Nghiên cứu phương pháp hút chân không kết hợp sử dụng bấc thấm xử lý nền đất yếu tại đường cao tốc long thành dầu giây và ứng dụng xử lý nền đất yếu các công trình tại thành phố

M CL C
PH N M

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

1. Tính c p thi t c a đ tài................................................................................................................1
2. M c đích c a đ tài .........................................................................................................................1
3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u .......................................................................... 2

4. K t qu d ki n đ t đ
CH

c .............................................................................................................3

NG 1: T NG QUAN V PH
KHÔNG VÀ C

S

NG PHÁP HÚT CHÂN
LÝ THUY T ........................................................ 4

1.1. Khái ni m quá trình c k t ..................................................................................................4
1.2. Khái ni m ph

ng pháp gia t i tr

1.2.1. Ti n trình gia t i tr
1.2.2.

c b ng hút chân không ........................... 4

c b ng chân không ................................................................. 5

ng d ng th c t c a ph

ng pháp c k t chân không trong các công

trình xây d ng hi n nay ......................................................................................................................... 8
1.3. Ph

ng pháp c k t chân không ................................................................................... 10

1.3.1. Nguyên lý làm vi c c a ph

ng pháp thi công có màng kín khí................. 10

1.3.2. Nguyên lý làm vi c c a ph

ng pháp thi công không có màng kín khí .. 11

1.3.3. N i dung ph

ng pháp c k t chân không ............................................................ 12

1.4. Nguyên lý làm vi c, ng d ng và ph

ng pháp thi công b c th m trong

quá trình x lý n n đ t y u......................................................................................... 15
1.4.1. Khái ni m ............................................................................................................................. 15
1.4.2.

ng d ng c a b c th m trong ph

1.4.3. Ph
1.5.

ng pháp gia t i tr

c............................... 17

ng pháp thi công b c th m ................................................................................. 19

ng d ng c a vi c s d ng b c th m trong ph

ng pháp gia t i tr

c

và hút chân không ........................................................................................................... 20
1.6. K t lu n Ch
CH

ng 1 ................................................................................................................ 21

NG 2: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN C

K T CHÂN KHÔNG ................. 22

2.1. N i dung c a phân tích bài toán CKCK ................................................................... 22
2.1.1.

nh h

ng v t ng quan và ki m toán bài toán CKCK................................. 22

2.1.2. Các ph

ng pháp nghiên c u x lý n n đ t y u b ng CKCK ...................... 22


2.1.2.1. Ph

ng pháp lý thuy t ............................................................................................. 22

2.1.2.2. Ph ng pháp ph n t h u h n .................................................................................. 24
2.1.2.3. Ph ng pháp th c nghi m ......................................................................................... 24
2.2. Các ph

ng pháp gi i bài toán CKCK ...................................................................... 24

2.2.1. M c đích c a CKCK ....................................................................................................... 24
2.2.2. Các tác nhân t o nên c k t th m .............................................................................. 25
2.2.3. Các bài toán c k t th m................................................................................................ 25
2.2.4. Các ph

ng pháp gi i bài toán c k t th m. ......................................................... 25

2.2.4.1. Ph

ng pháp c k t lún nén t

2.2.4.2. Ph

ng pháp c k t th m có c c th m (Barron - Terzaghi) ................... 27

2.2.4.2.1.

ng ...................................................... 25

c k t toàn ph n so v i đ c k t theo ph

2.2.4.2.2. Kho ng cách và đ
2.2.4.3. Ph

ng đ

ng đ ng và

.......... 27

ng kính c a c c th m ............................................. 30

ng pháp gi i cho bài toán c k t chân không ...................................... 32

2.3. Tính toán thi t k x lý n n b ng gia t i b m hút chân không .............................. 33

2.3.1. Tính toán thi t k các thông s k thu t ................................................................. 33

2.3.1.1. Chi u dày l p gia t i kín khí ................................................................................. 33
2.3.1.2. B c th m......................................................................................................................... 33
2.3.1.2.1. Chi u dài b c th m ............................................................................................. 34
2.3.1.2.2.

ng kính b c th m......................................................................................... 34

2.3.1.2.3. L u l

ng b c th m ........................................................................................ 35

2.3.1.2.4. Vùng nh h

ng và cách c m b c th m

................................................ 35

2.3.1.2.5. Máy b m, h th ng ng n i và đ ng h đo áp l c ............................... 37
2.3.2. Tính toán d báo lún........................................................................................................ 38
2.3.2.1. L a ch n các ph n m m tính toán ...................................................................... 38
2.3.2.2. D báo lún b ng ph

ng pháp Asaoka ............................................................ 39

2.3.2.3. Ph

ng pháp d báo truy n th ng ...................................................................... 41

2.3.2.4. Ph

ng pháp d đoán đ lún c k t cu i cùng v i gi thi t đ

cong lún là đ

ng

ng cong hypecbôn . ................................................................................................ 41


2.3.2.5. Ph

ng pháp d đoán đ lún c k t cu i cùng theo ba đi m có s li u

đo lún th c (ph

ng pháp ba đi m). .............................................................................................. 43

K T LU N CH
CH

NG 3:

NG 2 ........................................................................................................... 44

NG D NG PH

NG HÚT CHÂN KHÔNG....……………………45

3.1. Gi i thi u chung v công trình ....................................................................................... 45
3.1.1. Ph m vi d án ..................................................................................................................... 45

3.1.2. Các h ng m c chính c a công trình .......................................................................... 45
3.1.3. Quy mô – tiêu chu n k thu t chính c a d án ................................................... 46
3.2. i u ki n t nhiên .................................................................................................................. 47
3.2.1. V trí đ a lý, đi u ki n đ a hình, đ a m o ................................................................ 47
3.2.2.

a ch t công trình (báo cáo kh o sát đ a ch t đính kèm Ph l c 1) ......... 48

3.2.3. Khí t
3.3. Ph

ng, th y v n công trình, sông

..................................................................... 48

ng án m t c t ngang .................................................................................................. 51

3.4. Các tiêu chí thi t k
3.5. Yêu c u thi t k

............................................................................................................... 51

....................................................................................................................... 55

3.6. Tính toán n đ nh ................................................................................................................... 56
3.7. K t qu tính toán khi ch a x lý .................................................................................. 58
3.8. Ki m tra tính toán lún theo ph

ng pháp gi i tích ............................................ 61

3.9. Ki m tra tính toán n đ nh b ng ph n m m GEO-SLOPE/W .................... 70
3.9.1. L a ch n ph n m m tính toán ..................................................................................... 70
3.9.2. K t qu tính toán n đ nh b ng GEO- SLOPE/W .............................................. 71
3.10. Tính toán c k t chân không b ng ph n m m Plaxis 8.2 .............................. 74
3.10.1. Gi i thi u chung v ph n m m Plaxis 8.2........................................................... 74
3.10.2. M t s v n đ trong vi c ng d ng ph n m m Plaxis 8.2 đ tính toán
n nđ

ng đ p trên đ t y u ................................................................................................................ 75
3.10.2.1. Mô hình bài toán .................................................................................................... 75
3.10.2.2. Lo i ph n t

............................................................................................................ 75

3.10.2.3. Mô hình ti p xúc
3.10.2.4. L

.................................................................................................. 76

i (Mesh) ............................................................................................................ 77


3.10.2.5. Các mô hình n n đ t (Modeling Soil Behavior) ..................................... 77
3.10.3. Tính toán n n đ
c k t chân không theo ph

ng đ p trên đ t y u khi s d ng bi n pháp
ng pháp ph n t h u h n b ng ph n m m Plaxis ......... 80

3.10.3.1. Khai báo các y u t hình h c c a bài toán

3.10.3.1.1. S đ tính toán c a bài toán

............................................... 80

.................................................................... 80

3.10.3.1.2. Khai báo mô hình tính toán trong Plaxis ............................................. 82
3.10.3.1.3. Khai báo đi u ki n biên .............................................................................. 83
3.10.3.2. Xu t k t qu tính toán ......................................................................................... 87
3.10.3.3. Xét nh h

ng t kho ng cách c m c a b c th m ................................. 90

3.10.3.3.1. Khi kho ng cách gi a các b c th m thay đ i .................................... 90
3.10.3.3.2. T ng h p nh h
3.10.3.4. Xét nh h

ng c a kho ng cách c m b c th m .................. 93

ng chi u dài c m b c th m thay đ i 15m; 20 m; 25m

khi kho ng cách c m b c th m 1m không thay đ i ................................................................ 94
3.10.3.4.1. Khi chi u dài b c th m là 15m (Lbt = 15m)...................................... 94
3.10.3.4.2. Khi chi u dài b c th m là 20 m (Lbt =20m)...................................... 96
3.10.3.4.3. T ng h p nh h

ng c a chi u dài b c th m ................................... 98

3.11. K t lu n Ch

ng 3 .............................................................................................................. 98

K t lu n và ki n ngh

...................................................................................................................... 100

Tài li u tham kh o .................................................................................................................. 102 - 103
Ph l c.......................................................................................................................................... 104 - 106


M C L C HÌNH V ,
Hình 1.1. Bù lún trên đ

ng cao t c Trung L

TH

ng – Tp. H Chí Minh ...................... 2

Hình 1.2. Ph

ng pháp c k t chân không cách ly b ng v i ............................................ 6

Hình 1.3. Ph

ng pháp c k t chân b ng ng hút tr c ti p ............................................... 7

Hình 1.4. Ph

ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

ng đ n 4m ..................................... 7

Hình 1.5. Ph

ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

ng cao h n 4m ............................ 8

Hình 1.6. Sân bay Qu c t Ph

ông Th

ng H i ............................................................... 8

Hình 1.7. S đ nguyên lý ph

ng pháp MVC.................................................................... 11

Hình 1.8. S đ nguyên lý ph

ng pháp thi công không có màng kín khí .............. 12

Hình 1.9. Thi công b c th m đ ng t i đ
Hình 1.10. L p đ t các ng tiêu n

ng cao t c Long Thành – D u Giây .... 12

c d c và ngang .......................................................... 13

Hình 1.11. ào rãnh có ch a v abentonite đ làm kín mép biên ................................ 13
Hình 1.12.

un i

mép t m b t ph t i công trình: Khí đi n đ m Cà Mau....... 14

Hình 1.13. Hình nh BHCK t i nhà máy đi n Nh n Tr ch -

ng Nai ................... 15

Hình 1.14. Hình nh c a m t s b c th m.............................................................................. 16
Hình 1.15. Hình nh c m b c th m t i c ng Cái Mép - Bà R a - V ng Tàu ........... 20
Hình 2.1. L trình ng ng su t trong quá trình c k t chân không ........................... 23
Hình 2.2. Quan h U v – T v theoTerzaghi ................................................................................ 29
Hình 2.3. Bi u đ phân b đ c k t U z (Z/Hdr, Tv)......................................................... 29
Hình 2.4. Quan h U r (T r ) theo Barron. ................................................................................... 31
Hình 2.5.

th quan h F (n) ........................................................................................................ 31

Hình 2.6. Bi u đ quan h đ c k t U v và T v
Hình 2.7.

.................................................................... 33

ng kính chuy n đ i c a b c th m

................................................................ 35

Hình 2.8. Giá tr x p x c a vùng xáo tr n xung quanh lõi b c th m ......................... 36
Hình 2.9. Các hình th c b trí b c th m thông d ng trên th c t

................................ 36

Hình 2.10.

ng h đo áp l c khi đ

c ti n hành CKHCK ........................................... 38

Hình 2.11.

th mô hình tính lún c a đ

Hình 2.12.

th quan tr c lún và di n bi n tình hình gia t i đ p theo th i gian 42

Hình 2.13.

th đ xác đ nh các thông s α và β. ........................................................... 43

ng th ng Asaoka ....................................... 40


Hình 3.1. nh ch p s đ tuy n t v tinh ............................................................................ 45
Hình 3.2. M t c t ngang theo h s thi t k
Hình 3.3. Tâm và bán kính m t cung tr

.......................................................................... 51

t c a đ t n n.................................................... 57

Hình 3.4. L c kháng huy đ ng t v i đ a gia c

ng.......................................................... 58

Hình 3.5. K t qu tính toán n đ nh c a n n đ

ng khi ch a x lý ........................... 60

Hình 3.6.

ng cong bi u di n quan h gi a t i tr ng và đ lún n n đ t.............. 70

Hình 3.7. H s an toàn khi đ p n n cao nh t FS = 1,35. ................................................ 73
Hình 3.8. H s an toàn khi đ a công trình vào khai thác, FS=1,445 ........................ 73
Hình 3.9. V trí c a nút và đi m ng su t trong ph n t đ t .......................................... 76
Hình 3.10. S

th xác đ nh E 0 và E 50 .................................................................................. 78

Hình 3.11. Khai báo các tham s c a đ t theo mô hình Morh - Colomb trong
Plaxis ........................................................................................................................................ 80
Hình 3.12. M t c t ngang đi n hình x lý đ t y u b ng c k t chân không .................... 81
Hình 3.13. Mô hình tính toán c k t chân không trong Plaxis ...................................... 82
Hình 3.14. L

i ph n t h u h n khi x d ng bi n pháp c k t chân không ......... 85

Hình 3.15. Chuy n v c a l
Hình 3.16. Bi u đ h s

i ph n t

.................................................................................... 88

n đ nh dài h n ............................................................................... 88

Hình 3.17. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí ................................................................... 89
Hình 3.18. Bi u đ tiêu tán áp l c n

c l r ng .................................................................. 89

Hình 3.19. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ
Hình 3.20. Bi u đ áp l c n

ng – KCbt =1.5m.............. 91

c l r ng d – KCbt =1.5m ............................................. 91

Hình 3.21. Bi u đ h s an toàn – KCbt =1.5m ................................................................. 92
Hình 3.22. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ
Hình 3.23. Bi u đ áp l c n

ng – KCbt =2.0m.............. 92

c l r ng d – KCbt =2.0m ............................................. 93

Hình 3.24. Bi u đ h s an toàn – KCbt =2.0m ................................................................. 93
Hình 3.25. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ
Hình 3.26. Bi u đ áp l c n

ng – Lbt =15m ................... 95

c l r ng d – Lbt =15m. ................................................. 95

Hình 3.27. Bi u đ h s an toàn – Lbt = 15m ..................................................................... 96
Hình 3.28. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ

ng – Lbt =20m................... 96


Hình 3.29. Bi u đ áp l c n

c l r ng d – Lbt =20m .................................................. 97

Hình 3.30. Bi u đ h s an toàn – Lbt =20m ...................................................................... 97


M C L C B NG BI U VÀ

TH

B ng 3.1. Các ch tiêu c lý c a l p đ t .................................................................................. 53
B ng 3.2. Th ng kê các thông s đ a ch t c a n n đ t ..................................................... 54
B ng 3.3. Quy đ nh lún d cho n n đ

ng theo tiêu chu n Vi t Nam [4] ............... 55

B ng 3.4. Thông s ban đ u c a n n ch a x lý ................................................................. 58
B ng 3.5. B ng t ng h p s li u k t qu tính lún n n đ t khi ch a x lý ................ 59
B ng 3.6. B ng phân tích và l a ch n tr s m và Co c a l p đ t ............................... 60
B ng 3.7. K t qu tính chi ti t đ lún n n đ

ng khi đ p 1m ....................................... 62

B ng 3.8. T ng h p k t qu tính đ lún n n đ

ng khi đ p 1m

................................. 63

B ng 3.9. S li u ban đ u khi c k t chân không................................................................ 63
B ng 3.10. T ng h p k t qu tính đ lún c k t chân không n n đ

ng t i giai

đo n đ p 1m .......................................................................................................................... 64
B ng 3.11. T ng h p k t qu tính đ lún c k t chân không n n đ

ng t i giai

đo n đ p 1m .......................................................................................................................... 65
B ng 3.12. S li u ban đ u khi gia đ p thêm ........................................................................ 65
B ng 3.13. K t qu tính chi ti t đ lún n n đ
B ng 3.14. T ng h p k t qu tính đ lún n n đ

ng khi đ p 1,33m ........................ 66

ng khi đ p 1,33m.......................... 67

B ng 3.15. S li u ban đ u c a gia đo n 4 ............................................................................. 67
B ng 3.16. K t qu tính chi ti t đ lún n n đ
B ng 3.17. T ng h p k t qu tính đ lún n n đ

ng khi đ p 1,33m .............................. 68
ng khi đ p 1.33m........................... 69

B ng 3.18. K t qu d báo s c kháng c t theo th i gian ................................................. 72
B ng 3.19. Thông s đ u vào c a mô hình trong Plaxis .................................................. 83
B ng 3.20. Các giai đo n tính toán ........................................................................................... 86
B ng 3.21. T ng h p s li u tính toán khi c m b c th m là 1.0m ............................... 90
B ng 3.22. K t qu so sánh khi thay đ i kho ng cách c m b c th m ........................ 94
B ng 3.23. T ng h p nh h

ng c a chi u dài b c th m ................................................ 98

B ng 3.24. B ng so sánh k t qu gi a các ph

ng pháp tính ........................................ 98


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C TH Y L I

_____________________

NGUY N QU C AN
NGHIÊN C U PH

NG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG K T H P S
LÝ N N

TY UT I

LONG THÀNH – D U GIÂY VÀ

NG D NG X

D NG B C TH M X

CÁC CÔNG TRÌNH T I THÀNH PH

NG CAO T C
LÝ N N

TÂN AN – T NH LONG AN

LU N V N TH C S

TP. H

TY U

CHÍ MINH – 2014



B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C TH Y L I

_____________________

NGUY N QU C AN
NGHIÊN C U PH

NG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG K T H P S
LÝ N N

TY UT I

LONG THÀNH – D U GIÂY VÀ

NG D NG X

D NG B C TH M X

CÁC CÔNG TRÌNH T I THÀNH PH

Chuyên ngành:

NG CAO T C
LÝ N N

TY U

TÂN AN – T NH LONG AN

A K THU T XÂY D NG

Mã s : 60.58.0204

LU N V N TH C S

Ng

ih

ng d n khoa h c: PGS.TS TR NH MINH TH

TP. H

CHÍ MINH – 2014


L I CAM OAN
Tác gi cam đoan đây là công trình nghiên c u c a tác gi
đã vi t. Các s li u, k t qu , ph
là trung th c và ch a đ

ng pháp lu n nêu trong lu n v n

c ai công b trong b t k công trình nào

khác. Tác gi hoàn toàn ch u trách nhi m v tính xác th c và
nguyên b n c a lu n v n này.

Tác gi

Nguy n Qu c An


L IC M

N

Tác gi xin g i l i c m n sâu s c đ n quí th y cô đã giúp đ
Tác gi trong su t th i gian qua. Tác gi xin g i l i c m n chân
thành đ n PGS.TS.TR NH MINH TH

đã t n tình h

ng d n, chia

s và ch b o Tác gi trong su t quá trình làm lu n v n. Bên c nh đó,
cho Tác gi chân thành cám n quí Th y ph n bi n khoa h c đã đóng
góp ý ki n khoa h c đ lu n v n phong phú và th c ti n h n.
Tác gi xin chân thành c m n đ n Ban Giám hi u, khoa
Công trình, các th y và cô giáo t
Tr

ng

b

môn

a k

thu t c a

i h c Th y l i đã t o nh ng đi u ki n thu n l i, đóng

góp ý ki n quý báu cho tác gi trong quá trình nghiên c u.
M c dù Tác gi đã c g ng r t nhi u trong quá trình nghiên c u
và th c hi n vi t lu n v n, tuy nhiên do th i gian có h n, ki n th c
nh t đ nh nên lu n v n không th thi n r ng h n n a. Kính mong quí
th y cô, các b n đ ng nghi p h tr thêm ki n th c đ Tác gi đ

c

ch p n i trí tu nhi u h n và ti n b h n trong l nh v c nghiên c u
khoa h c xây d ng công trình.
Cu i cùng, Tác gi xin chân thành c m

n đ n gia đình,

b n bè, đ ng nghi p đã giúp đ , đ ng viên, ng h , chia s trong
quá trình tác gi hoàn thành lu n v n c a mình.
Long An, tháng 10 n m 2014
Tác gi

Nguy n Qu c An


DANH M C KÝ HI U VÀ CH

VI T T T

A: Di n tích x lý.
BHCK: B m hút chân không.
B: B r ng phân b ngang c a các xe.
c eq : H s c k t t

ng đ

ng.

CD: B c th m đ ng .

CKCK: C k t chân không.
CKHCK: C k t hút chân không.
Cc và Cs : Ch s nén và ch s n .
C ci : Ch s nén c a l p i.
C v : H s c k t theo ph

ng th ng đ ng.

C v tb: H s c k t trung bình theo ph
H c a vùng có ho t đ ng c k t d

ng th ng đ ng trong ph m vi b dày đ t y u

i t i tr ng đ p.

C r : H s c k t ngang (hay xuyên tâm).
d: Khoãng cách c m b c th m.
d e : Vùng nh h

ng c a b c th m.

d m:

ng kính t

ng đ

ng c a c c tim c m b c (mandrel).

ds:

ng kính vùng đ t b xáo đ ng xung quanh PVD.

dw:

ng kính c a c c th m.

e: B r ng l p đôi.
eo : H s r ng ban đ u c a l p đ t tính toán.
e 0i : H s r ng

'
.
gi a l p i có áp l c s voi

F c : h s bi n d ng b c.
F r : H s có xét đ n s c c n c a PVD.
F t : h s th i gian.
F s : H s có xét đ n nh h
G: Tr ng l

ng xe.

hi: Chi u dày l p đ t th i.

ng c a vùng xáo đ ng quanh PVD.


H d : L y b ng chi u dài c a b c th m.
Hi : Chi u dày l p đ t dính tính toán.

Hdr :

ng thoát n

c l n nh t.

k: H s an toàn.
k’: H s d tr .
k h : H s th m theo ph

ng ngang.

k s : H s th m trong vùng xáo đ ng.
k soil : H s th m c a đ t.
Kair: H s th m khí c a l p gia t i kín khí.
KCbt: Kho ng cách b c th m.
l bt : Chi u dài b c th m.
l: Chi u sâu c m b c th m.
l max : Chi u dài thoát n

c th m l n nh t c a b c th m.

L: Kho ng cách th c gi a các PVD.
n: S xe t i đa có th x p đ

c trên ph m vi b r ng n n đ

NC: Tr ng thái đ t c k t bình th

ng.

ng.

MVC: Menard Vacuum Consolidation có khi g i t t là ph

ng pháp.

OCR: Tr ng thái đ t ti n c k t.
m v : h s ph thu c s t ng ng su t hi u qu tr

c và sau quá trình c k t.

pva : Áp su t chân không trong đ t, có giá tr không đ i duy trì.

pvac: Áp su t chân không d

i l p gia t i kín khí.

P 1 : T i tr ng l p n n cát đ p san l p.
P 2 : T i tr ng k t c u áo sân, đ

ng.

P 3 : T i tr ng xe c áp d ng cho ph n di n tích n n đ

ng.

PVD: B c th m.
q: T i tr ng xe c phân b trên 1đ n v chi u dài đ
q req : L u l

ng yêu c u.

q w : Giá tr l u l
Q:

ng.

ng th m th c t .

ng kính ng đáp ng l u l

ng n

c ch y trong ng.


Qa: L u l

ng máy b m hút chân không.

S: S c kháng c t không thoát n

c ban đ u.

SDL: B c th m ngang SD.
S 0 : Là đ lún đo đ

c

th i đi m k t thúc đ p n n.

Sc:

lún c k t.

Sc:

lún cu i theo quan đi m Barron-Terzaghi .

Sc(p):
St:

lún cu i khi có t i tr ng b n thân là p.
lún t i th i đi m t.

S u : S c kháng c t không thoát n
Sr:

c.

lún d .

S s (I) là lún th c p c a l p I.
S oed : Lún s c p.
∆S c (I) :

lún c k t còn l i ng v i t i tr ng s d ng c a các l p đ t n n có x lý

PVD (l p I).

∆S u : S gia t ng s c kháng c t không thoát n

c.

t: Th i gian c k t.
t p : Th i gian x y ra lún c k t s c p.
T: C

ng đ kháng c t.

T h : Nhân t th i gian theo ph

ng ngang.

T r : Nhân t th i gian.
T tensile : C

ng đ kháng kéo khi đ t.

T v : Nhân t th i gian.
u: Áp l c n

c l r ng c a đ t t i đáy m nh tr

t.

µ: H s n hông.
u rv , u 0 , u r , u v : u rv , u 0 , u r , u v : T

ng ng là áp l c n

r ng ban đ u t i m i đi m, áp l c n
r ng theo ph

ng th ng đ ng t

c theo ph

ng ng.

U: M c đ c k t.
U 10 : Tính b ng 10% giá tr đ c k t tính toán.

c l r ng t ng, áp l c n

ng bán kính và áp l c n

cl

c


U h : M c đ c k t theo ph
U t : Áp l c n

ng ngang.

c l r ng t i th i đi m t.

U v : M c đ c k t theo ph

U (p) :
U (p+f) :

ng đ ng.

c k t th m.
c k t kh có kh i gia t i đ t lên công trình.

U rv :

c k t toàn ph n trung bình.

Ur :

c k t theo ph

ng ngang (xuyên tâm).

Uv :

c k t theo ph

ng đ ng trong ph m vi nh h

v: V n t c n

ng c a c c th m.

c ch y trong ng.

z i : Giá tr đ lún.
zi+ :

lún cách nhau m t kho ng th i gian t

ng đ i l n.

w: Di n tích ti t di n ng.
Z 100 : Giá tr đ lún cu i cùng theo ASAOKA.
W: Tr ng l

ng m nh tr

p:

Là kh i l

w:

Dung tr ng

t.

ng th tích c a v t li u áo đ

ng.

t.

: Góc đáy m nh tr

t v i ph

ng ngang.

ϕu : Góc n i không thoát n c ma sát.
zi: Góc nghiêng c a đ

ng th ng h i quy mô ph ng chính xác nh t.

σ zi , σ ipz , σ vzi : Áp l c do t i tr ng gây lún

hi u do tr ng l

l p i, áp l c ti n c k t

ng b n thân các l p đ t t nhiên n m trên l p i.

'
s voi
: Áp l c đ a t ng có hi u c a l p i.

s 'pi : Áp l c ti n c k t có hi u c a l p đ t th i.

D s w' : Áp l c ph thêm t i l p đ t th i.
∆ ’ v : S gia t ng t

ng ng c a ng su t h u hi u.

l p i, áp l c h u

1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Thành ph Tân An, t nh Long An thu c đ ng b ng sông C u Long ( BSCL) là
m t vùng có đ a ch t y u.
Vi c x lý n n đ t y u là v n đ b c thi t và quan tr ng hàng đ u trong ngành
xây d ng hi n đ i nói chung và

BSCL nói riêng. X lý n n đ t y u nh m m c

đích 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 lý 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 modun bi n
d ng, t ng c

ng đ ch ng c t c a đ t… đ m b o đi u ki n khai thác bình th

ng

cho công trình.
Hi n nay có r t nhi u ph

ng pháp đ gia c n n đ t y u nh : đ m cát, c c cát,

c c đ t tr n xim ng khô ho c

k t h p b c th m là m t ph
vi t c a ph

t … Tuy nhiên, b m hút chân không (BHCK) và

ng pháp hi n đ i trong gia c n n đ t sét y u, tính u

ng pháp này là hút n

c trong đ t làm cho đ t c k t nhanh ch trong

th i gian ng n. K t qu x lý s t o ra m t t ng đ a k thu t có s c ch u t i đ m b o
n đ nh cho các công trình xây d ng dân d ng, giao thông, công nghi p…
Vi c đ a ra m t bi n pháp x lý n n đ t y u tiên ti n và hi u qu là góp ph n
làm phong phú thêm các ph

ng pháp x lý n n móng trong công tác xây d ng

vùng đ a hình có đ a ch t y u t đó có c s đ l a ch n nh ng bi n pháp t i u đ
áp d ng cho các công trình.
Vì v y, đ tài “Nghiên c u và ng d ng ph

ng pháp b m hút chân không k t

h p s d ng b c th m x lý n n đ t y u trong quá trình xây d ng công trình t i
thành ph Long An” là c n thi t và c p bách c a đ a ph

ng Long An.

2. M c đích c a đ tài

Tìm hi u nguyên lý, trình t và ph m vi ng d ng công ngh c k t hút chân
không đ làm ch t đ t n n.


2

Nghiên c u các thí nghi m trong phòng đ xác đ nh các thông s k thu t BHCK
cho m t lo i đ t c th (m t đ , đ

ng kính, áp l c b m hút, th i gian c k t, đi u

ki n áp d ng...).
Qua các nghiên c u và các thí nghi m, m c đích là ng d ng ph

ng pháp

BHCK k t h p b c th m x lý n n đ t y u nh m:
y nhanh quá trình c k t c a đ t n n;

•

• Gi m đ lún và t ng n đ nh c a công trình.

Hình 1.1: Bù lún trên đ
3. Cách ti p c n và ph

ng cao t c Trung L

ng – Tp. H Chí Minh

ng pháp nghiên c u

Cách ti p c n
- T ng h p và k th a các k t qu nghiên c u đã có trên th gi i và
n

c v gi i pháp x lý n n đ t y u b ng ph
-H
Ph

ng áp d ng cho t ng đ i t
ng pháp nghiên c u

trong

ng pháp BHCK k t h p b c th m.

ng c th là x lý n n đ t y u t i đ a ph

ng.


3

- T ng h p m t s công trình xây d ng, đ a hình, đ a ch t công trình, s li u t
kh o sát ph c v cho vi c thi t k x lý n n b ng BHCK k t h p b c th m và l a
ch n các k t qu nghiên c u đã có.
- S d ng lý thuy t c k t đ tính toán theo lý thuy t, đ a ra các thông s : M t
đ ,đ

ng kính, áp l c b m hút, th i gian c k t...

- Ki m tra l i vi c tính toán và thí nghi m thông qua vi c so sánh k t qu tìm
đ

c c a ph

ng pháp l a ch n.

- T ng h p và ng d ng cho các công trình trong đ a bàn nghiên c u.
4. K t qu d ki n đ t đ

c

- ánh giá t ng quan hi n tr ng đ t y u
-

thành ph Long An.

ng d ng tính toán và thi công BHCK k t h p b c th m.

- Gi i quy t các y u t

nh h

ng t i các công trình n n đ t y u.


4

CH
T NG QUAN V PH

NG 1

NG PHÁP C
C

S

K T HÚT CHÂN KHÔNG VÀ

LÝ THUY T

1.1. Khái ni m quá trình c k t
C k t đ t là quá trình n n đ t lún xu ng theo th i gian và d n theo th i gian
n n đ t ch t l i. Có th coi quá trình c k t chia làm hai giai đo n chính là:
- C k t s c p: Quá trình n

c trong đ t thoát ra ngoài, l r ng trong đ t thu

h p l i, làm cho đ t d n ch t l i.
- C k t th c p: Quá trình n

c trong n n đ t đã thoát h t ra ngoài nh ng các

phân t đ t v n ti p t c d ch chuy n tr
1.2. Khái ni m ph
Gia t i tr

cđ

ng pháp gia t i tr

t lên nhau đ n v trí n đ nh h n.
c b ng hút chân không

c ti n hành ngoài hi n tr

ng b ng cách ch t kh i t i kéo dài

th i gian trên n n.
- Ti n trình gia t i tr
+ Ti n trình này đ

c b ng chân không:
c th c hi n thông qua vài hay nhi u l n làm áp l c b ng

chân không sao cho thích h p đ x lý n n, t đó h th p t l ch a n

c trong n n

đ t, nâng cao m t đ n n đ t, s c ch u t i c a n n đ t, gi m s s t lún sau khi thi
công và s s t lún sai khác

trong n n đ t y u.

+ Theo các chuyên gia k thu t trong l nh v c x lý n n đ t y u thì ph
pháp này s t o ra đ

ng

c m t áp l c kh ng ch s c t i c a n n m t đ t, t o đ dày

c n thi t theo yêu c u k thu t, kh ng ch đ

c đ lún và t o đ lún đ ng đ u cho

n n đ t.
ng d ng ph

-

ng pháp c k t hút chân không (vi t t t CKHCK) vào th c t

các công trình xây d ng hi n nay t i Vi t Nam:
+

Vi t Nam, ph

ng pháp x lý n n đ t y u b ng CKHCK l n đ u đ

c

áp d ng t i c m công trình khí đi n đ m Cà Mau vào n m 2002 b i m t nhà th u
Pháp và v i giá thành khá cao. Mãi đ n n m 2008, khi mà công ty đ u tiên c a Vi t
Nam là Công ty CP K thu t n n móng và công trình ng m FECON tr c ti p thi
công, đ a công ngh này vào d án nhà máy Nhi t đi n Nh n Tr ch 2 v i giá b ng

5

40% c a nhà th u Pháp thì bài toán giá thành cho ph
đ

ng pháp thi công này m i

c gi i quy t, phù h p v i đi u ki n kinh t Vi t Nam.
+ Sau khi thành công v i d án này thì nhi u d án tr ng đi m khác đã áp

d ng đ

c và tri n khai thành công nh : Nhà máy x s i t ng h p polyester

ình

V (H i Phòng), công trình Kho l nh LPG Th V i (Bà R a - V ng Tàu), nhà máy
Nhi t đi n Long Phú 1 (Sóc Tr ng), nhà máy Nhi t đi n Duyên H i 1 (Trà Vinh),
nhà máy Nhi t đi n Thái Bình 2, Khu liên h p thép Formosa Hà T nh và g n đây
nh t là d án đ

ng cao t c H Chí Minh Long Thành - D u Giây…

1.2.1. Ti n trình gia t i tr

c b ng chân không

gi m thi u b dày n n đ p s d ng trong h thoát n

c đ ng, c n ph i

áp d ng l c hút chân không tr c ti p đ n h th ng thoát n

c đ ng nh m t o ra

m t gradient th y l c l n h n đ t ng t c quá trình thoát n

c và c k t c a n n

đ t y u.L c hút chân không th c t t
n n đ t y u.Ph

ng t nh s tác d ng c a vi c gia t i trên

ng pháp này thông th

ng đ

c xem nh ph

ng pháp c k t

chân không.
Ph

ng pháp c k t chân không đ

niên v a qua và m t vài d án
có b dày khá sâu t
th

c gi i thi u trong khu v c trong th p

Vi t Nam đã áp d ng trong công tác x lý đ t y u

ng đ i thành công. Trong ph

ng, vi c gia t i t ng c p c n ki m soát đ

kháng c t do c k t, tuy nhiên trong ph

ng pháp b c th m PVD thông

n đ nh thông qua s gia t ng s c

ng pháp c k t chân không ng su t có

hi u t ng trong khi ng su t c t t ng r t ít, t o ra s t ng ng su t có hi u v i đ
đ nh t t h n. Thông th

ng, l c hút chân không đ t 6 t n/m2 hay 60 kPa có thêm

tác d ng lên vùng gi m áp có x lý b c th m đ
Hi u qu c a ph

c trình bày nh Hình 1.7.

ng pháp ph thu c r t l n vào vi c cách ly vùng chân

không trong khu v c gi m áp và s phân b chân không trong các đ

n

c thi t k sao cho có th ch u đ

ng thoát

c. Do đó, đ

ng thoát n

cđ

không; b t k đ

ng thoát n

c nào b h ng c ng kéo theo h u qu r t x u, nh s

phá ho i n n đ

n

ng hay đ c k t không đ t yêu c u.

c áp l c chân


6

M i công ty x lý n n s ch n ra h th ng chân không riêng cho mình t

ki u thoát n
thông th

c đ n các ki u k t n i vào h th ng chân không. Do đó, vi c thi công

ng đ

c ti n hành theo các h

ng d n c b n t ch đ u t .

Ngoài vi c tác d ng l c hút chân không, c n ph i gia t i trên vùng gi m áp
nh m gia t ng ng su t t ng trên n n đ t y u, k t qu s t ng t c quá trình c k t và
gi m th i gian c k t. Tuy nhiên c ng l u ý r ng, vi c gia t i c ng có gi i h n vì đ
n đ nh c a n n đ p c ng nh trong ph

ng pháp PVD gia t i tr

c. Do đó, đ gia

t i l n c n ph i đ p theo giai đo n hay đ t thêm b ph n áp nh m t ng đ

n đ nh

trong quá trình c k t nh trên Hình 1.2 -:- Hình 1.5. Do b dày n n đ p gi m (do
l c hút), b ph n áp (n u c n) có th nh h n, ng n h n so v i trong tr
d ng ph

ng pháp b c th m thông th

Hình 1.2: Ph

ng h p s

ng.

ng pháp c k t chân không cách ly b ng v i


7

Hình 1.3. Ph

ng pháp c k t chân b ng ng hút tr c ti p

M t c t tiêu bi u ph

Hình 1.4. Ph

ng pháp c k t chân không v i các b dày đ p khác nhau:

ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

ng đ n 4m


8

Hình 1.5. Ph
1.2.2.

ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

ng d ng th c t c a ph

ng cao h n 4m

ng pháp c k t chân không trong các công

trình xây d ng hi n nay
Công ngh này đã đ

c U ban Khoa h c Th

đ nh “đ t tiêu chu n tiên ti n qu c t ”, hi n đang đ
xây d ng c ng bi n, đ

ng b và đ

ng H i (Trung Qu c) giám
c áp d ng t i nhi u công trình

ng hàng không, đ

c nhi u qu c gia đón nh n

trong đó có Vi t Nam.
Nh t B n, ph

ng pháp này đ

c s

d ng th

ng xuyên trong xây

d ngcông trình t nh ng n m 1960 đ n 1980.

Hình 1.6. Sân bay Qu c t Ph

ông Th

ng H i