Nghiên cứu áp dụng công nghệ top base trong xử lý nền đất yếu tại địa bàn tỉnh vĩnh long (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRƯƠNG HOÀNG PHIẾU KHÓA 2013-2015 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI ĐỊA BÀN... LỜI CẢ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRƯƠNG HOÀNG PHIẾU

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI ĐỊA BÀN

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI

TRƯƠNG HOÀNG PHIẾU KHÓA 2013-2015

NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI ĐỊA BÀN

LỜI CẢM ƠN

Sau một thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu và thực hiện, đến nay tác

giả đã hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu áp dụng công nghệ

Top - Base trong xử lý nền đất yếu tại địa bàn tỉnh Vĩnh Long”

Luận văn này không những nhờ sự nổ lực bản thân tác giả mà còn nhờ

sự hướng dẫn tận tình của quý thầy cô, sự động viên giúp đỡ của gia đình, đồng nghiệp, bạn bè

Qua luận văn tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành nhất đến thầy

TS Trần Hữu Hà đã giúp đỡ, chỉ dẫn cặn kẽ trong thời gian thực hiện luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu và Khoa Sau đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Ban Giám hiệu Trường Đại học Xây dựng Miền Tây đã giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành luận văn có những kiến thức sâu rộng, quý báo làm nền tảng cho công tác và nghiên cứu về sau

Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Trương Hoàng Phiếu

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học độc lập của tôi Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng

Tác giả

Trương Hoàng Phiếu

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

LỜI CAM ĐOAN

MỤC LỤC

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

A MỞ ĐẦU 1

Lý do chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Đối tượng và phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn B NỘI DUNG 4

CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VĨNH LONG VÀ CÔNG NGHỆ TOP - BASE 4

1.1.TỔNGQUANVỀXỬLÝNỀNĐẤTYẾU 4

1.1.1 Đặc điểm của nền đất yếu 4

1.1.2 Các loại nền đất yếu chủ yếu 4

1.1.3 Phạm vi ứng dụng xử lý nền đất yếu 5

1.1.4 Một số phương pháp sử lý nền ở Vĩnh Long 7

1.2.XỬLÝNỀNĐẤTYẾUBẰNGCÔNGNGHỆTOP-BASE 10

1.2.1 Khái niệm 10

1.2.2 Đặc điểm của công nghệ Top-base 12

1.2.3 Ưu điểm của công nghệ Top-base 13

1.2.4 Phạm vi ứng dụng công nghệ Top-base 13

1.3.ỨNGDỤNGCÔNGNGHỆTOP-BASETRÊNTHẾGIỚI 15

VÀTẠIVIỆTNAM 15

1.3.1 Ứng dụng công nghệ Top-base trên thế giới 15

1.3.2 Ứng dụng công nghệ Top-base tại Việt Nam 16

1.4.ĐẶCĐIỂMĐIỀUKIỆNĐỊACHẤTCÔNGTRÌNH,ĐỊACHẤTTHỦY VĂNVỚIXÂYDỰNGCÔNGTRÌNHTẠITỈNHVĨNHLONG 19

1.4.1 Đặc điểm tình hình địa chất 19

1.4.2 Khả năng xây dựng các công trình tại Vĩnh Long 24

CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE 28

2.1.ĐẶCĐIỂMCÔNGNGHỆTOP-BASE 28

2.1.1 Mục đích gia cố nền bằng top-base 28

2.1.2 Cơ chế gia cố nền đất 32

2.1.3 Khả năng kháng chấn của nền móng công trình sử dụng công nghệ top-base 35

2.1.4 Tính toán thiết kế top-base 35

2.1.5 Phương pháp thi công top-base 49

2.2.CÁCQUYĐỊNHVỀQUẢNLÝCHẤTLƯỢNGTRONGCÔNGTÁC XÂYDỰNGXỬLÝNỀNĐẤTYẾU 63

2.2.1 Nghị định 46/2015/NĐ-CP 63

2.2.2 Thông tư số 10/2013/TT-BXD 66

2.2.3 Thông tư số 13/2013/TT-BXD 67

2.2.4 Tiêu chuẩn Việt Nam 67

2.3.NHỮNGTIÊUCHUẨNKĨTHUẬTCHUNGVÀCÁCQUYTRÌNH THỬTẢITOP-BASE 69

2.3.1 Các đặc tính kĩ thuật sản phẩm và vật liệu Top-block theo phương pháp

Nhật Bản 69

2.3.2 Các đặc tính kĩ thuật sản phẩm và vật liệu top-block theo phương pháp Hàn Quốc 71

2.3.3 Quy trình thử tải nền Top-Base 72

CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE CHO CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI VĨNH LONG 76

3.1.ĐẶCĐIỂMCÔNGTRÌNH 76

3.1.1 Quy mô công trình 76

3.1.2 Kiến trúc 77

3.1.3 Điều kiện địa chất 78

3.2.THIẾTKẾLỰACHỌNPHƯƠNGÁNMÓNG 79

3.2.1 Phương án móng cọc ép: 79

3.2.2 Phương án móng băng cừ tràm: 80

3.2.3 Phương án móng băng trên nền Top - Base: 83

3.3.ỨNGDỤNGTOP-BASEXỬLÝNỀN 83

3.3.1 Thi công và nghiệm thu 84

3.3.2 Khả năng áp dụng tại Vĩnh Long 86

3.4.SOSÁNHGIẢIPHÁPTOP-BASEVỚICÁCGIẢIPHÁPXỬLÝNỀN KHÁC 87

3.3.1 Đánh giá hiệu quả kỹ thuật của các giải pháp xử lý nền móng 87

3.3.2 Đánh giá hiệu quả kinh tế 89

3.3.3 Phạm vi ứng dụng hiệu quả của top base ở Vĩnh Long 92

C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 Kết luận

Kiến nghị

TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤLỤC

DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT

a Tính nén lún

B Độ sệt

B’ Cạnh ngắn theo bề rộng của tải trọng tác dụng hiệu quả

của kết cấu có xét đến độ lệch tâm (m)

Bk’ Cạnh ngắn trong bề rộng của tải trọng tác dụng hữu hiệu

top-base có xét đến độ lệch tâm (m)

C Lực dính của đất dưới đáy móng (tf/m2)

CFG Cọc bê tông có lẫn bột than

K1 Hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố ứng suất của lớp top-base

K2

Hệ số kể đến sự tăng khả năng chịu cắt cho phép khi cần

kể đến phân phối áp lực tiếp xúc với nền của móng cứng

Nc,Nq,Nγ Hệ số khả năng chịu cắt đối với phá hoại cắt

N Giá trị xuyên tiêu chuẩn

P0 Lực xuyên

q Tải trọng phân bố trên bề rộng lớp top-base

qka Khả năng chịu cắt cho phép

QCVN Quy chuẩn Việt Nam

(BT) Xây dựng - chuyển giao

(BOT) Xây dựng – kinh doanh - chuyển giao

(BTO) Xây dựng - chuyển giao – kinh doanh

(PPP) Hợp tác công – tư

TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam

TCXD Tiêu chuẩn xây dựng

TCCS Tiêu chuẩn cơ sở

DANH MỤC BẢNG BIỂU

Số hiệu

Bảng 2.1 Kết quả thử trong phòng thí nghiệm

Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn ứng dụng chung cho phương pháp top- base Bảng 2.3 Phương pháp lựa chọn hệ số K 2

Bảng 3.2 So sánh khối lượng vật liệu các phương án móng

Bảng 3.3 So sánh dự toán chi phí các phương án móng

Hình 1.4 Khối bê tông dạng phễu (top-block)

Hình 1.5 Một số công trình tiêu biểu ứng dụng công nghệ Top-base tại

Hàn Quốc

Hình 1.6 Một số công trình tiêu biểu ứng dụng công nghệ Top-base tại

Việt Nam Hình 2.1 Các loại móng thử lún trong thời gian dài

Hình 2.2 Đồ thị quan hệ độ lún - thời gian

Hình 2.3 Kết quả thí nghiệm cho đất hóa lỏng trong thí nghiệm lún dài

hạn Hình 2.4 Kết quả thí nghiệm lún trong phòng thí nghiệm

Hình 2.5 Các đường cong tải - lún (thử tải tại công trường)

Hình 2.6 Các đường cong tải - lún (thử tải trong phòng thí nghiệm) Hình 2.7 Phân bố ứng suất sau khi lún dài hạn

Hình 2.8 Sơ đồ phân bố biến dạng ngang

Hình 2.9 Xem xét lựa chọn phương pháp top-block

Hình 2.10 Phương pháp lựa chọn hệ số K 2 (nền đất sét, top-block Ø500) Hình 2.11 Bề rộng tác dụng hiệu quả của hệ số K 1 dưới tải trọng lệch

tâm Hình 2.12 Biểu đồ hệ số N γ

Hình 2.13 Biểu đồ hệ số N c

Hình 2.14 Biểu đồ hệ số Nq

Hình 2.15 Phương pháp tính lún nền Top-Base

Hình 2.16 Thi công top- base theo phương pháp Nhật Bản

Hình 2.17 Trình tự thi công top-base theo phương pháp Nhật Bản

Hình 2.18 Các khối top-block trong phương pháp của Nhật Bản

Hình 2.19 Lắp đặt phiễu và đổ bê tông phương pháp top-base Hàn Quốc Hình 2.20 Trình tự thi công top-base theo phương pháp Hàn Quốc Hình 2.21 Trình tự thi công top-block theo phương pháp Hàn Quốc Hình 2.22 Trình tự thi công top-base ở Việt Nam

Hình 2.28 Liên kết khóa đỉnh bằng các thanh thép trên

Hình 2.29 Đổ lớp bê tông lót bảo vệ thép lớp trên Top-base

Hình 2.30 Sai số cho phép khi thi công top-block

Hinh 2.31 Top-block dùng cho top-base trên cạn

Hình 2.32 Top-block dùng cho top-base trên biển

Hình 2.33 Phối cảnh top-block đúc sẳn D330, D500

Hình 2.34 Top block bê tông và Top - base

Hình 2.35 Thí nghiệm tải trọng trên công trường đã thi công top-base Hình 2.36 Thí nghiệm tải trọng trên công trường chưa thi công top-base

Hình 2.37 Thí nghiệm tấm chịu cắt của top-base công trình

Chungdam-dong Daewoo Members County, Hàn Quốc

Hình 2.38 Thí nghiệm tấm chịu cắt của top-base công trình Jeongeon

Skyvil Apartment, Seoul, Hàn Quốc Hình 3.1 Mặt đứng công trình ký túc xá 5 tầng

Hình 3.2 Mặt bằng móng cọc, giằng công trình ký túc xá 5 tầng

Công nghệ Top-base đã được ứng dụng làm tăng khả năng tiếp nhận tải trọng công trình vào nền đất và làm giảm độ lún của đất nền, giảm thời gian cố kết của đất Sản phẩm của công nghệ Top-base có những ưu điểm nổi trội: chi phí thấp hơn, rút ngắn thời gian thi công so với phương pháp khác

Hiện nay ở Vĩnh Long các công trình dân dụng và công nghiệp thấp tầng có tải trọng không quá lớn, vì vậy đối với các công trình xây dựng (từ 1 đến 5 tầng) chủ yếu là sử dụng móng nông gia cố nền bằng cọc gỗ (cừ tràm), mục đích để gia cố nền móng làm tăng khả năng chịu lực của đất nền, làm giảm khả năng nén lún

Công nghệ Top-base xử lý nền làm việc theo dạng móng nông dùng để gia cố nền móng thay thế cho việc sử dụng móng cọc trong các công trình dân dụng thấp tầng có tải trọng không quá lớn Sử dụng công

2

nghệ Top- base đối với nền đất yếu ở Tỉnh Vĩnh Long nó sẽ đem lại hiệu quả kinh tế

Vì vậy đề tài “ Nghiên cứu áp dụng công nghệ Top-base trong

xử lý nền đất yếu tại địa bàn tỉnh Vĩnh Long ” là rất cần thiết và ứng

dụng thực tiễn

Mục đích nghiên cứu

Những kết quả ứng dụng thực tiễn cho thấy công nghệ Top-base là phương pháp thi công móng nông rất có hiệu quả Thiết bị thi công khá đơn giản, quy trình thi công và kiểm soát chất lượng không quá phức tạp Tuy nhiên công nghệ Top – base vẫn còn tương đối mới ở nước ta và ở Tỉnh Vĩnh Long vẫn còn rất mới Vì vậy đề tài này sẽ giúp mọi người có cái nhìn tổng quát về công nghệ Top - Base và so sánh hiệu quả kinh tế với các giải pháp xử lý nền khác ở Tỉnh Vĩnh Long, qua đó đề xuất khả năng và phạm vi áp dụng của công nghệ này ở Vĩnh Long

Nội dung nghiên cứu

Trong luận văn giới hạn phạm vi nghiên cứu như sau:

+ Nghiên cứu công nghệ Top- Base + Nghiên cứu phạm vi ứng dụng + Nghiên cứu quy trình thi công và nghiệm thu đối với công nghệ Top-Base tại Vĩnh Long

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

Tìm hiểu nguồn gốc công nghệ chế tạo, phạm vi ứng dụng và quy trình thi công và nghiệm thu công nghệ Top-Base , phạm vi áp dụng cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu trên cơ sở điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn ở Tỉnh Vĩnh Long

Phương pháp nghiên cứu

- Phân tích, tổng hợp

3

- Phân tích lý thuyết: Trên cơ sở tổng hợp những lý thuyết chung, phân tích đánh giá về công nghệ Top-base, từ đó đưa ra các giải pháp phù hợp, đạt hiệu quả kinh tế, phù hợp với điều kiện cụ thể tại tỉnh Vĩnh Long

- Phân tích thực tế: Tham khảo và phân tích điều kiện thực tế các công trình đã được thi công ở trong nước

- Tìm hiểu về công nghệ thi công, thiết bị máy móc thi công

- Khả năng áp dụng công nghệ Top - Base xử lý đất nền tại Vĩnh Long

Cấu trúc luận văn

- Gồm có phần mở đầu, phần nội dung, kết luận và kiến nghị, tài liệu tham khảo

- Phần nội dung chính của luận văn gồm có ba chương:

Chương I: Tổng quan về xử lý nền đất yếu ở Vĩnh Long và công nghệ Top - base

Chương II: Cơ sở khoa học và pháp lý nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng công nghệ Top-base

Chương III: Ứng dụng công nghệ Top-base cho công trình xây dựng tại Vĩnh Long

THÔNG BÁO

Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội

Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội

Email: digilib.hau@gmail.com

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

Công nghệ Top – base áp dụng cho các công trình, hạng mục công trình có tải trọng không lớn lắm để thay thế cho giải pháp móng cọc bê tông trên các khu vực có lớp đất bề mặt yếu với chiều dày lớn, công nghệ này phù hợp với một số nền đất ở Vĩnh Long: Các công trình áp dụng được bao gồm nhà thấp tầng ( có chiều cao dưới 5 tầng) Việc áp dụng công nghệ này hiệu quả đạt được ở một số dạng công trình ở Vĩnh Long là quan trọng và cần thực hiện sớm

Công nghệ này có nhiều ưu điểm như: dễ thực hiện, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp, giá thành thấp, lại có phạm vi ứng dụng rộng rãi nhiều loại công trình xây dựng Nếu qui mô công trình lớn có thể sử dụng bê tông thương phẩm và sử dụng máy bơm bê tông chuyên dụng, nếu công trình có qui mô nhỏ hoặc những nơi không có thiết bị thì có thể thi công hoàn toàn bằng thủ công, thời gian thi công ngắn Giá thành phần móng giảm rất đáng

kể, đặt biệt công trình có qui mô tải trọng không quá lớn mà trước đó đã sử

Vì thế công nghệ Top – base là một giải pháp để lựa chọn của các nhà thầu, các chủ đầu tư hiện nay

Tuy nhiên, việc áp dụng công nghệ này cho từng công trình, hạng mục công trình cần được khảo sát địa chất, tính toán thiết kế cân nhắc lựa chọn phương pháp xử lý nền đất yếu, sau cho đạt hiệu quả tốt nhất

Kiến nghị

Để thuận lợi trong áp dụng công nghệ Top – Base có hiệu quả ở Việt Nam chúng ta cần giải quyết các vấn đề sau:

Nhà nước cần sớm ban hành có các chỉ dẫn kỹ thuật, tiêu chuẩn thiết

kế, tiêu chuẩn áp dụng liên quan đến Công nghệ Top- base trong xây dựng,

sử dụng cho một số vùng trong một số điều kiện đất nền ở Việt Nam nói chung và ở Vĩnh Long nói riêng nhằm có số liệu thực tế áp dụng cụ thể cho từng loại công trình ở địa phương

Việc sử dụng các tiêu chuẩn nước ngoài còn gặp khó khăn trong vấn

đề quản lý chất lượng công trình, dẫn đến bất cập trong thiết kế, thi công và nghiệm thu công trình (Theo thông tư 18 /2010/TT-BXD ngày 15/10/2010

về quy định việc áp dụng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn cơ sở, tiêu chuẩn xây dựng nước ngoài trong hoạt động xây dựng

ở Việt Nam, phụ lục 4).

Nhà nước và các Bộ, ngành có cơ chế khuyến khích các nhà khoa học, các doanh nghiệp đầu tư nghiên cứu áp dụng rộng rãi công nghệ này nhằm đem lại hiệu quả cao nhất

96

TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt

1 Phùng Kim Dung (6 – 2009), Gia cố thành hố đào sâu bằng dãy cọc

xi măng - đất, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Hà Nội

2 Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An (2005), Công nghệ trộn sâu tạo

cọc xi măng đất và khả năng ứng dụng để gia cố nền đê đập, Viện

khoa học thủy lợi

3 Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An, Nguyễn Quốc Huy, Công nghệ

khoan phụt cao áp trong xử lý nền đất yếu,Viện khoa học thủy lợi

4 Lê Luân et all (2008), Nghiên cứu thực nghiệm mô hình nền

Top-Base, Hội nghị Khoa học và Công nghệ sinh viên Đại học Xây dựng

5 Vũ Công Ngữ (2005), Cơ học đất, Nhà xuất bản Giáo dục, Hà Nội

6 Phan Hồng Quân (3-2008), Ứng dụng công nghệ xử lý nền mới

Top-Base Method vào Việt Nam, Tạp chí Địa kỹ thuật

7 Đỗ Đức Thắng, Top-Base Method, Công ty liên doanh TBS Việt Nam

8 Minh Trang (2010), Công nghệ Top-Base – Giải pháp cho nền đất

yếu, Công ty cổ phần Kết cấu không gian TADITS

9 Nguyễn Uyên (2004), Cơ sở địa chất cơ học đất và nền móng công

trình, Nhà xuất bản Xây Dựng, Hà Nội

10 Nguyễn Uyên (2011), Xử lý nền đất yếu trong xây dựng, Nhà xuất

13 Công ty tư vấn xây dựng Nagecco (09-2005), Báo cáo khảo sát địa

chất công trình Trường đại học xây dựng Miền Tây,Vĩnh Long