Nghiên cứu phương pháp xử lý nền đất yếu bằng hút chân không và bấc thấm tại cao tốc Long Thành

LỜI MỞ ĐẦU

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG VÀ CƠ SỞ LÝ THUYẾT

1.1. Khái niệm quá trình cố kết

1.2. Khái niệm phương pháp gia tải trước bằng hút chân không

1.3. Tiến trình gia tải trước bằng chân không

1.4. Ứng dụng thực tế của phương pháp cố kết chân không trong các công trình xây dựng hiện nay

1.5. Phương pháp cố kết chân không

1.6. Nguyên lý làm việc của phương pháp thi công có màng kín khí

1.7. Nguyên lý làm việc của phương pháp thi công không có màng kín khí

1.8. Nội dung phương pháp cố kết chân không

1.9. Nguyên lý làm việc, ứng dụng và phương pháp thi công bắc thấm trong quá trình xử lý nền đất yếu

1.10. Ứng dụng của bắc thấm trong phương pháp gia tải trước

1.11. Phương pháp thi công bắc thấm

1.12. Ứng dụng của việc sử dụng bắc thấm trong phương pháp gia tải trước

1.13. Kết luận Chương 1

2. CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN CỐ KẾT CHÂN KHÔNG

2.1. Nội dung của phân tích bài toán cố kết chân không

2.2. Định hướng về tổng quan và kiểm toán bài toán cố kết chân không

2.3. Các phương pháp nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng cố kết chân không

2.3.1. Phương pháp lý thuyết

2.3.2. Phương pháp phần tử hữu hạn

2.3.3. Phương pháp thực nghiệm

2.4. Các phương pháp giải bài toán cố kết chân không

2.4.1. Phương pháp cố kết lún nén tương đương

2.4.2. Phương pháp cố kết thấm có cọc thấm (Barron - Terzaghi)

2.4.3. Phương pháp giải cho bài toán cố kết chân không

2.5. Tính toán thiết kế xử lý nén bằng gia tải bơm hút chân không

2.5.1. Tính toán thiết kế các thông số kỹ thuật

2.5.1.1. Chiều dày lớp gia tải kín khí

2.5.1.2. Chiều dài bắc thấm

2.5.1.3. Đường kính bắc thấm

2.5.1.4. Lưu lượng bắc thấm

2.5.1.5. Vùng ảnh hưởng và cách cắm bắc thấm

2.5.1.6. Máy bơm, hệ thống ống nối và đồng hồ đo áp lực

2.5.2. Tính toán dự báo lớn

2.5.2.1. Lựa chọn các phần mềm tính toán

2.5.2.2. Dự báo lún bằng phương pháp Asaoka

2.5.2.3. Phương pháp dự báo truyền thống

2.5.2.4. Phương pháp dự đoán độ lún cố kết cuối cùng với giả thiết đường cong lún là đường cong hypebol

2.5.2.5. Phương pháp dự đoán độ lún cố kết cuối cùng theo ba điểm có số liệu đo lún thực (phương pháp ba điểm)

2.6. Kết luận Chương 2

3. CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG

3.1. Giới thiệu chung về công trình

3.2. Phạm vi dự án

3.3. Các hạng mục chính của công trình

3.4. Quy mô và tiêu chuẩn kỹ thuật chính của dự án

3.5. Điều kiện tự nhiên

3.5.1. Vị trí địa lý, điều kiện địa hình, địa mạo

3.5.2. Địa chất công trình (báo cáo khảo sát địa chất đính kèm Phụ lục 1)

3.5.3. Khí tượng, thủy văn công trình, sông

3.6. Phương án mặt cắt ngang

3.7. Các tiêu chí thiết kế

3.8. Yêu cầu thiết kế

3.9. Tính toán ổn định

3.9.1. Kết quả tính toán khi chưa xử lý

3.9.2. Kiểm tra tính toán lún theo phương pháp giải tích

3.9.3. Kiểm tra tính toán ổn định bằng phần mềm GEO-SLOPE/W

3.9.3.1. Lựa chọn phần mềm tính toán

3.9.3.2. Kết quả tính toán ổn định bằng GEO-SLOPE/W

3.9.4. Tính toán cố kết chân không bằng phần mềm Plaxis 8

3.9.4.1. Giới thiệu chung về phần mềm Plaxis 8

3.9.4.2. Tổng việc ứng dụng phần mềm Plaxis 8

3.9.4.3. Mô hình bài toán

3.9.4.4. Loại phần tử

3.9.4.5. Các mô hình mô đắt (Modeling Soil Behavior)

3.9.4.6. Tính toán nền đường đắp trên đất yếu khi sử dụng biện pháp cố kết chân không theo phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Plaxis

3.9.4.6.1. Khai báo các yếu tố hình học của bài toán

3.9.4.6.2. Sơ đồ tính toán của bài toán

3.9.4.6.3. Khai báo mô hình tính toán trong Plaxis

3.9.4.6.4. Khai báo điều kiện biên

3.9.4.6.5. Xuất kết quả tính toán

3.9.4.6.6. Xét ảnh hưởng từ khoảng cách cắm của bắc thấm

3.9.4.6.7. Khi khoảng cách giữa các bắc thấm thay đổi

3.9.4.6.8. Tổng hợp ảnh hưởng của khoảng cách cắm bắc thấm

3.9.4.6.9. Xét ảnh hưởng chiều dài cắm bắc thấm thay đổi 15m, 20m, 25m khi khoảng cách cắm bắc thấm 1m không thay đổi

3.9.4.6.10. Khi chiều dài bắc thấm là 15m (Lbt = 15m)

3.9.4.6.11. Khi chiều dài bắc thấm là 20m (Lbt = 20m)

3.9.4.6.12. Tổng hợp ảnh hưởng của chiều dài bắc thấm

PHỤ LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO

I. Tính cấp thiết của đề tài

Việc xử lý nền đất yếu là một vấn đề bức thiết trong ngành xây dựng, đặc biệt ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long. Cao tốc Long Thành - Dầu Giây là một trong những công trình trọng điểm, nơi mà nền đất yếu cần được xử lý để đảm bảo an toàn và hiệu quả trong thi công. Phương pháp hút chân không kết hợp với bấc thấm đã được chứng minh là một giải pháp hiện đại và hiệu quả. Phương pháp này không chỉ giúp tăng cường sức chịu tải của nền đất mà còn giảm thiểu độ lún, cải thiện tính chất cơ lý của đất. Việc nghiên cứu và ứng dụng phương pháp này tại Long An sẽ góp phần nâng cao chất lượng công trình, đảm bảo an toàn cho người sử dụng.

II. Mục đích của đề tài

Mục đích chính của nghiên cứu này là tìm hiểu và ứng dụng công nghệ hút chân không kết hợp với bấc thấm để xử lý nền đất yếu tại cao tốc Long Thành - Dầu Giây. Nghiên cứu sẽ tập trung vào việc xác định các thông số kỹ thuật cần thiết như mật độ, đường kính, áp lực bơm hút và thời gian cố kết. Ngoài ra, nghiên cứu cũng nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết của đất nền, giảm độ lún và tăng cường độ ổn định của công trình. Thông qua các thí nghiệm trong phòng, nghiên cứu sẽ cung cấp cơ sở lý thuyết vững chắc cho việc áp dụng phương pháp này tại các công trình xây dựng khác trong khu vực.

III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu áp dụng phương pháp tổng hợp và kế thừa các kết quả nghiên cứu đã có liên quan đến việc xử lý nền đất yếu bằng hút chân không và bấc thấm. Các phương pháp nghiên cứu sẽ bao gồm lý thuyết cố kết để tính toán các thông số kỹ thuật, đồng thời kiểm tra lại các tính toán thông qua so sánh với kết quả thực nghiệm. Phương pháp này sẽ giúp xác định hiệu quả của việc áp dụng công nghệ mới trong việc xử lý nền đất, từ đó đưa ra những khuyến nghị cho các công trình xây dựng trong tương lai.

IV. Tổng quan về phương pháp hút chân không

Phương pháp hút chân không đã được áp dụng rộng rãi trong xử lý nền đất yếu. Quá trình cố kết diễn ra qua hai giai đoạn: cố kết sơ cấp và cố kết thứ cấp. Trong giai đoạn sơ cấp, nước trong đất thoát ra ngoài, làm cho đất dần chặt lại. Giai đoạn thứ cấp là quá trình các phân tử đất tiếp tục di chuyển cho đến khi đạt được trạng thái ổn định. Phương pháp này không chỉ giúp cải thiện tính chất cơ lý của đất mà còn giảm thiểu độ lún và tăng cường độ ổn định của nền đất. Việc áp dụng phương pháp này trong các công trình xây dựng tại Việt Nam đã cho thấy kết quả khả quan, đặc biệt là trong các dự án lớn như nhà máy điện và công trình giao thông.

V. Ứng dụng của bấc thấm trong xử lý nền đất yếu

Bấc thấm đóng vai trò quan trọng trong việc xử lý nền đất yếu. Phương pháp này giúp tăng tốc độ thoát nước trong quá trình cố kết, từ đó rút ngắn thời gian thi công và đảm bảo chất lượng công trình. Ứng dụng bấc thấm kết hợp với hút chân không không chỉ mang lại hiệu quả cao trong việc cải thiện tính chất cơ lý của đất mà còn giúp giảm thiểu các rủi ro liên quan đến độ lún và ổn định của nền đất. Các nghiên cứu thực nghiệm đã chỉ ra rằng việc sử dụng bấc thấm trong xử lý nền đất yếu tại cao tốc Long Thành - Dầu Giây có thể cải thiện đáng kể hiệu suất làm việc của nền đất, đồng thời đảm bảo an toàn cho công trình.

Luận văn thạc sĩ về xử lý nền đất yếu tại cao tốc Long Thành - Dầu Giây bằng phương pháp hút chân không và bấc thấm