Đặt vấn đề Hiện nay có nhiều phương pháp gia cố nền đất yếu tuy nhiên việc xử lý nền đất yếu công trình phụ thuộc vào đặc điểm công trình, đặc điểm nền đất, yếu tố kinh tế, yếu tố kỹ thuật.Vì vậy đây vẫn là một vấn đề tồn tại và là một bài toán khó. Nền đường giao thông qua vùng đất yếu hiện nay thường được đấp bằng cát hoặc đất có chiều cao đấp trên mặt đất tự nhiên từ 2. Việc sử dụng đất đấp lớn sẽ làm mất đi một lượng lớn đất canh tác nông nghiệp. Đất yếu được hiểu là đất có cường độ chống cắt yếu, khả năng biến dạng lớn (độ rỗng tự nhiên lớn) có thể có nguồn gốc khoáng vật (sét trầm tích trong nước) hoặc nguồn gốc hữu cơ (đất than bùn…).
Lý thuyết và thực tiển kinh điển đều đã cho thấy: các công trình nền đắp trên đất yếu như vậy thường gặp 2 loại sự cố lún sụp – trượt trồi (do cường độ chống cắt của đất yếu phía dưới không đủ chịu được tải trọng đắp) và lún kéo dài (do quá trình cố kết của 11 đất yếu kéo dài. Lún sụp – trượt trồi dẫn đến phá hỏng hoàn toàn cấu tạo nền đắp khiến phải đào bỏ và đắp lại. Còn lún kéo dài thì cấu tạo nền đắp cơ bản vẫn được duy trì, mà chỉ ảnh hưởng đến cao độ nền, dẫn đến phải bù phụ trong quá trình khai thác đưa đường vào sử dụng. Dương Học Hải tạp chí cầu đường Việt Nam, số 6/2007 thì các sự cố lun sụp – trượt trồi, lún kéo dài nền đường trên nền đất yếu vẫn diễn ra thường xuyên, nhiều sự cố gây hậu quả nghiêm trọng.1 Các sự cố lún sụp trượt trồi (T/c Cầu đường Việt Nam, số 6/2007 ) Vị trí và Nguyên nhân và thời điểm biện pháp khắc Điều kiện địa Giải pháp thiết kế và thi Miêu tả sự cố xảy ra sự cố phục chất công I.
Km0+620 -Lớp 1: bùn - Nền đắp cao 7,5m đến -Đắp đến chiều - Số liệu đo lún phía Nam hữu cơ dày 4,2 9m, rộng 12,5 taluy 1:1 cao 6,8m (chưa tháng 1/1999 đã đạt cầu vượt ÷7.4cm; C= (taluy được tăng cường đến cao độ thiết tới 104mm/ngày. đường sắt 0,12kg/cm2. bằng lưới địa kỹ thuật kế) thì xảy ra lún - Trong 10 ngày đầu trên tuyến mỗi bên 5,5m với khoảng sụt. - Lớp 2: sét tháng 3 tốc độ đắp mới qua cầu cách các lớp lưới theo xám vàng nửa - 8h sáng (phát tăng nhanh hẳn hơn Hoàng chiều cao là 1,5m) cứng đến cứng hiện các khe nứt các tháng trước Long.25kg/ - Xử lý bấc thấm sâu dọc và ngang 3 - (180cm/10 ngày); điểm xảy ra 14.5m, khoảng cách bấc 4mm) sự cố: 8 – cm2 vàφ = 15” Nguyên nhân: đắp theo chiều ngang 1.2m và 11h,ngày - Khe nứt phát tăng quá nhanh vượt theo chiều dọc 1.
19/3/1999 hiện trên một tốc độ cố kết cần - Thay đất bằng 1m cát đoạn dài 140m, thiết. đệm rồi rải vải địa kỹ đến 11h thì lún Giải pháp xử lý: thuật loại sợi dệt; trên vải sụt 1,8 – 2,0m, bề lại rải cát thoát nước dày rộng khe nứt vỡ + Đào bỏ nền lún 0,5m. tới 1,6 – 1,8m sâu sụp suốt thân nền. 12 - Tốc độ đắp nền đất trên - Hai bên ruộng +Đổi taluy đắp từ đệmcát: lúa bị đẩy trồi lên 1:1 sang 1:2.
cao từ 0,6 – 0,8m Tháng 11/1998 đắp cao + Dùng bệ phản áp trong phạm vi 119cm mỗi bên rộng 20m mỗi bên 20cm kể với chiều cao 2.5 – Tháng 12/1998 không từ chân taluy ra.0m và đắp phản áp đắp đồng thời với nền Tháng 1/1999 đắp thêm đắp. 142cm Tháng 2/1999 đắp thêm 89cm 10 ngày đầu tháng 3/99 đắp thêm 180cm II. Nam cầu -Lớp1: 0,5 – - Nền đắp mở rộng nhiều - Lún sụt, trượt Nguyên nhân: Trìa Km 732 1,4m đất đắp về phía trái , cao 5,4m bề trồi về phía trái, -Không khảo sát địa + 100QL- cũ rộng nền 12,5m , taluy trên 1 đoạn dài chất (xem là nền 1A (cầu Trìa 1:1,5 50m từ tim đường -Lớp2: 2,7 – đường cũ đắp mở 24m) sảy ra vùng trượt rộng 3,0m: sét xám - Đắp trực tiếp rộng) sự cố thng 26m. đen có hữu cơ, 7/2001 - Đắp không theo dẻo mềm.
- Đất ruộng bị đẩy dõi lún, không tính trồi lên hàng mét -Lớp3: 6- tóan chiều cao đắp 9,6m: sét xám -Tại tim và trên giới hạn. đen, dẻo chảy, mặt nền xuất hiện Xử lý: C=0,03Kg/cm2 nứt dọc rất lớn và ; φ =2o17’. sâu - Dùng bệ phản áp để khắc phục -Lớp 4: 3,5 – 5,5 m sét nâu lẫn sỏi sạn, nửa cứng 13 III. Km121+ -Lớp1:dày - Nền rộng 12m đắp cao - Vừa đắp đủ Nguyên nhân: 325 đến Km 0,3m bùn 1,62m trực tiếp trên đất 4,1m vào -Không tính tóan 121 +450 ruộng (đã vét yếu (có lớp cát đệm 17/3/1999 thì sự trước chiều cao đắp QL 1A (Bắc thay cát) 0,7m) cố xảy ra.
Giàng) xảy -Lớp2:dày - Để tăng nhanh lún, thiết - Nứt dọc tại tim ra ngày - Quá trình đắp 0,8m sét xám kế gia tải trước thêm đường rộng hàng 17/3/1999. không theo dõi tốc vàng, nâu, dẻo 2,50m. Do vậy tổng chiều mét, sâu dưới độ lún hàng ngày. mềm cao đắp (kể cả đệm cát) than nền đắp trên là: 1,62+2,5= 4,12m.
- Áp dụng giải pháp -Lớp3: dày gia tải trước không 8,7m bùn sét - Thi công: bóc đất hữu - Cả nền đường thích đáng. lẫn hữu cơ có cơ, đắp cát đệm dày lún xuống 1- C=0,15Kg/cm2 0,7m. Xử lý khắc phục: 23/12/1998 đắp đất 0,9m -Lớp 4: st ở - Hai bên ruộng - Đào bỏ nền đường (đạt độ cao thiết kế). trạng thái cứng lún bị đẩy trồi lên bị trượt trồi.
-24/12/1998 đắp phần gia cao 1.5m - Đắp lại nhưng chỉ tải trước thêm 2,5m trong trong phạm vi 8 - đắp đến chiều cao 81 ngày 10m kể từ chân thiết kế là 1,62m. taluy trở ra. - Trượt trồi cả 2 bên IV. Km 120 -Lớp1:dày - Nền rộng 15m, chiều - Lún sụp và trượt Nguyên nhân: + 880 đến 0,2m Sét nâu cao thiết kế từ 3,77m đến trồi về cả 2 phía.
-Không kiểm toán Km 121 + xám, cứng vừa 5.28m; dự kiến gia tải - Nứt dọc ở tim ổn định trước đối 040 QL 1A trước thêm 1,5m. Lớp2: đất yếu, với bề rộng vết với trường hợp đắp (Bắc Giang) bùn sét yếu đến - Xử lý đất yếu bằng bấc nứt đến 1.0m, dài cao hơn 4m (sau xảy ra ngày thấm cắm sâu 8m với suốt đoạn 127m. kiểm toán cho thấy 18/8/1999 14 dài 127m; yếu; dày 7,9m khoảng cách 1.6m; có -Đất ruộng 2 bên chiều cao đắp giới bắt đầu từ có tầng cát đệm đầy 0,7 – bị đẩy lên cao hơn hạn là 4m) 6/4/1999 1. C=0,21Kg/cm2 - Từ 1/7/1999 không và φ= 2”54’ -Sự cố xẩy ra khi theo dõi lún(khi đắp thực tế đắp cao cao được 3.73 – -Lớp3: sét rất được 4.24) cứng (tức là chưa đủ - Trong 1 tuần tháng chiều cao gia tải 6/1999 đã có tốc độ trước) lún gần 10mm/ngày.
Xử lý khắc phục: - Đào bỏ đoạn bị phá hoại. - Cắm lại bấc thấm như thiết kế trước. -Khống chế tốc độ đắp và theo dõi chặt tốc độ lún trong quá trình đắp. Như trình bày ở trên xỉ lò đang là một loại phế thải đang gây ra nhiều vấn đế nhức nhói và hiện tại ở Việt Nam và thế giới chưa có công trình nào ứng dụng xỉ lò để gia cố nền đường.
Theo Công văn số: DH1/C2/A3/G/0976 ngày 27/05/2015 của tập đoàn điện lực Việt Nam báo cáo về việc xử lý tro xỉ của Nhà máy điện Duyên Hải 1, nhà máy điện Duyên Hải 1 có diện tích bãi xỉ là 31ha, tổng thể tích thiết kế của bải xỉ là 3360000 m3 tổng lượng xỉ thải ra là 1326000 tấn/năm. Tương ứng với diện tích đó, bãi xỉ của nhà máy điện Duyên Hải 1 đáp ứng thời gian chứa xỉ khoảng 2. Lượng tro xỉ được tái sử dụng làm vật liệu xây dựng rất nhỏ không đáng 15 kể. Tính đến thời điểm hiện tại lượng tro xỉ đã lấp đầy gần 50% thể tích thiết kế của bãi xỉ nhà máy điện Duyên Hải 1.
Nếu không giải quyết được vấn đề chất thải tro xỉ của nhà máy kịp thời, bãi xỉ của nhà máy sẽ rơi vào tình trạng quá tải gây ra nhiều hệ quả xấu liên quan. Vì vậy nếu ứng dụng được xỉ lò vào gia cố nền đường sẽ giải quyết được nhiều vấn đề của xã hội hiện nay. Một trong những nguyên nhân chính dẫn đến những sự cố công trình ngầm đó là do sự thiếu hiểu biết và tiên lượng về ứng xử của đất trong điều kiện trạng thái ứng suất của đất và áp suất nước phức tạp xảy ra trong quá trình thi công công trình ngầm. Những ứng xử của đất trong điều kiện này thường không thể mô phỏng hoặc xác định được từ những thí nghiệm kiểm tra sức kháng cắt của đất thông thường (như thí nghiệm cắt đất trực tiếp, thí nghiệm nén nở hông, thí nghiệm SPT, CPT…).2 dưới đây so sánh những ưu điểm vượt trội của thí nghiệm nén 3 trục với thí nghiệm cắt đất trực tiếp khi thí nghiệm xác định sức kháng cắt của đất.
Với những yêu cầu nêu trên, cần thiết phải áp dụng những thí nghiệm đất cao cấp hơn nhằm xác định những ứng xử phức tạp của đất phục vụ công tác thiết kế thi công ngầm.2 So sánh thí nghiệm nén 3 trục và thí nghiệm cắt đất trực tiếp (Holtz et al. 1981) Thí nghiệm cắt đất STT Tiêu chí Thí nghiệm nén 3 trục trực tiếp 1 Khả năng xác định Nhiều điều kiện hỗn hợp - (1) điều Điều kiện đơn: cố sức kháng cắt trong kiện không cố kết, không thoát kết, thoát nước: CD điều kiện cố kết và nước, UU; (2) cố kết, không thoát thoát nước khác nhau nước, CU; (3) cố kết, thoát nước, CD 2 Khả năng thích hợp Hầu hết với tất cả các loại đất (cát Chỉ thích hợp với đất với các loại đất khác và sét…) cát trong điều kiện nhau cố kết, thoát nước 16 3 Khả năng giảm thiểu Giảm thiểu hầu hết sự xáo trộn mẫu Ảnh hưởng rất lớn từ sự ảnh hưởng của bằng quá trình nén cố kết, tuân theo sự xáo trộn mẫu.