phần mở đầu này. Tổ g qua về cô g g ệ đất trộ ximă g - Ý tƣởng dùng xi măng làm chất gia cƣờng lần đầu ti n đƣợc nghi n cứu và phát minh vào năm 1954 tại Mỹ, sau đó đƣợc nghi n cứu chuy n s u và ứng dụng tại Nhật và Thụy Điển vào thập ni n 70 và hiện đang phổ biến ở nhiều nƣớc tr n thế giới nhiều nhất là Nhật Bản và các nƣớc vùng Bắc Âu. - Công nghệ đất trộn ximăng đƣợc ứng dụng cho nhiều mục đích nhƣ: tƣờng ngăn nƣớc, ổn định vách hố đào, xử lý nền đất yếu, ổn định nền đƣờng, chống hóa lo ng đất nền do chấn động, xử lý môi trƣờng, v.v, bởi nhiều ƣu điểm nổi bậc: phạm vi áp dụng rộng, thời gian thi công nhanh, tận dụng vật liệu tại chỗ. - Đất trộn ximăng đƣợc chia làm 2 phƣơng pháp chính: phƣơng pháp trộn s u (Deep mixing method: DMM) và phƣơng pháp trộn nông (Shallow mixing method: SMM).
Tùy theo vật liệu trộn ph n thành kiểu trộn ƣớt (chất kết dính dạng vữa) và kiểu trộn khô (chất kết dính dạng bột). - Công nghệ trộn nông đƣợc sử dụng để gia cƣờng khối đất lớn có chiều dày nhỏ hơn 10 m. Nguy n lý làm việc của phƣơng pháp SMM là dùng các gầu trộn hoặc cần trộn có đƣờng kính lớn trộn lẫn đất tại chỗ với một hàm lƣợng vữa hoặc chất dính kết dạng khô để đảm bảo ổn định thể tích của khối gia cố, thƣờng dùng để ổn định khối than bùn hay trầm tích hữu cơ, làm nền đƣờng. - Công nghệ trộn s u là công nghệ trộn ximăng với đất tại chỗ dƣới s u tạo cọc ximăng đất, chiều s u l n đến 40 m.
Phƣơng pháp trộn là dùng các khoan guồng xoắn để cắt và trộn đất (trộn cơ học) hoặc dùng áp lực nƣớc và khí để cắt và trộn đất (jet grouting). Trƣờng hợp sử dụng chất kết dính ở trạng thái khô thƣờng xử lý cho đất yếu ở trạng thái nh o, các ứng dụng điển hình nhƣ nền đƣờng cao tốc, đƣờng sắt, ổn định mái dốc, ổn định hố đào s u, nền nhà. - Nguy n lý làm việc của đất trộn ximăng là dựa vào hàng loạt các phản ứng hóa học xảy ra giữa ximăng với nƣớc và thành phần khoáng trong đất. Vì vậy, cƣờng độ đất trộn ximăng phụ thuộc vào nhiều yếu tố: 6 + Loại ximăng: với một điều kiện nhất định, các loại chất kết dính có thành phần hóa học khác nhau thì cho kết quả khác nhau.
Nhiều nghi n cứu tr n thế giới cho thấy sử dụng xi măng portland (PC) làm chất gia cƣờng thì cƣờng độ soilcrete cao hơn so với việc sử dụng vôi, tro bay, v. + Hàm lƣợng ximăng: hàm lƣợng ximăng tăng thì cƣờng độ soilcrete tăng. + Thời gian bảo dƣỡng: cƣờng độ soilcrete tăng theo thời gian bảo dƣỡng, phát triển mạnh trong vòng 28 ngày tuổi, sau đó tiếp tục tăng nhƣng với tốc độ chậm hơn. + Loại đất: đất cát trộn ximăng đạt cƣờng độ cao hơn và hao tốn lƣợng ximăng ít hơn so với đất sét và sỏi.
+ Độ ẩm: cƣờng độ soilcrete giảm khi độ ẩm vƣợt quá giá trị tối ƣu. + Độ pH: độ pH của đất thấp thì cƣờng độ soilcrete thấp, để cƣờng độ soilcrete phát triển thì độ pH trong đất phải lớn hơn 5. + Hàm lƣợng hữu cơ: hàm lƣợng hữu cơ càng cao thì cƣờng độ soilcrete càng giảm. + Điều kiện thi công khối đất ximăng: cƣờng độ khối ximăng đất phụ thuộc vào điều kiện thi công thực tế.
- Cƣờng độ ximăng đất ngoài hiện trƣờng khác so với các mẫu chế tạo trong phòng. Thi công thí điểm và thí nghiệm kiểm tra, so sánh với kết quả thí nghiệm trong phòng là bắt buộc, qua đó đánh giá lại các chỉ ti u cần thiết, điều chỉnh thiết kế mới tiến hành thi công đại trà. Các đặc điểm của đƣờ g GTNT - Đƣờng GTNT có 4 cấp thiết kế [8] + Đƣờng cấp AH: là đƣờng nối trung t m hành chính của huyện với trung t m hành chính của x , cụm x hoặc trung t m hành chính của huyện l n cận; đƣờng có vị trí quan trọng đối với sự phát triển kinh tế - x hội của huyện. Ti u chuẩn thiết kế cấp đƣờng này tƣơng đƣơng với đƣờng cấp IV trong ti u chuẩn thiết kế đƣờng ôtô TCVN 4054-2005, tải trọng trục tiêu chuẩn thiết kế là 10 tấn/trục.
7 + Đƣờng cấp A: là đƣờng nối từ x đến thôn, liên thôn, và từ thôn ra cánh đồng chủ yếu phục vụ cho các phƣơng tiện giao thông cơ giới loại trung, tải trọng trục ti u chuẩn thiết kế là 6 tấn/trục. + Đƣờng cấp B, C: là đƣờng liên thôn, nối từ thôn đến xóm, li n xóm, từ xóm ra ruộng đồng, đƣờng nối các cánh đồng, chủ yếu phục vụ các phƣơng tiện giao thông thô sơ (xe súc vật kéo hoặc xe cơ giới nhẹ) có tải trọng trục ti u chuẩn để thiết kế là 2,5 tấn/trục. - Kết cấu mặt đƣờng: Việc lựa chọn kết cấu mặt đƣờng GTNT phải căn cứ vào lƣợng xe chạy và tình hình địa chất của tuyến, đồng thời phải đảm bảo giá thành hạ tr n nguy n tắc n n tận dụng tối đa vật liệu tại chỗ. Mặt đƣờng GTNT cần thỏa m n các y u cầu sau [4]: + Phải chắc chắn ổn định, dƣới tác dụng của xe cộ và các nh n tố thi n nhi n không bị phá hoại.
+ Phải bằng phẳng. + Có đủ độ nhám, khi xe chạy nhanh không bị trơn trƣợt. Các điều kiệ đặc t ù của ĐBSC ĐBSCL là vùng ch u thổ nằm ở hạ lƣu sông M Kông, đƣợc giới hạn bởi phía Bắc là khu vực bi n giới Việt Nam - Campuchia, T y Ninh và Thành phố Hồ Chí Minh, Phía Nam và Đông là biển Đông, phía T y là Vịnh Thái Lan [54]. Đ y là vị trí thuận lợi trong việc phát triển kinh tế biển, khai thác và nuôi trồng thủy sản phục vụ cho nhu cầu sản xuất, ti u dùng trong nƣớc và xuất khẩu.
ĐBSCL có địa hình khá bằng phẳng, mạng lƣới sông ngòi, k nh rạch chằng chịt, thuận lợi cho phát triển giao thông đƣờng thủy. Có một nền nhiệt độ cao, ổn định trong toàn vùng, trung bình là 280C, đất đai màu mỡ rất thuận lợi cho sản xuất nông nghiệp, đặc biệt cho sản xuất lúa gạo [54]. ĐBSCL có lớp đất yếu ph n bố rộng, nằm gần tr n bề mặt địa hình tự nhi n và chiều dày lớn. Theo chiều s u từ tr n xuống trong phạm vi 30 m, ta có thể gặp lớp mặt tr n cùng dày khoảng 0,5 – 1,5 m là đất sét hạt bụi đến sét cát, có màu xám nhạt 8 đến xám vàng, có nơi ở vùng sình lầy là sét hữu cơ màu xám đen.
Dƣới lớp mặt là lớp sét hữu cơ, dày khoảng 3 – 20 m tùy từng vùng và có xu hƣớng dày dần về phía biển. Lớp này có hàm lƣợng sét 40 - 70%, hàm lƣợng hữu cơ 2 – 8%, màu xám đen, trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy. Dƣới nữa là lớp đất sét không lẫn hữu cơ, cách mặt đất khoảng 3 – 26 m, có xu hƣớng s u dần về phía biển. Lớp này có màu xám vàng, vàng nhạt, b o hòa nƣớc, trạng thái dẻo cứng đến dẻo chảy, tƣơng đối chặt, khả năng chịu tải tốt hơn sét hữu cơ.
Ở một số vùng còn có lớp sét cát lẫn ít sạn, mảnh vụn laterit và vỏ sò hoặc lớp cát nằm chuyển tiếp giữa lớp sét hữu cơ và lớp đất sét không lẫn hữu cơ. Lớp này không li n tục trong vùng (Nguyễn Văn Thơ và Trần Thị Thanh 2002). Gia t ô g ô g t ô ĐBSC ĐBSCL là vùng trọng điểm sản xuất lúa gạo và có tiềm năng lớn về nuôi trồng thủy sản. Nhƣng GTNT ở đ y còn rất lạc hậu, đƣờng đất, đƣờng sỏi đỏ chiếm đến 90% so với tổng số 30.438 km đƣờng x ấp, chất lƣợng mặt đƣờng GTNT còn rất thấp, nhiều tuyến đƣờng bị xuống cấp, hƣ hỏng trầm trọng thậm chí bị biến mất sau mỗi mùa lũ [56].
Ðặc biệt, hiện còn có 46 x cù lao ở vùng ĐBSCL không thể tiếp cận đƣợc bằng đƣờng bộ, vẫn còn 290 x chƣa có đƣờng đến trung t m x , nhiều x chỉ tiếp cận đƣợc trong mùa khô [55]. Trong những năm qua ĐBSCL đ và đang chứng tỏ một vùng kinh tế trọng điểm của quốc gia với năng lực sản xuất nông nghiệp lớn nhất cả nƣớc. Vì vậy, GTNT ở khu vực ĐBSCL cần có sự quan t m đúng mức và phát triển trong giai đoạn hiện nay, làm tiền đề cho sự phát triển kinh tế của vùng góp phần quan trọng cho sự phát triển kinh tế x hội của đất nƣớc trong giai đoạn tiếp theo. Việc thi công GTNT ở ĐBSCL có những thuận lợi và khó khăn nhất định, về mặt thuận lợi: địa hình bằng phẳng, công trình nhỏ, nguồn nh n lực địa phƣơng dồi dào.
Về mặt khó khăn: Địa chất chủ yếu là đất yếu, phải xử lý nền tốn kém, nguồn vật liệu cho x y dựng mặt đƣờng nhƣ cát đổ b tông, đá cấp phối thì ngày càng cạn kiệt, hệ thống sông rạch chằng chịt, việc vận chuyển vật liệu, máy móc thiết bị đến công trƣờng khó khăn. ĐỘNG ỰC NGHI N CỨU ĐBSCL là một trong những vùng kinh tế phát triển năng động nhất cả nƣớc, nhƣng hệ thống GTNT còn rất thô sơ, hầu nhƣ bị hƣ hỏng nặng sau mùa lũ, ngƣời d n đ mất nhiều tiền của và công sức để sửa chữa hằng năm. Hiện tại, cũng có nhiều tuyến đƣờng đ đƣợc cứng hóa bằng mặt đƣờng BTXM hoặc mặt đƣờng cán đá láng nhựa, đƣờng cấp phối. Với giải pháp mặt đƣờng BTXM có tuổi thọ cao nhƣng chi phí x y dựng lớn, mặt đƣờng láng nhựa, cấp phối thì nguồn vật liệu đá dăm cho mặt đƣờng tại khu vực ngày càng khan hiếm, dễ bị bong bật vào mùa lũ.
Với nguồn vốn hạn hẹp giành cho GTNT, không thể triển khai đồng bộ các loại mặt đƣờng tr n cho toàn bộ mạng lƣới GTNT. Việc tìm kiếm nguồn vật liệu mới, phƣơng pháp x y dựng mới đƣờng GTNT cho khu vực địa chất yếu ĐBSCL là cần thiết, để n ng cao đời sống nhân dân nông thôn, tạo bộ mặt đẹp nông thôn thời đại mới. Từ những nghi n cứu tổng quan về đất trộn ximăng có thể thấy: tiềm năng ứng dụng công nghệ đất trộn ximăng trộn nông - khô cho x y dựng mặt đƣờng GTNT khu vực ĐBSCL là rất lớn.
