Đề tài nghiên cứu khoa học: Các phương pháp xử lý nền đất yếu.

Phương pháp xử lý nền đất yếu rất đa dạng và phức tạp, do đó cần phải có sự nghiêncứu kỹ lưỡng để đưa ra các phương pháp phù hợp với từ loại đất, do đó đề tài “Khoanhvùng và đề xuất phươ

LỜI CẢM ƠN!

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo đang công tác tại KhoaXây Dựng Cầu Đường-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng đã trang bị kiến thức mộtcách đầy đủ và bổ ích nhất tạo điều kiện cho nhóm có thể hoàn thành tốt đề tài TốtNghiệp

Tôi cũng xin lời cảm ơn đến công ty tư vấn xây dựng DUY THÀNH, và bác HuỳnhHồng đã tạo điều kiện cho tôi tìm hiểu và nghiên cứu

Đặc biệt, tôi xin cảm ơn Thầy PGS-TS.Châu Trường Linh, người trực tiếp giảng dạy,hướng dẫn các kiến thức mới về nền đất yếu Thầy luôn luôn đưa ra nhận xét, định hướngnhững cách giải quyết vấn đề và giúp đỡ nhiều tài liệu quan trọng trong suốt quá trìnhnghiên cứu

Trong quá trình thực hiện đề tài, tôi gặp nhiều khó khăn trong việc tiếp cận nhữngkiến thức mới và hướng giải quyết cho đề tài Nhờ sự hướng dẫn tận tình của Thầy PGS-TS.Châu Trường Linh đã giúp tôi nắm bắt kiến thức mới về vấn đề xử lý nền nền đất yếumột cách nhanh và khoa học nhất để tôi hoàn thành tốt đề tài Tốt Nghiệp của mình

Xin cảm ơn gia đình, người thân và những người bạn đã luôn khuyến khích, động viên vàtạo mọi điều kiện thuận lợi nhất cho tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện nghiêncứu đề tài Tốt Nghiệp

Nhóm đề tài

Nguyễn Đức Chinh Trần Kiêm Quang

LỜI MỞ ĐẦU

Trong những năm gần đây với những tiến bộ của các ngành khoa học, môn cơ họcnền móng cũng có những bước chuyển biến nhanh chóng Các công trình giao thông ngàycàng ổn định hơn tuy nhiên vẫn có nhiều công trình bị hư hại nặng xảy ra mà nguyênnhân chính là do chưa quan tâm đúng đến vai trò của nền đất dưới móng công trình

Đối với nước ta là những nước đang phát triển, quá trình công nghiệp hóa- hiện đạihóa diễn ra mạnh mẽ dẫn đến số lượng xe cộ lưu thông trên đường ngày càng tăng đòi hỏicác nhà khoa học nhất là các nhà nghiên cứu về các vấn đề ổn định nền móng công trìnhĐường phải đương đầu với nhiều thách thức về thiết kế và thi công các công trình giaothông trọng điểm Cần nghiên cứu về các giải pháp ổn định, diễn tiến lún và khắc phụccác sự cố hư hại của đường thi công qua nền đất yếu gây ra Tất cả những vấn đề đấy làđộng lực thúc đẩy sự nghiên cứu và phát triển của kĩ thuật gia cố nền đất yếu nhằm tăngsức chịu tải cho nền đất, giảm thiểu những thiệt hại do nền đất yếu gây ra

Phương pháp xử lý nền đất yếu rất đa dạng và phức tạp, do đó cần phải có sự nghiêncứu kỹ lưỡng để đưa ra các phương pháp phù hợp với từ loại đất, do đó đề tài “Khoanhvùng và đề xuất phương pháp xử lý nền đất yếu vùng trung tâm thành phố Trà Vinh” gọpphần hỗ trợ các nhà thiết kế có thể tham khảo các phương pháp mà nhóm đề xuất

Do hạn chế về thời gian và là lần đầu tiên tôi thực hiện một đề tài mang ý nghĩanghiên cứu và ứng dụng nên không thể tránh khỏi sai sót tôi rất mong nhận được nhữnggóp ý, chỉ dạy tận tình của quý Thầy Cô

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu chưa được công bố Các số liệu địa chất

và các số liệu thí nghiệm về đất yếu được lấy từ công trình thực tế

Tôi xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cô giáo đang công tác tại Khoa Xây Dựng CầuĐường-Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng, công ty tư vấn xây dựng công trình DuyThành, bác Huỳnh Hồng và đặc biệt là Thầy PGS-TS.Châu Trường Linh đã giúp đỡ tôirất nhiều để hoàn thành đề tài NCKH này

Nhóm đề tài

Nguyễn Đức Chinh

Trần Kiêm Quang

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN! i

LỜI MỞ ĐẦU ii

1 Lý do lựa chọn đề tài 1

2 Mục tiêu nghiên cứu 2

2.1 Mục tiêu tổng quát: 2

2.2 Mục tiêu cụ thể: 2

3 Đối tượng nghiên cứu 2

4 Phạm vi nghiên cứu 3

5 Phương pháp nghiên cứu 3

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài 3

6.1.Ý nghĩa khoa học: 3

6.2.Ý nghĩa thực tiễn: 3

7 Dự kiến kết cấu nội dung của đề cương: 3

PHẦN MỞ ĐẦU 3

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH PHÂN BỐ, ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHẢ THI TẠI TP TRÀ VINH 5

1.1 Tình hình phân bố và đặc trưng nền đất yếu tại TP Trà Vinh 5

1.1.1 Địa chất đặc trưng và tình hình phân bố vùng đất yếu trung tâm TP.Trà Vinh 5

1.2: Các phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng tại TP Trà Vinh 6

1.2.1 Thay thế một phần đất yếu 6

1.2.2: Biện pháp đẩy nhanh tốc độ cố kết 7

1.2.1.2 Bấc thấm 7

1.2.3 Biện pháp tăng cường sức chịu tải & ổn định công trình nền đất yếu 10

1.2.2.4 Cọc xỉ than – tro bay gia cố vôi 10

1.2.2.4 Cọc xi măng - đất……… ……… ……… 11

CHƯƠNG 2: THỐNG KÊ TUYẾN VÀ PHÂN NHÓM HẠ TẦNG GIAO THÔNG TẠI TRUNG TÂM TP TRÀ VINH 15

2.1 Thống kê tuyến tại vùng TT TP Trà Vinh 15

2.1.1 Tuyến hiện trạng 15

2.1.2 Tuyến quy hoạch 18

2.2 Phân đoạn tuyến hạ tầng giao thông vùng TT TP Trà Vinh 19

CHƯƠNG 3: KHOANH VÙNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VÙNG

TRUNG TÂM THÀNH PHỐ TRÀ VINH 22

3.1 Các tuyến Quy hoạch thiết kế mới 22

3.1.1 Xác định các mặt cắt đặc trưng hệ thống giao thông 22

3.1.2 Xác định mặt cắt địa chất từ ARCGIS 23

3.1.3 Đánh giá ổn định – lún 23

3.1.3.1 Quy đổi tải trọng xe chạy và tải trọng các lớp KCAĐ sang chiều cao đất cát K95: 23

3.1.3.2: Quy đổi các lớp KCAĐ: 25

3.1.3.3 Dùng phần mềm plaxis để tính toán diễn tiến lún từ số liệu địa chất thực tế: 26

3.1.3.3: Thống kê tuyến và phân chia mặt cắt tính toán theo tuyến 31

3.2.3.4: Quá trình tính toán dựa trên phần mềm Plaxis (Ổn định – lún) 32

3.1.5 Kiểm toán ổn định – lún 41

3.1.5.1 Xử lý bằng vải địa đối với mục 3.2.3.2 không thỏa mãn ổn định – lún theo 22TCN 262-2000 41

3.2.5.2 Xử lý bằng vải địa đối với mục 3.2.3.2 không thỏa mãn ổn định – lún theo 22TCN 262-2000 42

3.1.5.3: Xử lý đối với trường hợp thỏa mãn mục 3.2.5.1 43

3.1.5.4: Xử lý đối với trường hợp thỏa mãn mục 3.2.5.2 48

3.1.6 Lập bảng thống kê giải pháp - biện pháp - Hệ số FS - Slún - chi phí, biểu đồ quan hệ và khoanh vùng giải pháp xử lý 55

3.1.6.1 Lập bản thống kê giải pháp –biện pháp – hệ số Fs -Slún 55

3.6.1.2 Khoanh vùng giải pháp xử lý 56

3.6.1.3 Biểu đồ quan hệ biện pháp- Fs -Slún-giá thành 56

3.2 Tuyến dự kiến mở rộng nâng cấp 57

3.2.1 Xác định các mặt cắt đặc trưng hệ thống giao thông 57

3.2.2 Xác định mặt cắt địa chất từ ARCGIS 59

3.2.2.1: Thống kê mặt cắt một số tuyến đường 59

3.2.3 Đánh giá ổn định – lún 60

3.2.3.1: Thống kê tuyến và phân chia mặt cắt tính toán theo tuyến 60

3.2.3.2: Quá trình tính toán dựa trên phần mềm Plaxis……… ……….61

3.2.4 Lập bảng thống kê giải pháp –biện pháp – hệ số Fs –Slún, khoanh vùng giải pháp xử lý 79

3.2.4.1 Lập bảng thống kê biện pháp –giải pháp - hệ số Fs-Slún 80

3.2.4.2 Khoanh vùng giải pháp xử lý 81

KẾT LUẬN KIẾN NGHỊ SỬ DỤNG CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TRONG XỬ LÝ NỀN

ĐƯỜNG……….……….82

Kết luận 82

Kiến nghị 82

Tài liệu tham khảo: 83

DANH MỤC HÌNH ẢNH HÌNH ẢNH CHƯƠNG Hình 1 Vùng phân bố trầm tích amQII2 – 3 6

Hình 2 Bản đồ địa chất do nhóm [1] lập. 6

Hình 3 : Cấu tạo của bậc thấm 7

Hình 4 Thi công bậc thấm bằng máy chuyên dụng 8

Hình 5 Sơ đồ công nghệ trộn ướt 12

Hình 6 Thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ trộn ướt 12

Hình 7 Các mặt trượt giả định 12

Hình 8 Các dạng phá hoại có thể của cọc đất xi măng 13

HÌNH ẢNH CHƯƠNG 2 Hình 9 Quá trình đo tuyến Quang Trung 15

Hình 10 Tuyến đường trong quá trình cải tạo 15

Hình 11 Sơ đồ tuyến hiện trạng tại trung tâm TP Trà Vinh 16

Hình 12 Cao độ một số tuyến đường (cao độ đường cũ và cao độ nâng cấp cải tạo –quy hoạch ……… 17

Hình 13 Một số tuyến quy hoạch năm 2030 18

Hình 14 Cao độ một số tuyến đường quy hoạch. 19

Hình 15 Bản đồ địa chất do nhóm 1 lập 19

HÌNH ẢNH CHƯƠNG 3 Hình 16 Mặt cắt địa chất tuyến D16 23

Hình 17 Mô hình tính toán: 32

Hình 18 Ổn định đắp 33

Hình 19 :Biểu đồ lún tại MC nút giao Quang Trung –N7 33

Hình 20 Biểu đồ lún mặt cắt tại nút quang trung –N7 37

Hình 21 Mặt cắt địa chất tại tuyến D16 37

Hình 22 Mô hình tính toán tuyến D16 38

Hình 23 Hệ số ổn định đắp khi đắp gia tải 38

Hình 24 Mô hình tính toán mặt cắt 38

Hình 25 Hệ số ổn định đắp 39

Hình 26 Mô hình xử lý vải địa Tuyến D8 mặt cắt Chu Văn An – N7. 41

Hình 27 Ổn định đắp trực tiếp 42

Hình 28 Mô hình xử lý vải địa đoạn nút giao Hùng Vương – N8. 42

Hình 29 Ổn định đắp trực tiếp 42

Hình 30 Mô hình tính toán. 43

Hình 31 Ổn định các giai đoạn tính toán. 43

Hình 32 Biểu đồ lún khi dung bấc thấm tại điểm F (0.49; 0.42) 43

Hình 33 Biểu đồ lún tại nút giao Chu Văn An –N7 48

Hình 34 Mô hình tính toán 48

Hình 35 Ổn định các giai đoạn tính toán. 49

Hình 36 Biểu đồ lún khi dung bấc thấm tại điểm tim đường. 49

Hình 37 Biểu đồ lún tại mặt cắt qua tuyến Hùng Vương – N8. 53

Hình 38 Mô hình tính toán phương pháp xử lý cọc. 53

Hình 39 Chuyển vị của cọc, Ổn định qua các giai đoạn tính toán 54

Hình 40 Khoanh vùng giải pháp xử lý. 56

Hình 41 Biểu đồ quan hệ biện pháp - ổn định – lún. 57

Hình 42 Mặt cắt địa chất đường Hùng Vương từ phần mềm ARCGIS. 60

Hình 43 Mô hình tính toán: 63

Hình 44 Độ lún theo phương đứng 64

Hình 45 Ổn định đắp 64

Hình 46 biểu đồ lún tại MC nút giao Nguyễn Thị Minh Khai – Phan Đình Phùng 64

Hình 47 Biểu đồ lún mặt cắt tại nút Nguyễn Thị Minh Khai –Phan Đình Phùng 70

Hình 48 Mô hình tính toán: 72

Hình 49 Độ lún theo phương đứng 73

Hình 50 Ổn định đắp 73

Hình 51 biểu đồ lún tại tim đường MC nút giao D15 – Bạch Đằng 73

Hình 52 Biểu đồ lún mặt cắt tại nút D15 – Bạch Đằng 79

Hình 53 Khoanh vùng giải pháp xử lý. 81

DANH MỤC BẢNG BIỂU

BẢNG CHƯƠNG I

Bảng 1 Số liệu kích thước tuyến đường (hiện trạng) 16

Bảng 2 Số liệu kích thước tyến nâng cấp cải tạo 2030 17

Bảng 3 Các thông số, kích thước đường quy hoạch năm 2030 18

Bảng 4 Phân đoạn tuyến quy hoạch 20

Bảng 5 Phân đoạn tuyến nâng cấp cải tạo 20

BẢNG CHƯƠNG III Bảng 6 Kích thước hình học kiểu đường loại 1 22

Bảng 7 Kích thước hình học kiểu đường loại 2 23

Bảng 8 Quy đổi hoạt tải tính toán 25

Bảng 9 Quy đổi KCAĐ về chiều đất đắp là CPĐĐ 26

Bảng 10 Tóm tắt các thông số mô hình dùng trong Plaxis: 30

Bảng 11 Ứng dụng các mô hình vật liệu: 31

Bảng 12 Thống kê phân chia các mặt cắt tính toán theo tuyến (tuyến quy hoạch) 31

Bảng 13 Thông số kỹ thuật đầu vào 33

Bảng 14 Chiều sâu ứng suất tác dụng 34

Bảng 15 tính toán độ lún tổng cộng 35

Bảng 16 Tính độ lún cố kết 36

Bảng 17 Tính độ lún cố kết khi dung bấc thấm 36

Bảng 18 Tiêu chuẩn vải địa kỷ thuật dệt PP 39

Bảng 19 Số liệu tính toán 44

Bảng 20 Chiều sâu cắm bấc 44

Bảng 21 Bảng số liệu tính lún 45

Bảng 22 Tính độ lún cố kết 46

Bảng 23 Số liệu tính toán 50

Bảng 24 Chiều sâu ứng suất tác dụng… ……… ……… 50

Bảng 25 Bảng tính lún mặt cắt qua tuyến Hùng Vương –N8 51

Bảng 26 Bảng thống kê các giải pháp biện pháp Fs -S 55

Bảng 27 Thống kê một số tuyến đường loại I 58

Bảng 28 Thống kê một số tuyến đường loại II 58

Bảng 29 Thống kê một số tuyến đường loại III 59

Bảng 30 Thống kê một số tuyến đường loại IV 59

Bảng 31 Thông kê phân chia các mặt cắt tính toán theo tuyến 61

Bảng 32 Thông số đầu vào tính toán 62

Bảng 33 Chiều sâu ứng suất tac dụng 63

Bảng 34 Thông số kỹ thuật đầu vào 66

Bảng 35 Chiều sâu ứng suất tác dụng 67

Bảng 36 tính toán độ lún tổng cộng 68

Bảng 37 Tính độ lún cố kết 69

Bảng 38 Bảng tính độ lún theo ngày 69

Bảng 39 Thông số tính toán 71

Bảng 40 Tính toán chiều sâu tác dụng 72

Bảng 41 Thông số kỹ thuật đầu vào 75

Bảng 42 Chiều sâu tác dụng 76

Bảng 43 Tính toán độ lún tổng cộng 77

Bảng 44 Tính độ lún cố kết 78

Bảng 45 Bảng tính độ lún theo ngày 78

Bảng 46 Bảng thống kê các giải pháp –Fs –Slún 80

Hình 53 Khoanh vùng giải pháp xử lý 81

MỞ ĐẦU

1 Lý do lựa chọn đề tài

Thành phố Trà Vinh là trung tâm kinh tế - tài chính, giáo dục, văn hóa và du lịchcủa Tỉnh và đang phấn đấu hướng đến là đô thị loại 1 trước năm 2020 Cơ sở hạ tầng,giao thông được tập trung phát triển từ đó thúc đẩy quá trình đô thị hóa Hàng loạt côngtrình kiến trúc, quy mô lớn như ngân hàng, siêu thị, trung tâm thương mại, khách sạn,bệnh viện, trường học,…nhất là hệ thống hạ tầng giao thông trong đô thị Thành phố đã vàđang chuẩn bị hình thành Điều đó làm cho ngành xây dựng đứng trước một cơ hội mới,

cơ hội tham gia vào những công trình xây dựng, phát triễn hạ tầng giao thông có quy môlớn, có cơ hội tiếp cận với những công nghệ xây dựng tiên tiến cũng như những giải pháp

kỹ thuật mới trong lĩnh vực thiết kế và thi công

Tuy nhiên, cơ sở hạ tầng giao thông trong vùng phát triển còn yếu, không đáp ứngđược nhu cầu thực tế Các tuyến đường bộ (trừ những tuyến mới được xây dựng vàonhững năm gần đây) thường bị ngập lụt vào mùa mưa lũ, chỉ các tuyến đường nối các tỉnh

là được trải nhựa, còn lại hầu hết là đường đất và đường cấp phối Do vậy, Nhà nước đangđầu tư cải tạo và nâng cấp hệ thống giao thông vùng này Việc xây dựng mạng lưới đườnggiao thông ở các tỉnh Trà Vinh còn gặp rất nhiều khó khăn Bởi lẽ, nơi đây là một phầncủa vùng châu thổ có địa hình trũng thấp, mạng thủy văn dày đặc lại được phủ bởi cáctrầm tích trẻ với bề dày lớn Các trầm tích trẻ có nhiều nguồn gốc khác nhau nhưng phổbiến nhất là trầm tích sông biển (amQ 2-3) Trầm tích này nằm ngay trên bề mặt địa hình,

đa phần là đất loại sét yếu, có chiều dày tương đối lớn, thường bị nhiễm muối, phèn và cóchứa hữu cơ với mức độ khác nhau Đây là đối tượng chịu tác động trực tiếp của hoạtđộng xây dựng đường giao thông, do vậy muốn đường đắp ổn định thì cần phải xử lý.Việc xử lý nền đất yếu tại Thành Phố Trà Vinh góp phần không nhỏ Tuy nhiên, vớiquy mô xây dựng có quy hoạch như thế thì với mỗi công trình chúng ta cần phải kiểm trađịa tầng đất cho từng khu vực và việc này cũng đã tốn rất nhiều kinh phí, Là một thànhphố thuộc vùng sâu thì để đầu tư một khoảng kinh phí cho khảo sát địa chất với vi mô lớnnhư thế thì cũng là vấn đề đáng bàn cãi Với số liệu địa chất sẵn có, các số liệu địa chấtcác công trình trên địa bàn Thành phố Trà Vinh đã được đánh giá và phân tích rất nhiều,dựa vào số liệu từ bản đồ ĐCCT ta nghiên cứu khoanh vùng và đề xuất giải pháp xử lýnền đất yếu vùng trung tâm TP Trà Vinh để góp phần hạn chế được những kinh phí khảosát và có giải pháp hợp lý khi thiết kế các công trình trên địa bàn tỉnh Trà Vinh

Thành phố Trà Vinh được hình thành từ sự bồi đắp phù sa của sông Cổ chiên nênkhả năng chịu tải của đất nền rất yếu Từ số liệu khảo sát địa chất tại một số vị trí ta thấyđến độ sâu khoảng 30m - 40m vẫn là lớp bùn pha sét rất yếu bên cạnh mực nước ngầm

cao nên gây rất nhiều khó khăn cho công việc xây dựng Do đó để lựa chọn một giải phápnền móng hợp lý, tiết kiệm là một vấn đề không hề đơn giản đòi hỏi người thiết kế phải

có kinh nghiệm và có số liệu khảo sát địa chất đầy đủ, đáng tin cậy Tuy nhiên cho đếnnay chưa có tài liệu nào tổng hợp về số liệu địa chất của thành phố Trà Vinh cũng nhưchưa có tài liệu nào chỉ dẫn, định hướng cho người kỹ sư thiết kế chọn giải pháp sử lý nềnmóng theo từng loại quy mô công trình một cách hợp lý và tin cây nhằm giảm bớt thờigian, công sức trong việc thực hiện lựa chọn các phương án kỹ thuật, đồng thời tiết kiệmchi phí đầu tư xây dựng công trình, nhất là đối với các công trình hạ tầng giao thông trênkhu vực TP Trà Vinh

Do đó đề tài “Khoanh vùng và đề xuất giải pháp xử lý nền đất yếu vùng trung tâmthành phố Trà Vinh” chính là giải quyết vấn đề bức xúc đó, góp phần định hướng cho chủđầu tư, kỹ sư thiết kế, cơ quan quản lý nhà nước đề xuất lâp các Đề án đầu tư xây dựng hạtầng giao thông, đảm bảo chất lượng công trình và tăng hiệu quả đầu tư xây dựng

2 Mục tiêu nghiên cứu

Lập biểu đồ quan hệ ổn định, lún, thời gian

Đưa ra kết luận, đối chiếu so sánh với tiêu chuẩn nền đất yếu TCVN 262- 2000, kếtluận ổn định – lún

3 Đối tượng nghiên cứu

- Nghiên cứu quá trình tính ổn định lún theo 22TCN262-2000

- Nghiên cứu quá trình tính ổn định lún theo Plaxis

- Nghiên cứu các phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng tại vùng trung tâm TPTrà Vinh

4 Phạm vi nghiên cứu.

- Nghiên cứu đưa ra các giải pháp xử lý các tuyến đường dự kiến cải tạo – nâng

cấp, các tuyến quy hoạch tại vùng trung tâm TP Trà Vinh

- Căn cứ vào hồ sơ khảo sát địa chất, hồ sơ thiết kế bản vẽ thi công công, bản đồ

quy hoạch 2030, lát cắt địa chất do nhóm lập bản đồ địa chất lập

5 Phương pháp nghiên cứu

- Thu thập thông tin:

+ Thu thập từ các đề tài, dự án liên quan đến nền đất yếu tại TP Trà Vinh

+ Thu thập từ mạng về công nghệ xử lý nền đất yếu

+ Bản đồ quy hoạch Trà Vinh năm 2030

+ Địa chất dọc tuyến từ phần mềm Argis

- Tính toán ổn định – lún dựa vào các tiêu chuẩn hiện hành

- Tính toán đối chứng trên phần mềm PLAXIS

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài.

6.1.Ý nghĩa khoa học:

- Sơ bộ đánh giá điều kiện ĐCCT của khu vực nghiên cứu

- Đề xuất các biện xử lý đất nền cho hạ tầng giao thông trong khu vực TP Trà Vinh

6.2.Ý nghĩa thực tiễn:

- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ cho các công tácLập Dự án, Qui hoạch, thiết kế xây dựng công trình, nhất là các hạ tầng giao thông trongkhu vực TP Trà Vinh nhằm phát triễn hạ tầng giao thông ngày càng hiện đại và môitrường bảo đảm phát triển bền vững

- Kết quả nghiên cứu giúp cho chủ đầu tư có thêm các phương án so sánh phương án

CHƯƠNG 1 TÌNH HÌNH PHÂN BỐ, ĐẶC TRƯNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHẢ THI TẠI TP TRÀ VINH.

1.1 Tình hình phân bố và đặc trưng nền đất yếu tại TP Trà Vinh.

1.1.1 Địa chất đặc trưng và tình hình phân bố vùng đất yếu trung tâm TP Trà Vinh

Địa chất đặc trưng vùng đất yếu trung tâm TP Trà Vinh chủ yếu là trầm tíchHolocen trung-thượng (amQII2-3)

Trầm tích Holocen trung-thượng (amQII2-3) phân bố rộng rãi ở đồng bằng CửuLong, thường nằm ngay trên mặt Trầm tích này có bề dày thay đổi tương đối lớn, từ mộtvài mét đến hơn chục mét Trong trầm tích amQII2-3, phổ biến nhất là các loại đất yếunhư bùn sét, bùn sét pha, sét pha và sét trạng thái dẻo chảy đến chảy, có nơi kẹp cát, cátpha, một số nơi gặp đất sét, sét pha trạng thái dẻo cứng - dẻo mềm Do đa dạng về thànhphần, trạng thái và là đối tượng trực tiếp chịu tác động khi xây dựng công trình, nên việclàm sáng tỏ đặc điểm địa chất công trình (nhiễm muối, phèn, thành phần khoáng vật vàcác tính chất cơ lý) của các loại đất, đặc biệt là đất yếu thuộc trầm tích amQII2-3 là hếtsức quan trọng

Ở vùng Bến Tre, Trà Vinh, Sóc Trăng, trầm tích amQII2-3 tạo nên các vùng hơi nhôcao trên bề mặt đồng bằng Từ thượng lưu đến biển dọc hai bờ sông Tiền Giang và HậuGiang, trầm tích có xu hướng trải rộng ra (diện phân bố thể hiện ở Hình 1) Theo NgôQuang Toàn [4], khối lượng trầm tích amQII2-3 gồm toàn bộ khối lượng trầm tíchamQII2-3 và amQII3 do Nguyễn Ngọc Hoa phân chia Bề dày thay đổi từ vài mét đếnkhoảng 20 m Ở vùng ven biển và vào sâu trong nội địa, bề dày trầm tích thường bị vátmỏng chỉ còn khoảng 2-5 m, còn ở vùng gần cửa sông hiện tại bề dày lớn hơn Thànhphần trầm tích từ dưới lên khá đồng nhất gồm bột sét chứa cát màu xám nâu, xám đen,chứa ít vỏ sò, đôi chỗ mặt cắt là cát mịn Kết hợp với tài liệu nghiên cứu của đề tài thì cácloại đất chính ở đây chủ yếu là đất loại sét yếu, gồm bùn sét, bùn sét pha lẫn cát, màu xámđen; sét, sét pha trạng thái dẻo chảy đến chảy; có chỗ là cát pha, màu xám đen, trạng tháidẻo

1.2: Các phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng tại TP Trà Vinh.

1.2.1 Thay thế một phần đất yếu.

Giải pháp này thường rất có lợi về mặt tăng ổn định, giảm độ lún và thời gian lún, dovây trừ trường hợp trên đất yếu có tồn tại lớp vỏ không yếu ra, trong mọi trường hợp khácngười thiết kế đều ưu tiên xem xét áp dụng hoặc kết hợp việc đào một phần đất yếu vớicác giải pháp khác; việc áp dụng giải pháp này tại Trà Vinh rất khả thi vì nền đất yếu xuấthiện ở lớp mặt và có bề dày 2 – 2,5m

Bề dày lớp đất yếu từ 2m trở xuống (trường hợp này thường đào toàn bộ lớp đất yếu

để đáy nền đường tiếp xúc hẳn với tầng đất không yếu)

Đất yếu là than bùn loại I hoặc loại sét, á sét dẻo mềm, dẻo chảy trường hợp này nếuchiều dày đất yếu vượt quá 4-5 m thì có thể đào một phần ao cho đất yếu còn lại có bề dàynhiều nhất chỉ bằng 1/2 -1/3 chiều cao đắp (kể cả phần đắp chìm trong đất yếu).

Có thể áp dụng biện pháp đào thay đất trong những trường hợp sau:

- Khi thời hạn công trình đưa vào xử dụng là rất ngắn thì đây là một giải pháp tốt để tăng nhanh quá trình cố kết

- Khi các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ mà việc cải thiện nó bằng cố kết sẽ không

có hiệu quả để đạt chiều cao thiết kế của nền đắp

- Khi cao độ thiết kế gắn với cao độ thiên nhiên, không thể đắp nền đường đủ dày để đảm bảo cường độ cần thiết dưới kết cấu mặt đường

Hình 3 : Cấu tạo của bậc thấm

Bấc thấm được sử dụng để xử lý gia cố nền đất yếu, trong thời gian ngắn có thể đạt tới 95% độ ổn định dài hạn, tạo khởi động cho quá trình ổn định tự nhiên ở giai đoạn sau Quá trình cố kết có thể được bằng tốc gia tải

- Quy trình thực hiện – thi công

1 Định vị tất cả các điểm sẽ phải cắm bậc thấm bằng máy đo đạc thông thường theohàng dọc và hàng ngang đúng với sơ đồ thiết kế, công việc này áp dụng cho từng ca máy

2 Đưa máy cắm bậc vào đúng vị trí theo đúng hành trình đã vạch trước Xác địnhvạch xuất phát trên trục tâm để tính chiểu dài bậc thấm được cắm vào đất, kiểm tra độthẳng đứng của bật thấm

3 Lắp bậc thấm vào trục tâm và điều khiển máy dài bậc thấm được gấp lại tối thiểu là30cm và đưa đầu trục đến vị trí cắm bậc thấm

4 Gắn đầu neo vào đầu dưới của bậc thấm với chiều dài bậc thấm được gấp lại tốithiểu là 30cm và được ghim bằng ghim thép Các đầu neo phải có kích thước phù hợp vớibậc thấm (thường là bằng tôn 85x150mm dày 0,5m)

5 cắm trục tâm đã được lắp bậc thấm đến độ sâu thiết kế với tốc độ đều trong phạm

vị 0,2-0,6 m/s Sau khi cắm xong, kéo trục tâm lên Khi trục tâm đã được kéo lên hết,dùng kéo cắt đứt bậc thấm sao cho còn lại ít nhất 20cm đầu bậc thấm nhô lên trên lớp đệmcát và quá trình lặp lại cho các vị trí khác

6 Sau khi cắm xong thi công lớp đệm cát thoát nước ở bên trên

Hình 4 Thi công bậc thấm bằng máy chuyên dụng.

- Phương pháp tính toán

* Tính toán độ ổn đinh và độ lún cố kết theo phương ngang: theo 22TCN262-2000

- Trường hợp sử dụng bấc thấm làm phương tiện thoát nước thẳng đứng thì các nhân

tố F(n), Fs và Fr trong công thức được xác đinh như trên

Nhân tố F(n) vẫn theo công thức với đường kính một bấc thấm d tính như sau:

d = 2

a b

trong đó:

a – chiều rộng

b – Bề dày của tiết diên bấc thấm

Vì d nhỏ nên tỷ số n thường lớn hơn và n2>>1, do vậy có thể tính F(n) theo công thứcđơn giản sau:

F(n) = ln(n) – 3/4

- Nhân tố xét đến ảnh hưởng xáo động

Fs = (kh/ks – 1)ln(ds/d)Trong đó kh và ks là hệ số thấm theo phương nằm ngang của đất yếu khi chưa đóng bấc thấm ( đất yếu không bị xáo động ) và sau khi đóng bấc thấm; ks < kh và thường cho phép lấy ks = kv với kv là hệ số thấm của đất theo phương thẳng đứng

Trên thực tế tính toán thường cho phép áp dụng:

2 3

h r

L – Chiều dài tính toán của bấc thấm (m) nếu chỉ có một mặt thoát nước phía trên thì

L bằng chiều sâu đóng bấc thấm, nếu có 2 mặt thoát nước (cả trên và dưới) thì lấy L bằng

½ chiều sâu đóng bấc thấm;

kh – Hệ số thấm ngang (theo phương nằm ngang) của đất yếu, cho phép xác định gầnđúng, theo hệ số thấm theo phương đứng kv, hoặc thí nghiệm thấm trưc tiếp với các mẫuthấm theo phương ngang (m/s)

qw (m3/sec) – Khả năng thoát nước của bấc thấm tương ứng với gradien thủy lực bằng1; lấy theo chứng chỉ xuất xưởng của bấc thấm, Thực tế tính toán cho phép lấy tỷ số kh/qw

= 0,00001 – 0,001m-2 đối với đất yếu loạt sét hoặc á sét; kh/qw = 0,001-0,01 đối với thanbùn à 0,01 – 0,1 đối với bùn cát

b Phương pháp tính bằng phần mềm Plaxis

- Hiện nay, trên thế giới có nhiều phần mềm giải quyết bài toán ổn định công trình trênnền đất yếu bằng phương pháp phần tử hữu hạn(PTHH) Cụ thể ở báo cáo này đềxuất sử dụng phần mềm Plaxis

- Giới thiệu về phần mền Plaxis

Sự phát triển của phần mềm Plaxis được từ năm 1987 tại Đại Học Công Nghệ Deelf –

Hà Lan Phiên bản Plaxis V.1 ban đầu lập nhằm mục đích phân tích các bài toán ổn định

đê biển và đê sông tại các vùng bờ biển thấp tại Hà Lan Làm cầu nối giữa các kỹ sư địa

kỹ thuật và các chuyên gia lý thuyết do GS.R.B.J Brinkgreve và P.A Vermeer khởixướng

Đến năm 1993 công ty PLAXIS BV được thành lập và từ năm 1998 các phần mềmPlaxis đều được xây dựng theo mô hình phần tử hữu hạn

- Ứng dụng của phần mềm Plaxis

Hiện nay trên thực tế, để tính toán ứng suất, biến dạng và ổn định cho kết cấu cácCông trình trong xây dựng có rất nhiều phần mềm có thể áp dụng Tuy nhiên trong báocáo này nhóm chọn phần mềm Plaxis để giải quyết bài toán bởi một số lý do sau:

- Đơn giản, dễ sử dụng, tính ổn định cao và rất thân thiện;

- Có thể giải quyết các bài toán liên quan đến sự tương tác giữa công trình và môitrường đất với các tải trọng tĩnh và động;

- Cho phép tự xây dựng mô hình tính toán và sử dụng trong chương trình như mô hìnhmẫu bằng công nghệ mã nguồn mở

1.2.3 Biện pháp tăng cường sức chịu tải & ổn định công trình nền đất yếu

1.2.2.4 Cọc xỉ than – tro bay gia cố vôi.

- Khái niệm

Hiện nay việc áp dụng phương pháp cọc xỉ than gia cố vôi –xi măng đã và đang được nhiều nước biết đến trong đó có Việt Nam, với nguồn xỉ than dồi dào từ công ty nhiệt điện Duyên Hải tại thành phố Trà Vinh vấn đề cọc xỉ than gia cố vôi – xi măng tại đây đang được áp dụng rất phổ biến

Cọc xi than gia cố vôi - xi măng là một loại hỗn hợp có tác dụng tăng sức chịu tải và

ổn định công trình; được áp dụng rộng, thích hợp với mọi loại đất yếu có chiều sâu lớn

- Quy trình thực hiện thi công

1 Tiến hành đào hố móng theo bản vẽ thiết kế

2 Đóng cọc bằng các máy chuyên dùng

3 Nhờ bộ phận chấn động, máy ấn ống thép vào đất đến độ sâu thiết kế Khi ấn, đầu ống théo đóng lại Sau đó nhấc bộ phận chấn động ra, nhồi hỗn hợp vật liệu vào và đổ caochừng 1m Rồi lại đặt máy chấn động và rung trong khoảng 15- 20s Tiếp theo bỏ máy chấn động và rút ông lên khoảng 0,5m, rồi lại đặt máy chấn động vào rung khoảng 10-15 giây để cho đầu cọc của ống mở ra và hỗn hợp vật liệu tụt xuống

4 Sau đó rút ống lên dần dần với vận tốc đều, vừa rút vừa rung cho hỗn hợp vật liệu được làm chặt

1.2.2.5 Cọc xi măng – đất

- Khái niệm

Cọc xi măng – đất là một loại hỗn hợp có tác dụng tăng sức chịu tải và ổn định công trình; được áp dụng rộng, thích hợp với mọi loại đất yếu có chiều sâu lớn

- Quy trình thực hiện – thi công

+ Bước 1: Đinh vị máy khoan vào đúng vị trí khoan cọc bằng máy toàn đạc điện tử + Bước 2: Bắt đầu khoan vào đất, quá trình mũi khoan sẽ đi xuống đến độ sâu theothiết kế

+ Bước 3: Bắt đầu bơm vữa theo qui định và trộn đều trong khi mũi khoan đang đixuống, tốc độ mũi khoan đi xuống: 0,5m÷0,7m/phút

- Bước 4: Tiếp tục hành trình khoan đi xuống, bơm vữa và trộn đều, đảm bảo lưulượng hỗn hợp theo đúng thiết kế

- Bước 5: Khi đến độ sâu mũi cọc, dừng khoan và dừng bơm vữa và tiền hành quaymũi ngược lại và rút cần khoan lên, quá trình rút lên kết hợp trộn đều 1 lần và nén chặtvữa trong lòng cọc, nhờ cấu tạo mũi khoan Tốc độ rút cần khoan lên trung bình:0,8m÷1,2m/phút

- Bước 6: Sau khi mũi khoan được rút lên khỏi miệng hố khoan, 01 cây cọc xỉ than –tro bay - vôi được hoàn thành Thực hiện công tác dọn dẹp phần rơi vải ở hố khoan,chuyển máy sang vị trị cọc mới

Hình 5. Sơ đồ công nghệ trộn ướt

Hình 6 Thi công cọc xi măng đất bằng công nghệ trộn ướt

- Phương pháp tính toán

Theo quy trình Thụy Điển

Khả năng chịu cắt của vật liệu cọc

Khả năng chịu tải của cọc đơn theo vật liệu cọc được quyết định chủ yếu bởi khả năng chịu cắt theo vật liệu cọc dọc theo mặt trượt Khả năng chịu cắt này phụ thuộc vào vịtrí các cọc và dạng phá hoại

Vị trí cọc được phân làm 3 nhóm Nhóm thứ nhất nằm trong vùng chủ động, nhóm thứ hai nằm trong vùng cắt và nhóm thứ 3 nằm trong vùng bị động Mặt trượt được lý tưởng hóa bởi ba mặt phá hoại (AB, BC, CD) như Hình 2.22:

Hình 7 Các mặt trượt giả định

Dạng phá hoại của cọc phụ thuộc vào nhiều yếu tố như: Độ bền chống cắt của cọc, độbền chống cắt của đất không gia cố xung quanh cọc, chiều cao nền đường, chiều sâu,hướng cung trượt, đường kính cọc, chiều dài cọc và khoảng cách giữa các cọc Các dạngphá hoại của cọc (theo Kievelo, 1998) bao gồm:

Dạng a, b: Độ bền cắt và độ bền nén của cọc bị vượt qua

Dạng c, d, e: Khả năng kháng uốn của cọc bị vượt qua

Dạng f, g, h: Khả năng chịu lực ngang của đất không gia cố xung quanh bị vượt qua

Hình 8 Các dạng phá hoại có thể của cọc đất xi măng

 - Góc nội ma sát không thoát nước của vật liệu cọc

Áp lực hông tác dụng lên cọc có thể tính toán theo biểu thức

Trong đó:

Cu.soil – Độ bền chống chắt thoát nước của đất yếu xung quanh cọc;

Eu.soil, vu.soil môđun đàn hồi không thoát nước và hệ số poisson của đất yếu, được xácđịnh bằng thí nghiệm nến ba trục không thoát nước

Khi v=0,5 ( ứng với trường hợp ho=vo) và khi Eu,soil= 55Cu.soil thì

.

5

vo C u soil q o

Trong đó: vo=.z - Tổng áp lực chất tải do trọng lượng bản thân

qo- Áp lực phân bố do tải trọng ngoài

Khả năng chống chắt không thoát nước tức thời a của cọc dọc theo mặt trượt đượctính như sau:

CHƯƠNG 2: THỐNG KÊ TUYẾN VÀ PHÂN NHÓM HẠ TẦNG GIAO

THÔNG TẠI TRUNG TÂM TP TRÀ VINH.

2.1 Thống kê tuyến tại vùng TT TP Trà Vinh

2.1.1 Tuyến hiện trạng

Trong quá trình thực tập tốt nghiệp tại TP Trà Vinh nhóm đã đo và khảo sát các tuyếnđường hiện trạng thu thập được các số liệu như bảng dưới

Đa phần các tuyến đường TP Trà Vinh đang trong quá trình nâng cấp và cải tạo

Hình 9 Quá trình đo tuyến Quang Trung

Hình 10 Tuyến đường trong quá trình cải tạo

Hình 11 Sơ đồ tuyến hiện trạng tại trung tâm TP Trà Vinh

Vỉa hè Trái Lòng đường Giải PC Vỉa hè phải Lộ Giới

Bảng 1 Số liệu kích thước tuyến đường (hiện trạng)

LỘ GIỚI VỈAHÈ

PHẢI

LÒNG ĐƯỜNG

DẢI PHÂN CÁCH

VỈA HÈ TRÁI

Bảng 2 Số liệu kích thước tyến nâng cấp cải tạo 2030

Hình 12 Cao độ một số tuyến đường (cao độ đường cũ và cao độ nâng cấp cải tạo –

quy hoạchDựa vào 2 bảng số liệu (số liệu tuyến hiện trạng và số liệu nâng cấp trong tương lai2030) trên kết hợp với cao độ đường đen và đường đỏ nhóm có thể lập sơ đồ tính chophần mềm plaxis sau này

2.1.2 Tuyến quy hoạch.

TP Trà Vinh đang trong quá trình công nghiệp hóa hiện đại hóa, việc mở rộng thànhphố trong tương lai đã được lãnh đạo TP chú ý tới

Hình 13 Một số tuyến quy hoạch năm 2030

MẶT CẮT

LỘ GIỚI

VỈA HÈ PHẢI

LÒNG ĐƯỜNG

DẢI PHÂN CÁCH

VỈA HÈ TRÁI

Hình 14 Cao độ một số tuyến đường quy hoạch.

Từ các số liệu ở trên nhóm có thể lập sơ đồ tính plaxis cho chương III

2.2 Phân đoạn tuyến hạ tầng giao thông vùng TT TP Trà Vinh

Dựa vào bản đồ địa chất do nhóm 1 lập, nhóm phân đoạn tuyến giao thông theo cáclớp địa đất, theo cấp hạng đường và chiều cao đắp theo đoạn tuyến sau đó chọn một lớpđịa chất đặc trưng để chạy phần mềm plaxis lớp địa chất đặc trưng này là lớp có bề dàylớp đất yếu lớn nhất, có chiều cao đắp lớn nhất ,có sự thay đổi mặt cắt địa chất

Hình 15 Bản đồ địa chất do nhóm 1 lập

N14- Nguyễn Thiện Thành Nguyễn Thiện Thành - N10 N10 -Hùng Vương Hùng Vương - N8 N14 - Nguyễn Thiện Thành Hùng Vương - N8

7

N14

3-3 D8

8 - 8 D16

10

8 - 8 D15

1 Trương Văn Khỉnh 4a-4a Phạm Ngũ Lão - D7

D7 - Nguyễn Thị Minh Khai Nguyễn Thị Minh Khai - Phan Đình Phùng Điện Biên Phủ - Bạch Đằng Bạch Đằng - D8 D8 - Lê Lợi

4 Phan Đình Phùng 4a-4a Nguyễn Đáng - N9

19/5 - Trương Văn Khỉnh Quang Trung - N7 N7 - Ngã 3 đài nước D15 - Đồng Khởi Phan Đình Phùng - Kiên Thị Nhẫn Trần Phú - Nam Kỳ Khởi Nghĩa Nam Kỳ Khởi Nghĩa - 19/5

8 Nam Kỳ Khởi Nghĩa 8-8 Điện Biên phủ - Nguyễn Thị Minh Khai

Hùng Vương - Quang Trung Quang Trung - N7 N7 - Ngã 3 đài nước

10 Kiên Thị Nhẫn 4a-4a Nguyễn Đáng - N9

D17 - D16 D15 - Bạch Đằng Điện Biên phủ - Nguyễn Thị Minh Khai

Phạm Ngũ Lão - D7

13 Đồng Khởi 7b-7b Nguyễn Đáng - N9

11b-11b Nguyễn Đáng - N9 8b-8b Trần Phú - Hùng Vương

14 Điện Biên Phủ

4a-4a

5a-5a 12-12 6b-6b

6a-6a 7-7

4a-4a Trần Phú

Bảng 5 Phân đoạn tuyến nâng cấp cải tạo

Kết luận chương 2:

- Dựa vào 2 bảng số liệu (số liệu tuyến hiện trạng và số liệu tuyến cải tạo nâng cấptrong tương lai 2030) trên kết hợp với cao độ đường đen và đường đỏ nhóm có thể lập hồ

sơ tính cho phần mềm Plaxis

- Việc phân nhóm hạ tầng giao thông dựa trên các tiêu chí dưới đây

+ Bản đồ địa chất do nhóm [1] lập

+ Sự thay đổi mặt cắt tuyến

+ Chiều cao đắp

CHƯƠNG 3: KHOANH VÙNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN

ĐẤT YẾU VÙNG TRUNG TÂM THÀNH PHỐ TRÀ VINH.

3.1 Các tuyến Quy hoạch thiết kế mới

3.1.1 Xác định các mặt cắt đặc trưng hệ thống giao thông

Từ bản đồ quy hoạch giao thông 2020 tầm nhìn 2030, nhóm đưa ra một số mặt cắt đặc trưng cùng với kích thước hình học tuyến, nhìn chung các tuyến quy hoạch trong vùng khảo sát có chiều cao đắp 1-2m, một số tuyến có chiều cao đắp thấp

KIỂU ĐƯỜNG LOẠI 1

Bảng 6 Kích thước hình học kiểu đường loại 1

KIỂU ĐƯỜNG LOẠI 2

 Quy đổi tải trọng xe chạy sang lớp K95 tương đương:

Theo 22TCN262-2000 thì tải trọng xe cộ được xem là tải trọng của số xe nặng tối đa cùng lúc có thể đỗ kín khắp bề rộng nền đường phân bố trên 1m chiều dài đường Tải trọng này được quy đổi tương đương thành 1 lớp đất đắp có chiều cao là hx xác định theo công thức sau:

x

n G h

-  : Dung trọng của đất đắp nền đường

- l: Phạm vi phân bố xe theo hướng dọc, m

Có thể lấy l=4,2m vơi xe có G=13 Tấn, l=6,6m vơi xe có G=30 Tấn, l=4,5m với xe bánh xích có G=80 Tấn

Với tải trọng xe bánh lốp G=30 T và các thông số như trên ta có sơ đồ xếp tải lên mặt đường cũ như sau:

0.4 1.8 1.3 1.8 1.3 1.8 0.6 0.4

Bảng 8 Quy đổi hoạt tải tính toán

3.1.3.2: Quy đổi các lớp KCAĐ:

Trong quá trình tính toán do đề tài nhóm chủ yếu xét đến diễn tiến lún trong quá trìnhđất cố kết nên việc xét đó là vật liệu gì không quan trọng, điều quan trọng và quyết định

đó là trọng lượng của các lớp vật liệu Do đó nhóm chọn quy đổi các lớp KCAĐ về 1 lớpđất K95 với tương quan về dung trọng và bề dày để tiện cho việc tính toán và kết quả diễntiến lún vẫn không thay đổi

Kết cấu áo đường gồm:

- Bê tông nhựa hạt trung dày 5cm

- Bê tông nhựa hạt thô dày 7cm (Tưới nhựa dính bám 1 Kg/m2)

- Cấp phối đá dăm loại I dày 15cm

- Cấp phối đá dăm loại II dày 30cm

Công thức quy đổi theo trọng lượng:

dd

i i x

h



 

Trong đó: - γ là dung trọng tự nhiên của các lớp vật liệu ( T/m3)

- h là chiều cao của các lớp vật liệu (m)

Bảng 9 Quy đổi KCAĐ về chiều đất đắp là CPĐĐĐất đắp bù lún

- Theo 22TCN262-2000 giả thiết chiều cao đắp bù lún 5 – 10% bề dày đất yếu hoặc

là chiều sâu vùng gây lún Za

3.1.3.3 giới thiệu phần mềm plaxis.

Luật ứng xử cho các phần tử:

 Mô hình Mohr – Coulomb: (MC)

Đối với các lớp đất đắp thông thường sử dụng mô hình M-C M-C là mô hình đàn dẻo

lý tưởng Trước khi bị chảy dẻo (phá hoại), ứng xử của vật liệu sẽ là đàn hồi tuyến tính (E=constant) Sau khi ứng suất đạt tới mức phá hoại, ứng xử của vật liệu là dẻo lý tưởng (chảy như nước) Đường ứng suất biến dạng vì vậy gồm 2 đoạn: đoạn đàn hồi tuyến tính

đi từ gốc tọa độ với độ dốc là E và đoạn chảy dẻo là một đường nằm ngang xuất phát từ chỗ bắt đầu chảy dẻo

 Các thông số của mô hình Mohr – Coulomb:

- E: Modun đàn hồi của vật liệu (kN/m2)

-  : Hệ số Poisson

- : Góc ma sát trong (độ)

- C: Cường độ kháng cắt của vật liệu (kN/m2)

-  : Góc giản nở của vật liệu (độ)

+ Tham số đàn hồi (elasticity parameter): E,

1 1

d E

d





3 1

G d

 Mô hình đơn giản, rõ ràng.

 Tiếp cận sớm với ứng xử của đất

 Phù hợp cho nhiều ứng dụng thực tế

 Ít số và thông số rõ ràng

+ Khuyết điểm

Chưa xét ảnh hưởng của 2.

Chưa xét sự phụ thuộc trạng thái ứng suất của các đặc tính đàn hồi

 Mô hình Soft soil model: (SS)

Soft soil model là một dạng mô hình Cam-Clay có thể dùng để mô tả ứng xử của cácloại đất yếu như bùn sét cố kết thường Mô hình này thể hiện tốt giai đoạn cố kết sơ cấp của đất

Quan hệ Logarithmic giữa thể tích biến dạng và ứng suất trung bình

- Các tham số của mô hình đất yếu

Các tham số của mô hình đất yếu trùng với các tham số của mô hình đất yếu từ

biến.Tuy nhiên mô hình đất yếu không thể hiện được tác động của thời gian,chỉ số hiệu chỉnh từ biến  

.Do vậy, mô hình đất yếu là cần thiết được biểu diễn các hằng số vật liệu

Mô hình đàn hồi tuyến tính: (Linear Elastic: LE)

Mô hình đàn hồi tuyến tính là một mô hình tuân theo định luật Hook về đàn hồi tuyến tính đẳng hướng

Các thông số đầu vào của mô hình này gồm mô đun đàn hồi E, hệ số Poison .Hạn chế của mô hình này được bộc lộ khi mô phỏng các ứng xử của đất nên mô hình thường chỉ được sử dụng chủ yếu mô phỏng các khối kết cấu cứng trong đất

Eref : Mođun đàn hồi của vật liệu

 : Hệ số Poison

Tóm tắt và ứng dụng của các mô hình trong Plaxis

Bảng 10 Tóm tắt các thông số mô hình dùng trong Plaxis:

Phạm vi áp dụng

Mô hình vật liệu (material)Mohr

Coulomb

3.1.3.4: Thống kê tuyến và phân chia mặt cắt tính toán theo tuyến.

Việc phân chia các mặt cắt tính toán theo tuyến được đựa vào các yếu tố điều kiện dưới đây

+ Dựa vào các lớp địa chất do nhóm lập bản đồ địa chất (nhóm 1) lập

+ Dựa vào cao độ đắp của từng đoạn tuyến

+ Dựa vào mặt cắt ngang của đường

STT Tên đường Mặt cắt Vị trí mặt cắt

Chiều cao đắp ( chưa kể quy đổi) (m)

Chiều cao đắp khi tính quy đổi kể cả bù lún (m)

Lòng đường (m)

8 - 8 D16

10

8 - 8 D15

9

5

3.2.3.4: Đánh giá ổn định – lún trên phần mềm Plaxis.

Trước tiên ta xét trường hợp đắp trực tiếp trên đất yếu (không dùng một biện pháp sử

lý nào khác) khi tính toán ổn định và lún trên nền đắp trực tiếp trên nền thiên nhiên (bao gồm cả đất yếu ở dưới) hoặc trực tiếp trên nền đất yếu đều thõa mãn được các yêu cầu và tiêu chuẩn

- Khi áp dụng phương pháp bishhop để nghiệm toán ổn định thì hệ số ổn định nhỏ nhất Kmin =1,4

- Tốc độ lún ở đáy nền đắp tại trục tim của nền đường không được vượt quá 10mm/ ngày đêm

- Tốc độ di động ngang của các cọc quan trắc đóng hai bên nền đắp không đượt vượt quá 5mm/ngày đêm

- Phần độ lún còn lại S tại trục tim của nền đường sau khi hoàn thành công trình đốivới đường cao tốc và đường cấp 80 đối với các đoạn nền đắp thông thường là <=30 cm

Ưu điểm: + Thi công nhanh

+ Chi phí thấp

+ Không cần các thiêt bị thi công phức tạp

+ Không phụ thuộc vào mựa nước ngầm

Khuyết điểm: + Không giảm được thời gian lún và độ lún cố kết của công trình phạm vi

áp dụng phù hợp với nền đường có chiều cao đắp trung bình <= 2.0m

 Tuyến D8: Mặt cắt 3-3, đoạn nút giao Quang Trung – N7.

a / Tính toán dựa trên phần mềm PLAXIS

Hình 17 Mô hình tính toán: