CHƯƠNG 1: TONG QUAN VE CỌC XI MĂNG DAT 1.1 Lịch sử hình thành và ứng dung cọc đất xi ming 1-1 Lịch sử hình thành cọc đắt xỉ mang ~ Từ rất lâu, con người đã cải tạo nên đất yếu bằng cách trộn với các chat liên kết như voi, xi mang, = Phương pháp cọc trộn tại chỗ, gọi là “Mixed In Place Pile, (gọi tắt là phương pháp MIP) dùng chỉ là vôi do nước Mỹ nghiên cứu thành công đầu tiên sau đại chiến thé giới thứ 2 năm 1954, khi đó dùng cọc có đường kính từ 0,3+0,# m, đài 10-12 m. Những cho đến 1996 cọc đắt gia cổ xỉ ming với mục dich thương mại mới được sử dụng với số lượng lớn (1) - Sự phát triển của công nghệ trộn sâu bắt đầu từ Thụy Điển và Nhật Bản từ những năm 1960, Trộn khô dùng vôi hạt (vôi sống) làm chất gia cỗ đã được đưa vio thực tế ở "Nhật vào giữa những năm 1970. Cũng khoảng thời gian đó trộn khô ở Thụy Điển dùng vôi bột trộn vào dé cải tạo các đặc tính lún của đất sét dẻo mềm, yếu. Trộn ướt dùng vữa xi mang làm chất gia cố cũng được áp dụng trong thực tế ở Nhật từ giữa những năm 1970.
- Năm 1967, Viện nghiên cứu hải cảng và bến tu thuộc Bộ giao thông vận tải Nhật Ban bắt đầu các thí nghiệm trong phòng sử dụng vôi cục hoặc vôi bột để xử lý đất biển. bằng phương pháp trộn vôi dưới sâu. Công việc nghiên cứu bởi Okumura, Terashi và những người khác suốt những năm đầu của thập niên 70, - Năm 1974, Viện nghiên cứu hải cảng và bến tàu bảo cáo phương pháp trộn vôi dưới sâu đã được bắt đầu ứng dụng toàn diện tại Nhật Bin - Năm 1976, viện nghiên cứu công chánh thuộc Bộ xây dựng Nhật Bản hợp tác với Viện nghiên cứu máy xây dựng Nhật Ban bắt đầu nghiên cứu phương pháp trộn phun khô đưới sâu bằng bột xi măng, bước thử nghiệm đầu tiên hoàn thành vio cuối năm 1980, ~ Năm 1977, Nhật Bản lần đầu tiên phương pháp trộn xi mang dưới sâu áp dụng trên. 1-1-2 Tình hình ứng dụng cọc đất xi măng trên thé giới - Những nước ứng dụng công nghệ DM nhiều nhất là Nhật Bản.
Theo thống ké của hiệp hội DXM (Nhật Bản), tính chung trong giai đoạn 1980-1996 có 2345 dự án, sir cdụng 26 triệu m’ đất gia cổ xỉ măng. Riêng từ 1977-1993, lượng dit gia cổ bằng DM ở Nhật vào khoảng 23,6 triệu m? cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng, 300 dự án. Hiện nay hing năm thi công khoảng 2 triệu mỶ [1]. ~ Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từ cuối những năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hói phương pháp trộn vôi dưới sâu vả.
XM ở Nhật Bản. Thiết bị DM dùng trên dit liền xuất hiện năm 1978 và ngay lập tức được sử dụng để xử lý nén các khu công nghiệp ở Thượng Hải. Tổng khối lượng xử lý bằng DM Trung Quốc cho đến nay vào Khoảng trên triệu m’, Từ năm 1987 đến 1990, công nghệ DM đã được sử dụng, 2 công 513.000m” dit được gia cổ, bao gồm sắc móng kẻ, mỏng của các tường chin phía sau bến cập ti = Đến năm 1992, một hợp tác giữa Nhật và Trung Quốc đã tạo ra sự thúc đấy cho những bước đầu tiên của công nghệ DXM ở Trung Quốc, công trình hợp tác đầu tiên là cảng Yantai. Trong dự ấn này 60,000m' xử lý ngoài biển đã được thiết kế và hi công bởi chính các kỹ sư Trung Quốc, - Tại Châu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bit đầu ở Thụy Din và Phin Lan.
Trong năm 1967, Viện Địa chất Thụy Điễn đã nghiên cứu các cột vôi theo dé xuất của Jo. Kjeld Piuc sử dụng thiết bị theo thiết kế của Linden - Alimak AB (Rathmayer, 1997). Tht nghiệm dầu tiên ti sin bay Ska Edeby với các eft vôi có đường kính (ấm và chiều sâu tối đa 15m đã cho những kinh nghiệm mới về các cột vôi cứng hoá (Assarson, 1974). Năm 1974, một dé đất thử nghiệm (cao 6m, i 8m) đã được xây dựng ở Phần Lan sử dụng cột vôi đắt, nhằm mục đích phân tích hig quả của hình dạng và chiều dài cột về mặt khả năng chịu tải ~ Từ những năm 1970 và đến những năm 1980, các công trình nghiên cứu và ứng dụng tập trung chủ yếu vào việc tạo ra vật liệu gia có, tối ưu hoá hỗn hợp ứng với các loại đất khác nhau - Năm 1903, Hiệp hội DIM (Deep jet mixing phun trộn khô dưới sâu) của Nhật Bản xuất bản sách hướng dẫn những thông tin mới nhất thiết kế và thi công cọc đít xi măng.
- Năm 1996, hơn 5 triệu m’ cọc vôi vả vôi xi mang đã được thi công tại Thụy Điển kể từ năm 1975, Sản phẩm từng năm tại Thụy Điễn và Phin Lan lúc bay giờ là cùng sản lượng như nhau, = Vào tháng 11 năm 1999 một hội nghị quốc tế vẻ phương pháp trộn khô được tổ chức tại Stokholm, Thụy Điển. - Tại Mỹ, việc xử lý và nâng cấp các đập đất nhằm đáp ứng mục tiêu an toàn trong vận hành và ngăn ngừa hiện tượng thắm rit được quan tâm. CĐXM đã được ứng dụng 48 nâng cắp các đập đắt hiện có, tạo ra các tường chống thắm, - Tại Bungari, nền đường sắt thường được xây dựng bằng sét vì khó kiếm ra đất tốt Loại đất này là rất khó đầm nén do đó nền đường thường bị lún nghiêm trọng. Người ta đã sử dụng các cột ĐXM đường kinh 0,25m cách nhau 2,5m để gia cổ, kết quả sau xử lý cho thấy không có dấu hiệu lún mặc dil tốc độ tàu chạy 100 ~ 120 km/h, = Tại Đông Nam A, cọ đắt ~ với hay xi măng chưa được thông đụng v ý do chủ yếu là các máy móc thí công, ci phi khai thác vôi sống tỉnh khiết cao ~ Xu hướng phít triển của công nghệ ĐXM trén Thể giới hiện nay hướng vào việc khai thác mặt mạnh của DXM.
Khi mới phát minh, yêu cầu đổi với ĐXM ban đầu chỉ là nhằm đạt được cường độ cao và chỉ phí thấp; nhưng gần đây do những nan giải trong xây dựng đã đặt ra những yêu cầu cao hơn về sin cậy và hoàn chỉnh của công nghệ. Xu thé quan trọng của công nghệ này là chỗ nó cho phép xử lý ại chỗ và cô ập các ft 6 nhiễm trong đắt, hứa hen cho những nghiên cứu tiếp tục. Trong lĩnh vực chống động đất, người ta đang tiếp tục nghiên cứu ứng dụng ĐXM nhằm ngăn chặn sự hoá lông đất, ts ra những phương án có hig quá kinh t sử dụng vật liệt có sợi để chịu được uốn khi có động đất 1.3 Tình hình ứng dung cọc đắt xỉ ming ở Việt Nam ~ Năm 1969 Thụy Điễn đã viện trợ máy thi công theo công nghệ này cho chính quyền Sii Gòn và được ứng dụng ở một số công ình đường. Tại Miễn Bắc đầu những năm 1970 Thụy Điển cũ ign trợ cho Viện Khoa học Công nghệ xây dựng một máy tương tự va đã thi công thí nghiệm cho một số công trình nhà ở Ha Nội.
Do trong hoàn. cảnh khi đồ giá thành xi mang cao, công nghệ xử lý tổn km so với công nghệ ga cổ thông thường, nhú cầu xử ý nền đất yéu còn thấp, nên công nghệ này không được ứng Vào năm 2000 do yêu cầu thực tổ, phương pháp này được áp dụng trở lại, khi công trình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy nhiên có hiệu quả kinh tế cao. Đơn vị đưa trở lại phương pháp này ban đầu là COFEC và nay là E&C Consultants - Năm 2002 đã có một số dự án bit dầu ứng dung BXM vào xây dụng các công trinh trên nên đất yếu 6 Việt nam, Cụ thể như: Dự án Cảng Ba Ngôi (Khánh hoà) đã sử dung 4000m cọc đất xi măng có đường kính 600mm thi công bằng trộn khô; Năm 2003, một Việt lều ở Nhật đã thành lập công ty xử lý nền móng tại TP Hồ Chí Minh, ứng dụng thiết bị trộn khô để tạo cọc đắt xi măng ling ông thép. - Năm 2004 CĐXM được sử dụng để gia cố nén mồng cho nhà may nước ở huyện Vụ Bản, tỉnh Nam Định, xử lý móng cho bin chứa xăng dầu ở Dinh vũ (Hải Phòng).
cdự ân trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trong khoảng 20m. Thing Š năm 2004, các nhà thầu Nhật bản đã sử dụng Jet-Grouting để sửa chữa khuyẾt tật cho các cọc nhdi của cầu Thanh trì (Hà nội) 6 nước ta, giải pháp này được sử dụng dé gia cổ nén nhà, côn trình xây đựng thấy lợi, công trình xây dựng giao thông. Trong vai năm gần đây công nghệ này đã được áp dụng ti công trình kẻ chống x6i ở bờ sông khu đô thị mới An Phi Thịnh - Tp Qui Nhơn, tỉnh Binh Dinh, nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), Cảng dầu khí Vũng “âu, sửa chữa chống thim cho Cổng Trai (Nghệ An), cổng D10 (Hà Nam), Công Rach (Long An), bộ bình chứa dầu của Tổng kho xăng dầu Cin Thơ, dự án đường cao tốc TP Hỗ Chi Minh đi Trung Lương, đại lộ Đông Tây-TP Hỗ Minh, Dường cao t “Thành phố Hồ Chí Minh-Long Thành: Dầu Giây, ning cắp đường hạ cắt cánh. đường lăn và sin đỗ máy bay cảng hing không Cin Thơ, Cao tốc Bến Lức-Long Thành, Dự.
án đường Liên cảng Cái Mép-Thi Vai, đường Láng - Hòa Lạc và đặc biệt làcác cảng nằm ở khu vực Bà Ria-V ‘au như SP-PSA, SITV. Ngoài việc gia có nền đất yếu, cọc đất xi mang còn được ứng dụng trong các lĩnh vực như: xây dựng tưởng chống thắm, chống đỡ thành hé mồng, giảm nhẹ và ngăn chan sự hỏa lông ~ Khi áp dụng giải pháp này cin có những điều tra, nghiên cứu về him lượng hữu cơ, thành phần khoáng hóa của đất yéu vì nếu đắt có hàm lượng hữu cơ lớn hoặc có độ pH nhỏ thi cường độ của cọc đất xi mang sẽ ting không nhiều. Với ưu điểm là thời gian thi công nhanh, sử dụng được vật liệu địa phương, giá thành tương đối thắp, công nghệ này dang dần được các nhà quản ý, thiết kế và thi công quan tâm khi gặp đất yêu 1. Đặc điểm tính chất của cọc xi ming đất 1.1 Vật liệu chế tạo cọc 12.11 Xi măng ~ Xi ming dùng thi công cọc DXM phải được lựa chọn dé đảm bảo cường độ yêu cầu và khả năng thi công.