THUYẾT MINH PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ KỸ THUẬT ĐÊ NỐI TIẾP ĐOẠN QUA LÒNG SÔNG CỐNG TRÀ LINH I
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (2 MB, 33 trang )
THUYT MNH PHNG N X Lí K THUT
ấ NI TIP ON QUA LềNG SễNG - CNG TR LINH I
1. TNG QUT
1.1. M u
Đoạn đê nối tiếp qua lòng sông thuộc Dự án sửa chữa, nâng cấp cống Trà
Linh I Tỉnh Thái Bình do Công ty cổ phần tư vấn xây dựng thuỷ lợi Thái Bình
lập TKKT+TDT và BVTC+DT đã được Bộ Nông nghiệp và PTNT phê duyệt
TKKT+TDT tại Quyết định số 907/QĐ-BNN-XD ngày 03/4/2007 và Ban quản
lý đầu tư và xây dựng thủy lợi 2 phê duyệt Thiết kế BVTC+DT tại quyết định số
304/QĐ - BQL-TĐ ngày 11/6/2007. Đoạn đê này bắt đầu tổ chức thi công từ
2/11/2008 đến nay. Trong quá trình thi công đã xuất hiện hiện tượng đất nền và
đất 2 bên chân đê bị đẩy trôi ra. Đến ngày 22/1/2010 thì xảy ra hiện tượng sụt
đất với rất nhiều vết nứt trên đỉnh đê, cơ đê. Sau khi xảy ra sự cố, Bộ Nông
nghiệp và Phát triển Nông thôn, Ban quản lý dự án đã cho dừng thi công đắp đê
và mời các đơn vị liên quan tìm ra nguyên nhân và đề xuất giải pháp khắc phục.
1.2. Cỏc cn c thit k x lý
- Bỏo cỏo thi cụng ờ ni tip on qua lũng sụng ca Cụng ty C phn
Xõy dng Thu li Sụng Hng ngy 22/01/2010.
- Bỏo cỏo nhanh s c cụng trỡnh xõy dng ca Ban QLT v XDTL 2
ngy 24/01/2010;
- Cn c vo H s thit k giai on Thit k bn v thi cụng ờ ni tip
on qua lũng sụng ca Cụng ty C phn T vn Xõy dng Thu li Thỏi Bỡnh
lp nm 2007;
- Cn c vo ti liu thu thp c ti hin trng thi cụng ờ ni tip
on qua lũng sụng Cụng Tr Linh I ca on cỏn b T vn thit k Cụng ty
c phn t vn xõy dng thu li Thỏi Bỡnh v Vin Thu cụng ngy
28/01/2010.
- Ti liu a hỡnh, a cht b sung do n v t vn thc hin thỏng
01/2010.
1
2. TÀI LIỆU ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT VÀ QUÁ TRÌNH THIẾT KẾ VÀ
THI CÔNG ĐẮP ĐÊ
2.1. Địa chất nền đê (do Cty cổ phần TVXDTL Thái Bình cấp)
- Cắt dọc địa chất tuyến đê đoạn qua lòng sông:
Hình 1. Mặt cắt địa chất dọc tuyến đê
- Cắt ngang địa chất đại diện tại vị trí lòng sông (CNĐ10):
1a
-5.62
2.00
-5.82
3a
3
4
5
Hình 2. Mặt cắt địa chất lòng sông tại CNĐ10
Điều kiện địa chất công trình trên mặt cắt ngang đê tại lòng sông (Mặt cắt
ngang CNĐ10) phân bố địa chất công trình từ trên xuống dưới bao gồm:
1. Lớp 1a: Bùn đáy sông: Sét pha nặng, màu xám đen, lẫn hữu cơ, chiều
dày 2.2m;
2
2.40
2. Lớp 2: Sét pha vừa, màu xám nhạt, kẹp cát mỏng, lẫn hữu cơ, trạng
thái chảy; chiều dày 1.7m
3. Lớp 3a: Sét pha, màu xám nhạt, xen kẹp cát, trạng thái chảy, chiều dày
2m;
4. Lớp 3: Cát pha nặng – á sét nhẹ, màu xám tro, lẫn hữu cơ, kẹp sét
mỏng, trạng thái chảy, chiều dày 3m
5. Lớp 4: Sét pha, màu xám nhạt, kẹp cát mỏng, lẫn hữu cơ, trạng thái
chảy, chiều dày 3m;
6. Lớp 5: Sét pha nặng – sét nhẹ, màu xám nhạt, lẫn kết von, trạng thái
chảy. Do chưa khoan hết, nên chưa biết độ dày chính xác, nhưng theo
đánh giá ban đầu của cán bộ địa chất của Công ty Tư vấn Thuỷ lợi
Thái Bình thì chiều dày lớp 5 đến 10m.
Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất phân bố tại lòng sông cho ở bảng
1 như sau:
Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất đê nối tiếp đoạn lòng sông
T Tên lớp
tn
T
đất
(g/cm3)
n
k
(g/cm3)
(%)
bh
(g/cm3)
C
(độ)
(kg/cm2)
K (cm/s)
Độ sệt
B
1
1a
1.61
1.01
63
1.64
0.03
2.13
3.5x10-6-7x10-7
2
2
1.73
1.18
56
1.74
0.017
5.58
5.2x10-6
3
3a
1.83
1.31
54
1.85
0.054
7
2.2x10-5-6.7x10-6
4
3
1.86
1.40
48
1.88
0.029
18
2x10-3 - 5.6x10-4
5
4
1.76
1.25
54
1.79
0.047
5.28
3.5x10-6-1.5x10-6
1.10
6
5
1.67
1.09
60
1.69
0.067
5.44
1.6x10-6 - 5.2x10-7
1.18
Độ bão
E
Ghi
hoà G (kg/cm2) chú
0.963
2-3
E0-1
1.21
0.967
3–4
E0-1
1.02
0.984
5-7
E0-1
70 - 75
E1-2
0.961
5-7
E1-2
0.980
4-6
E0-1
2.2. Đất đắp đê (do Cty CPTVXDTL Thái Bình cấp)
Kết quả khảo sát đất đắp tại bãi vật liệu 1 và 2 tại khu vực xã Thuỵ Hà,
huyện Thái Thụy, tỉnh Thái Bình cho thấy đất đắp đê thuộc loại sét, sét pha có
các chỉ tiêu cơ lý như sau:
- Bãi vật liệu 1:
+ Độ ẩm tối ưu: Wtn =22-25%;
+ Dung trọng khô: k =1.45 – 1.50 g/cm3;
+ Góc ma sát trong tính toán: 13 – 150;
+ Lực dính tính toán: C=0.13 - 0.15 kg/cm2.
3
- Bói vt liu 2:
+ m ti u: Wtn =21-25%;
+ Dung trng khụ: k =1.45 1.50 g/cm3;
+ Gúc ma sỏt trong tớnh toỏn: 11 150;
+ Lc dớnh tớnh toỏn: C=0.11 - 0.15 kg/cm2.
Cn c vo kt qu kho sỏt trờn, n v T vn ó la chn ch tiờu t
p nh sau:
Bng 2. Ch tiờu t p phc v tớnh toỏn
m
tn
TT
Tờn lp t
k (T/m3)
3
(%)
(T/m )
1
t p
22
1.82
1.45
C
(kg/cm2)
0.13
()
14
2.3. Cỏc ch tiờu thit k ó c phờ duyt
- ờ cp III;
- Cao trình đỉnh đê (+5.00)
- Chiều rộng đỉnh đê Bm=10m
- Hệ số mái phía biển m=3; phía đồng m=2
- Riêng tại vị trí lòng sông có 2 cơ làm tầng phản áp
+ Phía biển cao trình mặt cơ (+1.70), rộng Bc=5m
+ Phía đồng cao trình mặt cơ (+1.70), rộng Bc=5m
+ Chân cơ cao trình (0.00) đến đáy sông: Làm băng két bao tải đất
B=3m; mái ngoài m=4 có cắm 2 hàng cọc tre L=5m khoảng cách 0.5m/1vì,
mái trong m=1.5. V trớ bng kột cỏch tim ờ phớa bin v ng ln lt l
36.95m v 38.2m.
- Từ cao trình (+1.00) trở xuống đáy đắp đất trong nước và lấn dần.
- Từ cao trình (+1.00) đến (+4.30) đắp trên cạn đầm nện đạt k=1.45T/m3
- Mái đê được gia cố mái phía biển bằng đá xây vữa M100 dày 30cm xây
theo ô kích thước (100x100)cm; dưới đá dăm lót 1-2 dày 10cm; đến vải lọc kỹ
thuật. Phần đá xây trong khung kích thước (500x495)cm: Gia cố mái phía đồng:
Trồng cỏ trong khung BTCT M200 kích thước (500x660)cm. Mặt cắt ngang đê đại
diện được thể hiện trên hình 3.
4
1a
-5.62
1a
2.00
-5.82
3a
4
3a
2.40
3
4
5
Hình 3. Mặt cắt thiết kế theo phê duyệt
2.4. Diễn biến quá trình thi công
§o¹n ®ª nèi tiÕp qua lßng s«ng dµi 215m thi c«ng tõ th¸ng 11 n¨m 2008
®Õn nay.
Bắt đầu cắm kè tre và đắp bao tải đất từ 2/11/2008 đến 13/12/2008. Thi
công từ 2 bờ ra giữa sông, thi công lợi dụng lúc thuỷ triều xuống thấp.
Thi công đắp đất trong nước từ 8/11/2008 đến 25/11/2008. Biện pháp thi
công đổ lấn 2 đầu đê vào giữa, khi thuỷ triều xuống thấp thì tiến hành hợp long.
Đất đắp yêu cầu đầm nện đạt dung trọng khô k=1,45T/m3. Do mực nước
triều dao động lớn từ -1.00 đến +1.80, nên nhà thầu đã thi công đổ lấn từ 2 đầu
đê vào giữa đến cao trình +2.50 để thuỷ triều không tràn qua, sau đó đào ra đến
+1.00 và đắp từng lớp, chia từng khu vực bắt đầu 8/6/2009 đến 11/7/2009 đắp
đến +3,30. Các lớp đất đều lấy mẫu thí nghiệm dung trọng tại hiện trường.
Quá trình thi công đổ đất lấn dần đến +2.50 đã xảy ra hiện tượng 2 hàng
cọc tre và bao tải đất 2 bên chân đê bị đẩy trôi ra ngoài phạm vi đóng.
Ngày 10/6/2009 thi công đắp đất tại +1.60 từ mặt cắt CNĐ10+15 đến
CNĐ12 có hiện tượng bùn từ lòng sông đẩy lên và đất đắp bị lún 40-50cm.
Trong quá trình thi công đắp đất từ +1.00 đến +3.30m, theo dõi cọc quan
trắc lún từ 8/6/2009 đến 7/9/2009 thì thấy điểm lún sâu nhất tại mặt cắt là
2.11m.
Ngày 12/8/2009, quan trắc chuyển vị ngang tại mặt cắt CNĐ11 thì thấy
hàng cọc tre bị đẩy trôi 34m về phía biển và 21,9m về phía đồng.
Ngày 7/9/2009 đắp hoàn thành đến cao trình +3.50 từ mặt cắt CNĐ10 đến
CNĐ13. Theo dõi lún từ 7/9/2009 đến 25/10/2009 thấy rằng độ lún sâu nhất tại
CNĐ10+15 là 27cm.
5
T 1/11/2009 m 5/11/2009 p n cao trỡnh +4.13 (cao trỡnh thit k
p t). Ngy 11/11/2009 n 28/11/2009 thi cụng b sung úng thộp hỡnh
I250 hai bờn chõn ờ, mi bờn di 70m.
T 28/11/2009 n 20/1/2010 l p cỏt nn ng, p l ng, v
ang d kin hon thin mỏi ờ, gia c v ờ.
Ngy 22/1/2010 lỳc 22h30 thỡ xy ra hin tng st t.
2.5. Hin trng ờ n 23h30 ngy 22/01/2010
- To n bộ đoạn đê trong phạm vi lòng sông cũ (mặt cắt CNĐ9 đến
CNĐ12 dài 90m) bị lún sụt 1,5 1,6m. Chỗ lún sâu nhất tại mặt cắt ngang
CNĐ10+15 là 1,6m.
Xuất hiện rất nhiều vết nứt trên đỉnh đê, mái đê và cơ đê theo hướng dòng
sông cũ và theo hướng song song với tim đê thiết kế. Bề rộng vết nứt đến 1m.
- Hàng cừ thép chân đê bị đẩy ra xa khỏi vị trí ban đầu.
Chi tit s c trong quỏ trỡnh thi cụng xem ti:
(I)- Cỏc vn bn liờn quan (1- bn Bỏo cỏo nhanh s c cụng trỡnh ca
Ban QLT & XDTL 2 ngy 24/01/2010, 2- bn Bỏo cỏo thi cụng ờ ni tip
on qua lũng sụng ca Cụng ty c phn Xõy dng Thu li Sụng Hng ngy
22/01/2010);
(II)- Mt s hỡnh nh s c hin trng phn ph lc kốm theo thuyt
minh ny.
3. PHN TCH NGUYấN NHN
3.1. Nguyờn nhõn
- Tng a cht nn ờ phc tp, tuy nhiờn, trong giai on thit k ch cú
1 mt ct a cht ti v trớ mt ct ngang CN9 (lũng sụng), nờn cha phn ỏnh
c thc t a cht trờn ton tuyn. Theo kt qu xuyờn tnh thc hin vo
thỏng 01/2010 (Thc hin sau cuc hp ngy 28/1/2010 gia Cụng ty
CPTVXDTL Thỏi Bỡnh, Ban Qun lý d ỏn, Chi cc ờ iu tnh Thỏi Bỡnh, v
cỏc n v liờn quan khỏc ...) ca Cty CPTVXDTL Thỏi Bỡnh thỡ tng t yu ti
lũng sụng dy n 22m. t thuc loi sột, sột pha, cỏt pha cú st ln, hu ht
u trng thỏi do chy hoc chy. Cỏc c trng chng ct nh, c bit ton
b lp t dy 22m ny u cú mụ un bin dng thp gõy ra lỳn nhiu v lm
b t nn b y tri lờn v b y trụi ra 2 bờn khi chu ti trng ca t p
thõn ờ bờn trờn.
- Vỡ a cht yu, chiu cao p ờ ln nờn dn n nn b phỏ hoi. Hin
trng lỳn hng cho thy ton b khi p b lỳn st xung m khụng cú hin
tng trt mỏi.
- Trong thit k trc õy mi ch kim tra n nh trt mỏi bng phn
mm Geoslope cho kt qu mỏi m bo n nh. kim tra sc chu ti ca
6
nền, phần mềm Geoslope không giải quyết được. Quy trình thi công đắp đê
trong nước cũng dẫn đến sự thay đổi tính chất vật lý của vật liệu đắp, điều này
cũng chưa tính đến trong thiết kế cũ. Chỉ khi sự cố xảy ra, phải khảo sát đánh
giá lại cho thấy đúng là đã có sự sắp xếp lại, thay đổi tính chất cơ lý của khối
đắp và nền.
- Đất nền yếu và có chiều dày lớn nhưng thiết kế chỉ quan tâm đến ổn
định mái, chưa đề cập đến tính toán nén lún của thân và nền trong quá trình xây
dựng.
- Tại thời điểm xảy ra lún sụt, trời mưa lớn, đơn vị thi công tháo nước
phía đồng để phá cống Trà Linh cũ. Đây là tổ hợp bất lợi kết hợp lại dẫn đến sự
cố công trình xảy ra ngày 22/1/2010
3.2. Phân tích diễn biến trên mô hình toán
Để sơ bộ đánh giá dựa trên các tài liệu do đơn vị khảo sát địa chất cung
cấp, thiết kế đã dùng phần mềm Plaxis để phân tích diễn biến về sự gia tăng ứng
suất như dưới đây:
Sau khi xảy ra sự cố, tư vấn đã khảo sát địa chất lại bằng phương pháp
CPT trên 5 mặt cắt ngang với chiều sâu đến 35m, đồng thời tiến hành đo lại hiện
trạng địa hình.
Sử dụng các tài liệu về địa hình, ranh giới địa chất mới khảo sát và các chỉ
tiêu cơ lý của đất nền và đất đắp trước đây, sử dụng nhật ký theo dõi quá trình
thi công đắp đê (do đơn vị thi công cung cấp) và sử dụng phần mềm Plaxis V8.2
để phân tích diễn biến về sự gia tăng ứng suất, biến dạng trong thân đê và nền đê
theo thời gian. Kết quả như trình bày dưới đây:
- Sơ đồ lưới phần tử bài toán hiện trạng:
- Kết quả phân tích: Diễn biến trên mô hình toán mô phỏng bài toán thi công đê
từ khi bắt đầu ngày 8/11/2008 đến khi xảy ra sự cố ngày 22/1/2010 bằng phần
mềm Plaxis V8.2 của Hà Lan như sau:
Bảng 3. Phân tích lún cho điểm C (cao độ +1.00) tại tim đê khi đắp đến +4,13
TT
Các thông số của đê
Đơn vị
1
Cao độ tự nhiên hiện trạng
ngày 30/1/2010
m
Trị số gia
Trị số
Trị số
Trị số
tăng
tuyệt đối cho phép giới hạn
Ghi chú
+3,2-+3,5
7
2
Tính toán diễn biến độ lún của
đê từ ngày 8/11/2008-1/3/2010
-
Từ 8/11/2008-25/12/08 đắp trong
nước từ đáy sông -3,80 đến
+1,00
cm
54
54
-
Từ 25/12/08 đến 10/2/09 không
đắp tiếp
cm
1
55
-
Từ 10/2-3/6 đắp vượt triều từ
+1,00 đến +2,50
cm
90,5
145,5
-
Từ 3/6-8/6 đào ra từ +2,50 đến
+1,00 để thực hiện đắp đầm nén
cm
-49,5
96
-
Từ 8/6-11/7/09 đắp đầm nén lại
từ +1,00 đến +3,30
cm
222
318
-
Từ 11/7-7/9/09 đắp từ +3,30 đến
+3,50
cm
97
415
-
Từ 7/9-25/10 giữ nguyên +3,50
cm
16
431
-
Từ 25/10-5/11 đắp từ +3,5 đến
+4,14
cm
-
Giữ nguyên
22/1/2010
cm
18
449
-
Giữ nguyên +3,5 từ 22/1/2010
đến 1/3/2010
cm
7
456
+3,5
từ
25/10-
3 Hệ số an toàn Kmin hiện tại
Do đất ở trạng
thái phá hoại,
nên kết quả tính
không dùng được
876
1
1,198
1,15
1,4
+ Biểu đồ quan hệ độ lún theo thời gian
Quan hệ chuyển vị - các mốc thời gian
Thời gian (tháng/ngày/năm)
11/8/08
0
12/28/08
2/16/09
4/7/09
5/27/09
7/16/09
9/4/09
10/24/09
12/13/09
11/8/08, 0
12/25/08, 54 2/10/09, 55
100
6/8/09, 96
6/3/09, 145.5
200
Độ lún (cm)
300
7/11/09
318
400
9/7/09, 415
10/25/09, 431
500
600
700
800
11/5/09, 876
900
1000
a, b. Trong đó: a:Tháng/ngày/năm; b: Độ lún (cm)
8
+ Biểu đồ quan hệ hệ số ổn định mái đê tại cao độ +3.50
- Kết luận:
Với tài liệu địa chất được cung cấp và diễn biến lún được đơn vị thi công
ghi nhận được tại hiện trường, chúng tôi có nhận xét và kết luận sau đây:
+ Kết quả tính toán diễn biến chuyển vị lún theo thời gian cho bài toán
đắp đến +4.13 bằng phần mềm Plaxis V8.2 tương đối phù hợp với các số liệu
quan trắc thực tế hiện trường;
+ Trên mô hình toán cũng chỉ rõ khi đắp đê đến +3.50 thì giữ được ổn
định lún và ổn định mái (Kmin=1,198). Nếu đắp cao hơn +3.50 đến cao độ thiết
kế +5.00 thì đất nền không đủ khả năng chịu tải và bị lún sụt. Điều này có sự
phù hợp với số liệu báo cáo thực tế hiện trường do đơn vị thi công cung cấp);
+ Thời điểm khi đê bị phá hoại được phân tích trên mô hình toán là ngày
5/11/2009. Thời điểm thực tế khi đê bị phá hoại là 22/1/2010 (lệch so với tính
toán trên mô hình là 77 ngày). Có sự sai khác về thời điểm phá hoại đê có thể là
do ngày 11/11/2009 đơn vị thi công đã thi công đóng cọc thép hình I250 dài
12m ở 2 bên chân đê (phía biển, phía đồng mỗi bên dài 70m; đỉnh cọc thép hình
ở +1,00, đáy -11m, khoảng cách 0,5m/cọc). Nhờ có 2 hàng cọc thép đóng 2 bên
đã làm chậm quá trình đất nền đê bị đẩy trôi ra 2 bên và thời gian đê bị phá hoại
chậm hơn so với tính toán trên mô hình.
9
4. CC PHNG N X Lí XUT
Các phương án được đề xuất để xem xét:
Sau khi xẩy ra sự cố, ngày 28/1/2010 Cục XDCT đã tổ chức đoàn cán bộ
bao gồm các chuyên gia trong ngành đến hiện trường. Sau khi xem xét, các
chuyên gia đã thống nhất hư hỏng xảy ra không phải do trượt mái mà là do đất
nền không đủ khả năng chịu tải.
Để hạn chế vùng biến dạng dẻo của nền, về lý thuyết có thể sử dụng một
số công nghệ sau:
- Đắp chờ cố kết;
- Hạ thấp cao trình đỉnh đê đến +2,50, bổ sung tường chắn BTCT trên cọc
BTCT;
- Đắp phản áp;
- Cố kết nền bằng bấc thấm, cọc cát, hút chân không;
- Cứng hoá nền bằng cọc XMĐ.
a. Phương pháp đắp chờ cố kết
Theo phương án này phải tính lại chiều dày đắp đê từng đợt sau khi đợt
đắp trước đã cố kết. Theo kinh nghiệm tại địa phương, thời gian để hoàn thành
toàn bộ đê đến cao trình thiết kế khoảng 4-5 năm. Trong thời gian chưa hoàn
thành đê ngoài, phải khôi phục lại đê cũ để đảm bảo giao thông.
b. Đắp phản áp
Trong thực tế, mái đê hiện trạng đã đạt m=8-10, cho nên phản áp trong
trường hợp này là không hợp lý do vùng biến dạng dẻo nằm khá sâu.
c. Cố kết nền bằng bấc thấm, cọc cát, hút chân không
Nếu áp dụng giải pháp bấc thấm, cọc cát thì cũng phải có khối đắp gia tải
để ép nước thoát ra. Theo kinh nghiệm khoảng 6 tháng sau thì mới cho phép đắp
khối gia tải để đắp đê theo mặt cắt thiết kế.
10
Phương pháp hút chân không chưa phổ biến, thiết bị thi công không có
sẵn, thời gian thi công cũng không đạt tiến độ yêu cầu.
d. Cứng hoá nền đê bằng cọc Xi măng đất
Phương pháp này đã được áp dụng trên nhiều công trình xây dựng, giao
thông và thuỷ lợi. Ưu điểm là thời gian thi công nhanh, thiết bị thi công sẵn có.
Tại cuộc họp ngày 4/2/2010 do Thứ trưởng Nguyễn Ngọc Thuật chủ trì với
sự tham gia của các cơ quan có liên quan và các chuyên gia trong ngành, tư vấn
thiết kế đã trình bày ưu nhược điểm của các phương án đề xuất. Cuộc họp đã
thống nhất áp dụng phương pháp cứng hoá nền đê bằng cọc Xi măng đất, thi
công theo công nghệ Jet-grouting.
5. TNH TON, THIT K PHNG N X Lí BNG CC XM
A. Tớnh toỏn, thit k x lý nn bng cc XM khi cha cú ý kin ca
chuyờn gia a k thut v cỏn b ca n v thm tra
A.5.1. Ti liu kho sỏt b sung a cht nn ờ
- Mt ct a cht dc v ngang tuyn ờ c n v T vn lp trờn c s cỏc
s liu thớ nghim xuyờn tnh nh hỡnh A4, hỡnh A5.
H (m)
+6.0
+4.0
1b
+2.0
1b
0.0
q = 6.5
f = 0.307
+0.92
2.70
5.10
q = 3.3
f = 0.218
-3.372.00
-4.0
-4.373.00
-4.42
7.90
-3.38
-8.0
-8.37
7.00
q c= 10.0
f = 0.399
-8.52 12.00
3a
-8.48 12.10
4
-10.0
-4.34
q = 2.3
f = 0.155
-7.28 10.90
qc = 5.2
fs = 0.280
1e
10.38 14.40
q = 5.4
f = 0.253
-9.84 13.10
4
-12.0
5.10
-5.82
2.00
-6.48 10.10
q = 6.8
f = 0.287
3a
4.00
q = 5.2
f = 0.277
4
q = 3.3
f = 0.257
2
q = 5.2
f = 0.282
1a
q = 2.2
f = 0.139
-7.82
q = 3.6
f = 0.192
-1.48
q = 2.5
f = 0.164
7.60
1a
1b
+0.82 2.80
qc = 2.6
fs = 0.155
3.50
7.00
1a
-6.02 9.50
-6.82 10.30
-6.0
-0.24
q = 6.0
f = 0.286
q = 5.2
f = 0.243
1b
q = 2.8
f = 0.196
1e
-1.62
-2.0
q = 5.5
f =0.277
3a
-8.48 12.10
4
-10.78 14.10
-10.82 7.00
5
-12.84 16.10
-14.0
-16.0
q = 6.7
f = 0.366
5
-16.37
15.0
q = 6.8
f = 0.327
5
5
-18.0
q = 7.8
f =0.422
q = 6.2
f = 0.308
5
-18.82 15.00
-20.0
-21.88 25.50
-22.0
-22.42 25.90
6a
-23.92 27.40
-24.0
6
6a
-24.38 28.00
-26.0
-28.0
-22.04 25.30
q = 29.7
f = 1.129
6a
q = 26.3
f = 0.817
q = 30.7
f = 1.308
6
q = 52
f = 0.817
6
7
-31.52 35.00
-31.38 35.00
MC: CNĐ12
MC: CNĐ11
+3.48
6.5
7
-31.74 35.00
HKĐ5
XT1
q = 36.8
f = 1.903
MC: CNĐ9
-3.82
+3.26
22.0
XT2
6
-28.38 32.00
MC: CNĐ10
+3.62
28.50
q = 73.7
f = 3.002
q = 62.7
f = 2.651
-29.24 32.50
q = 27.8
f = 1.106
-32.0
-1.37
6a
-25.68 29.30
-26.24 29.50
-28.78 32.40
-30.0
-22.48 26.30
q = 15.9
f = 0.793
q = 25.4
f = 1.104
18.0
XT3
+3.62
20.0
XT4
HKĐ2
Hỡnh A4. Phõn b a cht dc tuyn ờ
11
H (m)
+2.0
1b
1b1
0.0
-2.0
+0.03
q = 2.8
f = 0.167
-4.0
-4.27
1.20
-0.24
1e
5.50
-4.34
1b1
3.50
1e
1c
q = 5.2
f = 0.243
+0.40
q = 2.0
f = 0.120
1c
q = 2.5
f = 0.164
7.60
-5.10
-6.0
1d
1.00
q = 2.2
f = 0.141
1d
-8.0
q = 1.9
f = 0.086
q = 2.2
f = 0.139
6.50
1d
-7.60
3a -8.20
9.00
9.60
-8.77 10.00
-10.0
4
q = 3.2
f = 0.226
-9.84 13.10
4
q = 3.3
f = 0.257
5
q = 6.2
f = 0.308
-12.0
q = 3.1
f = 0.158
4
q = 7.2
f = 0.319
-10.80 12.20
-12.84 16.10
-12.87 14.10
-14.0
-16.0
5
-18.0
q = 5.8
f = 0.348
5
q = 5.3
f = 0.244
-20.0
-21.97 23.2
-22.0
-21.60 23.00
-22.04 25.30
-24.0
6a
6a
q = 28.1
f = 1.087
-26.0
q = 25.4
f = 1.104
-26.24 29.50
-27.87 29.10
-28.0
-28.77 30.00
-30.0
6
q = 62
f = 2.554
6
q = 62.7
f = 2.651
7
q = 36.8
f = 1.903
6a
q = 15.4
f =0.548
-24.60 26.00
6
q = 40.4
f = 1.94
-26.60 28.00
-29.24 32.50
-31.74 35.00
-32.0
Hình A5. Phân bố địa chất trên mặt cắt ngang đại diện
- Mô tả địa chất các lớp đất như:
+ Lớp 1b: Đất đắp sét, sét pha, trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy - chảy, chiều
dày 1,3m đến 3,5m;
+ Lớp 1b1: Đất san lấp sét, sét pha, trạng thái dẻo, lẫn bùn, chiều dày
1,3m;
+ Lớp 1e: Đất lấp sét pha trạng thái chảy, lẫn bùn sét pha, chiều dày 4,1m
đến 5,3m;
+ Lớp 1c: Bùn đáy sông lẫn đất, chiều dày 4,3m đến 5,5m;
+ Lớp 1a: Bùn sét pha, chiều dày từ 2,5m đến 5,5m;
+ Lớp 2 : Sét pha kẹp cát, trạng thái chảy, dẻo chảy, chiều dày đến 5m;
+ Lớp 3a: Sét pha, xen kẹp cát, trạng thái chảy, chiều dày 2m;
+ Lớp 3: Cát pha – sét pha nhẹ, kẹp sét, trạng thái chảy, chiều dày 3,1m;
12
+ Lớp 4: Sét pha kẹp cát, trạng thái chảy, chiều dày 2,9m đến 4,6m;
+ Lớp 5: Sét nhẹ, sét pha nặng, trạng thái chảy, dẻo chảy, chiều dày 9,3m
đến 13,9m;
+ Lớp 6a: Sét pha nặng, sét nhẹ, kẹp cát, trạng thái dẻo chảy - dẻo mềm,
chiều dày 1,5m đến 4,2m;
+ Lớp 6: Sét nhẹ, màu nâu, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng, chiều dày
2,9m đến 7,6m;
+ Lớp 7: sét pha vừa, sét pha nặng, màu xám nhạt, kẹp cát, trạng thái dẻo
mềm, dẻo cứng. Chiều dày chưa xác định.
- Các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất về hệ số thấm, dung trọng, các đặc trưng
cường độ phục vụ tính toán lấy theo bảng 1.
- Hệ số poat xông lấy như ở bảng B4-2.
- Đặc trưng biến dạng E của nền lấy theo kết quả xuyên tĩnh dựa vào quan
hệ giữa mô đun biến dạng với sức kháng xuyên của mũi côn.
E=qc
Trong đó: là hệ số phụ thuộc vào loại đất và trạng thái của đất.
Tổng hợp kết quả tính toán cho ở bảng A4.
Bảng A4. Kết quả tính E dựa vào qc cho các lớp đất
TT Tên lớp
qc
E
Ghi chú
2
đất
(kg/cm )
(kg/cm2)
1
1b
5.2
3.5
18.2
Trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy
2
1b1
2
3
6
Trạng thái dẻo, lẫn bùn
3
1e
2.5
3
7.5
Trạng thái chảy, lẫn bùn sét pha
4
1c
2
3
6
Bùn đáy sông lẫn đất
5
1a
2.1
3
6.3
Bùn sét pha
6
2
5.2
3
15.6
Trạng thái chảy, dẻo chảy
7
3a
6.8
3
20.4
Trạng thái chảy
8
3
29.8
3
89.4
Trạng thái chảy
9
4
3.2
3
9.6
Trạng thái chảy
10
5
5.3
3
15.9
Trạng thái chảy - dẻo chảy
11
6a
15.4
3
46.2
Trạng thái dẻo mềm - dẻo chảy
13
A.5.2. Tài liệu đất đắp
Các chỉ tiêu cơ lý lực học của đất đắp lấy theo bảng 2. Hệ số thấm lấy
tương tự như lớp 5 để tính toán. Mô đun biến dạng lấy theo lớp 1b bảng A4.
A.5.3. Tài liệu về cọc Xi măng đất và khối gia cố tương đương
Cọc xi măng đất phương án chọn có đường kính D =800 mm. Bố trí dạng
hoa mai khoảng cách tim đến tim là 2.0 (m).Tỷ lệ hàm lượng gia cố dự kiến là
300 kg/m3. Tỷ lệ gia cố quy đổi m = 12,91%. Các giá trị dự kiến của cọc xi
măng đất thiết kế lấy theo bảng 5.
Bảng 5- Chỉ tiêu cơ lý của cọc xi măng– đất dự kiến
Cường độ kháng nén Góc ma sát
một trục qu (KN/m2)
(độ)
800
Lực dính C
(KN/m2)
40
70
Mô đun biến
Hệ số
dạng (KN/m2) poisson
40.000
0,2
Ghi chú: - Cường độ kháng nén một trục qu(KN/m2), các chỉ tiêu cơ lý của cọc
xi măng đất nêu trên dựa theo các kết quả của Viện Thuỷ công cung cấp thuộc
các đề tài, dự án đã thực hiện và các tài liệu tham khảo. Cụ thể như sau:
+ Theo tiêu chuẩn Mỹ FHWA-SA-98-86 lực dính của cọc xi măng đất C =
(10 ÷ 50)Cu của đất nền được gia cố.
- Mô đun biến dạng của cọc xi măng đất cũng được dựa vào các tài liệu sau:
+ Các kết qủa dự án, đề tài do Viện Thuỷ công thực hiện.
+ Theo TCXDVN 385 – 2006. E = (50 ÷ 100) Cc (với Cc là lực kháng cắt
không thoát nước) hoặc E = (25 ÷ 50)qu
+ Theo dự thảo tiêu chuẩn thiết kế thi công và nghiệm thu cọc xi măng đất
của Bộ Giao Thông năm 2006. E = (100 ÷ 300) qu
+ Theo tiêu chuẩn của Mỹ FHWH- RD -99 -138. tại bảng 5 trang 93: E =
(100 ÷ 500)qu
+ Dựa vào các tài liệu trên và kinh nghiệm thiết kế. Đối với loại đất có áp lực
thiết kế tương tự lấy E = 50qu = 40.000 (KN/m2)
14
- Hệ số Poisson của cọc xi măng đất lấy tương tự như đối với đất sét cứng.
Theo TCXDVN 385 – 2006 xem khối cọc xi măng đất và đất xung quanh là
khối hỗn hợp có các chỉ tiêu tương đương. Với tỷ lệ gia cố m = 12,91 % các chỉ
tiêu quy đổi tương đương của khối hỗn hợp như bảng 6.
Bảng A6. Chỉ tiêu tương đương của khối hỗn hợp
Lớp đất
gia cố
Thông số
(độ)
đất đắp
C(KN/m2)
1e
E(KN/m2)
(độ)
dat nen
C(KN/m2)
1a
E(KN/m2)
(độ)
đất đắp
C(KN/m2)
1b
E(KN/m2)
Chỉ tiêu cơ Thông số KT Hàm lượng gia Chỉ tiêu cơ lý
lý lớp đất Ximăng đất cố m = 12,91% tương đương
14
13
750
2,13
3
630
14
13
1820
40
70
40000
40
70
40000
40
70
40000
0,129
0,129
0,129
0,129
0,129
0,129
0,129
0,129
0,129
17,36
20,36
5817
7,02
11,65
5713
17,36
20,36
6749
A.5.4. Bố trí kết cấu phương án xử lý
- Mặt bằng bố trí cọc xi măng đất: Bố trí hình hoa mai với các cọc XMĐ
đường kính d=0,8m cách nhau theo phương ngang và phương dọc lần lượt là 1m
và 2m. Chi tiết bố trí trên hình A6 và bản vẽ thiết kế.
c¾t ngang cn®10
c¾t ngang cn®11
c¾t ngang cn®12
phÝa ®ång
c¾t ngang cn®9
phÝa biÓn
tim ®ª thiÕt kÕ
tim cèng trµ linh i (míi)
híng thi c«ng cäc
híng thi c«ng cäc
Hình A6. Mặt bằng bố trí cọc xi măng đất
15
- Mặt cắt ngang phưong án xử lý: Chọn mặt cắt ngang CNĐ10+15m tại lòng
sông làm đại diện cho đoạn tính toán thiết kế (vị trí có tầng yếu 1a dày nhất). Sơ
đồ bố trí kết cấu như hình 7. Chi tiết xem thêm bản vẽ thiết kế.
1b
1b1
1b1
1c
1c
1e
1a
3a
4
Hình A7. Bố trí kết cấu trên mặt cắt ngang
A.5.5. Số liệu về tải trọng
- Số liệu về tải trọng như ở B.5.5
A.5.6. Trường hợp tính toán
- Trường hợp tính toán như ở mục B.5.6
A.5.7. Kết quả tính toán
A.5.7.1. Yêu cầu tính toán
- Yêu cầu tính toán như ở mục B.5.7.1
A.5.7.2. Phương pháp phân tích
- Phương pháp tính như B.5.7.2
A.5.7.3. Kết quả phân tích (chi tiết xem phụ lục tính toán)
Bảng A7. Phân tích lún cho điểm C (cao độ +1.00) tại tim đê
TT
Các thông số của đê
1
Diễn biến độ lún của đê từ
1/3/2010 trở đi
-
Thi công cọc XMĐ 20 ngày từ
1/3-20/3/2010
Đơn
Trị số
vị
gia tăng
cm
17.7
Trị số
tuyệt
Trị số
cho
Trị số
giới
đối
phép
hạn
Ghi chú
17.7
16
-
o t n cao trỡnh tri vi
+1 t 21/3/2010-22/3/2010
cm
-5.3
12.4
-
p n cao trỡnh +5 t
22/3/2010 n 10/4/2010
cm
38.3
50.7
-
Hon thin mỏi t 10/4/2010
n 30/4/10
cm
1.9
52.6
-
lỳn cui cựng kt thỳc ngy
20/5/2010
cm
0.8
53.4
-
Kt thỳc lỳn sau 20 ngy k t
khi a vo s dng
ngy
20
2
t b tri lờn
do d ti
H s an ton nh nht thit
k ng vi ti trng H18
-
Trng hp thit k 1
1
1.44
1.15
1.4
-
Trng hp thit k 2
1
1.56
1.15
1.4
3
H s an ton nh nht Kim
tra vi ti trng H30
-
Trng hp kim tra 1
1
1.419
1.15
1.4
-
Trng hp kim tra 2
1
1.53
1.15
1.4
Kt lun:
- V bin dng v n nh: Bo m an ton theo cỏc yờu cu trong quy
phm.
- V tin : ỏp ng c yờu cu phũng chng lt bóo nm 2010 v
yờu cu tin ca d ỏn ADB3.
A.5.8. Khi lng v kinh phớ x lý
A.5.8.1. Khi lng x lý chớnh
TT
1
2
3
4
5
6
Công việc
Đơn v
Khối lượng
San đất
100m3
4,52
Đất đào
100m3
88,37
Đất đắp
100m3
81,00
Cát đắp
100m3
5,40
m2
4.660
m
3.122
Vải ĐKT, cường độ 50KN/m
Cọc xi măng đất, đương kính cọc D=0,8m
17
A.5.8.2. Kinh phí xử lý
- Kinh phí xử lý sau thuế : 3.663.799.000 đồng
(Bằng chữ: Ba tỷ, sáu trăm sáu ba triệu, bảy trăm chín chín nghìn đồng)
B. Tính toán, thiết kế xử lý nền bằng cọc XMĐ sau khi tiếp thu ý kiến của
chuyên gia địa kỹ thuật và cán bộ của Đơn vị thẩm tra
Ngày 06/3/2010, chuyên gia là Giáo sư địa kỹ thuật Nguyễn Công Mẫn
của Trường Đại học Thuỷ lợi Hà Nội và cán bộ của Đơn vị thẩm tra cùng các
cán bộ của Viện Thuỷ công và Đơn vị tư vấn thiết kế thuỷ lợi Thái Bình xuống
hiện trường đê Trà Linh. Ngay sau khi xem xét hiện trường, các bên đã có buổi
làm việc để thống nhất các tài liệu phục vụ tính toán thiết kế. Đơn vị tư vấn thiết
kế Thuỷ lợi Thái Bình đã tiếp thu ý kiến của Chuyên gia địa kỹ thuật, cán bộ
thẩm tra, cán bộ của Viện Thuỷ công và chịu trách nhiệm hoàn chỉnh các tài
liệu, số liệu khảo sát địa hình, địa chất đảm bảo độ tin cậy phục vụ cho công
việc tính toán thiết kế xử lý kỹ thuật đê Trà Linh.
B.5.1. Tài liệu khảo sát bổ sung địa chất nền đê
- Mặt cắt địa chất dọc và mặt cắt ngang ngang điển hình tuyến đê được đơn vị
Tư vấn lập trên cơ sở các mẫu thí nghiệm và xuyên tĩnh như hình B4, hình B5.
H (m)
+6.0
+4.0
1b
+2.0
1b
0.0
q = 6.5
f = 0.307
+0.92 2.70
5.10
q = 3.3
f = 0.218
-3.372.00
-4.0
-4.373.00
-4.42
7.90
-3.38
-8.0
-8.37
7.00
q c= 8.30
f = 0.355
-8.52 12.00
3a -8.48 12.10
4
-10.0
-4.34
10.38 14.40
q = 6.0
f = 0.286
q = 5.2
f = 0.243
q c= 2.50
fs = 0.155
q = 5.4
f = 0.253
-8.44 11.70
4
-12.0
5.10
-5.82
2.00
-6.48 10.10
q = 6.9
f = 0.287
3a
4.00
q = 5.0
f = 0.271
4
q = 3.1
f = 0.232
2
q = 5.10
f = 0.282
1e
q = 2.04
f = 0.125
-7.82
q = 3.6
f = 0.193
-1.48
q = 2.5
f = 0.164
7.60
1e
1b
+0.82 2.80
3.50
1d
q = 2.3
f = 0.155
-7.28 10.90
q c= 4.60
fs = 0.245
-0.24
7.00
1e
-6.02 9.50
-6.82 10.30
-6.0
1b
q = 2.8
f = 0.196
1d
-1.62
-2.0
q = 5.7
f =0.283
3a
-8.48 12.10
4
-10.78 14.10
-10.82 7.00
5
-12.84 16.10
-14.0
q = 6.5
f = 0.361
5
-16.0 -16.37
15.0
q = 7.0
f = 0.332
5
5
-18.0
q = 6.8
f =0.371
q = 0.49
f = 0.300
5
-18.82 15.00
-20.0
-21.88 25.50
-22.0
-22.42 25.90
6a
-23.92 27.40
-24.0
6
6a
-24.38 28.00
-26.0
-28.0
-22.04 25.30
q = 22.5
f = 0.685
6a
q = 25.5
f = 0.781
q = 34.5
f = 1.390
6
q = 53.2
f = 2.727
6
7
-31.52 35.00
-31.38 35.00
MC: CN§12
MC: CN§11
+3.48
6.5
7
-31.74 35.00
HK§5
XT1
q = 36.8
f = 1.903
MC: CN§9
-3.82
+3.26
22.0
XT2
6
-28.38 32.00
MC: CN§10
+3.62
28.50
q = 50.9
f = 1.195
q = 62.7
f = 2.651
-29.24 32.50
q = 27.1
f = 1.095
-32.0
-1.37
6a
-25.68 29.30
-26.24 29.50
-28.78 32.40
-30.0
-22.48 26.30
q = 15.9
f = 0.793
q = 25.1
f = 1.089
18.0
XT3
+3.62
20.0
HK§2
XT4
Hình B4. Phân bố địa chất dọc tuyến đê
18
H (m)
+6.0
+4.0
+2.0
q = 1.80
f = 0.153
+0.03
0.0
-2.0
q = 1.60
f = 0.053
q = 3.0
f = 0.170
-4.0
1b
1b1
-4.27
1.20
-0.24
1d
5.50
-4.34
+0.40
3.50
1d
1c
1b1
q = 5.2
f = 0.243
q = 2.0
f = 0.127
1c
q = 2.50
f = 0.164
7.60
-5.10
-6.0
1e
q = 2.2
f = 0.141
-8.0
1e
q = 2.04
f = 0.125
-8.44 11.70
-8.77 10.00
-10.0
4
1.00
q = 3.2
f = 0.226
4
q = 3.10
f = 0.232
5
q = 4.90
f = 0.300
q = 6.80
f = 0.301
q = 1.53
f = 0.071
-7.60
3a -8.20
q = 3.1
f = 0.158
6.50
1e
9.00
9.60
4
-10.80 12.20
-12.0
-12.84 16.10
-12.87 14.10
-14.0
-16.0
5
-18.0
q = 6.1
f = 0.371
q = 5.3
f = 0.244
5
-20.0
-21.97 23.2
-22.0
-21.60 23.00
-22.04 25.30
-24.0
6a
6a
q = 28.0
f = 1.087
-26.0
q = 25.1
f = 1.089
-26.24 29.50
-27.87 29.10
-28.0
-28.77 30.00
-30.0
6
q = 62
f = 2.554
6
q = 62.7
f = 2.651
7
q = 36.8
f = 1.903
q = 15.4
f =0.548
6a
-24.60 26.00
q = 40.4
f = 1.942
6
-26.60 28.00
-29.24 32.50
-31.74 35.00
-32.0
Hình B5. Phân bố địa chất trên mặt cắt ngang đại diện
- Mô tả địa chất các lớp đất như:
+ Lớp 1b: Đất đắp sét, sét pha, màu nâu nhạt. Trạng thái dẻo mềm, dẻo
chảy - chảy;
+ Lớp 1b1: Đất đắp sét, sét pha màu xám nhạt, xám nâu. Trạng thái dẻo,
lẫn bùn cát;
+ Lớp 1c: Bùn đáy sông lẫn đất, màu xám nâu;
+ Lớp 1d: Đất lấp sét pha, lẫn bùn sét pha, trạng thái dẻo chảy -chảy;
+ Lớp 1e: Bùn sét pha, màu xám nâu, xám đen, lẫn hữu cơ;
+Lớp 1: Sét pha vừa nặng, sét nhẹ, màu xám nhạt, kẹp cát. Trạng thái dẻo
chảy.
+ Lớp 2 : Sét pha vừa, nặng kẹp cát, trạng thái chảy, dẻo chảy;
+ Lớp 3a: Sét pha, xen kẹp cát, trạng thái chảy;
+ Lớp 3: Cát pha – sét pha nhẹ, kẹp sét, trạng thái chảy;
19
+ Lớp 4: Sét pha kẹp cát, trạng thái chảy;
+ Lớp 5: Sét nhẹ, sét pha nặng, đôi chỗ kết von. Trạng thái chảy, dẻo
chảy;
+ Lớp 6a: Sét pha nặng, sét nhẹ, kẹp cát, trạng thái dẻo chảy - dẻo mềm;
+ Lớp 6: Sét nhẹ, màu nâu, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng, lẫn ít sạn
laterit;
+ Lớp 7: sét pha vừa, sét pha nặng, màu xám nhạt, kẹp cát, trạng thái dẻo
mềm, dẻo cứng.
- Các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất phục vụ tính toán lấy theo bảng B3a do
đơn vị Tư vấn Thái Bình lập. Riêng lớp đất 1b1, lớp đất 1c và lớp 1 không có tài
liệu liệu thí nghiệm, nên thiết kế căn cứ vào trạng thái của đất để lấy tương tự
như sau:
+ Lớp đất 1b1: lấy tương tự như lớp 1d;
+ Lớp đất 1c: lấy tương tự như lớp 1e;
+ Lớp đất 1: không tham gia vào tính toán, nên không xét trong tính toán.
- Đặc trưng biến dạng E của nền quyết định đến độ lún của đê, được thiết
kế tính dựa vào kết quả xuyên tĩnh theo quan hệ giữa mô đun biến dạng với sức
kháng xuyên của mũi côn qc (công thức tham khảo trong 20TCN-174-89: Đất
xây dựng - Phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh). Công thức như sau:
E=qc
Trong đó: là hệ số phụ thuộc vào loại đất và trạng thái của đất. Đối với
đất sét , sét pha dẻo mềm đến dẻo chảy, có sức kháng xuyên qc<7kg/cm2 thì giá
trị của dao động từ ÷6 .
- Hệ số poát xông của các lớp đất làm thông số quan trọng để tính toán,
chưa được Đơn vị tư vấn làm thí nghiệm. Để có bộ số liệu đầy đủ cho tính toán,
thiết kế đã tham khảo hệ số poát xông của một số loại đất trong Tài liệu Thiết kế
đập đất của tác giả Nguyễn Xuân Trường. Theo đó, giá trị hệ số phụ thuộc vào
loại đất và trạng thái của đất như sau:
20
Thứ tự
1
2
3
Loại đất
Đất á sét
Đất Sét dẻo
Đất cát
Hệ số poát xông
0,33 - 0,37
0,38 – 0,45
0,25 – 0,30
- Lớp đất 6 và lớp đất 7 là sét nhẹ và sét pha có trạng thái dẻo dứng - nửa
cứng; dẻo mềm-dẻo cứng nằm ở dưới sâu, và là lớp đất tốt; trong thiết kế coi lớp
đất này là biên cứng.
Tổng hợp kết quả thí nghiệm và tính toán mô đun biến dạng, lựa chọn hệ
số poát xông cho ở bảng B3a và bảng B4-1, B4-2, B4-3.
Bảng B3a. Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý khảo sát thu thập phục vụ tính toán
TT
Tên lớp
tn
đất
(g/cm3)
n
k
(g/cm3)
(%)
bh
(g/cm3)
C
(độ)
(kg/cm2)
K (cm/s)
Độ sệt
B
Ghi chú
1
1b
1,89
1,52
43,9
1,972
0,101
11,67
1,3*10-6-2,5*10-6
0,53
2
1b1
1,84
1,41
47,8
1,902
0,058
6,68
1,0*10-5-2,8*10-5
0,79
3
1c-B
1,84
1,41
47,8
1,902
0,058
6,68
1,0*10-5-2,8*10-8
0,79
Phía biển
4
1c-C
1,84
1,41
47,8
1,902
0,058
6,68
1,0*10-5-2,8*10-8
0,79
Phía đồng
5
1d
1,84
1,41
47,8
1,902
0,058
6,68
1,0*10-5-2,8*10-8
0,79
6
1e
1,68
1,11
58,7
1,715
0,03
2,43
3,5*10-6-4,4*10-5
1,36
7
2
1,73
1,18
56,2
0,016
5,25
8
3a
1,81
1,30
51,9
1,835
0,052
6
2,2*10-5
9
3
1,87
1,42
46,9
1,903
0,024
17,63
2*10-3-6,5*10-4
10
4
1,7
1,20
54,8
17,64
0,080
5,02
1,5*10-6 – 3,5*10-6
1,20
11
5
1,7
1,10
58,5
1,703
0,056
5,18
1,5*10-6 – 4,8*10-6
1,30
12
6a
1,84
1,35
50,1
1,866
0,077
9,43
1,8*10-6 – 4,8*10-6
0,69
1,21
1,16
Bảng B4-1. Mô đun đàn hồi E tính được dựa vào qc của các lớp đất đoạn 1
TT
Tên lớp
đất
qc
(kg/cm2)
1
2
3
4
1b
1d
1e
3a
5,6
2,5
2,04
6,85
3.5
3
3,3
3
5
5
5,85
3
6
6a
20,5
3
E1
Hệ số
(kg/cm2)
19,6
7,5
6,73
20,55
Ghi chú
0,35
0,38
0,38
0,35
Sét, sét pha trạng thái dẻo mềm.
Sét pha, trạng thái dẻo chảy - chảy
Bùn sét pha
Sét pha, trạng thái chảy
Sét, sét pha, trạng thái dẻo chảy 17,55 0,38
chảy
Sét pha, trạng thái dẻo mềm-dẻo
61,50 0,38
chảy
Ghi chú: - Giá trị qc được tính trung bình giữa mặt cắt ngang CN9 và CN10
21
Bảng B4-2. Mô đun đàn hồi E tinh được dựa vào qc của các lớp đất đoạn 2
TT
Tên lớp
đất
qc
(kg/cm2)
1
1b
5,2
3.5
2
1b1
3
4
5
6
7
8
1c-B
1c-Đ
1d
1e
3a
4
2
2,7
2,5
1,9
6,8
3,2
3
3
3
3,32
3
3
6
8,1
7,5
6,31
20,4
9,6
9
5
5,3
3
15,9
10
6a
15,4
3
46,2
1,6-1,8 3,75
E2
Hệ số
(kg/cm2)
18,2
6
Ghi chú
0,35 Sét, sét pha trạng thái dẻo mềm
Sét, sét pha, trạng thái dẻo, lẫn
0,35
bùn
0,38 Phía biển. Bùn đáy sông lẫn đất
0,38 Phía đồng. Bùn đáy sông lẫn đất
0,38 Sét pha, trạng thái dẻo chảy - chảy
0,38 Bùn sét pha
0,35 Sét pha, trạng thái chảy
0,38 Sét pha, trạng thái chảy
Sét, sét pha, trạng thái dẻo chảy 0,38
chảy
Sét pha, trạng thái dẻo mềm-dẻo
0,38
chảy
Ghi chú: - Giá trị qc được tính tại mặt cắt ngang CN10
Bảng B4-3. Mô đun đàn hồi E tính được dựa vào qc của các lớp đất đoạn 3
TT
Tên lớp
đất
qc
(kg/cm2)
1
1b
6,1
3.5
2
1b1
3
4
5
6
7
8
9
10
1c-B
1c-Đ
1d
1e
3a
3
4
11
5
6a
E3
Hệ số
(kg/cm2)
Ghi chú
21,35 0,35 Sét, sét pha trạng thái dẻo mềm
Sét, sét pha, trạng thái dẻo, lẫn
1,6-1,8 3,75
6
0,35
bùn
3
3
9
0,38 Phía biển. Bùn đáy sông lẫn đất
4
3
12
0,38 Phía đồng. Bùn đáy sông lẫn đất
3,05
3
9,15 0,38 Sét pha, trạng thái dẻo chảy - chảy
2,48 3,32 8,23 0,38 Bùn sét pha
6,15
3
18,45 0,35 Sét pha, trạng thái chảy
20
3
60
0,35 Cát pha, sét pha, trạng thái chảy
4,1
3
12,3 0,38 Sét pha, trạng thái chảy
Sét, sét pha, trạng thái dẻo chảy 6,75
3
20,25 0,38
chảy
Sét pha, trạng thái dẻo mềm-dẻo
24
3
72
0,38
chảy
Ghi chú: - Giá trị qc được tính trung bình giữa mặt cắt ngang CN11 và CN12
B.5.2. Tài liệu đất đắp
- Bãi vật liệu 1:
+ Độ ẩm tối ưu: Wtn =22-25%;
+ Dung trọng khô: k =1.45 – 1.50 g/cm3;
+ Góc ma sát trong tính toán: 13 – 150;
+ Lực dính tính toán: C=0.13 - 0.15 kg/cm2.
22
- Bãi vật liệu 2:
+ Độ ẩm tối ưu: Wtn =21-25%;
+ Dung trọng khô: k =1.45 – 1.50 g/cm3;
+ Góc ma sát trong tính toán: 13 – 150;
+ Lực dính tính toán: C=0.11 - 0.15 kg/cm2.
- Căn cứ vào kết quả khảo sát đất đắp và kết quả khảo sát đê hiện trạng bổ
sung của Đơn vị tư vấn; đồng thời xét đến đặc điểm thi công và tính chất cơ lý
của lớp đất 1b (lớp đất 1b được thi công bằng phương pháp đầm nén); lớp đất
đắp xử lý được đắp đến +5,00 và được thi công bằng phương pháp đầm nén, nên
thiết kế quyết định chọn chỉ tiêu cơ lý của vật liệu đất đắp tương tự lớp 1b để
phục vụ tính toán.
B.5.3. Tài liệu về cọc Xi măng đất và khối gia cố tương đương
Cọc xi măng đất phương án chọn có đường kính D =800 mm. Bố trí dạng
hoa mai khoảng cách tim đến tim là 2.0 (m). Tỷ lệ hàm lượng gia cố dự kiến là
300 kg/m3. Tỷ lệ gia cố quy đổi m = 12,88%. Các thông số của cọc xi măng đất
phụ thuộc vào từng loại đất; căn cứ vào loại đất của đê Trà Linh và các kết quả
từ các đề tài và dự án đã thực hiện. Các chỉ tiêu thiết kế cho cọc xi măng đất dự
kiến cho ở bảng B5.
Bảng B5- Chỉ tiêu cơ lý của cọc xi măng– đất dự kiến
Tên lớp Cường độ kháng Góc ma Lực dính C Mô đun biến
đất
nén qu (KN/m2) sát (độ) (KN/m2) dạng (KN/m2)
Hệ số
poisson
1b
700
40
70
35.000
0,2
1d
650
40
70
32.500
0,2
1e
350
40
70
17.500
0,2
3a
5
40
70
25.000
0,2
4
6,5
40
70
32.500
0,2
Ghi chú: - Cường độ kháng nén một trục qu(KN/m2), các chỉ tiêu cơ lý của cọc
xi măng đất nêu trên dựa theo các kết quả của Viện Thuỷ công cung cấp thuộc
các đề tài, dự án đã thực hiện và các tài liệu tham khảo. Cụ thể như sau:
23
+ Theo tiêu chuẩn Mỹ FHWA-SA-98-86 lực dính của cọc xi măng đất C =
(10 ÷ 50)Cu của đất nền được gia cố.
- Mô đun biến dạng của cọc xi măng đất cũng được dựa vào các tài liệu sau:
+ Các kết qủa dự án, đề tài do Viện Thuỷ công thực hiện.
+ Theo TCXDVN 385 – 2006. E = (50 ÷ 100) Cc (với Cc là lực kháng cắt
không thoát nước) hoặc E = (25 ÷ 50)qu
+ Theo dự thảo tiêu chuẩn thiết kế thi công và nghiệm thu cọc xi măng đất
của Bộ Giao Thông năm 2006. E = (100 ÷ 300) qu
+ Theo tiêu chuẩn của Mỹ FHWH- RD -99 -138. tại bảng 5 trang 93: E =
(100 ÷ 500)qu
+ Dựa vào các tài liệu trên và kinh nghiệm thiết kế. Đối với loại đất có tính
chất tương tự lấy E = 50qu. Giá trị tính toán cho ở bảng B5.
- Hệ số Poisson của cọc xi măng đất lấy tương tự như đối với đất sét cứng.
Theo TCXDVN 385 – 2006 xem khối cọc xi măng đất và đất xung quanh là
khối hỗn hợp có các chỉ tiêu tương đương. Với tỷ lệ gia cố m = 12,88 % các chỉ
tiêu quy đổi tương đương của khối hỗn hợp như bảng B6.
Bảng B6-1. Chỉ tiêu tương đương của khối hỗn hợp tính cho đoạn 1
Lớp đất gia cố
Lop dat tuong
duong 3a
Lop dat tuong
duong 1d
Lop dat tuong
duong 1e
Lop dat tuong
duong 4
Thông số
Chỉ tiêu cơ lý
lớp đất
Thông số KT Hàm lượng gia Chỉ tiêu cơ lý
Ximăng đất cố m = 12,88% tương đương
E(KN/m2)
2055
25000
0,1288
5010
C(KN/m2)
5,2
70
0,1288
13,55
(do)
6,0
40
0,1288
10,38
E(KN/m2)
750
32500
0,1288
4840
C(KN/m2)
5,8
70
0,1288
14,07
(do)
6,68
40
0,1288
10,97
E(KN/m2)
673
17500
0,1288
2841
C(KN/m2)
3
70
0,1288
11,63
(do)
2,43
40
0,1288
7,27
E(KN/m2)
1215
32500
0,1288
5245
C(KN/m2)
8
70
0,1288
15,99
(do)
5,02
40
0,1288
9,52
24
Bảng B6-2. Chỉ tiêu tương đương của khối hỗn hợp tính cho đoạn 2
Lớp đất gia cố
Lop dat tuong
duong 1b
Lop dat tuong
duong 1d
Lop dat tuong
duong 1e
Lop dat tuong
duong 4
Thông số
Chỉ tiêu cơ lý Thông số KT Hàm lượng gia Chỉ tiêu cơ lý
lớp đất
Ximăng đất cố m = 12,88% tương đương
E(KN/m2)
1820
35000
0,1288
6094
C(KN/m2)
10,1
70
0,1288
17,82
(do)
11,67
40
0,1288
15,32
E(KN/m2)
750
32500
0,1288
4840
C(KN/m2)
5,8
70
0,1288
14,07
(do)
6,68
40
0,1288
10,97
E(KN/m2)
631
17500
0,1288
2804
C(KN/m2)
3
70
0,1288
11,63
(do)
2,43
40
0,1288
7,27
E(KN/m2)
960
32500
0,1288
5023
C(KN/m2)
8
70
0,1288
15,99
(do)
5,02
40
0,1288
9,52
Bảng B6-3. Chỉ tiêu tương đương của khối hỗn hợp tính cho đoạn 3
Lớp đất gia cố
Lop dat tuong
duong 1b
Lop dat tuong
duong 1d
Lop dat tuong
duong 1e
Lop dat tuong
duong 4
Thông số
Chỉ tiêu cơ lý
lớp đất
Thông số KT Hàm lượng gia Chỉ tiêu cơ lý
Ximăng đất cố m = 12,88% tương đương
E(KN/m2)
2135
35000
0,1288
6368
C(KN/m2)
10,1
70
0,1288
17,82
(do)
11,67
40
0,1288
15,32
E(KN/m2)
915
32500
0,1288
4983
C(KN/m2)
5,8
70
0,1288
14,07
(do)
6,68
40
0,1288
10,97
E(KN/m2)
823
17500
0,1288
2971
C(KN/m2)
3
70
0,1288
11,63
(do)
2,43
40
0,1288
7,27
E(KN/m2)
1230
32500
0,1288
5258
C(KN/m2)
8
70
0,1288
15,99
(do)
5,02
40
0,1288
9,52
Ghi chú : Các giá trị thiết kế của khối đất tương đương trong các bảng B6-1, B6-2,
B6-3 được tính theo công thức trong tài liệu “Công nghệ khoan phụt cao áp trong xử lý
đất yếu”- NXB Nghiệp nghiệp năm 2005 như sau :
tđ=mcột+(1-m)đất
Ctđ=mCcột+(1-m)Cđất
Etđ=mEcột+(1-m)Eđất
Với m là tỷ số giữa diện tích đất nền thay thế bằng cọc XMĐ so với diện tích đất nền
cần gia cố.
25
