PHẦN MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Huyện Tân Thạnh nằm ở phía Bắc của tỉnh Long An với diện tích tự nhiên 42.578 ha, cách thành phố Tân An 45 km về phía Bắc theo Quốc lộ 62. Mặt khác huyện Tân Thạnh nằm ở vùng sâu của Đồng Tháp Mười, hàng năm chịu ảnh hưởng nặng nề của lũ lụt. Sự hình thành và phát triển kinh tế - xã hội của Tân Thạnh gắn liền với quá trình khai thác đất hoang hóa, di dân xây dựng vùng kinh tế mới ở Đồng Tháp Mười.
Tân Thạnh có Quốc lộ 62 và Quốc lộ N2 chạy qua, là các trục giao thông vô cùng quan trọng trong việc xây dựng kinh tế kết hợp với củng cố quốc phòng, mặt khác hệ thống giao thông thủy rất thuận lợi cho việc vận chuyển và lưu thông hàng hóa với thành phố Tân An và thành phố Hồ Chí Minh. Ngập và lũ là quy luật thường niên của đồng bằng sông Cửu Long, trong đó Tân Thạnh được xếp vào một trong những huyện chịu ảnh hưởng nặng nhất. Nằm trong chương trình khai thác vùng Đồng Tháp Mười của Chính phủ nên cơ sở hạ tầng ngày càng được cải thiện, đời sống vật chất và tinh thần của người dân được nâng cao đáng kể. Trong đó việc xây dựng cơ sở hạ tầng, mở đường giao thông, chương trình kiên cố hóa trường lớp góp phần không nhỏ thay đổi bộ mặt nông thôn ngày nay, hiện nay với mô hình xây dựng nông thôn mới thì việc đầu tư cơ sở hạ tầng, các tiêu chí về giao thông, y tế và giáo dục được đầu tư mạnh mẽ.
Tuy nhiên, hầu hết vùng đất này đều là đất yếu, sức chịu tải thấp nên những vấn đề liên quan tới ổn định, biến dạng của nền đất là những điều cần được quan tâm trước tiên. Do những thiếu sót trong công tác khảo sát, thiết kế hoặc thi công dẫn đến nền đường thường xuyên bị hư hỏng ngay trong giai đoạn thi công và sau khi xây dựng công trình hoặc đã đưa vào sử dụng. Hiện nay, hiện tượng lún lệch đường dẫn đầu cầu gần như xuất hiện ở hầu hết các công trình cầu trên nền đất yếu trên phạm vi toàn quốc, và các công trình cầu tại huyện Tân Thạnh cũng không tránh khỏi trường hợp đó. 2 Thực trạng trong thời gian qua cho thấy, các đường dẫn đầu cầu trên địa bàn huyện Tân Thạnh vừa được hoàn thành và đưa vào khai thác sử dụng một thời gian thì đã xuất hiện tình trạng lún lệch tại các vị trí tiếp giáp giữa đường dẫn và mố cầu, làm cho xe khi lưu thông với tốc độ cao ngang qua các vị trí này sẽ bị xóc mạnh.
Độ xóc này ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề an toàn và tâm lý cho người lái và hành khách trên xe, ngoài ra nó còn là nguyên nhân dẫn đến tai nạn bất ngờ nếu không giảm tốc độ khi lưu thông qua vị trí này. Mức độ nguy hiểm tùy thuộc vào độ lún lệch nhiều hay ít tại mỗi vị trí tiếp giáp. Việc xử lý hậu quả do lún lệch này rất phức tạp, tốn kém và thực hiện trong thời gian dài. Ở nước ta hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu khảo sát cụ thể để đánh giá mức độ tổn thất do vấn đề này gây ra.
Đã có những nghiên cứu, đưa ra giải pháp xử lý, song vẫn chưa khắc phục được vấn đề này một cách triệt để. Do đó đề tài “Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường dẫn vào cầu trên nền đất yếu địa bàn huyện Tân Thạnh tỉnh Long An” là cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Trên cơ sở nghiên cứu điều kiện địa chất, địa mạo và khả năng ứng dụng công nghệ xử lý nền đất từ lý thuyết vào thực tiễn, đề ra giải pháp xử lý nền đất đắp đoạn đường dẫn vào cầu khu vực huyện Tân Thạnh đảm bảo kinh tế và kỹ thuật. Mục tiêu chính của đề tài là ứng dụng cọc xi măng đất bằng phương pháp cọc tiếp cận để xử lý đường dẫn vào cầu Cà Nhíp huyện Tân Thạnh.
Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu và xử lý lún lệch giữa mố cầu và đường dẫn vào cầu. Sử dụng tổng hợp các phương pháp: Phương pháp điều tra, thu thấp số liệu; Phương pháp thống kê và phân tích số liệu; Nghiên cứu cơ sở lý thuyết các mô hình đất; Phương pháp xử lý và phỏng đoán; Sử dụng phần mềm phân tích địa kỹ thuật để phân tích ổn định và biến dạng của nền đường vào cầu đã được xử lý. Kết quả dự kiến đạt được Đánh giá hiện trạng và khả năng chịu tải của đất nền trên địa bàn huyện Tân Thạnh tỉnh Long An. Xác định chiều dài đoạn đường dẫn cần thiết để gia cố, chiều sâu cần gia cố, giải pháp thi công cho công trình.
Tính toán điển hình: Ứng dụng xử lý đường dẫn vào cầu Cà Nhíp trên địa bàn huyện Tân Thạnh tỉnh Long An. TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 1. Hiện trạng khai thác tại khu vực nối tiếp giữa cầu và đường dẫn Lún tại vị trí tiếp giáp giữa cầu và đường được định nghĩa là sự khác nhau về cao độ của mặt đường tại bản mặt cầu do lún không đều của nền đường và mố cầu. Vấn đề lún này gây ra mất an toàn cho lái xe, làm cho giao thông không được êm thuận.
Đã có nhiều đề tài trong nước và ngoài nước nghiên cứu về lún đường đầu cầu, kết quả cho thấy sự cố trên được hình thành bởi nhiều nguyên nhân, từ giai đoạn khảo sát, thiết kế, thi công đến quản lý khai thác công trình. Mặc dù, các giải pháp thiết kế đưa ra về vùng nối tiếp giữa cầu và đường dẫn đã có rất nhiều tiến bộ. Song, thực tế trong quá trình khai thác các khu vực đầu cầu ở nước ta cho thấy sau một thời gian ngắn thì các hư hỏng ở đường đầu cầu vẫn thường xuyên bị xuất hiện (như lún theo thời gian, nhiều vị trí xảy ra lún không đều, mặt đường khai thác bị hư hỏng do sự chênh lệch lún giữa các khu vực. Nhiều công trình cầu đường bộ hiện nay phần nối tiếp giữa cầu và đường thường có hiện tượng lún ở đường đầu cầu, gây nứt ở phần tiếp giáp, xe chạy không êm thuận do độ cứng ngay tại vị trí tiếp giáp giữa cầu và đường dẫn chênh lệch khá lớn.
Việc xử lý nền đường đắp chưa tốt dẫn đến kết cấu áo đường tại vị trí này thường hay bị nứt gãy. Ở thành phố Hồ Chí Minh, công trình đường dẫn vào cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh sau khi thi công đưa vào khai thác, hiện tượng lún xuất hiện và kéo dài. Đặc biệt, công trình đường hầm chui Văn Thánh sau khi cho lưu thông, độ lún bắt đầu gia tăng từ cuối tháng 11/2001 đến 4/2002, độ lún đo được là 1,1m. Đơn vị thi công đã cho bù lún bằng bê tông nhựa nhưng độ lún vẫn còn tiếp diễn nhưng tốc độ chậm hơn.1: Lún chỗ tiếp giáp giữa cầu và đường tại cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh Hình 1.2: Lún và lún không đều đoạn đương đầu cầu trên QL1 Cầu Văn Thánh 2, đưa vào sử dụng tháng 2/2002, đến tháng 4/2002 đường đầu cầu đã bắt đầu lún, sau đó là lún với tốc độ cao, kết quả quan trắc từ chu kỳ 1 đến chu kỳ 12 (24/3/2006 đến 25/6/2007) cho thấy đường đầu cầu phía quận 1 lún khoảng 15cm/năm, phía quận Bình Thạnh lún khoảng 37cm/năm.
Riêng về mảng thiết kế, trong thời gian qua các nhà thiết kế cầu Việt Nam đã gặp phải một số vướng mắc sau: - Thiếu các chỉ dẫn, ràng buộc trong thiết kế: Đường dẫn vào cầu là hạng mục công trình đặc biệt, cần có những quy định riêng biệt. Tuy nhiên, các tiêu chuẩn thiết kế cầu đường thời gian qua không có những điều khoản cần thiết về hạng mục này, vì vậy các thiết kế thường mang tính sao chép, đối chiếu lẫn nhau chứ không tuân theo một ràng buộc kỹ thuật cụ thể. Hiện nay, Bộ Giao thông Vận tải đã ban hành quy định tạm thời về giải pháp kỹ thuật công nghệ đối với đoạn đường chuyển tiếp giữa đường và cầu (cống) trên đường ô tô. 6 - Sử dụng giải pháp thiết kế không phù hợp: Thống kê hiện nay có khoảng 65% công trình cầu ở khu vực ĐBSCL sử dụng giải pháp bản quá độ và khoảng 19% sử dụng giải pháp sàn giảm tải.
Tuy nhiên, hai giải pháp phổ biến trên có hiệu quả không cao. Kết cấu bản quá độ chủ yếu thiết kế với chiều dài bản ngắn từ 4m ÷ 6m, chỉ phù hợp cho những công trình có địa chất tốt, độ lún lệch giữa cầu và đường tương đối nhỏ. Sàn giảm tải được thiết kế như một cây cầu chìm trong lòng đất, mang 100% tải trọng, không lún trong suốt quá trình khai thác chưa phù hợp, điểm lún gãy của công trình không bị triệt tiêu mà dịch chuyển từ vị trí sát mố cầu ra vị trí cuối sàn giảm tải. Đất yếu và các vấn đề liên quan đến nền đường dẫn vào cầu trên đất yếu 1.
Các yếu tố ảnh hưởng đến nền đường dẫn vào cầu trên đất yếu Nhiều nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra, hiện tượng xe bị nảy lên ở vị trí đầu cầu sẽ được nhận thấy khi độ lún lệch khoảng 1,3cm và trở thành vấn đề khi độ lún này khoảng 2,5 cm, và có thể khá nghiêm trọng gây mất êm thuận khi độ lún lệch khoảng từ 5cm ÷ 10cm. Briaud (1997) chỉ ra rằng ít nhất 25 % (150.000) trong tổng số 600.000 cầu ở Mỹ bị ảnh hưởng bởi độ lún lệch đầu cầu [17]. Chi phí để sửa chữa hiện tượng này 60 ÷ 187 triệu đô la với chi phí trung bình khoảng 100 triệu đô la/1 năm. Đầu tiên, người ta nghĩ rằng lún lệch đầu cầu là một vấn đề khá đơn giản có thể giải quyết được bằng việc cải tiến việc đầm chặt đất đắp sau mố.
Tuy nghiên, sau đó nhiều nghiên cứu nhận thấy đây là một vấn đề phức tạp do sự tương tác giữa đất và kết cấu có nhiều biến đổi. Nghiên cứu đầu tiên đề cập đến độ lún lệch này được thực hiện tại Mỹ vào năm 1969. Nhưng gần 20 năm sau (1985), người ta chỉ ra rằng đây vẫn là một vấn đề chưa giải quyết được.