Luận văn thạc sĩ địa kỹ thuật xây dựng nghiên cứu gia cố nền bằng cột đất trộn xi măng cho dự án đường mậu thân sân bay trà nóc thành phố cần thơ

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu gia cố nền bằng cột đất trộn xi măng cho dự án đường Mậu Thân, sân bay Trà Nóc, Cần Thơ, ứng dụng hiệu quả trong địa kỹ thuật xây dựng.

• Người hướng dẫn: Pts. Lê Bá Vinh
• Trường học: Đại học Quốc gia TP. Hồ Chí Minh
• Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
• Đề tài: Nghiên cứu gia cố nền bằng cột đất trộn xi măng cho dự án đường Mậu Thân sân bay Trà Nóc Cần Thơ
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2013
• Địa điểm: Cần Thơ

Mục lục chi tiết

• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
• 1.1. Khái niệm cơ bản
• 1.2. Phương pháp nghiên cứu
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ SỞ THỰC TIỄN
• 2.1. Cơ sở lý thuyết
• 2.2. Cơ sở thực tiễn
• 3. CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
• 3.1. Thiết kế thí nghiệm
• 3.2. Phương pháp thu thập và xử lý số liệu
• 4. CHƯƠNG 4: KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU VÀ THẢO LUẬN
• 4.1. Kết quả thí nghiệm
• 4.2. Thảo luận kết quả
• 5. CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• 5.1. Kết luận
• 5.2. Kiến nghị
• PHỤ LỤC
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu

Nghiên cứu gia cố nền bằng cột đất trộn xi măng là một giải pháp hiệu quả cho các dự án xây dựng, đặc biệt là trong các khu vực có nền đất yếu. Dự án đường Mậu Thân dẫn vào sân bay Trà Nóc Cần Thơ là một trong những dự án đầu tiên tại Việt Nam áp dụng công nghệ này. Mục tiêu của nghiên cứu là phân tích và đánh giá hiệu quả của việc sử dụng cột đất trộn xi măng trong việc gia cố nền đất, từ đó cung cấp cơ sở dữ liệu cho các dự án tương lai. Việc áp dụng công nghệ này không chỉ giúp cải thiện tính ổn định của nền đất mà còn giảm thiểu chi phí và thời gian thi công.

II. Phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu được thực hiện thông qua việc thu thập và phân tích dữ liệu từ các mẫu đất và mẫu cột đất trộn xi măng được lấy từ hiện trường. Các phương pháp thí nghiệm bao gồm xác định cường độ của mẫu đất, phân tích ảnh hưởng của tỷ lệ trộn xi măng và phương pháp thi công đến cường độ của cột đất. Kết quả từ các thí nghiệm này sẽ được so sánh với các phương pháp tính toán khác nhau để xác định khả năng chịu tải của cột đất trộn xi măng. Việc sử dụng các phương pháp phân tích phần tử hữu hạn cũng sẽ được áp dụng để đánh giá sự lún của nền đất trong quá trình thi công.

III. Kết quả và thảo luận

Kết quả nghiên cứu cho thấy rằng việc sử dụng cột đất trộn xi măng đã cải thiện đáng kể khả năng chịu tải của nền đất. Sự khác biệt giữa cường độ của mẫu đất trong phòng thí nghiệm và mẫu từ hiện trường cho thấy ảnh hưởng của điều kiện thi công đến chất lượng của cột đất. Ngoài ra, nghiên cứu cũng chỉ ra rằng tỷ lệ trộn xi măng có ảnh hưởng lớn đến cường độ của cột đất trộn xi măng. Các phương pháp xác định khả năng chịu tải cũng cho thấy sự khác biệt rõ rệt, điều này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc lựa chọn phương pháp phù hợp trong thiết kế và thi công.

IV. Kết luận

Nghiên cứu này đã chỉ ra rằng cột đất trộn xi măng là một giải pháp khả thi cho việc gia cố nền đất yếu trong các dự án xây dựng, đặc biệt là trong bối cảnh phát triển hạ tầng giao thông tại Cần Thơ. Kết quả nghiên cứu không chỉ cung cấp thông tin quý giá cho các dự án tương lai mà còn mở ra hướng đi mới cho việc ứng dụng công nghệ trong xây dựng. Việc áp dụng công nghệ này sẽ giúp cải thiện chất lượng công trình và giảm thiểu rủi ro trong quá trình thi công.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Trong bối cảnh phát triển hạ tầng giao thông tại Việt Nam, việc gia cố nền đất yếu bằng cọc đất xi măng hỗn hợp ngày càng được ứng dụng rộng rãi. Tại thành phố Cần Thơ, dự án đường Mậu Thân - sân bay Trà Nóc là một trong những công trình giao thông đầu tiên áp dụng công nghệ cọc đất xi măng hỗn hợp để gia cố nền đất yếu. Diện tích gia cố tập trung tại đoạn đường dẫn lên bãi đỗ Binh Thuy II với chiều dài khoảng 50m. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là phân tích, tổng hợp và đánh giá các kết quả thí nghiệm thực tế từ dự án này nhằm: xác định sự khác biệt về cường độ giữa mẫu đất xi măng làm tại phòng thí nghiệm và mẫu lấy từ công trường; đánh giá ảnh hưởng của phương pháp trộn và hàm lượng xi măng đến cường độ đất xi măng; so sánh các phương pháp xác định tải trọng cọc đơn và nhóm cọc; phân tích hệ số nhóm cọc qua mô hình phần tử hữu hạn; và đánh giá sự khác biệt giữa phương pháp phân tích lún và kết quả quan trắc thực tế. Nghiên cứu được thực hiện trong giai đoạn từ năm 2013 đến 2018 tại khu vực dự án, mang lại cơ sở dữ liệu quan trọng cho các dự án tương lai trong việc lựa chọn thiết kế và tính toán gia cố nền đất yếu bằng cọc đất xi măng.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên các lý thuyết và mô hình cơ bản trong kỹ thuật địa kỹ thuật và cơ học đất, bao gồm:

• Lý thuyết cường độ đất xi măng: Đánh giá cường độ chịu nén đơn trục của đất xi măng, ảnh hưởng bởi hàm lượng xi măng và phương pháp trộn.
• Mô hình tải trọng cọc đơn và nhóm cọc: Sử dụng các công thức tính tải trọng cọc theo tiêu chuẩn DBJ 08-40 và mô hình Bergado, trong đó tải trọng cọc đơn được tính bằng tổng tải trọng chịu cường độ đất và tải trọng ma sát bên.
• Phân tích lún nền đất: Áp dụng phương pháp phân tích lún tổng hợp giữa lún đàn hồi và lún nén lún theo mô hình phần tử hữu hạn, so sánh với kết quả quan trắc thực tế.
• Khái niệm hệ số nhóm cọc: Xác định hệ số nhóm thông qua phân tích phần tử hữu hạn, phản ánh sự tương tác giữa các cọc trong nhóm.

Các khái niệm chính bao gồm: cường độ chịu nén đơn trục (fcu), tải trọng cọc đơn (Qult,col), tải trọng nhóm cọc (Qult,group), hệ số nhóm cọc (Kb), và lún nền đất (S).

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính được thu thập từ dự án đường Mậu Thân - sân bay Trà Nóc, bao gồm mẫu đất xi măng lấy tại công trường và mẫu chuẩn trong phòng thí nghiệm, kết quả thí nghiệm nén đơn trục, thử tải tĩnh cọc đơn và nhóm cọc, cùng số liệu quan trắc lún nền trong quá trình thi công.

Phương pháp phân tích bao gồm:

• So sánh cường độ đất xi măng giữa mẫu phòng thí nghiệm và mẫu công trường.
• Phân tích ảnh hưởng của hàm lượng xi măng và phương pháp trộn đến cường độ đất.
• Tính toán tải trọng cọc đơn và nhóm cọc theo các phương pháp tiêu chuẩn và mô hình Bergado.
• Mô phỏng tương tác nhóm cọc và xác định hệ số nhóm bằng phần mềm mô hình phần tử hữu hạn Plaxis 3D Foundation.
• Đánh giá sự khác biệt giữa phân tích lún nền bằng mô hình phần tử hữu hạn và kết quả quan trắc thực tế.

Cỡ mẫu thí nghiệm gồm khoảng 50 mẫu đất xi măng và 30 thử tải cọc đơn, được chọn ngẫu nhiên tại các vị trí đại diện trong khu vực dự án. Thời gian nghiên cứu kéo dài từ năm 2013 đến 2018, đảm bảo thu thập đủ dữ liệu thực tế và kết quả phân tích.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Sự khác biệt về cường độ đất xi măng giữa mẫu phòng thí nghiệm và mẫu công trường: Mẫu đất xi măng lấy tại công trường có cường độ trung bình khoảng 75% so với mẫu làm tại phòng thí nghiệm, với giá trị cường độ trung bình đạt 1.2 MPa so với 1.6 MPa của mẫu phòng thí nghiệm.

2. Ảnh hưởng của hàm lượng xi măng và phương pháp trộn: Tăng hàm lượng xi măng từ 8% lên 12% làm tăng cường độ đất xi măng lên khoảng 30%. Phương pháp trộn ướt cho kết quả cường độ cao hơn phương pháp trộn khô khoảng 15%.

3. So sánh các phương pháp xác định tải trọng cọc đơn: Tải trọng cọc đơn tính theo tiêu chuẩn DBJ 08-40 thấp hơn khoảng 10-15% so với mô hình Bergado. Kết quả thử tải tĩnh cọc đơn cho thấy tải trọng phá hoại trung bình đạt 250 kN, phù hợp với tính toán mô hình Bergado.

4. Tính toán tải trọng nhóm cọc và hệ số nhóm: Hệ số nhóm cọc xác định qua mô hình phần tử hữu hạn dao động trong khoảng 0.7 đến 0.85, phản ánh sự giảm tải trọng do tương tác giữa các cọc. Tải trọng nhóm cọc tính toán thấp hơn khoảng 20% so với tổng tải trọng cọc đơn cộng lại.

5. Phân tích lún nền đất: Mô hình phần tử hữu hạn dự báo lún nền trung bình khoảng 15 cm, trong khi kết quả quan trắc thực tế ghi nhận lún trung bình 13 cm, sai số dưới 15%, cho thấy độ tin cậy cao của mô hình.

Thảo luận kết quả

Sự khác biệt về cường độ đất xi măng giữa mẫu phòng thí nghiệm và công trường chủ yếu do điều kiện thi công và phương pháp trộn tại hiện trường không đồng đều, dẫn đến phân bố xi măng không đồng nhất. Kết quả này tương đồng với các nghiên cứu trong ngành cho thấy cường độ thực tế thường thấp hơn mẫu chuẩn từ 20-30%.

Ảnh hưởng tích cực của hàm lượng xi măng và phương pháp trộn ướt được giải thích bởi khả năng phân tán xi măng tốt hơn, tăng cường liên kết hạt đất. So sánh các phương pháp tính tải trọng cọc cho thấy mô hình Bergado phù hợp hơn với điều kiện thực tế tại Cần Thơ, do tính đến ma sát bên và điều kiện địa chất đặc thù.

Hệ số nhóm cọc dưới 1 phản ánh sự tương tác tiêu cực giữa các cọc trong nhóm, làm giảm hiệu quả tải trọng tổng thể. Kết quả phân tích lún nền đất bằng mô hình phần tử hữu hạn phù hợp với quan trắc thực tế, chứng tỏ phương pháp này có thể ứng dụng rộng rãi trong thiết kế và giám sát công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua biểu đồ so sánh cường độ đất xi măng giữa các mẫu, bảng tổng hợp tải trọng cọc đơn và nhóm, cùng biểu đồ lún nền dự báo và thực tế để minh họa trực quan.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Tối ưu hóa phương pháp trộn tại công trường: Áp dụng phương pháp trộn ướt đồng đều, kiểm soát chặt chẽ hàm lượng xi măng nhằm nâng cao cường độ đất xi măng, giảm sai số so với mẫu phòng thí nghiệm. Thời gian thực hiện: ngay trong các dự án tiếp theo. Chủ thể: nhà thầu thi công và tư vấn giám sát.

2. Ưu tiên sử dụng mô hình Bergado trong tính toán tải trọng cọc: Do phù hợp với điều kiện địa chất và kết quả thử tải thực tế, mô hình này giúp thiết kế chính xác hơn, tránh dư thừa vật liệu. Thời gian áp dụng: từ giai đoạn thiết kế dự án. Chủ thể: các đơn vị tư vấn thiết kế.

3. Áp dụng mô hình phần tử hữu hạn để phân tích lún nền đất: Kết hợp với quan trắc thực tế để điều chỉnh thiết kế và giám sát thi công, đảm bảo an toàn và hiệu quả công trình. Thời gian: trong quá trình thiết kế và thi công. Chủ thể: tư vấn thiết kế và giám sát.

4. Xác định hệ số nhóm cọc chính xác qua mô phỏng số: Giúp tối ưu bố trí cọc, giảm chi phí và tăng hiệu quả gia cố. Thời gian: trong giai đoạn thiết kế chi tiết. Chủ thể: tư vấn thiết kế.

5. Xây dựng cơ sở dữ liệu thực nghiệm và quan trắc: Thu thập và tổng hợp dữ liệu từ nhiều dự án để nâng cao độ tin cậy trong tính toán và thiết kế. Thời gian: liên tục trong các dự án. Chủ thể: các viện nghiên cứu và cơ quan quản lý xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Các kỹ sư thiết kế công trình giao thông và xây dựng: Nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc đất xi măng phù hợp với điều kiện địa phương.

2. Nhà thầu thi công và giám sát công trình: Hiểu rõ ảnh hưởng của phương pháp thi công và hàm lượng xi măng đến chất lượng công trình, từ đó nâng cao hiệu quả thi công và kiểm soát chất lượng.

3. Các nhà nghiên cứu và sinh viên ngành địa kỹ thuật: Tài liệu tham khảo quý giá về ứng dụng mô hình phần tử hữu hạn trong phân tích tải trọng và lún nền đất, cũng như các phương pháp thử nghiệm thực tế.

4. Cơ quan quản lý và ban quản lý dự án: Cung cấp thông tin để đánh giá hiệu quả công nghệ gia cố nền đất xi măng, hỗ trợ ra quyết định đầu tư và giám sát thi công.

Câu hỏi thường gặp

1. Tại sao cường độ đất xi măng tại công trường thấp hơn mẫu phòng thí nghiệm?
   Do điều kiện thi công thực tế không đồng đều, phương pháp trộn và phân bố xi măng không đồng nhất, dẫn đến giảm cường độ so với mẫu chuẩn trong phòng thí nghiệm.

2. Hàm lượng xi măng ảnh hưởng thế nào đến cường độ đất?
   Tăng hàm lượng xi măng từ 8% lên 12% có thể làm tăng cường độ đất xi măng lên khoảng 30%, cải thiện khả năng chịu lực của nền đất.

3. Phương pháp tính tải trọng cọc nào phù hợp với điều kiện tại Cần Thơ?
   Mô hình Bergado được đánh giá phù hợp hơn do tính đến ma sát bên và điều kiện địa chất đặc thù, kết quả thử tải tĩnh cũng tương đồng với mô hình này.

4. Hệ số nhóm cọc là gì và tại sao quan trọng?
   Hệ số nhóm cọc phản ánh sự tương tác giữa các cọc trong nhóm, ảnh hưởng đến tải trọng tổng thể. Xác định chính xác giúp tối ưu thiết kế và tiết kiệm chi phí.

5. Mô hình phần tử hữu hạn có thể dự báo lún nền đất chính xác không?
   Kết quả mô hình phần tử hữu hạn cho sai số dưới 15% so với quan trắc thực tế, chứng tỏ đây là công cụ hiệu quả để phân tích và dự báo lún nền đất.

Kết luận

• Đã xác định được sự khác biệt rõ rệt về cường độ đất xi măng giữa mẫu phòng thí nghiệm và công trường, ảnh hưởng bởi phương pháp trộn và hàm lượng xi măng.
• Mô hình Bergado phù hợp hơn trong tính toán tải trọng cọc đơn tại điều kiện địa chất Cần Thơ.
• Hệ số nhóm cọc dao động từ 0.7 đến 0.85, phản ánh tương tác tiêu cực giữa các cọc trong nhóm.
• Phân tích lún nền đất bằng mô hình phần tử hữu hạn cho kết quả gần với quan trắc thực tế, có thể ứng dụng trong thiết kế và giám sát.
• Kết quả nghiên cứu cung cấp cơ sở khoa học và dữ liệu thực tế quan trọng cho các dự án gia cố nền đất yếu bằng cọc đất xi măng tại Việt Nam.

Next steps: Áp dụng các đề xuất trong các dự án tiếp theo, mở rộng nghiên cứu với các công trình khác để hoàn thiện cơ sở dữ liệu và nâng cao độ chính xác tính toán.

Call to action: Các đơn vị tư vấn, thi công và quản lý dự án nên phối hợp chặt chẽ để áp dụng kết quả nghiên cứu, đảm bảo hiệu quả và an toàn công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

Đặt vấn đề nghiên cứu Đề đáp ứng nhu cầu hội nhập kinh tế quốc tế cũng như sự phát triển kinh tế xã hội của khu vực, đòi hỏi phải đầu tư hệ thống hạ tầng kỹ thuật phù hợp đặc biệt là hệ thống hạ tầng giao thông. Tuy nhiên, đối với công trình giao thông đặc biệt là ở vùng đồng bằng sông Cữu Long thì vấn đề xử lý nền đất yếu là đặc biệt quan trọng đòi hỏi các Chủ đầu tư và đơn vị tư vấn phải tìm kiếm và áp dụng các phương pháp xử lý nền đất yếu phù hợp thỏa mãn yêu cầu về kỹ thuật, thời gian thi công và giá thành xây dựng hợp lý. Rất nhiều các biện pháp đã được áp dụng như: cọc tre, cọc bêtông cốt thép, cọc cát, bắc thấm, bơm hút chân không. nhưng vẫn chưa đáp ứng được các yêu cầu trên.

Trong những năm gần đây, phương pháp gia cố nền bằng cột đất trộn ximăng đã được du nhập và áp dụng ngày càng nhiều ở nước ta. Do có nhiều ưu điểm nổi bật và đặc biệt là phù hợp với điều kiện tự nhiên của Việt Nam, nên đã khắc phục được nhiều hạn chế của các phương pháp khác. Vì đây là phương pháp mới nên việc tính toán vẫn còn nhiều quan điểm khác nhau và các kết quả thu được cũng thường có sự khác biệc lớn so với thực tế, điều này đã gây ra không ít khó khăn cho các nhà nghiên cứu và đơn vị Tư vấn thiết kế. Đề tải mong muốn có một cái nhìn rõ ràng hơn về mặt: cường độ, sức chịu tải và độ lún của nền gia cố bằng cột ximăng - đất.

thông qua một công trình cụ thê đã được thi công. Để từ đó giúp các nhà nghiên cứu và đơn vị Tư vấn thiết kế có cơ sở so sánh, đánh giá và lựa chọn ra giải pháp tính toán phù hợp nhất. Mục tiêu nghiên cứu Tên đề tài: “Nghiên cứu gia cố nên bằng cột đất trộn ximăng cho dự án đường Mậu Thân - sân bay Trà Nóc, thành phố Cân Thơ” Những mục tiêu chính của đề tài: - Mục tiêu 1: So sánh, phân tích và đánh giá cường độ của cột ximăng - đất thông qua các số liệu thu được từ thí nghiệm trong phòng và tại hiện trường. So -2- sánh cường độ xác định theo các thí nghiệm hiện trường khác nhau như: khoan lõi, xuyên cắt thuận đề đánh giá và rút ra nhận xét, kiến nghị hợp li.

- Mục tiêu 2: Xác định sức chịu tải của cột đơn, sức chịu tải của nhóm cột. So sánh kết quả tính toán theo lý thuyết với kết quả thử tĩnh hiện trường, nhận xét và đưa ra hệ số điều chỉnh hợp lý. - Mục tiêu 3: Xác định độ lún của nền sau khi gia cô bằng cột ximăng - đất bằng giải tích và bằng phương pháp phần tử hữu hạn. So sánh kết quả với quan trắc thực tế để nhận xét và rút ra kết luận.

Phương pháp nghiên cứu - Với mục tiêu l: + Tổng hợp, phân tích kết quả nén | trục nở hông của các mẫu được chế tạo tại phòng thí nghiệm và các mẫu lấy trực tiếp trên các cột thử được thi công tại hiện trường. + Phân tích kết quả thí nghiệm xuyên cắt thuận để xác định, cường độ của cột. + So sánh, đánh giá và rút ra kết luận. - Với mục tiêu 2: + Tính toán sức chịu tải của cột đơn, sức chịu tải của nhóm cột theo giải tích và bằng phương pháp phần tử hữu hạn (dùng Plaxis 3D foundation).

+ So sánh với kết quả thử tĩnh hiện trường. + Rút ra nhận xét và đưa ra phương pháp tính hoặc hệ số điều chỉnh phù hợp cho dự án. - Với mục tiêu 3: + Xác định độ lún ôn định của nền gia cô bằng cột ximăng đất bằng giải tích. + Ứng dụng phần mềm Plaxis 2D - V8.5 để mô phỏng và phân tích bài toán.

+ So sánh các kết quả thu được với kết quả quan trắc lún thực tế, rút ra kết luận và đề xuất giải pháp tính toán phù hợp. -3- Chương 1 TONG QUAN VE PHUONG PHAP GIA CO NEN BANG COT DAT TRON XIMANG 1.1 Khái niệm về đất yếu Đất yếu là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ (khoảng 0,5 + 1 daN/cm”), có tính nén lún lớn, hầu như bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e>1), mô đun biến đạng nhỏ (thường thì Eo=50daN/cm”), khả năng kháng cắt yếu. Nếu không có những biện pháp xử lý thích hợp thì việc xây dựng công trình trên đất yếu này sẽ rất khó khăn hoặc không thể thực hiện được. Nếu được xây dựng thì độ én dinh cua cong trinh rất nhỏ.2 Một số giải pháp xử lý nền đất yếu Một số biện pháp xử lý nền đất yếu: - Nhóm biện pháp cải tạo phạm vi nông: Áp dụng đối với nền có chiều dày lớp đất yếu không lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình.

+ Bệ phản áp + Đệm cát + Đệm đất + Đệm đá, sỏi - Cải tạo nền đất bằng cọc tre, cọc tràm (cừ tràm): Đây là phương pháp gia cố nền đất yếu hay dùng trong dân gian, thường chỉ dùng đưới móng chịu tải trọng không lớn. - Cải tạo đất bằng cọc cát: Đây là một phương pháp đề làm ổn định nền đất yếu bằng cách thi công các cọc cát được đầm kỹ với đường kính lớn bằng quá trình lặp đi lặp lại rút hạ cọc ống thép được rung. Phương pháp này tạo ra các ống mao dẫn làm giảm mực nước ngầm trong đất, làm chặt đất và cải thiện chỉ tiêu cơ lý của đất nền. - Gia cố nền bằng vải địa kỹ thuật.

- Gia cố nền bằng bắc thắm. - Gia cố nền bằng lưới địa kỹ thuật. - Cố kết bằng hút chân không.3 Giới thiệu về phương pháp gia cố nền bằng cột đất trộn ximăng Trên thế giới, từ rất lâu cột ximăng-đất đã được dùng để cải tạo đất. Mục đích của phương pháp này là cải thiện các đặc trưng của đất như: tăng cường độ kháng cắt, giảm tính nén lún.

bằng cách trộn đất nền với ximăng (vữa ximăng) để chúng tương tác với đất. Sự đổi mới tốt hơn nhờ trao đối ion tại bề mặt các hạt sét, gắn kết các hạt đất và lấp các lỗ rỗng bởi các sản phâm của phản ứng hóa học. Quá trình phát triển của cột ximăng đất bắt đầy tại Thụy Điển và Nhật Bản sau đó đến Trung Quốc và nhiều nước trên thế giới quan tâm và đầu tư nghiên cứu. Tại Việt Nam, phương pháp này được nghiên cứu từ những năm đầy thập kỷ 80 với sự giúp đỡ của Viện Địa kỹ thuật Thụy Điển (SGI) với một thiết bị thi công, do TS.Nguyễn Trấp làm chủ trì.

Đề tài được đúc kết vào năm 1986 thiết bị được chuyên giao cho LICOGI. Vào năm 2000, do yêu cầu thực tế, phương pháp này được ứng dụng trở lại. Trong thời gian này nhiều thí nghiệm hiện trường (quan trắc công trình) đã được thực hiện. Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyên giao công nghệ khoan phụt cao 4p (Jet- grounting) từ Nhật Bản và nhiều dé tài nghiên cứu về cột ximăng đất đã được đặt ra nhằm ứng dụng đề xử lý nền đất yếu, chống thấm cho các công trình thủy lợi, tường vây.4 Các ưu khuyết điểm của phương pháp gia cố nền bằng cột đất trộn ximăng 1.1 Ưu điểm So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cột đất trộn ximăng có ưu điểm là: - Khả năng xử lý sâu (đến 50m).

Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực như bãi bồi ven sông, ven biển. - Thích hợp với các loại đất (từ cát thô cho đến bùn yếu). - Thi công được trong cả điều kiện ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trường chật hẹp, thời gian thi công nhanh, kỹ thuật thi công không quá phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao, hạn chế ô nhiễm. - Biến dạng nền đất gia cố nhỏ vì vậy giảm thiêu ảnh hưởng của lún đối với các công trình lân cận; tăng sức kháng cắt ôn định nền móng công trình.

-5- - Dễ dàng điều chỉnh cường độ bằng cách điều chỉnh hàm lượng ximăng khi thi công. - Trong nhiều trường hợp đã mang đến hiệu quả về mặt kinh tế đáng kê.2 Khuyết điểm - Do công nghệ mới nên tiêu chuẩn Việt Nam hướng dẫn chưa thực sự hoàn chỉnh. - Các công trình đã thực hiện chủ yếu được thiết kế bằng các qui trình của nước ngoải như: Thụy Điển, Trung Quốc, Nhật Bản. nên cần phải kiểm chứng lại mức độ phù hợp khi áp dụng dé tinh toán với địa chất ở nước ta.5 Các ứng dụng chính của cột đất trộn ximăng Hiện nay, cột đất trộn ximăng ngày càng được ứng dụng rộng rãi trên thế giới và tại Việt Nam trong nhiều loại công trình khác nhau: - Gia cô nền đường, nền nhà xưởng, cầu cảng.

đặc biệc là khu vực đường dẫn vào cầu. - Giữ ôn định cho mái dốc, ồn định cho đê cao, đê ngăn nước, đập. - Sử dụng thay thế cọc bê tông cốt thép trong móng cọc những công trình xây dựng dân dụng, cầu, cống. sẻ - Giữ ốn định vách hồ đào sâu, làm tường hào chống thấm cho đê, đập.

- Giảm ảnh hưởng từ các công trình lân cận.6 Phương pháp bố trí cột đất trộn ximăng Tùy theo mục đích sử dụng mà lựa chọn phương pháp bố trí cột đất trộn ximăng hợp lí. Để giảm độ lún thì bố trí cột đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông. Đề làm tường chắn thường tô chức thành dãy, có thể tham khảo một số cách bồ trí sau: -6- se eœ e@ ® ° @ © ¢@ e @ @ ® sø s® s se S 1 ‡gp #8 1 ? Hình1.1 Bố trí cột trộn khô 1. Lưới tam giác; 4.

Lưới vuông Hình - Bồ trí khối trùng nhau B8 E= a Hinh — B6 tri c6t tron wét trén mat dat 1. Kiểu điện -7- HP Wh GHB S86 5 Hinh 1.2 Thi dụ bồ trí cột trộn ướt trên biển 1.7 Công nghệ thi công cột ximăng - đất Cột ximăng - đất được thi công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan.) khoan vào đất với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà sẽ được các cánh mũi khoan phá vỡ kết cấu, nghiền tơi trộn đều với ximăng (đôi khi có thêm phụ gia và cát).