Nghiên cứu lựa chọn chất liên kết hợp lý cho cọc xi măng đất trộn ướt dự án cầu vượt nút giao ic3 giai đoạn ii thành phố cần thơ,luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố

Công nghệ gia cố nền đất yếu bằng cọc xi măng đất soilcrete là một trong những công nghệ gia cố tiến tiến, đã và đang được thế giới quan tâm áp dụng trong nhiều hạng mục công trình quan

NGUYỄN TRẦN THẢO NGUYÊN

NGUYỄN TRẦN THẢO NGUYÊN

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn tốt nghiệp, tôi đã

được Tập thể Quý thầy, cô thuộc Bộ môn Đường bộ , Phòng đào tạo sau đại học của

Trường Đại Học Giao Thông Vận Tải nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn, bổ sung cho

tôi nhiều kiến thức sâu về chuyên môn, vững vàng hơn trong công tác và nghiên cứu khoa học Đây là một cơ hội rất tốt giúp tôi tiếp cận đến những tri trức khoa học mới Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành của mình đối với Quý thầy, cô

Đặc biệt, tôi xin gởi lời cảm ơn sâu sắc đến thầy TS Vũ Thế Sơn cùng Quý

thầy, cô đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp

Xin cảm ơn Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Đường Bộ III đã giúp đỡ tôi trong quá trình thực hiện luận văn này

Trong thời gian thực hiện luận văn thạc sỹ ngoài những cố gắng của bản thân, tôi còn nhận được sự giúp đỡ rất nhiệt tình của các đồng nghiệp và của bạn bè khắp nơi, sự động viên và giúp đỡ về tinh thần của gia đình đã tạo điều kiện tối đa để tôi thực hiện luận văn cao học Đó chính là nguồn động lực to lớn giúp tôi hoàn thành luận văn này

Cuối cùng, tôi xin gửi lời chúc sức khoẻ và hạnh phúc đến Quý thầy, cô, gia đình, các anh chị và bạn bè

Tp Hồ Chí Minh, ngày 25 tháng 06 năm 2013

NGUYỄN TRẦN THẢO NGUYÊN

MỞ ĐẦU ……… 01

Chương 1 TỔNG QUAN 1.1 Tổng quan các công nghệ gia cố nền đất yếu 04

1.1.1 Đệm vật liệu rời (đệm cát, đá, sỏi) ……… 04

1.1.2 c t m 05

1.1.3 i cát 07

1.1.4 Gia tải trước bằ p ươ p áp út c â k ô 08

1.2 Tổng quan về các công nghệ thi công cọc xi măng đất trộn ướt 09

1.3 Tổng quan về các thiết bị thi công cọc xi măng đất trộn ướt 15

1.4 Đánh giá sơ bộ chất lượng các công trình ứng dụng cọc xi măng đất trộn ướt 23

1.5 Nhu cầu sử dụng cọc xi măng đất trộn ướt gia cố nền đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Long 30 Chương 2 NGHIÊN CỨU CÁC CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN

CHẤT LƯỢNG CỌC XI MĂNG ĐẤT TRỘN ƯỚT CHẤT HỤ GI

CHO CỌC XI MĂNG ĐẤT

2.3 Các yếu tố về chất liên kết 43

2.4 Các yếu tố về công nghệ thi công 45

2.4.1 Số hóa và kiểm soát chiều sâu của CXMĐ 45

2.4.2 Số hóa và kiểm soát lượng vữa xi mă p u 45

2.4.3 Tự động hoá việc đó mở các va xi mă - khí phù hợp với các thao tác 45

2.4.4 Sử dụng hệ thố điều khiển tự độ quá trì t i cô CXMĐ 45

2.4.5 Tự động điều chỉ lượ xi mă đồ đều trên toàn bộ thể tích cọc 46 2.5 Các yếu tố về thiết bị thi công 46

2.5.1 Lựa chọ máy cơ sở có các thông số phù hợp 47

2.5.2 Lựa chọ đầu khoan có tốc độ làm việc phù hợp 47

2.5.3 Ch tạo mũi k oa có k t c u thích hợp 48

2.6 Các yếu tố khác 48

2.6.1 ưở của điều kiện trộn đ với đ t ia cố xi mă 48

2.6.2 ưở của điều kiện ảo ư đ cườ độ của đ t ia cố xi mă 51

2.7.1 C t k t xi mă ti u c u ……… 53

2.7.2 Loại xi mă đặc biệt l m c t k t ……… 54

2.8 Nghiên cứu tỷ lệ thành phần chất phụ gia phù hợp với đất nhiễm phèn để thi công cọc xi măng đất trộn ướt ……… 55

Chương NGHIÊN CỨU THỬ NGHIỆM TRONG PHÒNG THÍ NGHIỆM CHO ĐẤT C N 3.1 Thí nghiệm các chỉ ti cơ l củ đất (thành phần h t, độ ẩm, khối lượng thể tích, , C, giới h n chảy, chỉ số dẻ , …) 56

3.2 Thí nghiệm các chỉ ti cơ l củ xi măng sử dụng (độ mịn, thời gian ninh kết, cường độ chị nén, …) 57

3.2.1 Thí nghiệm xi mă Holcim Sta le Soil (HSS) 57

3.2.2 Thí nghiệm xi mă Xỉ Sài Gòn 58

3.2.3 Thí nghiệm xi mă Holcim PC -40 59

3.2.4 Xỉ lò cao 60

3.2.4.1 Thành phần khoáng của xỉ lò cao 60

3.2.4.2 Thành phần hoá học của xỉ lò cao 60

3.3.1 Phụ gia DZ33 61

3.3.2 Phụ gia OED 63

3.3.3 K t quả nén ở 28 ngày tuổi 63

3.4 Thí nghiệm cường độ của các mẫu hỗn hợ đất trộn xi măng 67

3.5 Báo cá , đánh giá ết quả thí nghiệm 77

Chương 4 NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THI CÔNG IỂM TRA NGHIỆM THU CỌC XI MĂNG ĐẤT TRỘN ƯỚT 4.1 Công tác chuẩn bị ……… 79

4.1.1 Biện pháp thi công 79

4.1.2 Thi t bị thi công ……… … 80

4.2 Thiết bị thi công ……… 81

4.3 Trình tự thi công ……… ………… 85

4.4 Công tác hoàn thiện ……… 88

4.5 Công tác kiểm tra các lo i vật liệ trước khi thi công ……… 89

4.6 Công tác kiểm tra trong khi thi công ……… 91

KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ ……… 97

I Tính cấp thiết của đề tài

Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công - nghiệm thu cọc xi măng đất là TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị, Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 năm 2006 Một số công trình xử lý đất yếu đã và đang thiết kế sử dụng công nghệ cọc xi măng đất

Để thi công các cọc gia cố, cần phải có những thiết bị chuyên dùng Ở các nước phát triển ngành công nghiệp chế tạo máy nói chung, chế tạo các thiết bị thi công chuyên dùng phục vụ công nghệ thi công cọc gia cố đất nói riêng đã được chế tạo và áp dụng trong thực tế thi công

Các thiết bị chuyên dùng đó đã đáp ứng các mục tiêu thi công các công trình gia cố nền móng, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Trong danh mục các sản phẩm của nhiều hãng chế tạo máy thi công lớn trên thế giới của các nước Thụy Điển, CHLB Đức, Nhật Bản đều có các loại thiết bị chuyên dùng thi công cọc gia cố

Cọc xi măng đất hiện nay đang được các nhà khoa học ở các Bộ, các Trường Đại học quan tâm nghiên cứu, đã có nhiều đề tài được triển khai Các yếu tố làm ảnh hưởng đến chất lượng cọc xi măng đất khi thi công thực tế cũng đang được quan tâm nghiên cứu

Một số công trình đã và đang thi công có sử dụng cọc xi măng đất trộn ướt để xử lý đất yếu như: Tại Tp Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất trộn ướt được sử dụng trong dự án Đại

lộ Đông Tây, hầm chui Nguyễn Hữu Cảnh – Cầu Thủ Thiêm, Cầu Đỏ Tại Cần Thơ : đường vào sân đỗ Cảng hàng không Cần Thơ, đường băng sân bay Cần Thơ, Đường Mậu

Thân – sân bay Trà Nóc Tại Bà Rịa - Vũng Tàu : Cảng quốc tế SP-PSA, Đường liên cảng Cái Mép – Thị Vải

Các công trình trên đây đều ít nhiều bị ảnh hưởng của điều kiện nhiễm phèn Nhưng trên thực tế điều kiện ảnh hưởng này chưa được đề cập tới Có thể còn nhiều nguyên nhân khác nhau nhưng tính nhiễm phèn của đất yếu đã ảnh hưởng không nhỏ tới tính đồng nhất về cường độ của cọc đất trộn xi măng

Hiện nay, các công trình thuộc Nhà nước quản lý đều chưa sử dụng thêm phụ gia

để trộn cùng cọc đất với xi măng Tuy nhiên, dự án nhà máy CHIA MEEI ở tỉnh Long An

đã được xây dựng trên nền đất yếu xử lý bằng cọc đất trộn ximăng với phụ gia OED Phụ gia này giúp đất trộn xi măng biến cứng tốt hơn trong điều kiện nhiễm phèn Hiệu quả kinh tế mang lại cho dự án bằng giải pháp kỹ thuật này là rất lớn

Để đáp ứng nhu cầu thực tế, cần phải có những nghiên cứu một cách đầy đủ về những ưu, nhược điểm của các chất liên kết; phạm vi sử dụng; công nghệ thi công, nghiệm thu cọc xi măng đất trộn ướt, … để việc ứng dụng công nghệ này có hiệu quả về kinh tế,

kỹ thuật Do vậy đề tài Nghiên cứu lựa chọn chất liên kết hợp lý cho cọc xi măng đất trộn ướt dự án Cầu vượt nút giao C3 là rất cần thiết

II Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Nghiên cứu chất liên kết cho cọc xi măng đất trộn ướt trong xây dựng công trình giao thông phù hợp với điều kiện đất nhiễm ph n tại dự án Cầu vượt nút giao C3

III hạm vi nghiên cứu

Cọc xi măng đất rất thích hợp xử lý nền đất yếu ở các vùng duyên hải ven sông Tuy nhiên ở những vùng này độ nhiễm phèn của đất cao làm ảnh hưởng đến hiệu quả gia tăng cường độ của hỗn hợp xi măng, đất Làm thế nào để khử phèn khi gia cố đất với xi măng, cần phải sử dụng những chất liên kết gì? Hàm lượng bao nhiêu, qui trình thi công

có gì khác biệt so với thế giới, tiêu chuẩn đánh giá chất lượng ra sao ? thì cần phải có

những nghiên cứu, những thí nghiệm để xác định một cách cụ thể nhằm mang lại sản phẩm thi công có chất lượng cao, đáp ứng công tác gia cố nền đất yếu nói chung và nền

đất yếu ở dự án Cầu vượt nút giao C3 nói riêng

IV Ph ơng pháp nghiên cứu

Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng thí nghiệm cho đất của dự án Cầu vượt nút giao IC3 để xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất, của xi măng, của phụ gia và thành phần hỗn hợp sản phẩm và nghiên cứu thiết kế hỗn hợp đất trộn xi măng hợp lý phù hợp

Lớp đệm cát có tác dụng tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu dưới nó sau khi đắp đất, để tăng cường độ chống cắt của đất yếu dẫn đến tăng sức chịu tải của đất nền và tăng khả năng ổn định của công trình Lớp đệm cát còn có tác dụng cải tạo sự phân bố ứng suất lên đất yếu, để tăng tốc độ cố kết nền đất yếu có thể kết hợp gia cố nền bằng

cừ tràm Tại sân đỗ máy bay của sân bay Rạch Giá cũng đã sử dụng giải pháp này, cừ

30 cm rải một lớp vải địa kỹ thuật để thuận lợi cho việc thi công và tạo điều kiện phân

bố đều tải trọng đắp trên các cừ tràm

Cát được sử dụng làm đệm cát thoát nước phải là cát sạch có độ thấm cao và phải đảm bảo yêu cầu kỹ thuật theo quy định

Ưu điểm: đây là biện pháp gia cố nền được sử dụng rộng rãi nhất do phương

pháp thi công đơn giản, sử dụng vật liệu địa phương

Khuyết điểm: biện pháp này chỉ được sử dụng trong điều kiện tải trọng công

thác cát ngày càng gặp nhiều khó khăn, giá vật liệu tăng cao cũng gây ảnh hưởng đến giá thành công trình

Hình 1.1.1 Giải pháp xử lý nền bằng lớp đệm cát

1.1.2 ấc hấm

Để giảm bớt khối lượng công việc, đẩy nhanh tốc độ thi công và tốc độ cố kết thì giải pháp được tính đến là sử dụng vật liệu dễ thấm và hút nước Từ những năm 90 của thập kỷ trước, cạnh phương pháp cổ điển, lần đầu tiên công nghệ mới xử lý đất yếu bằng phương pháp bấc thấm thoát nước thẳng đứng (PVD) kết hợp gia tải trước đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trên thế giới Tại Việt Nam, công nghệ mới này đã được

sử dụng trong xử lý nền đất yếu cho Dự án nâng cấp Quốc lộ 5 trên đoạn Km 47 -T-

Km 62 vào năm 1993, sau đó dùng cho Quốc lộ 51 (Tp Hồ Chí Minh đi Vũng Tàu) và đường Láng - Hòa Lạc Từ 1999 ÷ 2004, phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi

để xử lý đất yếu trong các dự án nâng cấp và cải tạo Quốc lộ 1A, Quốc lộ 18, Quốc lộ

60, Quốc lộ 80, đường Nguyễn Hữu Cảnh (TPHCM)

Bấc thấm là vật liệu địa kỹ thuật dùng để thoát nước đứng và ngang nhằm gia tăng khả năng ổn định của nền móng, được cấu tạo từ hai lớp: lớp áo lọc bằng vải địa

kỹ thuật không dệt, sợi liên tục PP hoặc PET 100% không thêm bất cứ chất kết dính nào và lớp lõi thoát nước bằng nhựa PP, có tác dụng:

thường ở các khu vực chôn lấp rác thải Nó cũng được sử dụng để tẩy rửa các khu vực đất ô nhiễm, bằng công nghệ hút chân không, hút nước ngầm thấm qua các lớp đất bị ô nhiễm, mang theo các chất ô nhiễm lên bề mặt để xử lý

Đặc tính chính

Lợi thế thi công

Hình 1.1.2 Mặt bằng thi công bấc thấm

1.1.3 ế cá

Khi xây dựng công trình trên những vùng có lớp đất dính bão hòa nước không thể dùng lực tác dụng nhanh để ép nước ra khỏi đất Nếu tác dụng tải trọng lớn đột ngột thì nền sẽ bị phá hoại vì trượt hoặc đẩy trồi ra xung quanh, muốn cho đất trở nên chặt hơn, giảm biên độ lún thì chỉ có thể ép và chờ trong thời gian nhất định cho nước thấm thoát ra Phương pháp cổ điển dùng giếng cát thoát nước thẳng đứng kết hợp với việc chất tải tạm thời là phương pháp đơn giản nhất nhưng vẫn đạt hiệu quả cao cả về kỹ thuật, thời gian và kinh tế Theo phương pháp này, người ta thường dùng giếng cát đường kính 30 ÷ 60 cm, được nhồi vào nền đất yếu bão hòa nước đến độ sâu thiết kế,

có chức năng như những kênh thoát nước thẳng đứng, nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết nền đất yếu Do đó, phương pháp này luôn phải kèm theo biện pháp gia tải trước để tăng nhanh quá trình cố kết Lớp đất yếu bão hòa nước càng dày thì phương pháp giếng cát càng hiệu quả về độ lún tức thời Trong thực tế, phương pháp này đã được ngành giao thông vận tải áp dụng phổ biến từ năm 1990 để xử lý nền đất yếu Công trình có quy mô lớn đầu tiên áp dụng giếng cát để xử lý nền đất yếu được triển khai trên đường Thăng Long - Nội Bài (Hà Nội) sau này được áp dụng đại trà trên nhiều tuyến quốc lộ khác nữa, trong đó có đường Láng - Hòa Lạc (Hà Nội), Giải pháp giếng cát kết hợp với bệ phản áp sẽ tăng khả năng chống trượt trồi của nền đường

Ưu điểm: khi dùng giếng cát, trị số môđun biến dạng của vùng đất được nén

chặt xung quanh sẽ giống nhau, vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền đất xử lý đồng đều hơn Giải pháp này nền đất yếu có tốc độ cố kết nhanh hơn so với phương án sử dụng bấc thấm, thời gian chờ lún cũng ngắn hơn Thường sử dụng trong trường hợp nền đất yếu có chiều sâu 10m đến 30m

Khuyết điểm: khi thi công giếng cát có thể bị đứt đoạn dẫn đến vai trò thoát

nước không được đảm bảo Tại các vùng có mực nước ngầm cao thì sau một thời gian thi công cát trong giếng sẽ theo nước lẫn vào trong đất vì vậy tốc độ cố kết của đất sẽ

có sự sai lệch đáng kể so với tính toán Việc thi công giếng cát có nhược điểm là tốn

công, máy móc nặng, tốc độ thi công chậm, khi nền bị cố kết và biến dạng có thể cắt đứt đường thấm và giá thành công trình cao

Hình 1.1.3 Giải pháp xử lý nền bằng giếng cát

1.1.4 Gia tải r ớc bằ h ơ há hú châ khô

Đây là phương pháp gia cố nền hiện đại nhất hiện nay, đặc biệt thích hợp cho những công trình không có mặt bằng rộng để gia tải bằng đệm cát và cần thời gian cố kết nhanh Nguyên lý hoạt động của phương pháp gia tải trước bằng hút chân không là nếu cách ly được mặt đất với lớp không khí bên trên và hút chân không khu vực cô lập, trong khu vực này áp lực trong lỗ rỗng gồm áp lực khí và áp lực nước sẽ hạ thấp, ứng suất hữu hiệu gia tăng lượng tương ứng gây biến dạng co khối đất, mặt đất lún xuống Nhìn góc cạnh khác, toàn khu vực bị hạ áp lực lỗ rỗng chịu một áp lực nén bằng với trọng lượng cột không khí tương ứng với tỷ lệ hút chân không, nếu như hút chân không được 80% thì áp lực nén tương ứng với 80% trọng lượng không khí tức là 80 kPa Vì

áp lực khí trong lỗ rỗng giảm giống nhau theo mọi phương nên trong khối đất bị hút

chân không không xuất hiện ứng suất lệch nên không có hiện tượng trượt ở khu vực biên chịu tải Tại Việt Nam, giải pháp này được áp dụng để xử lý nền móng nhà máy khí điện đạm Cà Mau, nhà máy nhiệt điện Nhơn Trạch - Đồng Nai

Hình 1.1.4 Sơ đồ phương pháp hút chân không

Ưu điểm: khắc phục được khuyết điểm lớn của phương pháp đệm cát là thường

sử dụng bệ phản áp (tránh gây trượt công trình) chiếm nhiều diện tích hoặc phải gia tải từng cấp tốn rất nhiều thời gian và đảm bảo vệ sinh môi trường

Khuyết điểm: lượng nước từ khu vực xung quanh sẽ thấm vào vùng có áp lực

nước lỗ rỗng thấp, điều này dẫn đến lượng nước bơm sẽ lớn hơn nhiều lần độ giảm lỗ rỗng của khu vực cần nén chặt; thi công phức tạp và chưa được sử dụng phổ biến ở nước ta hiện nay

1.2 Tổng quan về các công nghệ thi công cọc x mă đất trộ ớt

Khi thi công công trình, gia cố nền móng là một trong những công việc không thể thiếu, điều này đặc biệt quan trọng đối với các công trình thi công trên nền đất yếu

Tuỳ theo từng loại công trình, tiến độ thi công, nguồn kinh phí đầu tư, yêu cầu cấp độ chất lượng mà người ta có thể sử dụng các công nghệ gia cố nền móng khác nhau Các phương pháp thông thường như cọc cát, cọc tre, cọc bấc thấm, gia tải trước,

bệ phản áp, cọc đóng bằng bê tông cốt thép… đã được thế giới sử dụng từ lâu, mỗi công nghệ thi công có những ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng hiệu quả cụ thể

Công nghệ gia cố nền đất yếu bằng cọc xi măng đất (soilcrete) là một trong những công nghệ gia cố tiến tiến, đã và đang được thế giới quan tâm áp dụng trong nhiều hạng mục công trình quan trọng như đường bộ, sân bay, bãi đỗ xe, bến cảng

Công nghệ cọc xi măng đất (CXMĐ) là phương pháp tạo ra những cột đất được phun trộn đều với xi măng theo một tỷ lệ nhất định tạo thành CXMĐ

Mục đích gia cố của công nghệ CXMĐ là làm tăng cường độ chịu tải của đất nền, khống chế biến dạng, giảm tính thấm của đất yếu hoặc đất co ngót, hoặc để vệ sinh các khu nhiễm độc Nói tóm lại là làm thay đổi đất, nâng cao chất lượng của đất bằng cách cứng hoá tại chỗ So sánh với một số giải pháp gia cố nền móng hiện có, công nghệ CXMĐ có ưu điểm là khả năng xử lý sâu, thích hợp với đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước (với phương pháp phun ướt) hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp

nó đưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp khác Vì vậy CXMĐ sử dụng khá rộng rãi trong xử lý nền móng các công trình xây dựng

CXMĐ trộn ướt (Wet Mixing Method):

Xi măng được trộn thành vữa và phun vào khối đất trong cọc để tạo thành CXMĐ

Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu phải gia cố (quá trình khoan) Sau đó đồng thời với việc rút mũi khoan vữa (nước + xi măng) được phun với áp lực cao từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất (quá trình phun) Với lực xung kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực sẽ trộn đất lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theo một tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa

theo khối lượng hạt Sau khi vữa cứng lại sẽ thành CXMĐ Để tăng khả năng chống thấm người ta cho thêm bentonite hoặc phụ gia vào vữa phụt

Theo áp suất phun của vữa xi măng vào khối đất trong cọc, người ta chia công nghệ thi công CXMĐ theo phương pháp phun ướt được chia ra hai loại: là phụt vữa xi măng cao áp (jet grouting) và phun vữa xi măng

Công nghệ phụt vữa xi măng cao áp thường được áp dụng ở Tây Đức và các nước Bắc Âu, công nghệ này đòi hỏi dòng vữa xi măng phụt ra dạng tia, có áp suất rất cao từ 400 - 600 Bar, vận tốc ≥100 m/s và công suất động cơ dẫn động cũng rất lớn từ

300 - 420 kW

Do áp suất phun rất cao và vận tốc phun rất lớn, nhờ đó mà tia vữa áp suất cao phụt ra sẽ xói tơi các phần tử đất xung quanh hòa trộn với nhau tạo thành khối xi măng đất đồng nhất Công nghệ phụt vữa xi măng cao áp đòi hỏi hệ thống dây chuyền thiết bị rất hiện đại và điều kiện thi công khắt khe nên giá thành thi công cũng rất cao Giá thành trên một đơn vị cọc gia cố bằng công nghệ phụt vữa xi măng cao áp so với công nghệ phun vữa xi măng cao hơn nhiều lần

Hình 1.2.1 Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt chống thấm cho

công trình thuỷ lợi

Khoan phụt truyền

thống

Khoan phụt kiểu ép đất

Khoan phụt kiểu thẩm thấu

Khoan phụt cao

áp (Jet-grouting)

Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt đất dùng tia nước áp suất cao Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu cần gia cố với áp lực khoảng 20MPa từ vòi bơm phun xả phá vỡ tầng đất Với lực xung kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theo một tỉ lệ có qui luật giữa đất và vữa theo khối lượng hạt Sau khi vữa cứng lại sẽ thành CXMĐ

Công nghệ phụt vữa cao áp thường được áp dụng cho gia cường đê, đập, thi công tường chống thấm (cut-off wall) bằng hàng cọc xi măng đất để chống thấm Một

số công trình đã thực hiện như chống thấm cho cống dưới đê, cống vùng triều, làm chân khay thượng lưu cho đập đất, chống thấm cho đê quai thuỷ điện Sơn La Đây là một thành công có ý nghĩa thực tế, vì ngoài công nghệ phụt vữa cao áp thì hiện nay chưa có cách nào giải quyết được những loại hư hỏng kiểu này mà không phải bơm khô tát cạn

Công nghệ phụt vữa xi măng cao áp đòi hỏi áp suất phun rất cao và vận tốc phun rất lớn, nhờ đó mà tia vữa áp suất cao phụt ra sẽ xói tơi các phần tử đất xung quanh hòa trộn với nhau tạo thành khối xi măng đất đồng nhất

Công nghệ phụt vữa xi măng cao áp thường được phân làm 3 loại theo nguyên

lý trộn như sau:

+ Công ngh đơn h Công ngh ): Vữa phụt ra với vận tốc 100m/s, vừa cắt

đất vừa trộn vữa với đất một cách đồng thời, tạo ra một cột đất xi măng đồng đều với

độ cứng cao và hạn chế đất trào ngược lên Cấu tạo đầu khoan gồm một hoặc nhiều lỗ phun vữa, các lỗ phun có thể được bố trí ngang hàng hoặc lệch hàng, và có độ lệch góc đều nhau Công nghệ đơn pha dùng cho các cột đất có đường kính vừa và nhỏ (0,5-0,8m)

+ Công ngh h i h Công ngh ): Đây là hệ thống phụt vữa kết hợp vữa

với không khí, hỗn hợp vữa đất xi măng được phun ở áp suất cao, tốc độ 100m/s và được trợ giúp bởi một tia khí nén bao bọc quanh vòi phun Dòng khí nén sẽ làm giảm

ma sát và cho phép vữa xâm nhập vào trong đất, do vậy tạo ra cột đất xi măng có đường kính lớn Tuy nhiên dòng khí lại làm giảm độ cứng của cột đất so với phương pháp phụt pha đơn và đất bị trào ngược nhiều hơn (có thể đạt tới 1,2 - 1,5m) Cấu tạo đầu khoan gồm có một hoặc nhiều lỗ phun vữa xi măng, khe phun khí nằm bao quanh

lỗ phun vữa

+ Công ngh h Công ngh ): Quá trình phụt có cả vữa, không khí và

nước Không giống phụt đơn pha và phụt hai pha, nước được phun ở áp suất cao và kết hợp với dòng khí nén xung quanh vòi nước, điều đó đuổi khí ra khỏi cột đất gia cố Vữa được phun qua một vòi riêng biệt nằm dưới vòi khí và vòi nước để lấp đầy khoảng trống của khí Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất hoàn toàn Đất bị thay thế sẽ trào ngược lên mặt đất và được thu gom, xử lý Cọc xi măng đất tạo ra bằng công nghệ này có thể đạt đường kính tới 3m

Trên thế giới, những nước ứng dụng công nghệ CXMĐ phun kiểu ướt nhiều nhất là Nhật Bản và CHLB Đức Theo thống kê của Nhật Bản, trong giai đoạn 1980

(7 triệu m3 cọc) Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970 Thiết bị thi công CXMĐ xuất hiện năm 1978 và đã được sử dụng tại các khu công nghiệp ở Thượng Hải

Xu hướng phát triển của công nghệ CXMĐ trên thế giới hiện nay hướng vào việc khai thác mặt mạnh của CXMĐ Ưu thế quan trọng của công nghệ này là ở chỗ nó cho phép xử lý tại chỗ và cô lập các chất ô nhiễm trong đất, hứa hẹn cho những nghiên cứu tiếp tục Trong lĩnh vực chống động đất, người ta đang tiếp tục nghiên cứu ứng dụng CXMĐ nhằm ngăn chặn sự hoá lỏng đất, tìm ra những phương án có hiệu quả kinh tế, sử dụng vật liệu có sợi để chịu được uốn khi có động đất

Công nghệ phun vữa xi măng (trong đề tài này gọi là công nghệ trộn ướt) chỉ đòi hỏi áp suất phun khoảng 60 - 90Bar và vận tốc phun không lớn Hiện nay hệ thống

dây chuyền thiết bị thi công CXMĐ theo công nghệ trộn ướt là phổ biến hơn, điển hình như dây chuyền thiết bị của Nhật Bản và Trung Quốc

Có hai biện pháp thi công cơ bản phụ thuộc vào trình tự phun chất liên kết: (a) Khoan đến đâu phun chất liên kết đến đó và (b) Phun chất liên kết trong quá trình rút cần khoan

Mỗi trình tự phun đều có yếu tố thuận lợi và bất lợi riêng Phương pháp khoan đến đâu thì phun đến đó có lợi cho tính đồng nhất của cường độ cột đất, trong đó đất nguyên thổ được pha trộn hai lần với chất liên kết

Hình 1.2.2 Trình tự thi công CXMĐ trộn ướt

Tuy nhiên, nó có thể bị tắc hoặc gây thiệt hại nghiêm trọng cho máy nếu có rắc rối nào xảy ra với máy trộn trong quá trình khoan Phương pháp vừa phun vừa rút có những lợi ích và bất lợi ngược lại với phương pháp vừa phun vừa khoan Tại Nhật Bản, phương pháp vừa khoan vừa phun thường được áp dụng cho các phương pháp DJM xây dựng đất Phương pháp vừa rút vừa phun thường áp dụng cho phương pháp CDM,

Bước 3:

Bơm vữa xi măng trong khi khoan

Bước 4:

Trộn hỗn hợp vữa xi măng với đất bằng mũi khoan

Bước 5:

Quay ngược mũi khoan trong quá trình rút cần

Bước 6: Hoàn thiện cọc đất xi măng

trong đó đạt được hỗn hợp đầy đủ trong giai đoạn rút cần để đảm bảo sự đồng nhất của cột đất Các vị trí của lỗ phun là hơi khác nhau cho từng phương pháp khun để đảm bảo tính đồng nhất của cột đất Đối với phương pháp vừa phun vừa khoan, lỗ phun được đặt gần đầu dưới cùng của cần trộn, nhưng nó là ở trên các cánh trộn cho phương pháp vừa phun vừa rút [16].

Hình 1.2.3 Phương pháp thi công CXMĐ trộn ướt

Trong những năm gần đây, nhiều công trình xây dựng cơ bản đã được nhà nước đầu tư như bến cảng, sân bay, bãi đỗ xe Để xây dựng những công trình này, cần thiết phải gia cố nền đất, đặc biệt là những vùng nền đất yếu nhằm nâng cao khả năng chịu lực, đảm bảo công trình làm việc an toàn và hiệu quả

1.3 Tổng quan về các thiết bị thi công cọc x mă đất trộ ớt [9]

Như chúng ta đã biết tuỳ theo từng loại công trình, căn cứ vào điều kiện cụ thể của nền đất yếu, địa hình, điều kiện địa chất, tiến độ thi công, nguồn kinh phí đầu tư, yêu cầu cấp độ chất lượng mà người ta có thể sử dụng các công nghệ gia cố nền

(a) Phương pháp vừa khoan vừa phun (b) Phương pháp vừa phun vừa rút

(Khoan phun)

(Phun rút) (Nền được gia cố)

(Cọc gia cố)

móng khác nhau sao cho đạt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật tối ưu Đi k m với mỗi công nghệ gia cố đất nền là những thiết bị hoặc dây truyền thiết bị thi công đồng bộ phục vụ cho công nghệ đó

Ở những nước có nền công nghiệp phát triển, các hãng chế tạo máy thi công nổi tiếng như Hercules (Thuỵ Điển); Klemm, Bauer (CHLB Đức), Nippon-Sharyo, Kobelco, Raito (Nhật Bản), Keller (Anh), Soilmec, Trevi (Italia) thiết bị thi công CXMĐ được chế tạo đồng bộ chuyên dùng với các tính năng kỹ thuật hiện đại tiên tiến: Máy cơ sở bánh xích di chuyển tự hành; hệ định lượng và phun vữa xi măng điều khiển tự động theo chương trình với giá nhập khẩu rất cao

Bên cạnh đó Trung Quốc cũng chế tạo thiết bị thi công CXMĐ có giá thành rẻ hơn nhưng tính năng kỹ thuật không ưu việt bằng các thiết bị của các nước G7 với kiểu

di chuyển bước (sâu đo), định lượng và điều khiển phun xi măng bằng tay, do đó năng suất thi công thấp và chất lượng cọc không cao, không ổn định

Công nghệ phụt vữa xi măng cao áp đòi hỏi một hệ thống dây chuyền thiết bị rất hiện đại và điều kiện thi công khắt khe nên giá thành thi công cũng rất cao Giá thành trên một đơn vị cọc gia cố bằng công nghệ phụt vữa xi măng cao áp so với công nghệ phun vữa xi măng cao hơn nhiều lần

Để thi công các cọc gia cố, cần phải có những thiết bị chuyên dùng Ở các nước phát triển ngành công nghiệp chế tạo máy nói chung, chế tạo các thiết bị thi công chuyên dùng phục vụ công nghệ thi công cọc gia cố đất nói riêng đã được chế tạo và áp dụng trong thực tế thi công Các thiết bị đó đã đáp ứng các mục tiêu thi công các công trình gia cố nền móng, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Trong danh mục các sản phẩm của nhiều hãng chế tạo máy thi công lớn trên thế giới của các nước Thụy Điển, CHLB Đức, Nhật Bản đều có các loại thiết bị chuyên dùng thi công cọc gia cố

Để thi công các cọc gia cố, cần phải có những thiết bị chuyên dùng Ở các nước phát triển ngành công nghiệp chế tạo máy nói chung, chế tạo các thiết bị thi công chuyên dùng phục vụ công nghệ thi công cọc gia cố đất nói riêng đã được chế tạo và áp

dụng trong thực tế thi công Các thiết bị đó đã đáp ứng các mục tiêu thi công các công trình gia cố nền móng, mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật Trong danh mục các sản phẩm của nhiều hãng chế tạo máy thi công lớn trên thế giới của các nước Thụy Điển, CHLB Đức, Nhật Bản đều có các loại thiết bị chuyên dùng thi công cọc gia cố

Hình 1.3.1 Thiết bị thi công CXMĐ trộn kiểu ướt của hãng Klemm - CHLB Đức

Năm 2005 Trung tâm Công nghệ Máy Xây dựng và Cơ khí Thực nghiệm (Viện

KH và CN GTVT) kết hợp với các đơn vị thi công như Công ty Licogi 13, Công ty Công trình hàng không (ACC) tiến hành nghiên cứu và chế tạo thành công thiết bị tự động định lượng phun xi măng dùng trong công nghệ thi công CXMĐ phun khô và đưa vào thi công các công trình như Khu công nghiệp Quang Minh (Vĩnh Phúc), khu công nghiệp Trúc Sơn (Hoà Bình), Sân bay Trà Nóc (Cần Thơ), Siêu thị Metro 2 (Hà Nội)

Cùng với sự phát triển của nền kinh tế quốc dân, với trình độ công nghệ hiện nay, chúng ta hoàn toàn có thể chế tạo được các thiết bị gia cố nền đất yếu với tính năng hiện đại tương đương với trình độ thế giới lắp trên những máy cơ sở hiện có trong nước như giàn búa đóng cọc tự hành, máy xúc bánh xích Chúng ta có thể sử dụng giàn búa đóng cọc tự hành, máy xúc bánh xích, cần trục bánh xích có truyền động thủy

lực làm máy cơ sở cho tổ hợp thiết bị Việc sử dụng các máy cơ sở có sẵn giúp cho các nhà thầu giảm kinh phí đầu tư, làm chủ tiến độ thi công

Điều đó có nghĩa là khi đã có máy cơ sở (ví dụ giàn búa đóng cọc tự hành), các nhà thầu chỉ cần mua sắm thêm các thiết bị công tác theo công nghệ gia cố nền đất yếu Đây là những thiết bị trong nước có thể chủ động tự chế tạo được Điều đó giúp cho các nhà thầu giảm kinh phí đầu tư, làm chủ tiến độ thi công, mang lại hiệu quả kinh tế

rõ rệt, đáp ứng phần nào nhu cầu cấp thiết của thực tế sản xuất hiện nay của ngành xây dựng cơ bản

Hình 1.3.2 Một số thiết bị thi công cọc xi măng đất trên mặt đất

Dây chuyền thiết bị thi công CXMĐ theo công nghệ trộn ướt là một tổ hợp gồm nhiều thiết bị: Máy cơ sở, thiết bị khoan, thiết bị trộn vữa xi măng, thùng chứa vữa, thiết bị định lượng và bơm vữa xi măng, hệ điều khiển

Hình 1.3.4 Sơ đồ tổng thể của thiết bị thi công cọc xi măng đất trộn ướt

Hình 1.3.5 Thiết bị thi công CXMĐ trộn kiểu ướt đồng bộ của Nhật [16]

Hệ thống cấp nước

Máy phát điện

Cung cấp điện

Xi măng

Silo xi măng Trộn vữa Bơm vữa Máy thi công

Máy cơ sở là thiết bị có nhiệm vụ neo giữ giá khoan và dẫn động cho mũi khoan chuyển động xoay, tịnh tiến lên - xuống và thay đổi góc nghiêng (góc xiên) giá khoan theo các yêu cầu trong thi công cọc gia cố Máy cơ sở cần có công suất, các bộ máy và tính năng kỹ thuật phù hợp với yêu cầu cụ thể khi sử dụng trong dây chuyền thiết bị thi công

Thiết bị khoan bao gồm giá khoan, đầu khoan, cần khoan và mũi khoan Giá khoan có nhiệm vụ neo giữ và dẫn hướng cho đầu khoan chuyển động lên - xuống, giá khoan có thể thay đổi được góc nghiêng (để thi công các cọc xiên khi cần) Đầu khoan (được dẫn động bởi nguồn thủy lực của máy cơ sở, hoặc nguồn điện) truyền chuyển động quay cho mũi khoan thông qua cần khoan Khi khoan, nhờ trọng lượng bản thân của bộ phận đầu khoan và góc xoắn của mũi khoan mà mũi khoan đi vào nền đất với chiều sâu yêu cầu Hệ thống tời rút mũi khoan trên máy cơ sở được dẫn động nhờ nguồn dẫn động thủy lực hoặc điện của máy cơ sở

Hình 1.3.6 Máy cơ sở và Thiết bị khoan đồng bộ DHJ-30 của Nhật Bản

Thiết bị trộn vữa xi măng có nhiệm vụ trộn xi măng với nước thành vữa xi măng; đồng thời làm nhiệm vụ bồn chứa hoặc có bồn chứa vữa xi măng đi cùng

Bơm vữa xi măng áp suất cao đóng vai trò quan trọng, nó tạo ra dòng vữa xi măng

áp suất cao giúp dễ dàng trộn đều vữa xi măng với đất gia cố trong lỗ khoan

Tốc độ

khoan

Các chức

năng Lưu lượng

dữ liệu

Thiết bị định lượng vữa xi măng phun có nhiệm vụ định lượng lượng vữa xi măng cho từng cọc, phun vữa xi măng theo tốc độ rút mũi khoan cùng với việc trộn đều vữa xi măng trong cọc của thiết bị khoan

Hệ điều khiển có nhiệm vụ điều khiển toàn bộ các thao tác trong thi công cọc gia cố: điều khiển tự động việc định lượng vữa xi măng với sai số cho phép Điều khiển tự động quá trình phun vữa xi măng đồng đều theo thể tích của cọc gia cố Lưu giữ số liệu, hiển thị và in kết quả lượng vữa xi măng đã thi công từng cọc gia cố theo chiều sâu của cọc

Dây chuyền thiết bị đồng bộ thi công CXMĐ theo công nghệ trộn ướt phục vụ công nghệ gia cố nền đất yếu được nhiều hãng chế tạo máy lớn trên thế giới quan tâm Các thiết bị này được các hãng chế tạo ở mức hiện đại khác nhau, với tính năng kỹ thuật và kết cấu khác nhau

Sản phẩm của các hãng chế tạo thiết bị thi công nổi tiếng được chế tạo đồng bộ chuyên dùng với các tính năng kỹ thuật hiện đại tiên tiến: Máy cơ sở bánh xích di chuyển tự hành; thiết bị khoan với tốc độ khoan và tốc độ nâng hạ mũi khoan tương ứng phù hợp, có thể tạo các góc nghiêng theo yêu cầu của công nghệ thi công CXMĐ;

hệ thống trộn - định lượng và phun vữa xi măng điều khiển tự động theo chương trình với sai số định lượng không vượt quá 5% Điều khiển tự động quá trình phun vữa xi măng đồng đều theo thể tích của cọc gia cố Lưu giữ số liệu, hiển thị và in kết quả lượng vữa xi măng thi công từng cọc gia cố theo chiều sâu của cọc Việc vận hành thiết

bị thuận tiện, dễ dàng, chi phí thi công trên đơn vị cọc thấp Tuy nhiên giá bán các thiết

bị trên là rất cao, việc nhập khẩu và vận chuyển về Việt Nam tốn nhiều thời gian

Thiết bị của các nước Bắc Âu sản xuất như Hercules, Linden-Alimak (Thụy Điển) có khả năng thi công cọc đến chiều sâu 25(m), đường kính 0,61,0(m) Độ

so với phương đứng Máy có một cần khoan, lỗ phun xi măng ở đầu mũi khoan Hệ thống trộn và bơm vữa xi măng được quan trắc và kiểm soát tự động để

cho đất được trộn đều Tốc độ quay và tốc độ rút lên của mũi khoan đều hiệu chỉnh được để đạt tới độ đồng nhất mong muốn

1.4 á h á sơ bộ chấ l ng các công trình ứng dụng cọc x mă đất trộ ớt

Tới nay, tại khu vực Thành phố Hồ Chí Minh đã có nhiều công trình áp dụng xử

lý nền đất yếu bằng cọc đất trộn xi măng theo phương pháp trộn ướt Các bước khảo sát thiết kế và thí nghiệm trong phòng đã được thực hiện kỹ càng để xác định hàm lượng xi măng (XM) xử lý cho 1m3 đất yếu cũng như tỷ lệ nước / xi măng (N/XM) Các cảng biển quốc tế ở khu vực Bà Rịa – Vũng Tàu cũng chọn phương pháp xử

lý nền đất yếu bằng cọc xi măng đất và đã đạt được những kết quả nhất định như : Cảng quốc tế SP-PSA, Cảng SS T, Nhà máy thép Possco

Bảng 1: Các công trình sử dụng công nghệ CXMĐ trộn ướt tiêu biểu trong thời gian

gần đây

Xây dựng đường cao tốc Bắc-Nam

Cải tạo kênh Tân Hóa - Lò Gốm

ô r h â đ ờ ca c c- am ạ P.HCM-Long Th nh-D u Giây

 Thông tin dự án :

 Thi công : Posco

 êu cầu kỹ thuật của đất gia cố:

h 1.4.1 : Hình ảnh thi công tại công trình Đường cao tốc Long Thành – Dầu Giây

h 1.4.2 : Sơ đồ bố trí phương án thi công CXMĐ

h 1.4.3 : Kết quả thí nghiệm cường độ nén mẫu khoan của công trình

Chất lượng thi công không chỉ được kiểm soát chặt chẽ qua hệ thống điều khiển, định lượng của máy khoan trộn mà còn được đánh giá chủ yếu qua kết quả nén tĩnh cọc

và nén nở hông mẫu khoan ở các độ sâu khác nhau của thân cọc

Kết quả nén mẫu khoan cọc đất trộn xi măng ở công trình ờ l cả á

Mép – hị ả , đoạn 3 được giới thiệu trong bảng [2] cho thấy: Cường độ chịu nén nở

300m – 500m

3.26

2.49 2.57

2.33 2.74 2.40

0.00 0.50 1.00 1.50 2.00 2.50 3.00 3.50 4.00

Hàm lượng xi măng 220 kg/m 3

Độ sâu (m)

hông ở các độ sâu khác nhau của cọc các đạt được có độ phân tán lớn Có vị trí ở cùng

độ sâu của các cọc khác nhau lại có giá trị lúc cao lúc thấp Câu hỏi đặt ra ở đây là tại sao và có biện pháp nào để khắc phục hiện tượng đó?

Bảng 2 Cường độ nén nở hông của mẫu khoan CXMĐ tại công trình

S TT TT Ký hiệu mẫu

Sức é đơ c c

hạ uf Kgf/cm2

S TT TT Ký hiệu mẫu

Sức é đơ c c

hạ uf Kgf/cm2

D á đ ờ â Sơ hấ – h L – h đa ( ồ h h)

 Project in ormation – Thông tin dự án

 Thi công : GS E&C

 êu cầu kỹ thuật của đất gia cố:

No.4DN-L12 Unit Weight (kN/m3) Design Strength

No.4AF-L3 Unit Weight (kN/m3) Design Strength

h 1.4.4: Sơ đồ vị trí thi công CXMĐ xử lý nền đất yếu tại Dự án TB

h 1.4.5: Kết quả nén mẫu khoan (cọc số 4A -L3 và 4DN-L12)

Kết quả nén mẫu khoan trong hình 1.4.5 cho thấy: Cường độ đạt được trên toàn thân cọc khá đồng đều, không bị các trị số quá thấp Có thể nói: Đây là một công trình tiêu biểu về chất lượng thiết kế và thi công cọc đất xi măng ở khu vực Thành Phố Hồ Chí Minh

Có được kết quả này cũng nhờ vào giàn thiết bị khoan với lưỡi khoan trộn đặc biệt TEN và loại xi măng chuyên dụng Holcim Slable Soil (PCB 40)

Thí nghiệm phân tích xác định được tính chất đặc trưng của địa tầng đất yếu để hướng tới sử dụng chất liên kết xi măng hoặc xi măng kết hợp phụ gia và công nghệ thi công nhằm đạt được cường độ đồng đều cho toàn thân cọc đất xi măng trộn ướt chính

là mục tiêu lớn nhất của giải pháp kỹ thuật này

1.5 Nhu c u sử dụng cọc x mă đất trộ ớt gia c nề đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Long

Đặc điểm địa chất công trình ở ĐBSCL cho thấy: xây dựng hạ tầng cơ sở GTVT luôn đòi hỏi phải xác định được giải pháp cho phép xử lý nền đất yếu đạt hiệu quả kỹ thuật và kinh tế tốt nhất

Kết quả nghiên cứu nhiều luận văn cao học đã chỉ ra rằng : Nếu thân đường đắp trên nền đất yếu có chiều cao đắp H ≤ 2,0 m thì không phải quan tâm tới việc xử lý nền đất yếu Giải pháp kỹ thuật thường thiết kế là :

- Đào bóc bỏ lớp đất hữu cơ

- Trải vải địa kỹ thuật

- Đắp thân đường bằng cát san nền

Mùa mưa lũ ở ĐBSCL đã đưa nhiều tuyến đường xây dựng trên nền đất yếu vào tình trạng ngập sâu, ngập vừa và ngập nông ở một số tỉnh Giải pháp kiên cố hóa đã đề xuất cho QL62 (Long An) tại khu vực ngập sâu trong năm được áp dụng như sau:

- Xử lý nền đất yếu bằng đệm cát kết hợp cọc cát hoặc giếng cát hình vuông có

- Tại hai biên chân taluy bố trí cọc cát đường kính 40 cm, sâu 6,0m (mục đích cắt vùng biến dạng dẻo, đẩy xuống dưới sâu)

- Kết hợp tầng đệm cát làm hố thu nước tầng lọc ngược để thoát nước nền tường

- Mái taluy gia cố lát đan bê tông xi măng lưới thép 0,4 x 0,6 x 0,33 m

Dự án đường cao tốc Tp Hồ Chí Minh – Trung Lương lại chọn giải pháp xây dựng đường cầu đi qua một số khu vực có tầng đất yếu lớn Giải pháp này đã loại trừ ảnh hưởng của đất yếu vì tuyến cầu cạn có móng cọc đặt trên tầng đất khỏe Tuy nhiên, kinh phí xây dựng sẽ rất cao

Tới nay, ở ĐBSCL, giải pháp cọc đất xi măng gia cố nền đất yếu mới được áp dụng cho một số công trình, cụ thể :

- Cảng hàng không Cần Thơ;

- Móng bồn kho xăng dầu, cần Thơ;

- Đường dẫn vào cầu Cái Sâu Km3+800+Km+917,75, tuyến Nam sông Hậu (đoạn qua cần Thơ);

- Đường dẫn đầu cầu tuyến Mậu Thân, Cần Thơ;

- Đường dẫn đầu cầu Bùng Binh, Cần Thơ

- Đường dẫn đầu cầu tuyến Quang Trung - Cái Cui

- …

Như vậy, các công trình đường đắp cao, đường sân bay, đường cầu cảng, bến bãi chịu tải trọng nặng và rất nặng xây dựng trên khu vực ĐBSCL đều ứng dụng được giải pháp xử lý cọc đất xi măng để gia cố nền đất yếu

Cọc đất xi măng có 2 phương pháp trộn : khô và ướt

Các công trình ứng dụng ở ĐBSCL mới chọn chủ yếu phương pháp trộn khô

Dự án đường Quang Trung – Cái Cui ở Cần Thơ hiện nay cũng vậy Thử nghiệm phương pháp trộn ướt đã thực hiện tại Cảng hàng không Cần Thơ Ngoài ra, cọc đất xi măng trộn ướt được ứng dụng khá nhiều tại Bà Rịa – Vũng Tàu và khu vực Tp Hồ Chí Minh Sức kháng cắt không thoát nước của đất xi măng trộn ướt đạt tương đối cao, từ

2,5 đến 3,0 kg/cm2, trong khi trộn khô thường đạt dưới 0,75 kg/cm2

[6] Cọc xi măng trộn ướt không chỉ có tác dụng giảm độ lún dư mà còn làm tăng nhanh hiệu quả ổn định cho khối đất đắp và kết cấu vật liệu phía trên Công nghệ trộn ướt dễ cho phép kiểm soát và đánh giá chất lượng tại hiện trường; cho phép bổ sung các phụ gia, hóa chất giúp tăng cường độ đất trộn xi măng trước ảnh hưởng của điều kiện nhiễm phèn, nhiễm mặn

Mỗi tỉnh, thành phố ở ĐBSCL đều có quy hoạch phát triển mạng lưới giao thông tới năm 2020, tầm nhìn tới năm 2025 và 2030 Với đặc thù nhiều sông ngòi thì đường dẫn đầu cầu luôn là địa chỉ cho phép ứng dụng giải pháp cọc đất xi măng trộn ướt, xử lý cả điều kiện nhiễm ph n, nhiễm mặn

Khả năng ứng dụng cọc đất xi măng trộn ướt xử lý nền đất yếu còn phù hợp cho các công trình làm k , tường chắn, xây dựng dân dụng và công nghiệp v.v

ĐBSCL là khu vực chịu ảnh hưởng lớn của biến đổi khí hậu toàn cầu, nước biển

sẽ dâng cao gây ngập nhiều diện tích Vì vậy, ứng dụng giải pháp kỹ thuật này vừa cho phép xây dựng một thân đê biển ổn định, vừa có vai trò làm tường chắn chống sóng./