độ tin cậy của giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm cho nhà máy xử lý khí cà mau

B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C THU L I

NGUY N V N TU N

TIN C Y C A GI I PHÁP X

LÝ N N

B NG B C TH M CHO NHÀ MÁY X

LU N V N TH C S

Hà N i – 2015

TY U

LÝ KHÍ CÀ MAU


B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C THU L I

NGUY N V N TU N

TIN C Y C A GI I PHÁP X

LÝ N N

B NG B C TH M CHO NHÀ MÁY X
CHUYÊN NGÀNH:

LÝ KHÍ CÀ MAU

A K THU T XÂY D NG

Mã s : 60-58-02-04

LU N V N TH C S

NG

IH

TY U

NG D N KHOA H C:

HD1: TS. PH M QUANG TÚ

HD2: GS.TS. TR NH MINH TH

Hà N i – 2015


i

L IC M

N

ây là b n thuy t minh lu n v n th c s c a tôi v i đ tài: “

tin c y c a

gi i pháp x lý n n đ t y u b ng b c th m cho nhà máy x lý khí Cà Mau”. Là
s n ph m c a tôi sau 2 n m h c t p và nghiên c u t i Khoa Công trình, Tr

ng

i

h c Th y l i Hà N i. Tôi xin bày t lòng bi t n sâu s c nh t t i hai th y TS.
Ph m Quang Tú và GS.TS. Tr nh Minh Th là ng

i đ nh h

ng, h

ng d n và

ch b o t n tình tôi trong su t th i gian làm lu n v n. Hai th y không ch h

ng d n

tôi hoàn thành lu n v n mà còn cho tôi ti p c n v i l nh v c khoa h c m i mà tr
đây tôi ch a có c h i ti p c n. Các th y là t m g

ng sáng c a tôi v ni m say mê

nghiên c u khoa h c, tinh th n trách nhi m, t n t y, quan tâm t i m i ng
Tôi chân thành c m n t i Ban giám hi u, các cán b Phòng
i h c, Khoa Công trình Tr

ng

c

i,…

i h c và Sau

i h c Th y l i đư t o đi u ki n thu n l i cho

tôi trong su t th i gian h c t p và nghiên c u t i Tr

ng.

Tôi chân thành c m n t i các th y cô gi ng d y l p Cao h c 22 KT-11 đư
truy n d y ki n th c cho chúng tôi trong quá trình h c t p.
Nhân đây tôi c ng bày t s c m n chân thành t i Ban giám hi u Tr

ng

i h c Công nghi p Qu ng Ninh, các b n đ ng nghi p n i tôi công tác đư đ ng
viên, t o đi u ki n cho tôi h c t p, nghiên c u.

c bi t c m n sâu s c t i gia đình

c a tôi đư luôn luôn đ ng viên tinh th n, t o m i đi u ki n thu n l i cho tôi b
vào con đ

c

ng h c v n.
B c Ninh, tháng 11 n m 2015
Tác gi lu n v n

Nguy n V n Tu n


ii

C NG HÒA Xĩ H I CH NGH A VI T NAM
c l p ậ T do ậ H nh phúc

B N CAM K T
Kính g i:

- Ban Giám hi u Tr

ng

i h c Th y l i;

- Phòng ào t o H và Sau H ậ Tr

ng

i h c Th y l i.

Tên tôi là: Nguy n V n Tu n
H c viên cao h c l p: 22 KT
Chuyên ngành:

a k thu t xây d ng

Mư h c viên: 1481580204005
Theo Quy t đ nh s
Tr

ng

1321/Q ậ HTL ngày 10/8/2015 c a Hi u tr

i h c Th y l i, v vi c giao đ tài lu n v n và ng

ih

ng

ng d n cho h c

viên cao h c đ t 3 n m 2015 và Quy t đ nh s 2248/Q ậ HTL ngày 16/11/2015
c a Hi u tr

ng Tr

ng

i h c Th y l i, v vi c vai trò ng

viên cao h c Nguy n V n Tu n, tôi đư đ

c nh n đ tài “

ih

ng d n cho h c

tin c y c a gi i pháp

x lý n n đ t y u b ng b c th m cho nhà máy x lý khí Cà Mau” d

is h

ng

d n c a th y TS. Ph m Quang Tú và GS.TS. Tr nh Minh Th .
Tôi xin cam đoan lu n v n là k t qu nghiên c u c a tôi, không sao chép c a
ai. N i dung lu n v n có tham kh o và s d ng các tài li u, thông tin đ

c đ ng t i

trên các tài li u và các trang website theo danh m c tài li u tham kh o c a lu n v n.
B c Ninh, tháng 11 n m 2015
Tác gi lu n v n

Nguy n V n Tu n


iii

M CL C
M

U ....................................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tƠi .....................................................................................1
2. M c đích c a đ tƠi .............................................................................................2
3. N i dung nghiên c u ...........................................................................................2
4.

it

ng vƠ ph m vi nghiên c u .....................................................................3

5. Cách ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u ......................................................3

6. C u trúc c a lu n v n ........................................................................................3
CH

NG 1: T NG QUAN V V N

NGHIểN C U ..................................5

1.1. T ng quan v n n đ t y u..................................................................................5
1.1.1. Khái ni m v đ t y u và các tính ch t c a đ t y u .........................................5
1.1.2. Các lo i đ t y u th

ng g p ............................................................................6

1.1.3. Nh ng v n đ k thu t khi xây d ng công trình trên đ t y u .......................6
1.2. Các ph

ng pháp x lỦ n n đ t y u ph bi n .................................................7

1.2.1. Ải i pháp thay th n n .....................................................................................7
1.2.1.1. N i dung ph

ng pháp ...................................................................................7

1.2.1.2. Ph m vi áp d ng.............................................................................................8
1.2.2. Nhóm gi i pháp c h c ....................................................................................9
1.2.2.1. Làm ch t đ t trên m t b ng đ m r i .............................................................9
1.2.2.2. Làm ch t đ t trên m t b ng ph

ng pháp đ m l n .....................................10

1.2.2.3. Làm ch t đ t trên m t b ng ph

ng pháp đ m rung ..................................11

1.2.3. Nhóm gi i pháp hóa h c ................................................................................11
1.2.3.1. Gia c n n b ng ph

ng pháp tr n vôi .......................................................12

1.2.3.2. Gia c n n b ng ph

ng pháp tr n xi m ng (c c đ t –xi m ng) ................12

1.2.3.3. Ph

ng pháp gia c n n b ng ph

1.2.4. Nhóm các ph

ng pháp ph t v a xi m ng ..................14

ng pháp v t lý gia c n n đ t y u ........................................14

1.2.5. Nhóm gi i pháp th y l c h c ........................................................................15
1.2.5.1. Ph

ng pháp gia c b ng gi ng cát ............................................................15

1.2.5.2. Ph

ng pháp gia c b ng b c th m (PVD) .................................................16


iv

1.2.5.3. Ph

ng pháp b c th m k t h p hút chân không ..........................................18

1.3. T ng quan ph

ng pháp tính toán thi t k dùng trong x lỦ n n đ t y u

b ng b c th m k t h p hút chơn không ................................................................20
1.3.1. Tính toán thi t k x lý n n b ng b c th m theo ph
(ph

ng pháp truy n th ng

ng pháp t t đ nh) ............................................................................................20

1.3.2. Ph

ng pháp tính toán thi t k ng u nhiên .................................................20

1.4. Gi i thi u m t s công c trong tính toán thi t k ng u nhiên ....................21
1.4.1. Ph n m m OpenạTA .....................................................................................21
1.4.1.1. Gi i thi u ph n m m ....................................................................................21
1.4.1.2. S d ng ph n m m .......................................................................................21
1.4.2. Ph n m m Bestạit ..........................................................................................21

1.4.2.1. Gi i thi u ph n m m ....................................................................................21
1.4.2.2. S d ng ph n m m trong thi t k b c th m .................................................22
1.4.3. Ph n m m MatLab .........................................................................................22
1.4.3.1. Gi i thi u ph n m m ....................................................................................22
1.4.3.2. S d ng MatLab trong thi t k b c th m .....................................................22
1.5. K t lu n Ch
CH

ng 1 ...........................................................................................23

NG 2: Lụ THUY T

TIN C Y ...........................................................24

2.1. LỦ thuy t xác su t th ng kê ............................................................................24
2.1.1. Các khái ni m c b n v xác su t .................................................................24
2.1.1.1.

nh ngh a xác su t theo t n su t ................................................................25

2.1.1.2. Xác su t có đi u ki n....................................................................................25
2.1.1.3. Công th c xác su t đ y đ và công th c Bayes ...........................................25
2.1.1.4. Các tính ch t c a xác su t ...........................................................................26
2.1.2. Các đ i l

ng ng u nhiên và hàm phân ph i c a nó ..................................27

2.1.2.1. Bi n ng u nhiên............................................................................................27
2.1.2.2. Hàm m t đ xác su t và hàm phân ph i tích l y c a bi n ng u nhiên .......27
2.1.2.3. Các đ c tr ng c a bi n ng u nhiên .............................................................29

2.1.2.4. Hàm phân ph i .............................................................................................31


v

2.1.3. Ki m đ nh Chi bình ph

ng (Chi-square test) .............................................33

2.1.3.1. Khái ni m đ c l p (independence)...............................................................33
2.1.3.2. Tìm hàm phân ph i phù h p nh t c a t p d li u d a vào ki m đ nh Chi
bình ph

ng ..............................................................................................................34

2.2. Phơn tích r i ro vƠ phơn tích t i u ...............................................................36
2.2.1.

nh ngh a phân tích r i ro và phân tích t i u ..........................................36

2.2.1.1.

nh ngh a phân tích r i ro .........................................................................36

2.2.1.2.

nh ngh a phân tích t i u .........................................................................36

2.2.2. Các b

c trong phân tích r i ro và phân tích t i u....................................36

2.2.3. Các lo i b t đ nh trong đ a k thu t ..............................................................38
2.2.4. Khái ni m và phân lo i h th ng ..................................................................40
2.2.4.1. Khái ni m h th ng ......................................................................................40
2.2.4.2. Phân lo i h th ng .......................................................................................40
2.2.5. Cây s c (ạault tree).....................................................................................41
2.2.6. ảàm tin c y và các c p đ tính toán .............................................................41
2.2.6.1. Hàm tin c y ..................................................................................................41
2.2.6.2. Các c p đ tính toán ....................................................................................43
2.3. K t lu n Ch
CH

NG 3:

ng 2 ...........................................................................................44
TIN C Y C A GI I PHÁP X

Lụ N N

T Y U B NG

B C TH M K T H P HÚT CHỂN KHÔNG CHO NHÀ MÁY X

Lụ KHệ

CÀ MAU...................................................................................................................45
3.1. Gi i thi u v d án nhƠ máy x lý khí Cà Mau ............................................45
3.1.1. Ải i thi u chung .............................................................................................45
3.1.2. i u ki n đ a ch t khu v c xây d ng d án .................................................46

3.1.3. Ph m vi x lý n n b ng b c th m k t h p hút chân không ........................48
3.1.4. Yêu c u đ c k t cho phép và ti n đ thi công ............................................51
3.2. C s lỦ thuy t c a hai bƠi toán c b n trong x lỦ n n đ t y u b ng b c
th m k t h p hút chơn không ................................................................................51
3.2.1.

lún n đ nh................................................................................................52


vi

3.2.2.

c k t c a n n gia c b c th m ................................................................53

3.2.2.1.

c k t theo ph

ng đ ng Uv ...................................................................53

3.2.2.2.

c k t theo ph

ng ngang Uh .................................................................53

3.2.3.

lún c k t theo th i gian...........................................................................55

3.2.4.

lún còn l i sau th i gian t ........................................................................55

3.3. Tính toán thi t k x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút chơn
không theo ph

ng pháp truy n th ng (TCVN 9355-2013) ...............................55

3.3.1. Các thông s đ u vào theo ph

ng pháp truy n th ng ...............................56

3.3.1.1. Các thông s cao đ .....................................................................................56
3.3.1.2.

a t ng và các ch tiêu c lý c a đ t n n ...................................................56

3.3.1.3. T i tr ng tính toán khi x lý n n ..................................................................56
3.3.1.4. Ph m vi nh h

ng lún ................................................................................58

3.3.1.5. Các thông s c a b c th m và các thông s thoát n
3.3.2. Tính đ lún sau th i gian x lý theo ph

c ..............................58

ng pháp truy n th ng ...............61

3.3.2.1.

lún giai đo n thi công c m b c th m .....................................................61

3.3.2.2.

lún sau giai đo n hút chân không ..........................................................61

3.3.3. L a ch n kho ng cách gi a tim các b c th m theo tiêu chu n ..................62
3.3.3.1. Tính đ lún n đ nh v i t i tr ng khai thác .................................................62
3.3.3.2.

c k t c a n n v i t i tr ng khai thác sau th i gian x lý và l a ch n

kho ng cách b c th m ...............................................................................................64
3.3.4. Th i gian x lý n n theo ph

ng pháp truy n th ng ..................................64

3.3.5. K t lu n tính toán thi t k x lý n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút
chân không theo ph
3.3.6.
3.3.6.1.

u đi m và nh
u đi m c a ph

3.3.6.2. Nh
3.4.

ng pháp truy n th ng (TCVN 9355-2013) .........................65
c đi m c a ph

ng pháp thi t k t t đ nh........................66

ng pháp thi t k t t đ nh .................................................66

c đi m c a ph

ng pháp thi t k t t đ nh ...........................................66

tin c y c a gi i pháp x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút chơn

không t i nhƠ máy x lỦ khí CƠ Mau (ph

ng pháp tính toán thi t k ng u

nhiên) ........................................................................................................................67


vii

3.4.1. Phân tích các s li u đ u vào theo ph
3.4.1.1.

ng pháp ng u nhiên .....................67

a t ng và các ch tiêu c lý c a đ t n n ...................................................67

3.4.1.2. T i tr ng tính toán khi x lý n n ..................................................................72
3.4.1.3. Ph m vi nh h

ng lún ................................................................................72

3.4.1.4. Các thông s c a b c th m và các thông s thoát n

c theo ph

ng pháp

ng u nhiên .................................................................................................................72
3.4.2. Tính đ lún sau th i gian x lý theo ph

ng pháp ng u nhiên ..................74

3.4.2.1.

lún giai đo n thi công c m b c th m .....................................................74

3.4.2.2.

lún sau giai đo n hút chân không ..........................................................74

3.4.3. Tính đ c k t c a n n sau th i gian x lý theo ph

ng pháp ng u nhiên78

3.4.3.1. Quan h gi a đ c k t và th i gian x lý ...................................................78
3.4.3.2. Xác su t đ c k t trung bình >90%............................................................78

3.4.3.3. Tính th i gian x lý theo ph

ng pháp ng u nhiên .....................................80

3.4.4. Phân tích r i ro và phân tích t i u ..............................................................84
3.4.4.1. Mô t h th ng .............................................................................................84
3.4.4.2. Cây s c (Fault tree) ..................................................................................85
3.4.4.3. Hàm tin c y ..................................................................................................88
3.4.4.4. Phân tích r i ro ............................................................................................88
3.4.4.5. Phân tích t i u ............................................................................................90
3.4.4.6. K t qu và bình gi i .....................................................................................92
3.4.5. K t lu n tính toán thi t k x lý n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút
chân không theo ph
3.4.6.
3.4.6.1.

ng pháp ng u nhiên ............................................................98

u đi m và nh
u đi m c a ph

3.4.6.2. Nh

c đi m c a ph

ng pháp thi t k ng u nhiên ...........................................98

c đi m c a ph

3.5. So sánh gi a ph

ng pháp thi t k ng u nhiên .................98

ng pháp thi t k ng u nhiên .....................................99

ng pháp tính t t đ nh (tiêu chu n) vƠ ph

ng pháp tính

toán ng u nhiên .......................................................................................................99
3.5.1. L a ch n kho ng cách b c th m, tính toán đ c k t và đ lún d báo .....99
3.5.2. Th i gian c n x lý ......................................................................................100


viii

3.5.3. nh h

ng c a h s c k t Cv t i th i gian x lý .....................................100

3.6. K t lu n Ch

ng 3 .........................................................................................103

K T LU N VÀ KI N NGH ..............................................................................105
1. K t lu n vƠ ki n ngh ......................................................................................105
2. M t s đi m còn t n t i ..................................................................................106
3. H

ng nghiên c u ti p theo ...........................................................................107

TÀI LI U THAM KH O ....................................................................................108
CÁC PH L C .....................................................................................................110


ix

DANH M C CÁC B NG BI U
B ng 2.1: B ng phân ph i xác su t c a bi n ng u nhiên r i r c ..............................29
B ng 2.2: Ki m đ nh Chi bình ph

ng c a phân ph i chu n và phân ph i Logarit,

[14] ............................................................................................................................35
B ng 3.1: T ng h p thông s k thu t c a các h ng m c thu c nhà máy ................48
B ng 3.2: Yêu c u k thu t c a công tác x lý n n ..................................................51
B ng 3.3: B ng t ng h p ch tiêu c lỦ các l p đ t tính toán theo TCVN 9355-2013
...................................................................................................................................57
B ng 3.4: B ng t ng h p ch tiêu c lỦ các l p đ t tính toán theo TCVN 9355-2013
...................................................................................................................................57
B ng 3.5: B ng t ng h p t i tr ng tính toán giai đo n thi công b c th m ...............58
B ng 3.6: B ng t ng h p t i tr ng tính toán giai đo n gia t i chân không...............58
B ng 3.7: Các thông s b c th m ..............................................................................59
B ng 3.8: Các thông s thoát n
B ng 3.9:

c theo ph

ng pháp truy n th ng ........................60

lún c a n n sau 30 ngày thi công b c th m theo ph

ng pháp truy n

th ng ..........................................................................................................................61
B ng 3.10:
ph

lún c a n n sau 150 ngày thi công b c th m và hút chân không theo

ng pháp truy n th ng ........................................................................................62

B ng 3.11: B ng t ng h p t i tr ng tính toán giai đo n khai thác ...........................63
B ng 3.12:

lún n đ nh c a n n v i t i tr ng khai thác ......................................63

B ng 3.13:

c k tc an nd

i t i tr ng khai thác sau th i gian x lý ..............64

B ng 3.14: Th i gian x lý n n và đ c k t theo ph
B ng 3.15: K t lu n k t qu tính toán theo ph

ng pháp truy n th ng.........65

ng pháp truy n th ng ...................66

B ng 3.16: B ng t ng h p các ch tiêu c lỦ đ t n n trong tính toán theo ph

ng

pháp ng u nhiên ........................................................................................................71
B ng 3.17: Các thông s thoát n

c theo ph

ng pháp ng u nhiên ........................73


x

B ng 3.18:

lún c a n n sau 30 ngày thi công b c th m theo ph

ng pháp ng u

nhiên ..........................................................................................................................74
B ng 3.19:
ph

lún c a n n sau 150 ngày thi công b c th m và hút chân không theo

ng pháp ng u nhiên ...........................................................................................75

B ng 3.20:

c k t trung bình và xác su t đ t và không đ t đ c k t 90%.........79

B ng 3.21:

c k t sau các giai đo n x lý ...........................................................80

B ng 3.22: K t qu tính th i gian x lỦ theo ph

ng pháp ng u nhiên v i các

kho ng cách b c th m ...............................................................................................81
B ng 3.23: B ng t ng h p k t qu tính toán các chi phí v i các kho ng cách b c
th m ...........................................................................................................................92
B ng 3.24: B ng t ng h p k t qu tính toán chi phí v i các đ lún d báo .............94
B ng 3.25: B ng so sánh kho ng cách b c th m, đ c k t, đ lún d báo theo
ph

ng pháp tính toán t t đ nh và ng u nhiên ..........................................................99

B ng 3.26: B ng so sánh th i gian x lỦ theo ph

ng pháp truy n th ng và ng u

nhiên ........................................................................................................................100
B ng 3.27: B ng t ng h p k t qu tính toán theo ph
tr

ng pháp ng u nhiên v i các

ng h p khác nhau ..............................................................................................101

B ng 3.28: nh h

ng h s bi n đ i c a h s c k t Cv t i th i gian x lý .......102


xi

DANH M C CÁC HỊNH V
Hình 0.1: C u trúc Lu n v n .......................................................................................4
Hình 1.1: Thay th n n b ng cát .................................................................................8
Hình 1.2: Làm ch t đ t trên m t b ng đ m r i ...........................................................9
Hình 1.3: Làm ch t đ t trên m t b ng ph
Hình 1.4: Làm ch t đ t b ng ph

ng pháp đ m l n ...................................10

ng pháp đ m rung...............................................11

Hình 1.5: Công ngh thi công c c đ t-xi m ng theo ph

ng pháp MG ...................13

Hình 1.6: Dây truy n công ngh thi công tr đ t-xi m ng đ n pha .........................14
Hình 1.7: Gi ng cát gia c n n đ t y u .....................................................................15
Hình 1.8: Thi công c m b c th m .............................................................................16
Hình 1.9: S đ nguyên lỦ ph

ng pháp MCV ........................................................18

Hình 2.1: Bi u đ Venn c a h xác su t đ y đ .......................................................26
Hình 2.2: Hàm m t đ xác su t c a bi n ng u nhiên X ............................................28
Hình 2.3: Hàm phân ph i tích l y c a bi n ng u nhiên X ........................................28
Hình 2.4: Các hàm m t đ xác su t v i các giá tr µ,  khác nhau ..........................31
Hình 2.5: Các hàm phân ph i tích l y v i các giá tr µ,  khác nhau ......................32
Hình 2.6: Các b

c trong qu n lý r i ro và phân tích t i u ....................................37

Hình 2.7: L a ch n kho ng cách b c th m t i u ....................................................38
Hình 2.8: Các lo i b t đ nh trong đ a k thu t, theo Van Gelder [18] ......................39
Hình 2.9: H th ng các bóng đèn m c n i ti p và song song ...................................40
Hình 2.10: Các cây s c v i h th ng n i ti p và song song ..................................41
Hình 2.11: Hàm tr ng thái gi i h n trong m t ph ng R-L ........................................42
Hình 3.1: M t c t đ a ch t đi n hình trong khu v c, [8] ...........................................49
Hình 3.2: T ng h p các ch tiêu c lỦ c a đ t n n theo đ sâu, [8]..........................50
Hình 3.3: Phân ph i c a kh i l

ng th tích

t Vùng 1 .........................................68

Hình 3.4: Phân ph i c a h s r ng t nhiên e0 Vùng 1 ...........................................68


xii

Hình 3.5: Phân ph i c a h s c k t theo ph

ng đ ng Cv Vùng 1........................69

Hình 3.6: Phân ph i c a áp l c ti n c k t pc Vùng 1 ..............................................69
Hình 3.7: Phân ph i c a t s A = Ch/Cv ...................................................................69
Hình 3.8: Phân ph i c a kh i l

ng th tích

t Vùng 2 .........................................70

Hình 3.9: Phân ph i c a h s r ng t nhiên e0 Vùng 2 ...........................................70
Hình 3.10: Phân ph i c a t s kh/ks ..........................................................................72
Hình 3.11: Bi u đ t n s c a đ lún sau 150 ngày x lý v i kho ng cách các b c
th m d=1,0m .............................................................................................................75
Hình 3.12: Bi u đ t n s c a đ lún sau 150 ngày x lý v i kho ng cách các b c
th m d=1,1m .............................................................................................................76
Hình 3.13: Bi u đ t n s c a đ lún sau 150 ngày x lý v i kho ng cách các b c
th m d=1,2m .............................................................................................................76
Hình 3.14: Bi u đ t n s c a đ lún sau 150 ngày x lý v i kho ng cách các b c
th m d=1,3m .............................................................................................................77
Hình 3.15: Bi u đ t n s c a đ lún sau 150 ngày x lý v i kho ng cách các b c
th m d=1,4m .............................................................................................................77
Hình 3.16:

c k t trung bình v i th i gian x lý khác nhau ...............................78

Hình 3.17: Xác su t tích l y c a đ c k t trung bình ..............................................79
Hình 3.18: Bi u đ t n s c a th i gian x lý v i d=1,0m .......................................82
Hình 3.19: Bi u đ t n s c a th i gian x lý v i d=1,1m .......................................82
Hình 3.20: Bi u đ t n s c a th i gian x lý v i d=1,2m .......................................83
Hình 3.21: Bi u đ t n s c a th i gian x lý v i d=1,3m .......................................83

Hình 3.22: Bi u đ t n s c a th i gian x lý v i d=1,4m .......................................84
Hình 3.23: Cây s c th i gian x lỦ v

t quá th i gian d báo ..............................86

Hình 3.24: Cây s c đ lún sau th i gian x lỦ v

t quá đ lún d báo ................87

Hình 3.25: Quan h gi a kho ng cách b c th m và các chi phí ...............................93


xiii

Hình 3.26: Quan h gi a đ lún d báo và chi phí (tr

ng h p giá cát mua thêm

b ng 1,5 l n cát b m hút ban đ u) ............................................................................95
Hình 3.27: Quan h gi a đ lún d báo và chi phí (tr

ng h p giá cát mua thêm

b ng 2,0 l n cát b m hút ban đ u) ............................................................................96
Hình 3.28: Quan h gi a đ lún d báo và chi phí (tr

ng h p giá cát mua thêm

b ng 2,5 l n cát b m hút ban đ u) ............................................................................97
Hình 3.29: Quan h gi a đ lún d báo và chi phí (tr

ng h p giá cát mua thêm

b ng 3,0 l n cát b m hút ban đ u) ............................................................................97
Hình 3.30: nh h

ng h s bi n đ i c a h s c k t Cv t i th i gian x lý .......102


1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Trong s nghi p công nghi p hóa, hi n đ i hóa n

c ta hi n nay, hàng lo t

các công trình dân d ng, công nghi p, giao thông, th y l i đ

c xây d ng. Nhi u

công trình không có kh n ng l a ch n linh ho t đ a đi m xây d ng, các công trình
b t bu c ph i xây d ng trên n n đ t y u. Khi xây d ng công trình trên n n đ t y u
thì hàng lo t các v n đ phát sinh nh : đ lún l n và kéo dài, chênh l ch lún l n quá
gi i h n cho phép, m t n đ nh,…. Do v y, tr

c khi xây d ng b t bu c ph i c i

t o, gia c n n đ t y u (g i chung là x lỦ n n đ t y u). Hi n nay, có nhi u ph

ng

pháp nh : thay th n n, làm ch t đ t b ng c h c, tr n các ch t k t dính vào trong
đ t, c c cát, gi ng cát, b c th m, hút chân không,….Trong s các ph
ph

ng pháp thì

ng pháp x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút chân không là ph

ng

pháp có nhi u u đi m nh : th i gian thi công nhanh do th i gian gia t i ng n; gi m
kh i l

ng cát đáng k do không c n cát ch t t i, gi m chi phí cho thi công đ p và

d t i, ti t ki m tài nguyên và thân thi n v i môi tr
ki m soát ch t l

ng thi công t t; đư đ

ng; hi u qu x lỦ n n cao,

c áp d ng khá nhi u trong các d án; giá

thành u vi t đ c bi t là khi di n tích x lỦ r ng.

Vi c tính toán x lỦ n n b ng b c th m thoát n
chân không đ

c áp d ng theo [1] (ph

c k t h p gia t i và hút

ng pháp t t đ nh). Theo ph

các giá tr thi t k c a t i tr ng, các thông s đ t n n, b c th m,…đ

ng pháp này
c xem là h ng

s , có th là giá tr trung bình ho c giá tr l y theo xác su t th ng kê (theo tr ng thái
gi i h n I và II). Th c t , các thông s đ u vào có th bi n đ i ng u nhiên, ch ng
h n nh các ch tiêu c lỦ c a đ t n n. Do v y, mà thi t k theo ph

ng pháp t t

đ nh có th d n đ n vi c d báo đ lún cu i cùng, th i gian c k t sai l ch. R i ro
trong vi c ch m ti n đ , lún d kéo dài và nhi u h n d báo có th làm nh h

ng

đ n hi u qu , ti n đ c a d án và gây thi t h i l n v kinh t . Theo đó, vi c tìm ra
đ

c ph

ng pháp tính toán thi t k kh c ph c đ

c nh ng nh

c đi m c a


2

ph

ng pháp truy n th ng h t s c c n thi t, có Ủ ngh a th c ti n và Ủ ngh a khoa

h c.
Ph

ng pháp tính toán thi t k ng u nhiên (hay theo lỦ thuy t xác su t th ng

kê ho c b t đ nh) là ph

ng pháp tính toán thi t k d a trên s bi n thiên c a các

tham s đ u vào (t i tr ng và s c kháng), t đó tìm ra đ
t

ng. ây là ph

ng pháp thi t k theo xu h

ti n trên th gi i áp d ng (Hà Lan,

này, các thông s đ u vào đ

c xác su t x y ra hi n

ng hi n đ i và đ

c nhi u n

c, Anh, Na Uy,…), [17].Theo ph

c tiên
ng pháp

c mô ph ng b ng quy lu t phân ph i c a chúng và

các bi n đ u ra c ng có quy lu t bi n đ i nh t đ nh. Ngoài ra, tính toán r i ro d a
trên các hàm tin c y có th đ
đó ng

c thi t l p cho t ng ph

i thi t k s l a ch n đ

c ph

T nh ng u đi m c a ph
l a ch n đ tài nghiên c u: “

ng án thi t k . Trên c s

ng án thi t k t i u.

ng pháp tính toán thi t k ng u nhiên, tác gi đư
tin c y c a gi i pháp x lý n n đ t y u b ng b c

th m cho nhà máy x lý khí Cà Mau” đ so sánh v i gi i pháp thi t k truy n
th ng và các r i ro có th g p ph i.

2. M c đích c a đ tài
M c đích nghiên c u này là tính toán thi t k b c th m theo tiêu chu n hi n
hành (ph

ng pháp truy n th ng) và theo lỦ thuy t đ tin c y (ph

nhiên), t đó ch ra đ
v i ph

c nh ng u đi m v

t tr i c a ph

ng pháp truy n th ng nh : xác đ nh đ

thi t k , l a ch n đ

c ph

ng pháp ng u

ng pháp ng u nhiên so

c các r i ro c a t ng ph

ng án

ng án thi t k t i u.

3. N i dung nghiên c u
N i dung nghiên c u c a đ tài là:
- Tính toán thi t k x lỦ n n đ t y u b ng b c th m theo các tiêu chu n hi n
hành, u nh

c đi m c a ph

ng pháp;

- S d ng lỦ thuy t đ tin c y và các ph n m m ng d ng hi n có đ tính
toán, phân tích l a ch n kho ng cách b c th m t i u, d báo đ lún t i u cho
công tác x lỦ n n t i D án nhà máy x lỦ khí Cà Mau.


3

it

4.
-

ng và ph m vi nghiên c u

it

ng nghiên c u c a đ tài: LỦ thuy t tính toán trong thi t k x lỦ

n n đ t y u b ng b c th m theo tiêu chu n hi n hành và theo lỦ thuy t đ tin c y;
- Ph m vi nghiên c u: Lu n v n ch đi nghiên c u ph

ng pháp tính toán

trong thi t k x lỦ n n đ t y u cho nhà máy x lỦ khí Cà Mau mà không đi vào
công tác thi công.

5. Cách ti p c n vƠ ph
- Ph

ng pháp nghiên c u

ng pháp kh o sát, thu th p s li u th c t c a d án nhà máy x lỦ khí

Cà Mau;
- K th a các nghiên c u trong và ngoài n

cv

ng d ng c a lỦ thuy t đ

tin c y;
- Ph

ng pháp mô hình toán, xác su t, th ng kê, t i u đ phân tích đ tin

c y c a gi i pháp x lỦ n n b ng b c th m.

6. C u trúc c a lu n v n
Lu n v n đ

c t ch c thành: Ph n m đ u, 3 ch

ngh , các ph n này đ
Ch

c s h a qua Hình 01.

ng 1: T ng quan v v n đ nghiên c u. M c 1.1: t ng quan v n n đ t

y u. M c 1.2: Các ph
ph

ng, ph n K t lu n và ki n

ng pháp x lỦ n n đ t y u ph bi n. M c 1.3: T ng quan

ng pháp tính toán thi t k dùng trong x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p

hút chân không. M c 1.4: M t s công c trong tính toán thi t k ng u nhiên. M c
1.5: K t lu n Ch
Ch

ng 1.

ng 2: LỦ thuy t đ tin c y. M c 2.1: LỦ thuy t v xác su t th ng kê.

M c 2.2: Phân tích r i ro và phân tích t i u. M c 2.3: K t lu n Ch
Ch

ng 3:

ng 2

tin c y c a gi i pháp x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p

hút chân không cho nhà máy x lỦ khí Cà Mau. M c 3.1: Gi i thi u v nhà máy x
lỦ khí Cà Mau. M c 3.2: C s lỦ thuy t c a hai bài toán c b n trong x lỦ n n đ t
y u b ng b c th m k t h p hút chân không. M c 3.3: Tính toán thi t k x lỦ n n


4

đ t y u b ng b c th m k t h p hút chân không theo ph
M c 3.4:

ng pháp truy n th ng.

tin c y c a gi i pháp x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút chân

không t i nhà máy x lỦ khí Cà Mau. M c 3.5: So sánh gi a ph
t t đ nh và ph

GI I
THI U

T NG
QUAN

LÝ
THUY T

NG
D NG

K T

ng pháp tính toán

ng pháp tính toán ng u nhiên. M c 3.6: K t lu n Ch

M

U

CH

NG 1

ng 3.

T ng quan v v n đ nghiên c u

CH

NG 2

LỦ thuy t đ tin c y

CH

NG 3

tin c y c a gi i pháp x lỦ n n đ t y u b ng b c th m k t
h p hút chơn không cho nhƠ máy x lỦ khí CƠ Mau

K T LU N VÀ KI N NGH

LU N

Hình 0.1: C u trúc Lu n v n


5

1. CH
Ch

NG 1: T NG QUAN V V N

NGHIÊN C U

ng này, tác gi trình bày t ng quan v v n đ nghiên c u. M c 1.1 là

t ng quan v n n đ t y u. M c 1.2 là các ph

M c 1.3 là t ng quan ph

ng pháp x lỦ n n đ t y u ph bi n.

ng pháp tính toán thi t k dùng trong x lỦ n n đ t y u

b ng b c th m k t h p hút chân không. M c 1.4 là m t s công c trong tính toán
thi t k ng u nhiên. M c 1.5 là k t lu n Ch

ng 1.

1.1. T ng quan v n n đ t y u
1.1.1. Khái ni m v đ t y u và các tính ch t c a đ t y u
Có nhi u quan ni m khác nhau v đ t y u, nhìn t góc đ xây d ng, n u s c
ch u t i c a n n đ t không đáp ng đ

c yêu c u c a t i tr ng, ph i x lỦ m i có

th thi công và v n hành công trình bình th

ng thì g i là đ t y u.

Theo tiêu chu n 22TCN 262-2000, [3] và tiêu chu n TCVN 9355-2013, [1]
đ t y u là đ t

tr ng thái t nhiên, đ

m c a đ t g n b ng ho c cao h n gi i h n

ch y, h s r ng l n (đ t sét: e≥1,5; đ t pha sét: e≥1), l c dính C theo thí nghi m

c t nhanh không thoát n

c nh h n 0,15 daN/cm2 (t

ng đ

ng kG/cm2), góc n i

ma sát <100, ho c l c dính t k t qu thí nghi m c t cánh hi n tr

ng Cu<0,35

daN/cm2, có s c ch ng m i xuyên theo k t qu xuyên t nh qc <0,1MPa, có ch s
xuyên tiêu chu n SPT là N 5.
Theo quan đi m xây d ng c a m t s n
tiêu chu n v s c kháng c t không thoát n

c, [7] đ t y u đ

c Suvà h s xuyên tiêu chu n N nh

sau:
-

t r t y u: Su ≤12,5 kPa ho c N ≤2;

-

t y u: Su ≤25 kPa ho c N ≤4.

Nhìn chung các lo i đ t y u th
-

ng có nh ng đ c đi m sau:

t sét có l n h u c ho c nhi u ho c ít;

- Hàm l

ng n

- Tính th m n

c cao và tr ng l
c r t nh ;

c xác đ nh theo

ng đ n v th tích nh ;


6

-C

ng đ ch ng c t nh và tính nén lún cao.

V i nh ng đ c tính nêu trên, n u không có các bi n pháp x lỦ phù h p thì
vi c xây d ng công trình trên đ t y u s r t khó kh n ho c không th đ m b o an
toàn công trình.

1.1.2. Các lo i đ t y u th

ng g p

Theo [6], m t s lo i đ t y u th
có c

ng g p nh :

t sét m m: G m các lo i đ t sét ho c pha sét,

tr ng thái bưo hòa n

c,

ng đ th p;
-

t bùn: Các lo i đ t t o thành trong môi tr

m n.
-

tr ng thái bưo hòa n

ng n

c, thành ph n h t r t

c, h s r ng r t l n, r t y u v m t ch u l c;

t than bùn: Là lo i đ t y u có ngu n g c h u c , đ

qu phân h y các ch t h u c có

c hình thành do k t

các đ m l y (hàm l

ng h u c t 20 -

80%);
- Cát ch y: G m các lo i cát m n, k t c u h t r i r c, có th b nén ch t ho c
pha loưng đáng k . Lo i đ t này khi ch u t i tr ng đ ng thì chuy n sang tr ng
thái ch y g i là cát ch y;
-

t bazan: Là lo i đ t y u có đ r ng l n, kh i l

n ng th m n

ng riêng khô bé, kh

c cao, d b lún s t.

1.1.3. Nh ng v n đ k thu t khi xây d ng công trình trên đ t y u
Chi phí x lỦ n n móng khi xây d ng công trình trên n n đ t y u th

ng

chi m m t t tr ng l n trong toàn b giá thành xây d ng công trình.
Bài toán c n đ t ra đ gi i quy t khi xây d ng công trình trên n n đ t y u là:
-

lún cu i cùng và chênh l ch lún:

lún cu i cùng có giá tr l n và kéo

dài, nh ng chênh l ch lún gi a các b ph n c a k t c u m i là v n đ quan tr ng.
Nhi u tr

ng h p do chênh l ch lún đư làm phá h y k t c u, gây n t, v …;

- n đ nh t ng th : Do c

ng đ đ t n n không đ kh n ng ch u t i d n đ n

phá ho i. Bài toán ph i gi i quy t là tính toán tính s c ch u t i c a móng, n đ nh


7

c a n n đ p, n đ nh c a mái d c, áp l c đ t lên t

ng ch n, s c ch u t i ngang c a

c c…;
- Bên c ch đó, s li u đ u vào ph c v thi t k x lỦ đ t y u là h t s c quan
tr ng, bao g m: ph

ng pháp kh o sát, ph

ng pháp thí nghi m và thi t b thí

nghi m, l a ch n thông s đ u vào ng v i các tr ng thái làm vi c, l a ch n mô
hình tính,...

1.2. Các ph

ng pháp x lý n n đ t y u ph bi n

* M c đích c a x lỦ n n:
- Làm t ng s c ch u t i c a n n đ t;
- C i thi n m t s tính ch t c lỦ c a n n đ t y u nh : Gi m h s r ng,
gi m tính nén lún, t ng đ ch t, t ng tr s mô đun bi n d ng, t ng c

ng đ ch ng

c t c a đ t...;
-

i v i công trình th y l i, vi c x lỦ n n đ t y u còn làm gi m tính th m

c a đ t, đ m b o n đ nh cho kh i đ t đ p.
B t k bi n pháp x lỦ nào n u làm t ng đ
đ t và làm t ng đ

ng đ liên k t gi a các h t

c đ ch t c a đ t n n thì đ u tho mưn đ

Hi n nay có r t nhi u ph
t i m t s ph

cc

ng pháp đ

c ba m c đích trên.

ng x lỦ n n đ t y u, tuy nhiên tác gi ch đ c p

c áp d ng ph bi n. Nhìn chung có th x p các ph

pháp x lỦ n n đ t y u vào m t s nhóm ph

ng

ng pháp sau (d a theo nguyên lỦ), [6]

1.2.1. Gi i pháp thay th n n
1.2.1.1. N i dung ph

ng pháp

t n d ng kh n ng các l p d
đ ty u

i c a đ t n n, ng

i ta th

phía trên giáp v i móng và thay th b ng đ t, đá có c

l n h n, d thi công và là v t li u đ a ph

ng đào b l p
ng đ ch ng c t

ng.

Các lo i v t li u thay th :
- V t li u thay th là cát: Thu n l i cho thi công b ng b m cát, th i gian c
k t rút ng n;


8

- V t li u thay th là đ t, đá: Ph
t h n n u t n d ng đ

ng pháp thay th b ng đ t đ t, đá s kinh

c v t li u đ a ph

ng.

Hình 1.1: Thay th n n b ng cát

1.2.1.2. Ph m vi áp d ng
- Ph

ng pháp thay th đ t th

đ t thay th n m trên m c n

ng đ

c s d ng cho nh ng tr

c ng m. Khi d

im cn

ng h p l p

c ng m ph i s d ng v t

li u r i ho c đá;
- Khi th i h n đ a công trình vào s d ng là r t ng n thì đây là m t gi i pháp
t t đ t ng nhanh quá trình c k t;
- Khi các đ c tr ng c h c c a đ t y u nh mà vi c c i thi n nó b ng cách c
k t s không có hi u qu đ đ t đ

c chi u cao thi t k c a n n đ p;

- B dày l p đ t y u t 3m tr xu ng (tr
đ t y u đ đáy n n đ
-

ng h p này th

ng đào toàn b

ng ti p xúc h n v i t ng đ t không y u);

t y u là than bùn ho c lo i sét, á sét d o m m, d o ch y. Tr

này, n u chi u dày đ t y u v

ng h p

t quá 4-5m thì có th đào m t ph n sao cho đ t y u

còn l i có b dày nhi u nh t ch b ng 1/2 ÷ 1/3 chi u cao đ p (k c ph n đ p chìm
trong đ t y u). Tr

ng h p đ t y u có b dày d

i 3 m và có c

ng đ quá th p đào

ra không k p đ p nh than bùn, bùn sét (đ s t B >1) ho c bùn cát m n thì có th áp
d ng gi i pháp b đá chìm đ n đáy l p đ t y u ho c b đá k t h p v i đ p quá t i
đ n n t lún đ n đáy l p đ t y u;
- T n d ng kh n ng phân cách c a v i đ a k thu t có th lót m t l p v i
vào h đào đ v a ng n ch n đ

c hi n t

ng lún chìm đ ng th i v i còn có tác

d ng phân b l i t i tr ng c a công trình phía trên xu ng.


9

1.2.2. Nhóm gi i pháp c h c
Nguyên t c c b n c a nhóm gi i pháp c h c là s d ng tác đ ng c h c
(t nh, đ ng) làm gi m h s r ng c a đ t n n. D a vào v trí c a đ t đ
l i chia ra các ph
d

ng pháp làm ch t đ t trên m t và các ph

i sâu. Sau đây tác gi ch nêu m t s ph

c làm ch t

ng pháp làm ch t đ t

ng pháp làm ch t đ t trên m t

1.2.2.1. Làm ch t đ t trên m t b ng đ m r i
a) N i dung ph

ng pháp

Dùng đ m là v t n ng r i làm ch t đ t, v t làm đ m th
tông c t thép ho c b ng gang, v i kh i l

ng làm b ng bê

ng t 2 đ n 4 t n, cho r i t đ cao 4 đ n

5 mét.

Hình 1.2: Làm ch t đ t trên m t b ng đ m r i

b) Ph m vi áp d ng
Ph

ng pháp đ

c s d ng r ng rưi khi xây d ng công trình trên n n đ p

m i. Chi u dày nén ch t c a đ t ph thu c vào đ
r i c a v t đ m c ng nh tính ch t c a đ t.
nhi u h t b i và đ t h t bùn.Thông th
phía trên và gi m đi

ng kính, kh i l

t hi u qu kinh t đ i v i cát có l n

ng, đ ch t c a đ t t ng lên

nh ng l p đ t phía d

ng và chi u cao

i.

nh ng l p đ t


10

1.2.2.2. Làm ch t đ t trên m t b ng ph
a) N i dung ph

ng pháp đ m l n

ng pháp

Dùng đ m l n, xe lu đ làm ch t đ t. Ph
khi làm đ

ng pháp này th

ng giao thông. Tu thu c vào tr ng l

ng đ

c s d ng

ng xe lu và s l n đ m mà chi u

sâu làm ch t đ t có th đ t (0,5÷0,6)m. Khi dùng đ m l n có m t nh n, do chi u dày
l pđ tđ

c đ m nh nên hi u su t đ m th

ng th p, ch t l

Hình 1.3: Làm ch t đ t trên m t b ng ph

ng đ m không đ u.

ng pháp đ m l n

b) Ph m vi áp d ng
Ph

ng pháp đ

m i, t n d ng đ

c s d ng r ng rưi khi xây d ng công trình trên n n đ p

c toàn b đ t n n thiên nhiên.

i v i các công trình đ p b ng đ t

có quy mô l n dùng đ m l n m t nh n là không hi u qu .

i v i các lo i đ t dính

d ng c c thì dùng đ m l n chân dê mang l i hi u qu cao h n, ch t l

ng đ m đ u

h n và t o ra m t nháp liên k t t t gi a các l p đ t đ m v i nhau. Hi n nay, ng

i

ta còn dùng đ m l n bánh h i đ đ m ch t c đ t dính và đ t r i. M c đ đ m ch t
ph thu c vào s l

t đ m, chi u dày l p đ t đ m, áp su t bánh xe, t i tr ng đ t

trên xe, t c đ di chuy n c a xe c ng nh
đ m ch t nh nhau

đ

m và c u t o c a đ t. Mu n đ t đ

c

m i n i thì yêu c u t i tr ng đ m ph i phân b đ u lên các

bánh xe, không ph thu c vào đ g gh c a m t đ t và s c ch u t i c a đ t t i các
v trí đ m.