I. Nghiên cứu hiện tượng lún nền đường sau mố trên đất yếu
Chương này tập trung vào việc đánh giá hiện trạng địa chất công trình vùng đất yếu và phân tích các nguyên nhân gây lún nền đường sau mố. Đất yếu được định nghĩa là loại đất có khả năng chịu tải kém, tính nén lún lớn, và hệ số rỗng cao. Các nguyên nhân chính gây lún bao gồm: tính toán không chính xác độ lún của lớp đất yếu, hệ thống thoát nước kém hiệu quả, và sự dịch chuyển của mố cầu. Các nghiên cứu của Briaud, Wahls, và David Allen đã chỉ ra rằng việc thiết kế tấm bản dẫn hợp lý, sử dụng vật liệu đắp phù hợp, và hệ thống thoát nước hiệu quả có thể giảm thiểu hiện tượng lún.
1.1. Đánh giá hiện trạng địa chất công trình vùng đất yếu
Phần này trình bày khái niệm về đất yếu và các đặc điểm của chúng. Đất yếu thường là đất sét có lẫn hữu cơ, có sức chịu tải thấp và hệ số rỗng lớn. Các loại đất yếu thường gặp bao gồm đất sét mềm, bùn, than bùn, và cát chảy. Các nghiên cứu trên thế giới đã chỉ ra rằng sự cố lún đường dẫn sau mố là vấn đề phức tạp, cần được quan tâm đặc biệt trong quá trình thiết kế và thi công.
1.2. Nguyên nhân gây lún nền đường sau mố
Các nguyên nhân chính gây lún nền đường sau mố bao gồm: vật liệu đắp không phù hợp, hệ thống thoát nước kém hiệu quả, và sự dịch chuyển của mố cầu. Nghiên cứu của Briaud đã chỉ ra rằng việc thiết kế tấm bản dẫn hợp lý và sử dụng vật liệu đắp phù hợp có thể giảm thiểu hiện tượng lún. Ngoài ra, các yếu tố như lưu lượng xe lớn và cường độ mưa cao cũng góp phần làm tăng nguy cơ lún.
II. Cơ sở lý thuyết tính toán xử lý nền đất yếu bằng cọc xi măng đất
Chương này trình bày các quan điểm tính toán và thiết kế cọc xi măng đất để xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng đất là một phương pháp gia cố nền đất hiệu quả, giúp tăng cường độ chịu tải và giảm độ lún của nền đất. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế cọc xi măng đất bao gồm: cơ chế phá hoại của nền đường, hiện tượng hiệu ứng vòm, và sự ổn định của khối đất gia cố. Phương pháp này được áp dụng rộng rãi trong các công trình xây dựng trên nền đất yếu, đặc biệt là trong các dự án cầu đường.
2.1. Nguyên lý hình thành cọc xi măng đất
Phần này giải thích nguyên lý hình thành cọc xi măng đất, bao gồm quá trình trộn đất với xi măng để tạo ra cọc có cường độ cao. Cọc xi măng đất giúp cải thiện đáng kể khả năng chịu tải của nền đất yếu và giảm độ lún. Các yếu tố ảnh hưởng đến hiệu quả của cọc xi măng đất bao gồm tỷ lệ trộn xi măng, độ sâu gia cố, và điều kiện địa chất.
2.2. Các vấn đề cần quan tâm khi thiết kế cọc xi măng đất
Khi thiết kế cọc xi măng đất, cần quan tâm đến các cơ chế phá hoại của nền đường, hiện tượng hiệu ứng vòm, và sự ổn định của khối đất gia cố. Hiện tượng hiệu ứng vòm xảy ra khi tải trọng từ đường đắp được phân bố không đều lên các cọc, dẫn đến sự lún không đồng đều. Để đảm bảo hiệu quả của phương pháp này, cần tính toán kỹ lưỡng các thông số kỹ thuật và lựa chọn mô hình tính toán phù hợp.
III. Tính toán xử lý đường đắp đầu cầu bằng cọc đất gia cố xi măng cho cầu kênh 90 Phú Tân Cà Mau
Chương này trình bày quá trình tính toán và thiết kế cọc đất gia cố xi măng để xử lý nền đất yếu cho đường đắp đầu cầu kênh 90 tại Phú Tân, Cà Mau. Phương pháp này được áp dụng để giảm độ lún và tăng cường độ chịu tải của nền đất. Các bước tính toán bao gồm: xác định điều kiện hình học, tải trọng tác dụng, và điều kiện địa chất. Kết quả tính toán cho thấy cọc đất gia cố xi măng là giải pháp hiệu quả để xử lý nền đất yếu, đảm bảo sự ổn định và an toàn cho công trình.
3.1. Giải pháp thiết kế cọc xi măng đất
Phần này trình bày các giải pháp thiết kế cọc xi măng đất để xử lý nền đất yếu. Các yếu tố cần xem xét bao gồm điều kiện hình học, tải trọng tác dụng, và điều kiện địa chất. Mô hình tính toán được sử dụng để đánh giá hiệu quả của phương pháp này. Kết quả cho thấy cọc xi măng đất giúp giảm đáng kể độ lún của nền đường và tăng cường độ chịu tải.
3.2. So sánh phương án xử lý bằng cọc cát và cọc đất gia cố xi măng
Phần này so sánh hiệu quả của hai phương án xử lý nền đất yếu: cọc cát và cọc đất gia cố xi măng. Kết quả cho thấy cọc đất gia cố xi măng có hiệu quả cao hơn trong việc giảm độ lún và tăng cường độ chịu tải của nền đất. Phương án này cũng có chi phí hợp lý và dễ thi công hơn so với phương án cọc cát.
