Nghiên cứu đất gia cố xi măng kết hợp tro bay trong xây dựng đường ô tô khu vực dĩ an, bình dương luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI ------ PHẠM VĂN THẮNG NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG KẾT HỢP TRO BAY TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC DĨ AN, BÌNH DƯƠNG TP.

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

- -

PHẠM VĂN THẮNG

NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG KẾT HỢP TRO BAY TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ

KHU VỰC DĨ AN, BÌNH DƯƠNG

TP HỒ CHÍ MINH – 2019

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

TP Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019

LỜI CẢM ƠN

Để hoàn thành được luận văn này, tác giả đã nhận được rất nhiều sự giúp

đỡ của thầy giáo hướng dẫn, các nhà khoa học, các bạn đồng nghiệp và các cơ quan liên quan

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Ban Giám đốc Phân hiệu Trường Đại học GTVT, Khoa sau Đại học, Khoa Công trình, Bộ môn Đường bộ của Trường Đại học Giao thông Vận tải đã giúp đỡ học viên trong quá trình học tập và nghiên cứu

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn các Thầy Cô, các bạn đồng nghiệp đã đóng góp những ý kiến thiết thực và quý báu Đặc biệt tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Nguyễn Đức Trọng đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn

Trong khuôn khổ một luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắc chắn chưa đáp ứng được một cách đầy đủ những vấn đề đã đặt ra nên tác giả xin chân thành cảm ơn và nghiêm túc tiếp thu những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và các bạn đồng nghiệp

Chữ viết tắt Chữ viết đầy đủ

MỤC LỤC

PHẦN MỞ ĐẦU 1

1 Tính cấp thiết của đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 2

5 Phương pháp nghiên cứu 2

6 Kết cấu của luận văn 2

CHƯƠNG I: ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ NGUỒN VẬT LIỆU DÙNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC DĨ AN, BÌNH DƯƠNG 4

1.1 Vị trí địa lý, điều kiện địa chất, khí hậu, thủy văn khu vực Dĩ An, Bình Dương 4

1.1.1 Vị trí địa lý 4

1.1.2 Điều kiện địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn 5

1.2 Giới thiệu tổng quan về mạng lưới giao thông tại Dĩ An, Bình Dương 6

1.2.1 Tổng quan mạng lưới giao thông đường bộ tại Bình Dương 6

1.2.2 Giới thiệu tổng quan mạng lưới giao thông đường bộ tại Dĩ An 7

1.3 Hiện trạng kết cấu hạ tầng giao thông tại Dĩ An, Bình Dương 8

1.3.1 Giao thông đối ngoại 8

1.3.2 Giao thông nội thị 9

1.3.3 Ga, cảng 10

1.4 Nguồn nguyên liệu làm vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh Bình Dương 11

1.4.1 Tài nguyên đất 11

1.4.2 Nguồn tài nguyên khoáng sản làm VLXD 12

1.4.3 Các loại vật liệu được sử dụng làm lớp móng trong kết cấu áo đường ô tô ở khu vực Dĩ An, tỉnh Bình Dương 18

1.5 Kết luận 19

CHƯƠNG II: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT GIA CỐ TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ 20

2.1 Những vấn đề chung về đất gia cố chất liên kết vô cơ 20

2.2 Các phương pháp gia cố đất trong xây dựng đường ô tô 20

2.3 Nguyên lý hình thành cường độ và các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của đất khi gia cố xi măng 22

2.3.1 Nguyên lý hình thành cường độ của đất khi gia cố xi măng 22

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của đất khi gia cố XM23 2.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất 25

2.4.1 Xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất 25

2.4.2 Thí nghiệm xác định thành phần hạt (Theo TCVN 4198:2012) 25

2.4.3 Xác định chỉ số dẻo và giới hạn chảy của đất (TCVN 4197 : 2012) 29

2.4.3.1 Phương pháp xác định giới hạn dẻo của đất 31

2.4.3.2 Xác định giới hạn chảy của đất theo phương pháp Casagrande 32

2.5 Các phương pháp đánh giá chất lượng của đất gia cố 33

2.5.1 Phương pháp xác định cường độ chịu nén (22 TCN 59-84) 33

2.5.2 Cường độ ép chẻ Rech (Theo 8862-2011) 34

2.5.3 Phương pháp xác định mođun đàn hồi của vật liệu (22 TCN 211-06) 37

2.6 Nghiên cứu sử dụng XM kết hợp với TB gia cố đất làm móng đường ô tô 38 2.6.1 Giới thiệu về tro bay 38

2.6.2 Một số đặc điểm của vật liệu đất gia cố xi măng và tro bay 39

2.7 Các nghiên cứu và ứng dụng vật liệu đất gia cố trên thế giới và ở Việt Nam 40 2.7.1 Giới thiệu chung 40

2.7.2 Nghiên cứu và ứng dụng vật liệu đất gia cố xi măng trong xây dựng đường ô tô ở Việt Nam 41

2.7.3 Các nghiên cứu và ứng dụng vật liệu đất gia cố xi măng trong xây dựng

đường ô tô ở trên thế giới 43

CHƯƠNG III: NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG KẾT HỢP TRO BAY TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ TẠI KHU VỰC DĨ AN, BÌNH DƯƠNG 46

3.1 Đặt vấn đề 46

3.2 Kế hoạch thực nghiệm 46

3.2.1 Chuẩn bị mẫu thí nghiệm 46

3.2.2 Phương pháp thí nghiệm 50

3.3 Kết quả thực nghiệm và đánh giá 51

3.3.1 Kết quả thực nghiệm và đánh giá cường độ chịu nén của đất gia cố 51

3.3.2 Kết quả thực nghiệm và đánh giá cường độ ép chẻ của đất gia cố 54

3.3.3 Kết quả thực nghiệm và đánh giá mô đun đàn hồi của đất gia cố Egc 57

3.3.4 Thiết lập mối tương quan giữa các chỉ tiêu kỹ thuật của đất gia cố 59

3.4 Nghiên cứu khả năng sử dụng và đánh giá hiệu quả kinh tế, kỹ thuật đất gia cố xi măng và tro bay trong xây dựng đường ôtô 63

3.4.1 Đề xuất các kết cấu áo đường sử dụng đất gia cố xi măng thay thế các kết cấu áo đường đang sử dụng 63

3.4.2 Phân tích hiệu quả kinh tế 64

3.4.2.1 Kết cấu 1 65

3.4.2.2 Kết cấu 2 66

3.5 Đề xuất biện pháp thi công 67

3.6.1 Yêu cầu vật liệu 67

3.6.2 Kỹ thuật thi công 68

3.6.2.1 Yêu cầu chung 68

3.6.2.2 Các phương pháp trong thi công gia cố đất 68

3.6.2.3 Trình tự và nội dung thi công 69

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 75

1 Kết luận 75

2 Kiến nghị 76

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH ẢNH

Hình 1.1 Vị trí địa lý Thị xã Dĩ An 4

Hình 1.2 Lộ giới Quốc lộ 1A được duyệt 8

Hình 1.3 Đường giao thông đô thị tại Thị xã Dĩ An 10

Hình 1.4 Ga Dĩ An 10

Hình 1.5 Cảng tổng hợp Bình Dương 10

Hình 1.6 Bản đồ các nhóm đất của vùng đồng bằng Đông Nam Bộ 12

Hình 2.1 Dụng cụ để xác định giới hạn chảy 30

Hình 2.2 Biểu đồ xác định giới hạn chảy WL 33

Hình 2.3 Sơ đồ đặt mẫu thử hình trụ bằng vật liệu có dùng chất kết dính vô cơ vào máy nén để ép chẻ 35

Hình 2.4 Cấu trúc hạt của tro bay 39

Hình 3.1 Biểu đồ thành phần hạt của mẫu đất 47

Hình 3.2 Thí nghiệm xác định độ chặt và độ ẩm tốt nhất của đất 47

Hình 3.3 Quá trình chuẩn bị đúc mẫu đất gia cố XM và TB 51

Hình 3.4 Mẫu đất gia cố XM và TB sau khi chế bị 51

Hình 3.5 Rn của đất gia cố xi măng và tro bay ở tuổi 14, 28 và 56 ngày 52

Hình 3.6 Thí nghiệm nén mẫu đất gia cố XM và tro bay 53

Hình 3.7 Rech của đất gia cố xi măng và tro bay ở tuổi 14, 28 và 56 ngày 55

Hình 3.8 Thí nghiệm xác định cường độ ép chẻ của đất gia cố 56

Hình 3.9 Mẫu bị phá hoại sau thí nghiệm xác định cường độ chịu ép chẻ của đất gia cố 56

Hình 3.10 Biểu đồ Mô đun đàn hồi của mẫu đất gia cố 58

Hình 3.11 Thí nghiệm đo mô đun đàn hồi của mẫu đất 59

Hình 3.12 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Rech ở tuổi 14 ngày 60

Hình 3.13 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Rech ở tuổi 28 ngày 60

Hình 3.14 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Rech ở tuổi 56 ngày 61

Hình 3.15 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Elv ở tuổi 14 ngày 62

Hình 3.16 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Elv ở tuổi 28 ngày 62

Hình 3.17 Biểu đồ tương quan giữa Rn và Elv ở tuổi 56 ngày 63

Hình 3.18 Mặt bằng tuyến hiện hữu và tạo lại khuôn đường 69

Hình 3.19 Dùng dàn cày máy ban xới đất làn gia cố 70

Hình 3.20 Máy cày xới đất, phay nhỏ đất 70

Hình 3.21 Rải XM đóng bao nặng 50 kg bằng thủ công 71

Hình 3.22 Công tác rải và trộn đất với xi măng bằng thủ công 71

Hình 3.23 Trộn xi măng với đất (trộn khô) bằng các loại máy nông nghiệp 72

Hình 3.24 Tưới nước tạo độ ẩm tối ưu cho đất gia cố (trộn ướt) 72

Hình 3.25 Lu lèn hỗn hợp gia cố 73

Hình 3.26 Ghim đá tạo lớp chân dính bám 73

DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1 Tổng hợp hệ thống đường trên địa bàn tỉnh Bình Dương 7

Bảng 1.2 Bảng tổng hợp tiềm năng khoáng sản tỉnh Bình Dương 17

Bảng 2.1 Tỷ lệ xi măng với đất tối ưu tương ứng với các loại đất khác nhau 44

Bảng 2.2 Tỷ lệ xi măng với đất với các loại đất khác nhau theo hệ thống phân loại Unified 44

Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn đất ở Dĩ An 48

Bảng 3.2 Thành phần hạt của đất 48

Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm chỉ tiêu lý, hóa của tro bay 49

Bảng 3.4 Kết quả thí nghiệm đầm nén của mẫu đất gia cố 50

Bảng 3.5 Kết quả thí nghiệm cường độ nén của mẫu 52

Bảng 3.6 Kết quả thí nghiệm cường độ ép chẻ của mẫu 55

Bảng 3.7 Kết quả thí nghiệm môđun đàn hồi 58

Bảng 3.8 Kết cấu áo đường cấp III đề xuất 64

Bảng 3.9 Kết cấu áo đường cấp V đề xuất 64

Bảng 3.10 Bảng thống kê giá thành vật liệu xây dựng tại Dĩ An 65

PHẦN MỞ ĐẦU

I Tính cấp thiết của đề tài

Bình Dương là một tỉnh thuộc vùng kinh tế trọng điểm phía Nam, là một trung tâm kinh tế - chính trị - văn hóa ở Miền Đông Nam Bộ Với chính sách thu hút đầu tư thông thoáng, tạo môi trường đầu tư thuận lợi, đến nay Bình Dương

có kết cấu hạ tầng giao thông, bộ mặt đô thị, nông thôn đang đổi thay từng ngày

Dĩ An hiện là một thị xã của tỉnh Bình Dương có tốc độ phát triển kinh tế nhanh, đang từng bước hoàn thiện cơ sở hạ tầng và mạng lưới giao thông vận tải

để tạo tiền đề, làm động lực phát triển kinh tế - xã hội, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa – hiện đại hóa, góp phần bảo đảm quốc phòng, an ninh cho khu vực Trước tình hình lưu lượng xe ngày một lớn nên việc xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là giao thông đường bộ tại Dĩ An, tỉnh Bình Dương là một mục tiêu quan trọng nhằm nâng cao đời sống dân cư và khai thác tiềm năng kinh tế của địa phương Để giảm bớt chi phí xây dựng đường ô tô thì việc ưu tiên sử dụng nguồn vật liệu địa phương là cần thiết, có ý nghĩa bền vững lâu dài Vì thế nguồn cung cấp và chất lượng của vật liệu là rất quan trọng, nó quyết định đến phương án thiết kế và nguồn vốn đầu tư

Tỉnh Bình Dương nói chung và thị xã Dĩ An nói riêng là khu vực có rất nhiều khu công nghiệp nên lưu lượng tải trọng xe cộ ngày một nhiều Nguồn vật liệu xây dựng công trình ngày càng khan hiếm, mỏ đá Hóa An nằm trên địa bàn thị xã bị cấm khai thác gây khó khăn cho việc lựa chọn vật liệu làm móng đường Để nâng cao chất lượng công trình thì lựa chọn sử dụng loại vật liệu địa phương phù hợp nhằm khắc phục các yếu điểm trên là điều cần thiết Đó là sử dụng đất tại chỗ gia cố chất kết dính vô cơ để cải thiện các tính chất cơ lý của

nó Sử dụng đất gia cố chất liên kết vô cơ không những nâng cao chất lượng công trình, chủ động được nguồn vật liệu mà còn giảm chi phí xây dựng công trình một cách đáng kể

Với những lý do trên, đề tài “Nghiên cứu đất gia cố xi măng kết hợp tro bay trong xây dựng đường ô tô khu vực Dĩ An, Bình Dương” là rất cần thiết, có

ý nghĩa thực tiễn, sử dụng được nguồn xi măng sẵn có và ngày càng dư thừa, đúng với chủ trương của Chính phủ; Đồng thời sử dụng nguồn tro bay thải ra từ các nhà máy nhiệt điện vừa giảm nguy cơ gây ô nhiễm môi trường vừa giảm giá thành xây dựng công trình đáng kể

II Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:

Nghiên cứu một số tính chất của đất tại Dĩ An, Bình Dương khi gia cố

bằng chất liên kết là xi măng kết hợp với tro bay Tìm tỷ lệ gia cố phù hợp nhằm cải thiện các tính chất cơ lý vật liệu tại chỗ, đáp ứng các yêu cầu kỹ thuật trong xây dựng đường ô tô

III Đối tượng nghiên cứu

Sử dụng đất tại khu vực Dĩ An, Bình Dương gia cố chất liên kết là xi

măng kết hợp tro bay đáp ứng các yêu cầu trong xây dựng đường ô tô Các chỉ tiêu cơ lý được đề cập là: Modun đàn hồi, cường độ nén, ép chẻ, khối lượng thể tích

IV Phạm vi nghiên cứu

Thực nghiệm trong phòng xác định một số chỉ tiêu cơ lý của đất tại khu vực Dĩ An, Bình Dương khi gia cố chất liên kết là xi măng với các tỷ lệ 6%, 8%, 10%; Sau đó phối trộn thêm hàm lượng tro bay hợp lý để cải thiện một số tính chất cơ lý của đất đáp ứng các yêu cầu trong xây dựng đường ô tô tại khu vực Dĩ

An, Bình Dương

V Phương pháp nghiên cứu

Kết hợp giữa lý thuyết và thực nghiệm trong phòng thí nghiệm để xác

định các chỉ tiêu cơ lý của đất gia cố xi măng kết hợp tro bay với hàm lượng khác nhau để lựa chọn tỷ lệ gia cố hợp lý dùng trong xây dựng đường ô tô tại khu vực Dĩ An, Bình Dương

VI Kết cấu của luận văn

Phần mở đầu

Chương 1: Điều kiện tự nhiên và nguồn vật liệu dùng trong xây dựng

đường ô tô khu vực Dĩ An, Bình Dương

Chương 2: Tổng quan về gia cố đất trong xây dựng đường ô tô

Chương 3: Nghiên cứu thực nghiệm và khả năng sử dụng đất gia cố xi

măng kết hợp tro bay trong xây dựng đường ô tô khu vực Dĩ An, Bình Dương

Kết luận và kiến nghị

Danh mục các tài liệu tham khảo và Phụ lục

CHƯƠNG 1 ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN VÀ NGUỒN VẬT LIỆU DÙNG TRONG XÂY

DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ KHU VỰC DĨ AN, BÌNH DƯƠNG

1.1 Vị trí địa lý, điều kiện địa chất, khí hậu, thủy văn khu vực Dĩ An, Bình Dương

1.1.1 Vị trí địa lý

Hình 1.1 Vị trí địa lý Thị xã Dĩ An Thị xã Dĩ An nằm ở khu vực trung tâm vùng kinh tế trọng điểm phía Nam,

có diện tích tự nhiên 6.010 ha, với 7 đơn vị hành chính cấp phường (An Bình, Bình An, Bình Thắng, Đông Hòa, Tân Bình, Tân Đông Hiệp, Dĩ An)

- Phía Đông giáp quận 9, TP Hồ Chí Minh

- Phía Tây giáp thị xã Thuận An, tỉnh Bình Dương

- Phía Nam giáp quận Thủ Đức, TP Hồ Chí Minh

- Phía Bắc giáp TP Biên Hòa, tỉnh Đồng Nai và thị xã Tân Uyên, tỉnh Bình

Dương

Vị trí thị xã cách sân bay quốc tế Tân Sơn Nhất khoảng 20km, cách sân bay

quốc tế mới đang thực hiện các bước đầu tư là Long Thành khoảng 50km; cách

Cảng Cát Lái khoảng 20km, cách thành phố biển Vũng Tàu khoảng 100km Nằm ở giữa 3 trung tâm thành phố lớn là trung tâm TP Hồ Chí Minh,

TP Biên Hòa và TP Thủ Dầu Một Cách trung tâm TP Hồ Chí Minh khoảng

20km; cách trung tâm TP Biên Hòa khoảng 6km

Là đầu mối giao thông đường bộ của vùng với tuyến đường QL1A, QL1K

là cửa ngõ của TP Hồ Chí Minh và các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long đi ra

khu vực miền Trung, miền Bắc và ngược lại [16]

1.1.2 Điều kiện địa hình, địa chất, khí hậu, thủy văn

- Địa hình: Vùng đất Dĩ An tương đối bằng phẳng, thấp dần từ Bắc xuống

Nam Nhìn tổng quát, Dĩ An có nhiều vùng địa hình khác nhau: vùng địa hình

núi thấp có lượn sóng yếu, vùng có địa hình bằng phẳng, vùng thung lũng bãi

bồi như núi Châu Thới, đồi Bicôsi

- Khí hậu: Cũng như các tỉnh miền Đông Nam Bộ, Bình Dương nói chung

và Dĩ An nói riêng có khí hậu nóng nắng và mưa nhiều, độ ẩm khá cao Đó là

khí hậu nhiệt đới gió mùa ổn định, trong năm phân chia thành hai mùa rõ rệt:

mùa khô và mùa mưa Mùa mưa thường bắt đầu từ tháng 5 kéo dài đến cuối

tháng 10 dương lịch Nhưng đặc biệt Dĩ An hầu như không có bão, mà chỉ bị

ảnh hưởng bởi những cơn bão gần

Nhiệt độ trung bình hàng năm ở Dĩ An từ 26oC - 27oC Nhiệt độ cao nhất có

lúc lên tới 39,3oC và thấp nhất từ 16oC - 17oC (ban đêm) và 18oC vào sáng sớm

Vào mùa nắng, độ ẩm trung bình hàng năm từ 82% - 83%, cao nhất là 90% (vào

tháng 9) và thấp nhất là 72% (vào tháng 3) Lượng nước mưa trung bình hàng

năm từ 1.800 - 2.200mm

- Thủy văn: Chế độ thủy văn của con sông chảy qua thị xã Dĩ An thay đổi

theo mùa: mùa mưa nước lớn từ tháng 5 đến tháng 10 (dương lịch) và mùa khô

từ tháng 11 đến tháng 5 năm sau, tương ứng với 2 mùa mưa nắng Dĩ An có 1 con sông lớn (Sông Đồng Nai), nhiều rạch ở các địa bàn ven sông và nhiều suối nhỏ khác

Nằm trên sông Đồng Nai khu vực phường Bình Thắng thuộc thị xã Dĩ An hiện có cảng tổng hợp Bình Dương kết nối Dĩ An với các cảng khác trong vùng kinh tế trọng điểm phía Nam và vùng đồng bằng sông Cửu Long [16]

1.2 Giới thiệu tổng quan về mạng lưới giao thông tại Dĩ An, Bình Dương 1.2.1 Tổng quan mạng lưới giao thông đường bộ tại Bình Dương

Trong những năm qua kinh tế Bình Dương có bước tăng trưởng với tốc độ cao, đặc biệt trong lĩnh vực phát triển công nghiệp và xây dựng kết cấu hạ tầng Với chính sách thu hút đầu tư thông thoáng đến nay Bình Dương có khá nhiều cụm công nghiệp đang hoạt động, nhiều khu công nghiệp khác được quy hoạch

và đang xây dựng hạ tầng kỹ thuật đã thu hút nhiều dự án đầu tư trong và ngoài nước Kết cấu hạ tầng giao thông, bộ mặt đô thị, nông thôn của tỉnh đang đổi thay từng ngày

Hiện tại trên địa bàn tỉnh Bình Dương, đường bộ vẫn là phương thức chủ lực Ngoài ra, đường thủy nội địa cũng được tận dụng khai thác

Về đường bộ, QL.13 là trục đường chiến lược quan trọng xuất phát từ Tp.Hồ Chí Minh, đi dọc suốt chiều dài của tỉnh từ Nam lên phía Bắc nối với tỉnh Bình Phước và đi qua Vương quốc Campuchia đến biên giới Thái Lan Ngoài ý nghĩa chiến lược về kinh tế, đây là tuyến quan trọng trong an ninh quốc phòng ĐT.741 đi từ Thủ Dầu Một đến Đồng Xoài (Bình Phước) đi các tỉnh Tây Nguyên cũng là trục đường quan trọng của tỉnh Ngoài ra hệ thống đường tỉnh với các tuyến ĐT.749B từ Dầu Tiếng đi Chơn Thành; ĐT.750 từ Tân Uyên đi Dầu Tiếng, Dương Minh Châu; ĐT.744 từ Bến Cát đi Dầu Tiếng cơ bản đã nối thông từ trung tâm tỉnh đến trung tâm các huyện, thị, các điểm dân cư và khu công nghiệp trên địa bàn tỉnh

Tổng chiều dài của hệ thống đường bộ trên địa bàn tỉnh là 7.243,7 km, bao gồm:

- 03 tuyến Quốc lộ với tổng chiều dài qua địa bàn tỉnh là 77,1 km, tỷ lệ nhựa hóa đạt 100% (hoàn toàn là BT nhựa);

- 14 tuyến đường tỉnh với tổng chiều dài là 499,3 km, tỷ lệ nhựa hóa đạt 98,1% (35,2% bê tông nhựa và 64,8% láng nhựa);

- 82 tuyến đường huyện với tổng chiều dài 570,9 km, tỷ lệ nhựa hóa đạt 80,8% (36,4% bê tông nhựa và 63,2% láng nhựa);

- Hệ thống đường đô thị với tổng chiều dài 785,1 km, tỷ lệ nhựa hóa đạt 94,7% (80,7% bê tông nhựa và 19,3% láng nhựa);

- Hệ thống đường chuyên dùng với tổng chiều dài 2.028,3 km, tỷ lệ nhựa - cứng hóa đạt 40,1%

- Hệ thống đường xã với tổng chiều dài 3.283,0 km, tỷ lệ nhựa - cứng hóa đạt 15,1%

Bảng 1.1: Tổng hợp hệ thống đường trên địa bàn tỉnh Bình Dương [16]

tuyến

C.dài (km)

Kết cấu mặt đường

Tỷ lệ nhựa hóa Nhựa BTXM CPSĐ,

Hiện tại trên địa bàn tỉnh Bình Dương nói chung, thị xã Dĩ An nói riêng thì đường bộ vẫn là phương thức chủ lực Ngoài ra, đường thủy nội địa cũng được tận dụng khai thác

Về đường bộ, Quốc lộ 1A là tuyến đường quan trọng nhất của khu vực Nam

Bộ, nối Nam Bộ với các khu vực khác trong cả nước Tuyến đường này chạy qua góc Đông – Nam của thị xã Dĩ An từ cầu Đồng Nai tới ngã ba cổng chính Đại học Quốc gia và đoạn ngang qua địa phận phường Đông Hòa, An Bình Đường có 4 làn xe với lưu lượng vận tải rất lớn; Hiện nay đang xây dựng tuyến đường sắt trên cao Bến Thành - Suối Tiên và bến xe Miền Đông mới nằm trên địa bàn phường Bình Thắng thuộc thị xã Dĩ An

Đường Quốc lộ 1K nối TP Biên Hòa với Dĩ An, Thủ Đức Đây là cửa ngõ

liên kết giữa TP.Hồ Chí Minh, Bình Dương và Đồng Nai nên thường xảy ra ách tắc giao thông khiến đường vào thị xã trở nên khó khăn

Về đường thủy nội địa, Bình Dương có 3 con sông lớn là Đồng Nai, Sài Gòn và Thị Tính Trong đó chỉ có sông Đồng Nai là chạy qua địa phận thị xã Dĩ

An Có tiềm năng khai thác vận tải và kết nối với các cảng lớn ở phía Nam và giao lưu hàng hóa với các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

Về hệ thống đường sắt, hiện trên địa bàn thị xã có tuyến đường sắt Bắc Nam đi qua, chủ yếu là phục vụ thông qua

-1.3 Hiện trạng kết cấu hạ tầng giao thông tại Dĩ An, Bình Dương

1.3.1 Giao thông đối ngoại

- Đường sắt: Tuyến đường sắt Bắc – Nam hiện hữu đi qua thị xã Dĩ An dài

khoảng 9,0 km với 02 ga là: ga tổng hợp Sóng Thần và ga Dĩ An

- Đường bộ: Quốc lộ 1A (xa lộ Hà Nội – Biên Hòa), đoạn đi qua địa bàn thị

xã có chiều dài 3,8 km Chiều rộng hiệu hữu 21m, và tiếp tục mở rộng đường theo lộ giới được duyệt 113,5m

Hình 1.2 Lộ giới Quốc lộ 1A được duyệt

Đường Quốc lộ 1K nối TP Biên Hòa với Dĩ An, Thủ Đức Đường có chiều

dài qua thị xã khoảng 5,5km

Tuyến đường Mỹ Phước - Tân Vạn là tuyến đường trục quan trọng của tỉnh

Bình Dương nhằm lưu thông, vận chuyển hàng hóa của các khu công nghiệp tại tỉnh Bình Dương, Bình Phước đi các tỉnh thành, khu vực phía Nam và cả nước, trong đó có đoạn đi qua địa phận thị xã Dĩ An dài khoảng 10km đấu nối với QL1A có lộ giới trung bình 64m

Đường Đại lộ Độc Lập: đường thuộc khu công nghiệp Sóng Thần kết nối

với đường ĐT 743B tỏa đi các tuyến đường trục chính khác như ĐT 743A,

ĐT 743C

Đường ĐT 743A, ĐT 743B, ĐT 743C là những tuyến đường trục xương

sống trong tổng thể giao thông trên địa bàn thị xã Dĩ An, nối các tuyến đường nhánh, trục chính đô thị với các tuyến QL1K, QL1A, góp phần quan trọng trong việc vận chuyển, giao thương hàng hóa

- Sông rạch: Sông rạch của Dĩ An dài khoảng 7,5km Sông Đồng Nai đoạn

qua Dĩ An rộng khoảng 200m dài khoảng 1km với cảng tổng hợp Bình Dương

và các bến gỗ, vật liệu xây dựng, v.v… Các cảng, bến này nằm ở hai phía cầu Đồng Nai nên rất thuận lợi cho giao thông thủy [16]

1.3.2 Giao thông nội thị

- Đường chính đô thị

Một số đường trục chính đô thị của thị xã được quan tâm đầu tư nâng cấp

mở rộng trong thời gian qua như: đường Nguyễn An Ninh, Trần Hưng Đạo, Lý Thường Kiệt, Lê Hồng Phong, Nguyễn Thị Minh Khai, Bùi Thị Xuân, Hai Bà Trưng, Nguyễn Hữu Cảnh, Nguyễn Đình Chiểu, Mặt đường rộng từ 12,0÷25m góp phần quan trọng trong việc kết nối các phường, các khu cụm dân cư trên địa

bàn thị xã, đảm bảo việc đi lại được thông suốt, tiện lợi

Hình 1.3: Đường giao thông đô thị tại thị xã Dĩ An

- Đường khu vực

Trong các khu dân cư, khu đô thị mới phát triển đã xây dựng được hệ thống các đường khu vực có chiều rộng từ 7,0 - 19,0m

- Đường chuyên dụng

Trong khu công nghiệp như: KCN Bình Đường, KCN Tân Đông Hiệp A,

KCN Tân Đông Hiệp B, KCN Sóng Thần 1, KCN Sóng Thần 2, KCN dệt may

Bình An … đã xây dựng hệ thống đường nội bộ KCN tương đối hoàn chỉnh

Hình 1.4: Ga Dĩ An Hình 1.5: Cảng tổng hợp Bình Dương + Tổng chiều dài các tuyến đường chính trong khu vực thị xã tính đến đường có chiều rộng phần xe chạy ≥ 7,5m là: 226,760 km Mật độ đường chính

trong khu vực thị xã (tính đến đường có chiều rộng phần xe chạy ≥ 7,5m) đạt 5,04 km/km2

+ Diện tích đất giao thông đô thị (không tính giao thông đối ngoại)/dân số thị xã đạt 17,01 m2/người

* Đánh giá chung :

- Trong những năm qua cùng với việc phát triển công nghiệp thì hạ tầng giao thông cũng được Bình Dương chú trọng đầu tư phát triển Tỷ lệ nhựa hóa của hệ thống đường bộ đạt 42,5%, cao nhất so với các tỉnh lân cận trong vùng kinh tế trọng điểm phía nam (trừ Thành phố Hồ Chí Minh) Các chỉ tiêu về mật

độ đường cũng khá cao Có được những thành tựu này do Tỉnh đã có những chủ trương quan trọng trong việc khuyến khích và phát triển phương thức đầu tư BOT

- Tuy nhiên, hiện nay chất lượng của nhiều tuyến đường tại Bình Dương nói chung và Dĩ An nói riêng đang xuống cấp, mặt đưởng đã và đang xuất hiện nhiều hư hỏng cục bộ, bên cạnh đó một số nút giao tại khu vực KCN Sóng Thần

và đường vào KCN khác còn xuất hiện tình trạng ùn tắc giao thông

Từ những phân tích ở trên cho thấy nhu cầu làm mới và nâng cấp cải tạo đường bộ tại Dĩ An là rất lớn, trong khi nguồn vật liệu làm đường ngày càng khó khăn nên việc lựa chọn loại vật liệu địa phương để thay thế có ý nghĩa thiết thực

1.4 Nguồn nguyên liệu làm vật liệu xây dựng trên địa bàn tỉnh Bình Dương 1.4.1 Tài nguyên đất

Tổng quỹ đất tự nhiên của Đông Nam Bộ được chia thành 12 nhóm Quan trọng nhất là ba nhóm đất có diện tích lớn và chất lượng tốt là đất nâu đỏ trên nền bazan, đất nâu vàng trên nền bazan và đất xám trên nền phù sa cổ Trong quỹ đất này, về cơ bản đã được đưa vào sử dụng, chỉ còn không đến 0,5 % đất chưa sử dụng

Loại đất chiếm diện tích lớn nhất trong khu Đông Nam Bộ là đất xám bạc màu, sau đến đất đỏ Feralit màu nâu trên đá bazan Còn tỉ lệ nhỏ là loại đất đen,

đất Feralit đỏ vàng trên các đá trầm tich, đất phù sa mới dọc theo bãi sông, đất mặn và đất cát biển

Đất đai tỉnh Bình Dương rất đa dạng và phong phú về chủng loại Các loại đất như đất xám trên phù sa cổ, có diện tích 200.000 ha phân bố trên các huyện Dầu Tiếng, thị xã Bến Cát, Thuận An, Thủ Dầu Một Đất nâu vàng trên phù sa

cổ, có khoảng 35.206 ha nằm trên các vùng đồi thấp thoải xuống, thuộc các thị

xã Tân Uyên, huyện Phú Giáo, khu vực Thủ Dầu Một, Thuận An và một ít chạy dọc Quốc lộ 13 Đất phù sa Glây (đất dốc tụ), chủ yếu là đất dốc tụ trên phù sa

cổ, nằm ở phía bắc huyện Tân Uyên, Phú Giáo, Bến Cát, Dầu Tiếng, Thuận An, thị xã Dĩ An, đất thấp mùn Glây có khoảng 7.900 ha nằm rải rác tại những vùng trũng ven sông rạch, suối Trong tổng diện tích tự nhiên, đất có độ dốc cấp I

(tương đối bằng) chiếm tới 81,5%, đất có độ dốc cấp II (dốc ít) chiếm 12,6%, đất có độ dốc cấp III (khá dốc) chiếm 4,3%, đất có độ dốc lớn cấp IV và cấp V

chỉ chiếm 1,6% [19]

Hình 1.6 Bản đồ các nhóm đất của vùng đồng bằng Đông Nam Bộ

1.4.2 Nguồn tài nguyên khoáng sản làm VLXD

Bình Dương là một trong số các tỉnh thuộc vùng Đông Nam Bộ có nguồn tài nguyên khoáng sản làm VLXD tương đối phong phú Đó chính là cái nôi để

các ngành nghề truyền thống ở Bình Dương sớm hình thành như gốm sứ, điêu khắc, mộc, sơn mài Bình Dương có nhiều đất cao lanh, đất sét trắng, đất sét màu, sạn trắng, đá xanh, đá ong nằm rải rác ở nhiều nơi, nhưng tập trung nhất là

ở các thị xã như Dĩ An, Thuận An, Tân Uyên, thành phố Thủ Dầu Một Tuy nhiên, hầu hết khoáng sản là các mỏ nhỏ (trừ một số mỏ sét gạch ngói và cát xây dựng), phân bố rải rác trên khắp địa bàn và khả năng khai thác không được thuận lợi

Theo kết quả điều tra địa chất - khoáng sản đến nay đã ghi nhận trên địa bàn tỉnh có 86 mỏ khoáng, biểu hiện khoáng sản, chủ yếu là VLXD thông thường và Cao lanh, gồm: 7 mỏ cao lanh, 32 mỏ đá xây dựng, 34 mỏ sét gạch ngói, 10 mỏ cát xây dựng, 3 mỏ cuội sỏi Đặc điểm các loại khoáng sản chính và tình hình

phân bố một số chủng loại khoáng sản làm VLXD của Bình Dương theo “Quy hoạch thăm dò, khai thác và sử dụng khoáng sản làm VLXD thông thường tỉnh Bình Dương giai đoạn 2016- 2020, tầm nhìn đến năm 2030” do Sở Tài nguyên

và Môi trường tỉnh lập năm 2016 như sau:

- Cao lanh

Đã xác định 19 điểm mỏ và biểu hiện khoáng sản sét Cao lanh, trong đó 7 điểm đã được thăm dò đánh giá, khảo sát Cao lanh ở Bình Dương có các đặc điểm cơ bản như sau:

- Nhóm Cao lanh trong trầm tích Holocen (Q2): Cao lanh Suối Giai (xã Phước Sang, Phú Giáo) biểu hiện khoáng sản không triển vọng

- Nhóm Cao lanh phong hóa từ trầm tích hệ tầng Trảng Bom: các mỏ Minh

Thạnh, Suối Thôn, An Lập, Bến Tượng, Chánh Lưu, Vĩnh Tân, Tân Uyên, Xóm Ông Quế, Tân Phước Khánh Ngoài ra, phần trên của mỏ sét gạch ngói Đồng Chinh cũng gặp tầng Cao lanh dày khoảng 4-5m, hiện đang được khai thác Các

mỏ Cao lanh ở đây nhìn chung có chất lượng khá tốt, phù hợp để làm nguyên liệu gốm sứ Các mỏ này đã được khai thác từ lâu và là nguồn nguyên liệu phục

vụ cho các làng nghề gốm sứ tại Bình Dương

- Nhóm Cao lanh phong hóa từ trầm tích Pliocen trung hệ tầng Bà Miêu:

phân bố chủ yếu ở phía Đông Bắc của tỉnh, thuộc các huyện Phú Giáo và Tân Uyên Các mỏ liên quan gồm: Cao lanh Suối Đỉa, Suối Nước Vàng, Tân Lập, Tân Thành 1, Tân Thành 2, Đất Cuốc, Đất Cuốc 2 Cao lanh có chất lượng tốt, đặc biệt hàm lượng Al2O3 cao hơn so với các loại Cao lanh có nguồn gốc khác, trung bình > 20%, cao nhất 35,66% Hiện nay có 2 mỏ là các mỏ ở Tân Lập và Đất Cuốc vẫn đang được khai thác để phục vụ sản xuất gốm sứ trên địa bàn tỉnh

- Nhóm Cao lanh phong hóa từ đá granodiorit Creta: Cao lanh Mộc Bái (xã

An Thái, huyện Phú Giáo) Các mỏ Cao lanh ở đây hầu hết có quy mô nhỏ và chất lượng không cao

- Nhóm Cao lanh phong hóa từ đá sét bột kết hệ tầng Đăk Krông: Cao lanh

Suối Thôn, Suối Voi Các mỏ Cao lanh này có chất lượng tốt, song ít phổ biến

và chiều dày khai thác không lớn

Hiện nay, trên địa bàn tỉnh Bình Dương chỉ có 2 mỏ Tân Lập và Đất Cuốc đang hoạt động khai thác với diện tích 157 ha và trữ lượng được phép khai thác 14.783.016 tấn

Ngoài ra, có một số khu vực được người dân khai thác thủ công trong diện tích đất vườn của gia đình để cung cấp cho các lò gồm truyền thống từ lâu đời, như khu vực Chánh Lưu, Xóm Ông Quế, Tân Phước Khánh Có thể nói Cao lanh tại những vùng này đã cạn kiệt, một số diện tích bị chồng lấn với các mục đích sử dụng đất khác như đất đô thị, khu công nghiệp, khu dân cư, đất trồng cao su… nếu được đầu tư khảo sát, điều tra có thể xác định một vài mỏ có chất lượng tốt, trữ lượng lớn phục vụ cho ngành gốm sứ trong tỉnh

Đồng Chinh (1.078,23ha), Tân Hiệp - Khánh Bình (4.990ha) Ngoài ra còn nhiều vùng sét nằm trong khu vực đô thị của TP Thủ Dầu Một, thị xã Thuận

An, Dĩ An Sét có chất lượng tốt, chiều dày lớn (5,65 - 21m)

- Trong hệ tầng Trảng Bom bao gồm các mỏ: sét gạch ngói Tân Bình, Bắc Tân Uyên; Long Hòa, Định Hiệp, Định An, huyện Dầu Tiếng; Phước Hòa, huyện Phú Giáo

- Trong hệ tầng Thủ Đức bao gồm các mỏ: sét gạch ngói Long nguyên 2, Bàu Bàng

+ Sét phong hóa:

Là loại sét gạch ngói được phong hóa từ các đá sét kết, bột kết hệ tầng Đăk Krông phân bố hạn chế ở khu vực các xã Tân Định, Đất Cuốc và Tân Mỹ Sét

có chiều dày khai thác không lớn, chất lượng thấp

Kết quả điều tra khoáng sản cho thấy tiềm năng sét gạch ngói toàn tỉnh rất lớn, khoảng 660 triệu m3 Trong đó có 19 với 22 giấy phép thăm dò, 21 quyết định phê duyệt với trữ lượng là 53,656 triệu m3 trên diện tích thăm dò 459,03ha Còn 03 điểm mỏ sét (Định An 01 mỏ và Định Hiệp 02 mỏ) mới lập đề án và đang chờ thẩm định; 18 điểm mỏ đã được điều tra đánh giá tài nguyên cấp với tổng trữ lượng là 97,2 triệu m3

- Đá xây dựng

Đá xây dựng ở Bình Dương khá phong phú, phân bố ở 4 khu vực chính là thị xã Dĩ An, huyện Bắc Tân Uyên, huyện Phú Giáo, huyện Dầu Tiếng và tồn tại

ở 5 dạng khác nhau, đó là:

- Đá xâm nhập granodiorit phức hệ Định Quán ở khu vực huyện Phú Giáo:

gồm 2 khối xâm nhập là khối Rạch Rạt 50,87km2 có các mỏ An Bình (Tà Lách), Phước Vĩnh, Tam Lập, Nam Tà Lách và khối thứ hai nằm ở xã An Thái giáp với tỉnh Bình Phước rộng 364ha, chưa được thăm dò, khai thác Các mở đá ở đây đều có chất lượng tốt, chiều sâu khai thác -50m được dự báo là khoảng 3.177 triệu m3; trong đó có 5 mỏ đã được thăm dò với trữ lượng 88,590 triệu m3; tài nguyên đã được điều tra đánh giá cấp 333 là 324 triệu m3

- Đá trầm tích Trias trung hệ tầng Châu Thới: Chủ yếu là các loại cát kết,

cát sạn kết, sét kết, đá phiến sét ở mỏ Núi Nhỏ rộng 27,34ha Hiện mỏ đã được khai thác đến độ sâu là -80m và đang được thăm dò, khai thác xuống sâu đến độ sâu -100m Trữ lượng đã phê duyệt 22,281 triệu m3

- Đá phun trào trung tính hệ tầng Long Bình: Chủ yếu là đá phun trào

Andesit ở cụm mỏ Tân Đông Hiệp trên diện tích 49,73ha Hiện nay cụm mỏ Tân Đông Hiệp đã khai thác đến độ sâu -100m và đang được thăm dò, khai thác xuống đến độ sâu -120m Trữ lượng đã được đánh giá là 46,8 triệu m3

- Đá sét bột kết, cát kết hệ tầng Đăk Krông được phân bố chủ yếu ở khu vực

huyện Bắc Tân Uyên với diện tích khoảng 2.280ha, bao gồm 2 cụm mỏ: cụm Thường Tân bao gồm 12 mỏ với diện tích 322,96 và cụm Tân Mỹ với 5 mỏ có diện tích khoảng 82,516 ha, 01 mỏ thuộc địa bàn 2 xã Tân Mỹ - Thường Tân với tổng diện tích khoảng 25,6 ha Hiện nay đã có 16 mỏ được thăm dò và đánh giá trữ lượng, với trữ lượng được dự báo là là 317,681 triệu m3, tổng trữ lượng đã cấp phép là 157,985 triệu m3

- Đá cát kết hệ tầng Dầu Tiếng được phân bố rộng rãi ở núi Ông, núi Tha

La, núi Đất với diện tích hơn 2.500ha, tuy nhiên chỉ có phần phía đông núi Đất (981,7ha) nằm ngoài phạm vi rừng phòng hộ, có thể thăm dò, khai thác Tài nguyên dự báo cấp 333 với độ sâu khai thác là -15m ở khu vực Minh Hòa (có diện tích 164ha) là 73.421 ngàn m3 Hiện tại đã cấp phép thăm dò đánh giá trữ lượng 20ha

Hiện nay tỉnh đã cấp phép 23 mỏ với 31 giấy phép thăm dò, với 31 quyết định phê duyệt trữ lượng 476,888 triệu m3 trên diện tích 905,22ha

- Cát xây dựng

Cát xây dựng trên địa bàn tỉnh Bình Dương tồn tại chủ yếu ở 2 dạng: Cát trong trầm tích lòng sông, bãi bồi hiện đại và cát trong trầm tích thềm sông cổ tuổi Pleistocen

- Cát lòng sông (suối) hiện đại thường tạo nên các dải hẹp kéo dài, tướng

lòng sông, bãi bồi ngập nước ở hồ Dầu Tiếng, sông Sài Gòn, sông Bé Cát phù hợp dùng xây, tô, hạn chế khi dùng lảm cốt liệu bê tông

- Cát trong trầm tích thềm sông cổ tuổi Pleistocen ở Bàu Sen, Dầu Tiếng

Cát phân bố từ độ sâu 8,7 m trở xuống; dày 35,3 m Đến nay có 3 mỏ được cấp phép với diện tích thăm dò đã được phê duyệt 149,92 ha; trữ lượng được phê duyệt 1,973 triệu m3

Bảng 1.2: Bảng tổng hợp tiềm năng khoáng sản tỉnh Bình Dương [19]

STT Tên mỏ, cụm mỏ

Số lượng

mỏ

Tài nguyên dự báo 334b

Tài nguyên

đã được điều tra 334a+333

Trữ lượng

đã được thăm dò 121+122

Tổng tiềm năng

STT Tên mỏ, cụm mỏ

Số lượng

mỏ

Tài nguyên dự báo 334b

Tài nguyên

đã được điều tra 334a+333

Trữ lượng

đã được thăm dò 121+122

Tổng tiềm năng

Tóm lại, tuy chủng loại khoáng sản làm VLXD của Bình Dương không nhiều, song đó cũng là một trong số các nguồn lực chính tạo điều kiện cho sản xuất VLXD phát triển trong giai đoạn tới

1.4.3 Các loại vật liệu được sử dụng làm lớp móng trong kết cấu áo đường

ô tô ở khu vực Dĩ An, tỉnh Bình Dương

Hiện nay trên địa bàn Dĩ An, tỉnh Bình Dương trong công tác xây dựng và cải tạo đường ô tô sử dụng cả hai loại, đó là: kết cấu áo đường mềm và kết cấu

áo đường cứng

- Lớp mặt: Phổ biến nhất là các loại bê tông nhựa nóng, các lớp láng nhựa, bê tông xi măng, đối với đường cấp thấp có sử dụng các loại cấp phối thiên nhiên, cấp phối đá dăm làm lớp mặt…

- Lớp móng trên: Cấp phối đá dăm các loại I, cấp phối đá dăm các loại II, cấp phối đá dăm gia cố xi măng, đá dăm macadam, các loại đá kẹp đất dính (đối với đường cấp thấp), đất gia cố xi măng,…

- Lớp móng dưới: Cấp phối đá dăm loại II, cấp phối thiên nhiên, đất gia

cố xi măng, đất gia cố vôi hoặc xi măng, đất gia cố hóa chất,…

Tuy nhiên, qua các số liệu phân tích ở phần trên ta thấy được xu hướng trong công tác xây dựng và cải tạo đường ô tô tại địa phương có xu hướng sử dụng kết cấu áo đường mềm, việc sử dụng này chiếm tỷ lệ lớn trong hệ thống đường Quốc lộ, đường tỉnh, đường huyện, đường đô thị và gần như tuyệt đối trong hệ thống đường xã

Kết cấu áo đường cứng chiếm tỷ lệ nhỏ ở các đường thuộc hệ thống đường xã với lớp móng là lớp bê tông nghèo hoặc cát gia cố xi măng, còn lớp móng là đất gia cố hóa chất hay đất gia cố xi măng chỉ mang tính thử nghiệm ở một vài công trình nhỏ như: sử dụng đất gia cố hóa chất ở huyện Dầu Tiếng, thành phố Thủ Dầu Một; đất gia cố xi măng ở thị xã Bến Cát; đất gia cố vôi ở thị

xã Thuận An Xu hướng hiện nay trong công tác xây dựng và cải tạo đường ô tô tại địa phương ưu tiên sử dụng kết cấu mặt đường có lớp mặt là bê tông nhựa

1.5 Kết luận

Thị xã Dĩ An là một trung tâm kinh tế - chính trị của tỉnh Bình Dương, thu hút ngày càng nhiều nguồn vốn đầu tư ở trong và ngoài nước Nhiều năm qua, bằng các nguồn vốn khác nhau, Thị xã Dĩ An đang tập trung hoàn thiện cơ sở hạ tầng kỹ thuật, hệ thống đường sá Mỗi năm, thị xã đã đầu tư hàng trăm tỷ đồng cho việc nâng cấp, cải tạo các tuyến đường cũ và xây dựng mới các công trình giao thông nhằm đẩy nhanh tốc độ đưa thị xã phát triển thành một đô thị hiện đại xứng tầm trong tỉnh Nguồn vật liệu được sử dụng trong xây dựng ngày càng khan hiếm, một số vật liệu phải vận chuyển từ nơi khác đến Một bài toán đặt ra

là làm sao để nâng cao chất lượng công trình giao thông mà vẫn hạ được giá thành đầu tư và ít phải sử dụng đến các loại vật liệu truyền thống đang ngày càng trở lên khan hiếm, nếu tận dụng được nguồn vật liệu đất tại chỗ sẽ có ý

nghĩa rất lớn giải quyết được bài toán trên

CHƯƠNG II TỔNG QUAN VỀ ĐẤT GIA CỐ TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ

2.1 Những vấn đề chung về đất gia cố chất liên kết vô cơ

Vật liệu chủ yếu để làm nền móng đường ô tô là đất Thành phần hóa lý của đất rất phức tạp vì thế tính chất của đất phụ thuộc vào tỷ lệ các thành phần hạt, vật liệu khoáng và độ ẩm của đất

Các loại đất dùng làm nền, móng đường là các loại đất có cường độ cao, có

độ ổn định với nước tốt Hầu như các loại đất không chứa tạp chất đều có thể làm nền móng đường Trừ các loại đất chứa muối vượt quá giới hạn cho phép Trong thực tế không phải nơi nào cũng có các loại đất đá có các chỉ tiêu cơ

lý phù hợp để làm nền, móng đường Vì vậy để tận dụng được nguồn vật liệu sẵn có tại chỗ này thì biện pháp tốt nhất là gia cố, cải tạo các đặc trưng của đất cho phù hợp với yêu cầu xây dựng đường để đất và vật liệu hạt sau khi được gia

cố trở thành vật liệu có tính toàn khối

Các vật liệu (đất hoặc cát), chất liên kết vô cơ và nước được cân đong theo đúng thành phần thiết kế rồi trộn đều trong thiết bị hoặc ở hiện trường, sau đó được rải và lu lèn thành các lớp mặt đường Lực liên kết của vật liệu gia cố sẽ tăng dần theo thời gian để đạt đến cường độ thiết kế

Các chất liên kết vô cơ sử dụng ở đây là những chất liên kết quen thuộc vẫn dùng trong xây dựng như xi măng, vôi hoặc có thể là các phế liệu công nghiệp như tro bay thu được ở các nhà máy nhiệt điện hoặc xỉ của các lò cao

2.2 Các phương pháp gia cố đất trong xây dựng đường ô tô

Có nhiều phương pháp để gia cố đất tùy thuộc vào tình trạng, tính chất của đất, của chất liên kết và nguyên tắc áp dụng các chất liên kết đó với đất:

1 Gia cố đất bằng các chất liên kết vô cơ: Là quá trình sử dụng các loại

chất kết dính như Xi măng pooclăng, xi măng pooclăng - xỉ, xi măng pooclăng + tro bay hay natrisilicat, vôi sống, vôi tôi, vôi + tro bay hoặc natrisilicat để gia

cố các loại đất á cát, á sét, sét, cát, đất đá dăm và đất sỏi sạn

2 Gia cố đất bằng các chất liên kết hữu cơ: Là sử dụng nhũ tương nhựa,

nhựa lỏng và hắc ín có độ đông đặc chậm và vừa, nhựa pha dầu để gia cố các loại đất á cát, cát bột, cát lẫn sỏi sạn, á sét nhẹ, đất đá dăm và đất sỏi sạn

3 Gia cố đất bằng các chất keo trùng hợp cao phân tử: Là việc sử dụng các

chất kết dính là các loại keo như furfurolanilin, acrila CH2:CHCOOR, keo cacbamit để gia cố các loại cát bột, á cát, á sét đất đá dăm và đất sỏi sạn

4 Gia cố đất bằng phương pháp tổng hợp: Là việc sử dụng các chất kết

dính như xi măng pooclăng hoặc vôi có thêm các chất điện ly, xi măng hoặc vôi

có thêm các chất cao phân tử có hoạt tính bề mặt, nhũ tương nhựa hoặc nhựa lỏng có thêm các chất phụ gia hoạt tính bề mặt hoặc các chất trùng hợp cao phân

tử để gia cố các loại đất á cát, cát bột, á sét, đất đá dăm và đất sỏi sạn cấp phối tốt nhất

5 Gia cố đất bằng phương pháp nhiệt: Dùng năng lượng điện, hơi đốt,

nhiên liệu lỏng, củi nhằm tạo nên cấu trúc kết tinh bền vững trong đất, phương pháp này phù hợp với đất á sét, đất sét không chứa cacbonat

6 Gia cố đất bằng phương pháp điện hóa: Dùng dòng điện một chiều tác

dụng lâu dài, hình thành nên cấu trúc đông tụ bền vững trong đất, phù hợp với đất á cát, cát, sét

7 Gia cố đất bằng các loại muối: Sử dụng các loại muối để giữ cho thành

phần sét – keo trong đất luôn có độ ẩm tốt nhất, hoặc để làm với các hạt keo thành hợp chất không hòa tan để gia cố đất sét, á sét và á cát

8 Phương pháp cơ học: hay còn gọi là phương pháp nén chặt nhằm nâng

cao môđun biến dạng và sức chống cắt của đất, làm giảm tính thấm nước, nâng cao tính ổn định làm giảm chiều cao nước mao dẫn khi tăng độ chặt cho đất

9 Phương pháp vi sinh học: Dùng các chủng vi sinh vật hoặc enzymes làm

tăng khả năng kết dính của đất loại sét

Ngày nay, phương pháp gia cố đất bằng các chất liên kết vô cơ đã được nghiên cứu và ứng dụng thành công tại nhiều địa phương ở Việt Nam Phương pháp này cho thấy nhiều ưu điểm về tính kinh tế và kỹ thuật

2.3 Nguyên lý hình thành cường độ và các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của đất khi gia cố xi măng

2.3.1 Nguyên lý hình thành cường độ của đất khi gia cố xi măng

Quá trình hóa rắn của đất gia cố xi măng diễn ra rất phức tạp không giống như quá trình hóa rắn của bê tông xi măng hay vữa xi măng là nhờ sự thủy phân

Ở đây, quá trình hóa rắn được diễn ra trong môi trường hoạt tính của vật liệu hạt mịn có các thành phần khoáng khác nhau Chúng làm thay đổi quá trình hóa rắn bình thường của xi măng, ảnh hưởng đến cường độ và độ ổn định nước của hệ thống

Khi đất đã được gia cố xi măng sẽ biến thành một loại vật liệu nhân tạo mới Để hình thành được cấu trúc bền vững đặc trưng, đất gia cố XM cần phải

có sự kết hợp chặt chẽ đồng thời giữa XM, đất và nước thành một hỗn hợp đồng nhất thông qua các quá trình biến cứng lâu dài trong môi trường ẩm, biến hỗn hợp này thành một vật thể toàn khối bền vững

Lượng xi măng và nước đã có trong đất chỉ có hiệu quả lớn nhất khi nào các quá trình kỹ thuật cần thiết sau đây được thực hiện triệt để và hợp lý:

XM - Đ ở những điều kiện nhất định XM là thành phần chủ yếu làm thay chất lượng và gốc tự nhiên của đất XM sau khi trộn với đất sẽ xảy ra một loạt các phản ứng hóa học gây đông cứng, đóng rắn khối đất được trộn, các phản ứng hóa học chủ yếu để hình thành cường độ của đất gia cố XM là:

Các hợp chất trong xi măng Portland được biến thể khi có nước như sau [15]:

2(3CaO.SiO2) + 6H2O = 3CaO.SiO2.3H2O + 3Ca(OH)2 (2-1)

2(2CaO.SiO2) + 4H2O = 3CaO.SiO2.3H2 + Ca(OH)2 (2-2) 4CaO.Al2O3.Fe2O3 + 10H2O + 2Ca(OH)2 = 6CaO.Al2O3.Fe2O3.12H2O (2-3) 3CaO.Al2O3 + 12H2O+ 2Ca(OH)2 = 6CaO.Al2O3.Ca(OH)2.12H2O (2-4) 3CaO.Al2O3 + 10H2O + Ca SO4.2H2O = 3CaO.Al2O3.CaSO4.12H2O (2-5) Hai phản ứng (2-1) và (2-2), những chất của chúng hợp thành từ 75% XM Portland, chỉ ra rằng sự thủy hóa của hai loại Calcium Silicate tạo ra các hợp chất mới: vôi và tobermorite gel, sau đó đóng vai trò quan trọng liên quan đến cường độ và thể tích chủ yếu được quyết định bởi vôi và tobermorite gel Những phản ứng diễn ra trong gia cố XM – Đ có thể được trình bày trong những phương trình:

CaS + H2O > C3S2Hx ( hydrated gel) + Ca(OH)2 (2-6) Ca(OH)2 > Ca++ + 2(OH)- (2-7)

Ca++ + 2(OH)- + AL2O3 > CAH (2-9) Khi độ pH < 12.6 thì phản ứng sau xảy ra:

C3S2Hx + H2O > C2S2Hx + Ca(OH)2 (2-10) Trong giai đoạn đầu của quá trình thủy hóa xi măng trộn trong đất được tiếp xúc với nước sẽ tạo thành hiđro silicát canxi (CaO.SiO2.nH2O hoặc Ca(OH)2) và các sản phẩm khác của sự thủy phân Trong giai đoạn tiếp theo, sẽ xảy ra sự tương tác giữa đất với các sản phẩm thủy hóa của xi măng Vì tỷ diện của xi măng và đất đều rất lớn nên quá trình tương tác hóa lý (trao đổi ion) và hóa học xảy ra rất mạnh, khả năng phản ứng trao đổi ion của đất tăng lên rất nhiều Quá trình thủy hóa diễn ra rất chậm, phụ thuộc vào loại đất và thời gian xảy ra phản ứng

2.3.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của đất khi gia cố

XM

Loại đất: Bản chất hóa - lý của đất (kích thước hạt, độ khoáng, hàm lượng

nước, hàm lượng mùn hữu cơ, pH của nước lỗ rỗng sẽ làm ảnh hưởng đến

tính chất của khối XM - Đ Đất có hàm lượng hữu cơ cao hay có hàm lượng muối lớn có thể ngăn cản quá trình hydrat hóa của XM Nếu hàm lượng hạt sét trong đất tăng thì số lượng XM yêu cầu cũng tăng, vì các hạt sét có kích thước nhỏ diện tích bề mặt tiếp xúc lớn sẽ cần một lượng XM lớn hơn để liên kết giữa

XM - Đ [15]

Tuổi xi măng - đất: Cường độ của XM - Đ tăng lên theo thời gian, tương tự

như bê tông Thông thường theo thí nghiệm thấy rằng hàm lượng xi măng chưa thủy hóa sau 28 ngày khoảng dưới 20% hàm lượng toàn bộ hạt [11]

Chất kết dính: Loại, chất lượng và số lượng chất kết dính ảnh hưởng trực

tiếp đến sự phát triển cường độ đối với mọi loại đất Các chất kết dính khác nhau (xi măng, vôi, tro bay) cũng phản ứng khác nhau đối với từng loại đất Do đó, hiệu quả gia cố cũng khác nhau

Hàm lượng xi măng: Hàm lượng xi măng tăng thì cường độ của XM - Đ

cũng tăng Tuy nhiên, độ tăng của cường độ còn phụ thuộc vào loại đất và chất gia cố

Ngoài ra, việc thiết kế hỗn hợp XM - Đ yêu cầu phải có được những thông tin đầy đủ về các điều kiện của vùng dự án và công nghệ thi công, bảo dưỡng Theo những nghiên cứu trên thế giới đã công bố, cường độ của XM - Đ ngoài thực tế chỉ bằng khoảng 1/2 cho đến 1/5 cường độ mẫu trong phòng thí nghiệm

có môi trường hoàn toàn khống chế được Lựa chọn tỷ lệ XM - Đ để xử lý nền đất yếu bằng XM - Đ là rất phức tạp; nó phụ thuộc vào nhiều yếu tố và chi phối đến chất lượng, giá thành xây dựng công trình Đây là một chỉ tiêu quan trọng cần phải được nghiên cứu tỉ mỉ kể cả lý thuyết và thí nghiệm để lựa chọn được một tỷ lệ thích hợp mang lại hiệu quả cao khi xử lý nền đất yếu

Tỷ lệ gia cố được tính theo % khối lượng XM so với khối lượng đất khô

Để chọn tỷ lệ pha trộn các hỗn hợp gia cố theo phương pháp thí nghiệm trong phòng xác định sức kháng nén của mẫu XM - Đ Một số nghiên cứu sử dụng đất gia cố trong xây dựng đường ô tô như sau:

Theo nghiên cứu của Lan Wang [21]: “Tính ổn định của vật liệu XM - Đ trong môi trường có sunfat” lượng XM thay đổi trong phạm vi từ 4% đến 16% trọng lượng khô của đất cần gia cố

Ở Viện kĩ thuật Châu Á, Law (1989) đã tiến hành nghiên cứu đưa ra kết luận: trộn 10% xi măng với đất sét yếu Băng Cốc – Thái Lan làm tăng độ bền nén nở hông 10 lần, áp lực cố kết trước tăng 2 ÷ 4 lần Hệ số cố kết quan sát được tăng 10 ÷ 40 lần [21] DOH and JICA (1998) kiến nghị: xi măng ảnh hưởng tốt cho việc cải thiện các đặc tính của đất sét ở Băng Cốc - Thái Lan Phương pháp xử lý nền bằng cọc XM - Đ thường sử dụng hàm lượng xi măng thích hợp trong khoảng 80 ÷ 200 kg/m3 và chúng được xác định dựa vào cường

độ thiết kế của mỗi dự án Thông thường, xi măng Portland với hàm lượng vào khoảng 200 kg/m3 được sử dụng trong các nghiên cứu ổn định đất sét biểnmềm yếu[20]

Ảnh hưởng của lượng nước, điều kiện trộn và điều kiện đóng rắn: Tỷ lệ

nước/xi măng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ khối XM - Đ, việc tăng lượng nước sẽ làm giảm cường độ của khối XM - Đ Ngoài ra, thời gian trộn, thời gian ninh kết, nhiệt độ ninh kết cũng ảnh hưởng đến cường độ của đất gia cố xi măng

Ảnh hưởng của độ pH: Trong một phạm vi nhất định, độ pH của đất có ảnh

hưởng tích cực hoạc tiêu của đến cường độ của mẫu XM - Đ Đất có độ pH trong phạm vi 5.0 - 6.3 thì pH càng tăng cường độ của XM - Đ càng tăng, Ngược lại, trong phạm vi từ 6.3 - 6.9 độ pH tăng làm giảm cường độ của mẫu

XM – Đ [15]

2.4 Phương pháp xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất

2.4.1 Xác định khối lượng thể tích khô lớn nhất và độ ẩm tốt nhất [4]

Độ ẩm của mẫu được xác định theo công thức sau:

C B

B A





Trong đó:

w : khối lượng thể tích ướt của mẫu, g/cm3

M1 : khối lượng của mẫu và cối (g); M là khối lượng của cối (g)

V : Thể tích của cối, cm3

Khối lượng thể tích khô của mẫu được tính theo công thức sau:

k =

) 100 (

k : là khối lượng thể tích khô của mẫu, g/cm3

w : là khối lượng thể tích ướt của mẫu, g/cm3

Vẽ đồ thị quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích khô; với loạt 5 mẫu đã đầm sẽ

có loạt 5 cặp giá trị độ ẩm - khối lượng thể tích khô tương ứng Biểu diễn các

cặp giá trị này bằng các điểm trên biểu đồ quan hệ độ ẩm - khối lượng thể tích

khô, trong đó trục tung biểu thị giá trị khối lượng thể tích khô và trục hoành biểu

thị giá trị độ ẩm Vẽ đường cong trơn nhẵn các điểm trên đồ thị lấy đựơc giá trị

cực đại trên biểu đồ quan hệ ứng với giá trị trên trục tung có k lớn nhất, trên

trục hoành là W tốt nhất

2.4.2 Thí nghiệm xác định thành phần hạt (Theo TCVN 4198:2012) [9]

Mẫu đất thí nghiệm đã được hong khô gió, rải thành một lớp mỏng lên tấm cao su đã lau sạch, dùng dụng cụ bằng gỗ nghiền sơ bộ cho đất tơi vụn ra; trộn đều rồi rút gọn mẫu bằng phương pháp chia tư (dàn mỏng mẫu đất rồi xẻ hai đường vuông góc với nhau đi qua tâm đống đất, sau đó lấy hai phần đối diện nhau làm thành một mẫu) Mẫu được rút gọn như vậy nhiều lần cho tới khi còn khối lượng phù hợp (300g với đất có chứa đến 10% cỡ hạt 2mm) thì lấy mẫu đại diện để làm thí nghiệm

Với từng nhóm hạt còn lại trên các sàng bắt đầu từ sàng trên cùng, nếu trong mẫu đất có các hạt cuội, sỏi to hoặc đá tảng thì dùng bàn chải cứng quét các hạt nhỏ bám trên bề mặt cho đến sạch, nếu không có hạt to thì đổ phần đất trên sàng vào cối dùng chày bọc cao su để nghiền, tiếp tục cho sàng qua chính sàng đó đến khi không còn hạt đất nào rơi xuống nữa Cứ như vậy cho đến sàng cuối cùng

Cân khối lượng từng nhóm hạt trên các cỡ sàng và phần lọt xuống ngăn đáy (lọt sàng 0,1 mm)

Biểu thị kết quả:

+ Tổng khối lượng của các nhóm hạt trên các cỡ sàng và phần lọt sàng

0,1mm sau khi phân tích ( 

0

m ), gam (g), chính xác đến 0.1 % , được tính theo

công thức:

 0

n

1 i

m : là khối lượng của mẫu đất sau khi phân tích, tính bằng gam (g)

mi : là khối lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng gam (g)

m<0,1 : là khối lượng của phần hạt lọt sàng 0.1 mm, tính bằng (g)

+ Hệ số hao hụt (K) của mẫu đất trong quá trình phân tích, phần trăm (%),

m : là khối lượng của mẫu đất sau khi phân tích, tính bằng gam (g);

Nếu hệ số hao hụt (K) bằng hoặc nhỏ hơn 1%, là sai số cho phép khi tiến

hành phân tích bằng phương pháp sàng khô sẽ xác định được: + Hàm lượng của các nhóm cỡ hạt trên các sàng thứ i nào đó được tính theo

công thức, chính xác đến 1%:

x100 m

m p 0

pi : là hàm lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng phần trăm (%)

m0 : là khối lượng của mẫu đất được lấy làm thí nghiệm, tính bằng gam (g);

mi : là khối lượng của nhóm hạt trên sàng thứ i, tính bằng gam (g);

+ Hàm lượng (%) của nhóm hạt lọt sàng 0.1 mm, tính theo công thức :

x100 m

m p

0

0,1 0,1



Trong đó:

p<0,1 : là hàm lượng của nhóm hạt lọt sàng 0.1 mm (%)

m0 : là khối lượng của mẫu đất được lấy làm thí nghiệm (g)

m<0,1 : là khối lượng của nhóm hạt lọt sàng 0.1 mm (g)

+ Hàm lượng phần trăm tích lũy (%) của nhóm hạt lọt sàng, tính theo công

thức

pTLi = 100 -





cùng trên

1 i i

diễn dưới dạng bảng và đồ thị bán lôga, trục tung biểu thị hàm lượng phần trăm

tích lũy tại đường kính cỡ hạt theo tỉ lệ số học; trục hoành biểu thị kích thước

2 30

.D D

D

Trong đó: D10 ; D30 ; D60 lần lượt là đường kính hạt tương ứng với hàm

lượng phần trăm tích lũy bằng 10 %; 30 % ; 60 %

2.4.3 Xác định chỉ số dẻo và giới hạn chảy của đất (TCVN 4197-2012 ) [10].

Giới hạn dẻo của đất (Wp): Tương ứng với độ ẩm mà đất loại sét có kết cấu

bị phá hoại chuyển từ trạng thái cứng sang trạng thái dẻo Giới hạn dẻo (Wp)