MỞ ĐẦU. Tính cấp thiết của đề tài:. Mục tiêu nghiên cứu:. Phƣơng pháp nghiên cứu :.
Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài:. Giới hạn của đề tài:. 3 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG - VÔI ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .1 Một số nghiên cứu ở Việt Nam .2 Một số nghiên cứu trên thế giới .3 Nhận xét chƣơng 1:. 12 CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ TRỤ ĐẤT XI MĂNG - VÔI ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .1 Các điều kiện áp dụng .2 Cơ sở để cải tạo đất bằng phƣơng pháp trộn vôi .3 Cơ sở để cải tạo đất bằng phƣơng pháp trộn xi măng .4 Loại đất đƣợc xử lý bằng xi măng - vôi .2 Thành phần khoáng .3 Độ pH của đất .5 Bản chất độ bền của đất .1 Tiêu chuẩn và thông số độ bền của đất : .6 Các phƣơng pháp tính toán trụ đất xi măng - vôi .1 Phƣơng pháp tính toán theo quan điểm trụ đất xi măng - vôi làm việc nhƣ trụ .2 Phƣơng pháp tính toán theo quan điểm nhƣ nền tƣơng đƣơng.3 Phƣơng pháp tính toán theo quan điểm của Viện Kỹ Thuật Châu Á .4 Tính toán biến dạng .7 Nhận xét chƣơng 2.
28 CHƢƠNG 3: THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG XÁC ĐỊNH HÀM LƢỢNG XI MĂNG VÀ VÔI THÍCH HỢP VÀ ĐẶC TRƢNG CỦA ĐẤT TRỘN XI MĂNG VÔI .1Quy trình chế bị mẫu thí nghiệm .1 Thí nghiệm xác định đặc trƣng cơ lý của đất nền .2 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý xi măng .3 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu của nƣớc .4 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vôi .2 Chế bị mẫu .3 Xác định tỷ lệ xi măng và vôi: .2 Chế độ dƣỡng hộ .3 Trình tự thí nghiệm .4 Tiến hành thí nghiệm nén đơn trục .5 Kết quả thí nghiệm .4 Phân tích kết quả thí nghiệm .1 Kết quả thí nghiệm đất trộn vôi, đất trộn xi măng .2 Kết quả thí nghiệm hổn hợp đất trộn vôi kết hợp xi măng .6 Kết luận chƣơng:. 50 CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO TRỤ ĐẤT XI MĂNG - VÔI ĐỂ XỬ LÝ NỀN NHÀ MÁY BỘT MÌ ĐẠI PHONG .1 Giới thiệu công trình .1 Địa điểm, quy mô công trình .2 Điều kiện địa chất, thủy văn công trình .2 Tính toán thiết kế .1 Tính toán sức chịu tải.1 Thiết kế cọc với đƣờng kính D=600mm .2 Thiết kế trụ với đƣờng kính D=400mm .3 Ứng dụng kết quả thí nghiệm vào bài toán mô phỏng bằng Plaxis.4 Kết luận chƣơng. 77 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 79 TÀI LIỆU THAM KHẢO.
Tính cấp thiết của đề tài: Ngày nay, cùng với xu hƣớng Công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nƣớc nên góp phần thúc đẩy ngành xây dựng cũng phát triển với tốc độ cao, các công trình có giá trị đầu tƣ lớn xuất hiện ngày càng nhiều nhƣ: nhà cao tầng khu công nghiệp, sân bay, bến cảng, đƣờng cao tốc, cầu Cần Thơ,. Tuy nhiên, Đồng bằng sông cửu Long nói chung và Cần Thơ nói riêng với vị trí địa lý sông ngòi chằng chịt, đất nền chủ yếu do phù sa bồi lắng tạo thành, địa chất phức tạp, tầng đất yếu rất dầy (có nơi dày hơn 40m). Vì vậy để tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu nhƣ: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số module biến dạng, tăng cƣờng độ chống cắt của đất, giảm tính thấm của đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp ngƣời ta sử dụng rất nhiều giải pháp: sử dụng trụ đóng, trụ ép, trụ khoan nhồi, trụ vật liệu rời, gia tải trƣớc, phun xịt xi măng, bất thấm, bơm hút chân không, vải địa kỹ thuật, … các phƣơng pháp này thƣờng có chi phí tƣơng đối cao. Để khắc phục nhƣợc điểm trên nhiều nƣớc trên thế giới đã áp dụng phƣơng pháp trộn đất với vôi, đất với xi măng, đất kết hợp với cả xi măng và vôi xử lý tại chỗ cho loại đất này.
Công nghệ gia cố nền bằng trụ đất trộn xi măng kết hợp với vôi đã đƣợc áp dụng nhiều trên thế giới bắt đầu từ nhiều năm trƣớc đây. Đã có rất nhiều công trình trên thế giới sử dụng công nghệ này để gia tăng sức chịu tải và giảm biến dạng cho nền công trình. Việc ứng dụng trụ đất trộn xi măng kết hợp với vôi vào xây dựng nền móng công trình đã mang lại nhiều kết quả rất khả quan. Mặc dù giải pháp trụ đất trộn xi măng là một trong những biện pháp gia cố nền đất yếu đã đƣợc nhiều nƣớc trên thế giới áp dụng rộng rãi vào thập niên 1970 của thế kỷ trƣớc, tuy nhiên đối với Việt Nam dù đã có nhiều nghiên cứu, song phƣơng pháp này vẫn còn chƣa đƣợc ứng dụng nhiều, đặc biệt là vùng đồng bằng sông Cửu Long nói chung và Cần Thơ nói riêng.
Vì thế, đƣợc sự đồng ý của Thầy hƣớng dẫn, tác giả đã mạnh dạn đề xuất đề tài: “Ứng dụng trụ đất xi măng - vôi xử lý nền Nhà máy bột mì Đại Phong” nói riêng và Việt Nam nói chung trong điều kiện đất yếu là một nhiệm vụ quan trọng và cấp bách nhằm góp phần nâng cao hiệu quả đầu tƣ xây dựng và nghiên cứu này trở thành một trong những giải pháp nền móng hợp lý cho các loại công trình.Mục tiêu nghiên cứu: Mục tiêu của luận văn tập trung vào các vấn đề trên, bao gồm các nhiệm vụ chủ yếu sau đây: - Đánh giá sự thay đổi về cƣờng độ, module biến dạng của hổn hợp đất trộn xi măng kết hợp với vôi theo các hàm lƣợng xi măng - vôi khác nhau theo thời gian thông qua thí nghiệm nén nở hông. - Với điều kiện đất nền cụ thể, sử dụng kết quả thí nghiệm trên để tính toán xử lý nền Nhà máy bột mì đại phong.Phƣơng pháp nghiên cứu : Các phƣơng pháp nghiên cứu đƣợc sử dụng trong luận văn: - Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan về sử dụng đất trộn xi măng - vôi để gia cố nền đất yếu trên thế giới và ở Việt Nam. Nghiên cứu các phƣơng pháp thí nghiệm trong phòng và hiện trƣờng để xác định các tính chất cơ lý của đất nền và đất gia cố. - Nghiên cứu thực nghiệm: Chế bị mẫu thử và thử nghiệm tìm ra kết quả tối ƣu theo hàm lƣợng xi măng - vôi theo thời gian.
Phân tích và đánh giá kết quả thử nghiệm đồng thời ứng dụng kết quả vào tính toán ổn định của nền đất đƣợc gia cố. - Nghiên cứu mô phỏng: Ứng dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng tính toán.Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài: Đề tài làm rõ hơn ảnh hƣởng của hàm lƣợng xi măng - vôi đến cƣờng độ và module biến dạng của đất nhằm đánh giá thực trạng của việc xử lý nền đất yếu bằng phƣơng pháp đất trộn xi măng kết hợp với vôi. Với việc xác định sự thay đổi tính chất cơ lý của đất nền, đánh giá cƣờng độ tối ƣu theo hàm lƣợng xi măng - vôi sao cho đạt hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế trong điều kiện đất nền tại tại Cần Thơ, đề tài đƣa ra các thông số kỹ thuật để cho các kỹ sƣ tham khảo trong việc tính toán thiết kế trụ đất trộn xi măng kết hợp vôi, đồng thời sử dụng phƣơng pháp này giải quyết đƣợc bài toán gia cố nền đất yếu ở Cần Thơ nói riêng và ở Đồng Bằng Sông Cửu Long nói chung.Giới hạn của đề tài: Do hạn chế về thời gian cũng nhƣ khả năng nên tác giả chỉ nghiên cứu hàm lƣợng xi măng - vôi đối với đất nền ở Cần Thơ mà chƣa nghiên cứu hết khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long để đƣa ra kết luận có tính tổng quát và thuyết phục hơn. Đề tài tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng của sự thay đổi hàm lƣợng xi măng - vôi đến cƣờng độ, sức chống cắt của hổn hợp đất xi măng - vôi, đồng thời sử dụng kết quả thí nghiệm để tính toán ổn định ở một loại đất cụ thể cho đất nền.
Do ở Cần Thơ chƣa có công trình sử dụng trụ đất trộn xi măng kết hợp với vôi, vì vậy việc ứng dụng phần mềm Plaxis để mô phỏng tính toán trong điều kiện các thông số có đƣợc trong phòng thí nghiệm 4 CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG - VÔI ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU Đất yếu là bùn sét và bùn á sét có độ thấm kém khả năng ứng dụng cọc vật liệu rời không hiệu quả vì đất không nén chặt đƣợc trong quá trình thi công, vì nƣớc trong lỗ rỗng của bùn rất khó thoát đi để lỗ rỗng có thể giảm nhỏ lại. Mặt khác, vật liệu rời có thể chìm dần trong bùn nên không giữ đƣợc hình dạng cọc sau khi thi công. Việc dùng xi măng - vôi để cải thiện ổn định nền đất yếu bằng các trụ đất xi măng - vôi, trong đó đất xi măng trộn với vôi tại chỗ để tạo ra trụ gia cố nền đất đƣợc sử dụng từ lâu. Thụy Điển, Nhật và một số quốc gia khác đã nghiên cứu phƣơng pháp này trong khoảng thời gian dài cho thấy trụ đất gia cố xi măng - vôi rất hữu hiệu trong việc gia tăng sức chịu tải và giảm độ lún của nền đất.
Công nghệ này đã đƣợc sử dụng trong nhiều thập kỷ, nhƣng là một giải pháp chƣa đƣợc ứng dụng nhiều tại Việt Nam. Một số kết quả nghiên cứu sử dụng trụ đất xi măng - vôi: 1.1 Một số nghiên cứu ở Việt Nam Theo [7] “Ứng dụng giải pháp trụ đất xi măng - vôi để gia cố nền đất yếu” nêu rõ: Trong điều kiện nền đất yếu có chiều dày lớn, đã có nhiều giải pháp hữu hiệu để xử lý, gia cố nền đất yếu, và giải pháp trụ đất vôi ximăng là một trong số các giải pháp đó. Trên thế giới, giải pháp này đã đƣợc ứng dụng khá lâu ở nhiều nƣớc nhƣ Thụy Điển, Pháp, Nhật, Mỹ,… và đã thu đƣợc nhiều kết quả khả quan. Ở nƣớc ta, giải pháp này đã đƣợc ứng dụng nhiều trong vòng 5 năm gần đây ở nhiều loại công trình nhƣ: khu thƣơng mại Vĩnh Trung Plaza ở Đà Nẵng, đại lộ Đông - Tây ở Tp.
Hồ Chí Minh, kho xăng dầu Nhà Bè, sân bay Cần Thơ,… Từ thực tế các công trình này cho thấy giải pháp trụ đất xi măng bƣớc đầu có thể ứng dụng tốt và là giải pháp hợp lý cho nền móng của nhiều loại công trình ở nƣớc ta.
