Nghiên cứu giải pháp xử lý nền hệ thống kè cao xanh, thành phố hạ long, tỉnh quảng ninh

Ph ng pháp thay th n n có nh ng tác d ng chính sau đây:... Gi ng chìm kín là gi ng chìm có đáy.

L I C M N

V i s n l c c a b n thân cùng v i s giúp đ t n tình c a th y cô,

đ ng nghi p, b n bè và gia đình đã giúp tác gi hoàn thành lu n v n

Tác gi xin chân thành bày t lòng bi t n sâu s c đ n TS Bùi V n

Tr ng ng i đã h ng d n tr c ti p và v ch ra nh ng đ nh h ng khoa h c cho lu n v n

Xin c m n Nhà tr ng, các quý th y cô giáo trong tr ng i h c Th y

L i, phòng đào t o i h c và sau i h c v s giúp đ trong th i gian tác

gi h c t p và nghiên c u

Xin chân thành c m n công ty Xây d ng công trình 507 – Chi nhánh

Qu ng Ninh, công ty C ph n t v n a k thu t Vi t C ng đã giúp đ trong quá trình làm lu n v n

Cu i cùng tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c đ n cha m , các anh ch

em trong gia đình đã t o đi u ki n cho tác gi hoàn thành quá trình h c t p và hoàn thành lu n v n này!

Hà N i, ngày tháng n m 2014

B N CAM K T

Tên đ tài: “Nghiên c u gi i pháp x lý n n h th ng kè Cao Xanh,

thành ph H Long, t nh Qu ng Ninh”

Tôi xin cam đoan đ tài lu n v n c a tôi hoàn thành là do tôi làm Nh ng

k t qu nghiên c u không sao chép t b t k ngu n tin nào khác N u vi

ph m tôi hoàn toàn ch u trách nhi m, ch u b t k các hình th c k lu t c a nhà tr ng

M C L C

M U 1

1 Tính c p thi t c a đ tài 1

2 M c đích c a đ tài 1

3 N i dung nghiên c u 2

4 i t ng và ph m vi nghiên c u 2

5 Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u 2

Ch ng 1: T NG QUAN V CÔNG TRÌNH KÈ L N BI N VÀ GI I PHÁP X LÝ N N T Y U 3

1.1 T ng quan v công trình kè l n bi n 3

1.2 T ng quan v các gi i pháp x lý n n đ t y u 6

1.2.1 Nhóm gi i pháp c i t o s phân b ng su t và đi u ki n bi n d ng c a n n đ t y u 7

1.2.2 Nhóm gi i pháp làm t ng đ ch t c a đ t n n 10

1.2.3 Nhóm gi i pháp nh m truy n t i tr ng công trình xu ng l p đ t ch u l c t t h n 15

1.2.4 Nhóm gi i pháp s d ng c t đ a k thu t 17

1.2.5 Nhóm gi i pháp v t lý 18

1.2.6 Nhóm gi i pháp dùng thi t b thoát n c 19

1.3 K t lu n ch ng 1 23

Ch ng 2: PH NG PHÁP TÍNH TOÁN, THI T K GI I PHÁP X LÝ N N T Y U 24

2.1 Gi i pháp c c cát 24

2.1.1.Trình t tính toán và thi t k c c cát chi ti t 24

2.1.2 L a ch n h s r ng c a đ t sau khi nén ch t b ng c c cát 25

2.1.3 Xác đ nh di n tích n n đ c nén ch t 26

2.1.4 Thi t k c c cát 27

2.1.5 Bi n pháp thi công gia c n n đ t y u b ng c c cát 31

2.2 C c xi m ng đ t 35

2.2.1 Qui trình thi t k , thi công tr xi m ng đ t 35

2.2.2 Ph ng pháp thí nghi m trong phòng xác đ nh s c kháng nén c a m u xi m ng đ t 36

2.2.3 Tính toán t l di n tích gia c 38

2.2.4 C ng đ đ u c c 38

2.2.5 Tính lún 39

2.3 C c bê tông c t thép 46

2.3.1 Mô t công ngh 46

2.3.2 Tính toán b trí s l ng c c BTCT 47

2.3.3 Xác đ nh s l ng c c và s b b trí c c 48

2.3.4 Tính lún cho móng c c 49

2.4 K t lu n ch ng 2 50

Ch ng 3: NGHIÊN C U GI I PHÁP X LÝ N N H TH NG KÈ 51 3.1 Khái quát chung v d án h th ng kè Cao Xanh 51

3.2 i u ki n đ a ch t công trình n n h th ng kè 51

3.2.1 c đi m đ a hình, đ a m o 51

3.2.2 c đi m đ a ch t th y v n 52

3.2.3 C u trúc đ a ch t n n tuy n kè 53

3.3 Phân chia c u trúc đ a ch t n n h th ng kè 60

3.3.1 M c đích phân chia c u trúc n n h th ng kè 60

3.3.2 C s , ph ng pháp phân chia 60

3.3.3 Phân chia c u trúc đ a ch t n n h th ng kè 60

3.4 Gi i pháp x lý đ t y u n n h th ng kè 62

3.4.1 C s l a ch n các gi i pháp x lý n n đ t y u 62

3.4.2 L a ch n gi i pháp x lý n n đ t y u cho h th ng kè 62

3.5 Thi t k gi i pháp x lý n n cho h th ng kè 63

3.5.1 Thi t k gi i pháp x lý cho ki u c u trúc n n 1 63

3.5.2 Thi t k gi i pháp x lý cho ki u c u trúc n n 2 74

3.5.3 Phân tích k t qu tính toán 77

3.6 K t lu n ch ng 3 79

K T LU N 79

1 K t lu n và ki n ngh 79

2 M t s đi m t n t i 80

3 H ng nghiên c u ti p theo 80

TÀI LI U THAM KH O 82

DANH M C HÌNH V

Hình 1.1: Hình nh kè l n bi n 3

Hình 1.2: Hình nh c ng ình V – H i Phòng 4

Hình 1.3: Các d ng kè bi n 5

Hình 1.4: C ch phá h y khi sóng tràn 5

Hình 1.5: S c v kè bi n 6

Hình 1.6: L p đ m cát 8

Hình 1.7: B ph n áp 10

Hình 1.8: S đ gi ng cát 21

Hình 2.1: Bi u đ đ ng cong nén lún e = f(P) 25

Hình 2.2: B trí c c cát và ph m vi nén ch t đ t n n 27

Hình 2.3: B trí c c cát d ng l i tam giác đ u 28

Hình 2.4: S đ b trí c c cát 29

Hình 2.5: Trình t thi công c c cát 32

Hình 2.6: M i c c b ng đ m g và m i c c có b n l 33

Hình 2.7: Thi t b đóng c c cát không dùng ng thép 34

Hình 2.8: Tính lún n n gia c khi t i tr ng tác d ng ch a v t quá 40

Hình 2.9: S đ công ngh Jet - Grounting 42

Hình 2.10: Công ngh S 43

Hình 2.11: Công ngh D 44

Hình 2.12: Công ngh T 45

Hình 2.13: S đ thi công c c đ t xi m ng theo công ngh Jet Grouting 45

Hình 2.14: S đ b trí c c 48

Hình 2.15: S đ thi công c c khoan nh i 50

Hình 3.1:M t c t ngang kè 51

Hình 3.2: M t c t đ a ch t ki u c u trúc n n 1 61

Hình 3.3: M t c t đ a ch t ki u c u trúc n n 2 62

Hình 3.4: M t c t đ a ch t tính c c cát 64

Hình 3.5: Mô hình tính toán n đ nh và bi n d ng khi dùng gi i pháp c c cát 67

Hình 3.6: H s ∑M sf và s đ cung tr t 68

Hình 3.7: M t c t tính tr xi m ng đ t 70

Hình 3.8: S đ b trí c c xi m ng đ t cho 5m chi u dài c a kè 71

Hình 3.9: Mô hình tính toán n đ nh và bi n d ng khi dùng gi i pháp c c xi m ng – đ t 73

Hình 3.10: H s ∑M sf và s đ cung tr t 73

Hình 3.11: M t c t đ a ch t tính toán móng c c khoan nh i 74

Hình 3.12: M t b ng b trí c c cho 5m chi u dài c a kè 75

Hình 3.13: Mô hình tính toán n đ nh và bi n d ng khi dùng gi i pháp c c khoan nh i 77

Hình 3.14: H s n đ nh ∑M sf 77

DANH M C B NG BI U

B ng2.1: H s η 30

B ng 3.1: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a l p 2 54

B ng 3.2: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a l p 3 55

B ng 3.3: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a l p 4 56

B ng 3.4: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a l p 5 57

B ng 3.5: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a l p 6 58

B ng 3.6: B ng t ng h p các ch tiêu c lý c a ph l p 7a 59

B ng 3.7: c tr ng v t li u c a các l p đ t, gi ng cát và kè 65

B ng 3.8: K t qu chuy n v theo các giai đo n 67

B ng 3.9: Các ch tiêu c lý c a đ t gia c xi m ng tu i 28 ngày 68

B ng 3.10: c tr ng v t li u c c xi m ng đ t 71

B ng 3.11: K t qu chuy n v 73

B ng 3.12: c tr ng v t li u c a c c khoan nh i 76

B ng 3.13: K t qu chuy n v 77

B ng 3.14: K t qu n đ nh và bi n d ng c a các ph ng pháp 78

Ls : Chi u dài đo n c c n m trong đ t cát

Lc : Chi u dài đo n c c n m trong đ t sét

M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

Trong xu th h i nh p và phát tri n ngày nay, vi c xây d ng các tuy n kè

l n bi n đã và đang đ c ti n hành khá m nh m n c ta Nh ng tuy n kè

l n bi n th ng n m trên n n đ t y u Vì v y, gi i pháp x lý n n đ t y u là

h t s c quan tr ng, quy t đ nh đ n tính kh thi c a d án

Cùng v i nh ng ti n b v khoa h c k thu t, x lý n n đ t y u ngày càng

đ c c i ti n và hoàn thi n Hi n nay, có nhi u gi i pháp đ x lý n n đ t y u

nh : c c cát, v i đ a k thu t k t h p gia t i tr c, hút chân không, c c xi

m ng đ t, c c tre, c c tràm, c c bê tông c t thép , m i gi i pháp đ u có

nh ng u đi m và nh c đi m riêng Vì v y, đ l a ch n đ c gi i pháp t i

u v kinh t , k thu t đòi h i ng i thi t k ph i nghiên c u, tính toán và so sánh gi a các gi i pháp x lý n n đ t y u v i nhau m t cách khoa h c

H th ng kè Cao Xanh thành ph H Long có t ng chi u dài kho ng 4.8km, toàn b tuy n kè đ c xây d ng ch y u trên n n đ t y u là bùn sét, bùn á cát, c u trúc đ a ch t n n h th ng kè bi n đ i ph c t p, chi u dày t ng

đ t y u bi n đ i m nh tuy n kè b n v ng, có đ n đ nh cao, s d ng lâu dài và gi m giá thành xây d ng thì m c đích đ t ra là ph i nghiên c u và l a

ch n gi i pháp x lý n n móng t i u nh t Vì v y, nhi m v c p thi t c a đ tài là nghiên c u, c p nh t nh ng gi i pháp x lý n n đ t y u tiên ti n, phù

h p và đ a ra nh ng gi i pháp t i u trong vi c x lý n n đ t y u cho công trình

i t ng, ph m v nghiên c u c a đ tài t p trung vào các gi i pháp x

lý n n đ t y u cho h th ng kè Cao Xanh thành ph H Long

5 C ách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u

Trên c s các tài li u v k t c u ph n trên c a công trình, h s kh o sát

đ a ch t công trình, đ a ch t th y v n, m c tiêu, yêu c u c a d án h th ng

kè Cao Xanh, t đó nghiên c u, đ xu t các gi i pháp x lý n n đ t y u đ m

b o công trình n đ nh, b n v ng và hi u qu

Lu n v n s s d ng các ph ng pháp nghiên c u sau :

- Thu th p, t ng h p và phân tích tài li u (tài li u kh o sát đ a ch t, tài

li u thi t k c s , c s lý thuy t các gi i pháp x lý n n đ t y u,…) đ làm

rõ đi u ki n đ a ch t công trình, đ c đi m, tính ch t, qui mô công trình, c s

Ch ng 1

T NG QUAN V CÔNG TRÌNH KÈ L N BI N VÀ GI I PHÁP

X LÝ N N T Y U 1.1 T ng quan v công trình kè l n bi n

Gia t ng dân s cùng v i s bi n đ i khí h u và n c bi n dâng là nh ng

tác nhân chính khi n đ t đai, n i c trú và sinh s ng c a con ng i ngày càng

tr lên ch t h p Do v y các qu c gia ven bi n đã không ng ng nghiên c u và

xây d ng nh ng tuy n đê, kè l n bi n nh m m c đích s d ng ph n đ t bên

trong nh ng tuy n kè Hà Lan, m t qu c gia có nhi u vùng đ t th p ven bi n,

có cao đ th p h n m c n c bi n đã s d ng gi i pháp kè, đê l n bi n đ

t ng b c s d ng ph n đ t th p đó và l n bi n phía trong kè T i Nh t, m t

trong nh ng ví d đi m hình là sân bay m i đ c xây d ng ngoài kh i

Singapore đã và đang hoàn thi n công viên ven bi n bên b V nh Mariana

Hình 1.1: Hình nh kè l n bi n

n c ta, các d án l n bi n đã và đang phát tri n m nh m , đi n hình

nh d án l n bi n Hà Tiên, khu đô th l n bi n R ch Giá, khu công nghi p,

đô th ình V Khi xây d ng khu đô th l n bi n, m t trong nh ng y u t

quan tr ng là gi n đ nh mái đ t đ p và các công trình, do v y vi c xây d ng

kè cho các khu đô th l n bi n là đ c bi t c n thi t

Hình 1.2: Hình nh c ng ình V – H i Phòng

Kè bi n có nhi u lo i khác nhau M i lo i đ u có ba ph n chính: chân kè, thân kè và đ nh kè Chân kè làm nhi m v b o v ch ng xói chân mái d c Thân kè là ph n b o v mái d c t chân đ n đ nh nh kè là ph n b o v đ nh mái d c T ng ph n theo t ng đi u ki n c th có c u t o chi ti t đ đ m b o

đi u ki n n đ nh trong quá trình ch u tác d ng c a các t i tr ng t phía bi n (n c, sóng v ) và t phía đ t sau l ng kè

b o v mái d c kh i b xói l B ph n này đ c g i là kè b o v mái d c

Có nhi u lo i k t c u kè mái d c, có th khái quát hóa thành m t s lo i chính sau:

+ á đ , đá x p khan, đá x p trong các khung và b ng đá xây;

+ Kh i bê tông đúc s n lát đ c l p, kh i bê tông liên k t theo c ch

t chèn;

+ M t s hình th c khác: bê tông Asphalt, tr ng c , v i đ a k thu t

Hi n nay có nhi u nghiên c u t ng k t c ch h h ng v i kè bi n nh sau:

- N c tràn đ nh, phá v đ nh và mái sau c a kè gây h h ng t trong ra ngoài;

- Sóng tác đ ng gây h h ng mái kè lan r ng d n đ n phá ho i toàn b mái;

Hình 1.4: C ch phá h y khi sóng tràn

- Xói bãi tr c chân kè gây s t s t, h h ng chân kè d n đ n m t n đ nh kè;

- M t n đ nh b n thân mái trong, mái ngoài do n n đ t y u; các t i tr ng

b t th ng gây s t, lún, s t, tr t;

nh hoàn toàn bão hòa n c, có h s r ng l n (th ng e > 0.9), h s nén lún

l n, mô đun t ng bi n d ng bé (E0 < 50kG/cm2), tr s s c ch ng c t không đáng k t y u có th là đ t sét y u, đ t cát y u, bùn, than bùn và đ t h u

c , Chi u dày l p đ t y u thay đ i có th t m t vài mét đ n 35 – 40m Công trình xây d ng trên đ t y u bu c ph i có các bi n pháp x lý [10]

X lý n n đ t y u nh m m c đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i thi n m t s tính ch t c lý c a n n đ t y u nh : gi m h s r ng, gi m tính nén lún, t ng tr s mô đun t ng bi n d ng, t ng c ng đ ch ng c t, gi m tính th m c a đ t, Vi c x lý khi xây d ng công trình trên n n đ t y u ph thu c vào: đ c đi m, tính ch t, qui mô c a công trình, đ c đi m c a đ t n n,

th i gian xây d ng

Hi n nay, trên th gi i t n t i nhi u cách phân lo i khác nhau, nhìn chung

v n ch a có m t h th ng phân lo i th ng nh t Tuy nhiên có th x p chúng vào m t s nhóm gi i pháp sau:

- Nhóm gi i pháp c i t o s phân b ng su t và đi u ki n bi n d ng c a

n n đ t y u b ng gi i pháp thay th n n, b ph n áp;

- Nhóm gi i pháp làm t ng đ ch t n n đ t y u b ng c c cát, c c xi m ng -đ t, c c vôi, nén ch t trên m t và d i sâu;

c a đ t n n t ng lên c bi t thích h p là tr ng h p l p đ t y u có b dày

nh h n vùng nh h ng c a t i tr ng công trình Chi u sâu đào đ t y u c n thi t có th xác đ nh đ c thông qua tính toán theo nguyên t c n n đ t sau khi đào có kh n ng ch u đ c t i tr ng công trình phía trên

Ph ng pháp thay th n n có nh ng tác d ng chính sau đây:

- Sau khi thay th l p đ t y u n m tr c ti p d i móng công trình, l p

đ m cát (đ m đ t, ) đóng vai trò nh m t l p ch u l c, có kh n ng ti p thu

đ c t i tr ng c a công trình và truy n t i tr ng đó xu ng l p đ t ch u l c phía d i;

- Gi m b t đ lún toàn b và đ lún không đ ng đ u c a công trình, đ ng

th i làm t ng nhanh quá trình c k t c a đ t n n;

- Làm t ng kh n ng n đ nh khi công trình có t i tr ng ngang;

- Kích th c móng và chi u sâu chôn móng s gi m vì áp l c tiêu chu n truy n lên l p đ m cát t ng lên;

- Thi công đ n gi n, không đòi h i các thi t b ph c t p

Ph ng pháp này thích h p đ c s d ng trong các đi u ki n sau:

- Khi th i h n đ a công trình vào s d ng là r t ng n

- B dày l p đ t y u t 3m tr xu ng, tr ng h p này th ng đào b toàn b

đ t y u Khi b dày t ng đ t y u v t quá 4 – 5m thì có th đào m t ph n sao cho đ t y u còn l i có b dày nhi u nh t ch b ng 1/2-1/3 chi u cao đ t đ p Các lo i v t li u thay th :

- V t li u thay th là cát (đ m cát): thu n l i cho thi công b ng b m cát,

Hình 1.6 : L p đ m cát

M t khác, dùng l p đ m cát vi c thi công đ n gi n nh ng th i gian đ p

đ t t ng đ i lâu vì th ng k t h p v i gi i pháp xây d ng kèm theo t ng giai đo n Không nên s d ng ph ng pháp này khi n n đ t có m c n c

ng m cao và n c có áp vì s t n kém v vi c h m c n c ng m và đ m cát

s kém n đ nh [10]

1.2.1.2 Gi i pháp b ph n áp

B ph n áp là các kh i đ t đ p hai bên công trình đ ch ng tr t do xu t

hi n vùng bi n d ng d o d i n n đ t y u khi làm đ ng, đê, đ p phía trên

B ph n áp còn dùng đ ch ng l , ch ng sóng, ch ng th m m t n c B

ph n áp đóng vai trò nh m t đ i tr ng, t ng đ n đ nh, cho phép đ p kh i

đ p v i chi u cao l n h n

Gi i pháp này không làm rút b t đ c th i gian c k t và không gi m

đ c đ lún, còn t ng thêm kh n ng nén lún (do thêm t i tr ng c a b ph n

áp hai bên kh i đ p) Nó có nh c đi m là kh i l ng đ t đ p l n và di n tích chi m đ t nhi u Ph ng pháp này ch thích h p n u v t li u đ p n n r

c ng nh kh i l ng qu đ t d i dào, kho ng cách v n chuy n không b h n

ch v ph m vi

Gi i pháp này không thích h p v i các lo i đ t y u là than bùn và bùn lo i sét V t li u dùng là các lo i đ t ho c cát thông th ng Trong tr ng h p khó kh n có th s d ng c đ t l n h u c

Xác đ nh kích th c là v n đ m u ch t trong vi c tính toán và thi t k b

ph n áp Nhi u ph ng pháp d a vào gi thi t khác nhau nh ng ch g n đúng

Có tác gi d a vào s hình thành vùng bi n d ng d o phát tri n hai bên công trình Ng i khác d a vào gi thi t m t tr t c a đ t n n có d ng hình

tr tròn C ng có tác gi tính toán d a theo lý lu n cân b ng gi i h n đ xác

đ nh m t tr t và suy ra tr ng thái gi i h n c a đ t n n đ n gi n h n trong tính toán, m t s tác gi d a vào đi u ki n kh ng ch ng su t ngang đ quy t đ nh kích th c c a b ph n áp

Theo kinh nghi m c a Trung Qu c:

- Chi u cao b ph n áp Hpa>1/3 l n chi u cao n n đ ng Hnđ;

- B r ng b ph n áp: Lpa = (2/3÷3/4) l n chi u dài tru i đ t

- B ph n áp là m t trong nh ng ph ng pháp hi u qu khi xây d ng các

n n đ ng, đê, đ p khi có đi u ki n v không gian đ t s d ng B ph n áp còn có tác d ng phòng l ch ng sóng, ch ng th m trên n n đ t y u So v i

vi c làm tho i mái taluy, ph ng pháp này thi công đ n gi n, nhanh g n, t n

d ng đ c ngu n qu đ t khai thác ngay t i đ a ph ng;

- Tuy nhiên, mu n ph ng pháp này phát huy đ c hi u qu thì di n tích chi m đ t c a nó ph i r t l n, th tích kh i đ t đ p l n Do đó nó không phù

h p v i nh ng khu v c thi công ph i v n chuy n đ t đ p t n i khác đ n

Gi i pháp này không làm gi m đ c th i gian lún c k t mà còn làm t ng thêm đ lún cu i cùng c a công trình do t ng thêm t i tr ng do b ph n áp hai bên đ ng;

còn nh (cát r i, bùn, than bùn, đ t dính tr ng thái ch y ), đ t ng đ ch t

c a n n t o đi u ki n đ n n đ t có kh n ng ch u l c, h n ch đ lún và chênh l ch lún, khi xây d ng công trình có th dùng ph ng pháp làm t ng đ

Nguyên lý thi t k theo các tiêu chu n c a Liên Xô c và c a Vi t Nam:

X lý n n b ng c c cát đ c tính toán sao cho th a mãn các đi u ki n c a

- Sau khi c c vôi đ c đ m ch t, đ ng kính c c vôi t ng 20% và làm cho đ t xung quanh nén ch t;

- Khi vôi đ c tôi, nhi t đ lên t i 120 ÷ 1600

C v i nhi t l ng 280Kcal/1kg canxi Do v y, làm cho n c l r ng b c h i, đ t gi m đ m và

nén ch t nhanh Ngoài ra khi tôi, vôi t ng th tích hai l n làm cho đ t xung quanh nén ch t thêm

Khi dùng c c vôi, đ m đ t gi m 5 ÷ 8%, mô đung bi n d ng t ng 3 ÷ 4

l n, l c dính t ng 1,5 ÷ 3 l n, c ng đ n n c c vôi t ng 2 ÷3 l n

Hi u qu nén ch t b ng c c vôi h n ch trong đ t quá nhão y u (đ s t

>1) nh bùn sét, sét nhão là do các lo i đ t này r t khó thoát n c

thi công c c vôi, tr c h t ph i khoan t o l ng kính h khoan thông th ng 240 ÷ 400mm Dùng ng thép n u thành h khoan b l , sau đó cho t ng l p vôi s ng dày 1,0m xu ng l khoan r i đ m ch t t ng l p cho

đ n khi h t đ sâu c a h khoan, v a đ m v a rút ng lên Hi u qu nén ch t

c a c c vôi ph thu c vào thành ph n hòa h c c a vôi, ch t l ng đ m ch t ban đ u Ki m tra ch t l ng c c vôi dùng bàn nén hi n tr ng hay xuyên tiêu chu n [8]

1.2.2.3 Gi i pháp c c đ t – vôi

Tr n t i ch đ t v i vôi s ng b ng máy chuyên d ng Vôi b t tác d ng

v i n c l r ng trong đ t t o nên liên k t xi m ng và silicat hóa Các liên k t

đó g n k t các h t khoáng ch t trong đ t l i và làm cho đ t tr lên c ng h n

C n chú ý ki m tra l ng vôi đ a vào và ki m đ nh các đ c tr ng c h c c a

c t Sau khi thi công s đ c các c t có đ ng kính nh t đ nh, c i thi n đ c

đ n đ nh và gi m đ lún, t ng đ b n ch ng c t lên hàng ch c l n, t ng s c

ch u t i c a n n 3 ÷ 4 l n S c ch ng c t không thoát n c có th đ t t i 1000kPa Ph ng pháp này ít ph bi n khi x lý trên di n r ng và yêu c u

ph i có đ n v thi công chuyên nghi p [8]

C c đ t – vôi đ c thi công b ng các máy chuyên d ng L i khoan nh cái ngoáy tr ng có đ ng kính 500mm đ t o l và làm đ t t i ra t i ch Khi khoan đ n đ sâu thi t k thì b t đ u phun vôi, vôi b t đ c ch a trong xi lô

có dung tích 2,5m3, do áp l c kho ng 10at t o ra b i m t máy nén khí đ c

đ y ra kh i xilô, qua ng d n b ng cao su và c n khoan l , chui ra t l nh

đ ng kính 30mm d i l i khoan và phun vào đ t

1.2.2.4 Gi i pháp tr xi m ng đ t

Quá trình tr n xi m ng vào đ t, lúc này xi m ng ch y u đóng vai trò là

ch t k t dính còn các h t đ t là c t li u Khi tr n xi m ng vào trong đ t x y ra hai quá trình [8]:

Thành ph n chính c a xi m ng bao g m các Clinke ch y u sau:

- Silicat tri can xi:3CaOSiO2 (C3S) chi m 37-38%;

- Silicat đi can xi:2CaOSiO2 (C2S) chi m 15-37%;

- Aluminat tri canxi: 3CaOAl2O3 (C3A) chi m 7-15%;

- Feroaluminat tetra canxi: 4CaOAl2O3.Fe2O3 (C4AF) chi m 10-18%;

- Ngoài các h p ch t chính trên còn có MgO, CaO, CaSO4

Khi g p pha l ng (H2O) trong đ t, các Clinke b th y phân, trong s C3S

s b th y phân đ u tiên S n ph m c a s th y phân C3S không ph i là c

đ nh mà ph thu c vào n ng đ CaO trong dung d ch n c l r ng Khi n ng

đ CaO<0.08g/l thì C3S b th y phân hoàn toàn t o ra Ca(OH)2 và gel Silic; Khi n ng đ CaO=0.08 ÷ 0.12 t o ra hydrosilicat canxi d ng CSH công th c hóa h c (0.8-1.5)CaO.SiO2 (0.5-0.25)H2O và Ca(OH)2 Khi trong dung d ch

có Ca(OH)2 quá bão hòa thì C3S s b th y phân t o ra hydrosilicat caxi ki u

C2SH2, công th c hóa h c (1.7-2.0)CaO SiO2 (2.4-0.25)H2O và Ca(OH)2

d ng r n

S th y phân C3S đã t o ra môi tr ng ki m cao và t o đi u ki n thu n

l i đ các h p ch t Clinke khác b t đ u th y phân S n ph m th y phân C2S

c ng không ph i là c đ nh mà thay đ i ph thu c vào n ng đ pha l ng Trong đi u ki n n c C2S s chuy n hóa thành CSH (B)

Các h p ch t C2A, C4(AF) c ng b th y phân và t o ra hydroaluminat caxi và hydroferat caxi theo ph ng trình hóa h c sau:

- Hydroaluminat canxi: 3CaO.Al2O3.6H2O;

- Hydroferat caxi: 4CaO.Fe2O3.mH2O;

- Hydrosunphat aluminat canxi: 3CaO.Al2O3.3CaSO4.31H2O;

- Hydroxit canxi: Ca(OH)2 và nhi u h p ch t khác

Các s n ph m đ c t o ra s k t tinh và t o nên đ b n c a đá xi m ng Vai trò l n nh t hình thành nên đ b n c a đá xi m ng là CSH (B)

Quá trình hó a lý x y ra khi tr n xi m ng vào trong đ t

Nguyên lý c b n c a vi c gia c đ t b ng xi m ng: xi m ng sau khi tr n

c i t o Quá trình ki m ban đ u t o ra m t l ng l n Ca(OH)2, làm t ng đ

pH c a môi tr ng n c l r ng trong đ t, t o đi u ki n thúc đ y quá trình

th y phân các clinke th sinh

Trong đ t, các h t sét có thành ph n khoáng v t ch y u là nhóm các khoáng v t sét nh : hydromica, Caolinit và monmorionit Thành ph n hóa

h c chính c a các khoáng v t này là các ôxít nhôm và silic (Al2O3 và SiO2)

đi u ki n bình th ng các khoáng v t trên khá b n v ng, s hòa tan c a

Al2O3 và SiO2 r t kém, song trong môi tr ng ki m có đ pH cao thì chúng

d b hòa tan d n đ n s phá h y các khoáng v t Các ôxít nhôm và silíc

d ng hòa tan là y u t t o nên m t ph n v t li u g n k t đông c ng cà làm

ta th ng dùng v t đ m có tr ng l ng 2.0 ÷ 4.0 t n r i trên chi u cao 4 ÷ 5m

v t đ m th ng làm b ng bê tông c t thép ho c gang Tr ng l ng v t đ m không đ c nh h n tr ng l ng th tích nén ch t c a đ t, tr ng l ng v t

đ m c ng ph i đ m b o đi u ki n đ cho áp l c t nh tác d ng lên m t ph ng

- Khi l p đ t n m trên, ép co l n và quá y u đ ch ng đ t i tr ng c a k t

c u phía trên truy n cho, c c đ c dùng đ truy n t i tr ng t i l p đá g c hay

l p đ t c ng ch c n m d i ho c t i các l p đ t xung quanh c c nh s c kháng ma sát m t ranh gi i đ t c c;

- Khi ch u các t i tr ng n m ngang, móng c c có th ch ng u n khi đang

ch ng đ t i tr ng th ng đ ng c a công trình Tr ng h p này x y ra khi thi t

k xây d ng các công trình ch n đ t và móng các nhà cao t ng ch u l c gió hay đ ng đ t;

- Công trình xây d ng trên đ t tr ng n hay s t l có kh n ng thay đ i

th tích khi đ m thay đ i, áp l c tr ng n có th r t cao nên dùng móng nông thì r t không an toàn, có th thay th b ng móng c c v i đ sâu d i

Ph thu c lo i t i tr ng đ c truy n, đi u ki n đ t n n và m c n c ng m

có th dùng các lo i c c khác nhau C c đ c chia ra: c c thép, c c bê tông,

c c g và c c h n h p

C c thép: th ng dùng c c thép ng hay c c thép u n ch H C c thép đóng vào đ t có đ u h hay đ u đóng Trong nhi u tr ng h p sau khi đóng,

c c đ c đ đ y bê tông C c thép đ c n i v i nhau b ng m i hàn hay bulông

C c bê tông c t thép: g m c c bê tông đúc s n và c c bê tông đ t i ch

C c bê tông đúc s n làm b ng c t thép thông th ng, có ti t di n hình vuông, hình tròn hay l c giác, c t thép giúp cho c c có th ch ng l i mô men u n

xu t hi n khi nh c c c và v n chuy n C c bê tông đúc s n có th là c c bê

tông c t thép ng su t tr c, dùng c t thép có c ng đ cao, có th gi m 40 ÷ 50% c t thép l i nâng cao tính n đ nh, ch ng n t n , u n d c khi v n chuy n

và đóng c c C c bê tông đ t i ch (c c khoan nh i) th c hi n b ng cách t o

h móng trong đ t r i đ bê tông đ y h

C c g có u đi m là nh , ch t o đ n gi n, v n chuy n và thi công d dàng N u c c g luôn d i n c thì tu i th hàng tr m n m Nh c đi m

là có s c ch u t i không cao, h n ch v chi u dài, ti t di n, d b m c và h

h ng

C c h n h p: ph n trên và d i c a c c h n h p có th làm b ng v t li u khác nhau, ch ng h n c c thép và bê tông ho c g và bê tông

1.2.3.2 Gi i pháp gi ng chìm

Gi ng chìm có th chia ra làm 3 lo i chính: gi ng chìm h , gi ng chìm kín

và gi ng chìm khí ép

Gi ng chìm h là m t tr bê tông h c đáy và nóc trong khi thi công

áy gi ng chìm có mép c t Gi ng chìm đ c chìm t v trí và đ t bên trong

gi ng chìm đ c gàu xúc ra cho đ n khi đ t t i l p ch u t i

Gi ng chìm kín là gi ng chìm có đáy Chúng đ c xây d ng trên đ t và sau đó v n chuy n đ n công trình xây d ng Chúng chìm t t t i v trí do

gi ng chìm đ c ch a đ y cát, đá ba lát, n c hay bê tông

Gi ng chìm khí ép th ng đ c dùng cho đ sâu 15 ÷ 40m Lo i gi ng này c n n i không gi đ c h móng h , do đ t tr i vào vùng đ t đào nhanh h n đ t đ c b c đi [10]

1.2.4 Nhóm gi i pháp s d ng c t đ a k thu t

t có c t là v t li u xây d ng g m có đ t đã đ c t ng c ng đ b ng cách b trí các v t li u ch u kéo nh các thanh và d i kim lo i, v i không b phân h y sinh h c trong đ t (v i đ a k thu t) L i ích c b n c a đ t có c t là làm t ng c ng đ ch ng kéo và c ng đ ch ng c t c a đ t do l c ma sát

t n t i m t phân cách đ t – c t

Do nh c đi m c a v t li u làm c t là d i kim lo i th ng b n mòn nên

hi n nay th ng dùng v i đ a k thu t làm c t cho đ t

V i đ a k thu t có tác d ng chính là [10]:

- Thoát n c: v i làm cho n c trong đ t thoát nhanh làm t ng đ b n

ch ng c t, đ n đ nh c a đ t;

- L c: khi đ t gi a hai l p h t thô và h t m n, v i đ a k thu t v n cho

n c th m qua các l p nh ng gi không cho h t m n lôi cu n vào l p h t thô;

- Chia tách các l p đ t trong thi công và khi công trình làm vi c;

- Gia c : t ng s c ch u t i n n đ t do đ b n ch ng kéo c a v i đ a k thu t;

- B o v công trình

u đi m c a v i đ a k thu t là thi công đ n gi n, nhanh g n, giá thành

th p, không ph thu c vào m c n c ng m cao hay th p, có tu i th cao

Nh c đi m là không làm gi m th i gian lún, đ lún c k t c a công trình, thích h p khi đ lún còn l i c a công trình ≤ 30,0cm

g i là hi n t ng đi n th m

Hi n t ng đi n th m trong th c t xây d ng có nh ng tác d ng sau:

- Nâng cao kh n ng ch u l c và làm t ng nhanh t c đ c k t c a các lo i

đ t sét y u bão hòa n c;

- Làm t ng đ n đ nh c a mái d c và đáy h móng khi thi công;

- H th p m c n c ng m trong đ t

Ph ng pháp này không ch ng d ng đ i v i các đ t lo i sét y u bão hòa

n c mà còn có th gia c đ t than bùn khi có h s th m k < 10-4

cm/sec [5]

1.2.5.2 Gi i pháp đi n hóa h c

Ph ng pháp này d a vào nguyên lý đi n th m đ gia c n n đ t Ng i

ta đ a vào trong đ t các dung d ch nh CaCl2 ho c Na2OnsSiO2 qua c c

d ng Khi có dòng đi n m t chi u ch y qua, các đi n c c s b phá h y, các

s n ph m này s liên k t v i các h t sét, làm cho kh i đ t c ng l i, n c thoát

ra, c ng đ c a đ t t ng lên N u trong đ t có ch a hàm l ng mu i l n, thì

hi u qu c a ph ng pháp này cao Ph ng pháp đi n hóa h c không nh ng

ch dùng cho đ t sét có nhóm h t b i sét >50% mà còn có th áp d ng cho các

lo i đ t than bùn bi n có n ng đ mu i cao [8]

1 2.5.3 Gi i pháp nhi t

Dùng đ gia c ng các lo i đ t hoàng th có h s th m 10 ÷ 20 cm/phút

n m trên m c n c ng m Ph ng pháp này ch dùng t t khi chi u dày l p

đ t gia c ng l n trên 3m Th c ch t c a ph ng pháp này là dùng nhi t đ cao đ gia c ng đ t và k t qu là lo i tr đ c tính lún s p, đ ng th i làm

t ng kh n ng ch u t i và tính ch u n c c a đ t

Hi n nay gia c ng đ t b ng nhi t có th ti n hành theo cách ph t vào trong đ t qua l khoan dòng khí nóng có nhi t đ 600 ÷ 8000C, ho c là qua l khoan đ a nhiên li u cháy vào trong đ t và đ t nhi t đ 11000

C [8]

1.2.6 Nhóm gi i pháp dùng thi t b thoát n c

1.2.6.1 Gi i pháp gi ng cát

Gi ng cát đ c t o ra b ng cách l p đ y cát vào trong l khoan Có hai

ph ng pháp đ t thi t b : ph ng pháp chuy n v , ph ng pháp không chuy n v V i lo i chuy n v , lõi có đ u kín đ c đóng vào hay n vào trong

đ t y u s d n đ n vi c chuy n v theo ph ng đ ng và ph ng ngang V i

lo i không chuy n v c n có thi t b khoan t o l b ng ph ng pháp c khí

hay dùng tia n c áp l c cao đ c t đ t

Gi ng cát là m t trong nh ng ph ng pháp x lý t ng đ i có hi u qu

v i nh ng lo i đ t y u nh bùn và các lo i đ t dính tr ng thái bão hòa n c

có bi n d ng l n kéo dài theo th i gian và s c ch u t i th p V i nh ng lo i

đ t này, gi ng cát đáp ng đ c yêu c u rút ng n th i gian lún Gi ng cát có hai u đi m chính:

- T ng nhanh t c đ c k t c a đ t n n, do đó làm cho công trình xây

n c, mu n lén ch t nó yêu c u ph i có t i tr ng tác d ng th ng xuyên trong

th i gian dài thì m i có hi u qu Di n tích c n x lý n n r ng ho c kéo dài

nh khu v c nhà mày, b n c ng, đ ng,

- Trong nhi u tr ng h p, n u đ lún d tính r t l n, v t quá nh ng ch

d n cho phép trong qui ph m, đ đ m b o cho công trình có th x d ng đ c

ngay sau khi thi công thì m t trong nh ng bi n pháp hay dùng là nén tr c

b ng t i tr ng t nh (b ng kh i bê tông, g ch, ) b ng ho c l n h n t i tr ng công trình đ nh thi t k trên n n đ t y u đ n n ch u t i và lún tr c khi xây

d ng công trình th c t

GiÕng c¸t

§Öm c¸t

§Êt yÕu GiÕng c¸t §Êt yÕu GiÕng c¸t

q

Hình 1.8 : S đ gi ng cát 1.2.6.2 Gi i pháp b c th m

Là ph ng pháp k thu t thoát n c th ng đ ng b ng b c th m k t h p

v i gia t i tr c

Khi chi u dày đ t y u r t l n ho c khi đ th m c a đ t r t nh thì có th

b trí đ ng th m th ng đ ng đ t ng t c đ c k t Ph ng pháp này th ng dùng đ x lý n n đ ng đ p trên n n đ t y u

Ph ng pháp b c th m (PVD) có tác d ng gây ra tr ng th m ngang và thoát n c theo ph ng th ng đ ng d c theo b c th m đ t ng nhanh quá trình thoát n c trong các l r ng c a đ t y u, làm gi m đ r ng, đ m, t ng

Lõi ch t d o có 2 ch c n ng: V a đ l p bao b c ngoài, và t o đ ng cho

n c th m d c chúng ngay c khi áp l c ngang xung quanh l n

N u so sánh h s th m n c gi a b c th m PVD v i đ t sét bão hòa

n c cho th y r ng, b c th m PVD có h s th m (K = 1 x 10-4m/s) l n h n nhi u l n so v i h s th m n c c a đ t sét ( k = 10 x 10-5m/ngày đêm) Do

1.3 K t lu n ch ng 1

Trong ch ng 1, tác gi đã gi i thi u t ng quan vè kè l n bi n: tình hình nghiên c u và xây d ng kè l n bi n trên th gi i c ng nh Vi t Nam, nguyên lý làm vi c c a kè, các d ng k t c u th ng dùng c a kè, đ c đi m riêng c a kè l n bi n, s c n thi t ph i xây d ng kè cho các d án l n bi n

i v i m t công trình xây d ng trên n n đ t y u, có nhi u gi i pháp đ

x lý n n đ t y u đó V n đ đ t ra là ph i l a ch n gi i pháp cho phù h p

v i công trình đ m b o v kinh t và k thu t Vì v y, tác gi đã phân chia các gi i pháp x lý n n đ t y u thành t ng nhóm và trình bày c s lý thuy t chung, u nh c đi m, ph m vi áp d ng c a t ng ph ng pháp T đó đ a ra cái nhìn t ng quan v các gi i pháp x lý n n đ t y u ph c v cho vi c lo i

tr nh ng ph ng pháp ít kh thi và t p chung vào các ph ng pháp kh thi

đ i v i h th ng kè trong nh ng ch ng sau

Ch ng 2

PH NG PHÁP TÍNH TOÁN, THI T K GI I PHÁP X LÝ N N

T Y U 2.1 Gi i pháp c c cát

2.1.1.Trình t tính toán và thi t k c c cát chi ti t

Khi áp d ng ph ng pháp c c cát ít nh t ph i thi t k t ng cát đ m nh m

t o đ ng thoát n c t d i lên Theo tiêu chu n 22TCN 262 – 2000, chi u dày t ng đ m cát ít nh t ph i b ng đ lún t ng c ng thêm 0,2 - 0,3m nh ng không đ c nh h n 50cm ch t đ m nén c a t ng đ m cát ch c n đ t 0,9

đ ch t đ m nén tiêu chu n đ ph c v xe, máy thi công Cát dùng làm cát

ng c đ n c c k t thoát ra không lôi theo cát, nh t là khi lún chìm vào đ t

y u, n c trong đ t y u b c k t v n có th thoát ra và khi c n thi t dùng

b m hút n c s không gây phá ho i t ng cát đ m

T ng l c ng c có th đ c c u t o theo cách thông th ng b ng cách

x p đá dày 20 – 25cm ho c b ng v i đ a k thu t Tr ng h p dùng v i đ a k thu t thì nên d i v i trên đ t y u, sau đó đ p t ng cát đ m, r i l t v i b c c mái d c và ph n m r ng c a nó đ làm ch c n ng l c ng c L p v i làm

ch c n ng l c ng c này ph i ch m vào ph m vi đáy n n ít nh t 2m N c t

đ t y u b c k t qua t ng cát đ m qua t ng l c ng c thoát ra c n ph i đ c thoát nhanh kh i ph m vi lân c n n n đ ng C n thi t k s n các đ ng thoát n c và khi c n thi t có th b m hút tháo n c (đ c bi t là khi t ng đ m cát đã lún h t vào trong đ t y u)

Sau khi dùng c c cát, n u n n đ t không th nén ch t đ n gi i h n đ ch t

c n thi t theo tính toán b ng nh ng công th c trên thì lúc đó vi c áp d ng

c c cát s không h p lý Vì v y nên vi c ch n tr s enc không đúng có th

nc c c

o nc

e e F a

C c cát th ng đ c b trí theo đ nh l i c a hình tam giác đ u ó

chính là s đ b trí h p lý nh t, đ m b o đ t đ c nén ch t đ u trong kho ng

cách gi a các c c Kho ng cách gi a các c c có th xác đ nh b ng tính toán

và d a vào gi thi t c b n sau đây:

- m c a đ t trong quá trình nén ch t là không đ i;

C dc

Hình 2.4 : S đ b trí c c cát 2.1.4.3 Xác đ nh chi u sâu nén ch t c a c c cát

Chi u sâu nén ch t Hnc c a c c cát có th l y b ng chi u sâu vùng ch u

nén H d i đ móng Chi u sâu vùng ch u nén đ c xác đ nh xu t phát t

đi u ki n ng su t nén đ sâu y nh h n m t gi i h n nh t đ nh Theo quy

ph m c a Nga, chi u sâu H c a vùng ch u nén đ c xác đ nh t đi u ki n sao

cho ng su t nén σz đ y không l n h n 0,2 l n áp l c c a b n thân đ t σbt

t c là:

i u ki n trên áp d ng cho các công trình dân d ng và công nghi p

i v i các công trình thu l i, vùng nén ch t có th l y đ n đ sâu mà

đó tho mãn công th c 2.9:

σz≤ 0,5σbt (2.9)

Chi u sâu vùng nén ch t xác đ nh theo cách trên hoàn toàn ch có tính

ch t quy c úng h n c là nên xác đ nh theo đi u ki n đ t n n th c t

không còn bi n d ng d i tác d ng c a áp l c do công trình truy n xu ng

i v i n n đ t sét y u tr ng thái bão hoà n c, chi u sâu vùng nén

ch t có th l y đ n gi i h n khi ng su t ph thêm do t i tr ng ngoài gây nên

có giá tr vào kho ng 0,2 ÷ 0,3 kG/cm2

2.1.4.4 S b xác đ nh s c ch u t i c a n n đ t sau khi nén ch t b ng c c cát

Sau khi thi công c c cát thì s c ch u t i c a n n c c cát có th t ng lên t

Trong tr ng h p không có đi u ki n thí nghi m t i tr ng t nh, ho c

khoan l y m u thí nghi m, các ch tiêu C, ϕ và E0 có th tra b ng trong

(TCXD 45-78)