỏn, cỏc mụ hỡnh tớnh toỏn, đặc biệt là cỏc mụ hỡnh số bằng phương phỏp phần tử hữu hạn cũng được phõn tớch chi tiết trong luận ỏn.
NCS đó nghiờn cứu, lựa chọn mụ hỡnh tớnh toỏn hợp lý khi thiết kế hệ CĐXM để gia cường nền đường đắp trờn đất yếu là bài toỏn đối xứng trục được giải bằng phương phỏp phần tử hữu hạn trờn phần mềm Plaxis V8.2. Qua đú đó tiến hành khảo sỏt nhiều bài toỏn khỏc nhau ở cỏc điều kiện địa chất khỏc nhau (loại địa chất thường gặp trong điều kiện Việt Nam) cho hệ CĐXM. Cỏc tớnh toỏn được xử lý bằng phần mềm Plaxis V8.2 đó được so sỏnh bằng cỏc tớnh toỏn tương tự trờn phần mềm LagaProgs V5.2 kết hợp với cỏc bảng Exel và đối chiếu với những số liệu thiết kế thực tế của dự ỏn nhằm khẳng định độ tin cậy và tớnh chớnh xỏc của cỏc kết quả thu được.
2. Thụng qua việc lựa chọn mụ hỡnh tớnh toỏn hợp lý ở chương II và cỏc kết quả tớnh toỏn đó trỡnh bày trong chương III cho phộp NCS rỳt ra cỏc kết luận sau:
Độ lỳn của nền đất chia thành 2 phần rừ rệt, phần CĐXM do cú độ cứng lớn (mụ đun đàn hồi lớn) nờn cú độ lỳn nhỏ nhất và gần như khụng thay đổi trờn toàn chu vi cọc, trong khi đú độ lỳn của phần đất xung quanh cọc thay đổi khỏ lớn (phần đất nằm xa tim cọc nhất cú độ lỳn lớn nhất).
Khi giữ nguyờn đường kớnh và tăng khoảng cỏch cọc hoặc giữ nguyờn khoảng cỏch và giảm đường kớnh cọc thỡ độ lỳn tổng thể (độ lỳn của phần CĐXM và của phần đất yếu) cựng tăng lờn, sự chờnh lệch độ lỳn của phần CĐXM (nơi cú độ cứng lớn) so với phần đất yếu (nơi cú độ cứng nhỏ) cũng tăng lờn và ở vựng chuyển tiếp độ cứng này cú sự tập trung ứng suất lớn. Khi tỷ lệ đường kớnh bộ hơn hoặc xấp xỉ bằng 2 lần khoảng cỏch cọc thỡ chờnh lệch độ lỳn tương đối giữa phần cọc và phần đất yếu gần như là khụng đổi, nhưng khi tỷ lệ đú tăng lờn trờn 3 lần thỡ chờnh lệch độ lỳn tương đối giữa phần cọc và phần đất yếu tăng rất nhanh.
Khi giữ nguyờn đường kớnh, khoảng cỏch cọc, thay đổi chiều dài cọc, nếu chiều dài cọc bộ hơn chiều dày lớp đất yếu thỡ độ lỳn tổng thể của nền đất là rất lớn, khi chiều dài cọc bằng chiều dày lớp đất yếu thỡ độ lỳn tổng thể giảm và gần như khụng thay đổi cho dự cú tăng chiều dài cọc gia cố.
Khi chiều dày lớp đất yếu bộ (khoảng 20 m) thỡ ảnh hưởng của sự thay đổi
chiều dài CXMĐ đến độ lỳn của bề mặt nền đất tự nhiờn là rất lớn. Khi chiều dày lớp đất yếu lớn (> 20 m) ảnh hưởng của sự thay đổi chiều dài CĐXM gần như khụng cũn
ảnh hưởng đến độ lỳn của đỏy nền đắp.
Luận ỏn xỏc định được cỏc thụng số chớnh khi sử dụng hệ cọc đất xi măng trong xõy dựng nền đường đắp trờn đất yếu ở Việt Nam như sau:
+ Khoảng cỏch hợp lý giữa cỏc cọc: Xấp xỉ bằng 2 lần đường kớnh cọc, khi đú chờnh lệch độ lỳn tương đối giữa phần cọc và phần đất yếu ớt thay đổi, độ lỳn của nền đất sau gia cố là đồng đều, trỏnh nguy cơ gõy ra lỳn, nứt phần múng đường phớa trờn.
+ Chiều dài hợp lý của cọc trong cỏc trường hợp: Khi lớp đất yếu cú chiều dày nhỏ hơn 20m thỡ chiều dài cọc nờn lựa chọn bằng chiều dày lớp đất yếu; khi chiều dày lớp đất yếu lớn hơn 20m thỡ nờn xem xột lựa chọn chiều dài cọc đất xi măng khụng vượt quỏ 20m (khi đú ảnh hưởng của sự thay đổi chiều dài cọc gần như khụng cũn ảnh hưởng đến độ lỳn của đỏy nền đắp).
Cỏc kết luận quan trọng về sự bố trớ hợp lý của hệ cọc đất xi măng thụng qua cỏc tham số chớnh ảnh hưởng đến sự làm việc hiệu quả của hệ cọc là tài liệu tham khảo bổ ớch cho người thiết kế trong bước lập thiết kế cơ sở cỏc cụng trỡnh cú sử dụng CĐXM để xử lý nền đường đắp trờn đất yếu ở Việt Nam.
KIẾN NGHỊ
Nghiờn cứu sinh xin kiến nghị hai vấn đề chớnh như sau :
- Xõy dựng mụ hỡnh thớ nghiệm trong phũng và hiện trường để kiểm chứng kết quả tớnh toỏn số, từ đú hoàn thiện cơ sở lý thuyết tớnh toỏn hệ CĐXM xử lý nền đường đắp trờn đất yếu trong điều kiện Việt Nam.
- Thụng qua cỏc cụng trỡnh thực nghiệm kết hợp với cơ sở lý thuyết và thực tế để xõy dựng quy trỡnh thiết kế xử lý nền đường đắp trờn đất yếu bằng hệ CĐXM ở Việt Nam.
DANH MỤC CÁC CễNG TRèNH KHOA HỌC ĐÃ CễNG BỐ
1. Nguyễn Việt Hựng (2008), Phương phỏp tớnh toỏn cọc đất gia cố xi măng để xử
lý nền đắp trờn đất yếu, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 7, 2008.
2. Nguyễn Việt Hựng (2011), Nghiờn cứu ứng dụng cụng nghệ cọc đất gia cố xi
măng trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng ở Việt Nam, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 1+2, 2011.
3. Nguyễn Việt Hựng (2011), Đất yếu và cỏc giải phỏp xử lý nền đắp trờn đất yếu
trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 6, 2011.
4. Nguyễn Việt Hựng, Trần Thế Truyền, Vũ Đỡnh Phụng (2013), Mụ hỡnh phõn
tớch ứng xử của nền đất yếu gia cố xi măng, Tuyển tập cụng trỡnh khoa học - Hội nghị cơ học toàn quốc lần thứ 9, 2012.
5. Nguyễn Việt Hựng, Vũ Đỡnh Phụng (2013), Một số ảnh hưởng của đường kớnh
và khoảng cỏch cọc đất gia cố xi măng đến độ lỳn của hệ nền đất yếu sau gia cố, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 4, 2013.
6. Nguyễn Việt Hựng, Trần Ngọc Hũa, Trần Thế Truyền (2014), Phõn tớch ảnh
hưởng của chiều dài cọc đến sự làm việc của nền đất yếu được gia cố bằng cọc
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Bộ Giao thụng vận tải (1997), Quy trỡnh kỹ thuật thi cụng và nghiệm thu bấc thấm trong xõy dựng nền đường trờn đất yếu 22TCN 236:1997, Hà Nội.
2. Bộ Giao thụng vận tải (1998), Vải địa kỹ thuật trong xõy dựng nền đắp trờn đất yếu 22TCN 248:98, Hà Nội.
3. Bộ Giao thụng vận tải (2000), Quy trỡnh khảo sỏt thiết kế nền đường ụ tụ đắp trờn đất yếu 22TCN 262:2000, Hà Nội.
4. Bộ Khoa học và cụng nghệ (2005), Đường ụ tụ - Yờu cầu thiết kế TCVN 4054:2005, Hà Nội.
5. Bộ Khoa học và cụng nghệ (2012), Gia cốđất nền yếu - phương phỏp trụđất xi măng TCVN 9403:2012, Hà Nội.
6. Bộ Nụng nghiệp và phỏt triển nụng thụn (2010), Hướng dẫn sử dụng phương phỏp Jet- grouting tạo cọc đất xi măng để gia cố nền đất yếu, chống thấm nền và thõn cụng trỡnh
đất TCCS 05:2010, Hà Nội.
7. Cỏc tiờu chuẩn về thớ nghiệm đất xõy dựng trong phũng và hiện trường (TCXD 4915- 1987; TCXD 226-1999; TCXD 4020-1995; TCXD 263-91; TCXD 80-2002).
8. Cỏc tiờu chuẩn về xi măng và thớ nghiệm xi măng, bờ tụng (TCVN 2682-1992; TCVN 6016-1995; TCVN 4032-1985; TCVN 4787-1989; TCVN 7570-2006…)
9. Hồ sơ dự ỏn mở rộng và hoàn thiện đường Lỏng-Hũa Lạc. 10.Hồ sơ thiết kế kỹ thuật đường liờn cảng Cỏi Mộp – Thị Vải. 11.Hồ sơ thiết kế xử lý nền đất yếu Dự ỏn Bến Lức – Long Thành.
12.Hồ sơ thiết kế xử lý nền đất yếu đường đầu Cầu Nguyễn văn Trỗi - Trần Thị Lý
13.Nguyễn Việt Hựng (2008), Phương phỏp tớnh toỏn cọc đất gia cố xi măng để xử lý nền đắp trờn đất yếu, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 7, 2008.
14.Nguyễn Việt Hựng (2011), Nghiờn cứu ứng dụng cụng nghệ cọc đất gia cố xi măng trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng ở Việt Nam, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 1+2, 2011.
15.Nguyễn Việt Hựng (2011), Đất yếu và cỏc giải phỏp xử lý nền đắp trờn đất yếu trong xõy dựng cụng trỡnh giao thụng, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 6, 2011.
16.Nguyễn Việt Hựng, Trần Thế Truyền, Vũ Đỡnh Phụng (2013), Mụ hỡnh phõn tớch ứng xử của nền đất yếu gia cố xi măng, Tuyển tập cụng trỡnh khoa học – Hội nghị cơ học toàn quốc lần thứ 9, 2012.
17.Nguyễn Việt Hựng, Vũ Đỡnh Phụng (2013), Một số ảnh hưởng của đường kớnh và khoảng cỏch cọc đất gia cố xi măng đến độ lỳn của hệ nền đất yếu sau gia cố, Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 4, 2013.
18.Nguyễn Việt Hựng, Trần Ngọc Hũa, Trần Thế Truyền (2014), Phõn tớch ảnh hưởng của chiều dài cọc đến sự làm việc của nền đất yếu được gia cố bằng cọc đất xi măng,
Tạp chớ Cầu Đường Việt Nam - Số 9, 2014.
19.Lờ Xuõn Khõm, Nguyễn Trọng Đại, Nguyễn Mai Chi (2012), Nghiờn cứu giải phỏp gia cường ổn định cho mỏi đất dốc đứng bằng vải địa kỹ thuật. Tạp chớ khoa học kỹ thuật thủy lợi và mụi trường - số 39.
20.Nguyễn Xuõn Lựu (2007), Phương phỏp Phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Giao thụng vận tải, Hà Nội.
21.Luận văn Cao học thạc sỹ kỹ thuật (2014), Thõn Cụng Thắng , ĐHGTVT.
22.Nguyễn Văn Quảng và cỏc đồng nghiệp (2000), Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoỏt nước, Nhà xuất bản Xõy dựng, Hà Nội.
23.Vũ Đỡnh Phụng, Nguyễn Ngọc Bớch, Lờ Thị Thanh Bỡnh, (2005), Đất xõy dựng – địa chất cụng trỡnh và kỹ thuật cải tạo đất trong xõy dựng, Nhà xuất bản xõy dựng, Hà Nội. 24.Quy trỡnh chõu Âu về phương phỏp trộn sõu (TC 288 – EU-2003) và gia cố đất yếu
(CT97-0351-EU-97).
25.Quy phạm kỹ thuật xử lý nền múng , Tiờu chuẩn thành phố Thượng Hải DBJ08-40-94.
26.Quy trỡnh thi cụng, nghiệm thu cọc đất gia cố vụi-xi măng TCVGT5 – 2004 do Viện KHCNGT ban hành
27.Quy trỡnh thớ nghiệm đất gia cố chất kết dớnh bằng xi măng 22 TCN 59 - 84.
28.TCVN 385 – 2006, Phương phỏp tớnh toỏn theo tiờu chuẩn gia cố CĐXM Việt Nam
29.Chu Quốc Thắng (1997), Phương phỏp Phần tử hữu hạn, Nhà xuất bản Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội.
30.Nguyễn Trung Thờm, Lờ Hồng Lượng (2005), Bước đầu nghiờn cứu tớnh toỏn thiết kế
xử lýnền đất yếu theo phương phỏp cọc cỏt, Viện Khoa học và Cụng nghệ GTVT. 31.Nguyễn Duy Thoan, (2011), Một số giải phỏp xử lý kỹ thuật khi thiết kế cụng trỡnh
trờn nền đất yếu, Hà Nội.
32.Tiờu chuẩn Nhật bản - CDIT (2002). (Deep Mixing Method, Principle, Design and Construction).
33.Nguyễn Xuõn Trục, Dương Học Hải, Vũ Đỡnh Phụng (2010), Sổ tay thiết kế đường ụ tụ, Nhà xuất bản Xõy dựng, Hà Nội.
34.Nguyễn Viết Trung, Vũ Minh Tuấn (2011), Cọc đất xi măng - phương phỏp gia cố nền
đất yếu, Nhà xuất bản Xõy dựng, Hà Nội.
35.Viện Khoa Học Kỹ Thuật xõy dựng (1986), Đề tài Cọc Đất Xi Măng.
36.Whitlow R. (1999), Cơ học đất (tập 1), Nhà xuất bản Giỏo dục, Hà Nội. 37.Whitlow R. (1999), Cơ học đất (tập 2), Nhà xuất bản Giỏo dục, Hà Nội.
Tiếng Anh
38.Bakker K.J (1989), Analysis of groundwater flow through revetments, Canada.
39.Biot (1956), General solutions of the equations of elasticity and consolidation for porous material, Journal of Applied Mechanics.
40.Bristish Standards Institute (2001), Execution of special geotechnical works - Jet grouting BS EN 12716:2001.
41.Brinkgreve R.B.J. (1994), Geomaterial Models anh Numberial Analysis of softening,
Defl University of Technology.
42.Coastal Development Institute of Technology, The Deep Mixing Method: Principle, Design an Construction, A,A,Balkema, Tokyo.
43.D.A Bruce, A. Dillio, The Deep Mixing Method : A Global PerSpective .
44.Dr. G.M. Filz (Chair), Dr. J.M. Duncan , Dr. M.S. Gutierrez , Dr. R.D. Kriz , Dr. M.P. Singh, Stability of Embankments Founded on Soft Soil Improved with Deep-Mixing-Method Columns.
45.German Institute for Standardization (2005), Excution of special geotechnical works - Deep mixing DIN EN 14679.
46.Hakan Bredenberget. All. Dry Mix Methods for Deep Soil Stabilization, Swedish Deep.
47.Han J, Oztoprak S, Parsons RL, Huang J, Numerical analysis of foundation columns to support widening of embankments. Comput Geotech 2007;34:435–48.
48.Huang, J., Han, J., and Porbaha (2006) , A. Two and Three-Dimensional Modeling of DM Columns under Embankments. GeoCongress: Geotechnical Engineering in the Technology Age.
49.Keller Holding GmbH Germany, Deep Soil Mixing (DSM).
50.Kitazumi M, Terashi, M, The deep mixing method: Principle, Design and Construction, Swets & Zeitlinger Publisher, 2002.
51.LagaProgs V5.1, Lagamine code user’s Guide.
52.Masaki Kitazume & Masaaki Terashi, The Deep Mixing Method, CRC Press/Balkema. 53.Ministry of Transport Public Works and Water Management, Design Guide Soft Soil
Stabilisation CT97-0351, Project No,: BE 96-3177.
54.Paulo J. Venda Oliveira, Joóo L.P. Pinheiro, Antúnio A.S. Correia, Numerical analysis of an embankment built on soft soil reinforced with deep mixing columns: Parametric study, Oliveira de Frades, Portugal.
55.PLAXIS VERSION 8, Material Models Manual . 56.PLAXIS VERSION 8, General Information.
57.PLAXIS VERSION 8, SCientific Manual . 58.PLAXIS VERSION 8, Reference Manual .
59.The Building Center of Japan (2004), Guideline for Design and Quality Control of Soil Improvement for Buildings - Deep and Shallow Cement Deep Mixing Methods
60.USA. Department of Transportation , An Introduction to the Deep Soil Mixing Methods as Used in Geotechnical Applications.
61.Vermeer P.A (1984), Non associated plasticity for soils, concrete and rock, Heron. 62.Zheng JJ, Abusharar SW, Wang XZ (2011), Three-dimensional nonlinear finite element
modeling of composite foundation formed by CFG–lime piles, Comput Geotech .