Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)

Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)Nghiên cứu lựa chọn thông số thiết kế cọc đất xi măng xử lý nền đường ở Sóc Trăng – Trà Vinh, ứng dụng cho đường vào cầu C16, khu kinh tế Định An (Luận văn thạc sĩ file word)

BỘGIÁODỤCVÀ ĐÀOTẠO BỘNÔNGNGHIỆPVÀPTNT

TRƯỜNGĐẠIHỌCTHỦYLỢI

HUỲNHVĂNBẰNG

NGHIÊNCỨULỰACHỌNTHÔNGSỐTHIẾTKẾCỌCĐẤTXIMĂNG

XỬLÝNỀNĐƯỜNGỞSÓCTRĂNG-TRÀVINH ỨNGDỤNGCHOĐƯỜNGVÀOCẦUC16,KHUKINHTẾĐỊNHAN

HÀNỘI,NĂM2017

LỜICAMĐOAN

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

Tácgiảluậnvăn

HuỳnhVănBằng

Tôi cũng xin cám ơn sự ủng hộ, động viên tinh thần nhiệt tình củal ã n h đ ạ o

c ô n g t y , gia đình, bạn bè, đồng nghiệp trong suốt thời gian thực hiện luận văn

sựđộngviêncủahọ,tôikhôngthểđiđếnđíchcuốicùngcủachươngtrìnhđàotạothạcsĩ

DANHMỤCCÁCTỪVIẾTTẮTVÀGIẢITHÍCHTHUẬTNGỮ v

DANHMỤCHÌNHVẼ viii

DANHMỤCBẢNGBIỂU x

MỞĐẦU 1

CHƯƠNG 1:TỔNGQUANVỀ CỌCXI MĂNGĐẤT 4

1.1 Lịchsử hìnhthànhvàứngdụngcọcđấtximăng 4

1.1.1 Lịchsử hìnhthànhcọcđấtximăng 4

1.1.2 Tìnhhìnhứngdụngcọcđấtximăngtrênthếgiới 5

1.1.3 TìnhhìnhứngdụngcọcđấtximăngởViệtNam 6

1.2 Đặcđiểmtínhchấtcủacọcximăngđất 8

1.2.1 Vậtliệuchếtạocọc 8

1.2.2 Cácyếutốảnhhưởngđếnsự hìnhthànhcườngđộ 8

1.3Kếtluậnchương1 13

CHƯƠNG 2:NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN THÔNG SỐ THIẾT KẾ CỌC XI MĂNGĐẤTXỬLÝNỀNĐƯỜNGỞSÓCTRĂNG-TRÀVINH 15

2.1 Cơsởlýthuyết 16

2.2 Cấutrúc,tínhchấtnềnđấtyếu ởSócTrăng–TràVinh 17

2.2.1 Đặc điểm,tínhchấtđấtyếuđồngbằngCửuLong[2] 17

2.2.2 Cấutrúc,tínhchấtnềnđấtyếuởSócTrăng,TràVinh 26

2.2.3 Đặcđiểmnướcdướiđất 29

2.3 Nghiêncứuvậtliệutạocọcđấtximăngtrongphòngthínghiệm 31

2.3.1 Thí nghiệm xác định hàm lượng xi măng và sự phát triển cường độ và tính chấtcủavậtliệutạocọcĐXM 31

2.3.2 Phântíchkếtquảthínghiệm 38

2.4 Nghiêncứuđiềukiệnlàmviệccủacọcđấtximăngtạihiệntrường 39

2.4.1 Mụcđích,nộidungnghiêncứu 39

2.4.2 Khoanlõivànénkiểmtracườngđộvậtliệutạocọc 39

2.4.3 Thửtảitĩnhcọc 42

2.4.4 Khảosátkíchthướcvàhìnhdạngcọc 47

2.4.5 Phântích,đánhgiáđiềukiệnlàmviệccủacọc 48

2.5 Đềxuấtlựachọnthôngsốthiếtkếcọcđấtximăng 54

2.5.1 LựachọncácthôngsốcủavậtliệutạocọcĐXM 54

2.5.2 Lựachọncácchỉtiêu,tínhchấtcủađấtnền 55

2.5.3 Lựachọncácthôngsốhìnhhọccủacọc 55

2.5.4 Cácthôngsốkỹthuậtthicôngcọc 59

2.5.5 Kiểmtrachấtlượngcọc 60

2.6 Kếtluậnchương2 62

CHƯƠNG3:ỨNGDỤNGTHIẾTKẾC Ọ C ĐẤTXIMĂNGDỰÁNĐƯỜNGVÀOCẦ UC16,KHUKINHTẾĐỊNHAN 63

3.1 Tổngquanvềcôngtrình 63

3.1.1 Vịtrí,hiệntrạng,đặcđiểmquymôcôngtrình 63

3.1.2 Hiệntrạngcôngtrình 64

3.1.3 Quymôđườngvàocầu 65

3.1.4 Điềukiệntựnhiên 69

3.1.5 Đặcđiểmđịachất 71

3.2 Thiếtkếcọcximăngđất 71

3.2.1 Lựachọncườngđộcủacọcximăngđấtvàxácđịnhhàmlượnghợplý 71

3.2.2 Xácđịnhđườngkínhcọc,chiềudàivàkhoảngcáchgiữacáccọc 72

3.2.3 Tínhtoánnềngiacốbằngcọcximăngđất 73

3.3.Kếtluậnchương3 92

KẾTLUẬNVÀKIẾNNGHỊ 94

I Kếtluận: 94

II Kiếnnghị 96

III Hướngnghiêncứu tiếptheo: 96

TÀILIỆUTHAM KHẢO 98

PHỤLỤCTÍNHTOÁN 100

Acol :Diệntíchcủacọcximăngđất

as :Diệntíchtươngđốicủacọcximăngđất

Asoil :DiệntíchvùngđấtyếucầnđượcgiacốxungquanhcọcximăngB,L,H :Chiềurộng,chiềudàivàchiềucaocủanhómcọcximăng đất.Ccol :Lựcdínhcủacọcximăngđất

Ecol :Môđunđànhồi củacọcximăngđất

Esoil :Môđunđànhồicủavùngđấtyếucầnđược giacố

φtđ :Gócnộima sáttươngđươngcủanềnđấty ế u đượcgiacố.h

i :Bềdàylớpđấttínhlúnthứ i

σ’vo :Ứngsuấtdotrọnglượngbảnthân

Δσ’ v :Giatăngứngsuấtthẳngđứng

σ’p :Ứngsuấttiềncốkết

Qp : khả năng chịu tải mỗi cột trong nhóm

cọc.ffs : Hệ số riêng phần đối với trọng lượng

Hình1.1Ảnhhưởngcủaloạiđất(KaKivàYang,1991) 9

Hình1.2.Ảnhhưởngcủaloạiximăngđếncườngđộnén 10

Hình1.3.Ảnhhưởngcủahàmlượngximăng 10

Hình1.4.Ảnhhưởngcủalượngnướcbanđầu 11

Hình1.5.Ảnhhưởngcủangàytuổi 12

Hình2.1CộtđịatầngđặctrưngởSócTrăng(CầuVĩnhChâu2) 27

Hình2.2MặtcắtđịachấtđặctrưngởTràVinh 28

Hình2.3ĐúcmẫuĐXMthínghiệm 33

Hình2.4QuanhệgiữatỉlệN/XMvàcườngđộnénnởhôngở7ngày 35

Hình2.5Quanhệgiữahàmlượngximăngvàcườngđộnénnởhôngở7ngày 35

Hình2.6.QuanhệgiữatỉlệN/XMvàcườngđộnénnởhôngở14ngày 36

Hình2.7.Quanhệgiữahàmlượngximăngvàcườngđộnénnởhôngở14ngày 36

Hình2.8.QuanhệgiữatỉlệN/XMvàcườngđộnénnởhôngở28ngày 37

Hình2.9.Quanhệgiữahàmlượngximăngvàcườngđộnénnởhôngở28ngày 37

Hình2.10HìnhkhoanlấylõicọcĐXM 40

Hình2.11CườngđộmẫukhoantạiMốACầuC16 42

Hình2.12thínghiệmthử tảitĩnhcọc 43

Hình2.13.Biểuđồquanhệtảitrọng-độlúncọcsố1 45

Hình2.14.Biểuđồquanhệtảitrọng-độlúncọcsố93 46

Hình2.15.Biểuđồquanhệtảitrọng-độlúncọcsố156 46

Hình2.16.ĐàođểlộđầucọcĐXMđểkiểmtrasốlượngvàkíchthước 47

Hình2.17.Quanhệgiữabánkínhcọcvàsứcchịutảicủacọc 56

Hình2.18Quanhệgiữabánkínhcọcvàđộlúncủanềngiacố 56

Hình2.19.Quanhệgiữachiềudàicọcvàsứcchịutảicủacọc 57

Hình2.20.Quanhệgiữachiềudàicọcvàđộlúncủanềngiacố 57

Hình2.21Quanhệgiữakhoảngcáchcọcvàđộlúncủanềngiacố 59

Hình2.22.Sơđồquảnlýchấtlượng 61

Hình2.23.Hệthốngtheodõithicông 61

Hình3.1Vịtrídự áncầuC16 63

Hình3.3TrắcdọcđoạndẫnvàocầutạimốA 66

Hình3.4MặtcắtđịachấtcôngtrìnhC16 71

Hình3.5SơđồxácđịnhLp,Ls 75

Hình3.6MặtbằngbốtrícọcĐXM 76

Hình3.7Sơđồtínhlún 81

Hình3.8SơđồmôphỏngtrongphầnmềmPlaxis 89

Hình3.9:Phânbốứngsuấttrongnềncôngtrình 89

Hình3.10:Phânbốáplựcnướclỗrỗngtrongnềnđất 90

Hình3.11Lướibiếndạngcủanềncôngtrình 90

Hình3.12Chuyểnvịđứng(lún)củacôngtrình 91

Hình3.13.Chuyểnvịđứng(lún)củamặtcắtnềnđườngA-A 91

Bảng2.1.Kếtquảnghiêncứucácđặctrưngkhángcắtcủađấtở ĐồngBằngSôngCửuLongthe

o 20

Bảng2.2T ổ n g hợpcácchỉtiêucơlýcủađấtyếuamQII 2-3vùngđồngbằngCửuLong(1354 mẫu đấtthí nghiệm) 21

Bảng2.3Tổnghợp cácthôngsốcố kếtcủađấtyếuamQII2-3ởĐồngBằngSôngCửuLong 22

Bảng2.4CácchỉtiêucơlýđấttạiSócTrăng(CầuVĩnhChâu2) 27

Bảng2.5CácchỉtiêucơlýđấttạiTràVinh(cầuC16khuKinhtếĐịnhAn) 29

Bảng2.6Mẫunướcmặtởđộsâu 1mét 30

Bảng2.7Mẫunướcngầmởđộsâu30mét 30

Bảng2.8Cườngđộchịunénở7ngàytuổi 35

Bảng2.9Cườngđộchịunénở14ngàytuổi 36

Bảng2.10Cườngđộchịunénở 28ngàytuổi 37

Bảng2.11CườngđộchịunéntạiMốA,CầuC16 41

Bảng2.12.Bảngsốhiệucọc-tảitrọngthínghiệm 43

Bảng2.13.Bảngtổnghợpkếtquảtảitrọng-độlúncọcsố1 44

Bảng2.14.Bảngtổnghợpkếtquảtảitrọng-độlúncọcsố93 44

Bảng2.15.Bảngtổnghợpkếtquảtảitrọng-độlúncọcsố156 45

Bảng2.16.Bảngtổnghợpkếtquảthínghiệmnéntĩnhcọc 46

Bảng2.17C á c chỉtiêukỹthuậtcủaximăngđềnghịsử dụngđểtạocọcĐXM 54

Bảng2.18Mẫunướcmặtởđộsâu1 mét 54

Bảng2.19CácchỉtiêucơlýđấttạiTràVinh 55

Bảng2.20.Tínhtoánsứcchịutảivàbiếndạngcủacọckhibánkínhrcủacọcthayđổi 5 6 Bảng221.TínhtoánsứcchịutảivàbiếndạngcủacọckhichiềudàiLcủacọcthayđổi57 Bảng2.22.Tínhtoánbiếndạngkhimậtđộcọcthayđổi 58

Bảng2.23.Cácthôngsốkỹthuậtứngvớitừngphươngphápphụt 59

Bảng3.1T í n h lúncủađấtnềntựnhiêndướimũicộtđấtgiacố 84

Bảng3.2Cácthôngsốmô hình 88

Bảng 3.3 Độ chênh lệch lún của đoạn 1 đường dẫn theo giải tích và mô phỏng bằngPlaxis 92

MỞĐẦU

1 Tínhcấpthiết của Đềtài

- Khi xây dựng các công trình trên nền đất yếu cần phải có các biện pháp xử lý, nhấtlànhững khu vực có tầng đất yếu khá dày như ở đồng bằng sông Cửu Long nói chungvàđặcbiệtlàởSócTrăng,TràVinhnóiriêng

- ĐXM là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếuđược áp dụng rộng rãi chocáccông trìnhxây dựnggiao thông,thuỷ lợi, sân bay, bếncảng…ĐXM có thểs ử

d ụ n g làm tường chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia

cố đấtxung quanh đường hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia

cố nềnđường, mố cầu dẫn Điều đó cho thấy thực tế nhu cầu xử lý nền bằng cọc đất

xi măngtương đối lớn Tuy nhiên do tính mới mẻ của công nghệ, sự hạn chế về nghiêncứu,kinh nghiệm của các đơn vị tham gia, sự phức tạp trong kiểm soát chất lượng và

áp lựccủa tiến độ nên thiết kế thường chưa hợp lý, chưa phù hợp với điều kiện làm việc thựctế của ĐXM dẫn đến nhữngkhó khăn trong quá trình triển khai và sự lãng phí về kinhtế

- Để khắc phục vấn đề trên, việc nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và nghiêncứuthực nghiệm khả năng làm việc của ĐXM tại hiện trường để lựa chọn thông sốthiết kếhợp lý nhằm tăng tính khả thi và tăng hiệu quả kinh tế cho dự án tránh được những rắcrối và lãng phí không cầnthiết đồng thời là gợi ý cho các dự án tương tự, làm sángtỏnhiềuvấnđềbốirốitrongcôngtácthiếtkếcọcximăngđất.Vìvậyviệcnghiêmcứuđề tàinày là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn, đáp ứng yêu cầu kinhtế-xãhộiđốivớicáccôngtrìnhsắptriểnkhaitrênđịabàntỉnhSócTrăng,TràVinh

2 Mụcđíchnghiêncứu

- Lựa chọn các thông số thiết kế ĐXM phù hợp với đặc điểm cấu trúc, tính chấtcủanền đất yếu ở Sóc Trăng - Trà Vinh trong xử lý nền đường đảm bảo hiệu quả kinh

tế -kỹthuật

- Nghiên cứu thực nghiệm khả năng làm việc của cọc ĐXM tại hiện trường, từ đó

sosánh, kiến nghị lựa chọn các thông số thiết kế phù hợp với cấu trúc, tính chất củanềnđất yếu, nhằm tăng tính khả thi và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của CĐXM trong xửlýnềnđường;

- Ứngdụngthiếtkếchocôngtrìnhthựctế:ĐườngvàoCầuC16,khukinhtếĐịnhAn.

5 Cáchtiếpcậnvàphươngpháp nghiêncứu

Đề tài được nghiên cứu theo phương pháp lý thuyết, thực nghiệm và phương phápmôhìnhsố

- Phương pháp phân tích, tính toán lý thuyết để phân tích, xử lý và lựa chọn thông

sốthiết kế ĐXM từ các kết quả thí nghiệm trong phòng và hiện trường; cách tính môđunđàn hồi của cọc đất; phương pháp tính lún; những căn cứ và kinh nghiệm lựa chọncácthôngsốvềđườngkinh,khoảngcách,cườngđộvàchiềudàicọc,

- Phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu sự phát triển về cường độ của vật liệu

vàkhảnănglàmviệccủaĐXMtạihiệntrường;

- Phương pháp mô hình số: Sử dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng, tính toán, thiết

kếĐXM và so sánh các phương án với các thông số thiết kế khác nhau đã được phântíchlựachọntừ bướcnghiêncứulýthuyếtvàhiệntrường

6 Kếtquảđạtđược

- Hiểu được cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, lựa chọn các thông số thiết kế

cọc(ĐXM);

- Xác định được ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến chỉ tiêu chất lượng (cườngđộ,biếndạng, )vàsự pháttriểncườngđộcủavậtliệutạocọcĐXM;

- Làmrõ khả năng làm việc thực tế, tính khả thi của cọc ĐXM trong điều kiện nềnđấtyếuởkhuvựcnghiêncứuquakếtquảthínghiệmtạihiệntrường;

- Đềxuấtlựachọncácthôngsốthiếtkếphùhợpvớicấutrúc,tínhchấtcủanềnđấtyế

u đảm bảo hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của cọc ĐXM trong xử lý nền đường ở SócTrăng-TràVinh;

- Ứngdụng thiết kế cọc ĐXM công trình thực tế: Đường vào Cầu C16, khu kinhtếĐịnhAn,đểminhchứngcụthểchokếtquảnghiêncứu

- Phương pháp cọc trộn tại chỗ, gọi là “Mixed In Place Pile”, (gọi tắt là phương

phápMIP) dùng chất liên kết là vôi do nước Mỹ nghiên cứu thành công đầu tiên sauđạichiếnthếgiớithứ2năm1954,khiđódùngcọccóđườngkínhtừ0,3÷0,4m,dài10-12

m Nhưng cho đến 1996 cọc đất gia cố xi măng với mục đích thương mại mới đượcsửdụngvớisốlượnglớn[1]

- Sự phát triển của công nghệ trộn sâu bắt đầu từ Thụy Điển và Nhật Bản từ

nhữngnăm 1960 Trộn khô dùng vôi hạt (vôi sống) làm chất gia cố đã được đưa vàothực tế ởNhật vào giữa những năm 1970 Cũng khoảng thời gian đó trộn khô ở Thụy Điển dùngvôi bột trộn vào để cải tạo các đặc tínhlún của đất sét dẻo mềm, mềm yếu Trộn ướtdùng vữa xi măng làm chất gia cố cũng được áp dụngtrong thực tế ở Nhật từ giữanhữngnăm1970

- Năm 1967, Viện nghiên cứu hải cảng và bến tàu thuộc Bộ giao thông vận tảiNhậtBản

bắt đầu các thí nghiệm trong phòng sử dụng vôi cục hoặc vôi bột để xử lý đất biểnbằngphương pháp trộn vôi dưới sâu Công việc nghiên cứu bởi Okumura, Terashivànhữngngườikhácsuốtnhữngnămđầucủathậpniên70

- Năm 1974, Viện nghiên cứu hải cảng và bến tàu báo cáo phương pháp trộn vôi

dướisâuđãđượcbắtđầuứngdụngtoàndiệntạiNhậtBản

- Năm 1976, viện nghiên cứu công chánh thuộc Bộ xây dựng Nhật Bản hợp tác

vớiViệnnghiên cứu máy xây dựng Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu phương pháp trộnphunkhô dưới sâu bằng bột xi măng, bước thử nghiệm đầu tiên hoàn thành vào cuốinăm1980

- Năm1977,NhậtBảnlầnđầutiênphươngpháptrộnximăngdướisâuápdụngtrên

1.1.2 Tìnhhìnhứngdụngcọcđấtximăngtrênthếgiới

- Những nước ứng dụng công nghệ DM nhiều nhất là Nhật Bản Theo thống kêcủahiệp hội ĐXM (Nhật Bản), tính chung trong giai đoạn 1980-1996 có 2345 dự án,sửdụng 26 triệu m3đất gia cố xi măng Riêng từ 1977-1993, lượng đất gia cố bằng DMởNhật vào khoảng 23,6 triệu m3cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng300dựán.Hiệnnayhàngnămthicôngkhoảng2triệum3[1]

- TạiTrung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từcuốinhững năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hỏi phương pháp trộn vôi dướisâu vàĐXM ở Nhật Bản Thiết bị DM dùng trên đất liền xuất hiện năm 1978 và ngaylập tứcđược sử dụng để xử lý nền các khu công nghiệp ở Thượng Hải Tổng khốilượng xử lýbằng DM ở Trung Quốc cho đến nay vào khoảng trên 1 triệu m3 Từ năm

1987 đến1990, công nghệ DM đã được sử dụng, tổng cộng 513.000m3đất được gia cố,bao gồmcácmóngkè,móngcủacáctườngchắnphíasaubếncậptàu

- Đến năm 1992, một hợp tác giữa Nhật và Trung Quốc đã tạo ra sự thúc đẩychonhữngbướcđầutiêncủacôngnghệĐXMởTrungQuốc,côngtrìnhhợptácđầutiênl

à cảngYantai Trongdự án này 60.000m3xử lý ngoài biển đãđượcthiếtkếvàt h i côngbởichínhcáckỹsư TrungQuốc

- TạiChâu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan Trongnăm1967, Viện Địa chất Thụy Điển đã nghiên cứu các cột vôi theo đề xuất của Jo.KjeldPáue sử dụng thiết bị theo thiết kế của Linden - Alimak AB (Rathmayer, 1997).Thửnghiệm đầu tiên tại sân bay Ska Edeby với các cột vôi có đường kính 0,5m vàchiềusâu tối đa 15m đã cho những kinh nghiệm mới về các cột vôi cứng hoá(Assarson,1974) Năm 1974, một đê đất thử nghiệm (cao 6m, dài 8m) đã được xâydựng ở PhầnLan sử dụng cột vôi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hìnhdạng và chiều dàicộtvềmặtkhảnăngchịutải

- Từnhững năm 1970 và đến những năm 1980, các công trình nghiên cứu và ứngdụngtập trung chủ yếu vào việc tạo ra vật liệu gia cố, tối ưu hoá hỗn hợp ứng với các loạiđấtkhácnhau

- Năm 1993, Hiệp hội DJM (Deep jet mixing -phun trộn khô dưới sâu) của Nhật

Bảnxuất bản sách hướngdẫn những thông tinm ớ i n h ấ t t h i ế t k ế v à t h i

c ô n g c ọ c đ ấ t x i măng

- Năm 1996, hơn 5 triệu m3cọc vôi và vôi xi măng đã được thi công tại Thụy Điểnkểtừ năm 1975 Sản phẩm từng năm tại Thụy Điển và Phần Lan lúc bấy giờ là cùngsảnlượngnhư nhau

- Vào tháng 11 năm 1999 một hội nghị quốc tế về phương pháp trộn khô được tổ

chứctạiStokholm,ThụyĐiển

- TạiMỹ, việc xử lývà nâng cấp các đập đất nhằm đáp ứngmụct i ê u a n t o à n

t r o n g vận hành và ngăn ngừa hiện tượng thấm rất được quan tâm CĐXM đã đượcứng dụngđểnângcấpcácđậpđấthiệncó,tạoracáctườngchốngthấm

- TạiBungari, nền đường sắt thường được xây dựng bằng sét vì khó kiếm ra đất

- Xu hướng phát triển của công nghệ ĐXM trên Thế giới hiện nay hướng vào việc

khaithác mặt mạnh của ĐXM Khi mới phát minh, yêu cầu đối với ĐXM ban đầu chỉ lànhằm đạt được cường độ cao

và chi phí thấp; nhưng gần đây do những nan giải trongxây dựng đã đặt ra những yêucầu cao hơn về sự tin cậy và hoàn chỉnh của công nghệ.Xu thế quan trọng của côngnghệ này là ở chỗ nó cho phép xử lý tại chỗ và cô lập cácchất ô nhiễm trong đất, hứahẹn cho những nghiên cứu tiếp tục Trong lĩnh vực chốngđộng đất, người ta đang tiếptục nghiên cứu ứng dụng ĐXM nhằm ngăn chặn sự hoálỏng đất, tìm ra những phương

án có hiệu quả kinh tế, sử dụng vật liệu có sợi để chịuđượcuốnkhicóđộngđất

1.1.3 TìnhhìnhứngdụngcọcđấtximăngởViệtNam

- Năm1969ThụyĐiểnđãviệntrợmáythicôngtheocôngnghệnàychochínhquyền

Sài Gòn và được ứng dụng ở một số công trình đường Tại Miền Bắc đầu nhữngnăm1970 Thụy Điển cũngviện trợ cho Viện Khoa học Công nghệ xây dựngmộtm á y tương tự và đã thi công thí nghiệm cho một số công trình nhà ở Hà Nội Dotrong hoàncảnh khi đó giá thành xi măng cao, công nghệ xử lý tốn kém so với công nghệ gia cốthông thường, nhu cầu

xử lý nền đất yếu còn thấp, nên công nghệ này không được ứngdụng

- Vào năm 2000 do yêu cầu thực tế, phương pháp này được áp dụng trở lại, khicôngtrình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy nhiên có hiệu quảkinh tếcao.ĐơnvịđưatrởlạiphươngphápnàybanđầulàCOFECvànaylàE&CConsultants

- Năm 2002 đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng ĐXM vào xây dựng các côngtrìnhtrên nền đấty ế u ở Việt nam Cụ thể như: Dự án Cảng Ba Ngòi (Khánh hoà) đãsửdụng 4000m cọc đất xi măng có đường kính 600mm thi công bằng trộn khô;Năm2003, một Việt kiều ở Nhật đã thành lập công ty xử lý nền móng tại TP Hồ ChíMinh,ứngdụngthiếtbịtrộnkhôđểtạocọcđấtximănglồngốngthép

- Năm 2004 CĐXM được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà máy nước ở huyệnVụBản, tỉnh Nam Định, xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình vũ (Hải Phòng).Cácdự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trong khoảng 20m.Tháng 5năm 2004, các nhà thầu Nhật bản đã sử dụng Jet-Grouting để sửa chữa khuyếttật chocáccọcnhồicủacầuThanhtrì(Hànội)

- Ởnước ta, giải pháp này được sử dụng để gia cố nền nhà, công trình xây dựngthủylợi,côngtrìnhxâydựngg i a o thông.Trongvàinămgầnđâycôngnghệnàyđãđượcáp dụng tại công trình kè chống xói lở bờ sông khu đô thị mới An Phú Thịnh - Tp QuiNhơn, tỉnh Bình Định, nhà máynước huyện Vụ Bản (Hà Nam), Cảng dầu khí VũngTàu, sửa chữa chống thấm choCống Trại (Nghệ An), cống D10 (Hà Nam), Cống RạchC (Long An), bệ bình chứa dầu của Tổng khoxăng dầu Cần Thơ, dự án đường cao tốcTP Hồ Chí Minh đi Trung Lương, đại lộ Đông Tây-TP HồChí Minh, Đường cao tốcThành phố Hồ Chí Minh–Long Thành–Dầu Giây, nâng cấp

đườnglănvàsânđỗmáybaycảnghàngkhôngCầnThơ,CaotốcBếnLức-LongThành,Dự

án đường Liên cảng Cái Mép-Thị Vải, đường Láng - Hòa Lạc và đặc biệt là cáccảngnằmở k h u v ự c B à R ị a – V ũ n g T à u n h ư S P -

P S A , S I T V N g o à i v i ệ c g i a c ố n ề n đ ấ t yếu,c ọ c đ ấ t x i m ă n g c ò n đ ư ợ c ứ n g d ụ

n g t r o n g c á c l ĩ n h v ự c n h ư : x â y d ự n g t ư ờ n g chốngthấm,chốngđỡthànhhốmóng,giảmnhẹvàngănchặnsựhóalỏng

- Khi áp dụng giải pháp này cần có những điều tra, nghiên cứu về hàm lượng hữu

cơ,thành phần khoáng hóa của đất yếu vì nếu đất có hàm lượng hữu cơ lớn hoặc có độpHnhỏ thì cường độ củac ọ c đ ấ t x i m ă n g s ẽ t ă n g k h ô n g n h i ề u V ớ i

ư u đ i ể m l à t h ờ i g i a n thi công nhanh, sử dụng được vật liệu địa phương, giá

nghệnàyđangdầnđượccácnhàquảnlý,thiếtkếvàthicôngquantâmkhigặpđấtyếu

1.2 Đặcđiểmtínhchấtcủacọcximăngđất

1.2.1 Vậtliệuchế tạocọc

1.2.1.1 Ximăng

- Xi măng dùng thi công cọc ĐXM phải được lựa chọn để đảm bảo cường độ yêu

cầuvà khả năng thi công Một số loại xi măng tiêu chuẩn có thể dùng trong thi côngcọcđấtximăngnhư sau:

+Xi măng lòcao;

+Xi măng Poóclăngthôngthường

+ Xi măng đã được xác nhận là đảm bảo điều kiện cường độ yêu cầu thông quathínghiệmtrộnthử đượctiếnhànhtrướckhithicông

1.2.1.2 Nước

- Nước để trộn vữa gia cố nên dùng nước ngầm khai thác tại chỗ là phù hợp

nhất.Nguồn nước yêu cầu phải sạch, không lẫn váng dầu mỡ công nghiệp, muối acid,

khácnhau.

- Bảnchất hóa lý của đất (như đường cong thành phần hạt, hàm lượng ngậm nước,giớihạn Silicat và nhôm, pH của nước lổ rỗng và hàm lượngmùn hữuc ơ ) ả n h đ ế n

t í n h chấtcủakhốiximăng-đất

Hình1.1Ảnhhưởngcủaloạiđất(KaKivàYang,1991)

- Cầnđặc biệt chú ý trường hợp đất có hàm lượng hữu cơ cao, và những nơi màhàmlượng muối trong đất lớn, đặc biệt là muối Sunfat, chúng có thể ngăn cản quátrìnhHydrat hóa của xi măng Một số công trình gặp khó khăn khi xử lý đất có hàmlượngmuối lớn (như các dảiđất ngậpmặnvenbiển) thì cóthểk h ắ c p h ụ c b ằ n g

c á c h t ă n g hàm lượng xi măng Bởi vì nhiều công trình nghiên cứu đã chỉ ra rằngcác khoáng chấtMônmôrilônit phản ứng dễ dàng hơn muối Illite do tinh thể cấu tạo đơn giản và các đấtcó chứa Mônmôrilônit vàKaolanh ảnh hưởng đến phản ứng Puzzolan mạnh hơn đất cóchứamuốiIllite

Biểu đồ: Quan hệ giữa hàm lượng xi măng -loại xi măng và cường độ nén nở hông ở 28 ngày tuổi

300 280 260 240 220 200 10.015.020.025.030.035.040.0

Hàm lượng xi măng

Xi măng Holcim stable soil

Xi măng Tây Đô

Xi măng Nghi Sơn

- Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng (sử dụng với khối lượng lớn) theo phân bố

thànhphần hạt được trình bày ở hình 1.3 (Kaki và Yang, 1991).N ó i c h u n g n ế u

h à m l ư ợ n g sét tăng thì số lượng xi măng yêu cầu cũng tăng; có thể đó là do vớicác hạt nhỏ thìdiệntíchbềmặtlớnvàlượngtiếpxúcgiữaximăngvàcáchạtđấtsẽtăng

- Khi lượng xi măng tăng thì cường độ của xi măng đất cũng tăng, phụ thuộc vào

1.2.2.4 Ảnhhưởngcủahàmlượngnước

- Việc tăng lượng nước trong đất sẽ làm giảm cường độ khối xi măng đất Hình1.4(Endo, 1976) cho thấy ảnh hưởng của hàm lượng nước thay đổi từ 60 đến 120%trênmẫu thí nghiệm cho một loại đất biển xử lý với 5 đến 20% xi măng, sau 60 ngàyninhkết.Kếtquảchothấycườngđộgiảmchomọihàmlượngximăng

Hình1.4.Ảnhhưởngcủalượngnướcbanđầu

1.2.2.5 Ảnhhưởngcủađộp H

- Các kết quả cho thấy rằng trong một phạm vi nhất định, độ pH của đất có ảnhhưởngtích cực hoặc tiêu cực đến cường độ của mẫu xi măng - đất Trong giới hạn này,cườngđộ nén nở hông không đơn giản phụ thuộc vào độ pH của đất mà còn dựa vào độ ẩmcủa đất (tức là lượng nước

có chứa trong đất), xét đến các ảnh hưởng của tỷ lệ giữanước hàm lượng xi măngtương ứng đến cường độ nén nở hông Đất có độ pHtrọngphạmvi 5 , 0 đ ế n 6 , 3 c ó ả n h h ư ở n g t í c h c ự c đế n c ư ờ n g đ ộ n é n n ở h ô n g c ủ a m

ẫ u x i măngđất.ĐộpHcàngtăngthìcườngđộcủaximăng-đấtcàngtăng

1.2.2.6 Ảnhhưởngcủađộrỗng

- Cáckết quả thí nghiệm cho thấy rằng hệ số rỗng e0có ảnh hưởng không lớn đếncường

độ nén nở hông của mẫu ĐXM Tuy nhiên, biểu đồ trên cũng chứng minhrằng,cómộtxuhếảnhhưởng:độrỗngcànglớnthìcườngđộmẫuĐXMcàngcao

- Độ rỗng trong đất càng lớn thì khi trộn xi măng vào đất, khả năng lắp đầy củaximăng vào các lỗ rỗngtrong đất càng cao, tạo nên khả năng gia cố nền đấty ế u l à

r ấ t lớn

1.2.2.7 Ảnhhưởngcủađiềukiệntrộnvàđiềukiệnđóngrắn

- Tỷ lệ nước/xi măng ảnh hưởng trực tiếp đến cường độ cọc ĐXM, việc tăng

lượngnước sẽ làm giảm cường độ ĐXM Ngoài ra thời gian trộn, thời gian ninh kết,nhiệt độninhkếtcũngảnhhưởngđếncườngđộcủacọcđấtgiacốximăng

1.2.2.8 Sựthayđổicườngđộcọcđấtximăngtheothờigian

- Cường độ của xi măng - đất tăng lên theo thời gian, tương tự như bê tông Hình 1.5.

(Endo, 1976) đã chỉ ra ảnh hưởng của tuổi từ 2-2000 ngày đối với đất sét biển giacốbởiximăngPorland

Hình1.5.ẢnhhưởngcủangàytuổiKawasaki( 1 9 8 1 ) đ ã x â y d ự n g q u a n h ệ d ự a t r ê n p h â n t í c h t ư ơ n g q u a n h i ệ

1,56)qu7qu91=(1,85 ~

1,97)qu7qu91=(1,2~1,33)qu28

Ở đây, qu7, qu28 và qu91 là cường độ nén nở hông của ĐXM sau xử lý 7 ngày,28ngàyvà91ngàytuổi.

Nagarai (1997) đã đề nghị một quan hệ nhằm đề xuất cường độ ĐXM trên quanđiểmvi cấu trúc và định luật Abram (nghĩa là sự phân bố lực hút giữa đất và vữa) sửdụngphântíchtươngquanđachiềunhư sau:

CườngđộcủaĐXMtănglêntheothờigian,tươngtựnhưbêtông.Nhưngvấnđềlàđốivới mỗi loại đất và loại (lượng) chất kết kính khác nhau, người ta cần nghiên cứumối tương quan của sự phát triểncường độ đó Do đó, đối với mỗi công trình, luôn cầnthiết chỉ rõ được về cơ bản mối quan hệ giữa cường độnén 7 ngày và 28 ngày Từ đócó thể nội suy, ngoại suy các kết quả cần dự đoán dựa vào mốitương quan này Dựđoán mối trương quan này có ý nghĩa rất lớn trong vấn đề rútngắn tiến độ đáng kể chocácdự án

- Hiệuquảkinhtếcao,giáthànhhạhơnnhiềusovớiphươngáncọcđóng

Chương 1 đã trình bày tổng quan về ĐXM, đặc điểm tính chất cọc ĐXM, cácphươngpháp tính toán Trong chương này NCS cũng đã rút ra được những vấn đề còntồn tạiliên quan đến yếu tốảnhhưởng đến chất lượng ĐXM nói chung và trong gia cốnềnđắp trên đấtyếu nói riêng ở nước ta Đây lànhững nội dungm à c á c n h à t ư

v ấ n

t h i ế t kế,tưvấngiámsátởViệtNamcầnlưuýđểquảnlýchấtlượngcọctạihiệntrườnghợplývớiđiềukiệnthựctếViệtNam

CHƯƠNG2:N G H I Ê N CỨULỰACHỌNTHÔNGSỐTHIẾTKẾCỌC XIMĂNGĐẤTXỬ LÝNỀNĐƯỜNG ỞSÓCTRĂNG-TRÀVINH

- Hiện nay việc tính toán, thiết kế cọc ĐXM thường được thực hiện theo trình tựnhưsau:

1 Sơ bộ chọn cường độ cột đất sau xử lý Với thông số đã chọn, kết hợp với biểuđồkinh nghiệm để hiệu chỉnh lượng ximăng, sau đó xác định lượng ximăng trên một

m3đất phải xử lý Nếu là vữa khác chứ không phải là vữa ximăng thì phải căn cứ vàokếtquảthínghiệmtrongphòng

2 Chọnđườngkínhcộtđấtsẽtạoravàtínhtoánlượngximăngsẽdùng

3 Chọncấp phối vữa, các thông số cơ bản của vữa phải phù hợp với bơm.Trongtrường hợp hỗn hợp chỉ là nước và ximăng, tỉ lệ này sẽ ảnh hưởng đến khả năngbơmcũngnhưcườngđộcộtđấtgiacố.TỉlệN/Xcàngcaothìcàngdễbơmnhưngcường

độ đạt được lại thấp Khi chọn cấp phối vữa cần quan tấm đến các yếu tố: điều kiệntựnhiêncủađất;cấpphốihạt;khảnăngthấmvàhàmlượngnước

+Trongvùngđấtcótínhthấmlớn,nướctrongvữacóthểthoátrakhỏivùngxửlý,tỉlệN/Xcầnchọntănglên

- Việc lựa chọn các thông số thiết kế chủ yếu của cọc ĐXM như hàm lượng XM, tỷ

lệtrộn, bán kính, chiều dài, mật độ cọc,… phụ thuộc quan trọng vào đặc điểm, tínhchấtnền đất yếu Trong chương này, tác giả tập trung vào nghiên cứu các nội dung đóởtrong phòng thí nghiệm, kết hợp với nghiên cứu tại hiện trường về điều kiện làmviệcthực tế của cọc ĐXM để có được những định hướng hiệu quả khi xử lý đất yếu ởSócTrăng,TràVìnhbằngcọcĐXM

2.1 Cơsởlý thuyết:

Ximăngsaukhitrộnvớiđấtsẽxảyramộtloạtcácquátrìnhhoálýgâyđôngcứng,đóngrắnkhốiđất:

- Banđầu là quá trình thủy hoá tạo các chất kết dính và

Ca(OH)2:3CaO.SiO2 + nH2O = Ca(OH)2 +

2CaO.SiO2(n-1)H2O2CaO.SiO2+mH2O=CaO.SiO2mH2O

3CaO.Al2O3+6H2O =3CaO.Al2O3.6H2O

4CaO.Al2O3Fe2O3+ nH2O=3CaO.Al2O3.6H2O

+CaO.Fe2O3.mH2O

Các chất kết dính có tác dụng gắn kết các thành phần của hỗn hợp, làm chặt cấutrúchỗnhợp.Kếtquảlàcườngđộhỗnhợptăng.

Quá trình trao đổi cation: Ca(OH)2 sinh ra làm tăng độ kiềm của hỗn hợp, hiệntượngtrao đổi cation xảy ra dẫn đến giảm thể tích cấu trúc sét, mất dần tính dẻo, kéotheohiện tượng keo tụ, gắn kết thành các hạt kích thước lớn hơn, rắn chắc hơn làmtăngcườngđộhỗnhợpXMĐ

Các phản ứng puzolan: Đồng thời, Ca(OH)2 sinh ra do thủy hóa tác dụng với Al vàSitrong cấu trúc sét bị phân hủy trong môi trường kiềm lại tạo nên các chất kết dínhmớidạngC-S-HcũngđónggóplàmtăngcườngđộhỗnhợpXMĐ

Cacbonat hoá: trong điều kiện tiếp xúc với không khí Ca(OH)2 có thể kết tủa tạothànhCacbonatcanxirắnchắc

Đó là các quá trình chủ yếu hình thành cường độ của CXMĐ, điều cần lưu ý là:hàmlượng hữu cơ, đặc biệt là muối sunphat trong đất cao có thể ngăn cản quá trìnhhydrathóa (Nguyễn Quốc Dũng và nnk, 2005); trong phạm vi pH=5,0÷6,3 khi pH tăngthìcườngđộ của XMĐ tăng, khi pH=6,3÷6,9 sẽ có xu hướng ngược lại Trong điềukiệnbình thường, một số công trình gặp khó khăn khi xử lý đất muối cóthểk h ắ c p h ụ c bằng cách tăng hàm lượng xi măng (Smith 1962) Song với đất yếunhiễm phèn, pHgiảm cùng với sự tập trung FeSO4, Al2(SO4)3, H2SO4 với hàmhượng cao; Mặt khác,thành phần khoáng đất phèn lại chủy ế u l à I l l i t e v à k a o l i n i t e( L ê H u y B á , 2 0 0 3 ) T ổ hợp các tác nhân đó làm cho quá trình hoá lý củaCXMĐ có diễn biến phức tạp hơnnhiều, ảnh đến quá trình hình thành cường độXMĐ, cần có những nghiên cứu thựcnghiệm

vùng hơi nhô cao trên bề mặt đồng bằng Từ thượng lưu đến biển dọc hai bờ sôngTiềnGiang và Hậu Giang, trầm tích có xu hướng trải rộng ra Bề dày thay đổi từvàim é t đếnkhoảng20m.Ởvùngvenbiểnvàvàosâutrongnộiđịa,bềdàytrầmtíchthườngbị vát mỏng chỉ còn khoảng 2-5 m, còn ở vùng gần cửa sông hiện tại bề dày lớn hơn.Thành phần trầm tích từ dướilên khá đồng nhất gồm bột sét chứa cát màu xám nâu,xám đen, chứa ít vỏ sò, đôi chỗmặt cắt là cát mịn Các loại đất chính ở đây chủ yếu làđất loại sét yếu, gồm bùn sét,bùn sét pha lẫn cát, màu xám đen; sét, sét pha trạng tháidẻo chảy đến chảy; có chỗ làcát pha, màu xám đen, trạng thái dẻo Tại một số vùng ởAn Giang, Đồng Tháp phầntrên trầm tích là các loại đất sét, sét pha, trạng thái dẻocứng đến dẻo mềm Như vậy,đất bùn sét và bùn sét pha có diện phân bố rộng, làcácloạiđấtyếu,liênquanđếnnhiềuđốitượngxâydựng.

- Trêncơ sở các đặc điểm về địa chất như trên, đất yếu ở khu vực nghiên cứu có

- Đất nhiễm phèn có màu đen hoặc nâu ở tầng đất mặt Đất có mùi đặc trưng của

lưuhuỳnh và H2S Nếu để đất đen đó hong khô ngoài không khí sẽ xuất hiện màuvàng vàbốc mùi của chất lưu huỳnh đó chính là chất phèn gồm hỗn hợp của sunfatnhôm vàsunfatsắt

- Đấtphènngoàicónhữngđặcđiểmcủađấtsétmềmvàbùncòncónhữngđấtđiểm

sau:

+HàmlượngSO3caothườngtừ1,5÷3%tổngsốtrongđấtkhô

+ĐộPHthấptừ4÷6,5

+ Tính trương co của đất phèn rất lớn do thành phần khoáng sét cao và do tỉ lệ hữucơlớn Khi khoáng sét mất nước sẽ co lại do khoảng cách giữa các lớp alumin silicatbịthu hẹp lại Mặt khác, khi xác thực vật (hữu cơ) mất nước cũng teo lại, đã làm cho tỉlệcocủađấtnàylớn

+ Nhiệt độ đất có liên quan đến độ ẩm đất, đến độ hòa tan của không khí, đếnhoạtđộng hệ sinh vật và liên quan đến đặc tính phèn trong đất Nghĩa là nhiệt độ đất

có liênquan đến quá trình hóa lý, hóa sinh học của đất nói chung và đất phèn nói riêng Ví dụ:vi sinh vật cần một nhiệt độ đất thích hợp là25÷30°c để sống và hoạt động Mỗi loạiđất có một sự biến động nhiệt độ khác nhau Sự chênh lệchnhệt độ ở tầng mặt lớn hơnnhiều so với tầng 20cm sự chênh lệch nhiệtđộ làm bốcphèn, bốcmặn lênm ặ t đ ấ t , làmđấthóaphènnhanhchóng

+ Tỷ trọng đất phèn là trọng lượng tính bằng g/cm3 đất khô kiệt, mà các hạt đất xếpsítvào nhau, không có khe hở Tỷ trọng đất phèn có liên quan đến thành phần sét, cát vàchất hữu cơ trong đất Trongthực tế tỷ trọng thường từ 2,5÷2,66g/cm3được xếp vàoloạitrungbình

+Ngoàirađấtphèncòncómộtsốđặcđiểmkhácnhưđộchặt,độẩmđất

+ Độ chặt: phụ thuộc vào thành phần cơ giới và độ ẩm, có thể từ 3÷8 kg/cm2 Độchặtcòn phụ thuộc vào loại địa hình Do thành phần cơ giới của đất phèn là sét, khingậpnướclạibịnhiễmmặnnêncóNa+xâmnhập,vớimàngthủyhóacủanó,đãlàmđộchặt giảm nhiều khi ngập nước lợ Điều đó chứng tỏ đất phèn là đất không có nền, khikhô tầng trên rất cứng nghĩa là

độ chặt cao, khi ngập tầng trên độ chặt giảm mạnh vàthấphơnnhiềusovớitầngdưới.+Độẩmđất:vềmùakhôđộẩmthườnggiảmthấptrênđấtthấp

+ Tầng trên 0÷20cm rất khô, nhưng tầng dưới 40÷50cm vẫn ẩm ướt Bởi vì mạchnướcphèn thường xuất hiện gần mặt đất (60÷70cm) Sự biến động của độ ẩm phụ thuộcnhiều đến thời kỳ, tầng đất,mạch nước ngầm và địa hình Biên độ biến động độẩmtrongtầng0÷10cmrấtlớn,vìvậycầntheodõisátđộẩmđấtđểđịnhrathờikỳ

- Đất yếu ở Sóc Trăng–Trà Vinh chiều dày các lớp đất này có giá trị tương đối lớn,

ởSócTrăngđến19,4m,ởTràVinhđến18,8m.Đểxâydựngcôngtrìnhtrêncácvùngđất như vậy, sử dụng các biện pháp xử lý móng sẽ gặp rất nhiều khó khăn và tốn kém.Hợp lý hơn cả trong những trườnghợp nền đất yếu là tìm giải pháp xử lý nền hoặckếthợpxửlýnềnvớimóng,trongđógiảiphápxử lýnềnthườngđóngvaitròchủđạo

2.1.1.2 Tínhchấtđấtyếu

Bảng 2.1 Kết quả nghiên cứu các đặc trưng kháng cắt của đấtở Đồng Bằng

SôngCửuLongtheo

Thànhphầnhạt,% Độ

ẩmt ựnh iên, W,%

Khốil ượngt hểtích, γg/cm 3

Khốilư ợngthể tíchkhô,

γ c ,g/

cm 3

Khốil ượngri êng,Δ, g/cm

3

Hệ sốrỗng,

e o

Độlỗ rỗng, n,%

Độ bão hòa, G,%

Giới hạnch ảy,W

L ,

%

Giới hạn dẻo,

W p ,

%

Chỉ sốdẻo,I p

Độ sệt,I

s

Sức chốngcắt Hệ

sốnénl ún,a 1-2

, cm 2

/kg

Áplựctín h toánquy ước,R 0 ,kg /cm

2

Mô đuntổngb iểndạng,

E 0 ,kg/cm

2

Loại đất

Nhóm hạt cát(2- 0,05) mm

Nhóm hạtbụi (0,05- 0,002 mm)

Nhóm hạt sét(<0,0 02 mm)

Lựcdí nh,C u , kg/cm 2

Góc masát trongφ u ,đ ộ

1 GiangTiền 9,0 19,8 40,2 43,4 62,1 1,56 0,96 2,65 1,756 63,7 93,9 53,4 31,4 22,0 1,40 2 0 06’ 0,097 0,384 0,50 3,0

Bùn sét

Bảng2.3Tổnghợp cácthôngsốcố kếtcủađấtyếu amQII2-3ởĐồngBằng SôngCửuLong

Cácđặctrưngvậtlývàcốkết

Địađiểmnghiêncứu Long

Phú,S ócTră ng

Thị xãBạc Liêu, T.Bạc Liêu

Thị xãTrà Vinh, T.Trà Vinh

Huyện Hồng Dân,B ạcLiê u

GòCô ng,Tiền Giang

Long Hồ,tỉn hVĩnh Long

TânThạ nh-Mỹ An,Đồn gTháp

Mỹ Tho, Tiền Giang

Thành phốC ầnTh ơ

Thị xãVĩnhLo ng,tỉnhVĩn hLong

Giá trịtrung bìnhcác chỉ tiêucơ lý

Thị xãTrà Vinh, T.Trà Vinh

Long Hồ,tỉnh VĩnhL ong

Mỹ Tho, Tiền Giang

Giá trịtrung bình cácchỉ tiêucơ lý

- Cáckết quả nghiên cứu đặc trưng cố kết của đất ở ST-TV được trình bày ở Bảng2.3chothấy:

1/Đấtyếuthuộcđốitượngnghiêncứuchủyếulàbùnsétvàbùnsétphavớibềdày

xấp xỉ khoảng 10m, một số nơi có thể đạt đến 20m, nằm gần mặt đất, hầu nhưchưađược nén chặt, mới ở giai đoạn đầu của quá trình hình thành đá trầm tích Vì vậy,rấtkhókhănchocôngtácxâydựngđường.

2/ Đất có thành phần hạt rất mịn, hàm lượng các nhóm hạt bụi và sét khá cao đồngthờicũng có mặt các khoáng vật có tính phân tán cao như montmorillonit vàillit,khôngthuậnlợichocácgiảiphápsửdụngxửlýnềnđấtyếubằngcácchấtkếtdính

3/ Các kết quả nghiên cứu về độ pH, khả năng trao đổi cho thấy, độ pH của đấtthấp,nhỏ hơn 7, dao động từ 3 đến xấp xỉ 6 Khả năng trao đổi hấp thụ không cao,dunglượng hấp thụ chỉ dao động từ 19,6÷27,25 me/100 g đất khô nên thuận lợi choviệc cảitạo đất bằng các biệnpháp thông thườngnên dùng cácbiện phápb ằ n g c á c

c h ấ t k ế t dínhvàcảcácgiảipháplàmchặtđất

4/

Tạicácđịađiểmnghiêncứutathấytrongđấtcóchứamuốidễhòatan.Đấtđượcxếpvào loại nhiễm muối ít thường từ 1÷2%, đất thuộc loại nhiễm muối ít Loại muốitrong đất là chlorua natri Như vậy,

sự có mặt của muối dễ hòa tan sẽ gây ảnh hưởngxấu đến việc cải tạo đất bằng các chất

muốinày,vẫncóthểcảitạođượcbằngcácchấtkếtdínhvôcơ

5/ Hầu hết các mẫu nghiên cứu cho thấy, đất đều chứa chất hữu cơ, hàm lượng hữucơtrong đất không cao, đại đa số các mẫu nghiên cứu cho hàm lượng hữu cơ daođộngtrung bình từ 3÷4%.Hàm lượng hữu cơ đãg â y ả n h h ư ở n g t ớ i c á c

đ ặ c t r ư n g c ơ l ý , cũngnhư chấtlượngcảitạođấtbằngximăng

6/ Đất nghiên cứu là loại đất yếu, chưa được nén chặt, có chứa muối và chất hữucơ.Mức độ nén lún mạnh, hệ số nén lún và chỉ số lún ở tất cả các mẫu đều lớn hơn0,1; áplực tiền cố kết nhỏ,dao độngtrung bình từx ấ p x ỉ 0 , 3 ÷ 0 , 5 k g / c m2 Sức khángcắtkhông thoát nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường và thí nghiệm 3 trục trongphòngchot h ấ y đ ấ t n g h i ê n c ứ u k h ô n g t h u ậ n l ợ i c h o v i ệ c x â y d ự n g đ ư ờ n g, c á c t h ô n g s ố nghiên cứu có thể phục vụ kiểm toán ổn định nền đường trong lúc thi công cũngnhưtrongquátrìnhcảitạobằngcácgiảiphápkhácnhau

7/Ngoàirachúngtacũngnênnghiêncứuvềđộnhiễmphèncủađấtđểđưarathôngsố

CấutrúcnềnđấtyếutạiSócTrăng(CầuVĩnhChâu2)gồmcáclớpđấtsắpxếptừđộsâu0mxuốngđếnđộsâu40.0mnhư sau(hình2 1 ) :

Lớp 1 Bùn sét pha, chảy Ở độ sâu từ 0 đến 19,4m.Bề dày của lớp này quan sát đượclà19,4m.Thành phần chủ yếu là bùn sét pha màu xám xanh, xám nâu Nguồn gốctrầmtíchsông,biểnhỗnhợpvàsinhvật(ambQIV3)

Lớp 2 Sét pha, dẻo cứng Ở độ sâu từ 19,4m đến 24,4m Bề dày của lớp này quansátđược là 5m Thành phần chủ yếu là sét pha màu xám xanh, xám vàng, nâu vàng,nâu.Nguồngốctrầmtíchsông, biểnhỗnhợpvàsinh vật(ambQIV3)

Lớp 3 Sét,dẻo mềm Ở độ sâu từ 24,4m đến 39,5m.Bề dày của lớp này quan sátđượclà 15,1m Thành phần chủ yếu là sét xám xanh Nguồn gốc trầm tích sông, biểnhỗnhợp(ambQIV2)

Lớp4 Cát mịn lẫn vỏ sò, chặt vừa, ướt Ở độ sâu từ 39,5m đến kết thúc hố khoan ởđộsâu 40,0m mà vẫn chưa gặp đáy lớp Bề dày của lớp này quan sát được là 0,5m Thànhphần chủ yếu là cát mịn lẫn vỏ sò màu xám xanh.Nguồn gốc trầm tích sông, biển hỗnhợp(amQIV2)