MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Hạ tầng giao thông là một trong ba khâu đột phá của vùng đồng bằng Sông Cửu Long, thời gian qua luôn được quan tâm đầu tư, đã gắn kết được giao thông liên vùng, đáp ứng ngày càng tốt hơn nhu cầu phát triển kinh tế và an sinh xã hội. Tuy nhiên do điều kiện địa chất của khu vực, chủ yếu là các tầng đất yếu, nên thời gian qua có một số công trình giao thông đã xây dựng xong gặp sự cố, trong đó có thể kế đến những công trình như cầu Trà Nién - Thanh phố Can Tho, cầu Cái Răng - Thành phố Can Thơ, cau Dat Sét trên tuyến quốc lộ 1A đoạn qua tỉnh Hậu Giang,. dẫn đến sự thay đôi đột ngột cao độ tại khu vực tiếp giáp nên đường và mồ cau, tao thành điểm gãy trên trắc doc tuyến đường, thậm chi tạo thành những hồ lún sâu sát mé cau, làm giảm năng lực thông hành, tốn kém cho công tác duy tu bảo dưỡng, gây cảm giác khó chịu cho người tham gia giao thông và làm mat an toàn giao thông.
Việc xử lý hậu quả do những hư hỏng vì nên đắp bị mắt biến dạng không kiểm soát được thường rất phức tạp và tốn kém, chưa kề những hư hỏng này đôi khi còn gây ra hậu quả ngoài mong muốn. Đó là lý do tác giả chọn dé tài “Nghiên cứu xử lý nên đường dap cao vào câu bằng giải pháp sàn giảm tải kết hop cọc BTCT cau Chang Ré’. Nội dung của luận văn đi sâu tìm hiểu khái niệm, bản chất hiện tượng và các phương pháp xử lý lún không đều tại các đoạn tiếp giáp nền đường và mồ cau. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến sự chênh lệch lún giữa đường dẫn vào cau và m6 cầu.
Phân tích giải pháp giảm chênh lệch lún giữa sàn giảm tải trên hệ cọc bê tông cốt thép và m6 câu từ đó đưa ra được các lựa chọn thích hợp dé thiết kế và ước lượng độ lún của nên đường theo thời gian. Phân tích chuyển vị ngang của cọc mồ cau trường hợp nên đường vao cầu đắp trên nên tự nhiên và trường hợp xử lý sản giảm tải kết hợp cọc bê tông cốt thép. Phương pháp nghiên cứu của đề tài 2 Phân tích Cơ sở lý thuyết, đánh giá về phương pháp sản giảm tải trên hệ cọc, ứng dụng tính toán bang phan mềm va áp dụng bài toán thực tế cho công trình đường dẫn vào cầu thuộc Dự án Cầu Chàng Ré huyện Mỹ Xuyên, tỉnh Sóc Trăng. Phân tích mô phỏng công trình bang phần mềm Plaxis.
Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài Đây là sự kết hợp giữa khả năng chịu lực và truyén tải trọng của sàn giảm tải kết hợp hệ cọc bê tông cốt thép, ứng dụng để ồn định nền đường, giảm tải trọng công trình tác dụng lên nên đất yếu. Ôn định bề mặt đường tạo thuận lợi cho phương tiện lưu thông dễ dàng. San giảm tải giúp truyền tải trong của khối dat đắp xuống cọc và 6n định trượt cho mái taluy. Coc bê tông cốt thép truyén tất cả tải trọng xuống tang đất chịu lực.
Phương pháp này giảm lún cho nền đường và giảm sự lún lệch giữa các cọc. Phương pháp nay phù hợp cho các công trình nền đắp cao trên đất yếu đảm bảo mọi yêu cầu về kỹ thuật, tiến độ và chiếm diện tích sử dụng không nhiều, và phương pháp nay hiện nay được sử dụng phố biến ở khu vực Đồng băng sông Cửu Long. Khắc phục được sự chênh lệch lún giữa nên đường hai đầu cầu và mồ cấu bằng giải pháp hợp lý mang lại hiệu quả ổn định lâu dai, kinh tế so với các phương pháp xử lý khác hiện nay. Phạm vi nghiên cứu của đề tài Phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu đến trường hợp tải trọng tĩnh, chưa xét đến trường hợp động dat và các yếu tô chất lượng của cọc bê tông cốt thép.
Áp dung tính toán cho nền đường hai đầu cầu. Chưa cập nhật day đủ các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới về van dé này dé so sánh, đánh giá và đưa ra kiến nghị phù hợp với thực tế hon. Thời gian nghiên cứu dé tài còn ngắn, kiến thức cũng như kinh nghiệm còn nhiêu hạn chê. TONG QUAN VE CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NEN DUONG DAP CAO VÀO CÂU TREN NEN DAT YEU 1.1 Dat yếu và các van dé đặt ra khi thiết kế va thi công nền đường vào cầu được đắp cao trên đất yếu 1.1 Giới thiệu Nền đắp là một trong những loại công trình phổ biến thường gặp, khối lượng dat đắp cao là những nguyên nhân gây lún ở các công trình, đặc biệt là những công trình trên nên đât yêu.
Dat yếu là các loại đất có sức chống cat nhỏ và tính biến dạng (ép lún lớn), do vậy nên đắp trên đất yếu, néu không có các biện pháp xử lý thích hợp thường dé bị mat 6n định toàn khối hoặc lún nhiều, lún kéo dài ảnh hưởng đến mặt đường, công trình trên đường và cả mô câu lân cận. Hiện nay hiện tượng lún lệch nên đường dẫn vào câu và m6 câu gân như xuât hiện ở các công trình câu trên nên đât yêu, việc xử lý hậu quả do những hư hỏng vì nên đường dap bị biên dạng không kiêm soát được thường rat phức tạp và tôn kém, đôi khi cũng gây ra những hậu quả không mong muốn. Nguyên nhân gây ra hiện tượng lún rất nhiều, cụ thé là do lún nên dat tự nhiên, lún do chính bản thân nên đắp, lún do sự khó khăn trong đầm nén đất dap sát mồ và tường cánh dẫn đến hậu quả sau một vài năm khai thác đã xuất hiện lún gây ra sự chênh lệch cao giữa mặt đường và bản quá độ của công trình cầu.2 Các yêu cau khi thiết kế nên đường vào cau được dap cao trên đất yéu - Nền đắp trên đất yếu phải bảo đảm ổn định, không bi lún trồi hay trượt sâu trong suốt quá trình thi công đắp nên và cả trong quá trình khai thác sử dụng sau này. Nói cách khác là phải tránh gây ra sự phá hoại trong nên đất yếu trong và sau khi thi công làm hư hỏng nên đắp cũng như các công trình xung quanh, tức là phải bảo đảm cho nên đường luôn ôn định.
Theo “Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN 262- 2000” thì hệ số ồn định Kmin=1,4 khi nghiệm toán ồn định do trượt sâu theo phương 4 pháp Bishop, Kmin=1,2 khi nghiệm toán 6n định do trượt sâu theo phương pháp phân mảnh cổ điển của nền đường xây dựng theo từng giai đoạn. Khi độ lún lớn mà không xem xét ngay từ khi bat đầu xây dựng thì có thể làm nên đắp biến dạng nhiều, không đáp ứng được yêu cầu sử dụng. Ngoài ra khi nên đường lún có thé phát sinh các lực day lớn làm hư hỏng các kết cầu chôn trong dat ở xung quanh (các mồ cọc, cọc ván). Yêu cau phải tính được độ lún tổng cộng kể từ khi bắt đầu đắp nên đường đến khi lún kết thúc dé xác định chiều cao phòng lún và chiều rộng bệ phản áp phải đắp thêm ở hai bên nên đường.
Theo 22TCN 262-2000 thì độ lún tổng cộng tính với thành phan: Si (lún tức thời) va Sc (lún cố kết), cụ thé như sau [1]: S=S1+ 82+ S3, trong đó: ST] - độ lún tức thời S2 — độ lún cố kết sơ cấp do thoát nước lỗ rỗng $3 — độ lún cô kết thứ cấp do thoát nước liên kết trong hạt dat. Phân độ lún cố kết còn lại cho phép tại tim nền đường sau khi hoàn thành công trình nền mặt đường đoạn gần mồ câu trên nên đất yếu được cho phép như sau: + Đường cao tốc và đường cấp 80: < 10cm. + Đường cấp 60 trở xuống có lớp mặt cấp cao: < 20cm.3 Các van dé về 6n định Khi đắp nên đường trên đất yếu thì sẽ gây ra ứng suất trong đất. Nếu ứng suất này vượt quá một ngưỡng giới hạn nào đó, phụ thuộc vào các tính chất cơ học của đất, thì nền đất yếu sẽ bi phá hoại khi xây dựng khiến cho nên dap bị lún nhiều và lún đột ngột.
Cùng với sự lún sụp của nền đắp, nén dat yếu xung quanh cũng bị trồi lên tương ung. Nếu nên dap nhanh với khối lượng lớn sẽ làm cho áp lực nước lỗ rỗng thang dư trong đất nên tăng đột ngột, dẫn đến sức chống cắt của đất nền giảm, gây ra mat Ổn định nên đường.1 Những phá hoại quan sat được thường có hai dạng a) Phá hoại do lún trôi Toàn bộ nên dap lún võng vào nên đất yếu day trôi đất yếu tạo thành các bờ đất gân chân taluy, thường xảy ra đôi với nên đât yêu có chiêu dày giới hạn và bên dưới là tang dat tot. ' Rén dap*cao.:’~> ere — %& a “Bea oe — ® RE. Trượt troi = ah x Dat yếu Hình 1.1 Nền dat yếu bị trượt trôi b) Phá hoại do trượt sâu Kiểu phá hoại này thường gặp trong xây dựng đường do dạng hình học thông thường của nên dap.
Một cung trượt tròn sinh ra do nên đắp bị lún cục bộ, ngược với lún lan rộng như kiêu lún trôi. Hậu quả của sự lún này là một bộ phận của nên dap va cua dat nén thién nhién dọc theo diện tích pha hoại bị chuyển vị va có hình dang thay đổi theo tính chat va các đặc tính cơ học của vật liệu đưới nên dap. Để tính toán, trong các trường hợp đơn giản nhất thường xem đường phá hoại tương tự một đường cong tròn và sự trượt được gọi là trượt tròn. Khi nên dat yêu có chiêu day lớn hơn 3 lân chiêu cao dat dap cân phải tra sự pha hỏng do trượt sâu qua cả nên dap và nên dat yêu.
4 Ẳ — Zoos § N€n dap cao», RR OR OR OR yk wR ÔNG, ~ Trươợt sau ¬ ~á ae š Đáty€u ——— Hình 1.2 Nền dat yếu bị trượt sâu 1.2 Sự phát triển của các hw hỏng Sự phá hoại của đất yếu do lún trồi hoặc trượt sâu vì đắp nền đường quá cao là một hiện tượng xảy ra nhanh chóng trong quá trình thi công hoặc sau khi thi công xong một thời gian ngắn. Qua quan sát các công trình thực tế, tác giả nhận thấy sự phá hoại do các chuyên động chính kéo dài trong vải giờ và các chuyển động tàn dư chỉ châm dứt sau vài tuần.
