Luận Văn Thạc Sĩ Về Mô Hình Tính Toán Cọc Đất Xi Măng Xử Lý Nền Đất Yếu Tại Sóc Trăng

Luận văn thạc sĩ nghiên cứu mô hình tính toán cọc đất xi măng xử lý nền đất yếu tại Sóc Trăng, góp phần cải thiện hạ tầng xây dựng.

• Tác giả: Quách Kiết Mậu
• Người hướng dẫn: PGS. Bùi Văn Trường
• Trường học: Trường Đại Học Thủy Lợi
• Chuyên ngành: Địa Kỹ Thuật
• Đề tài: Nghiên Cứu Mô Hình Cọc Đất Xi Măng Cho Nền Đất Yếu Tại Sóc Trăng
• Loại tài liệu: luận văn
• Năm xuất bản: 2017
• Địa điểm: Hà Nội

Mục lục chi tiết

• LỜI CAM ĐOAN
• LỜI CẢM ƠN
• DANH MỤC HÌNH ẢNH
• DANH MỤC BẢNG BIỂU
• MỞ ĐẦU
• 0.1. Tính cấp thiết của đề tài
• 0.2. Mục đích nghiên cứu
• 0.3. Nội dung nghiên cứu
• 0.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
• 0.5. Phương pháp nghiên cứu
• 0.6. Kết quả đạt được
• 0.7. Cơ sở tài liệu luận văn
• 1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN BẰNG CHẤT KẾT DÍNH
• 1.1. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng xử lý nền đất yếu bằng chất kết dính
• 1.2. Gia cố nền đất yếu bằng trụ vật liệu rời
• 1.3. Gia cố nền đất yếu bằng vật liệu có chất kết dính
• 1.4. Giải pháp xử lý nền bằng phương pháp trộn vôi
• 1.5. Giải pháp xử lý nền bằng cọc đất xi măng
• 1.5.1. Khái quát chung
• 1.5.2. Một số ứng dụng và ưu điểm của cọc đất xi măng
• 1.6. Kết luận chương 1
• 2. CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG
• 2.1. Khái quát chung về các mô hình tính toán cọc xi măng
• 2.2. Tính toán cọc ĐXM theo mô hình cọc cứng
• 2.3. Tính toán cọc xi măng đất theo mô hình nền tương đương
• 2.4. Tính toán cọc xi măng đất theo mô hình nền hỗn hợp
• 2.5. Cách tính toán của Viện kỹ thuật châu Á
• 2.6. Cách tính theo quy phạm Trung Quốc DBI 08-40-94
• 2.7. Phân tích các mô hình tính toán
• 2.8. Phương pháp tính toán theo quan điểm cọc BXM làm việc như cọc cứng
• 2.9. Phương pháp tính toán theo quan điểm coi trụ xi măng đất và đất nền làm việc
• 2.10. Phương pháp tính toán theo quan điểm tính toán khả năng chịu tải
• 2.11. Quy trình thiết kế cọc đất xi măng
• 2.11.1. Kiểm tra theo vật liệu cọc
• 2.11.2. Kiểm tra theo đất nền
• 2.11.3. Kiểm tra sức chịu tải của nhóm cọc đơn
• 2.12. Kết luận chương 2
• 3. CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN MÔ HÌNH TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC SÓC TRĂNG
• 3.1. Đặc điểm nền đất yếu khu vực Sóc Trăng
• 3.2. Phân tích, lựa chọn mô hình tính toán
• 3.3. Kết luận chương 3
• KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
• TÀI LIỆU THAM KHẢO

Tóm tắt

I. Giới thiệu chung về cọc đất xi măng

Cọc đất xi măng (ĐXM) là một giải pháp hiệu quả trong việc gia cố nền đất yếu, đặc biệt là tại khu vực Sóc Trăng. Mô hình cọc này không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý của đất mà còn giảm thiểu độ lún và tăng khả năng chịu tải cho công trình. Việc áp dụng cọc ĐXM đã cho thấy nhiều ưu điểm vượt trội so với các phương pháp gia cố truyền thống như cọc ép hay cọc nhồi. Cọc ĐXM được chế tạo từ hỗn hợp đất và xi măng, tạo ra một cấu trúc vững chắc giúp phân tán ứng suất và tăng cường độ bền cho nền đất yếu. Theo nghiên cứu, cọc ĐXM có khả năng làm giảm đáng kể độ lún của công trình và tăng cường khả năng chịu tải, từ đó mang lại hiệu quả kinh tế cao hơn cho các dự án xây dựng.

1.1. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng

Trong những năm gần đây, việc nghiên cứu và ứng dụng cọc đất xi măng cho nền đất yếu đã thu hút sự quan tâm của nhiều nhà khoa học và kỹ sư. Các phương pháp cải tạo đất này đã được áp dụng rộng rãi ở nhiều quốc gia, bao gồm cả Việt Nam. Tại Sóc Trăng, các nghiên cứu đã chỉ ra rằng cọc ĐXM có thể cải thiện đáng kể tính chất cơ lý của đất, giúp giảm độ lún và tăng khả năng chịu tải cho các công trình xây dựng. Hơn nữa, việc sử dụng cọc ĐXM còn giúp tiết kiệm chi phí xây dựng và thời gian thi công, từ đó tạo ra những lợi ích kinh tế lớn cho các nhà đầu tư.

II. Cơ sở lý thuyết mô hình tính toán cọc đất xi măng

Mô hình tính toán cọc đất xi măng được xây dựng dựa trên các nguyên lý cơ học và lý thuyết nền đất yếu. Có nhiều phương pháp tính toán khác nhau cho cọc ĐXM, trong đó mô hình cọc cứng và mô hình nền tương đương là hai phương pháp phổ biến nhất. Mô hình cọc cứng giả định rằng cọc hoạt động như một trụ cứng, trong khi mô hình nền tương đương xem xét tác động của nền đất yếu lên khả năng chịu tải của cọc. Việc lựa chọn mô hình tính toán phù hợp sẽ giúp tối ưu hóa thiết kế cọc, đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình. Các phần mềm mô phỏng như Plaxis và Geo Slope thường được sử dụng để thực hiện các tính toán này.

2.1. Các mô hình tính toán cọc đất xi măng

Các mô hình tính toán cọc đất xi măng có thể được phân loại thành nhiều loại khác nhau, tùy thuộc vào cách tiếp cận và điều kiện địa chất cụ thể. Mô hình cọc cứng thường được áp dụng cho các công trình có tải trọng lớn, trong khi mô hình nền tương đương phù hợp với các công trình có tải trọng nhẹ hơn. Việc sử dụng các mô hình này giúp dự đoán chính xác khả năng chịu tải và độ lún của cọc, từ đó đưa ra các giải pháp thiết kế hợp lý. Nghiên cứu cho thấy rằng việc áp dụng mô hình tính toán chính xác có thể cải thiện đáng kể hiệu quả kinh tế và kỹ thuật của công trình.

III. Nghiên cứu lựa chọn mô hình tính toán cọc đất xi măng tại Sóc Trăng

Nghiên cứu này tập trung vào việc lựa chọn mô hình tính toán cọc đất xi măng phù hợp với đặc điểm nền đất yếu tại khu vực Sóc Trăng. Đặc điểm địa chất của khu vực này bao gồm đất sét yếu, độ ẩm cao và khả năng chịu tải thấp. Các thí nghiệm thực địa đã được thực hiện để đánh giá khả năng làm việc của cọc ĐXM, từ đó đưa ra các khuyến nghị về mô hình tính toán. Kết quả cho thấy rằng mô hình nền tương đương là lựa chọn tối ưu cho các công trình xây dựng tại khu vực này, giúp cải thiện đáng kể khả năng chịu tải và giảm thiểu độ lún.

3.1. Đặc điểm nền đất yếu khu vực Sóc Trăng

Nền đất yếu tại Sóc Trăng chủ yếu là đất sét với độ ẩm cao, dẫn đến khả năng chịu tải thấp và độ lún lớn. Các nghiên cứu đã chỉ ra rằng đất sét yếu có thể gây ra nhiều vấn đề cho các công trình xây dựng, bao gồm lún không đều và mất ổn định. Do đó, việc áp dụng các biện pháp gia cố như cọc đất xi măng là rất cần thiết. Các thử nghiệm nén tĩnh và khảo sát hiện trường đã được thực hiện để đánh giá tính chất cơ lý của đất, từ đó xác định các thông số cần thiết cho thiết kế cọc ĐXM.

Nội dung chính

Tổng quan nghiên cứu

Nền kinh tế phát triển nhanh chóng kéo theo sự gia tăng các công trình xây dựng, đặc biệt là các công trình dân dụng và cao tầng tại các khu đô thị lớn. Tuy nhiên, nhiều khu vực có nền đất yếu, như tỉnh Sóc Trăng thuộc đồng bằng sông Cửu Long, gây khó khăn trong việc đảm bảo ổn định và an toàn cho công trình. Theo khảo sát, các lớp đất yếu tại Sóc Trăng có chiều dày từ 10 đến hơn 30 mét, với sức kháng cắt không thoát nước chỉ khoảng 16,7 - 18,3 kPa, độ nén lún lớn, đòi hỏi các giải pháp xử lý nền móng hiệu quả.

Cọc đất xi măng (ĐXM) là một công nghệ xử lý nền đất yếu được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trên thế giới, mang lại hiệu quả kinh tế cao nhờ sử dụng vật liệu tại chỗ và giảm thiểu chi phí so với các loại cọc bê tông cốt thép truyền thống. Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế cọc ĐXM hiện nay vẫn còn nhiều bất cập do các mô hình tính toán chưa phù hợp với đặc điểm địa chất từng vùng, dẫn đến hiệu quả kinh tế - kỹ thuật chưa tối ưu.

Mục tiêu nghiên cứu của luận văn là đề xuất mô hình tính toán và phương pháp thiết kế cọc đất xi măng phù hợp với đặc điểm nền đất yếu tại khu vực Sóc Trăng, nhằm nâng cao độ chính xác trong tính toán sức chịu tải và biến dạng, từ đó đảm bảo an toàn và hiệu quả kinh tế cho các công trình xây dựng. Phạm vi nghiên cứu tập trung vào nền đất yếu tại tỉnh Sóc Trăng, với thời gian khảo sát và phân tích dữ liệu từ năm 2015 đến 2017. Kết quả nghiên cứu có ý nghĩa quan trọng trong việc ứng dụng công nghệ cọc ĐXM cho các công trình dân dụng và công nghiệp tại các vùng đất yếu tương tự ở Việt Nam.

Cơ sở lý thuyết và phương pháp nghiên cứu

Khung lý thuyết áp dụng

Luận văn dựa trên ba mô hình tính toán chính cho cọc đất xi măng:

1. Mô hình cọc cứng: Xem cọc ĐXM như cọc bê tông cứng, chịu tải trọng chủ yếu qua thân cọc và đầu cọc. Mô hình này yêu cầu cọc có độ cứng lớn và đầu cọc được đặt vào tầng đất chịu lực tốt. Các nội lực trong cọc (mô men, lực dọc, lực ngang) được tính toán để đảm bảo an toàn theo trạng thái giới hạn.

2. Mô hình nền tương đương: Xem cọc và đất nền dưới móng như một khối đồng nhất với các đặc tính cơ lý được nâng cao. Mô hình này phù hợp khi mật độ cọc cao, phân bố đều, giúp tính toán sức chịu tải và biến dạng tổng thể của nền gia cố.

3. Mô hình nền hỗn hợp: Kết hợp tính toán sức chịu tải như cọc và biến dạng như nền mềm, xem xét sự làm việc đồng thời của cọc và đất nền xung quanh. Mô hình này phản ánh thực tế hơn khi cọc ĐXM có độ cứng vừa phải và hình dạng phức tạp.

Các khái niệm chính bao gồm: sức kháng cắt không thoát nước của đất, mô đun biến dạng của đất và cọc, áp lực nước lỗ rỗng, độ lún tổng cộng, và các tiêu chuẩn an toàn theo trạng thái giới hạn.

Phương pháp nghiên cứu

Nguồn dữ liệu chính bao gồm kết quả khảo sát địa chất, thí nghiệm cơ lý đất nền tại hiện trường và phòng thí nghiệm, cùng các thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn và cụm cọc ĐXM tại công trình Trường Tiểu học Mỹ Xuyên 1, tỉnh Sóc Trăng. Cỡ mẫu khảo sát gồm hơn 30 mẫu đất và 3 cọc đơn được thử nghiệm nén tĩnh.

Phương pháp phân tích kết hợp:

• Phân tích lý thuyết: Tổng hợp và đánh giá các mô hình tính toán cọc ĐXM hiện hành, so sánh ưu nhược điểm.
• Phương pháp thực nghiệm: Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn và cụm cọc tại hiện trường để xác định sức chịu tải và biến dạng thực tế.
• Mô hình số: Sử dụng phần mềm Plaxis và GeoSlope để mô phỏng ứng xử của cọc ĐXM theo các mô hình tính toán khác nhau, từ đó lựa chọn mô hình phù hợp nhất với đặc điểm nền đất yếu tại Sóc Trăng.

Timeline nghiên cứu kéo dài trong 2 năm, từ khảo sát địa chất, thí nghiệm đến phân tích mô hình và đề xuất giải pháp.

Kết quả nghiên cứu và thảo luận

Những phát hiện chính

1. Đặc điểm nền đất yếu Sóc Trăng: Các lớp đất yếu có chiều dày từ 10 đến hơn 30 m, sức kháng cắt không thoát nước trung bình khoảng 16,7 - 18,3 kPa, mô đun biến dạng thấp, gây ra độ lún lớn và nguy cơ mất ổn định công trình nếu không xử lý đúng cách.

2. Hiệu quả của cọc ĐXM: Thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn cho thấy sức chịu tải trung bình đạt khoảng 250 - 300 kN với độ lún cho phép 8 mm, trong khi cụm cọc 36 cọc có sức chịu tải tổng hợp tăng lên gấp 3 lần so với cọc đơn, chứng tỏ hiệu quả gia cố nhóm cọc.

3. So sánh mô hình tính toán: Mô hình nền hỗn hợp cho kết quả tính toán sức chịu tải và biến dạng gần sát với kết quả thực nghiệm hiện trường, sai số dưới 10%. Mô hình cọc cứng thường đánh giá quá cao sức chịu tải do giả định cọc có độ cứng lớn, trong khi mô hình nền tương đương lại đánh giá thấp biến dạng do không phản ánh chính xác sự phân bố ứng suất.

4. Ảnh hưởng các thông số thiết kế: Khi tăng đường kính cọc từ 0,6 m lên 1,0 m, sức chịu tải cọc tăng khoảng 40%, độ lún giảm 15%. Chiều dài cọc tăng từ 6 m lên 10 m giúp tăng sức chịu tải thêm 30%, đồng thời giảm độ lún tổng thể của nền gia cố.

Thảo luận kết quả

Nguyên nhân chính của các kết quả trên là do đặc tính cơ lý của đất yếu tại Sóc Trăng có độ dẻo cao, sức kháng cắt thấp, nên việc gia cố bằng cọc ĐXM giúp tăng cường khả năng chịu lực và giảm biến dạng nhờ tạo thành khối đất cứng hơn. Mô hình nền hỗn hợp phản ánh tốt sự tương tác giữa cọc và đất nền, phù hợp với điều kiện thực tế khi cọc ĐXM có độ cứng vừa phải và hình dạng không đồng nhất.

So với các nghiên cứu trong khu vực đồng bằng sông Cửu Long, kết quả này tương đồng với báo cáo của ngành xây dựng về hiệu quả xử lý nền bằng cọc ĐXM, đồng thời khẳng định tính khả thi của mô hình hỗn hợp trong thiết kế kỹ thuật. Việc lựa chọn mô hình phù hợp giúp giảm thiểu sai số trong tính toán, từ đó tối ưu hóa chi phí và đảm bảo an toàn công trình.

Dữ liệu có thể được trình bày qua các biểu đồ quan hệ tải trọng - độ lún, bảng tổng hợp kết quả thí nghiệm và mô phỏng, giúp trực quan hóa hiệu quả của từng mô hình và các thông số thiết kế.

Đề xuất và khuyến nghị

1. Áp dụng mô hình nền hỗn hợp trong thiết kế cọc ĐXM: Khuyến nghị các đơn vị thiết kế và thi công sử dụng mô hình này để tính toán sức chịu tải và biến dạng, nhằm đảm bảo độ chính xác và hiệu quả kinh tế trong các công trình xây dựng trên nền đất yếu tại Sóc Trăng. Thời gian áp dụng ngay trong các dự án mới.

2. Tối ưu kích thước và chiều dài cọc: Đề xuất tăng đường kính cọc lên khoảng 0,8 - 1,0 m và chiều dài từ 8 - 10 m tùy theo đặc điểm địa chất cụ thể, nhằm nâng cao sức chịu tải và giảm độ lún. Chủ thể thực hiện là các nhà thầu thi công và tư vấn thiết kế.

3. Tăng cường thí nghiệm hiện trường và giám sát chất lượng: Khuyến khích thực hiện thêm các thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn và cụm cọc tại hiện trường để kiểm chứng mô hình tính toán, đồng thời giám sát chặt chẽ quá trình thi công nhằm đảm bảo chất lượng cọc ĐXM. Thời gian thực hiện trong giai đoạn chuẩn bị và thi công công trình.

4. Đào tạo và nâng cao năng lực chuyên môn: Tổ chức các khóa đào tạo chuyên sâu về công nghệ cọc ĐXM và mô hình tính toán cho kỹ sư thiết kế, thi công và giám sát tại địa phương, nhằm nâng cao nhận thức và kỹ năng áp dụng công nghệ mới. Chủ thể là các trường đại học, viện nghiên cứu và các cơ quan quản lý xây dựng.

Đối tượng nên tham khảo luận văn

1. Kỹ sư thiết kế công trình: Giúp hiểu rõ các mô hình tính toán cọc ĐXM phù hợp với nền đất yếu, từ đó thiết kế móng chính xác, tiết kiệm chi phí và đảm bảo an toàn.

2. Nhà thầu thi công nền móng: Cung cấp kiến thức về công nghệ thi công cọc ĐXM, các thông số kỹ thuật và yêu cầu giám sát chất lượng trong quá trình thi công.

3. Chuyên gia địa kỹ thuật và nghiên cứu khoa học: Là tài liệu tham khảo để phát triển các nghiên cứu tiếp theo về xử lý nền đất yếu, mô hình tính toán và ứng dụng công nghệ mới.

4. Cơ quan quản lý xây dựng và quy hoạch: Hỗ trợ trong việc ban hành các tiêu chuẩn, quy chuẩn kỹ thuật liên quan đến xử lý nền đất yếu bằng cọc ĐXM, góp phần nâng cao chất lượng công trình xây dựng.

Câu hỏi thường gặp

1. Cọc đất xi măng là gì và ưu điểm của nó?
   Cọc ĐXM là cọc được tạo thành từ đất tại chỗ trộn với xi măng và chất phụ gia, tạo thành khối cứng có khả năng chịu tải tốt. Ưu điểm gồm chi phí thấp, thi công nhanh, giảm ô nhiễm môi trường và phù hợp với nền đất yếu có tải trọng vừa và nhỏ.

2. Tại sao cần lựa chọn mô hình tính toán phù hợp cho cọc ĐXM?
   Mô hình tính toán ảnh hưởng trực tiếp đến độ chính xác của kết quả thiết kế, từ đó quyết định hiệu quả kinh tế và an toàn công trình. Mô hình không phù hợp có thể dẫn đến thiết kế quá mức hoặc thiếu an toàn.

3. Mô hình nền hỗn hợp có điểm gì nổi bật?
   Mô hình này kết hợp tính toán sức chịu tải như cọc và biến dạng như nền mềm, phản ánh chính xác sự tương tác giữa cọc và đất nền, phù hợp với đặc điểm cọc ĐXM có độ cứng vừa phải và hình dạng phức tạp.

4. Các thông số thiết kế quan trọng khi sử dụng cọc ĐXM?
   Đường kính cọc, chiều dài cọc, mật độ cọc, hàm lượng xi măng trộn, và đặc tính cơ lý của đất nền là các thông số quan trọng ảnh hưởng đến sức chịu tải và biến dạng của nền gia cố.

5. Làm thế nào để kiểm tra chất lượng cọc ĐXM trong thi công?
   Có thể kiểm tra bằng thí nghiệm nén tĩnh cọc đơn và cụm cọc tại hiện trường, giám sát quá trình khoan và trộn xi măng, sử dụng thiết bị đo mô men xoắn và lưu lượng vữa để đảm bảo cọc đạt yêu cầu thiết kế.

Kết luận

• Luận văn đã phân tích và đánh giá ba mô hình tính toán cọc đất xi măng, trong đó mô hình nền hỗn hợp phù hợp nhất với đặc điểm nền đất yếu tại Sóc Trăng.
• Thí nghiệm hiện trường và mô phỏng số cho thấy mô hình này cho kết quả chính xác với sai số dưới 10% so với thực tế.
• Đề xuất thiết kế cọc ĐXM với đường kính 0,8 - 1,0 m, chiều dài 8 - 10 m, mật độ phù hợp để đảm bảo sức chịu tải và giảm độ lún.
• Khuyến nghị áp dụng mô hình và phương pháp thiết kế này trong các dự án xây dựng tại vùng đất yếu, đồng thời tăng cường đào tạo và giám sát thi công.
• Các bước tiếp theo bao gồm mở rộng thí nghiệm hiện trường, hoàn thiện quy trình thiết kế và phổ biến kết quả nghiên cứu đến các đơn vị liên quan.

Hành động ngay: Các nhà thiết kế và thi công công trình tại vùng đất yếu nên áp dụng mô hình nền hỗn hợp trong tính toán cọc ĐXM để nâng cao hiệu quả và an toàn công trình.

Trích đoạn nội dung tài liệu

CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN BANG CHAT KET DÍNH 1. Tinh hình nghiên cứu, ứng đụng xử lý nền đắt yếu bằng chất kết dính. Tra thé giới và ở Việt Nam hiện nay di va dang áp dụng nhiễu phương pháp cải tạo đất khác nhau, qua thir nghiệm va ứng dụng thực tiễn cho thấy các phương pháp cải tạo đã có tác dụng làm tăng độ bền của đắt, giảm độ lún tong công và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi công, giảm chỉ phí xây dựng và các hiệu quả khác. Nếu xét đến các yếu tổ như: tim quan trọng của công trình, tải trong, tác dụng, điều kiện thi công, thời gian xây dựng.

thì việc lựa chọn giải pháp thích hợp cho từng loại đắt riêng biệt sẽ rt quan trọng và được hệ thông trong bảng 1.1 “Các phương pháp gia cổ nén đất yêu có thể được tổng hợp lại theo cắc nhóm như sau tủy thuộc vào chỉ tiêu phân nhóm; * Theo đặc điểm của quá trình tương tác giữa dit yếu và tác nhân gia cổ, có thé phân biệt các nhóm gia cổ sau: ~ Phuong pháp gia cổ bằng tác nhân cơ học: trong hệ phương pháp nay quá trình gia cường chủ yêu là quá trình cơ học. Đỏ là các phương pháp trụ cát, giếng cát phương pháp trụ vật liệu rời, phương pháp dim nén chất = Phương phip gia cổ bằng tác nhân héa học: trong hệ phương pháp này các quả trình hóa học mang lại hiệu quả chủ yếu. Đó là phương pháp ìlient hóa, phương pháp gia cổ dat bằng vôi, xi măng, nhựa bitum. = Phương pháp gia cổ bằng tác nhân héa lý: to lệ phương pháp này, các quá trình hóa lý mang lại hiệu quả chủ yếu, 46 là phương pháp thẩm thấu, điện thắm thấu, điện silicat ~ Ngoài ra còn có các phương pháp gia cổ bằng các tác nhân nhiệt, điện.

Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cai tạo cho các loại đất khác nhau Hin hợp. ni ái “Cơ chế cải tạo Cốt tronhay | Dae | nước phạt via | oh - Thời gan cai tạo | Phụthuậ se ton | Tương tại của thể vùi | ngân doi | iy ai | Lậu dai Đan co BALSA ngutn sốc iia † it sét độ do cao Đắt sét độ deo thấp Đắtbùn Dit cit, Dit si | Tươngtegila | Ximang | Dung trong cao do l ag | đẩàdẻwu | hóa | hệsốrễnggiảm "rạng thi ci go đất {Không thay đối R dai ng (Thuy đổi trạng thái dit) * Theo vật liệu dé gia cổ, có thể phân biệt ~ Phương pháp gia cổ bằng các vật liệu Vô cơ vôi, xi măng, tr xỉ - Phương pháp gia cổ bằng các vt liệu hữu cơ: bỉ tum, nhựa đường. - Phương pháp gia cổ bằng vật liệu Polime: vật liệu carbamid, lignhin. “Theo mục đích gia cổ: - Phương pháp gia cổ làm tang độ bÈn: đệm cát.

ru vit liu rồi ~ Phương pháp gia cố làm giảm tính biển dang: Trụ xi măng dat, gia tải trước. = Phương pháp gia cổ làm tăng nhanh quá tình cổ kết: các phương pháp sử dụng vật thoát nước thing đứng. * Theo phạm vi gia cổ có thé phân biệt ~ Phương pháp gia cổ nông: phạm vi gi cổ chỉ ở bề mặt như cắp phối thích hợp, đệm cát. ~ Phương pháp gia cổ sầu: tụ vậtliệ i, trụ vôi, rw xi mang đất Dựa trí phân loại này, người ta đưa ra ác giải pháp kỹ thuật cụ thể phụ thuộc vào mục dich sử dụng và tinh hiệu quả kinh tế, Sau đây luận văn sẽ giới thiệu tổng quan một số giải pháp gia cường nền đất yếu.

Gia cổ nền đất yêu bằng trụ vật liệu rời * Khái niệm chưng Trụ vật liệu rời cấu tạo bằng cát hay đá (cuỗi sỏi) được đưa vào lớp đất yếu bằng phương pháp thay thể hoặc không thay thé Gi cổ nén đất yếu bing trụ vật liệu rời là một phương pháp gia cổ sâu, trong đó với công nghệ thích hợp tạo đựng trong nén đất yếu cần gia cổ một trụ có kích thước xác định (đường kính, độ sâu) bằng vật iệu rời (cát, sỏi, đá dm hoặc hỗn hợp của ching). Céc trụ vật liệu rời này được bé trí dưới móng với hình dạng, số lượng và khoảng cách. phù hợp với yêu cầu kỹ thuật của công tình xây dựng. Trụ vật liệu rời thông dụng nhất là trụ sử dụng vật liệu nhỏi là đá daim hay cát thô dim chặt.

‘Dit được cả tạo bằng trụ vật iệu rồi gọi là đắt hỗn hợp. Khi chất tải, trụ bị biển dạng hình lần vào các ting đắt và phân bổ lại ứng suất ở các mat cất bên rên của đắt hơn là truyền ứng suất xuống các lớp đất dưới sâu. Điều đó làm cho đất chịu được ứng s Kết quả là cường độ và khả năng chịu lực của đất hỗn hợp có thể tăng lên và nh nén lún giảm. Ngoài ra nó còn giảm được ứng suất tập trung sinh ra trên các trụ vật liệu rời.

Thành phần của trụ là vật liệu rời có tính thắm cao, nên trụ còn làm tăng nhanh độ lún cổ kết, giảm tị số độ lún của công trình sau xây dựng. Kết quả bàn nén phẳng hiện trường giữa đắt gia cổ trụ vt liệu rồi và đắt chưa gia cổ xem Hình L. Kết quả bàn nén phẳng hiện trường: 1- đắt chưa ga cố: 2- đất đã gia cổ * Công nghệ thi công trụ vật liệu rời Nhiéu phương pháp khác nhau để tạ trụ vật liệu rồi đã được sử dung trên thé giới, tùy thuộc vào kha năng ứng dụng thực tế của chúng và khả năng có được. thiết bị thi công ở từng địa phương.

Một số phương pháp thi công trụ vật ig rời - Phương pháp nén chat bằng rung động: ~ Phương pháp thay thể bằng rung động: - Phương pháp rung động kết hợp: Phuong pháp khoan tạo lỗ * Cơ chế phá hoại Trong thực tế trụ vật liệu rời được xây dựng xuyên qua toàn bộ lớp đất yéu nằm trên tầng rắn chắc (trụ chống). Cũng có thể làm những trụ mà mũi trụ chí trong phạm vi lớp. Dưới tác dụng của tải trong, các trụ vật liệu rời có thể bị phá hoại tiêng từng trụ hay cả nhóm. Cơ chế phá hoại đối với một trụ đơn được minh họa trên Hình L2 C6 các loại phá hoại sau: a) phình ra bên; b) cắt qua trụ; c) trượt trụ.2' Cơ chế phá hoại trụ đơn vật liệu rời trong đất sét yếu đồng nhất (theo Barksdale và Bachus, 1983) * Khả năng chịu tải giới han của tru đơn riêng biệt vật liệu rời Đối với trụ đơn tiêng biệt vật liệu rồi, cơ chế phá hoại phình ra bên là đễ xảy ra nhất Co chế này có thể xây ra đối với loại trụ mà trụ còn ở trong lớp dat sét yếu hoặc đã tựa vào lớp đất sét cũng chi ứng suất không nở hông giữ trị thường được xác định dựa ào sức kháng bị động giới hạn mà đất xung quanh trụ có thé phát huy khi trụ phình ra phía ngoài.

Hầu hết các phương pháp dự tính khả năng chịu tải giới bạn của tru đơn được phát triển dựa vào mô hình phá hoại đã nêu ở trên. * Khả năng chịu tải giới han của nhóm tru vật liêu roi Phương pháp chung dự tính khả năng chịu ti giới hạn của nhóm trụ vật liệu rồi đều cho rằng góc ma sắt trong của đất lính xung quanh trụ và lực đính trong trụ vật liệu rời là không đáng kể. Hơn nữa cường độ của trụ vật liệu rời và của đất dính đều được phát huy đầy đủ. Nhóm trụ cũng xem như được chất tải bởi móng cứng.

Khả năng chịu tải giới hạn theo Barksdale và Bachus (1983) được xác định bằng bé mặt phá hoại gin đúng từ hai đoạn thẳng như trên Hình 1.3 gu wad He 5) tất 000 8 RỂ 1) dy 006 SỐ SỈ an 6 ate ‘wep itu Dũ BTN Hình 1. Phân tích nhóm trụ vật liệu rồi (theo Barksdale và Bachus, 1983 * Độ lún tổng hợp Hầu hết các phương pháp dự đoán độ lún của đắt hỗn hợp đề cho rằng ving dit chit tải là vô cũng rộng và được gia ob bằng các trụ vật liệu rời có đường kính và khoảng cách không đổi. Với điều kiện chất tải và kích thước hình học như vậy việc lý tưởng. hóa một đơn nguyên là cin thiết.

Mô hình của một đơn nguyên được chất tải bởi tắm phẳng cứng tương tự như thí nghiệm cổ kết thắm một chiều. Vì vậy đơn nguyên được giới hạn bối một trồng cứng Không có ma sát và ứng suất thẳng đứng tại mọi vị trí nằm ngang đều giếng nhau Ti giảm độ lún cồn được big thị như à hầm ca id ích thay thé,. góc ma sắt trong của vật liệu rời ø, hệ số tập trung ứng suất. * Phạm vi áp dung Nên sử dụng khi nền đất yếu có bề đầy hạn chế nhỏ hơn độ sâu vùng hoạt động cũa tải trọng công trình và dưới nó là lớp đất tốt; C6 thé si dung khi chiều day đất ếu lớn song cin thi công trụ hoàn chính và iải pháp phụ thêm di kèm như gia ti trước, các giải pháp kết cắn: Không nên sử dụng khi dit quá yếu với sức kháng cắt không thoát nước nhỏ hơn 10 kPa và có bể dày lớn.

Gia cổ nền đắt yéu bằng vật liệu có chất kế dính Vật liệu có chất kết dính ở đây thường dùng là vôi, xi mang hoặc thạch cao. đất yếu bằng trụ đắc vôi hoặc xi măng là một phương pháp gia cổ sâu, rong đó một trụ được thi công tại chỗ từ hỗn hợp đắt trộn Hin với hoặc xi măng bằng công nghệ thích hop. * Giải pháp kỹ thuật Sứ dụng máy khoan và các thiết bị chuyên dụng (cần khoan, mũ khoan. đất với đường ính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế, Đắt trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoan nghiền tơi trộn đều với chất kết dính.

* Công nghệ tỉ công Hi nay trên thể giới có ha công nghệ được áp dụng phổ biến Ih công nghệ của Châu Âu và công nghệ của Nhật Bản. 6 Việt Nam phổ biến hai phương pháp trộn của Nhật Bản là phương phấp trộn phun khô (Dry Jet Mixing Method - DJM) và phun vữa (Wet Jet mixing method = WJM), 12. ai pháp xử lý nbn bằng phương pháp trộn vôi + Kha năng chịu tải giới hạn của tụ vôi don (Nghiên cứu cho đất sét yêu ở Băng Các — Thái Lan) Khả năng chịu ải giới hạn của try vôi đơn được quyết định bởi sức kháng cất của đắt sét yêu bao quanh (dat phá hoại) hay sức kháng cắt của vật liệu trụ (trụ phá hoại).