Nghiên cứu đánh giá hiện trạng việc sử dụng bấc thấm trong xử lý đất yếu ở miền nam việt nam

Vì vậy, nghiên cứu này nhằm mục đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm đối với các công trình đã thi công xử lý đất yếu bằng bấc thấm dựa theo tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 244 -98 coi b

Đại Học Quốc Gia Tp Hồ Chí Minh

Cán bộ hướng dẫn khoa học:

TS Trần Nguyễn Hoàng Hùng Cán bộ chấm nhận xét 1:

PGS TS Nguyễn Văn Thơ Cán bộ chấm nhận xét 2:

Ngày tháng năm sinh : 15/03/1966 Nơi sinh : Thạch Hà, Nghệ Tĩnh Chuyên ngành : Xây dựng Đường Ôtô và Đường Thành Phố 2009

a Đánh giá tổng quan về các dự án đã xây dựng có xử lý đất yếu bằng PVD

b Nghiên cứu tổng quan về PVD.

c Nghiên cứu phân tích hiện trường 4 dự án tiêu biểu có sử dụng PVD dựa vào 22TCN 244 – 98 và phương pháp phần tử hữu hạn (FEM).

d Đánh giá hiện trạng việc sử dụng bấc thấm trong xử lý đất yếu ở Việt Nam

e Đề xuất phương hướng nâng cao hiệu quả làm việc của PVD

III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:

IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ:

Nội dung và đề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội Đồng Chuyên Ngành thông qua

QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

KHOA QL CHUYÊN NGÀNH

Trong quá trình học tập, nghiên cứu và thực hiện luận văn tô i đã được tập thể thầy cô Bộ Môn Cầu Đường, Bộ Môn Địa Cơ Nền Móng, nhiệt tình giảng dạy, hướng dẫn, bổ sung thêm cho tôi nhiều kiến thức chuyên sâu về chuyên môn, giúp tôi mở rộng thêm về tầm nhìn, hiểu biết sâu về chuyên môn, vững vàng hơn trong công tác và nghiên cứu khoa học Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đối với tất

cả quý thầy cô.

Tôi chân thành cám ơn thầy giáo hướng dẫn ch ính TS Trần Nguyễn Hoàng Hùng, đã tận tình hướng dẫn, cung cấp những tài liệu cần thiết, truyền đạt những thông tin quí báu và giải thích một số vấn đề cần làm sáng tỏ qua việc thực hiện luận văn này.

Tôi xin cảm ơn ông Nguyễn Văn Hiệp ở Công ty cổ phần Đầu Tư và Phát Triển Xây Dựng cung cấp tài liệu đường dẫn cầu Phú Mỹ và ông Vương Hoàng Thanh cung cấp số liệu dự án Đại Lộ Đông Tây, ông Nguyễn Hoàng Minh cung cấp

số liệu ở dự án Cầu Cần Thơ và ông Đặng Văn Du cung cấp số liệu tại dự án đường thí nghiệm ở Năm Căn.

Cuối cùng tôi xin chân thành cám ơn các bạn đồng nghiêp, các bạn học cùng lớp đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoàn thành luận văn này.

Lún sụt ở các công trình cầu đường đang là vấn đề bức xúc mà dư luận quan tâm, đặc biệt các công trình ở khu vực Miền Nam, nơi có địa chất phần lớn là đất yếu Hàng loạt công trình trọng điểm Quốc Gia sau khi thi công vừa đưa vào khai thác đã có hiện tượng xuống cấp, làm giảm tốc độ lưu thông, gây mất an toàn và giảm đi vẻ mỹ quan của công trình Thực tế, trên báo chí, thông tin đại chúng nói rất nhiều về vấn đề này Tuy nhiên, để nghiên cứu một cách hệ thống hóa nguyên nhân gây lún sụt chưa được đề cập một cách khoa học Vì vậy, nghiên cứu này nhằm mục đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm đối với các công trình đã thi công xử lý đất yếu bằng bấc thấm dựa theo tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 244 -98 coi bấc thấm làm việc trong điều kiện lý tưởng Độ lún quan trắc được cập nhật từ 5 công trình thực tế có các vị trí xuyên suốt từ Tp HCM đến Cà Mau, độ lún phân tích được mô phỏng bằng phương pháp giải tích dựa theo 22TCN 244 – 98 và phương pháp mô phỏng theo phần tử hữu hạn (Plaxis 2D v8.5, dùng mô hình vật liệu Mohr- Coulomb) Kết quả cho thấy tỷ lệ chêch lệch tương đối giữa độ lún quan trắc và độ lún tính toán là 8 – 11 % ứng với độ lún < 0.5 m, 20 – 44 % ứng với độ lún 0.8 m <

S < 1.75 m

Như vậy, tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 244 – 98 xét bấc thấm làm việc trong điều kiện lý tưởng là không sát với thực tế, cần phải xét ảnh hưởng của vùng xáo trộn và những nguyên nhân làm giảm khả năng thoát nước của bấc thấm để có dự báo lún tiệm cận với giá trị quan trắc.

MỤC LỤC

CHƯƠNG 1 GIỚI THIỆU CHUNG

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1

1.2 TÓM TẮT NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN 2

1.3 ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU 6

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU 6

1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 7

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 7

1.7 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI 7

1.8 TỔ CHỨC LUẬN VĂN 8

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO PHẦN TÍCH MÔ PHỎNG 2.1 GIỚI THIỆU CHUNG 9

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO BÀI TOÁN PHÂN TÍCH LÚN 9

2.2.1 Các giả thuyết của bài toán cố kết 9

2.2.2 Lý thuyết tính toán bấc thấm 10

2.3 TRÌNH TỰ TÍNH TOÁN 15

2.3.1 Phương pháp giải tích xác định lún cố kết và độ cố kết theo 22TCN 244 – 98 15 2.3.2 FEM dùng phần mền Plaxis 2D v8.5 19

CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 1&2 : XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DÙNG PVD TRONG DỰ ÁN CẦU PHÚ MỸ 3.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN 24

3.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 28

3.3 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 1 29

3.3.4 KẾT LUẬN 46

3.4 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 2 47

3.4.1 QUÁ TRÌNH GIA TẢI VÀ QUAN TRẮC 53

3.4.2 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÚN 55

3.4.3 THẢO LUẬN 63

3.3.4 KẾT LUẬN 64

CHƯƠNG 4 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 3: XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DÙNG PVD TRONG DỰ ÁN ĐL ĐÔNG TÂY 4.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN 66

4.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 71

4.3 QUÁ TRÌNH GIA TẢI VÀ QUAN TRẮC 78

4.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÚN 80

4.5 THẢO LUẬN 88

4.6 KẾT LUẬN 89

CHƯƠNG 5 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 4 : XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DÙNG PVD TRONG DỰ ÁN CẦU CẦN THƠ 5.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN 91

5.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 94

5.3 QUÁ TRÌNH GIA TẢI VÀ QUAN TRẮC 100

5.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÚN 102

5.5 THẢO LUẬN 110

5.6 KẾT LUẬN 111

CHƯƠNG 6 NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 5: XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DÙNG PVD TRONG

DỰ ÁN ĐƯỜNG NĂM CĂN

6.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN 112

6.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN 115

6.3 QUÁ TRÌNH GIA TẢI VÀ QUAN TRẮC 121

6.4 KẾT QUẢ TÍNH TOÁN LÚN 123

6 5 THẢO LUẬN 131

6.6 KẾT LUẬN 132

CHƯƠNG 7 THẢO LUẬN CHUNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU TỪ CÁC DỰ ÁN CHƯƠNG 8 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 137

8.1 TÓM TẮT VÀ KẾT LUẬN 137

8.2 KIẾN NGHỊ 138

8.3 HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO 138

TÀI LIỆU THAM KHẢO 139

Hình 2.1 Mô hình sử dụng để phân tích sự làm việc của bấc thấm 14

Hình 2.2 Xác định hệ số cố kết theo phương ngang, Ch, bằng pp Osaoka 18

Hình 2.3 Mô hình chuyển đổi 21

Hình 3.1 Bản đồ thể hiện vị trí địa lý của Cầu Phú Mỹ, Tp HCM 25

Hình 3.2 Lún sụt gây hư hỏng đường dẫn vào Cầu Phú Mỹ 27

Hình 3.3 Mặt cắt vị trí nghiên cứu dự án cầu Phý Mỹ - 1 30

Hình 3.4 Kết quả đo lún tại vị trí km 2 + 343 - dự án cầu Phý M - 1 36

Hình 3.5 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo PP FEM - 1 38

Hình 3.6 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 39

Hình 3.7 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu PP FEM - 1 40

Hình 3.8 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 41

Hình 3.9 Biểu đồ biểu diễn kết qủa tính toán tại dự án Cầu Phú M - 1 44

Hình 3.10 Mặt cắt vị trí nghiên cứu dự án Cầu Phú Mỹ - 2 48

Hình 3.11 Kết quả đo lún tại bàn đo lún 54

Hình 3.12 Sơ đồ khai báo điều kiện ban theo PP mô phỏng FEM-1 56

Hình 3.13 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 57

Hình 3.14 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo PP mô phỏng FEM-2 58

Hình 3.15 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 59

Hình 3.16 Biểu đồ biểu diễn kết qủa tính toán 62

Hình 4.1 Hình ảnh lễ thông xe Đại Lộ Đông Tây 67

Hình 4.2 Bản đồ thể hiện vị trí địa lý của tuyến đường Đại Lộ Đông Tây, 68

Hình 4.3 Lún sút trên đường Đại Lộ Đông Tây 70

Hình 4.4 Mặt cắt vị trí nghiên cứu dự án Đại Lộ Đông Tây 73

Hình 4.5 Kết quả đo lún tại bàn đo lún 79

Hình 4.6 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-1 81

Hình 4.7 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 82

Hình 4.8 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-2 83

Hình 4.9 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 84

Hình 4.10 Biểu đồ biểu diễn kết qủa 87

Hình 5.1 Bản đồ thể hiện vị trí địa lý của Cầu Cần Thơ, Tỉnh Hậu Giang 92

Hình 5.2 Mặt cắt vị trí nghiên dự án đường dẫn Cầu Cần Thơ 95

Hình 5.3 Kết quả đo lún tại bàn đo lún 101

Hình 5.4 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-1 103

Hình 5.5 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 104

Hình 5.6 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-2 105

Hình 5.7 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 106

Hình 5.8 Biểu đồ biểu diễn kết qủa - dự án cầu Cần Thơ 109

Hình 6.1 Bản đồ thể hiện vị trí địa lý của khu vực thí nghiệm 114

Hình 6.2 Mặt cắt vị trí nghiên cứu tại km 33 + 620 - dự án Năm Căn 116

Hình 6.3 Kết quả đo lún tại bàn đo lún dự án đường Năm Căn 122

Hình 6.4 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-1 124

Hình 6.5 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 125

Hình 6.6 Sơ đồ khai báo điều kiện ban đầu theo pp mô phỏng FEM-2 126

Hình 6.7 Mô hình chia lưới phần tử mô phỏng 127

Hình 6.8 Biểu đồ biểu diễn kết qủa - dự án cầu Cần Thơ 130

Bàng 3.1 : Tóm tắt số liệu địa chất tại ví trí nghiên cứu dự án cầu Phý Mỹ 31

Bảng 3 2.a Thông số mô phỏng bấc thấm trong FEM – 1 32

Bảng 3.2.b Các thông số mô phỏng trong FEM -1 33

Bảng 3.2.c Các thông số mô phỏng trong FEM -2 34

Bảng 3.3 – Kết quả tính lún - dự án cầu Phú Mỹ 42

Bảng 3.4 – Kết quả tính lún theo FEM – 1 và FEM -2, dự án cầu Phý Mỹ 43

Bàng 3.5 : Tóm tắt số liệu địa chất tại ví trí nghiên cứu – Dự án Cầu Phú Mỹ 49

Bảng 3.6.a Thông số mô phỏng bấc thấm trong FEM – 1 50

Bảng 3.6.b Các thông số mô phỏng trong FEM -1 51

Bảng 3.6.c Các thông số mô phỏng trong FEM -2 52

Bảng 3.9 – Kết quả tính lún - Dự án Cầu Phú Mỹ 60

Bảng 3.10 – Kết quả tính lún theo FEM – 1 và FEM -2 - Dự án Cầu Phú Mỹ 61

Bàng 4.1 : Tóm tắt số liệu địa chất tại ví trí nghiên cứu dự án Đại Lộ Đông Tây 74

Bảng 4 2.a Thông số mô phỏng bấc thấm trong FEM – 1 75

Bảng 4.2.b Các thông số mô phỏng trong FEM -1 76

Bảng 4.2.c Các thông số mô phỏng trong FEM -2 77

Bảng 4.3 – Kết quả tính lún - dự án Đại Lộ Đông Tây 85

Bảng 4.4 – Kết quả tính lún theo FEM – 1 và FEM -2 - dự án Đại Lộ Đông Tây 86

Bàng 5.1 : Tóm tắt số liệu địa chất tại ví trí nghiên cứu dự án Cầu Cần Thơ 96

Bàng 5 2.a Thông số mô phỏng bấc thấm trong FEM – 1 97

Bàng 5.2.b Các thông số mô phỏng trong FEM -1 98

Bàng 5.2.c Các thông số mô phỏng trong FEM -2 99

Bảng 5.3 – Kết quả tính lún dự án cầu Cần Thơ 107

Bảng 5.4 – Kết quả tính lún theo FEM – 1 và FEM -2 dự án cầu Cần Thơ 108

Bảng 6 2.a Thông số mô phỏng bấc thấm trong FEM – 1 118

Bảng 6.2.b Các thông số mô phỏng trong FEM -1 119

Bảng 6.2.c Các thông số mô phỏng trong FEM -2 120

Bảng 6.3 – Kết quả tính lún dự án đường Năm Căn 128

Bảng 6.4 – Kết quả tính lún theo FEM – 1 và FEM -2 dự án đường Năm Căn 129

1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ

Miền nam Việt Nam nói chung, đồng bằng sông Cửu Long nói riêng, là vùng đất rộng lớn tọa lạc trên nền đất yếu (http://ketcau.wikia.com) Đây chính là những bất lợi khi xây dựng các công trình như nhà ở và cầu đường, hay các công trình thuộc cơ sở hạ tầng nói chung Chính những bất lợi này, rất nhiều công trình sau khi xây dựng đã xảy ra hiện tượng lún sụt, nghiêng, trượt đe dọa đến sự

ổn định cho khu vực xung quanh và ảnh hưởng đến sự an toàn của người dân Hiện nay, một số công trình có quy mô đầu tư xây dựng lớn, nhưng khi đưa vào sử dụng trong thời gian ngắn, đã xuống cấp, hư hỏng nghiêm trọng Dự án đại lộ Đông - Tây (nay là đại lộ Võ Văn Kiệt) có tổng chiều dài gần 22 k m, là một dự án do các nhà thầu nước ngoài thi công, từ tháng 9 năm 2009 một số đoạn lần lượt hoàn thành đưa vào khai thác Tuy nhiên, sau một thời gian đưa vào sử dụng, một số đoạn đường xuất hiện tình trạng hư hỏng, xuống cấp Ba cầu vượt bộ hành (phía Q.8, Bình Tân) bị lún nứt, còn mặt đường đại lộ phía Quận 2 thì nứt, lún sâu, lún tạo thành rãnh, ngập nước cục bộ v.v gây khó khăn cho các phương tiện tham gia giao thông (theo báo Người Lao Động ngày 6/7/2011) Một cách tương tự, đường dẫn nối vào cầu Ph ú Mỹ, cây cầu dây văng đẹp nhất thành phố Hồ Chí Minh (Tp HCM), đưa vào khai thác từ tháng 9 năm 2009 cũng hư hỏng trầm trọng Hàng loạt vị trí mặt đường bị bong tróc tạo thành các ổ

gà, ổ voi, ngổn ngang đất đá, gây cản trở và tai nạn cho người tham gia giao thông Tương tự, đối với 2 nhánh cầu Rạch Chiếc nằm trên xa lộ Hà Nội vừa đưa vào khai thác từ đầu năm đến nay đã xuất hiện mặt cầu bị bong tróc, khe co dãn

bị lún, rạn nứt, vị trí dốc cầu bị lõm xuống hơn 0.1 m, gây dằn xóc cho các phương tiện qua cầu Đường nối vào đường cao tốc TP HCM - Trung Lương (từ

nút giao lộ Nguyễn Văn Linh và quốc lộ 1A đến nút giao Chợ Đệm) dài 2.2 km mới đưa vào sử dụng từ đầu năm 2011 đến nay cũng xuất hiện một số đoạn bị lún

từ 50 mm đến 70 mm (theo báo Người Lao Động ngày 6/7/2011) Đường dẫn lên cầu Cần Thơ, thành phố Cần Thơ, có chiều dài gần 8 km, đi qua 5 cầu: Cái Răng, Ấp Mỹ, Cái Nai, Cái Da và Cái Tắc nhưng một số cây cầu trên đã bị lún, nứt, nhất là ở vị trí mố cầu Trong đó, mố cầu Cái Tắc bị lún, nứt nặng nhất v ới vết nứt khá lớn Cũng trên đường dẫn này, nhiều đoạn lại bị lún nghiêm trọng, khi trời mưa nước đọng lại gây nguy hiểm cho các phương tiện lưu thông, nhất là vào ban đêm do đèn chiếu sáng không hoạt động (www.baomoi.com).

Lún sụt gây ra rất nhiều thiệt hại về kinh tế, gây cản trở giao thông và có thể nguy hiểm đối với tính mạng của người dân Tuy nhiên, nguyên nhân gây lún vẫn chưa được nghiên cứu hệ thống hóa một cách đầy đủ, các giải pháp bù lún, chờ lún, xử lý phần trên của kết cấu mặt đường là những giải pháp gây mất thời gian, tốn kém và hiệu quả không cao Thực tế này cho thấy việc nghiên cứu nguyên nhân gây lún từ các tuyến đường là rất quan trọng, giảm thiểu đáng kể thiệt hại về kinh tế, đảm bảo an toàn giao thông, đảm bảo các công trình khi thi công xong vừa đảm bảo chất lượng vừa đẹp như thiết kế.

Các công trình bị lún sút như đã trình bày ở trên, giải pháp xử lý nền trên đất yếu thường được các công ty thiết kế sử dụng giải pháp cắm bấc thấm (PVD) kết hợp với gia tải Đây là giải pháp phổ biến ở Việt Nam hiện nay Tuy nhiên, nguyên nhân gây lún phụ thuộc rất nhiều vào quá trình làm việc của bấc thấm, bấc thấm làm việc kém hiệu quả thì gây ra hiện tượng lún dư dẫn đến hiện tượng lún, sút cho công trình Vì vậy, đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm từ các công trình đã thi công để từ đó rút ra những nguyên nhân, kinh nghiệm cho các công trình khác, giảm thiểu hiện tượng lún dư ảnh hưởng đến công trình.

1.2 TÓM TẮT NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Trong điều kiện địa chất ở khu vực đồng bằng Sông Cửu Long, chiều dày đất yếu thường rất lớn ( >10 m), trong khi hệ số thấm rất nhỏ (từ 10-7 đến 10-8m/s)

như: quá trình thi công, chất lượng bấc thấm, thiết bị thi công, thời gian gia tải, tốc

độ gia tải, chiều sâu cắm bấc thấm, mức độ xáo trộn vùng đất quanh bấc thấm, và khoảng cách giữa hai bấc thấm Do đó, vấn đề nghiên cứu, phân tích, các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bấc thấm để đạt được hiệu quả tối ưu là bài toán được nhiều nhà khoa học quan tâm đã và đang nghiên cứu.

Bấc thấm (PVD) kết hợp gia tải trước đã được sử dụng ở Mỹ vào cuối thập

kỳ 70 (Holtz et al 1991) và ngày càng phát triển Các nghiên cứu về giải pháp sử lý đất yếu bẳng bấc thấm của Begado (1996) trên đường cao tốc ở Bangkok Thái Lan, của Tanimoto et al (1979) trên đường cao tốc ở Malaixia, của Chou et al (1979) ở sân bay Changi Singapore, của Tanimoto et al (1979) ở sân bay Kobe của Nhật, v.v cho thấy sử dụng phương pháp này rất hiệu quả (theo nguồn từ Begado 1996).

Dưới tác dụng của gia tải, áp lực nước lỗ rỗng của đất tăng cao tạo chênh

lệch cột áp (i - gradien thủy lực) nước sẽ chảy từ nơi có áp lực cao sang nơi có áp

lực thấp Do đó, nước trong đất sẽ thoát đến PVD theo phương ngang (cự ly PVD thường từ 1.2 – 3.5 m (Holtz et al 1991)) nhỏ hơn rất nhiều so với chiều dày của lớp đất yếu (thường ≥ 10 m) Sau đó, nước thoát tự do dọc theo PVD theo phương đứng đến đệm cát dưới nền đường và thoát ra ngoài, tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng của đất yếu, làm giảm độ rỗng, độ ẩm, tăng dung trọng Kết quả là làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép Ngoài

ra, bấc thấm còn mang lại nhiều ưu điểm như bảo vệ môi trường, thi công nhanh, giá vật liệu rẻ, và nguồn cung cấp vật liệu ổn định Do bấc thấm được sản xuất từ vật liệu tổng hợp nên ổn định về mặt chất lượng, không có tác động xấu đến môi trường khi thi công xong, và giá cả rẻ ổn đ ịnh so với các loại vật liệu khác như

giếng cát Thiết bị thị công đơn giản và tốc độ thi công rất nhanh (150 – 600 mm/s, Rixner et al 1986).

Vùng xáo trộn, một trong những nguyên nhân cơ bản, làm ảnh hưởng đến tốc

độ cố kết của đất Bấc thấm được cắm vào đất bởi kiếm cắm (mandrel) hình thành vùng xáo trộn xung quanh bấc thấm Mức độ xáo trộn tuỳ thuộc vào loại đất, độ nhạy, và cấu trúc vĩ mô của nó (Rowe 1968) Hai thông số quan trọng mô tả vùng

xáo trộn là kích thước vùng xáo trộn, ds, và hệ số thấm của nó, ks s = ds/dw, hệ số xáo trộn, được báo cáo từ 1.5 đến 5 căn cứ trên các nghiên cứu lý thuyết, thí nghiệm trong phòng, và nghiên cứu tính toán ngược từ thí nghiệm hiện trường (Tran Nguyen et al 2010, Tran-Nguyen 2010; Sathananthan et al 2008; Indraratna

& Redana 1998), η = kh/ks, tỉ số hệ số thấm vùng xáo trộn, cũng được báo cáo với thay đổi lớn từ 1.0 đến 11.1 (Tran Nguyen & Edid 2011, Tran-Nguyen 2010) Theo kết quả nghiên cứu Holtz và Holm (1972) và Akagi (1977) thì đường kính vùng xáo

trộn, ds = 2dm, trong đó dm: đường kính kiếm cắm, Jamiolkowski et al (1981) cho

rằng ds = (2.5 – 3)dm Hansbo (1997,1981) cho rằng ds = (1.5 – 3)dw Theo nghiên

cứu thí nghiệm và phân tích ngược kết quả của Bergado et al (1991) ds = 2.dw.

Nghiên cứu của Indraratna and Redana (1998) cho kết quả ds = (3-4)dw Theo kết

quả nghiên cứu của Barron (1948), Hansbo (1981), Hird et al (1992), Oncue (1991)

thì hệ số thấm vùng xáo trộn, ks = kh/3, Xiao (2000) cho rắng ks = kh/1.3 (theo

nguồn từ Indraratna & Chu 2005).

Khả năng thoát nước của bấc thấm là thông số quan trọng nhất quyết định khả năng làm việc của bấc thấm Theo Holtz et al (1991) khả năng thoát nước của bấc thấm phụ thuộc vào những biến dạng của bấc thấm trong quá trình làm việc Lỏi của bấc thấm được làm từ n hựa cứng nhưng khi đất cố kết làm cho lõi nhựa bị uốn cong, gấp hoặc gấp khúc, có thể gây giảm khả năng thoát nước 1 phần hoặc toàn bộ (Tran Nguyen et al 2010, Tran – Nguyen 2010) Khả năng thoát nước phụ thuộc vào độ cứng của bấc thấm, tùy từng loại bấc thấm mà khả năng thoát nước khác nhau (Rixner et al 1986) Chiều sâu cắm bấc thấm càng lớn thì khả năng thoát

đến khả năng thoát nước PVD do hai nhân tố chính là giảm tiết diện ngang thoát nước và biến dạng từ biến Có nhiều nghiên cứu về ảnh hưởng áp lực ngang đến khả năng thoát nước, và cùng thống nhất kết luận rằng “khả năng thoát nước của PVD giảm khi áp lực ngang tăng” theo các nghiên cứu của Chai et al (2004); Holtz et al (1991); Rixner et al (1986) (theo nguồn từ Tran Nguyen et al 2010, Tran – Nguyen 2010).

Khoảng cách và cách bố trí của bấc thấm ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bấc thấm Khi thiết kế bấc thấm phải chọn khoảng cách giữa hai bấc thấm sao cho khả năng thoát nước là tối ưu, có nghĩa là lưu lượng nước trong đất chảy về bấc thấm là nhiều nhất Theo nghiên cứu của Holtz et al (1991) khoàng cách giữa hai

bấc thấm, S, tiêu biểu từ 1.2 đến 3.5 m Bố trí bấc thấm theo lưới tam giác cân tạo

ra vùng ảnh hưởng thoát nước, De = 1.05S, nhỏ hơn bố trí lưới hình vuông, De

=1.13S Do vậy, bố trí tam giác cân sẽ tạo ra cự ly thoát ngắn hơn Tuy nhiên, thi

công theo bố trí tam giác cân sẽ phức tạp hơn bố trí vuông.

Trên cơ sở những phân tích trên, việc xử lý đất yếu bằng phương pháp thi công cắm PVD kết hợp với gia tải bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố, nên việc đánh giá hiện trạng sử dụng bấc thấm của các công trình đã thi công là rất cần thiết để so sánh giữa các giá trị tính toán theo lý thuyết với các giá trị thực tế xem hiệu quả làm việc của bấc thấm đạt đến mức nào trong điều kiện địa chất, khả năng thi công ở nước ta Để từ đó làm cơ sở điều chỉnh quá trình phân tích cho phù hợp, đảm bảo công trình đưa vào sử dụng đạt yêu cầu theo thiết kế.

1.3 ĐỘNG LỰC NGHIÊN CỨU

Những năm gần đây, cùng với quá trình hội nhập, đất nước ta ngày càng phát triển về mọi mặt, để đáp ứng nhu cầu giao thông một cách xuyên suốt, nhiều tuyến đường đã được xây dựng, những cây cầu kết nối các vùng miền, làm cho bộ mặt giao thông thành thị cũng như nông thôn thay đổi nhiều Ở phía Nam, những con đường trọng điểm Quốc Gia như: tuyến đường Đại Lộ Đông Tây, tuyến đường cao tốc Sài Gòn - Trung Lương, Cầu Phú Mỹ, Cầu Mỹ Thuận, và Cầu Cần Thơ, v.v Đó

là những công trình nổi bật và niềm tự hào của người dân Nam Bộ Tuy nhiên, một

số công trình khi đưa vào sử dụng đã bị xuống cấp, lún, nứt, và ổ voi, v.v làm giảm tốc độ lưu thông, gây mất an toàn giao thông, và giảm đi vẻ mỹ quan của công trình.

Thực tế, trên báo chí, thông tin đại chúng nói rất nhiều về vấn đề này, nhiều

vị trí lún sút là nguyên nhân gây tai nạn giao thông, môi trường xung quanh tuyến đường bị hư hỏng gây ô nhiễm môi trường Tuy nhiên, để nghiên cứu một cách hệ thống hóa nguyên nhân gây lún sụt chưa được đề cập một cách khoa học Vì vậy, việc nghiên cứu đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm, một trong những nguyên nhân gây lún dư là cần thiết Từ cơ sở đánh giá hiện trạng làm việc của bấ c thấm để tìm ra các gi ải pháp sử dụng bấc thấm hiệu quả hơn cũng như điều chỉnh lại quá trình tính toán, để bài toán thiết kế sát với thực tế hơn, giảm thiểu hiện tượng lún dư gây ảnh hưởng đến công trình.

1.4 MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Mục tiêu của nghiên cứu này là phân tích hiện trạng làm việc của bấc thấm ở một số công trình có xử lý đất yếu bằng bấc thấm kết hợp với gia tải Phân tích và tìm nguyên nhân vì sao bấc thấm làm việc không như mong muốn của nhà thiết kế khi sử dụng tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 244 – 98 So sánh giữa lý thuyết và thực

tế làm việc của bấc thấm để đưa ra một số kiến nghị, góp phần vào việc giảm thiểu

độ lún còn dư.

cứu này tập trung vào phân tích đánh giá cho 4 dự án thực tế: Đường dẫn vào cầu Phú Mỹ, Đại Lộ Đông Tây, Đường dẫn vào c ầu Cần Thơ, Đoạn đường thí nghiệm

sử dụng bấc thấm kết hợp với gia tải để xử lý đất yếu của công trình đường Năm Căn.

1.6 Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ GIÁ TRỊ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

Vấn đề nghiên cứu đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm ở các công trình trên có ý nghĩa quan trọng Về mặt khoa học đề tài nghiên cứu góp phần tìm ra thực trạng làm việc của bấc thấm sử dụng trong xử lý đất yếu ở các công trình tiêu biểu cho địa chất Miền Nam nước ta Để từ đó làm tiền đề cho các bước nghiên cứu tiếp theo, nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng đến quá trình làm việc của bấc thấm, nghiên cứu lại quy trình cho sát với thực tế hơn, để giá trị của quan trắc và giá trị tính toán tiệm cận hơn Giúp cho việc thiết kế các tuyến đường mới với địa chất tương tự có dự báo lún được chính xác hơn Góp phần xây dựng các tuyến đường đẹp và chất lượng như thiết kế Song song với ý nghĩa trên đề tài nghiên cứu còn giúp cho các nhà thiết kế khi thiết kế nên lựa chọn phương pháp mô phỏng nà o trong phần mềm Plaxis 2D v8.5 cho thích hợp với công trình của mình để đạt hiệu quả hơn.

1.7 GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI

Nghiên cứu này chỉ tập trung phân tích cho bốn (4) công trình thực tế để làm

cơ sở khoa học cho các kết luận được đưa ra trong thời gian cho phép 06 tháng Là nghiên cứu dựa vào các số liệu thực tế từ các công tr ình thực nên phải thu thập số liệu của bốn (4) công trình, xử lý số liệu, lập chương trình tính toán, sự dụng thành

thạo phần mềm mô phỏng, phân tích, và thảo luận Đây là đề tài nghiên cứu lý thuyết, nên rất cần nhiều thông tin và kiến thức về vấn đề nghiên cứu (chủ yếu là tài liệu nước ngoài).

1.8 TỔ CHỨC LUẬN VĂN

Luận văn này được được tổ chức chia làm 8 chương và 2 phụ lục Chương 1 giới thiệu về kết quả nghiên cứu tổng quan, động lực nghiên cứu, mục tiêu nghiên cứu và cấu trúc bài nghiên cứu Chương 2 giới thiệu quá trình nghiên cứu bằng các phương pháp giải tích và phương pháp mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D v8.5, làm cơ sở lý thuyết cho các chương nghiên cứu tiếp theo Chương 3, 4 , 5 & 6 là kết quả nghiên cứu phân tích ngược từ số liệu đo đạc các dự án thực tế Chương 7 thảo luận chung kết quả từ các dự án Chương 8 kết luận và kiến nghị Phụ lục A trình bày nghiên cứu tổng quan về bấc thấm Phụ lục B trình bày kết quả tính toán và mô phỏng trong quá trình nghiên cứu.

2.1 GIỚI THIỆU CHUNG

Để góp phần hiểu rõ hơn bản chất gây lún nền đường đất yếu vượt mức quy định sau khi được xử lý bằng PVD kết hợp với gia tải, nghiên cứu n ày tập trung vào bản chất của lún nền và tìm hiểu nguyên nhân lún dư vượt quá mức quy đ ịnh thông qua các dự án thực tế Độ lún phân tích lý thuyết đem so sánh với độ lún quan trắc thực tế của nền đất yếu xử lý bằng PVD kết hợp với gia tải Trong chương này cơ

sở lý thuyết sẽ được trình bày một cách chi tiết về phương pháp mô phỏng bằng giải tích dựa vào tiêu chuẩn hiện hành 22TCN 244 – 98 và các phương pháp phần tử hữu hạn mô phỏng trên phần mềm Plaixs 2D v8.5.

2.2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT CHO BÀI TOÁN PHÂN TÍCH LÚN

2.2.1 Các giả thuyết của bài toán cố kết

Dựa vào bài toán lún cố kết một chiều của Terzaghi, thiếc lập phương trình

cố kết thấm dựa vào các giả thuyết sau: (1 ) Đất nền đồng nhất và bảo hòa nước,

(2) Hạt đất và nước lỗ rỗng không bị nén, (3) Độ thay đổi thể tích ∆V của phân

tố đất là bé so với thể tích ban đầu của đất, (4) Cố kết thấm tuân theo định luật Darcy, (5) Hệ số thấm là hằng số trong suốt quá trình cố kết, (6) Từ biến không xuất hiện trong quá trình lún (theo nguồn từ Châu Ngọc Ẩn 2009).

Khảo sát một phân tố dxdydz tại điểm (x, y, z) trong khối đất Vận tốc thấm V được phân tích thành 3 thành phần Vx, Vy, Vz Theo định luật bảo toàn khối lượng thì độ chênh lệch của nước vào và ra bằng độ thay đổi thể tích của phân tố đất:

k u v

k u v

w

k C

a

0

y vy

w

k C

a

0

z vz

w

k C

có khả năng giải quyết bài toán cố kết với hai điều kiện (theo nguồn từ Bergado 1996):

( i ) Giả thiết biến dạng thẳng đứng là tự do, cho nên ứng suất bề mặt thẳng đứng là hằng số và chuyển dịch bề mặt là không đồng nh ất trong quá trình cố kết.

Với trường hợp chỉ có thoát nước hướng tâm, lời giải của Barron (1948) trong điều kiện lý tưởng (không bị xáo động và không có sức cản giếng) như sau

Hansbo (1979) đã sử dụng lời giải trên cho bấc thấm Thay cọc cát thành bấc thấm.

kính ảnh hưởng của bấc thấm; De=1.13.S, khi PVD bố trí theo kiểu hình vuông; De

= 1.05.S, khi PVD bố trí theo kiểu tam giác; S: khoảng cách giữa các tim PVD; Ch:

hệ số cố kết theo phương ngang; F(n): nhân tố xét đến ảnh hưởng của khoảng cách PVD; F(n)=[n²/(n²-1)]*ln(n)-[(3n²-1)/4n²]; n= De/dw; dw: đường kính tương đương

của PVD, dw=(a+b)/2; a : chiều dày PVD; b : chiều rộng PVD.

Hansbo (1981) nghiên cứu sự làm việc của bấc thấm có xét ảnh hưởng của vùng xáo trộn (Smear zone) và khả năng thoát nước của bấc thấm ( Hình 2.1) Công thức (2.11) được phát triển thành c ông thức :

& Chu 2005) Tuy nhiên, theo các nghiên cứu mới nhất thì  = kh/ks được báo cáo với thay đổi lớn từ 1.0 đến 11.1 (Tran-Nguyen 2010).

Trong đó: Fs: Hệ số xét đến ảnh hưởng vùng xáo trộn ; kh: hệ số thấm theo

phương ngang; ks: Hệ số thấm vùng xáo trộn; dw: đường kính tương đương của

bấc thấm; ds: đường kính tương đương của vùng xáo trộn ; s: Hệ số xáo trộn,  

tỉ số hệ số thấm vùng xáo trộn.

Xét tới ảnh hưởng khả năng thoát nước của bấc thấm, Hansbo (1981) xét đến

ảnh hưởng khả năng thoát nước của bấc thấm, qw , và chiều sâu cắm bấc thấm, H.

Trên thực tế, qw, thay đổi rất lớn trong quá trình khai thác do nhiều nhân tố khác nhau như áp lực ngang của đất, biến dạng bấc thấm do độ lún cố kết lớn, tích tụ hạt đất mịn ở lõi PVD, khả năng thoát nước hữu hiệu của b ấc thấm.

Một số thí nghiệm trong phòng của Jamiokowsky et al (1983), Hansbo (1983), Kamon (1984) kết luận rằng áp lực ngang ảnh hưởng rất lớn đến khả năng thoát nước của bấc thấm (theo nguồn từ Bergado et al 1996), khả năng thoát nước giảm đáng kể khi chiều sâu cắm của bấc thấm lớn (Indraratna & Chu 2005), khả năng thoát nước ảnh hưởng do biến dạng của bấc thấm (Tran Nguyen

2010, Bo et al 2003).

Hình 2.1 Mô hình sử dụng để phân tích sự làm việc của bấc thấm

(Hansbo 1981)

Hình bên trái Hansbo (1979) coi bấc thấm làm việc theo điều kiện lý tưởng, Hình bên phải Hansbo (1981) bấc thầm làm việc có xét tới ảnh hưởng của Smear zone và khả năng thoát nước.

i i n

C : chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún (biểu diễn dưới dạng e – log p trong phạm vi  i  pz i của lớp đất i); i

r

C : chỉ số nở khi dỡ tải, hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún (biểu diễn dưới dạng

b Độ lún cố kết theo thời gian, St , (khi nền đã cắm PVD) là độ lún của nền đường sau thời gian t được xác định :

U S

Trong đó: Sc: độ lún cố kết toàn phần tính theo (2.14) hoặc (2.15); U: độ cố kết nền đất yếu sau thời gian t với PVD.

c Xác định độ cố kết, U, khi nền dùng bấc thấm theo 22TCN 244 – 98 coi bấc thấm

làm việc trong điều kiện lý tưởng không xét đến vùng xáo trộn và khả năng thoát nước.

kính ảnh hưởng của bấc thấm; De=1.13.S, khi PVD bố trí theo kiểu hình vuông; De

= 1.05.S, khi PVD bố trí theo kiểu tam giác; S: khoảng cách giữa các tim PVD; Ch

hệ số cố kết theo phương ngang, sau mỗi lớp gia tải hệ số Ch thay đổi, được xác

định bằng phương pháp Asaoka (Asaoka 1978); F(n): nhân tố xét đến ảnh hưởng của khoảng cách PVD; F(n)=[n²/(n²-1)].ln(n)-[(3n²-1)/4n²]; n= De/dw; dw: đường kính

tương đương của PVD, dw=(a+b)/2; a : chiều dày PVD; b : chiều rộng PVD.

d Xác định hệ số cố kết theo phương ngang, Ch.

Dựa vào lý thuyết cố kết của Terzaghi, Asaoka (1978) đã đưa ra một phương

pháp rất đơn giản để xác định hệ số cố kết, Ch, từ việc phân tích những số liệu đo quan trắc.

0  

(5) Xác định giao cắt của đường này với đường Sn = Sn, hòanh độ, tung độ

của điểm giao cắt là trị số độ lún vô cùng, Sunt , của nền đường.

1

ln( ) 8

e h

d F C

Hình 2.2 Xác định hệ số cố kết theo phương ngang, Ch, bằng phương pháp Osaoka

(nguồn từ http://www.civil.aalto.fi/en)

số thấm theo phương đứng tương tự như PVD theo nguyên lý mô phỏng của Indraratna & Redana (2000).

a Phương pháp xem PVD là vật liệu đàn hồi có hệ số thấm theo phương đứng tương tự như PVD theo nguyên lý mô phỏng của Indraratna & Redana (2000)(FEM -1).

Mô phỏng này, mô hình mặt cắt ngang đưa vào phần mềm Plaixs 2D v8.5 giống như mặt cắt ngang thực tế, có nghĩa là bấc thấm được cắm trực tiếp vào đất Khai báo các tính năng cho các lớp đất và bấc thấm bằng các công thức c huyển đổi (Hình 2.3) coi bấc thấm làm việc trong điều kiện lý tưởng.

(1) Nguyên tắc cơ bản trong mô phỏng là chuyển mô hình làm việc đối xứng trục (ĐXT) của bấc thấm trong thực tế sang mô hình phẳng (MHP) trong phần mền Plaxis.

(2) Để mô phỏng trên phần mềm Plaxis 2D v8.5 cần phải tính toán lại hệ số

thấm ngang, khp, và hệ số thấm đứng của bấc thấm, kwp, trong mô phỏng.

Xác định hệ số thấm ngang trong mô phỏng, khp, xem bấc thấm làm việc lý tưởng không xét các yếu tố ảnh hưởng (Indraratna & Redana 2000)

67

Trong đó: kwp: hệ số thấm của bấc thấm trong MHP; qwp: khả năng thoát nước của bấc thấm trong MHP, qwp  2 B qwa/  R2; qwa: khả năng thoát nước của

bấc thấm trong mô hình ĐXT; 2B: khoảng cách giữa hai PVD trong MHP, 2B = De

; R: bán kính đường ảnh hưởng của bấc thấm trong MHP, R = De/2; bw: bề dầy của

hình TĐX chuyển sang MHP thành 1 vùng đất tương đương có hệ số thấm, kve.

(1) Nguyên tắc cơ bản trong mô phỏng là chuyển vùng đất có cắm bấc thấm

ở mô hình trục đối xứng (ĐXT) ngoài thực tế sang vùng đất tương đương ở mô hình phẳng (MHP) trong phần mền Plaxis.

(2) Để mô phỏng trên phần mềm Plaxis 2D v8.5 cần phải tính toán lại hệ số

thấm đứng của vùng đất tương đương, kve, công thức chuyển đổi của Chai et al.

2001.

v v

h e

k

k D F

Trong đó: l (m): chiều dài dòng thấm; kh: hệ số thấm theo phương ngang

trong mô hình đối xứng trục; kv: hệ số thấm theo phương đứng trong mô hình đối

xứng trục; De: đường kính ảnh hưởng của bấc thấm; F= F(n): nhân tố xét đến ảnh

hưởng của khoảng cách PVD coi bấc thấm làm việc trong điều kiện lý tưởng,

  3 / 4 )

/

 De dw

F ; dw: đường kính quy đổi của bấc thấm, dw   a  b  / 2 , a,

b: chiều dầy, chiều rộng của PVD.

Hình 2.3 Mô hình chuyển đổi các thông số từ mô hình đối xứng (ĐXT) sang mô

hình phẳng (MHP) (Indraratna & Chu (2005)

c Các bước mô phỏng trong phần mềm Plaxis 2D v8.5

(1) Khai báo số liệu ban đầu, (2) Khai báo mô hình tính toán, (3) Khai báo đặc trưng vật liệu, (4) Chia lưới tính toán, (5) Khai báo điều kiện ban đầu: (i) khai báo mực nước, ( ii) khai báo biên không thấm, (iii) khai báo biên vùng cố kết, (iv) tự sinh áp lực nước, ( v) tự xứng ứng suất ban đầu trong đất, (vi) Tính toán: sau khi khai báo các thông số đầu vào đưa các thông vào và điều kiện ban đầu của bài t oán tiếp theo là bước tính toán, (vii) Để tính bài toán cố kết tạo ra các Phase theo trình

tự thiết kế gia tải, mỗi giai đoạn gia tải có bao nhiêu ngày trong giai đoạn đắp và bao nhiêu ngày trong giai đoạn cố kết, (viii) Sau khi khai báo cho các bước tính toán xong, cho phần mềm tính toán Sau khi quá trình tính toán kết thúc bấm vào Output để xuất kết quả của các giai đoạn tính toán, đây chính là giá trị lún cố kết sau mỗi cấp gia tải, hoặc bấm vào nút Curves để vẽ biểu đồ lún của điểm khảo sát Điểm khảo sát của nghiên cứu này là điểm đặt của thiết bị đo lún (vị trí trê n lớp đất cát và giữa tim đường).

d Xác định lún cố kết và độ cố kết trong mô phỏng phần mềm Plaxis 2D v8.5

(1) Xác định độ lún theo thời gian, St, bằng cách xuất dữ liệu kết quả tính lún

của điểm khảo sát, ứng bất kỳ thời gian nào trong quá trình gia tải đều có một giá trị

h Xác định tỷ số chênh lệch tương đối (%).

Để đánh giá mức độ chính xác giữa các kết quả tính toán, ta dùng tỷ số chênh lệch tương đối để thể hiện sự chênh lệch giữa kết quả tính toán với thực tế.

Tỷ số chênh lệch tương đối là tỉ số giữa hiệu của độ lún tính toán và độ lún quan trắc với độ lún quan trắc tích lũy lớn nhất.

CHƯƠNG 3

NGHIÊN CỨU HIỆN TRƯỜNG 1&2 : XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DÙNG PVD TRONG DỰ ÁN CẦU PHÚ MỸ

3.1 GIỚI THIỆU DỰ ÁN

Tình trạng ùn tắc giao thông ở TPHCM vẫn xảy ra trên nhiều tuyến đường

do hệ thống hạ tầng giao thông quá tải so với số lượng phươ ng tiện và mật độ lưu thông quá lớn Để khắc phục tình trạng trên, trong những năm qua, TPHCM đã có nhiều dự án xây dựng các tuyến đường huyết mạnh nhằm giảm tải lưu lượng xe lưu thông trong thành phố góp phần đáng kể giảm ách tắc giao thông Cầu Phú Mỹ (Hình 3.1), cây cầu dây văng lớn nhất thành phố Hồ Chí Minh bắc qua sông Sài Gòn nối Quận 2 & Quận 7, nằm trên tuyền đường thuộc đường vành đai đông của thành phố, là cầu có trọng tải lớn, kết nối tuyến vận tải hàng hóa quan trọng giữa các cảng biển của thành phố với trục Đông Bắc và Tây Nam Các loại xe tải nặng,

xe container lưu thông theo trục vành đai đông – cầu Phú Mỹ sẽ làm giảm bớt lưu lượng xe tải nặng lưu thông ra vào nội đô theo trục đường hướng tâm (Xa lộ Hà Nội – cầu Sài Gòn, Quộc lộ 13 – Cầu Bình Triệu), giải quyết nạn kẹt xe ở các tuyến đường ra vào phải đi qua trung tâm thàn h phố như Tôn Đức Thắng, Nguyễn Hữu Cảnh, Huỳnh Tấn Phát.

Cầu Phú Mỹ được xem là cây cầu đẹp nhất Thành Phố HCM từ trước đến nay Cầu được thiết kế (gồm cầu chính và cầu dẫn) có chiều dài 2031 m, chiều rộng 26,5 m gồm 6 làn xe cơ giới, 2 làn xe thô sơ , mộ t khoang thông thuyền 200 m và tĩnh không 45 m, cầu có thể cho phép lưu thông 100.000 xe mỗi ngày (http://vi.wikipedia.org).

Hình 3.1 Bản đồ thể hiện vị trí địa lý của Cầu Phú Mỹ, Tp HCM

Đường dẫn vào Cầu Phú Mỹ về phía Quận 2, từ km 2 + 183.28 đến km 2 +

371 43, có chiều dài 187.95 m, đoạn đường này kết nối với đường Vành Đai Đông Đây là đoạn đường đầu cầu có lưu lượng xe tải nặng, xe container lưu thông thường xuyên Đoạn đường nà y nằm trên vùng đất yếu, được xử lý lún bằng phương pháp cắm bấc thấm kết hợp với gia tải Tuy nhiên, sau một thời gian đưa vào sử dụng đoạn đường này có hiện tượng lún sút (Hình 3.2), gây hư hỏng cho tuyến đường, nguy cơ gây tai nạn cao, làm mất mỹ quan của tuyến đường.

Lún, nứt mặt đường gây ra nhiều tác hại, tuy nhiên nguyên nhân gây lún sụt

ở dự án này chưa được nghiên cứu Vì vậy , việc nghiên cứu đánh giá hiện trạng làm việc của bấc thấm của dự án là rất có ý nghĩa Bằng 2 vị trí nghiên cứu trên đoạn đường này với hai khoảng cách cắm bấc thấm khác nhau, bằng mô phỏ ng theo phương pháp giải tích (theo 22TCN 244 – 98) và phần mềm Plaxis 2D v 8.5, sử dụng số liệu địa chất được khảo sát bằng hố khoan BFL13 gần vị trí nghiên cứu do chủ đầu tư là công ty cổ phần BOT Cầu Phú Mỹ cung cấp Dựa vào hồ sơ hoàn công của dự án các số liệu quan trắc được đơn vị thi công cập nhật trong suốt thời gian gia tải Kết quả phân tích sẽ tìm ra một số nguyên nhân ảnh hưởng đến khả năng làm việc của bấc thấm là một trong những nguyên nhân gây ra lún dư.

(b) Hình 3.2 Lún sụt gây hư hỏng đường dẫn vào Cầu Phú Mỹ

(a) ( http://www.youtube.com)

(b) (http://news.go.vn/)

3.2 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN

Vị trí nghiên cứu km 2 + 343, cách mố cầu Phú Mỹ 160 m và km 2 + 230, cách mố cầu Phú Mỹ 47 m, về phía quận 2, nằm gần sông Sài gòn, nằm về phía phần lồi của dòng chảy nên địa chất ở đây tương đối ổn định Khu vực này địa hình tương đối bằng phẳng, chênh lệch c ao độ tương đối nhỏ, cao độ mặt đất trung bình

từ + 0.2 m đến + 0.5 m theo hệ tọa độ Quốc Gia (Hòn Dấu) ( Dự án Cầu Phú Mỹ

-Hồ sơ hoàn công 2010).

Khí hậu đặc trưng cho khí hậu miền nam Việt Nam: nóng ẩm, mưa nhiều, ngày nắng nhiều, mùa khô bắt đầu từ tháng 12 đến tháng 4, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 Nhiệt độ trung bình trong năm thay đổi từ 2506 C (tháng 12) đến 290 C (tháng 4), lượng mưa trung bình 1917 mm/năm.

Mực nước ở đây chịu ảnh hưởng của sông Sài Gòn, mực nước theo chế độ bán nhật triều, trong ngày không đều Mực nước ngầm chịu ảnh hưởng của Thủy triều và thường xuất hiện ở cao độ + 0.9 m theo hệ tọa độ Quốc Gia (Hòn Dấu) (Dự

án Cầu Phú Mỹ - Hồ sơ hoàn công 2010).

Địa chất tại vị trí nghiên cứu được khảo sát bằng hố khoan BFL13 do chủ đầu tư là công ty cổ phần BOT Cầu Phú Mỹ cung cấp, chiều sâu hố khoan 35 m đất được chia làm 3 lớp Lớp số 1a (Bùn sét, màu xám xanh đến xám đen), lớp 1c (cát, Cát xen kẹp bùn, xám xanh đến xám đen), lớp 3d (cát sét, hạt Trung, lẫn ít sỏi sạn).