CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG SỎİ CUỘI GIA CỐ XI MĂNG TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG 1. Tổng quan về tình hình sử dụng sỏi cuội gia cố xi măng trong xây dựng đường: Xây dựng đường ô tô cần những khối lượng vật liệu rất lớn. Một trong những nguyên tắc cơ bản trong thiết kế đường ô tô là tận dụng vật liệu địa phương để xây dựng nền đường và móng mặt đường nhằm giảm giá thành xây dựng. Khảo sát vật liệu xây dựng quanh khu vực các dự án xây dựng đường bộ là một nội dung bắt buộc, cần thiết,căn cứ vào vị trí trên bản đồ hành chánh, bản vẽ kỹ thuật và việc khảo sát thực tế, trong cả bước lập báo cáo đầu tư, chuẩn bị dự án và bước thiết kế kỹ thuật để thực hiện dự án (xem hình 1.1) Tìm hiểu, thu thập các thông tin cơ bản, các chỉ tiêu cơ lý của sỏi cuội để xây dựng đường trong địa bàn khu vực tỉnh Quảng Ngãi và các định hướng cho việc nghiên cứu để tăng cường sử dụng vật liệu địa phương của khu vực vào xây dựng nền, mặt đường là bước mở đầu cho nghiên cứu nâng cao hiệu quả của việc sử dụng vật liệu địa phương cho các dự án xây dựng đường bộ trong địa bàn tỉnh.
Thông tın về một số loại vật liệu dùng cho xây dựng đường tại Quảng Ngãi: Một số loại vật liệu cơ bản dùng cho xây dựng đường ô tô có trong khu vực tỉnh Quảng Ngãi, cũng tương tự như một số địa phương khác trên cả nước như các loại đất á cát, á sét khác, cấp phối sỏi đỏ, cát, đá dăm. Do có nguồn gốc bồi tích của các con sông lớn như sông Trà Bồng, Trà Khúc, sông Vệ hình thành nên nhiều bãi bồi kế tiếp nhau rộng từ 100 - 500m. Tổng hợp các tài liệu cho thấy đến nay đã phát hiện có 5 mỏ cát, cuội, sỏi như 20 Hình 1.1: Bản đồ hành chính tỉnh Quảng Ngãi. 21 mỏ Trà Bắc, Phú Lộc, Nghĩa Lâm, Trà Khúc và sông Vệ.
Cả 5 mỏ này đều phân bố trong các thành tạo bồi tích sông hiện đại. Tổng trữ lượng 18. Điển hình là mỏ cát, cuội, sỏi sông Trà Khúc nằm trên địa phận Thành phố Quảng Ngãi, đã khảo sát chi tiết gồm 2 thân quặng. Về chất lượng, được đánh giá sử dụng tốt trong xây dựng,quy mô mỏ lớn.
Tài nguyên dự báo cấp1; cát khoảng 14.000m3; sạn, sỏi, cuội khoảng 45. Mặc dù phân bố rộng rãi với quy mô lớn, nhưng các mỏ đề cập ở đây là những nơi dễ dàng khai thác hoặc có điều kiện giao thông thuận lợi, gần khu dân cư hay các khu kinh tế quan trọng. Cấp phối sỏi đỏ là loại vật liệu khá phổ biến trong nước và trên thế giới. Ở nước ta nguồn cấp phối sỏi đỏ phân bố nhiều ở một số khu vực Nam bộ như Long Thành, Trị An (tỉnh Đồng Nai) và ở tỉnh Bình Dương.
Thành phần cấp phối sỏi đỏ của chúng cũng khá lớn (khoảng từ 11.0%), lớn hơn khá nhiều so với yêu cầu sử dụng làm lớp móng dưới cho mặt đường. Một số mỏ cấp phối sỏi đỏ khác trong khu vực còn có các giá trị này lớn hơn với giới hạn chảy Wđỏ ở Bình Dương hiện nay được coi là có chất lượng tốt nhấttrong khu vực Đông Nam bộ và Nam bộ, tuy nhiên giới hạn chảy (WL) của chúng dao động từ 29.0%, do đó chỉ số dẻo (IPL= (36 - 44)%, và chỉ số dẻo IP = (18. Ba sông chính từ các hướng khác nhau cùng hợp nước ở các xã Sơn Trung, Sơn Hải, phía Đông Nam huyện lỵ Sơn Hà, và đoạn sông này người ta thường gọi là sông Hải Giá. Từ Hải Giá sông chảy theo hướng Tây Nam - Đông Bắc đến Thạch Nham (giáp giới 3 huyện Sơn Hà, Sơn Tịnh, Tư Nghĩa) thì thoát khỏi núi non, một đoạn nữa đến thôn Hưng Nhượng xã Tịnh Đông về sau thì hướng chảy cơ bản là Tây - Đông, tuy nhiên vẫn có nhiều đoạn sông quanh gấp khúc (do vậy được gọi là sông Trà Khúc).
Ở Thạch Nham, người ta đã xây 22 dựng đập chắn ngang sông, để nước dâng lên, theo hai kênh Chính Bắc - Chính Nam chảy tưới cho các đồng bằng Quảng Ngãi. Công trình đại thủy nông Thạch Nham là một công trình thủy lợi kỳ vĩ. Xưa kia trên sông Trà Khúc từ Đồng Nhơn (xã Tịnh Đông, huyện Sơn Tịnh) đến cuối nguồn, người ta đặt rất nhiều guồng xe nước lớn để tưới cho đồng ruộng. Sông Trà Khúc ở các hợp lưu thượng nguồn sông đào lòng nước dữ dội qua các thung lũng, đến hạ lưu nước vẫn chảy rất xiết cho đến khi đổ nước ra cửa Đại Cổ Lũy.
Sông Trà Khúc có độ dài khoảng 135km, trong đó có khoảng 2/3 chiều dài sông chảy qua vùng núi và rừng rậm, có độ cao 200 - 1.000m, phần còn lại chảy qua vùng đồng bằng. Bởi hợp lưu từ nhiều hướng khác nhau, nên sông có dạng hình cành cây, có 9 phụ lưu cấp I, 5 phụ lưu cấp II, 6 phụ lưu cấp III và 2 phụ lưu cấp IV. Sông Trà Khúc có diện tích lưu vực khoảng 3.240km2, bao gồm phần đất của các huyện Sơn Hà, Tư Nghĩa, một phần huyện Ba Tơ, Minh Long, Sơn Tịnh và Trà Bồng, Tây Trà, có một phần nguồn nhỏ thuộc địa phận tỉnh Kon Tum. Trên bề mặt lưu vực sông có khoảng nửa diện tích kể từ nguồn là rừng già, còn lại là rừng thưa kiểu cao nguyên và cây bụi rậm; vùng hạ lưu là đất canh tác và đồng bằng trồng lúa chiếm diện tích khá lớn (xem hình 1.
Số liệu thí nghiệm về thành phần cấp phối trên đây cho thấy các loại cấp phối sỏi đỏ của các mỏ trên có thể xem như thỏa mãn các yêu cầu của cấp phối loại B (theo Quy trình thi công và nghiệm thu các lớp kết cấu áo đường bằng cấp phối thiên nhiên 22TCN-304-03) nên thường được dùng trong thi công các loại đường ôtô trên khắp cả nước nói chung và hiện đang được sử dụng rộng rãi trên toàn tỉnh Quảng Ngãi. Thành phần cỡ hạt của một số loại cấp phối sỏi đỏ tại các mỏ trong khu vực Đông Nam bộ được thể hiện dưới đây (xem bảng 1.2: Bản đồ mạng lưới sông suối Thành phố Quảng Ngãi.1:Kết quả thí nghiệm thành phần hạt cấp phối sỏi đỏ của một số mỏ trong khu vực Đông Nam bộ Tên mỏ % Lọt sàng tích lũy 50.075 Long Thành - Đồng Nai 100.11 Vĩnh Cửu - Đồng Nai 100.64 Lái Thiêu - Bình Dương 100.88 Nhơn Trạch - Đồng Nai 100.97 Dưới đây thể hiện các đường cong cấp phối của vật liệu so với cấp phối tiêu chuẩn loại B (xem hình 1. Đường cong cấp phối hạt so với cấp phối tiêu chuẩn của cấp phối tự nhiên loại B 25 Tuy nhiên, về các chỉ tiêu khác thì các loại cấp phối sỏi đỏ của các mỏ trên cũng khó đáp ứng được hết các yêu cầu để làm lớp móng của mặt đường như theo yêu cầu trong 22TCN-304-03 (xem bảng 1. Tuy vậy với nhu cầu sử dụng lớn và chưa có loại vật liệu ưu việc nào thay thế hoặc một phần do khan hiếm nên người ta cũng tạm chấp nhận sử dụng loại vật liệu này, nhưng bên cạnh cũng tăng cường các biện pháp khắc phục như gia cố xi măng hoặc tăng cường thời gian lưu lèn cũng như dùng các loại xe lưu khác nhau trên cùng một điểm với thời gian lu lẻn khác nhau … Tuỳ theo mục đích sử dụng, đá sỏi và sỏi dăm phải phù hợp với yêu cầu kỹthuật riêng đối với mỗi loại công tác xây dựng, như sau: - Sỏi dăm phải chứa các hạt đập vỡ (là hạt mà diện tích mặt vỡ của nó lớn hơn một nửa tổng diện tích bề mặt của hạt vỡ đó) với số lượng không nhỏ hơn 80% theo khối lượng.
Tùy theo độ lớn của hạt, đá sỏi và sỏi dăm được phân ra các cỡ hạt sau: 5 đến 10 mm ; lớn hơn 10 đến 20 mm ; lớn hơn 20 đến 40 mm ; lớn hơn 40 đến 70 mm. Theo sự thoả thuận giữa các bên có thể cung cấp đá sỏi và sỏi dăm có cỡ hạt từ 3 →10 mm; 10 →15 mm; 25 → 40 mm và cỡ hạt lớn hơn 70 mm, cho phép cung cấp đá sỏi và sỏi dăm ở dạng hỗn hợp hai hoặc hơn hai cỡ hạt tiếp giáp nhau.Đối với cỡ hạt 5 đến 10 mm cho phép chứa hạt có kích thước dưới 5 mm tới 15%. - Tuỳ theo công dụng đá sỏi và sỏi dăm cần có chỉ tiêu độ bền cơ học sau đây: Dùng cho bê tông: độ nén đập trong xi lanh; dùng cho lớp đệm của đường sắt: độ chống va đập trên máy thử va đập "IIM"; dùng cho xây dựng đường ôtô: độ nén đập trong xi lanh, độ mài mòn trong tang quay. Hàm lượng hạt thoi dẹt (là hạt có chiều rộng hay chiều dài nhỏ hơn hay bằng 1/3 chiều dài).
- Trong đá sỏi và sỏi dăm không được vượt quá 35% theo khối lượng.Hàm lượng hạt mềm yếu trong đá sỏi và sỏi dăm không được vượt quá 10%.2:Bảng các chỉ tiêu kỹ thuật của cấp phối sỏi đỏ tại các mỏ 26 trong khu vực Đông Nam bộ Tên mỏ Dung trọng khô Độ mài mòn CBR (%) Chỉ số dẻo 3 lớn nhất (g/cm ) L.A (%) (%) Long Thành - Đồng Nai 2.0 Vĩnh Cửu - Đồng Nai 2.0 Lái Thiêu - Bình Dương 2.0 Nhơn Trạch - Đồng Nai 2.