ĐỀ tài NGHIÊN cứu xử lý nền đất yếu đê BIỂN áp DỤNG sửa CHỮA, NÂNG cấp đê BIỂN gò CÔNG xã tân điền TIỀN GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬTCHUYÊN NGÀNH:KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN - ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIAN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH:KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN

- ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG XÃ

TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG

HVTH: Võ Thị Linh GVHD: TS Bùi Thị Thùy Duyên

ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐÊ BIỂN

- ÁP DỤNG SỬA CHỮA, NÂNG CẤP ĐÊ BIỂN

GÒ CÔNG XÃ TÂN ĐIỀN - TIỀN GIANG

HVTH: Võ Thị Linh GVHD: TS Bùi Thị Thùy Duyên

PHẦN 1 : TÍNH CẤP THIẾT

 Đê biển Gò Công dài 21,195km là một trong những tuyến đê giữ vai trò tiềntiêu chống chịu bão tố, triều cường hàng năm và đáp ứng được mục tiêungăn mặn giữ ngọt cho vùng Tiền Giang

 Hiện nay tuyến đê biển Gò Công đang bị uy hiếp nghiêm trọng do nhiềunguyên nhân như sóng, nước biển dâng, khai thác cát, …

 Khoảng 5 km đê xung yếu thuộc xã Tân Điền bị lún sụp nền đê

=> mất hoàn toàn đai rừng phòng hộ, đe dọa an toàn cho dân cư ven biển

Đảm bảo an toàn cho tuyến đê biển Gò Công – phát huy vai trò bảo vệ

sản xuất, đời sống nhân dân trong vùng là rất cần thiết

 Nền đất tự nhiên đặc biệt là nền đất yếu ở ĐBSCL không đáp ứng được khả

năng chịu tải của các công trình như nhà cửa, cầu cống, đê đập…

 Cần có các giải pháp cải thiện đất nền để làm tăng tốc độ cố kết, tăngkhả năng chịu tải nền, thoát nước nhanh,…

 Có các giải pháp xử lí nền sau:

 Đệm cát - bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế bằng lớp cát có khả

năng chịu lực lớn hơn; không áp dụng cho vùng có MN ngầm lớn

 Cọc cát - Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng

thể tích, modun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên

 Giếng cát - thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình cố kết, làm

cho độ lún của nền nhanh chóng ổn định

 Bấc thấm – tăng khả năng thoát nước, đẩy nhanh cố kết; áp dụng cho

nền đất sét, đất cát Phải dự báo cố kết / lún trước mới thiết kế bấc thấm

 Coc đất – xi măng: là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi

măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun

Ưu điểm:

 Công nghệ Cọc xi măng - đất có khả năng xử lý sâu đến 50m,

 Thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu)

 Dễ điều chỉn cường độ và quản lý chất lượng thi công

Biện pháp xử lý hiệu quả

và kinh tế ?

 Cọc Đất Xi măng

Tồn tại:

 Mới tập trung nghiên cứu các vấn đề thi công và vật liệu

 Chưa đề cập nhiều đến các ứng xử cục bộ như trạng thái ứng suất, biến dạngcủa nền sau gia cố;

 Ảnh hưởng của các tham số hình học như đường kính cọc (ds), khoảng cáchcọc (a) tới ứng xử cục bộ chưa được nghiên cứu cụ thể

Coc đất – xi măng (CĐXM)

Luận văn tập trung nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu bằng CĐXM

cho nền đê biển Gò Công - Tiền Giang

Luận văn mô phỏng gia cố nền bằng cọc xi măng đất để làm rõ:

 mối quan hệ giữa D, L, a với độ lún nền sau gia cố

Khẳng định khả năng ổn định nền.

PHẦN 2 : PHƯƠNG PHÁP CỌC ĐẤT XI MĂNG

 Thế giới :

• Cột xi măng đất được phát triển từ giữa những năm 1970 ở Thụy Điển

• Trong những năm 1990, việc phát triển trộn sâu được áp dụng rộng rãi tạiChâu Âu, Châu Á và Bắc Mỹ

• Hiện nay Nhật Bản là nước có công nghệ CĐXM phát triển nhất thế giới

2.2 Nguyên lý gia cố

 Công nghệ thi công cọc xi măng - đất với kết quả là tạo ra cột đất gia cố từ vữa xi măng phụt ra hòa trộn với bản thân đất nền Nhờ có xi măng bơmphun ra với áp suất cao, các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xới tơi ra vàhòa trộn với xi măng, sau khi đông cứng tạo thành một khối đồng nhất gọi làCọc xi măng đất

 Cường độ chịu nén của xi măng đất từ dao động khoảng 20 ÷ 250 kg/ cm2,tuỳ thuộc vào loại, hàm lượng xi măng và tỷ lệ đất

2.3 Các phương pháp tính toán CĐXM

2.3.1 Phương pháp tính toán theo quan điểm CĐXM làm việc như cọc

- Đánh giá theo TTGH 1: Sức chịu tải

- Đánh giá theo TTGH 2: Biến dạng và lún

td

 c td E td q utd

2.3.2 Phương pháp tính toán theo quan điểm như nền tương đương

- Cọc ĐXM và đất nền xung quanh (chưa gia cố) được xem như là 1 loại nềntương đương đồng nhất với các tính chất cơ lý , , , được tăng lên

- Theo phương pháp tính toán này, bài toán gia cố đất có 2 tiêu chuẩn cần kiểmtra: tiêu chuẩn về cường độ và tiêu chuẩn về biến dạng

2.4 – Biện Pháp Thi Công

Thông số hình học Hiện Trạng Thiết kế

Chiều rộng mặt đê

Mái đê phía đồng

3.1 Giới thiệu chung về công trình đê biển Gò Công

Lớp 1a: Sét màu xám nâu, vàng nhạt,

dẻo mềm đến dẻo cứng

Lớp 2: Cát lẫn bụi sét, màu xám vàng,

xám trắng, kết cấu chặt vừa

Lớp 1: Sét độ dẻo cao màu xám xanh,

xám nâu, chảy đến dẻo chảy

PHẦN 3 : ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN ĐÊ BIỂN GÒ CÔNG

Mô hình nền trong Plaxis

Phương án Đường kính cọc ds

(m)

Khoảng cách cọc a(m)

3.2 Xây dựng bài toán

- Các trường hợp mô phỏng với Plaxis để xác định lún và kiểm tra ổn địnhnền hiện trạng, và sau khi xử lí nền

- Có 6 phương án cọc khác nhâu bước cọc và đường kính cọc được xây dựng

để tìm ra giải pháp xử lí nền hiệu quả

3.3 Kết quả - phân tích và đánh giá:

3.3.1 Lún theo thời gian của nền đê:

- Cọc có D giống nhau thì phương án bố trí hệ cọc có bước cọc a nhỏ hơn thìgia cường nền tốt hơn

- Với cùng cách bố trí bước cọc a thì tác dụng của cọc thay đổi tuyến tính tăngtheo đường kính cọc Nếu a = 2m thì cọc có đường kính D = 0.9m (phương ánPA3) sẽ làm cho nền được gia cường tốt hơn

- Dựa trên kết quả mô phỏng thì thấy rằng trường hợp nền được xử lí với pa4 cóD=0.5m, a=3.0m có tốc độ lún cố kết lớn nhất

Hình: mô phỏng hiện trạng nền đê bằng phần mềm Plaxis

Hình:Mô phỏng các phương án xử lí nền với CĐXM bằng phần mềm Plaxis

Trường Hợp Tính Hệ số chống trượt Fs

PA0: Không xử lí nền 1.668 PA1: D = 0.5m, a = 2.0m 2.204 PA2: D = 0.7m, a = 2.0m 2.193 PA3: D = 0.9m, a = 2.0m 2.201 PA4: D = 0.5m, a = 3.0m 2.196 PA5: D = 0.7m, a = 3.0m 2.199 PA6: D = 0.9m, a = 3.0m 2.219

3.2 Đánh giá khả năng chống trượt và ổn định của nền đê

 Kết quả cho thấy nền được xử lí có tính ổn định cao hơn so với nền hiệntrạng (Fs >2)

Hình: Mô phỏng ổn định nền bằng phần mềm Plaxis

(trường hợp nền chưa xử lý gia cố)

Hình: mô phỏng ổn định nền bằng phần mềm Plaxis (trường hợp nền được gia cố cọc đất xi măng)

PA bố trí

Độ lún

30 năm

Hệ số Fs

50 năm là 27,79cm; độ ổn định nền là K = 2.2.

4.1- Kết Luận

 Giải pháp CĐXM làm tăng khả năng ổn định chống trượt của nền đê

 Học viên đã cố gắng hoàn thành nội dung đề tài Tuy nhiên, các vấn đề vềcấp phối và khả năng chịu tải của CĐXM cần được xem xét đến trongnhững nghiên cứu tiếp theo trong tương lai để bổ sung những kiến thức vềcọc đất xi-măng.

4.2- Kiến Nghị