Giải pháp xử lý nền đất yếu Zone 5 nhà máy xử lý khí Cà Mau bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải

LỜI CAM ĐOAN

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1. Tổng quan về nền đất yếu

1.2. Khái niệm về đất yếu

1.3. Các loại nền đất yếu chủ yếu và thường gặp

1.4. Nhận biết đất yếu

1.5. Giải pháp xây dựng công trình trên đất yếu

1.6. Các phương pháp xử lý nền đất yếu khi xây dựng công trình

1.6.1. Giải pháp cơ học

2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG BẤC THẤM KẾT HỢP HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA TẢI

2.1. Các nguyên lý tính toán và thiết kế bấc thấm

2.2. Qui trình, thiết bị và kỹ thuật thi công bấc thấm

2.2.1. Kiểm soát chất lượng

2.2.2. Thiết bị quan trắc hiện trường

2.2.3. Quy trình thi công

3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ZONE 5, NHÀ MÁY XỬ LÝ KHÍ CÀ MAU

3.1. Giới thiệu về dự án

3.2. Mục tiêu đầu tư

3.3. Vị trí địa lý

3.4. Điều kiện địa chất

3.5. Phạm vi xử lý nền

3.6. Yêu cầu thiết kế xử lý nền

3.7. Tính toán thiết kế chi tiết

3.7.1. Phân tích các số liệu đầu vào

3.7.2. Lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của đất nền

3.7.3. Tính toán và bố trí bấc thấm

3.7.4. Tổng hợp kết quả tính toán

3.7.5. Mô phỏng bằng phần mềm Geo-studio

3.7.5.1. Giới thiệu phần mềm

3.7.5.2. Các bước giải bài toán

3.7.5.3. Mô tả bài toán và nhập số liệu

3.7.5.4. Mô phỏng bài toán

3.7.5.5. Các bước thực hiện

3.7.6. Quan trắc quá trình thi công

3.7.6.1. Kiểm tra độ cao mặt bằng

3.7.6.2. Quan trắc độ lún bề mặt

3.7.6.3. Quan trắc áp suất chân không

3.7.6.4. Quan trắc độ lún từng lớp

3.7.6.5. Quan trắc áp lực nước lỗ rỗng

3.7.6.6. Quan trắc ổn định nền

3.7.7. Khảo sát lại đánh giá hiệu quả gia cố nền

3.7.8. Thi công và nghiệm thu

3.7.8.1. Yêu cầu về vật liệu

3.7.8.2. Thiết kế thi công chi tiết

3.7.8.3. Nghiệm thu tọa độ chỉ giới, cao độ và phạm vi xử lý nền

3.7.8.4. San lấp mặt bằng

3.7.8.5. Thi công lớp đệm cát

3.7.8.6. Thi công bấc thấm

3.7.8.7. Thi công tường sét

3.7.8.8. Lắp đặt hệ thống thiết bị quan trắc

3.7.8.9. Thi công hệ thống thoát nước ngang

3.7.8.10. Thi công các lớp vải địa kỹ thuật

3.7.8.11. Thi công 2 lớp màng chân không

3.7.8.12. Nối màng ra và lắp đặt hệ thống hút chân không

3.7.8.13. Vận hành hệ thống bơm chân không

3.7.8.14. Thi công gia tải cát

3.7.8.15. Dỡ tải chân không

3.7.8.16. San gạt mặt bằng và lu lèn

3.7.8.17. Thoát nước nền

3.7.8.18. Thoát nước hút chân không trước gia tải

3.7.9. Ảnh hưởng của công tác xử lý nền đối với các khu vực xung quanh

3.7.10. An toàn và bảo vệ môi trường trong thi công

3.7.10.1. Quy định chung

3.7.10.2. Công tác an toàn lao động

3.7.10.3. Bảo vệ môi trường

3.7.10.4. Phòng ngừa ô nhiễm đất, nguồn nước và xói lở đất

3.7.10.5. Phòng ngừa ô nhiễm khí thải và tiếng ồn

3.7.11. Kiểm tra và nghiệm thu

3.7.11.1. Lớp vải địa kỹ thuật ngăn cách

3.7.11.2. Tầng đệm cát thoát nước ngang và hệ thống thoát nước bề mặt

3.7.11.3. Thi công cắm bấc, hào kín khí hoặc tường kín khí

3.7.11.4. Hệ thống thiết bị quan trắc, hệ thống ống hút nước ngang, ống hút chân không và bản thoát nước ngang

3.7.11.5. Kiểm tra màng kín khí

3.7.11.6. Độ kín khí khi gia tải hút chân không

3.7.11.7. Lớp bù lún và đắp gia tải thêm

3.7.11.8. Bảng tiến độ thi công

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ

4.1. Những kết quả đạt được

4.2. Một số điểm còn tồn tại

4.3. Hướng nghiên cứu tiếp theo

DANH MỤC BẢNG BIỂU

DANH MỤC HÌNH VẼ

DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT

I. Tổng quan về nền đất yếu

Nền đất yếu là loại đất không đủ sức chịu tải, độ bền thấp và biến dạng nhiều, gây khó khăn trong xây dựng công trình. Đất yếu thường là đất sét có lẫn hữu cơ, khả năng chịu tải nhỏ (0,5 - 1,0 daN/cm²), hệ số rỗng lớn (e > 1), và độ sệt cao (B > 1). Đất yếu được phân loại dựa trên độ sệt và sức kháng cắt không thoát nước. Các loại đất yếu chủ yếu bao gồm đất sét mềm, đất bùn, đất than bùn, và cát chảy. Nhận biết đất yếu thông qua độ ẩm, hệ số rỗng, và các đặc trưng cơ lý khác. Xử lý nền đất yếu nhằm tăng sức chịu tải, giảm hệ số rỗng, và cải thiện tính chất cơ lý của đất.

1.1 Khái niệm về đất yếu

Đất yếu là loại đất không có khả năng chống đỡ kết cấu bên trên, dẫn đến lún tùy thuộc vào tải trọng. Đất yếu thường có độ ẩm cao, hệ số rỗng lớn, và sức kháng cắt thấp. Đất sét mềm, đất bùn, và đất than bùn là các loại đất yếu phổ biến. Đất yếu được xác định thông qua các chỉ tiêu như độ sệt, hệ số rỗng, và sức kháng cắt không thoát nước.

1.2 Các loại nền đất yếu chủ yếu

Các loại nền đất yếu chủ yếu bao gồm đất sét mềm, đất bùn, đất than bùn, và cát chảy. Đất sét mềm có cường độ thấp và độ ẩm cao. Đất bùn có hệ số rỗng lớn và khả năng chịu lực kém. Đất than bùn có nguồn gốc hữu cơ, hàm lượng hữu cơ từ 20-80%. Cát chảy là loại cát mịn, dễ bị nén chặt hoặc pha loãng khi chịu tải trọng động.

1.3 Nhận biết đất yếu

Nhận biết đất yếu thông qua các đặc điểm như độ ẩm cao, hệ số rỗng lớn, và sức kháng cắt thấp. Đất yếu thường có màu nâu đen hoặc xám đen, mùi hữu cơ, và độ bão hòa nước cao. Đất yếu được phân loại dựa trên độ sệt và sức kháng cắt không thoát nước. Các phương pháp xử lý đất yếu nhằm cải thiện tính chất cơ lý và tăng sức chịu tải của nền đất.

II. Giải pháp xử lý nền đất yếu

Giải pháp xử lý nền đất yếu bao gồm các phương pháp cơ học, thủy lực học, và hóa học. Phương pháp cơ học như đệm cát, cọc cát, và cọc xi măng đất được sử dụng rộng rãi để gia cố nền đất. Phương pháp thủy lực học như bấc thấm kết hợp hút chân không giúp tăng tốc độ cố kết của đất. Phương pháp hóa học sử dụng các chất phụ gia để cải thiện tính chất cơ lý của đất. Các giải pháp này nhằm tăng sức chịu tải, giảm độ lún, và ổn định nền đất cho công trình.

2.1 Giải pháp cơ học

Giải pháp cơ học bao gồm các phương pháp như đệm cát, cọc cát, và cọc xi măng đất. Đệm cát giúp phân bố tải trọng và tăng tốc độ cố kết của đất. Cọc cát và cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền đất yếu, tăng sức chịu tải và giảm độ lún. Các phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong xử lý nền đất yếu do hiệu quả cao và thi công đơn giản.

2.2 Giải pháp thủy lực học

Giải pháp thủy lực học như bấc thấm kết hợp hút chân không giúp tăng tốc độ cố kết của đất. Bấc thấm được sử dụng để thoát nước từ đất yếu, giảm độ ẩm và tăng sức chịu tải. Hút chân không tạo áp lực âm, đẩy nhanh quá trình thoát nước và cố kết đất. Phương pháp này được ưa chuộng do hiệu quả cao và thời gian thi công ngắn.

2.3 Giải pháp hóa học

Giải pháp hóa học sử dụng các chất phụ gia như vôi, xi măng, và các chất kết dính khác để cải thiện tính chất cơ lý của đất. Các chất phụ gia giúp tăng lực dính, giảm hệ số rỗng, và tăng sức chịu tải của đất. Phương pháp này được áp dụng trong các công trình yêu cầu độ bền và ổn định cao, đặc biệt là trong điều kiện đất yếu có độ ẩm cao.

III. Ứng dụng giải pháp xử lý nền đất yếu tại Zone 5 Nhà máy xử lý khí Cà Mau

Giải pháp xử lý nền đất yếu tại Zone 5, Nhà máy xử lý khí Cà Mau được thực hiện bằng phương pháp bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải. Phương pháp này giúp tăng tốc độ cố kết, giảm độ lún, và ổn định nền đất. Quá trình thi công bao gồm các bước như thi công bấc thấm, lắp đặt hệ thống hút chân không, và gia tải cát. Kết quả quan trắc cho thấy hiệu quả cao trong việc giảm độ lún và tăng sức chịu tải của nền đất. Giải pháp này được đánh giá là phù hợp và hiệu quả cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu.

3.1 Thiết kế và thi công

Thiết kế và thi công giải pháp bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải tại Zone 5, Nhà máy xử lý khí Cà Mau bao gồm các bước như thi công bấc thấm, lắp đặt hệ thống hút chân không, và gia tải cát. Bấc thấm được bố trí theo khoảng cách và độ sâu phù hợp để đảm bảo hiệu quả thoát nước. Hệ thống hút chân không được lắp đặt để tạo áp lực âm, đẩy nhanh quá trình cố kết. Gia tải cát được thực hiện để tăng tải trọng và đẩy nhanh quá trình lún.

3.2 Kết quả quan trắc

Kết quả quan trắc cho thấy hiệu quả cao của giải pháp bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải tại Zone 5, Nhà máy xử lý khí Cà Mau. Độ lún được giảm đáng kể, và sức chịu tải của nền đất được cải thiện rõ rệt. Các chỉ tiêu cơ lý của đất như hệ số rỗng, độ ẩm, và sức kháng cắt được cải thiện đáng kể. Giải pháp này được đánh giá là phù hợp và hiệu quả cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu.

3.3 Đánh giá hiệu quả

Đánh giá hiệu quả của giải pháp bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải tại Zone 5, Nhà máy xử lý khí Cà Mau cho thấy sự cải thiện đáng kể về độ ổn định và sức chịu tải của nền đất. Giải pháp này giúp giảm thời gian thi công, tiết kiệm chi phí, và đảm bảo an toàn cho công trình. Các kết quả quan trắc và phân tích cho thấy giải pháp này là lựa chọn tối ưu cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu.

Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu Zone 5 nhà máy xử lý khí Cà Mau bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải