Luận văn nghiên cứu giải pháp xử lý nền Đất yếu công trình nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ hóa chất tăng cường cept quy nhơn

LOL CAM ON Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Dịa kỹ thuật xây dựng với đề tải: “Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu công trình Nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ húa chất tă

LOL CAM ON Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành Dịa kỹ thuật xây dựng với đề tải:

“Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu công trình Nhà máy xử lý nước thải

bằng công nghệ húa chất tăng cường (CEPI) Quy Nhơn” dược hoàn thành với

sự giúp đỡ tận tình của các Thây giáo, Cô giáo trong Bộ môn Dịa kỹ thuật, Khoa Công trinh, Trường đại học Thủy lợi cùng các bạn bè và đẳng nghiệp

Tác giá xin chân thành cảm ơn các Thấy giáo, Cô giáo, Gia định, Bạn bè &

Tổng nghiệp đã tạo điển kiện cho táo giả trong suệt quá trinh học tập và thực hiện

luận văn tốt nghiệp Đặc biệt tác giả xin bay tổ lòng biết ơn đến PGS.TS Trịnh Minh Thụ đã tận tỉnh hướng dẫn, giúp đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tác giá boàn

thành luận văn tốt nghiệp

Tuy đã có những số gắng nhất định, nhưng do thời gian có hạn và trình độ

còn hạn chế, vi vậy cuồn luận văn này còn nhiều thiểu sét Tác giả kính mong Thây giáo, Cô giáo, Bạn bẻ & Đồng nghiệp góp ý để tác giã có thế tiếp tục học tập va

nghiên cứu hoàn thiện đề tải

Xin chân thành cam on!

Hà Mội, ngày 25 tháng 11 năm 2014

Tac giả luận văn

Định Công Hoàng

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập — Tự do— Hạnh phúc

BAN CAM KET

Kinh gửi:

- Ban Giám hiệu Trường Đại học Thủy lợi,

- Phàng Dào tạo Dại học và Sau Dại học — Trường, Dại học Thủy lợi

Tên tôi là: Dinh Công Loảng

Tôi xin cam đoàn luận văn là kết quả nghiên cứu của tôi, khdng seo chép oli

ai Nội dung luận văn có tham khảo và sử dụng các tài liệu, thông tin được đãng tải trên các tài liệu và các trang website theo danh mục tải liệu tham khảo của luận văn

Hà Nộ

¡ ngày 25 tháng 1Ï nằm 2014 'Tác giả luận văn

Dinh Công Hoàng

CHUONG 1

TONG QUAN VE DAT YEU VA CAC GIATPHAP XT? LY NEN BAT YEU

1.1.2 Sự phân bé và tính chất của cáo vùng đất yếu ở Việt Nam 5 1.3 Các loại đất yếu thường gặp và đặc điểm của chúng 7

1.3.6 Xứ lý nền đất yếu bằng cọc vật liệu rởi seo TE

1.3.9, nên đất yếu bằng cọc đất xi măng đất 19

1.4 Một số công trình xây dựng trên nền đất yếu 23

1.41 Dưánxây đựng các bến số 3, 3 và 4 cảng Cái Lân tại thành phổ Ha Long

23 1.4.3 Cổng Đông Định trên hệ thống dé Đông Bình Định - 34 14.3, Dư¿nxây dựng Thư viện, bảo tàng tính Quảng Ninh 25

2.2 Một số phương pháp xác định sức chịu tãi của cọc 29

Tỉnh (oán sức clqu tôi gủa cọc theo công thức tĩnh - 29 Tính toán sức chịu tải cọc dựa trên súc kháng xuy@n Seo Tỉnh toán sửc chịu tài của cọc theo công thức động, - 34 Sức chịu tôi của cọc không bịt mũi có cột dit chen 35

2.2.10, Catch D6 ti 606 accesses ssessseeesstsissseesnsscnssseeenssimsseee seseeo,4T

2.3 Cơ sở lý thuyết tính toán cọc xỉ măng đất bằng công nghệ khoan phụt vữa xỉ

măng, äp lực cao (TRT GROUTTING) - 43

3.3.1 Giới thiệu đhung iĂĂihieererirerrre 43

2.3.3.2 Tỉnh toán theo trạng thải giới hạn L 47

CHUONG 3

TỈNH TOÁR XỬ LY NEN DAT YEU CONG TRÌNH NHÀ MÁY XỬ LÝ

NƯỚC THÁI QUY NHƠN

3.1 Điều kiện dịa chất dất nên vả tải liệu liên quan

3.1.1 Giới thiệu chung về Dự án vệ sinh môi trường thành phố Quy Nhơn .5I

3.1.2 Điểu kiện dịa chải khu vực xây dựng nhà máy 34

3.2.1 Giới thiệu về bộ phần mẫm Plaxis — 3.2.2 Khả năng phân tích của phẳnrnẻm Plaxis e 522 222 SD

3.3 Cáo Giải pháp xử lý nên đất yêu công trình sec 6 3.3.1 Giải pháp xử lý bằng cọc bê tông cốt thép - - 66

3.3.3 Giải pháp xữ lý bằng coz xi măng - đất - 69

vi

DANH MỤC CÁC HÌNH VE CHƯƠNG1

Tình 1.1 Xử lý nên đất yếu bằng phương pháp làm chặt đất - 13

Tĩnh 1.3 Gia tải trước bằng cách sử đụng khối đắp hoặc áp suất chân không 16

Tình 1.4 Xử lý nên đất yêu bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng, 17 Hình 1.5 Xứ lý nên đường, hai đầu cầu công trinh Câu Nguyễn văn Trồi - Trần Thị

Hình 1.6 Thi công dỏng cọc thư viện tỉnh Quảng Ninh [2| 23 linh 1.7 Thi cảng cọc gia cổ Căng Cái Lân La Long [1] " Hình 1.8 Thi cảng đóng cọc bê tâng cốt thép cổng Đông Định [] 4] 25 Tình 1 9 Đóng cọc BTCT 40x40em, xây đựng bão tảng, thư viện tĩnh Quang Ninh

_- CHƯƠNG2

Hình 2.1.Bắng tra hệ số sức chịu tâi Na theo góc ma sắt trong của dắt ọ 30

Tỉnh 2.2 Hãng tra hệ số áp lực đất Ks theo góc ma sát trong của đất œ 32

Hinh 2.3 Bang tra hé sé lực đính œ của cọc trong đất đính 33

Hình 2.4 5ùc kháng bén f, và sức kháng niũi qụ của cọc ông thép từ giá trị trang,

binh swe kháng xuyên trong thi nghiệm thăm dò Xeeseererou34 Tình 3.5 Sơ đồ tính toán độ lún của nhỏm coe masa - 41 Hình 2.6 Dây chuyên thi công cọc XMĐ bằng công nghệ Jet grouting 44 Tĩinh 2.7 Công nghệ đơn pha (Công nghệ S) ¬

Hình 2.9 Công nghệ ba pha (Công nghệ T) àà eerererere đỒ

Tỉnh 2.10 Sơ đồ tính toán theo phương pháp mặt trượt trụ trên 47

Tình 3.11 Sơ để tính toán theo phương pháp tuặt trượi phức hợp 47 linh 2.12 8ø đồ tính toán biển dạng ctenirrrrnirerrrsrrrssrc đĐ CHƯƠNG 35

Tlinh 3 9 So dé tinh toan trường hợp xử lý bing coc BTCT trong phan mém plaxis

— ,Ô caeeeeeoe.OS)

linh 3 10 Sơ đề tỉnh toán trường hợp xử lý bằng cạc XMÙ (nên tương đương)

Tình 3 11 Mặt bằng bố trì cọc bể lắng đợt bai - - 68 Tĩnh 3 12 Mặt bằng gia có cạc xi măng đất 723 Hình 3 13 Lưới phân tử hữu hạn tỉnh toán xử lý bằng cọc BTCT - 74 Tình 3 14 Tổng chuyển vị duới nên công trình khi có tải trọng máy xây dựng 74

Hình 3 17, Tổng chuyên vị dưới nên công trình khi dào hồ móng và dóng cọc 77

linh 3 18 Chuyên vị theo phương thẳng đứng

Hình 3 20 Tổng chuyển vị dưới nên công trình sau khi xây bế lắng đợt hai và vận

Hinh 3 22 Chuyén vj theo phuong ngang .csccsessiseeiestesseisstessiessiessieet 80 Tĩinh 3 23 Lưới phân tử hữu hạn tính toán xử lý bằng cọc XMD 82 Hình 3 24 Tỏng chuyển vị dưới nên công trình khi cé tai trọng máy xây dụng 82

linh 3 25 Chuyển vị theo phương thẳng đứng ceceooe.e 83

Hình 3 27 Tổng chuyển vị dưới nên công trình khi dảo móng, 84

Chuyển vị theo phương thẳng đứng

Chuyến vị theo phương ngang

Tổng chuyển vị khi gia cố hỗ móng Chuyển vị theo phương dứng

Chuyển vị theo phương ngang

Tổng chuyển vị dưới nên công trình Chuyển vị theo phương thẳng đứng

Chuyển vị theo phương ngang

DANH MUC BANG BIẾU

CHƯƠNG1

Bang 1.1 Téc dé trầm tích của một số thành tạo sét vùng Đông Nam Á |7]

Bang 1.2 Một số tính chất cơ ly oda dat sét mềm [7|

Bang 1.3 Một số tính chất của bửn [7]

Bang 1.4 Bảng phân loại Dư bứm theo địa chất công trình [7]

Bảng 1.5 Bảng phân loại than bùn theo tịnh chất cơ - lý của đất

Tăng 1 6 Phạm vi áp dụng cọc vật liệu rời

CHƯƠNG 2

Bang 2.1 Hệ số an toàn đừng cho tính toán sức chịu tải cọc theo đất nên 37

Bang 2.2 Mô đun đàn hồi E, của đất đưới tuữi cọc ống thép bịt mũi sau khi đóng 40

„d3

Bang 2.3 Dé léch cho phép khi định vị, định hướng và độ nghiêng của cọc

CHƯƠNG 3

Tiăng 3.1 Các chỉ tiên co lý của các lớp đất

Tảng 3 2 Kết quả đa đạc rực nuớc tĩnh

Bang 3.3 Tỉnh toán các chỉ tiêu cơ lý của dất nên

Bang 3.4 Tỉnh chất cơ lý của cọc xi măng đất

Bang 3.5 Tỉnh toán các chỉ liêu cơ lý của nên tương đương

Ứng suất hữu hiệu theo phương đứng tại cao độ mũi cọc

: Hệ số sức chịu tai

: Ủng suất nén một trục của đá

Hệ số áp lực đất (ra đỗ thị hình 2.2) : Góc ma sắt giữa cọc ống thép và đất

kiện đất nên:

: Hệ số phụ thuộc vào thiết bị đỏng cọc

: Vận tốc búa đóng cọc

Độ lún của cọc chống

: A4ô đưn đán hỏi cọc

Mô đun đàn hẻi lớp đất đưới mũi coc Khoảng cách nhỏ nhất của mặt bổn giữa cáo cọc

Cường độ cọc xi măng đất tính toán : Tỷ lệ điện tích gia cố

: Mô men tác dụng vào bản đây công trình theo phương x : Mô men táo dụng vào bản đây công trình theo phương y

M6 dun chống nến theo phương

: Mô dun chống nến theo phương y

TIệ số triết giảm mũi cọc

Chủ vị cọc

: Độ lúa cục bộ của khối đốt nên sau khi được gia cường,

: Độ lún cục bộ của tầng đất nằm dudi mii cọc ximăng,

đất

MO DAU

1 Tỉnh cấp thiết của đề tải

Thành phố Quy Nhơn là đồ thị loại 1 trực thuộc tình Bình Định, là một (hành

phố duyên hải nam Trung Hộ, có vị trí địa lý và diều kiện giao thông khá thuận lợi, nim trên ngã ba của 2 hành lang Quốc lộ 1A và Quốc lộ 19, là cửa ngõ ra phía đồng,

của Tây Nguyên, hạ Lào và Đông Bắc Campuchia Trong những năm gắn đây, với mức độ đô thị hóa cao, các công trình xây dựng vừa và lớn đã được tính nhà quan tâm đầu tư xây đựng Với mật độ dân số đồ thị khoảng 350.000 người trên điện tích

thành phố 286 lam, trong đỏ diện tích đố thị là 145knẺ thì việc đầu tư các công

trinh báo vệ môi trường lá cần thiết để đảm bảo vệ sinh rnôi trưởng góp phần đưa

thành phố Quy Nhơn thành một điểm thu hút khách du lịch trong, cã nước

Với yêu cầu đó, UBND tỉnh Bình Định đã đồng ý đầu tư xây dựng dự án vệ sinh môi trường thành phố Quy Khơn nhằm mục đích giảm thiểu ô nhiễm môi trường thông qua việc đầu tư xây dựng hệ thẳng cêng thoát nước rnưa, hệ thông thu

gom nước thải, các trại bơm nước thải và các nhà máy xử lý nước thải Một trong

những vấn đê mà học viền quan tâm đó là công trình nhà máy xử lý nước thải công

xuất 28.000 Šng đêm (ứng với 04 modim), Do điều kiện đất đại của thành phố và

đẻ phù hợp với diều kiện xử lý nước thải, vị tí nhà máy dược đặt tại phường Nhơn

đình, khu vực hạ hưu các sông Llà Thanh, sông Kên trước khi để ra đảm Thị Nai

Khu vực nhà mây dụ kiến xây dựng với điều kiện địa chất ổa phần là sét và a sét do hiện tượng, bồi lắng, phù sa các cơn sông, khi thí công xây dựng, công trình sẽ Jam thay đổi trạng thái cân bằng tự nhiên của đất đá, gây ra sụ thay đổi ủng suất và biển đạng trong dãt ở dưới công trình và các vùng xung quanh dặc biệt trong nên đất yếu Phạm vị ảnh lưởng và mức độ ánh hưởng của những biên đổi đó phụ thuộc

vào nhiều yêu tổ, trang đó bao gồm yêu tả về loại đât đá, đặc điểm của nước đưới

đất, phương pháp thí công, biện pháp chống đỡ Nghiên cửu đánh giá và dự báo những biến dang nên đất là một trong những yêu cầu quan trong trong quá trinh

thiết kế và thi công công trình trên nên đất yếu Việc hiển biết đây đủ về những đặc

tỉnh của đất nên, những biển đổi về trạng thải ứng suất và biến dạng của nên đất khi

Na

thi công sẽ gop phan dam bao su ổn định các công trình xung quanh trên mặt dất

Chính vì vậy, dé tài nghiên cứu của luận văn được đặt ra lả: “Nghiên cứn giải pháp

xử lý nên đất yên công trình Nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ hóa chất

tăng cường (CEPT) Quy Nhơn”

Tẻ tải tập trung nghiên cửu về tính chất cơ lý của đất yếu, các loại đất yếu ở Việt Nam và sự phân bố của chủng Nghiên cửa các giải pháp xử lý nến dất yếu, qua đỏ nắm bắt được điều kiện áp dụng của từng giải pháp để lựa chọn giải pháp xử

lý nên móng phủ hợp cho cổng trình nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ hóa

chất tăng cường (CEPT) Quy Nhơn dễ không gay mat ổn định cho công trình, hạn chế sụt lửn vá đám báo điều kiện lảm việc bình thường của công trình

2 Mục đích nghiền cứu

Nghiên cứu ễn định công trình rên nền đái yêu và để xuất giải pháp tăng ôn định cho công trình: “Nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ hóa chất tăng cường

(CEPT) Quy Nhơn” thông qua việc:

~ Nghiên cửu các loại dãi yêu phố biển ở Việt Nau,

- Các giải pháp xử lý nên đất yếu và lựa chọn giải pháp xử lý nên đất yếu cho

công trình nhà máy xứ lý nước thải;

- Cơ sở lý thuyết tính toán cho từng giải pháp dược lựa chọn:

- 'Tình toàn lựa chọn giải pháp xử lý nên đất yếu cho nên mỏng nhà máy xứ

lý nước thải

3, Cách tiếp cận

- Các tài liệu về địa tầng, các thông số địa chất của đất nên, tài liệu rực nước ngầm khu vực nghiên cứu

- Mục tiêu, yêu cầu của công trinh: "Nhà mày xử lý nước thái bằng công,

nghệ hóa chất tăng cường (CEPT) Quy Nhơn”, từ đó nghiên cứu các giải pháp công,

hinh diéu kiện thực tế xây dựng nhà máy xử lý nước thải bằng công nghệ hóa chất

tang cường (CEET) Quy Nhơn nhằm làm cho công trình an toàn và kinh tẻ

4 Phương pháp nghiên cứu

- Phương pháp thu thập tài liệu khảo sát dịa hình, địa chất, mực nước ngằm

và tổng hợp tài liệu

~ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mô lánh lính loan và phan mém vung dung

- Phương pháp phản tích, tống hợp,

5, Kết quả dự kiến đạt được

- Tổng quan vẻ cáo biện pháp xứ lý mỏng công trình trên nên đất yếu

- Giới thiệu chung vé du án và các phương án kết câu công trinh nhà máy xử

lý nước thải bằng công nghệ hóa chất lăng cường (CEPT) Quy Nhơn

- Nghiên cứu một số giải pháp xử lý nên đất yêu và kiến nghị phương pháp

xử lý nên đất yếu cho công trình nhà máy xứ iý nước thải bằng công nghệ hôa chất

từng cường (CBPT) Quy Nhơn

- Co sở lý thuyết cho giải pháp xử lý nên dat yếu đối với gia cổ cọc bé tang

cốt thép và cọc xi trăng đãi

~ Tình toán Gn dink nên đất yêu cho công trình nhà máy xử lý nước thải bằng

công nghệ hóa chất tăng cường (CLPL) Quy Nhơn theo tùng giải pháp xứ lý và để

xuất giải pháp xử lý cho công trình

CHUONG L

TONG QUAN VE DAT YEU VA CAC GIAIL PHAP XU LY NIEN DAT YEU

TRONG XAY DUNG CONG TRINH

1.1 Tổng quan về đất yếu

ĐẤt mẫm yếu là những đất có khả năng chịu tấi nhố (vào khoảng 0,5 - 1,0

daN/om?), tính nén lún lớn, hâu như bão hỏa nước, có hệ số rồng lớn (e > 1), médun biển dang thấp (thường thi Eo < 50 daN/cm”) lực chẳng cắt nhỏ, Nếu không có biện pháp xử lý đúng dẫn thi việc xây dung công trình trên nên dất yếu sẽ rất khỏ khăn hoặc không thể thực hiện được[7]

Xét theo nguần gốc thì đất yếu có thể được tạo thành trang điều kiện lục địa,

vũng vịnh hoặc biển Nguồn gốc lục địa có thể là tàn tích, sườu tích, bồi tích do gió, ước, lũ bùn đá, đo con người gây ra Nguồn gốc vũng, vịnh có thể ở cửa sông, tam giác châu hoặc vịnh bien Dat yếu nguên gốc biến được tạo thành ô khu vực nước

xiông (không quá 200m), khu vực thẩm hue dia (200 - 3000m) hoặc khu vực biển sâu (trên 3000m)

Tuy theo thành phan vật chất, phương pháp và điêu kiện hình thành, vị trí

trong không gian, diểu kiện vật lý và khi hậu, mà tôn tại các loại dất yếu khác nhau như đất sét mễm, các hạt mịn, than bừa, các loại râm tích bị mùn hóa, than

thùn hỏa,

Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là dất sét yêu bão hòa nước Loạt đất này có những tỉnh chất đặc biệt, đồng thời cũng có các tính chất tiêu biểu cho các loại đât yếu nói ctnmg Nguồn gốc địa chất của đất sét yếu thuộc dời cận dai, vi chúng mới hình thành véo khoảng 20.000 năm nay, Các bạt tạo thành đất sét được

phang hóa từ đá mẹ, có tính chất thay đổi theo tính chất của đá mẹ, điều kiện khí

Các thành tạo sét nảy thường hình thành trong thời kỳ từ 12.000 dến 5.000

năm trước Công nguyên với tốc độ trảm tích cao Bảng 1.1 giới thiệu tốc độ tắm

tích cöa mội số thanh Lao sét ở các bờ biên một số nzớc vùng Pong Nam A

Bảng 1.1 Tóc dộ trằm tích của một số thành tạo sét vùng Đông Nam Á [7]

1 | Be bién Chao Phraya (Thai Tan) 200 — 300

(Thái Lan), tý lệ nảy đạt đến 2,5 3,0 cm/năm [7]

1.L2 Sự phân bổ và tính chất của các vùng đất yếu ở Việt Nam

Cũng như ở kha vực Đông Nam A, các vùng đất mềm yêu ở Việt Nam chủ

yếu là những tang tram tích mới được thành tạo trong kỷ Đệ tử Theo kết quả nghiên cứu địa chất và địa lý, tầng trằm tích này chủ yếu là trầm tích tam giáo châu, thường gặp các miền đồng bằng, trong đó hai đồng bằng lớn nhật là đẳng bằng Bắc

Bộ va dồng bằng Nam Bộ Căn cứ vào nguồn gốc và diều kiện hình thánh các déng bằng, đồng thời dua vào tải liệu thăm dé địa chất công trình, sơ bộ có thể nhận xét

vẻ dặc diễm chung của cae tang đất mềm yêu ở Việt Nam như sau:

1.L2.1 Đồng bằng Bắc bộ

Chủ yêu là loại tram tich tam giác châu cũ và tam giác châu mới của hai sông,

lớn là sông Hồng, sông Thái Bình và các chỉ lưu của chúng, Miễn đồng bằng nay có điện tích rất rộng (khoảng 15.000km2) va it đổi núi sét, Vừng phủ sa sông liễng chiêm điện tích réng nhật trong miễn này Theo tài liện địa chất kiến tạo Việt Nam,

đồng bằng Bắc Bộ duoc hinh thanh trên một miễn rộng lớn, đầu tiên chia chế độ

tiển, rồi đến chế độ vùng hề và trên đó là trảm tích kỷ Đệ tứ

Xét về mặt địa hình, địa trao thì đây là miễn đẳng bằng thuộc loại hình bồi

tụ Do các diễu kiện dịa chất, dịa hình như vậy nén chiéu day tang tram tich ky Dé

tử này rất dày, từ vài mét đến hơn 100m

1.12.2 Đồng bằng Thanh — Nghệ Tĩnh

Có những khu vực bỗi tụ, mài mòn xen kẽ nhau So với đồng bằng Bắc bộ,

ting tram tich kỷ Dệ tứ ở đây không đây lắm Các trâm tích ở đây cũng rất đa đạng,

cỏ trầm tích bồi tạ tam giác châu, có loại tram tich béi tụ ven biển

1.1.2.3 Đồng bằng ven biển Trung Bộ

La déng bing mai mén bai tụ điển hình Trằm tích ký Đệ tử ở đây thường

thấy ở vùng thung lũng các sông và thường là loại phù sa bởi tich Vùng duyên hải thuộc loại trằm tích phát triển trên các đâm pha cạn dân: bởi tích trong điểu kiện

lắng đọng tĩnh

1.1.2.4 Đằng bằng Nam hộ

Có thể chia thành ba khu vực dựa vào chiếu dây lop đất yêu:

a/ Khu vực có lớp đất yên dày 1 — 30m, bao gồm các vùng ven thành phố Hỗ

Chí Minh, thượng nguồn các sông Vàm Có Tây, Vàm Có Đêng, phía tây Đồng

‘Thap Muéi, quanh ving Bay Nui cho toi ving ven bién [Ja Tién, Rach Gid, đồng

bắc đồng bằng từ Vũng Tâu đến Biển Hòa

b/ Khu vue có lớp đất dá yêu đảy từ 5 30m phân bỗ kế cận khu vực (a) va chiếm đại bộ phận đồng bằng và khu trưng tâm Dồng Tháp Mười

œ/ Khu vực có kip đất yếu đây 15 — 300m chủ yếu thuộc lãnh thổ các tỉnh

Vĩnh Long, Trả Vĩnh, Bến Tre tới vúng duyên hải các tính Minh Hải (bay gid là

tỉnh Bạc Liêu và tỉnh Cà Mau), Tiền Giang, Cân Thơ, Sóc Trăng,

ông, bấi bồi, lam

Nguồn gốc của các Lẳng đất yếu là loại trầm tích châu thổ

giác châu), trâm tích bờ, vũng vịnh và đều thuộc vào trầm tích kỷ lệ tử

Cáo dang trầm tích thường gặp là loại bùn, đất đỉnh có trạng thái từ đẻo mềm

đến cháy và cát nhỏ bão hỏa Ngoài ra cỏn gặp các loại đất lây, dat man st vet 6 ven

biển, than bùn ở miễn rừng ngập mắn Vé dic diém cấu tạo thì các thành tạo dat

yếu thường gồm nhiều lớp đất và không đồng nhất

Ở miền đẳng bằng, cầu tạo của các thành tạo đất yêu khá phức tạp Các lớp dit yéu thường nằm xen kế nhau, hoặc xen kẽ giữa các lớp có khả năng chịu lực tốt

hơn Số lượng các lớp đất yếu ít nhật là ba lớp, chiều dày rất lớn, tới 40m hoặc lớn hon G các vùng đẳng bằng ven biển và các vùng đồng bằng có nhiều đồi núi sót thì cầu tạo các thành tạo đất yêu đơn giản hơn, số lượng các lớp đất yêu thường khong

quả ba lớp

1.2 Các loại đất yêu thường gặp và đặc điểm của chúng

Nói chung các loại đất yêu thường có những đặc điểm sau đây:

- Thường là đất sét có lẫn hữu cơ (nhiêu hoặc ít)

- Ham lượng nước cao và trọng lượng thể tích nhỏ

- Dộ thâm nước rất nhỏ

- Cường độ chẳng cắt nhỏ và khả năng nén lún lán

Ö Việt Nam thường gặp các loại đất sói mềm, bún và than bằm, Ngoài ra ö

xột số vừng còn gặp loại đất có ít nhiều tính chất của loại đất hi sập như đất bazan

ở Tây Nguyễn và thính thoảng còn gặp các loại cát chây là những loại đất yêu có

những dắc điểm riêng biệt,

1.2.1 Đất sét mềm

Theo quam điểm địa kỹ thuật thì không có sự phân biệt rõ răng giữa đốt séi

mềm và bùn Tuy nhiên ở đây ta hiểu dất sét mềm là các loại đất sét hoặc a sét tương đối chặt, bão hòa nước và có cường độ cao so với bùn Dất sét mềm có những, đặc điểm riêng biệt nhưng cũng có nhiều tinh chất chúng của các đất đá thuộc loại sới, đó lả sản phẩm của giai đoạn đầu của quả trinh hinh thành đất đã loại sét

Tất sét gồm chủ yêu là các hạt nhỏ như thạch anh, fslspar (phản phan tan

thô) và các khoảng vật sét (phân phân tán mịn) Các khoảng vật sét này là các

silicate alumin co thé chwa cdc ion Mg”*, K”, Ca, và te chía thành ba loại chính là

ilite, kaolinite và montmerlenite Đây là những khoáng vật làm cho đất sét cỏ đặc

tỉnh riêng của nó.

Tức là một khoảng vật dại biểu của nhóm hydromica Hydromica dược thành

tao chủ yếu là ở môi trường kiểm (pH tới 9,5), trưng binh và axit yêu, luôn chứa khả

nhiều kali trong dung dich, Vé cau tạo mạng tĩnh thể, site chiếm vị trí trưng gian

gitia kaolinite va montmorilonite

Kaolinite được thành tạo do phong hóa đá magma, đá biển chất và đá tram tích trơng diểu kiện khí hậu âm khác nhau Đặc điểm eda mang tinh thé kaolinite 1a tương đổi bên, ổn định

Montmorilonite phé biển nhật là loại chứa oxit nhâm, cẩu tạo mạng tỉnh thé

gần giống như kaolimit nhưng kém bên vững, nước để xuyên vào gây trương nở mạnh MontznoriloniỎte được thảnh tạo chủ yếu trong quả trinh phong hóa đất

magma trong điều kiện môi trường kiếm (pH= 7 — 8,5), khí hậu khô, én héa va 4m

M@ntnorilonite cũng có thẻ phát sinh ở biển trong điển kiện môi trường kiểm

Các khoáng vật sét là đầu hiệu biểu thị các điều kiện môi trường mà nó thành tao và có ảnh hưởng quyết định đến các tính chất eơ — lý của đất sét Vì vậy, khi đánh giá đất sét về mặt địa chất công trình cần nghiên cứu thành phần khoáng vật

sét (phản phân tán mịn) của nó Trong trường hợp chung, đắt sét là một hệ phân tán

ba pha (hat khoảng, nước lỗ rỗng và hơi), tuy nhiên đo đất séL yếu thường bão hòa nước nên nó xem là một hệ hai pha cốt đất và nước lỗ rồng

Các hạt sét và hoạt tính của chứng với nước trong đất làm cho dit sét mang những tính chất mà những loại đất khác không có: Tính đẻo và sự tổn tại của eradient ban dâu, khã năng hắp thụ, tính chất lưu biển, từ đó má đất sét có những,

đặc điểm riêng về cường độ, tính biên dang

Một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét mềm là tính đếo Nhân lố chủ yếu chú phối độ déo là thành phần khoáng vật của nhóm bạt kich thước nhỏ hơn

0,002 mm va hoạt tính của chúng đối với nước

Trong thực tổ xảy đựng thường dùng các giới han Atterberg dé danh gia dé déo của đất loại sét Theo cách phân loại đỏ thỉ đất sét mềm cỏ độ sệt từ dếo cháy

đến chảy Một trong những tính chất quan trọng nữa của đất sét là độ bên cấu trúc

(hay cường độ kết cầu) của chủng Nếu tái trọng truyền lên dất nhỏ hơn trị só cường,

độ kết cầu thì biến dạng rất nhỏ, có thể bỏ qua, còn khi vượt quả cường dé kết cầu

thì đường cong quan hệ giữa hệ số rằng và áp lực bắt đầu có độ đc lớn Trị số

cường độ kết cầu của đất sét tiềm vào khoảng 0,2— 0,3 daN/cmÈ

‘Tinh chất lưu biến cũng là một tính chất quan trọng của dất sét yêu Điết sét yếu là một môi trường đẻo nhớt Chúng có tỉnh từ biến và có khả năng thay đổi độ bển khi chịu tác dụng lâu dài của lãi trọng Khả răng dó gọi là tính lưu biến Trong, tinh chất lưu biển của đất sét cỏn có biểu hiện giám dân ứng suất trong đất khi biến

đạng không đối, gọi là sự chủng ứng suât Thời gian mà fmg suất gây nên biến đạng,

đang xét giâm đi 2.7183 làn gọi là chu ky chủng ứng suất Ở dất sét yếu chu kỳ chủng ứng suất thưởng rất ngắn

Hiện tượng hắn thụ la khả năng đất sét yên hút tù môi trường chung quanh

và giữ lại trên chúng những vật chất kháe nhau (cứng, lồng, hơi), những ion phân tir

và các hạt keo Người ta dùng nó để giải thích nhiều hiện tượng và tính chất đặc biệt của đất sét Bảng 1.2 giới thiệu một số tính chat co — lý của đất sét mềm ở một số địa phương miễn Bắc nước la

Bang 1.2 Một số tính chất cơ — lý của đất sét mềm [7]

Trong thành phần hạt, bùn có thế là á cát, á sét, sét và cũng có thể là cát mịn

và đều có chứa một hầm lượng hữu cơ nhất định (đôi khi đến 10 — 12%), gàng, xuống sâu hảm lượng nảy cảng giảm,

Cường độ của bùn rất nhỏ, biển đạng rất lớn (bùn có đặc tính là nén chặt

không hạn chế kèm theo sự thoát nước tự đo), môdum biến dạng chỉ vào khoảng 1 —

$ daN/emẺ (với bùn sét) vá 10 235 đaN/cm” (với bún á sét, bùn ả cát), sòn hệ số

riến lún thì có thể đạt tới 2 — 3 cmẺ/đaN Nhĩ vậy, bùn là những trấm tích nén cha

chất và dễ bị thay đổi kết cầu tự nhiên, do đỏ việc xây dựng trên bùn chỉ có thể thực hiện được sau khi áp dụng các biện pháp xú lý đặc biệt Bảng 1.3 giới thiệu một số

tính chất của bủn ở một sề địa phương.

Than bùn la dat yêu nguồn gốc hữu cơ, được thành tao do kết quả phân hủy

cáo di tích hữu cơ (chủ yếu là thực vật) tại các đảm lẫy Than bùn có dung trang kha xắt thấp (3 — 9 kNÁm)), hàm lượng hữu sơ chiếm 20 — 80%, thường có màn đen hoặc anau nâu sâm, cầu trúc không mặn, còn thấy tan dư thực vật

Trong điều kiện tự nhiên, than bùn có độ ẩm cao, trung bình 85 — 95% va có thé dat hang tn phan tam Than bún là loại dất bị nén lúm lâu đâi, khong déu và

xmạnh nhất, hệ số nén hàn có thê đạt 3 8 10cm?/daN, vì thế phãi thi nghiệm than

bùn trong các thiết bị nén với mẫu cao ít nhất 40 — 50cm Than bừn thường được

phân loại theo dịa chất công trình và theo tính chất cơ — lý của đất

1 T Doscton |Ở độ đm bất kỳ, Khi nhiệt đề trín 0°C,

định đảo hồ sđu 2m, thănh thẳng đứng cỏ thỄ

giữ được 5 ngăy đềm không bị biến 10

đựng, mực nước ngđm sđu đưới 0,5 —

1,2m trín có câc loại cđy như sứ vet

2 I Dost G a6 ấm bất kỳ, khi nhiệt độ trín 05C,

không ổn |đảo hỗ sđu 2mm, thănh thẳng đứng có thể

định giữ được 5 ngăy dđu không bỉ biế| CÔ °*

đạng Dịa thể tương đổi thấp vă bằng

3 Wi Long, cova [Than bin phan hủy mạnh, Khi bêo hòa

Khong cĩ |nước ở thể lỏng, nước ngắm thường lộ lớp vớ cũng |trín mặt bộ phận trững có nước chđy, có

ở trín mặt - loổ loại cói, sử vẹt mọc tối, lớp than bùn sa

loó nhiều rễ cđy, trín mật đđy 2 — 4,5m,

nguời vă súc vật đi lại được

Bang 1.5 Bảng phđn loại than bủn theo tính chất cơ - lý của đất

1 T [Tương Hăm nhiều tại

Inhỏ

on dink thong cus li 15-60 | 10 | 5,4 |0/05| 0,03 ai

1.3 Các giải pháp xử lý nền đất yếu

1.3.1 Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp làm chặt đất trên mặt bằng cơ học

Phương pháp làm chặt đất trên mặt bằng cơ học là một trong những phương pháp cô điển nhất, được sử dụng rất phô biển trên thẻ giới Bản chất của phương,

pháp nảy là dùng các thiết bị cơ giới như xe lu, máy dam, bua rung lam chat dat

Các yếu tô chính làm ảnh hưởng đến khả năng đầm chặt của đất gồm: Độ âm, công

đầm, thành phân hạt, thành phản khoáng hỏa, nhiệt độ của đắt và phương thức tác dụng của tải trọng Mục dich lam chặt đất là phải xác định độ am tét nhat (Wop)

{mg với giả trị khối lượng thể tich khô lớn nhất (†am„-)[S]

Hình 1.1 Xử lý nền đất yêu bằng phương pháp làm chặt đất

Do được lâm chặt, các chỉ tiêu về độ bên của đất tăng lên đảng kẻ, tỉnh biên

dang va tinh thâm giảm đi Hiện nay phương pháp nảy được sử dụng rộng rãi trong,

xây dựng đường giao thông, sân bay, các công trình thủy lợi và trong xây dựng dân

dụng vả công nghiệp Có một số phương pháp làm chặt đất bằng cơ học như sau

~ Lâm chặt đất bằng dam rơi

Ban chất của phương pháp nảy lả dùng đầm rơi bằng vật nặng (vật đảm) làm

chặt đất Vật đầm thường lam bằng bê tông cốt thép hoặc bằng gang, có khỏi lượng,

từ 2 — 4 tan, cho roi tir d6 cao tir 4 — Sm Chiêu đây nén chặt của đất phụ thuộc vào đường kinh, khối lượng và chiêu cao rơi của vật đàm cũng như tỉnh chất của đất

“Thông thường, dộ chặt của dất tăng lên ở các lớp trên mặt và giảm đi ở các lớp phía đưới

~ Tâm chặt đât bằng dam ln:

Ban chat ctia phương pháp này là dùng dâm lần, xe lu dé lam chặt dat

Phương pháp này thường được sử dụng khi làm đường giao thỏng Tủy thuộc vào

trong lượng xe lu và số lần đầm mà chiền sâu làm chặt có thể đạt dến Ø,5 — Ô,ốm

Khi ding đầm lăn cỏ mặt nhẫn, do chiều dày lớp đất được đảm nhỏ nên hiệu suất

đảm thưởng thâp, chất hrợng đảm không đều, khối lượng thẻ tích của đất giảm theo

chiều sâu Vì vậy, dỗi với các công trình dắp đất lớn dùng dằm mắt nhẫn không hiệu quá Dếi với các loại đất dính dạng cục thú dùng dim lin chân dé mang lại hiệu quả

cao hơn, chất lượng đảm đền hơn và tạo ra mặt ráp liên kết tốt giữa các lớp dat đâm

véi thaw,

Tiiện nay, người ta còn sử đựng cả đâm lăn bánh hơi đề đảm chặt cả đất đính

và đất rời Mức độ đâm chặt phụ thuộc vào số lẫn đảm, chiều dày lớp đảm, áp suất

bánh xe, tải trọng xe, vận tốc dị chuyển của xe cũng như độ âm vá cấu tạo của đất

Muốn đất được đảm chặt đêu thì tải trạng đảm phải phân bỏ đều lên các bánh xe,

không phụ thuộc vào độ gỏ ghế của mặt đất và sức chịu tải của đất lại vị trí đâm

hưởng (tần số đao động của máy trùng với tần số giao động của đất đảm)

1.3.2 Xủ lý nền đãt yêu bằng lớp đệm

Xử lý nền bằng lớp đệm nhằm mục đích tăng sức chịu tái và giảm tính nén lún của nên Người ta thường xử lý bằng đêm cát, đât, đá, sỏi[9]

Linh 1.2 Xt ly nén dat ydu bằng đệm cát

- Đệm cất: Vi ứng suất đo tài trọng ngoài giảm dan thea chiều sâu cho nên khi gặp lớp đất yếu người ta thay một phần lớp dat yêu bằng các vật liệu thay thé (gọi là tầng đệm cát) ngay đưới đáy móng để đủ sức chịu tải trong ma vẫn tận dựng được khả năng của lớp đất yêu năm ở phía bên đưới

- Đệm đất: 'Thay toản bộ lớp đất yếu áp dụng cho đất yếu xuất hiện ngay trên

bể mặt với chiêu đày lớp đất yếu không lớn Băng giải pháp này chúng ta tạo ra

đưới đáy móng lớp đãi mới có góc ma sắt trong cao và trọng lượng riêng lón, hệ số

xông thấp không những đảm bảo tăng cường cường độ cia dat ma con làm giảm tinh hin ota dat

- Đêm đã sốt Khi chiền dày lớp đất yêu nhỏ hơn 3mm ở rạng thái bão hoa

nước đười lớp dất yêu lá lớp dất chịu lực tốt và xuất hiện nước cỏ áp lực cao thi

ding dém đá, sôi Lớp đệm đá yêu câu phải xếp chẻn thật tốt nêu khỏng sẽ mắt ốn

định toàn bộ lớp đệm

1.3.3 Xử lý nền dất yếu bằng phương pháp nén trước

Công trình xây dụng trên nén dat yếu sẽ chịu lún đáng kế De vậy, trước đó

người ta đã chất tải buộc nên dất lún xuống dễn mức cần thiết Trong thời gian chất tải, độ làn vẻ áp lực nước được quan trắc Lớp gia tái được dỡ khi độ lùn kết thúc hoặc đã cơ bản xây ra Công trình vẫn tiếp tụe lún do đất có tính đẻo cao, nhưng, biển độ lún khi dó sẽ chí bằng một phần nhé, khoảng 5 10% so với trường hợp không chất tải trước Tải trọng đo công trình gây ra có tính lầu đài, đến hết tuổi thọ

của công trình, trong khi chất tải trước chỉ kéo đải trong một thời gian ngăn Tuy

nhiên do chất tải trước khả lớn nên mặc dủ nên đất chưa đạt tới cố kết hoản toản

nhưng cũng để đạt độ lún yêu câu

Hình 1.3 Gia tải trước bằng cách sử dụng khói đắp hoặc áp suất chân không

Chất tải trước được tiền hành ngoài hiện trường bằng cách đồ đất, đắp các

bao cát, chất gạch, đá và các loại vật liêu xây dựng khác, trong đó bao cát 1a giải

pháp phê biến nhất Tuy nhiên không dễ đạt được một tải trọng lớn, đạt độ cao 5 —

ốm Do vậy cường độ chất tải trước thường chỉ đạt 80 — 100 kPa, tức lả thích hợp

với các công trình vừa vả thấp tẳng,

1.3.4 Xử lý nền đất yếu bằng thiết bị tiêu nước thắng đứng

Lún đo có kết nên đất sét yếu tạo ra nhiều sự cỗ cho nên mỏng công trinh Cần nhiều thời gian để hoàn thành có kết thứ nhất do tính thắm của đất sét nhỏ Để

rút ngắn thời gian cổ kết nảy, thường dùng thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với

nén trước bằng khối dap tam thời hay áp lực chân không Thiết bị tiêu nước thing

đứng có nhiều loại với các đặc trưng vật lý khác nhau nhằm tạo ra đường thoát nước nhân tạo cho đất Có hai loại đường thâm thẳng đứng: Giêng cát và bắc thâm Tác

dụng của đường thấm thẳng đứng là đề tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ

rong của đất yêu, làm giảm độ rồng, độ âm, tăng dung trọng Kết quả là làm tăng,

quả trình cô kết của nên đất yêu, tăng sức chịu tải vả làm cho nên đất đạt độ lún quy

định trong thời gian cho phép.

Để tăng nhanh tốc độ cô kết, ta thường kết hợp biên pháp xử lý bằng bắc thấm, giếng cát với biện pháp gia tải tạm thời, tức lả đắp cao thêm nền đường so với chiêu dày thiết kế 2 — 3m trong vải tháng rồi sẽ lấy phân gia tải đó đi ở thời điểm t

mà nên đường đạt được độ lún cuối củng như trường hợp nên đắp không gia tải

Hình 1.4 Xử lý nên đất yêu bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng,

Cải tạo đất bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng thường phục vụ cho thiết kế hạ

tang co sé can phat trién hin co két nhanh hơn như móng công trình đề chắn sóng,

tuyến đường giao thông, đất đắp nẻn đường cầu vượt, nên mỏng bể chứa chất lỏng,

trên vùng dam lay, nén bang san bay

13.5 Xử lý nền đất yếu bằng bắc thấm ngang

Chức năng tương tự bắc thâm, cát đệm

~ Thay thể lớp đệm cát trong hệ thông bắc thâm

~ Thay thế ông thoát nước đục lỗ trong hệ thông bắc thâm

~ Thay thể vật liệu thoát nước ngâm

~ Thoát nước trong tường chắn: Công viên, vườn; nên đường sắt

Bắc thâm ngang lả loại vật liệu chế tạo săn, cỏ chức năng thoát nước vả câu

tạo như bắc thấm (gồm lớp vỏ lọc và lõi thoát nước), khả năng thoát nước lớn, cỏ

thể xem xét thay thể lớp đệm cát trong xử lý nên đất yêu, ổng đục lỗ, làm hệ thông thoát nước trong tường chắn, trong nẻn đường sắt

Bắc thắm ngang cỏ trong lượng nhe, dễ vận chuyền, lưu kho, lắp đặt Kết cầu

cỏ độ dẻo cao, đảm bảo thoát nước liên tục trong điều kiên nền đường bị lún trong,

quá trình cõ kết

1.3.6 Xử lý nền dất yêu bằng cọc vật liệu rời

"Trong số các biện pháp cải thiện nên đất, có lẽ cọc cát hoặc đã có nhiều ưu điểm Tác dụng gia cường riên và liêu thoát nước, cải thiện sức bổn và đặc điểm biến dạng của đất yếu sau khi thí công vả tái cổ kết Cọc vật liệu rời có thể áp dụng, cho nhiều loại đất khác nhau, từ các loại đất rời đến đất sét yêu và cáo loại đất hữu

eo Cục val rời rãi kihi lễ cả khi phải chịn tối ở mi cọc Chúng duge thi

công bằng biện pháp đầm rung, đầm trong lỗ khoan, cọc cát đảm, cọc đá đóng, đầm

nang Coc da dang cũng có thêm tác đựng của đầm nặng vì thục chất chúng được

chất tãi trước Coc đá sẽ nâng cao sức chu tâi của nền 240 — 480kPa, giảm dộ lún cho mỏng, chuyên dịch ngang, chén lắp các hang hdc Kha ning chịu tải của nến

được cải thiện từ 50 — 100% trong khi lún giảm đi 3 — 4 lân Đảng lưu ý là lim hầu

Thư chỉ xây ra trong giải đoạn chất tải và còn rất nhô ở giai đoạn sau thí công

Trước kia coc vat liệu rời được dùng đề chịu tải trọng nén Tuy nhiên chỉ cần

cải tiến bằng cách lót đáy một tâm bân thép/ bẻ tông/ lưới địa kỹ thuật và neo lại

Đằng một sợi dây thép hoặc cáp là các lực kéo có thé dược chuyển tới đây cọc và

khi đó vật liệu rời trở thành một cái neo cọc vật liệu rời Neo cọc vật liệu rời trở

thành có thể nén được, biến đạng triệt gia ở phần sâu và chỉ có một phẩn biến

đang rất nhỏ xảy ra ö phân dầu cọc,

Bang 1.6 Pham vi úp dụng cọc vật liệu rời

13.7 Cải thiện nền đất bằng nỗ mìn ép

Người ta khoan lỗ, bố trí các lỗ min dai trong pham vi nén can gia cổ dang trình tam giác đều Sau khi nỗ mìn tạo thành những giếng có thành vách Lương đối chặt, sau đó lắp cat va dam chat

Day là phương pháp mới nhưng có hiệu quả tốt về kinh tẻ và kỹ thuật: Nên

đất nhanh dat độ bên vững cao, thú công đơn giản, íL tôn vật liệu, nhân công, thí

công nhanh,

1.3.5 Cải thiện nền đất bằng vai địa kỹ thuật

Từ năm 1960 trở lại đây phương pháp sử dụng vải địa kỹ thuật được các rước trên thể giới áp dựng rộng rãi trong xứ lý đái yếu Dặc biệt rừ những năm 1990 trở lại đây, các nước Asean đã áp dụng phổ biển vài địa kỹ thuật với 6 chức năng cơ bản là: ngăn cách, lọc nước, gia cường: đốt yến để tăng khả năng chịn tải của dal

nén, lam lớp bảo vệ và ngăn nước Phương pháp vải địa kỹ thuật cũng đã được áp đụng lần đầu tại Việt Nam từ cuếi những năm 90 của thê kỷ 20 trên quác lộ 5, quốc

lộ 51, quốc lộ 10 và đường Tiảng — Hòa Lạc (Hà Nội)

Cáo loại vải địa kỹ thuật đã và đang được nhiều công ty trên khắp thê giới

sản xuất rộng rấi Trong xây dựng công trình, vải địa kỹ thuật thực liện năm chức

năng chỉnh,

- Tiêu nước, thoát nước

- Gia cô uơ học

- Phân cách giữa các loại vật liệu khác nhau

- Lọc thâm

- Bầo vệ công trình

Văi địa kỹ thuật được dùng để gia cổ đất trong các công trình đề đập, các mai

đốc và các tường chắn đất nhờ chức năng gia cô vả tiêu thoát mước Sử đụng vải địa

kỹ thuật có thê làm tăng độ bổn, tinh ổn định cho các tuyển dường di qua những khu vực có nên đất yêu như sét mềm, bún, than bún

1.3.9 Xử lý nên đất yếu bằng cọc đắt— xi măng đất

20

Coc dat — xi măng là một trong những giải pháp xử lý nên đất yêu {6|, đặc

biệt là trong điền kiện nên đất yêu quá dày, mực nước ngắm cao hoặc nên ngập

trước và hiện trường thì công chật hẹp Mục đích gia cổ của công nghệ là làm lăng

cường độ, khóng chế biển dạng, giảm tính thâm của dat yêu hoặc dắt co ngớt hoặc

để vệ sinh các khu nhiễm độc Túc là cải thiện các đặc trưng của đất như nâng cao khả năng chịu tâi của đất bằng cách cứng hóa tại chỗ

Kha ning tng dung cia công nghệ nảy tương đối rộng rãi như: làm tường,

hào chẳng thảm cho đẻ đập, gia cả nên mỏng công trình xây dựng, chẳng thâm

mang công và day cổng, ôn dịnh tường chắn, chống trượt mái, gia cô dất yếu xung, quanh đường hằm, gia cố nên đường, mồ câu din

Cọc đất - xi măng ứng dụng công nghệ trộn sâu theo chất kết đính: xỉ măng,

vôi, (hạch cao, Ho bay và phương pháp trộn khô, ưới, quay, phưn tia

Công nghệ thi công cọc đất — xi măng là công nghệ trộn khô và công nghệ

trộn ướt

1.3.9.1 Công nghệ trận khô

Công nghệ này sử đụng cần khoan có gắn các cánh cắt đất, chúng cắt đất sau

đó trộn đất với vữa xỉ măng bom theo Irục khoan Ứu điểm của phương pháp này là

~ Thiết bị thí công đơn giản,

- Mam lượng xi măng sử dụng ít hơn

- Quy tri kiểm soát chất lượng đơn giãn hơn công nghệ trộn ưới

Nhược điềm:

- Do cắt đất bằng các cánh cắt nên gặp hạn chế trong đất có lẫn rác, đất sét, cuội đá, hoặc khi can xuyên qua các lớp dit cig,

- Không thị công được nêu phân bẻ mặt ngập nước

- Chiêu sâu xử lý trong khoảng từ 15 - 20m

1.3.9.2 Công nghệ trận ướt

Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dang mide ap hyo

Khi thi công, trước hết dùng máy khoan dé đưa ông bơm có vòi phưn bing hop kim

vào tới dộ sâu phải gia cổ với áp lực khoảng 20MPa tử với bơm phun xá phá vỡ

tang đất Với lực xung kích của dỏng phun vả lực li tâm, trọng lực sẽ trộn lần dung dịch vữa

Ưu điểm của phương pháp này là:

~ Thi công được trong nước

~ Phạm vi áp dụng rộng

~ Có thể xuyên qua các lớp đất cửng

~ Phạm vi xt ly dén 50m

Nhược điểm của phương pháp:

~ Thiết bị thi công phức tạp, đỏi hỏi người điều khiến phải thảnh thạo

Hình 1.5 Xử lý nên đường hai đầu câu công trình Câu Nguyễn văn Trồi - Trần Thị

Ly bang coe dat - xi mang [3]

1.3.10 Xử lý nền đất yếu bang cọc bê tông cốt thép

Coc bé téng cét thép đúc sẵn cỏ hai loại: Cọc bẻ tông cốt thép thường va cọc

bê tông cót thép ứng suất trước Cọc thường có hình vuông, cạnh cọc có kích thước

0,1 — 1m; kích thước thường gặp ở Việt Nam hiện nay là 0,2 - 0,4m Với cọc bê tông cót thép thường thì mác bê tông hay sử dụng là 250 - 350 kG/cmẺ Còn với cọc

bê tông cốt thép ửng suất trước thì mác bê tông là 350 ~ 450 kG/cmẺ Cáp kéo ứng

suất trước thường có cường độ khoảng 1800 MPa (18.000 kG/cm”), Trong quả trình

đỗ bê tông, cáp dược kéo trước với áp lực khoảng 900 — 1300 MPa Cọc bề tông cốt

thép mg suất trước cô tru điểm là sức chịu tãi lớn, có thể xuyên qua các lớp cát

chặt, sổi cuội Tuy nhiên, loại cọc bê lông cết thép ứng suất trước chưa được áp

dụng phổ biến ở Việt Nam

Thép chịu lực chính của cọc bê tổng cốt thép thường (thép đọc theo chiều đải

cọc) thường sử đụng thép A-TT hoặc cao hơn Số lượng và kích thước thép được xác

định theo tỉnh toán kết cấu cọc (cä trong thị công lẫn trong khai thác) đường kinh không nét bé hơn 612, số thanh chọn chấn và bé trí đối xứng, Thép đại cọc hệ lỏng, cốt thép đúc sẵn tương ứng với các quy định sử dụng, của cấu kiện bê tông cốt thép

Việc hỗ trí thép đai trong cọc có thể có bước thay đối, chủ yếu đề tiết kiệm Trong,

trường hợp này cốt đại bố trí đày ở hai đầu và thưa dan vào giữa

- Câu tạo đoạn mũi coe: Đoạn mũi cọc có cầu tạo hai dầu mũi khác nhau, dầu

cọc có câu tạo thích hợp với nhiệm vụ tiếp nhận tải trạng thi công (đóng heặc ép)

trong khi đâu mũi chịu tác động của lực tập Irung có thể có khi gắp chương ngại vật cứng bết ngờ trong dất Trong trường hợp biết chắc không tồn tại các dị vật cứng cân phải khắc phục trong đất nên có thé chế tạo mũi cọc giỏng đầu cọc, điều này không những dễ dáng cho chế lạo cọc mã việc dóng cọc cũng đã dược chứng tỏ là Ít

bị nghiêng lệch hơn cọc cớ mũi nhọn

- Cầu tạo đoạn nồi: Doạn nổi có hai dau giống nhau và giếng đâu cọc của

doan mỗi cọc Chiểu dài doạn nổi có thể khác chiều dài doạn cọc mũi chủ yếu là tủy

thuộc vào địa chất khu vực vá biện pháp thí công má quyết định

- Móc cấu: Thép móc cấu nẻn sử dựng thép thuộc nhóm A-T Số lượng và

khoảng cách tùy thuộc vào chiều đải doạn cọc mã lựa chọn Nếu chiều dài đoạn cọc

Lạ <6 — 7m, chỉ nên bố trí hai mắc cẩu cach déu dau cọc một đoạn a = (0,2 —

0,35)Lạ, với đoạn cọc đài Lạ < 7 — 8m nên bẻ trí ba móc cấu: hai móc cách đến dau

cọc một đoạn a = 0,21L¿; móc thứ ba cách một đầu b 0,3L¿ Trong thực tế, móc thứ ba che cọc dải nhiều khi không được bẻ trí sẵn, thay vào đó có thé đặt lễ xô thanh treo hoặc bude day Ở Việt Nam, phương pháp xử lý nên bằng cọc bề lông cốt thép đúc sẵn là phố biến nhất

Hình 1.6 Thi công đỏng cọc thư viện tỉnh Quảng Ninh [2]

1.4 Một số công trình xây dựng trên nền đất yếu

1.4.1 Dự án xây dựng các bến số 2, 3 và 4 cảng Cái Lân tại thành phố Hạ

Long

Dự án xây dựng các bền số 2, 3 vả 4 cảng Cái Lân tại Thành pho Ha Long do Công ty Cảng container quốc tế Cải Lân (CICT), liên doanh giữa Vinalines va Tap

đoàn khai thác cang bién Hoa Ky SSA Marine lam chủ đầu tư, có tổng mức đầu tư

dự kiến là 155 triệu USD cho giai đoạn I, chủ yêu bao gồm các công việc: San lấp

và ôn định nên đất, xây dựng công trình bở kẻ vả câu cảng; mua sắm vả lắp đặt các

trang thiết bị cần thiết và xây dựng bãi chứa container và các công trinh phụ trợ

Các hạng mục công trình thi công trên nền móng cọc

Hinh 1.7 Thi céng coe gia 6 Cang Cai Lan — Ha Long [1]

1.4.2 Cống Đông Định trên hệ thông đê Đông Bình Định

Tháo đỡ công cũ 3 cửa đã hư hỏng, xây dựng cổng mới 4 cửa x 2m tai vi tri

cũ Kiểu công hở, kết câu bê tông cốt thép mác 300, tiêu năng đáy, vận hành bang

vitsme V10 chạy điện kết hợp quay tay, cửa cổng bằng thép không rỉ Gia cỗ nên

thân công bằng cọc bê tông cốt thép mắc 300, kích thước 0,3x0,3x30m Gia có nên sẵn trước vả sân sau bằng cọc tre dải 2,5m, mat d6 25 coc/m? nim trong khung vây

cọc éng bé tng dai 4m

Hình 1.8 Thi công đỏng cọc bê tông cốt thép công Đông Định [14]

1.4.3 Dự án xây dựng Thư viện, bảo tàng tỉnh Quảng Ninh

Công trình được thiết kế dựa trên ÿ tưởng của đá, nước, thuyền gắn với vẻ đẹp tự nhiên của vịnh Hạ Long Tổng diện tích dự ản là 21.000m: kinh phí gân 400

tỉ đồng, gồm các hạng mục: Sân vận động cỏ sức chứa 2.5 vạn người, giao thông,

tĩnh, câu từ Nha bao tang ra Vinh Ha Long Dự án dự kiến hoàn thành vào tháng 12

năm 2013 để kỷ niệm 50 năm thánh lập tỉnh Quảng Ninh

Công ty cổ phân Công nghệ Nền móng và Xây dựng vinh dự lả đơn vị thi

công gói thâu “Đóng cọc bê tông cốt thép 40x40em” gia có nên với tiên đỏ 02

tháng.

xử lỷ đất yêu rất phức tạp khi xây dựng công trình Do đó, công tác điều tra, khảo

sát, nghiên cửu đánh giá cần phải được chủ trọng Cân phải có những biên pháp xử

lý phủ hợp đối với từng trường hợp đề đảm bảo rằng các công trình xây dưng trẻn

nên đất yếu đảm bảo ôn định trong quả trình vận hành sử dụng

Trong những năm qua hàng loạt công nghệ xử lý nên đất yêu được áp dụng

tại Việt Nam Nhu cầu nghiên cửu vả phát triển công nghệ xử lý nên đất yêu ngảy

cảng gia tăng Thách thức chính là điều kiện đất nên phức tạp va han che co sở vật chất của nước ta Trong những năm tới công nghệ xử lý nẻn đắt chắc chắn sẽ không,

ngừng phát triển nhằm đáp ứng việc xây dựng đường, cảng biển, lắn biển và công

trình hạ tầng cơ sở khác

Từ các phương pháp xử lý nên đất yêu nêu trên thi các phương pháp xử lý

như: Phương pháp dam, phương pháp gia tải trước, làm lớp đệm, bắc thấm áp dụng cho các công trình có tải trọng vừa, chiều dày lớp đất yêu không lớn, thời gian

27

thi công đải Chỉ riêng hai phương pháp xử lý bằng cọc đất — xi măng và phương,

pháp xử lý bằng cọc bê tông, cốt thép có nhiều tru điểm, thuận lợi và đáp mg được

yêu cầu đối với điều kiện địa hình, địa chất khu vực xây dựng nhà máy, lãi trọng, công trình lớn, dia ting gồm các lớp dất yếu dây, thời gian cầu phải hoàn thành công trình ngắn theo yêu cẳu của nhà tải trợ Do đó, tác giả để xuất hai phương án

nghiên cứu chính

sit ly én dt y

công brink nba may xd ly nude thdi bing

cổng nghệ hỏa chất tăng cường (CHPT) Quy Nhơn đó lả: Phương pháp xứ lý nên

đất yến bằng cảng nghệ cọc bẽ tông cốt thép và băng công nghệ cọc đất — xi măng,

CHUONG 2

CƠ SỞ LÝ THUYET

2.1 Cơ sở lý thuyết tính toàn xử lý nên đất yếu bằng cọc bê tông cắt thép

2.1.1 Tính toán sức chịu Lái dục trục của cọc đơn

2.1.1.1 Nguyên tắc xác định

Sue chiu tai của cọc đơn là lãi (rong tin nhất tác dụng lên cọc và đâm báo hai

điều kiện:

- Cọo không bị gãy, vỡ theo điều kiện vật liệu lâm cọc;

- Đất nên xung quanh cọc không bị phả hoại

Như vậy sức chịu tải của cọc Q,= f (Vật liệu, đất nẻn)

- Gọi Dạ là súc chịu tải tỉnh theo điêu kiện vật ligu lim coc;

~ Gọi ĐPạ lẻ sức chịu tải của cọc tính theo điểu kiện đất nên tran quanh cọc

Vé mit ky thuat ta chon Q,= min (P,P aa)

Về mặt kinh tê, phải chọn Q, =„=Pa›

Không bao giờ dược chọn Pụ< Pa,

Trên thực tê, để đảm bảo vẫn đề kinh tả, thường người ta chọn kích thước cọc

sao cho: Py < Py Néu điều này không thoả mãn thì phải giảm bớt chiều đài hoặc

tiết điện của cọc một cách thích hgp [8]

2.1.1.2 Sức chịu tải cửa cọc theo đất nền

Sức chặn lÃi cục được xác định dựa trêi

là cọc phải có khả răng

chịu dược dây dủ tải trọng tác dụng xuống ở nhiều trường, hợp tải khác nhau sau khi

bạ cọc và chịu được chuyển vị đứng và chuyên vị ngang của cọc trong giới hạn cho

phép

Sức chịu tải cọc cũng được xác định dựa trên hai yếu tổ là sức chịu tải cọc

theo vật liệu và sức chịu tái cọc theo đất nẻn, từ đỏ sẽ chọn giả trị thấp nhất của một

tương lai yếu tổ này để thiết kế cọc

Suc chịu tải cọc theo đải nên xác định đựa theo điểu kiện mặt nên, những yêu

câu quy định của công táo đóng cọc và công tác thử tải sọc Sức chịu tải cọc theo

đốt nên bao gồm sức chịu tâi đầu cọc (sức kháng mũi) và sức chịu lãi mat bén coc