Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

MỞ ðẦU

I. TÍNH CẤP THIẾT VÀ LÝ DO NGHIÊN CỨU CỦA ðỀ TÀI

II. ðỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

III. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ðỂ TÀI

IV. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU

V. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

VI. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN

1. CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ðẤT YẾU

1.1. Khái niệm về ñất yếu và các chi tiêu cơ lý của ñát yếu

1.1.1. Khái niệm về ñất yếu

1.2. ðất sét mềm

1.3. Các loại ñất yếu khác.2 Sự phân vùng của ñất yếu trên lãnh thổ Việt Nam

1.3.1. Các tầng ñất yếu ở ñồng bằng Bắc Bộ

1.3.2. ðồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh.3 Miền ñồng bằng ven biển miền Trung.4 ðồng bằng Nam Bộ

1.4. Những vấn ñề về nền ñắp trên ñất yếu.1 Những vấn ñề ñặt ra khi xây dựng nền ñắp trên ñất yếu

1.4.1. Nền ñường ôtô và xây bay.2 Tình hình nền ñường sắt.2 Các biện pháp xử lý nền ñắp trên ñất yếu trong và ngoài nước

1.5. Những biện pháp cải tạo ñiều kiện ổn ñịnh và biến dạng của nền

1.6. Biện pháp tăng tốc ñộ cố kết của ñất yếu bằng cách sử dụng giếng cát hoặc bấc thấm

1.7. Các biện pháp xử lý khác

1.8. Những tồn tại về thiết kế và xử lý nền ñắp trên ñất yếu

1.8.1. ðiều kiện và yêu cầu khi sử dụng giải pháp thoát nước cố kết theo phương thẳng ñứng bằng giếng cát theo 22TCN 262-2000

1.8.2. Những lưu ý về thiết kế và xử lý nền ñắp trên ñất yếu

2. CHƯƠNG 2: CÁC VẤN ðỀ ðẶT RA KHI THIẾT KẾ NỀN ðẮP TRÊN ðẤT YẾU

2.1. Các yêu cầu khi thiết kế nền ñắp trên ñất yếu

2.1.1. Các yêu cầu về ổn ñịnh

2.1.2. Các yêu cầu về lún

2.2. Các yêu cầu quan trắc lún

2.3. Xác ñịnh các tải trọng tính toán

2.4. Các yêu cầu khảo sát phục vụ thiết kế

2.4.1. Các yêu cầu chung

2.4.2. Các yêu cầu về khảo sát ñịa hình

2.4.3. Các quy ñịnh về khảo sát và thí nghiệm ñịa kỹ thuật

2.4.4. Xác ñịnh một số ñăc trưng kỹ thuật chủ yếu của ñất yếu và các thí nghiệm xác ñịnh chúng

3. CHƯƠNG 3: THIẾT KẾ XỬ LÝ NÊN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG

3.1. Cơ sở lý thuyết về cọc ñất gia cố xi măng

3.1.1. Giới thiệu và sơ lược lịch sử phát triển cọc xi măng – ñất

3.1.2. Các ứng dựng của cọc ñất gia cố xi măng

3.1.3. Các ñặc ñiểm chung về cọc ñất gia cố xi măng

3.1.4. Nguyên tắc gia cố nền

3.2. Nguyên lý tính toán

3.2.1. ðặt vấn ñề

3.2.2. Tính toán theo quy trình Thùy ðiển

3.2.2.1. Khả năng chịu tải của cột ñơn

3.2.2.1.1. Khả năng chịu tải theo vật liệu

3.2.2.1.2. Khả năng chịu tải theo ñất nền

3.2.2.2. Khả năng chịu tải của nhóm cọc

3.2.2.3. Tính lún theo thời gian

3.3. Tính toán theo quy trình Trung Quốc – Thượng Hải

3.3.1. Khả năng chịu tải của móng nặng toàn khối quy ước

3.3.2. Khả năng chịu tải cho phép của cột ñất trộn xi măng

3.3.2.1. Khi các cột bố trí ô vuông hoặc tam giác

3.3.2.2. Khi các cột bố trí kiểu dầm/khung hoặc khối

3.3.3. ðộ lún của khối than cột

3.3.4. ðộ lún của ñất sét không ổn ñịnh ở dưới mũi cột

3.4. Tính toán theo quy trình Nhật

3.4.1. Tính ñộ lún của nền ñất

3.4.1.1. Tính lún khi nền ñất chưa gia cố cột ñất xi măng

3.4.1.2. Tính lún trong trường hợp “Phương pháp cột ñất ñẩy nổi”

3.4.2. Sức chịu tải của cột ñất xi măng

3.4.2.1. Sức chịu tải theo vật liệu

3.4.2.2. Sức chịu tải theo ñất nền

3.5. Cường ñộ chịu cắt của diện tích có cột ñất xi măng

3.6. Nhận xét các phương pháp tính

3.7. Công nghệ thi công

3.7.1. Công nghệ trộn khô

3.7.2. Công nghệ trộn ướt (Jet-grouting)

3.7.3. Trình tự thi công

3.7.4. Tính toán thiết kế các thông số khoan phụt

3.8. ðánh giá tính toán giải pháp xử lý nền ñất yếu bằng cọc ñất gia cố xi măng ở một số công trình

4. CHƯƠNG 4: THIẾT KẾ XỬ LÝ NỀN ðẤT YẾU BẰNG CỌC ðẤT GIA CỐ XI MĂNG CHO SÂN BAY CẦN THƠ

4.1. ðặc trưng ñịa chất của sân bay Cần thơ

4.1.1. Giới thiệu về công trình

4.1.2. Số liệu ñịa chất công trình

4.1.3. Các số liệu thí nghiệm phục vụ tính toán

4.1.4. Thông số của cột ñất gia cố ximăng

4.1.5. Kết cấu mặt ñường hạ cất cánh

4.2. Tính toán thiết kế

4.2.1. Theo quy trình Thụy ðiển

4.2.1.1. Tính toán tải trọng tác dụng lên cọc

4.2.1.2. Tính toán khả năng chịu tải

4.2.1.3. Tính toán ñộ lún ổn ñịnh của toàn bộ công trình

4.2.2. Theo quy trình Thượng Hải – Trung Quốc

4.2.2.1. Khả năng chịu tải của cột ñơn

4.2.2.2. Khả năng chịu tải của cột ñơn

4.2.3. Theo quy trình Nhật Bản

4.2.3.1. Sức chịu tải của cột theo vật liệu

4.2.3.2. Sức chịu tải của cột theo ñất nền

4.2.4. Kết quả tính theo phương pháp phần tử hữu hạn: sử dụng phần mềm Plaxis

4.3. Giải pháp kỹ thuật thi công

4.3.1. Giới thiệu chung

4.3.1.1. Vị trí công trình

4.3.1.2. Hiện trạng, qui mô và giải pháp kỹ thuật công trình

4.3.2. Công tác tổ chức thi công

4.3.2.1. Công tác chuẩn bị

4.3.2.2. Công tác ño ñạc, ñịnh vị công trình

4.3.2.3. Yêu cầu về vật liệu sử dụng

4.3.2.4. Yêu cầu về thiết bị thi công cọc ñất gia cố xi măng

4.3.2.5. Hổn hợp vữa xi măng

4.3.2.6. Thiết kế trộn dành cho hổn hợp vữa xi măng

4.3.2.7. Thiết kế ñịnh hướng trộn tại vị trí thi công

4.3.2.8. Thông số thiết kế cọc

4.3.2.9. Trình tự thi công cọc ñất gia cố xi măng và các lớp kết cấu áo ñường

4.3.2.10. Kiểm soát chất lượng cọc trong quá trình thi công

4.3.2.11. Xử lý kỹ thuật thi công

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

I. NHỮNG ðÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN VỀ MẶT KHOA HỌC

II. NHỮNG ðÓNG GÓP CỦA LUẬN VĂN VỀ MẶT THỰC TIỄN

III. NHỮNG HẠN CHẾ CỦA LUẬN VĂN

IV. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO

LÝ LỊCH KHOA HỌC

DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO

PHỤ LỤC

I. Tổng quan về đất yếu

Chương này trình bày khái niệm và các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu, phân tích sự phân bố của đất yếu trên lãnh thổ Việt Nam. Đất yếu được định nghĩa là loại đất có sức chịu tải thấp, độ nén lún lớn, và khả năng chống cắt kém. Các loại đất yếu phổ biến bao gồm đất sét mềm, bùn, và than bùn. Chương cũng đề cập đến các vấn đề khi xây dựng trên nền đất yếu, như sự ổn định và biến dạng của nền móng.

1.1. Khái niệm về đất yếu

Đất yếu là loại đất có sức chịu tải thấp (0.5-1 kG/cm²), độ nén lún lớn (a > 0.1 kG/cm²), và hệ số rỗng cao (e > 1.0). Đất yếu thường gặp ở các vùng đồng bằng sông Hồng và sông Cửu Long. Các đặc điểm chính của đất yếu bao gồm khả năng thấm nước thấp, độ bão hòa nước cao (Sr > 0.8), và hàm lượng vật chất hữu cơ lớn.

1.2. Phân vùng đất yếu tại Việt Nam

Việt Nam có nhiều vùng phân bố đất yếu, đặc biệt là đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng Thanh Nghệ Tĩnh, và đồng bằng Nam Bộ. Các vùng này có đặc điểm địa chất phức tạp, với các tầng đất yếu dày và khả năng chịu tải thấp. Việc xây dựng trên các vùng đất yếu đòi hỏi các giải pháp xử lý nền đặc biệt.

II. Các vấn đề khi thiết kế nền đắp trên đất yếu

Chương này tập trung vào các yêu cầu kỹ thuật khi thiết kế nền đắp trên đất yếu, bao gồm các vấn đề về ổn định, lún, và tải trọng. Các yêu cầu khảo sát địa chất và thí nghiệm địa kỹ thuật cũng được đề cập chi tiết. Chương này nhấn mạnh tầm quan trọng của việc xác định các đặc trưng kỹ thuật của đất yếu để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình.

2.1. Yêu cầu về ổn định và lún

Khi thiết kế nền đắp trên đất yếu, cần đảm bảo tính ổn định và kiểm soát độ lún. Các yêu cầu về ổn định bao gồm khả năng chịu tải và khả năng chống cắt của đất. Độ lún cần được tính toán kỹ lưỡng để tránh gây ra biến dạng lớn cho công trình.

2.2. Khảo sát và thí nghiệm địa kỹ thuật

Việc khảo sát địa chất và thí nghiệm địa kỹ thuật là bước quan trọng để xác định các đặc trưng kỹ thuật của đất yếu. Các thí nghiệm bao gồm xác định độ ẩm, hệ số rỗng, và khả năng chịu tải của đất. Kết quả khảo sát sẽ là cơ sở để thiết kế các giải pháp xử lý nền phù hợp.

III. Thiết kế xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng

Chương này trình bày cơ sở lý thuyết và phương pháp tính toán cọc đất gia cố xi măng. Các nguyên lý tính toán theo quy trình Thụy Điển, Trung Quốc, và Nhật Bản được phân tích chi tiết. Chương cũng đề cập đến công nghệ thi công và đánh giá hiệu quả của giải pháp này trong các công trình thực tế.

3.1. Cơ sở lý thuyết và nguyên lý tính toán

Cọc đất gia cố xi măng là giải pháp hiệu quả để xử lý đất yếu. Nguyên lý tính toán dựa trên khả năng chịu tải của cọc và độ lún của nền đất. Các quy trình tính toán theo tiêu chuẩn Thụy Điển, Trung Quốc, và Nhật Bản được áp dụng để đảm bảo độ chính xác và an toàn.

3.2. Công nghệ thi công

Công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng bao gồm phương pháp trộn khô và trộn ướt (Jet-grouting). Quy trình thi công được thực hiện theo các bước khoan, phun xi măng, và kiểm tra chất lượng. Công nghệ này đảm bảo tính ổn định và độ bền của nền đất sau khi xử lý.

IV. Ứng dụng xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ

Chương này trình bày quá trình thiết kế và thi công cọc đất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ. Các đặc trưng địa chất của khu vực được phân tích, cùng với các kết quả tính toán và đánh giá hiệu quả của giải pháp. Chương cũng đề cập đến các giải pháp kỹ thuật và quy trình thi công cụ thể.

4.1. Đặc trưng địa chất và thiết kế

Sân bay Cần Thơ nằm trên khu vực có đất yếu với đặc trưng địa chất phức tạp. Các số liệu thí nghiệm và khảo sát địa chất được sử dụng để thiết kế giải pháp cọc đất gia cố xi măng. Kết quả tính toán cho thấy giải pháp này đảm bảo độ ổn định và giảm thiểu độ lún cho công trình.

4.2. Thi công và kiểm soát chất lượng

Quy trình thi công cọc đất gia cố xi măng tại sân bay Cần Thơ được thực hiện theo các bước khoan, phun xi măng, và kiểm tra chất lượng. Các thông số thiết kế và vật liệu sử dụng được kiểm soát chặt chẽ để đảm bảo hiệu quả và độ bền của công trình.

Nghiên cứu đánh giá phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng cho sân bay Cần Thơ - Luận văn thạc sỹ xây dựng đường ô tô và đường thành phố