(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống

(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cốngv(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không đoạn km 18+000 19+277 đoạn nối Cao Lãnh Vàm Cống

LỜICAMĐOAN

Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả Các kếtquảnghiên cứu và các kết luận trong Luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳmộtnguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào Việc tham khảo các nguồn tài liệu đãđượcthựchiệntríchdẫnvàghinguồntàiliệuthamkhảođúngquyđịnh

TácgiảLuậnvăn

TrầnĐìnhCông

Luận văn được hoàn thành, là thành quả của sự cố gắng, nỗ lực hết mình của bảnthânvà sự giúp đỡ tận tình của các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật trường Đại họcThủyLợi Hà Nội, đặc biệt dưới sự hướng dẫn khoa học, liên tục quan tâm tận tìnhgiúp đỡđưaranhiềuýkiếnquýbáucủaGS.TrịnhMinhThụtrongquátrìnhthựchiệnluậnvăn

Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới thầy hướng dẫn, đã tận tâm hướng dẫnkhoahọcsuốtquátrìnhtừkhilựachọnđềtài,xâydựngđềcươngđếnkhihoànthànhluậnvăn

Tác giả xin trân trọng cảm ơn các thầy cô trong bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa côngtrìnhđã giúp đỡ và tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn này Xin chân thành cảm ơnliên doanh tư vấn CDM SMITH - WSP

sốliệuc ầ n t h i ế t v à t ạ o đ i ề u k i ệ n t h u ậ n l ợ i đ ể t á c g i ả t h í n g h i ệ m t r o n g p h ò

n g v à t á c nghiệptạihiệntrường

DANHMỤCHÌNHẢNH vi

DANHMỤCBẢNGB vii

DANHMỤCCÁCTỪVIẾTTẮT viii

PHỤLỤC ix

MỞĐẦU 1

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤTYẾUBẰNGBẤCTHẤMKẾTHỢPVỚICỐKẾTHÚTCHÂNKHÔNG 4

1.1 Tổngquátvềđấtyếuvànềnđấtyếu 4

1.1.1 Khái niệmvềđấtyếu 4

1.1.2 Kháiniệmnềnđấtyếu 6

1.2 Giảiphápxâydựngcôngtrìnhtrênđấtyếu 7

1.2.1 Mục đíchcủa côngtácxửlýnềnđấtyếu 7

1.2.2 Cơ sởlýthuyếtxâydựngcôngtrìnhtrênnềnđấtyếu 7

1.2.3 Cácgiảiphápxâydựngcôngtrìnhtrênnềnđấtyếu 7

1.3 Cácnhómgiảiphápxửlýtrênnềnđấtyếu 8

1.3.1 Nhómphươngphápcơhọc 8

1.3.2 NhómphươngphápVậtlý 8

1.3.3 Nhómphươngphápthayđất 8

1.3.4 Nhómgiảiphápkhác 8

1.3.5 Đánh giácácgiảiphápxửlýnềnđấtyếu 9

1.4 Sơ lược về phương pháp bấc thấm kết hợp với cố kết hút chân khôngv à g i a tải 11

1.4.1 Sơlượcvềlịchsửpháttriểnvàđặc điểmcủaphươngpháp cốkếthútchânhútchânkhông 11

1.4.2 Giớithiệucáccôngnghệthicông 14

1.4.3 Phân tích ưu nhược điểm của phương pháp bấc thấm kết hợp với cố kếthútchânkhông 17

1.5 Kếtluậnchương1 18

CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU

BẰNGBẤCTHẤMKẾTHỢPVỚICỐ KẾTHÚTCHÂNKHÔNG 19

2.1 Cácphươngpháptínhlúncốkết 19

2.1.1 Phươngphápgiảitích 19

2.1.2 Độlúntheothờigiancủađấtnền 21

2.1.3 Độlúncốkếtcủanềndùngbấcthấm(bàitoáncốkếthaichiều) 21

2.1.4 Độlúncốkếtcủanềngiatảibằnghútchânkhôngkếthợpvớibấcthấm .2 3 2.1.5 Cácphươngphápxácđịnhđộlúntừ kếtquảquantrắc 25

2.2 Cácphươngphápkiểmtraổnđịnhcủanền 27

2.2.1 Phươngphápcânbằnghữuhạn(phương phápphânmảnhBishop) 27

2.2.2 Phươngpháptínhtoánổnđịnhchốnglúntrồi(chốngpháhủynền): 29

2.2.3 Tínhtoánổnđịnhchốnglúntrồikhicóvảiđịakỹthuậttăngcường 30

2.3 Cácyêucầuthiếtkếnềnđườngđắptrên nềnđấtyếu 31

2.3.1 Yêucầuổnđịnhtrượt 31

2.3.2 Yêucầuổnđịnhlún 32

2.4 Kếtluậnchương2 33

CHƯƠNG3:TÍNHTOÁNTHIẾTKẾGIẢIPHÁPXỬLÝĐẤTYẾUN Ề N ĐƯỜNGBẰNGBẤC THẤMKẾTHỢPCỐ KẾTHÚTCHÂN KHÔNG 35

3.1 Giớithiệuvềcôngtrình 35

3.1.1 Quymôđặcđiểmcôngtrình 35

3.1.2 Điềukiệnđịachấtđấtcôngtrìnhkhuvựcdựán: 35

3.2 Kếtquảtínhtoánổnđịnhlúnkhichưaxửlý 37

3.2.1 Độlúncốkếttrướckhixử lý 37

3.2.2 Trìnhtự tínhtoánlúncủanềnđắptrênđấtyếu 38

3.3 Phântíchlựachọntínhtoángiảiphápxử lýnềnđường 45

3.3.1 Luận chứnggiải phápxửlýnền đấtyếu 45

3.3.2 Phântíchlựachọncácgiảiphápxửlýnềnđấtyếu 46

3.3.3 Lựachọngiảiphápxửlýnềnápdụngchođoạntuyến 51

3.4 Tínhtoánphươngphápbấcthấmkếthợpvớicốkếtchânkhôngvàgiatải 52

3.4.1 Thiếtkếtầngđệmcát 52

3.4.2 Tínhtoánthiếtkếbấcthấm 52

3.5 Quantrắctrongquátrìnhthicông 68

3.5.1 Kiểmtrađộcaomặtbằng 68

3.5.2 Quan trắcđộlúnbềmặt 68

3.5.3 Quan trắcáplựcchânkhông 69

3.5.4 Quantrắcáplựcnướclỗrỗng(ALNLR) 70

3.5.5 Ống thoátnước 70

3.6 Quytrìnhthicôngxử lýnền 70

3.7 Kiểmtravà nghiệmthu 71

3.7.1 Lớpvảiđịakỹthuậtngăncách 71

3.7.2 Tầngđệmcátthoátnướcngangvàhệthốngthoátnướcbềmặt 72

3.7.3 Thicôngcắmbấc,hàokínkhíhoặctườngkínkhí 72

3.7.4 Hệthốngthiếtbịquantrắc 72

3.7.5 Hệ thống ống hút nước ngang, ống hút chân không và bản thoát nướcngang 73

3.7.6 Kiểmtramàngkínkhí 73

3.7.7 Độkínkhíkhigiatảihútchânkhông 73

3.7.8 Lớpbùlúnvàđắpgiatảithêm 73

3.8 Kếtluậnchương3 74

CHƯƠNG 4 CHUYÊN ĐỀ KỸ THUẬT TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN VÀ ỔN ĐỊNH CỦANỀNĐƯỜNGBẰNG PHẦNMỀMĐỊAKỸTHUẬT 75

4.1 Mụcđích 75

4.2 GiớithiệuphầnmềmGeostudio2012 75

4.2.1 GiớithiệuchungvềphầnmềmGeostudio2012vàmodulSIGMA/W 75

4.3 TrinhtựtínhtoánổnđịnhbằngGeostudiovớimodulSIGMA/W 76

4.3.1 Mô hìnhbàitoáncốkếtchânkhông 76

4.3.2 Môphỏngvàcácbướcthựchiện 77

4.4 Đánhgiásốliệuquantrắc 84

4.4.1 Xácđịnhđộlúncuốicùngtừ sốliệuquantrắc 84

4.4.2 Đánh giásốliệuquantrắcsovớisốliệutínhtoán 87

4.5 Kếtluậnchương5 88

KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 89

TÀILIỆUTHAM KHẢO 90

DANHMỤCHÌNH ẢNH

Hình1.1Môhìnhhoákiểulòxochoquátrìnhcốkết 12

Hình1.6Bơmhútnướctrênbềmặtmànkín 18

Hình2.1Biểuđồđolúntheothờigianquantrắc 25

Hình2.2Biểuđồxácđịnhhệsốα vàßtheophươngphápHyperbolic 26

Hình2.3BiểuđòquanhệđộlúnSt=f(t)(tríchdẫnmục[13]) 26

Hình2.4BiểuđòquanhệđộlúnSi=f(Si-1)(tríchdẫnmục[13]) 27

Hình2.5SơđồtínhổnđịnhtrượttheophươngphápBishop 28

Hình2.6 Sơđồ xácđịnhNctheophương pháp Mandle-Salencon 29

Hình2.7Sơđồtínhtoánổnđịnhtrượtkhicóvảiđịakỹthuậtgiacường 30

Hình3.6 Sơđồ đàomộtphầnđấtyếu 46

Hình3.7Sơđồbốtrívảiđịakỹthuật 48

Hình3.8Sơđồcắmbấcthấm 49

Hình3.9Biểuđồđộlúntheothờigiansauxửlý 65

Hình3.10Biểuđồkiểmtraổnđịnhsauxửlý 68

Hình3.11Biểuđồđolúntạikm19+080 69

Hình4.1Sơđồtrìnhtựgiảibàitoánbấcthấm+cốkếtchânkhông+đắpGĐ 76

Hình4.2Môhìnhbàitoán 78

Hình 4.3Môhìnhkhaibáođầy đủ 80

Hình4.4Sơđồgiatảiđắp 81

Hình4.5ĐườngđẳngchuyểnvịtheophươngYgiaiđoạn1 82

Hình4.6ĐườngđẳngchuyểnvịtheophươngYgiaiđoạn2 83

Hình4.7ĐườngđẳngchuyểnvịtheophươngYgiaiđoạn3 83

Hình4.8ĐườngđẳngchuyểnvịtheophươngYgiaiđoạn4 83

Hình4.9ĐườngđẳngchuyểnvịtheophươngYgiaiđoạn5 84

Hình4.10BiểuđồquanhệđộlúnSi=f(si-1) 85

Hình4.11Biểuđộđộlúntheothờigiantạitimđường 87

Bảng1.1 Đánhgiá cácphươngphápxửlýnềnđấtyếu 10

Bảng 2 1 Phần độ lún cố kết cho phép còn lại ΔS tại trục tim của nền đường sau S tại trục tim của nền đường sau khihoànthànhcôngtrình 33

Bảng3.1Thôngsốđấtnềntínhtoánxử lý 36

Bảng3.2Bảngtínhtoánlúntạitimđường 41

Bảng3.3BảngtínhtoánlúntạilềđườngB 42

Bảng3.4Bảngtínhlúntạichântaluy 43

Bảng3.5Bảngtổnghợpkếtquảtínhlúntạicácvịtrícủanềnđường 44

Bảng3.6Bảngxácđịnhđộcốkếttheokhoảngcách 53

Bảng3.7Bảngthôngsốbấcthấm 54

Bảng3.8Thôngsốcốkếttínhtoán 54

Bảng3.9Bảngtổnghợpđộcốkếttheothờigian 59

Bảng3.10Kếtquảtínhlúntạigiaiđoạn1 60

Bảng3.11Bảngkếtquảtínhlúngiaiđoạn2(áplựctínhtoán6.5T/m2) 61

Bảng3.12Bảngkếtquảtínhlúngiaiđoạn3 62

Bảng3.13Bảngkếtquảtínhlúngiaiđoạn4 63

Bảng3.14Bảngkếtquảtínhlúngiaiđoạn5 64

Bảng 4.1Kếtquảtínhđộlúntheogiaiđoạnđắp 82

Bảng4.2Sốliệuquantrắclúntheokhoảngtheothờigiant 84

Bảng 4.3Sốliệuquantrắclúntạikm19+080 86

đ ư ờ n g b ằ n g bấc thấm kết hợp với cố kết hút chân không đoạn từ km 18+000 ÷19+277 đoạn nốiCaolãnhVàmCốnglàcấpthiết,cóýnghĩakhoahọcvàýnghĩathựctiễn.Đoạn đường này kết nối Cao Lãnh Vàm Cống, tuyến đi mới qua khu đất nôngnghiệpvà giáp khu dân cư địa phận Cão Lãnh Khu vực tuyến đi qua có dạng địa mạotrầmtích do quá trình bồi tích – lũ tích trong Kỷ Đệ Tứ tạo thành vùng đầm lầy tích tụphùsa, chịu ảnh hưởng của mực nước trong cács ô n g l ớ n k h i t h ủ y t r i ề u

l ê n S ố l i ệ u k h ả o sát địa chất công trình dọc tuyến cho thấy khu vực dự kiếnxây dựng có điều kiện địachất không đồng nhất Các lớp đất yếu nằm gần ngay bề

tuyếnvớichiềudàybiếnđổi.Dovậy,việcxâydựngtuyếnđườngphảicócácbiệnphápxửlý nền đất yếu mới đảm bảo các điều kiện ổn định, điều kiện khai thác bình thường vàbềnvữngcủatuyếnđường

Hiện nay, có nhiều giải pháp xử lý nền đất yếu, nhưng lựa chọn giải pháp xử lýphùhợp phải được dựa trên sự phân tích, so sánh, đánh giá đặc điểm cấu trúc địa chấtvớiquy mô và các yêu cầu kỹ thuật đặt ra cho công trình Tuy nhiên, với chiều dàituyếnlớn, khối lượng tính toán nhiều, do đó cần phải phân chia đoạn dựa trên cấu trúcnềnđịa chất, lựa chọn mặt cắt tính toán hợp lý đối với đặc điểm cấu trúc địa chất vàquymô, tải trọng công trình Với đặc điểm cấu trúc nền đất yếu dày, thời gian thi cônggấpviệc sử dụng biện pháp xử lý nền đường đất yếu bằng bấc thấm kết hợp gia tải cốkếthútchânkhônglàmộtbiệnpháphợplý

Do đó, đề tài“Nghiên cứu xử lý đất yếu nền đường bằng bấc thấm kết hợp cố kết hútchân không đoạn từ km 18+000 ÷ 19 + 277 đoạn nối cao lãnh Vàm Cống”có

tínhcấpthiếtvàýnghĩathựctiễnquantrọng

2 Mụcđíchnghiêncứu

- Phântíchcácphươngánxửlýnền,đềxuấtphươngánbấcthấmkếthợpvớicốkếthútchânkhôngvàđánhgiáđiềukiệnápdụng,mứcđộtincậytrongtínhtoán

- Làmtàiliệuthamkhảochocáccôngtrìnhtươngtự

3 Đốitượngvàphạmvi nghiêncứu

- Đốitượngnghiêncứugiảiphápxửlýnềnđườngbằngbấcthấmkếthợpvớicốkếthútchânkhông;

- Phạm vinghiên cứuđoạn tuyếntừ km 18+00 ÷ 19+277 đoạn nốiCao LãnhVàmCống;

- Phươngphápnghiêncứuthựcnghiệmtrênkếtquảquantrắc(Chương4);

- Môhìnhtínhtoánbằng phầnmềmGeostudio2012(Chương4)

6 Ýnghĩa khoa họcvàthựctiễncủađềtài

- Kếtquảcủađềtàinghiêncứugópphầnbổsungchocáctàiliệuthamkhảokhithiếtkế,xâydựngchocáccôngtrìnhtươngtự

- Xâydựngcơsởlựachọnthiếtkếxửlýnềnđấtyếuthíchhợpvềkỹthuậtvàkinhtếchođoạntuyếnđườngnày

Chương2:Cơsởlýthuyếttínhtoánxửlýnềnđấtyếubằngbấcthấmkếthợpvớicốkếthútchânkhông

Chương3:Tínhtoánthiếtkếgiảiphápxửlýnềnđườngbằngbấcthấmkếthợpvớicốkếthútchânkhông

Chương4:Chuyênđềkỹthuậttínhtoánđộlúnvàổnđịnhcủanềnđườngbằngphầnmềmđịakỹthuật

Kết luận và kiến

nghị.TàiliệuThamkhảo

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝNỀN ĐẤT YẾU BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP VỚI CỐ KẾT HÚT CHÂNKHÔNG

Theotiêuchuẩn 22TCN262:2000 [1 2] đưaracác tiêuchuẩnnhậnb iế tđấty ế u nhưsau:

-Theonguyênnhânhìnhthành,đấtyếucónguồngốckhoángvậthoặcnguồngốchữucơ:

+ Loại có nguồn gốc khoáng vật thường là sét hoặc sét pha trầm tích trong nước ởvenbiển,vũngvịnh,đầmhồ,đồngbằngtamgiácchâu;loạinàycóthểlẫnhữucơtrongquá trình trầm tích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10 - 12%) nên có mầu nâu đen, xámđen, cómùi Đối với loại này,được xác định là đấty ế u n ế u ở t r ạ n g t h á i t ự n h i ê n ,

đ ộ ẩmcủachúnggầnbằnghoặccaohơngiớihạnchảy,hệsốrỗnglớn(séte≥1,5;sétphae≥1,0;cátphae≥0,9),lựcdínhtheokếtquảcắtnhanhkhôngthoátnướcc≤ 0,1

5 daN/cm2, góc nội ma sát φ từ 0 -100hoặc lực dính theo kết quả cắt cánh hiệntrường cu

< 0,35 daN/cm2 Ngoài ra ở các vùng thung lũng còn có thể hình thànhđấtyếudạngbùncát,bùncátmịn(hệsốrỗnge>1,0độbãohoàG>0,8)

+ Loại có nguồn gốc hữu cơ thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọngthườngxuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa vàphân huỷ,tạoracácvậtlắnghữucơlẫnvớicáctrầmtíchkhoángvật.Loạinàythườnggọilàđất

đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 20 - 80%, thường có màu đen haynâuxẫm, cấu trúc không mịn (vì lẫn các tàn dư thực vật) Đất yếu đầm lầy còn đượcphântheotỷlệlượnghữucơchứatrongchúng:

Trên cơ sởcấu trúcnền địa chất nền đấtyếuđược hiểu là cấu trúcnền có liênq u a n trựctiếp với các thành tạo đất yếu, nó có ý nghĩa quan trọng đến sự mất ổn định củacôngtrình Các lớp đất khác có khả năng chịu lực cao hơn thường là vị trí lựa chọntựacọchaylàgiớihạnxửlýnềncôngtrình

1.2.2 Cơsởlýthuyếtxâydựngcôngtrìnhtrênnềnđấtyếu

Để xây dựng công trình trên nền đất yếu thì phải có các biện pháp kỹ thuật để cảitạokhả năng chịu lực của đất nền Kỹ thuật cải tạo đất yếu cần thiết đưa ra các cơ sởlýthuyết và phương pháp, công nghệ để cải thiện khả năng chịu tải của đất sao chophùhợp với yêu cầu của từng loại công trình khác nhau Nền đất sau khi xử lý gọi lànềnnhântạo

Công tác xửlý nền đấtyếu, lựa chọn giải pháp xửlý khi xây dựng công trìnhp h ụ thuộcvào điều kiện như: đặc điểm quy mô, tải trọng và loại công trình, đặc điểm củacấutrúc nền, thiết bị và điều kiện thi công, yêu cầu tiến độ Với từng điều kiện cụ thểmàngười thiết kế đưa ra các giải pháp xử lý hợp lý riêng biệt hoặc kết hợp với nhauđểdựbáohiệuquảcaonhất

Phương pháp đóng các loại cọc vật liệu rời như cát, sỏi, đá dăm Các loại cọc đóngnàyngoài việc nén chặt đất (giảm độ rỗng của đất) chúng còn tăng cường khả năng thoátnước cho nền đất giúp tăng khảnăng cố kết của nền đất Sử dụng hiệu quả cho các loạiđất có lỗ rỗng lớn, các loại đất yếu như bùn cát, á sét, ácát Sử dụng cọc vật liệu rời cóthểnénchặtđấtchocảcáclớpđấtyếudướisâu.

1.3.2 Nhóm phươngphápVậtlý

Gồmcácphươngpháphạthấpmựcnướcngầm,phươngphápgiếngcát,bấcthấm,điệnthấm … hoặckết hợp bấc thấm kết hợp và gia tải trước, bấc thấm kết hợp hút chânkhông

loạiđấtnhưcátxốp,cácloạiđấtcóđộrỗnglớn,cácloạiđánứtnẻ,cácloạisétyếu,cácloạicát,ácát,ásétbãohòanước.Thaythếlớpđấtdướiđếmóngbằngloạiđấtkháctốt hơn:đây là một phương pháp ít được sử dụng Để khắc phục vướng mắc do gặplớpđấtyếuphânbốngaydướiđáymóng,ngườitathaymộtphầnhoặctoànbộnềnđấtyếu

bằng lớp đất mới có tính bền cơ học cao, như làm gối cát, đệm cát Phương phápnàyđòihỏikinhphíđầutưlớnvàthờigianthicônglâudài.

b) Nhóm phương pháp lợi dụng thi công để xử lý nền: Điều chỉnh tiến độ thicông:tăng tải dần hoặc xây dựng từng bộ phận công trình theo từng giai đoạn nhằmcải

thiệnkhảnăn gc h ị u l ực c ủ a n ề n đ ấ t , cân bằn g đ ộ l ú n g iữ a cá c b ộ phậnc ủ a kế t cấuc

ôn gtrình Đối với việc xử lý nền khối đắp (đê, đường, kho bãi, ), yêu cầu xử lý với diệntích rất lớn, yêu cầu độ lún dưkhông quá nghiêm ngặt như xử lý nền móng chocáccôngtrìnhxâydựng.Hiệnnay,thườngápdụngcácgiảiphápxửlýnhưsau:

Bảng1.1 Đánhgiá các phươngpháp xử lýnềnđấtyếu

TT P Pháp Nộidung Tácdụng Phạm vi ápdụng

1 Xửlýnềnbằn

gđ ệ m cát

Đào bỏ lớp đất yếu,thaythế bằng cát hạt trung,hạtthôvàđầm chặt

Tăng khả năngchịutải của nền, tăngổnđịnh của côngtrình,giảm chiều sâuchônmóng nên giảmkhốilượngv ậ t l i ệ u l

à mmóng

Lớpđấtyếuc ó chiềudày<3m,khôngsửdụngkhinềnđấtcóM N ngầm

cátkémổ nđ ịn h, hạMNngầm tốnkém

10-15T

Tăng cường độ,sứcchịutải,giảmtínhnénlún củađất nền

Đất có lỗ rỗnglớn,cát tơi, đất chưanénchặt

3 Giat ả i n é n

trước

Chấttảitrọng(gạch,đ á , cátsỏi )bằnghoặcl ớ n hơn

tải trọngTK

Tăng sức chịu tảicủađất nền, tăng nhanhcốkếtvàổn định lún

Cátphabãohoànước,sétpha,bùnsét,thanbùn

4 Xửlýnềnbằn

gcọccát

40cmđượcđóngbằng công nghệrung

Cọccátđườngkính30-ốngốngchốngđểchiếmđ ấ t ,

vàrungđểđầmchặt

Thoátnước,tăngnhanhcốkết,tăngcườngđộcủ

an ề n cọccát(cọccátvàđấtgiữacáccọc)

Nền đất yếu dàyhơn3m, không dùngkhiđấtquánhão

5 Xử lý

nềnbằng

bấcthấm

Chonướctronglỗrỗngcủađất

thấmqual ớ p vảiđịakỹthuậ

t vào lõi chất dẻo, lõinày

là đường tập trung vàdẫn

nướcthoátrakhỏinềnđấtyếu

Tăng tốc độ cốkết,giảmđộrỗng,tăngdung trọng, tăngsứcchịutải

Chiềudàylớpđấtyếulớn,đột h ấ m củanềnđất nhỏ

Cọctre,cọctràmdàitừ2,5-Tăng khả năngchịutảivàgiảmđộlúncủađất nền

Nền đất luôn ởtrạngtháiẩmướt,côngtrìnhcótảitrọngkhônglớn,k h ô n g

đ ấ t và ol ỗk ho an v ớ i t ỷ lệđịnh trước

Giảm độ ẩm 8%),tăng lực dính(1,5-

(5-3lần),t ă n g c ư ờ n g

đ ộ

Đấtsétvàsétphadẻo

nhão, bùn

đấtcốkếtnhanh hơn

Tăng tốc độ cốkết,tăngsứcchịutải,giảmtínhnén lún

xử lý nền đất yếu tại Việt Namcho một số công trình Nhà máy khí điện đạm Cà Mau, nhà máy DAP, nhà máysợiPolyeste Đình Vũ, nhà máy điện chu trình hỗn hợp Nhơn Trạch II, Cảng Đình VũHảiPhòng, dự án đường cao tốc Long Thành – Dầu Giây,… đã đạt hiệu quả cố kếttrongthời gian ngắn, đảm bảo tốt các yêu cầu kỹ thuật.M ớ i đ â y V i ệ n k h o a

h ọ c v à c ô n g nghệ giao thông vận tải biên soạn tiêu chuẩn quốc gia TCVN9842:2013 [13] “xử lýnềnđất yếu bằng phương pháp cố kết hút chân không có màngkín khí trong xây dựngcáccôngtrìnhgiaothông–thicôngvànghiệmthu”

Phântícháplựctrongquátrìnhhútchânkhông:

Hình1.2 Sơđồ phântíchnguyênlýcốkếthútchânkhôngTại điểmAcóđộsâuZ1+Z2vớicaotrình Z2ngangvớicaotrìnhmựcnướcngầm,chịu

t h ự c tế, lực hút chân không tác dụng lên lỗ rỗng trong đất khó đạt đến giá trịP a do tổn thấtáp suất, vùng đất nền xử

lý không thể kín khí hoàn toàn, Do vậy, tính đến hiệu suấtmáybơmlànthì:

t h ố n g t i ê u t h o á t n ư ớ c thẳng đứng Sau đó, các ống dẫn nước ngang nàynối với gờ của hào dung dịchbentonite ở biên khu vực xử lý Các hệ thống này được

khí(thườnglàmàngđịakỹthuậtgeo-membrane)trêntoànbộkhuvựcthicông

Hình1.3SơđồcôngnghệphươngphápMVC

Hình1.4MàngđịakỹthuậtTrong quá trình bơm hút, mực nước ngầm hạ xuống và không khí cũng được rút ra,tạomột vùng áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển trong lớp đất gia tải nằm dưới màng, từ đóhình thành một gia tải phụ do sự chênh lệch về ápsuất không khí ở trên và dưới màngkín khí Phương pháp này luôn đòi hỏi trong quá trình thi công

và bơm hút phải đảmbảo sự kín khí của lớp màng, nếu không nên chỉ hiệu quả khi

xử lý cho diện tíchkhônglớn.Trìnhtựthicôngcủaphươngphápnàygồm06bướcchính:

được nốikín với hệ thống ống tập trung nước dưới mặt đất (phương phápbeaudrain)hoặc nối trên mặt đất sau đó đắp lớp gia tải phủ lên trên (phương phápbeaudrain -S).Sơđồcôngnghệnhư hình1.4.

Hình1.5SơđồcôngnghệphươngphápBeaudrain

1.4.2.3 Hútchânkhôngtheophươngphápbeaudrain

Phương pháp beaudrain tuy thi công đơn giản hơn phương pháp MVC nhưng dobấcthấm nối độc lập với hệ thống ống thoát nước, phải đắp lớp gia tải phía trên,nênphương pháp này thường có giá thành cao hơn và áp lực chân không dễ bị suygiảmlàm giảm hiệu quả cố kết của nền đất Chính vì vậy phươngpháp này ít được sửdụnghơn so với phương pháp MVC Nhận thức được những ưu và nhược điểm trên,năm2000XuShiLong–

ChủtịchhộiđồngquảntrịcôngtycổphầncảngLoanTânHải,đãđềxuấtphươngphápnéntrướcbằngchânkhôngHVDM(HighVacuumConsolidation Method) trên cơ sở phươngpháp MVC, đã được Ủy ban khoa họcThượng Hải – Trung Quốc giám định đạt tiêuchuNn tiên tiến quốc tế Hiện nay,phương pháp này đang được áp dụng rỗng rãi tạiTrung Quốc vàứ n g d ụ n g ở V i ệ t Nam Điểm khác biệt của phương pháp này

so với phương pháp MVC là gia tải trước(tương đương với tải trọng công trình chođến khi nền lún ổn định sau đó dỡ tải) bằngcách bơm nước lên bề mặt khu vực cần xử

cáchlắpđặtcácbiênthoátnướcngang(hình1.5vàhình1.6)

1.4.3 Phântíchưunhượcđiểmcủaphươngphápbấcthấmkếthợpvớicốkếthútch ânkhông

• Ưu điểm:

Côngnghệthicôngphổbiến,thiếtbịthicôngđơngiản,thờigianthicôngtươngđốingắn;Phù hợp với những vị trí có chiều dày lớp đất yếu

lớn ;Vậtliệuđượcsảnxuấttrongnhàmáy

• Nhượcđiểm:

Mức độ rủi ro cao, diễn biến phức

tạp.Tốcđộthoátnướcgiảmtheothờigian

Đánh giá Sơ lược nguyên lý đặc điểm, phầnt í c h ư u n h ư ợ c đ i ể m p h ư ơ n g

p h á p x ử l ý nên đất yếu bằng bấc thấm kết hợp cố kết hút chân không và gia tải

để làm tiên đề choviệctínhtoánlúnổnđịnhcủachươngtiếptheo

CHƯƠNG2CƠS Ở L Ý T H U Y Ế T T ÍN H TOÁN XỬ L Ý NỀ NĐ ẤT Y Ế U BẰN GBẤCTHẤMKẾTHỢPVỚI CỐKẾTHÚTCHÂNKHÔNG

2.1 Cácphươngpháptínhlúncố kết

2.1.1 Phươngphápgiải tích

ĐộlúncốkếtSccủanềnđượcxácđịnhtheophươngphápcộng lúntừnglớp(thamkhảocôngthứct h e o tiêuchuẩnTCN262:2000[12]:

-Khivzi pzi(đấtởtrạngtháichưacốkếtxongdướitácdụngcủatrọnglượngbảnthân,gọilàđấtchưacốkết

Độlúntứcthờicủanềnđượcxácđịnhtheocôngthứcsau:

(2-6)Trong đó:σ - tải trọng tác dụng lên nền

v

Trongđó:hệsốmđượclấytừ1.1÷1.4phụthuộcvàochiềucaolớpđấtđắpgiatảiđặcđiểmnềnđấtyếuvàcácbiệnpháphạnchếchođấtyếukhỏibịđẩytrồingang

Trongđóhệsốmđượclấynhư sau:đốivớiphươngphápgiatảitruyềnthống

lấym=1.1÷1.4,đốivớiphươngphápgiatảibằngchânkhônglấym=0.8÷1.0(không

tínhđếnlúntứcthời,Si)

2.1.2 Độlúntheothời gian củađấtnền

Độ lún cố kết theo thời gian của nền công trình sau thời gian t được xác

địnhtheocôngthứcsau:

Trongđó:Ut–làđộcốkếtcủanềnđấtsauthờigiant,Với:σ,

z-ứngsuấttạimặtthoátnước;

- σ’’ ứng suất tại mặt không thoát

2.1.3 Độlúncố kếtcủanền dùngbấc thấm(bàitoáncốkết haichiều)

Đối với nền dùng bấc thấm, việc tính lún cố kết tương tự như đối với bài toán cốkếtmột chiều Tính độ cố kết theo thời gian được thực hiện trên cơ sở lý thuyếtcủaCarrillo về nghiệm của phương trình (2-3): Khi đó độ cố kết của nền theo thờigian tđượcxácđịnhnhư sau:

Trong đó, Uhvà Uvlà mức độ cố kết theo phương ngang và phương

là L thìD= 1.05L

Ch– hệ số cố kết theo phương ngang, được xác định bằng thí nghiệm hoặc

tínhCh= (2÷5).Ctb

v( t h e o TCVN 9355:2012[13])F(n)–

2.1.4 Độlúncố kếtcủa nền giatảibằnghút chân khôngkết hợpvớibấc thấm

Với phương pháp gia tải bằng hút chân không kết hợp với bấc thấm, việc tính toánđộcố kết dùng công thức Carillo đã được Hansbo cải tiến để xác định vùng xáo động,độcốkếtđượctínhtheocôngthức(2-19).Nhưngởđây:

Cα-hệsốtừbiếncủađất.TrongtrườnghợpkhôngcóCαcóthểđượclấynhưsau:Cα

=0.038Cc

TheoSergeVaraksincóthểlấyCα= 0.0095

Hình2.2BiểuđồxácđịnhhệsốαvàßtheophươngphápHyperbolicVớinhiềuthờiđiểmkhácnhaut,cóthểvẽđươcmộtđồthịquanhệf(t)=(t-t0)/(S-S0,sauđóhệsốβvàvàαcóthểxácđịnhđượcnhưhình2 1

2.1.5.2 Phươngpháp xác định độ lún cuối cùng bằng phương pháp Asaoka (tham khảomục[13])

Hình2.3 BiểuđòquanhệđộlúnSt=f(t)(tríchdẫnmục[13])

2.2 Cácphươngphápkiểmtraổn địnhcủanền

2.2.1 Phươngphápcân bằnghữuhạn(phươngphápphânmảnhBishop)

Đểtínhtoánổnđịnhtrượtcủanềncôngtrình,ápdụngtheophươngphápphânmảnh,mặttrượtcungtròncủaBishop,như hìnhsau:

2.2.2 Phươngpháptínhtoánổnđịnhchốnglúntrồi(chốngpháhủynền):

Đây là phương pháp tính toán đơn giản, thuận tiện cho việc tính toán chiều cao đắpsơbộ Việctính toán được tiến hành bằng cách xem nềnđắptươngtựnhưmộtm ó n g nônghìnhbăngđượcgiớihạnbởiđiểmgiữacủataluynềnđắp.Theo phương pháp của Mandel và Salencon, tải trọng giới hạn trên nền đất có lựcdínhcuđượcxácđịnhnhư sau:

đắp.Theophươngphápnày,nềnđườngđắpổnđịnhkhiFlt≥1,2

Với vùng Ilà vùngkhối trượt, vùngI I l à v ù n g v ả i đ ị a k ỹ t h u ậ t đ ó n g

v a i t r ò n e o g i ữ , lực F là lực kéo mà vải địa kỹ thuật phải chịu (kN/m), Y làcánh tay đòn đối với tâmtrượtnguyhiểmnhất.Khitínhtoánphảiđảmbảocácđiềukiệnsau:

(2-29)