Luận văn thạc sĩ về ứng dụng cừ đá gia cố nền móng công trình tại An Giang

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu ứng dụng cừ đá gia cố móng công trình nhà tại An Giang, góp phần nâng cao chất lượng xây dựng và an toàn công trình.

• Tác giả: Lê Ngọc Tấn
• Người hướng dẫn: Thầy Trần Vũ Tự
• Trường học: Đại học Sư phạm Kỹ thuật Thành phố Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng công trình nhà cho khu vực tỉnh An Giang
• Loại tài liệu: Luận văn tốt nghiệp
• Năm xuất bản: 2019
• Địa điểm: Hồ Chí Minh

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• CẢM TẠ
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Công tác xử lý gia cố nền trên địa bàn tỉnh An Giang
• 1.2. Khái quát về địa hình, địa chất tỉnh An Giang
• 1.3. Các biện pháp gia cố nền ở tỉnh An Giang
• 1.4. Các loại cừ thường được sử dụng để gia cố nền móng cho công trình trong tỉnh An Giang
• 1.5. Tình hình sử dụng cừ đá trong tỉnh An Giang
• 1.6. Trữ lượng và chủng loại cừ đá tại An Giang
• 1.7. Công trình sử dụng cừ đá
• 1.8. Tình hình nghiên cứu về cừ đá
• 1.9. Tính cấp thiết của đề tài
• 1.10. Giới hạn của đề tài
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
• 2.1. Đất yếu và nguyên lý xử lý nền
• 2.2. Đất yếu dùng trong xử lý nền móng
• 2.3. Các biện pháp xử lý đất nền
• 2.4. Khả năng chịu lực của nền và sức chịu tải của cọc đơn
• 2.5. Cơ sở về vật liệu đá
• 2.6. Lý thuyết mô hình hồi quy
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Quy trình nghiên cứu chung
• 3.2. Phương pháp thu thập số liệu
• 3.3. Đánh giá hiệu quả của cừ đá bằng phương pháp thực nghiệm
• 3.4. Đặc trưng sử dụng cừ đá trên địa bàn tỉnh An Giang
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
• 4.1. Kết quả thu thập số liệu
• 4.2. Kết quả thí nghiệm khảo sát hiện trường
• 4.3. Kết quả khảo sát thăm dò đặc trưng sử dụng cừ đá
• 4.4. Phân tích đánh giá, xây dựng mô hình
• 4.5. So sánh hiệu quả sử dụng cừ đá và cừ tràm
• 4.6. Mô hình thể hiện đặc trưng sử dụng cừ đá
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Tổng quan về nghiên cứu ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng tại An Giang

Nghiên cứu ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng tại An Giang là một chủ đề quan trọng trong lĩnh vực xây dựng. Cừ đá được sử dụng để cải thiện khả năng chịu tải của nền đất yếu, giúp đảm bảo an toàn cho các công trình xây dựng. Tỉnh An Giang, với địa hình và địa chất đa dạng, là nơi lý tưởng để áp dụng phương pháp này. Việc nghiên cứu cừ đá không chỉ giúp nâng cao chất lượng công trình mà còn tiết kiệm chi phí và thời gian thi công.

1.1. Đặc điểm địa chất và địa hình tỉnh An Giang

An Giang nằm trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, với địa hình chủ yếu là đồng bằng và một phần đồi núi. Đặc điểm địa chất nơi đây bao gồm các loại đất yếu như đất sét và bùn, điều này tạo ra thách thức lớn trong việc xây dựng. Cừ đá được xem là giải pháp hiệu quả để gia cố nền móng, giúp tăng cường khả năng chịu tải và ổn định cho các công trình.

1.2. Tầm quan trọng của việc gia cố nền móng

Gia cố nền móng là một bước quan trọng trong xây dựng, đặc biệt là ở những khu vực có nền đất yếu. Việc sử dụng cừ đá không chỉ giúp cải thiện sức chịu tải của nền mà còn giảm thiểu rủi ro lún sụt. Nghiên cứu này sẽ phân tích các phương pháp gia cố và ứng dụng thực tiễn của cừ đá tại An Giang.

II. Vấn đề và thách thức trong gia cố nền móng tại An Giang

Mặc dù cừ đá mang lại nhiều lợi ích, nhưng việc ứng dụng nó trong gia cố nền móng tại An Giang cũng gặp phải một số thách thức. Đầu tiên, việc xác định loại cừ đá phù hợp với từng loại đất là rất quan trọng. Thứ hai, quy trình thi công cừ đá cần được thực hiện chính xác để đảm bảo hiệu quả. Cuối cùng, việc thiếu các tiêu chuẩn tính toán cụ thể cho cừ đá cũng là một vấn đề cần được giải quyết.

2.1. Các vấn đề liên quan đến loại đất yếu

Đất yếu tại An Giang có nhiều loại khác nhau, mỗi loại có đặc điểm và tính chất riêng. Việc lựa chọn cừ đá phù hợp với từng loại đất là rất quan trọng để đảm bảo hiệu quả gia cố. Các loại đất như đất sét, bùn, và cát pha đều cần có phương pháp xử lý khác nhau.

2.2. Quy trình thi công cừ đá

Quy trình thi công cừ đá cần được thực hiện theo các bước cụ thể để đảm bảo chất lượng. Từ việc chuẩn bị mặt bằng, chọn loại cừ đá, đến thi công và kiểm tra chất lượng đều cần được thực hiện một cách nghiêm ngặt. Việc này giúp giảm thiểu rủi ro và đảm bảo an toàn cho công trình.

III. Phương pháp gia cố nền móng bằng cừ đá tại An Giang

Phương pháp gia cố nền móng bằng cừ đá đã được áp dụng rộng rãi tại An Giang. Cừ đá không chỉ giúp tăng cường khả năng chịu tải mà còn giảm thiểu lún sụt cho các công trình. Nghiên cứu này sẽ trình bày chi tiết về các phương pháp thi công cừ đá, từ việc lựa chọn vật liệu đến quy trình thi công.

3.1. Lựa chọn loại cừ đá phù hợp

Việc lựa chọn loại cừ đá phù hợp với từng loại đất là rất quan trọng. Cừ đá có thể được sản xuất từ nhiều loại đá khác nhau, mỗi loại có cường độ và tính chất riêng. Nghiên cứu sẽ phân tích các loại cừ đá phổ biến và ứng dụng của chúng trong gia cố nền móng.

3.2. Quy trình thi công cừ đá

Quy trình thi công cừ đá bao gồm nhiều bước, từ chuẩn bị mặt bằng, lắp đặt cừ đá đến kiểm tra chất lượng. Mỗi bước đều cần được thực hiện cẩn thận để đảm bảo hiệu quả gia cố. Nghiên cứu sẽ cung cấp hướng dẫn chi tiết về quy trình này.

IV. Ứng dụng thực tiễn và kết quả nghiên cứu về cừ đá

Nghiên cứu về ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng tại An Giang đã cho thấy nhiều kết quả khả quan. Các công trình sử dụng cừ đá đã chứng minh được hiệu quả trong việc tăng cường khả năng chịu tải và giảm thiểu lún sụt. Nghiên cứu sẽ trình bày các số liệu và kết quả thực nghiệm từ các công trình đã thực hiện.

4.1. Kết quả thực nghiệm từ các công trình

Các công trình đã sử dụng cừ đá cho thấy sức chịu tải của nền đất được cải thiện rõ rệt. Kết quả thực nghiệm cho thấy cừ đá giúp giảm hệ số rỗng của đất và tăng khả năng chịu tải lên đến 200% so với nền đất tự nhiên.

4.2. Phân tích hiệu quả sử dụng cừ đá

Phân tích hiệu quả sử dụng cừ đá cho thấy rằng việc áp dụng phương pháp này không chỉ tiết kiệm chi phí mà còn nâng cao độ bền cho công trình. Nghiên cứu sẽ cung cấp các số liệu cụ thể về hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của việc sử dụng cừ đá.

V. Kết luận và tương lai của nghiên cứu ứng dụng cừ đá

Nghiên cứu ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng tại An Giang đã mở ra nhiều hướng đi mới cho ngành xây dựng. Việc sử dụng cừ đá không chỉ giúp cải thiện chất lượng công trình mà còn góp phần bảo vệ môi trường. Tương lai của nghiên cứu này sẽ tiếp tục được mở rộng với các ứng dụng mới và cải tiến kỹ thuật.

5.1. Tương lai của cừ đá trong xây dựng

Cừ đá có tiềm năng lớn trong việc gia cố nền móng cho các công trình xây dựng tại An Giang. Nghiên cứu sẽ tiếp tục tìm kiếm các phương pháp mới để tối ưu hóa việc sử dụng cừ đá, từ đó nâng cao hiệu quả và giảm thiểu chi phí.

5.2. Đề xuất nghiên cứu tiếp theo

Đề xuất nghiên cứu tiếp theo sẽ tập trung vào việc phát triển các tiêu chuẩn tính toán cho cừ đá, cũng như nghiên cứu sâu hơn về các loại cừ đá khác nhau. Điều này sẽ giúp nâng cao tính chính xác và hiệu quả trong việc ứng dụng cừ đá trong gia cố nền móng.

Trích đoạn nội dung tài liệu

LỜI CAM ĐOAN Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Hồ Chí Minh, ngày tháng năm 2019 LÊ NGỌC TẤN -xi- CẢM TẠ Sau thời gian học tập và rèn luyện tại trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật Thành Phố Hồ Chí Minh, được sự chỉ hỗ trợ của quý thầy trong trường. Tôi đã hoàn thành luận văn tốt nghiệp.

Tôi xin chân thành cảm ơn Ban Giám Hiệu đã tạo điều kiện thuận lợi cho tôi học tập nâng cao cả tri thức và lối sống. Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn đến Ban Chủ Nhiệm Khoa cùng các Thầy Cô khoa Xây Dựng đã quan tâm, giảng dạy và truyền đạt kiến thức vô cùng quý báu trong quá trình học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn tốt nghiệp của tôi. Và đặc biệt tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành và sâu sắc nhất đến thầy Trần Vũ Tự đã tận tình giúp đỡ và hỗ trợ chỉ bảo tôi ngay từ bước đầu làm luận văn; trang bị và truyền đạt cho tôi những kinh nghiệm, kiến thức quý báo để nghiên cứu, cũng như gợi mở những phương hướng thực hiện, hoàn thành tốt đề tài tốt nghiệp. Luận văn tốt nghiệp là quá trình nghiên cứu lâu dài và sự hỗ trợ quý Thầy Trường Đại Học Sư Phạm Kỹ Thuật TP HCM.

Tuy rằng luận văn này được thực hiện với sự cố gắng lớn lao, nhưng cũng không ít sai sót trong quá trình nghiên cứu. Rất mong nhận được sự quan tâm góp ý kiến, cũng như chỉ bảo thật nhiều của quý thầy để luận văn được hoàn thiện hơn. Trân trọng cảm ơn! Tp. Hồ Chính Minh, ngày tháng năm 2019 LÊ NGỌC TẤN -xii- MỤC LỤC CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN.

Công tác xử lý gia cố nền trên địa bàn tỉnh An Giang. Khái quát về địa hình, địa chất tỉnh An Giang. Các biện pháp gia cố nền ở tỉnh An Giang. Các loại cừ thƣờng đƣợc sử dụng để gia cố nền móng cho công trình trong tỉnh An Giang.

Tình hình sử dụng cừ đá trong tỉnh An Giang. Trữ lƣợng và chủng loại cừ đá tại An Giang. Công trình sử dụng cừ đá. Tình hình nghiên cứu về cừ đá.

Tính cấp thiết của đề tài. Giới hạn của đề tài. 10 CHƢƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT .1 Đất yếu và nguyên lý xử lý nền .1 Đất yếu dùng trong xử lý nền móng .2 Các biện pháp xử lý đất nền .3 Khả năng chịu lực của nền và sức chịu tải của cọc đơn .2 Cơ sở về vật liệu đá.3 Lý thuyết mô hình hồi quy. 20 CHƢƠNG 3 : PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .1 Quy trình nghiên cứu chung.2 Phƣơng pháp thu thập số liệu .1 Đánh giá hiệu quả của cừ đá bằng phƣơng pháp thực nghiệm .2 Đặc trƣng sử dụng cừ đá trên địa bàn tỉnh An Giang.

29 CHƢƠNG 4 : KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU .1 Kết quả thu thập số liệu .1 Kết quả thí nghiệm khảo sát hiện trƣờng .2 Kết quả khảo sát thăm dò đặc trƣng sử dụng cừ đá .2 Phân tích đánh giá, xây dựng mô hình. So sánh hiệu quả sử dụng cừ đá và cừ tràm. Mô hình thể hiện đặc trƣng sử dụng cừ đá. 48 CHƢƠNG 5 : KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ.

55 TÀI LIỆU THAM KHẢO. Bảng câu hỏi khảo sát. Các kết quả thí nghiệm. 61 -xiv- DANH MỤC CÁC BẢNG BẢNG TRANG Bảng 1.

Chủng loại cừ đá trên thị trường tỉnh An Giang. Công trình sử dụng cừ đá ở An Giang. Quy cách cừ đá được sử dụng cho các công trình ở An Giang. Bảng tra các hệ số Nγ, Nq, Nc theo góc ma sát trong φ của Terzaghi.

Mã hóa dữ liệu thu thập. Chỉ tiêu cơ lý của đất trước và sau khi gia cố cừ. Tải trọng của đất tự nhiên và đất có gia cố cừ. Kết quả khảo sát đặc trưng sử dụng cừ tràm.

Variables in the Equation. Omnibus Tests of Model Coefficients. Vai trò ảnh hưởng của các yếu tố độc lập. 53 -xv- DANH MỤC CÁC HÌNH HÌNH.

Bản đồ hành chính tỉnh An Giang [1]. Các biện pháp gia cố nền. Thi công ép và thử tĩnh cọc BTCT tiết diện nhỏ. Thi công đóng cừ tràm bằng thủ công và máy [2].

Thi công ép cừ đá. Đá nguyên liệu được khai thác từ mỏ đá Bà Đội – An Giang [3]. Cừ đá các loại sau khi gia công [4]. Công tác ép cừ đá [5].

Sơ đồ tính toán sức chịu tải của đất nền [7]. Mạng không gian của tinh thể của đá [8]. Các kiểu gắn kết của cát hạt trong đá [8]. Đường cong ứng suất - biến dạng khi nén mẫu đá [8].

Đường cong ứng suất –biến dạng của các loại đá khác nhau [8]. Đồ thị hàm Logistic [10]. Sơ đồ quy trình nghiên cứu chung. (a) Chuẩn bị mặt bằng, (b) chọn vật liệu cừ tràm, (c) chọn vật liệu cừ đá.

Thi công đóng cừ. Lấy mẫu đất nền ở các hố móng. Thi công đổ bê tông móng cừ tràm và cừ đá. Thí nghiệm bàn nén hiện trường theo TCVN 9354 : 2012.

Sơ đồ các yếu tố ảnh hưởng quyết định chọn cừ đá. Sơ đồ quy trình thu thập số liệu. Phỏng vấn lấy mẫu khảo sát. Các công trình xây dựng được khảo sát lấy mẫu.

Ba loại mẫu vật liệu đất dùng để thí nghiệm. Biểu đồ so sánh các chỉ tiêu cơ lý của đất nền trước và sau khi gia cố cừ. Biểu đồ so sánh sức chịu tải của đất nền trước và sau khi gia cố cừ. Biểu đồ so sánh tải trọng - độ lún của đất trước và sau khi gia cố.

Quan hệ giữa tần suất và các biến của cừ đá. 48 -xvii- TÓM TẮT Nghiên cứu này bao gồm 02 phần chính: Phần thứ nhất liên quan đến tập trung phân tích đặc trưng sử dụng cừ đá cũng như hiệu quả của việc ứng dụng cừ đá trong gia cố nền ở An Giang. Bằng các thí nghiệm gia cố nền bằng cừ đá và cừ tràm trên cùng một khu vực nền đất tự nhiên cũng như thử tĩnh hiện trường, nghiên cứu cho ra những kết quả bước đầu về hiệu quả sử dụng cừ đá cho khu vực. Phần thứ hai liên quan đến xây dựng mô hình lựa chọn cừ tràm trên cơ sở xét đến các yếu tố phụ thuộc như trữ lượng, giá thành, chất lượng, cự ly vận chuyển, v.

Kết quả thí nghiệm mẫu đất cho thấy hệ số rỗng của đất ở cấp áp lực nén 4kg/cm2 giảm xuống 15.4% cho đất gia cố cừ tràm và 30.8% cho đất gia cố cừ đá khi so sánh với hệ số rỗng của môi trường đất không có gia cố. Hơn thế nữa thí nghiệm thử tĩnh cho thấy sức chịu tải cho phép của cọc đơn tăng 166.7% trong điều kiện đất gia cố cừ tràm và 200% trong điều kiện đất gia cố cừ đá khi so sánh với đất tự nhiên không gia cố. Mô hình xác suất lựa chọn cho thấy sự thay đổi của trữ lượng, giá cừ hay tuổi thọ có liên quan mật thiết đến sự lựa chọn loại cừ này. Kết quả nghiên cứu góp phần dự báo định hướng sự sử dụng của cừ đá ở khu vực địa bàn tỉnh dưới sự biến động của thị trường.

ABSTRACT The reseaerch includes 02 main parts. The first main part focuses on analyzing characteristics of using rock piles as well as the effectiveness of its application in An Giang province. By conducting experiments using rock piles and timber piles to reinforce weak soil foundation at the field, the study gives initial results on the effective use of rock piles compared with that of timber piles in the study area. The second main part relates to the development of pile-choice models under consideration of factors such as price, quality, transport distance and so on.

The experimental results -xviii- show that the porosity of the soil reduced by 15.4% for the soil reinforced with the timber pile and 30.8% for the soil reinforced with rock piles when compared with the natural condition without reinforcement. Moreover, the static test showed that the load capacity of single piles increased by 166.7% when the soil is reinforced with timber piles and 200% when that is reinforced with rock piles, compared with the natural soil without any reinforcement. The probabilistic model of choosing piles shows that the change in good pile reserves, pile prices or pile life is closely related to this choice of piles. The research results contribute to forecasting the use of rock piles in the province under consideration of market fluctuation factors.

-xix- CHƢƠNG 1 : TỔNG QUAN 1. Công tác xử lý gia cố nền trên địa bàn tỉnh An Giang 1. Khái quát về địa hình, địa chất tỉnh An Giang An Giang là tỉnh thuộc khu vực đồng bằng sông Cửu Long, nơi có địa hình đồng bằng chiếm trên 80% diện tích tự nhiên, bao gồm các huyện như Tân Châu, An Phú, Phú Tân, Chợ Mới, Châu Phú, Châu Thành, TP Châu Đốc và TP Long Xuyên. Địa bàn tỉnh có địa hình đồi núi chiếm gần 20% diện tích đất tự nhiên, gồm nhiều núi phân bố theo vành đai cánh cung kéo dài gần 100 km, bao trùm gần hết hai huyện Tịnh Biên và Tri Tôn kéo dài đến huyện Thoại Sơn.

Đây là điểm nổi bật của tỉnh An Giang được gọi là vùng Bảy Núi (Thất Sơn), với ngọn cao nhất là núi Cấm (cao 710m). Bản đồ hành chính của tỉnh như sau: Hình 1. Bản đồ hành chính tỉnh An Giang [1] Khu vực tỉnh An Giang là nơi có điều kiện địa chất đặc trưng vùng đồng bằng với loại đất á cát đến các loại đất á sét. Trong khi đó ở vùng đồi núi là loại cát pha sét, có màu xám, khả năng thoát nước mạnh và dễ bị xói mòn.

Đặc điểm phổ biến về cấu tạo địa tầng khu vực đồng bằng gần giống nhau là từ mặt đất đến độ sâu 2-3m là lớp sét nâu màu vàng hoặc xám, sâu hơn là lớp bùn nhão dày đến 20m. Các biện pháp gia cố nền ở tỉnh An Giang Với đặc điểm nền đất yếu của An Giang, việc xử lý nền khi xây dựng công trình là điều cần thiết. Các biện pháp gia cố nền thường sử dụng trong khu vực như:  Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát: Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, và dùng để đóng vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng đó tới các lớp đất yếu bên dưới.  Phương pháp gia tải nén trước: phương pháp này có thể sử dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn sét và sét pha, cát pha bão hoà nước.