Nghiên cứu giải pháp chống cát chảy trong xây dựng công trình đường ô tô tại khu kinh tế Nghi Sơn tỉnh Thanh Hóa

CAC CONG TODA DUQC HOW

TQ

TRU ONCi DAI HIJC GIAO THONG VAN TAI

LENHUNAM

NGAC1I 14If

G DAN KHOA HQC

1: PGS.TS Tran Tuan Hi(p 2: GS.TS Bui Xuiiii Cay

NGHIEN CN GA PMCHONG CA’I' CRY
TRONG BY D1,11'1G CONG TRINH DEICING O TO
TJ KHU KINH TE NGHI SON TINH THANH HOA

Ph:in bie)n 1: GS.TS Vu Dinh Ph g
Ph:in bi(n 2: GS.TS PQ Cao Thiing
Ph:in bi(n 3: PGS.TSKH Nguyen Viin C(an

Chuyén nganh: xay ditng duong f tfi va deicing thanh pho Ma so: 62.58.02.05.01

Vao ..... gici ...... ngay

Co thé tin hiéu In n én tai.
2. Thu: vie:n tFvéing Dat hpc Gran thcing

MCf DAU

thong tuéing cii, tubing vay, cpc baret, coc dat-xi rn g,
bentonite...; Phun phut viia (Jet grounding); Bonn hut nuoc ID
kho ho mong.
Nhurig giai phap néu trén yéu cau cong nghe thi cfing phiic
tap,
ra nhiéu su co, tai
dau In thiét bi dat tién, thuérig chi ap d g thich hpp cho ho mong
n
bién, pha hoai khfin luéng cho
nén mong cfing trinh trong
v
qu:i trinh x:iy d fig va khai th:ic.
a
Vi(t Nam la ino? t qufic gia
co bet bien dat hon 3000 km,
h
co
i
r
viing chau thfi v:i duyén h:ii kéo
i
d i duqc trdm tich, bfii tu tao
h
th:inh vcri cac tiing ciit tich,
nucic rig in heat d(ong. Hoat
i
dong dia
a

hiic

i
i
h

phfi bién ci hau khap viirig
duyén hai trong ca nucic.
Vimg duyén hai Nghi Son,
Thanh Hoa co dién tich 18.611
ha, trai dai hon 10km bcr bién,
dang dupe dau tit xay d g cc
sci ha téng phuc vu cho khu
kinh té Nghi Son; trong do trpng
t§m lfi Loc hfia dau, Nhiei
di(n, Co khi ché tao..

m
i
n
h
h
q
a
c
é
t
c
h

a
y

S
o

Trong qu:i trinh x$y d g cc
scr ha téng ky thua(t cfia khu
kinh Ie Nghi Son, Thanh Hfia;
xoi nyém, cat chay da g3y khfing


it kho
khan
cho xay
d
g nén
mong
duéng
fi to
nhu khu
tiii dinh
en Xu n
Lém Nguyén
Binh,
duéng
513,...
da ap d
g nhiéu
bi(n

C:it chay
— xoi ng
in xay ra
pho bién
ci khhp
mpi not
trén the

chuc km
véti di n
tich fin,
chieu
situ han
ché
trong
pham vi
tu: fin
— 5 in
thi
nhiirig
gift
phép
trén
thiictng
khcing
thich h
vé quct
tern
kém, khi

do
"n
n hién
phu gia
chong
thtim,
tuy
nhién
d“ung
nhiing
v‹it lii:u
phu
Van
de %t
ra lit:
phiii

t
i
m
d
u
p
e
g
i
:
i
i
p

h
:
i
p
h
p
p
l
y
,
k
i
n
h
t
e
,
p
h
u

h
p
p
v
‹
5
i
n
i

i
n
g
l
t
t
e
t
h
i
é
t
b
i
t
r
o
n
g
n
u
c
r

c, ta(n dung vat lieu dia
phitong

trong dieu kién Vi t Nam;
trucic mat nh phuc vu thiét
thuc cho xay d g du rig fi to

thuoc khu kinh Ie Nghi Son
va viing duyen h i Thanh
Hoa?
Tu nhurig phén tich nhu
v:iy, IQ :in voi de“ Hi:
“Nghién city giai phcip chong
ecu chéy trong xciy du:rig cong
trinh ‹wing; ci t‹5 t‹ii khu kinh
té Nghi Son tinh Thanh Hoci ”
la nham giai quyét mo( t van

de khoa hpc, thuc tien cap thiét
trong su nghiép cfing nghiép
ho:u hi(n dai hoa cc s‹ ha tiing
giao thong viin tiii.
2. M;;c tiéa nghién chin
Két hpp ly thuyét va thuc
nghiém nhdm de xuat dvpc giai
ph:ip hpp ly vii su dung c:ic
vat leu phu gia chong cat chay
trong x3y d;;ng nén mong
cong trinh duping fi tfi khu
vpc Nghi son, Thanh Hfia.
3. Dot twpug vfi pham vi
nghién emu
Dcii tirpng nghién elm:
Nghien clit giai phap chong
c:it chfiy trong xay d g cong
trinh duping o tfi.
Pham vi nghién cthi: Khu kinh

té Nghi Son, tinh Thanh Hfia.

2. Y nghia khoa hoc va th;yc tien

a ddee Hi
nghién emu

Ng
hié
n
el
m
cii
a1


én

2


cat va hoat dong c:it chay vilng duyén h:ii Night Son.
Két qua nghién ciiu cfia lua)n in pop phén ID phong phti hon

“ Vén toe thém ciia n u:etc du:éi dcit ti lé vcti ccin béc in
ciia gradien thiiy lii:c ”.

cac gi;ii phap cfing ngh( chfing cat chay trong xay dung ne“ n
mong
“ to thich hpp cho viirig

kinh tc: Nghi Son va co the tham khao Up dung cho cac viing

1.3. Tong quan ve c:it chiiy trong xay djyng cling trinh viing

Nhiing gi:ii phap dupc 1ua)n an de xu3t trén cc st ting d g vat
liéu phu gia dia phuong ré tien co hi(u qua chong tham tot se co
y

duyén hai
1.3.1- Tfing quan vé c:it chay
C:it ch:iy la in(ot hien tupng ‹iia chfit cong trinh diroc biéu hi(n
bcii dong b
cat chay vao hfi mong duoi t:ie d g cfia :ip ltrc
thiiy dong. Két qu:i lam cho ho mong b) bién dang, c:ic cfing
nghia cao ve
trinh ci gan ho mong
thuc
se khong on dinh: bi
tié'nn
lun ho)ac niit.
mong, giup tiét ki in
Nircic ngani la loai
chi phi xfiy d;;ng, day
niiéic trpng lrrc ducii
nhanh tien do thi cong
dat trong tang chira
cfing trinh.
nucic thu nh3t ké tit
Chirong 1: TONG
trén xuong. Phia trén

QUAN VE VAN DE
ting
nuéic
ngém
NGHIEN CPSU
thuéirig khfing co 16p
c:ich nuoc che phu va
1.1. Kh:ii qu:it chung
nuc c trpng luong
ve c:it bién va

nirfrc rig in
1.1.1.Kh:i i
qn:it
chung vé c:it
bién
Cat bién la 1oai dat
co ngufin goc trdm
tich, diipc tao thénh tu
c:ie sén phém cua qua
trinh phii huy cac loai
dét da thénh taoy tit
trucic do; do két qua
tich tu va bién dfii
tiép theo ciia c:ic
triim
’c cc
hpc.
1.1.2.Heat dgng ciia
nirérc ngani

khong chiém tot bo
be day ciia dat dé
tham nufic, nén be
m)at ciia nufic ngani la
mot m)at t1io:ing tu do.
1.2. Co
sir
IIy
tthhuuyeett
ve
ddiiming
ttlhiffiimm
1.2.1. Tham trong dat
dirt da dupc gpi la
qu:i trinh tham. Tham
trong moi truéng dat
da phu thufic v:to kich
thircic ciic 1o rong,
khe ri "ut, hinh dang,
sit lién h( giiia chfing


viii nhau va dupe
da(c trung bet van
toe khii be.
1.2.2. DJnh In at
tham tuyén tinh,
(dJnh lu t Darcy)
=

.«.
"
'L.
F.
I
( £

1.2.3. D]nh lu Jt th
fim phi tuyen.

C:it chay la hi(n
tupng g;iy kho khan
trong qu:i trinh thi
cfing hfi mong, cfing
trinh ngiim, gay in:it
on dinh in:ii dfic,
khoi truqt tain mat
on dinh va gay bién
dang c:ic cfing trinh
lan can; tang khfii
lupng déo dat, tilng
thcii gian thi cfing
v:i tang chi p i giai
phap ky thuat (Hinh
1.9.)
1.3.2 Siy cc cong
trinh do c:it
chfiy trén the
giéri, Vi(t Nam
—

Cét chéy géy sat
lé, sit liin her méng
cc›ng trinh khi khai
dao
nhu:.‘ nhé cii:a, can
ccing, nén ‹ining,
—
Cat chay gciy
ra bién dang triipt,
trot, liin, tham chi
sup d‹5 ccing trinh
khi thi ccing, khai
tht:ie.
sa
mp
c

létn, gio lcic xoéy.
1.3.3. Nhfmg s;y cc
cling trinb I viing c:it
chay Nghi Son

1 Sq cc khi thi
cc›ng ccing frinh
dving vao nha may
giciy khu

“’ri dvéng dang

“ tron thi

2/ Céng trinh
du:ing Déng Tay 2,
KKT Nghi Son, sq
cé trong

thi cc›ng.

4


KKT Nghi Son trong in“ua mica, lii n0m 2013

huy n Tinh Gia — KKT
Nghi her Thung Cert vh hé Khe Tr u.
1.4. C:ie nghién emu trén the gi6i, trong niréic vé c:it chfiy va
gifii ph:i p chfing c:it chfiy
1.4.1. C:ie nghien emu ve c:it chay trén the giiii
C:it ch:iy la hi(n tupng dia chat r3t phrrc tap, phfi bien; vi vay
c:ie nha khoa hpc va x:iy d rig the giéi da nghie“n ctiu ve hién
tupng néy tit rat skin va trong théi gran d i; trong nhiéu the ky,
con nguéii phdi gian nan chfing chpi véii hién tiiong tu nhién
phfrc tap dfi. Ly thuyét thém trong dirt va cfc nghién erm dii mini
sang to cc ché hoat dpng cua c:it chay; tit do ngii i ta da nghién
ct c:ic giai ph:ip ky thuat dé chfing gifr ho mong, born hfit
nuc›c, co két dat, ngén chiin hoat do( ng c0a nuoc ngém..
1.4.2. C:ie nghién cfru ve c:it chfiy Nr Viet Nam
Ci Viét Nam, c:it chiiy cling da dirpc de“ cap den trong cac giao

- Ciic dé t:ii nghién ciiu giai ph:ip chong c:it ch:iy mcii chfi yéu

tap trung nghien cii:u khi chong tham cho cac cfing trinh Thiiy
lpi, dan dung; linh vpc ro( ng 1én nhu xay dimg duéng fi tfi,
chua dupc quan té chti y' nhieu ,
- Khi x:1y dimg nén mong cong trinh ’a khu c cé› c:it chay,
nhin chung ngiiéi ta thiiéng :ip d g c:ic nhom gi:ii phap cfing
nghe chinh:
1). Tri(t tiéu dong ngém (thdo khfi), ha thap MNN (giéng don
ho)ac da giéng...).
2). Chiin dong ngéim (tirérng vay, dong bring, jet grouting. . .)
3). H; i ché kha niing hoat dong ciia dong thém b rig c:ich t:ic
dong v:to c:i hat yéu to/ dieu ki(n g3y ra cat chay két hpp born hut
nu‹ c 1 kho ho mong.
Nhom giiii phap 1) va 2) doi hfii diiu tu thiét bi rat dat tien, thi

cong trinh co dién tich khfing léin, hfi mong va téng nucrc ngém

ph:ip chong cat ch:iy trong xay ding nen mong du rig
cach cho tham nhap cac vat li(u phu gia
trinh cc hoc d3t. Tuy
phuon nhu b(o t set,
nhién, cac t:ii 1i(u
g hodc xi mdng,
chi li‹:I ké, mang tinh
khu
betonnite.
d)nh
vrtc
phq c
nghién elm thig dung
tinh. Cac nghién clit

chong th de, %p
cu the vé giai phép
trong c:ic cfing trinh
chfing c:it chay chira
thuy lpi.
nhiéu,
chu
yeu


1.4.3. Nhfrng van dé
erm ton t9i vii
hirémg nghién céu

Nhfrug van dé
con ton t;ji

thuy tinh long...) van
ting cat chdy qua hao
chfing tham.
Bang thiic
nghi(m, 1ua)n :in
tap trung nghién
cthi hieu qu:i chong
tham cua c:ic vat
lieu phu gia khac
nhau, to hpp phoi
tron

i

a
h
p
p
l

c
a
c
t
y
I
e
h
é
m
l
u
p
n
g
k
h
ii
c
n
h
a
u
n

h
ti
m

y
n
h
a
t
.

6


1.5. M;;c tiéu cfia de tiii
Nghién erm lua chpn mot so loai v(at li(u phu gia ' co, ré
tién tren dia bén, khi thiim nhfip vao 16p c:it ch;iy Nghi Son; lém
h:jn ché ho(ac bit d:in cac lo rong giiia c:ie hat cat trong ting c:it
ch;iy, dong théi thay dfii thuoc tinh cfia dong nuoc ngani; lém
thay dot trang thai cfia cat chay v:i gi:ring va(n toe thém cua
niri c ngani trong t g eg:it ch:iy, nham han ché ho)ac ngiin cha)n
cét chay trong xay d g nc:n mong cfing trinh duéng o tfi cr Nghi
Son. Giiii ph:ip dupc de xuat do vay se dat hic:u qu:i cao cii ve
kinh té v:i ky thuat, gcip phiin lém bén vuiig va giém chi phi xay d
g cfing Huh.
1.6. Noi dung, ket qua nghién cfru mong phong va hi(n
tririmg
- Nghién cite cau tao dia chdt va chi tiéu cc ly cat bién va hoat
dong nuéc ngiim viing ven bién Nghi Son, Thanh Hoa;

- Nghién ciiu thiet ké, ché tao thiét bi do thdm phiic hpp
(CEPM) va th;rc ri hiém trorig phong x:ic d›iih vat lieu phu gi
a_ (VLPG) hpp l chfing ciit chay trong xay d g cong trinh ci
Nghi Son;
- Nghién c u thiét ké mo hinh, xay dijng h( thong thiét bi va
thiic nghi‹:in hen trirérig xac dinh VLPG chfing tham khu viic
Nghi Son, diinh gia két qua thitc nghiem trong phong va hi(n

2.1.2 Khan s:it dieu ki(n d;ia chat viing duyén hai Nghi Son
So lupng man khoan 4 LK x 15 in/LK = 60 in

Hinh 2. 1. Thiét bi khoan ver mciu thi nghic:in
Céu tao,phan ehia d]a tanp= k:he vge light Son
Tir ket qua khoan khao s:it, két qua thi nghiém mau tai phfing
thi nghi(m, vat cac tai 1i(u tham khao c:ic drr :in trong khu vuc;
cau truc dia chat, dia tang khu virc dong bang duyén h:ii Nghi Son
dupe the hien tar hinh 2. 4 .

- D:inh gi:i hi(u qu:i v:i ring d g ciic vat li(u phu gia chong cat
ch:iy trong xay d g duéng o to khu c Nghi Son.
1.7.Phwonq• phiip nghién emu
- Phuong phap thong ké. tong hpp.
- Phuong ph:ip thuc nghiem.
- Ph:in tich, 1
chtlrig.
Chirong 2: NGHIEN CN DCTV VA TH( C NGHIEM
FC
DJNH HE SO THAM CUA CAT CHAY NGHI SON

2.1. Nghién cfru dJa chat khu v; c Nghi Son, Thanh Hfia

2.1.1. Dieu ki(n t;y nhién khu v;yc Nghi Sun
Khu kinh té Nghi Son nam éi phia nam cfia tinh Thanh
Hfia, co di(n tich tir nhién giai dog 1 la 18.611 ha. 60% dién
tich la dong bang ven bie“n, chay déi trén 12km be bién.
7

Hinh 2.4. Hinh tru

khoan

2.3. X:ie dJnh cir che va ph:inn vi hoat dong cfia c:it chiiy Nghi
Son. Tu két qu:i khiio sét cho thay:
- Cat chfiy Nghi Son xay ra ci 1ép 2, 1ép co c:iu tao cat hat
nhfi, hat but, mau x:inn véng, x:inn den, xiim xanh co lan khoéng
».5% kho:ing set va huu cc, vfi ngao, vo so trang th:ii rem chiiy,
no nucic; do do 1ép dat nay la cat chay that.
8


- Chiéu day 1‹ip thay dfii tu 4. I in (HKI) den 8.Sin (HK4).
- Dp sau hoat dong cua cat chay tit -0,0m é HK4, dat d(o
séu
nhat den -8,95m ci HK1.
2.4. Nghién elm tbiét ke, che tao thiet bJ do tham phfrc hpp,
CEPM
Nghién cfru thém la m o( t v n de Mé MW, khi thay dfii
héng loat cac truéng hpp ve vat 1i(u php gia (VLPG), ty Ie, hém
lupng, véi théi gian thi nghiém kéo ii nhiéu gicr, nhiéu ngay,
thcrc sq la mc›t nhiem vp kho khiln gfip bp1. De gi:ii quyét vén
be nan gi:ii do, 1ua( n :in da nghién elm ché tao bo thi nghi(m

thém phuc hpp, CEPM véi nhiéu ong thi nghi(m, co khii niiug
thao lap linh hoat, tao dong thém on dinh, dupe lap dat trong
phong thi nghi(m; nhfi dfi cling luc co thé thi nghi(m tham cho
mot VLPG véi 6 loai hém luong (ty I() va h:inn luong niicic
khac nhau_

Hinh 2.9, 2. I I Hinh ehiéu bang va men c6t A-A ciia thiét bi CEPM

2.5. Thjyc nghi(in trong phfi ng x:ie dJnh h( so tham cfia c:it
ch iy Nghi Son

Hinh 2. 13. Ché bi méu cét thi right in

Dttng thiét bi CEPM de thi nghi(m he so tham ºo «na c:it Nghi
Son. Cat dupe lay tar vi tri daic trung trong téng cat chay
2
$
Nghi Son.
0tb '0,89.10

2.6. Nh(n xét, ket lu)n chiroiig
1. Cat bien Nghi Son hat nhfi, m)n, co chua cac hat bit (l6p 2 co
chfia den 80% hat <0,25mm) lan biin set, mica va sulfat, sulfit;
trang thiii chiiy, bao hoa nuoc. Ch]u lac dong cua MNN nong
(miia mua MNN nong hon miia kho) v:i hoat dO( 1lg ciia thiiy
triéu gay ra c:it chéy;
2. C:it ch:iy Nghi Son thuoc loai c:it chay that (chay do xiic
bie“ n), xay ra ci 1ép 2. Chieu d:iy lip tu 4. I in (HKI) dén
8,5m (HK4). Do sau hoat dong cua cat chay tit -0,0m (HK4) dat
dfi sau l‹5n nh:it - 5,95m (HKI).

3. Nghién cite thric nghiém ve théim la mot nhi(m vp phfrc tap, doi
hot nhieu théi gian. Nghién cfru h( s‹› thém cfia c:it chay khi
chin tac dong ciia céc VLPG chfing th:tin khiic nhau lai céng
phirc tap, khfi kh n. De khac phuc kho khiin dfi, luan :in da
nghién emu thiét ké che tao thiét bi do th:tin phfic hpp co the thi
nghi(m dong thcii nhiéu mau thi nghic:in kh:ic nhau, vcii nhiéu
loai VLPG chfing thém, thay doi ca vé chiing loai vat liéu, va
hém liipng ty Ie: phoi tron chung.
4. Ket qua thi nghi(m trong phong 1›ang thiét bi CEPM, xiic dinh

cat chay Nghi Son: kg = 0.89.10" mm/s.


Quan sat dong tham sau mau thi nghi(m, ta thay dong tham sau
mau thi nghi(m, co vén duc; c6c hat bui va hat cat theo dong
thiim chay ra do hien tupng c:it chay.
Ch wong 3: NGHIEN CN TH C NGHIEM TRONG PHONG
XAC DJNH VLPG HQP LY CHONG CAT CHAY

3.1. Yéu edu va nfii dung nghién elm thq:c nghi(rii
- X:ie dinh moi quan hé gifia kp(,) véii c:ic mau thuc nghi‹:in
(i)
khi thay dfii hém liipng, ti IQ pha trfin cfia c:ie thénh phén vat lieu
VLPG chong tham va mau c:it nguyén tr

g; Vft lieu phu gia nao

VLPG chong tham, chong ciit chay tot nhat ve m)at ky thuat.

- H:inn luprig nucic trong dung hpp [BS-N] hpp 1y nhat la 32%.

(cho két qua kg, nho nhat); dung hpp hpp ly la
[68%BS+32%N]. Sau 144h, he

BS kho, va giém 1561 ID so véii k o ctia c:it nguyen trg.
- Quan he giua kth l ×a khoi lupng BS trong dung hpp co

h( h

so tuong quan la: y - 3. 10“.x ' ""

(3. 1)

- Hém luorig BEN trong dung hop [BEN + 3 I %N] cang tiing

Moi quan he gifia k‹h2 •:i hém lupng BEN trong dung hpp
[BENN]
guan:
3.2. Nghién elm
dun
x:ie diih ham
e
firi.ng hpp ly cfia
xac
din
VLPG BS
h
the
o
hii
m

y4.10".x-


sau 144h

- Khi VLPG BS thém nhap vao cat chay thi hé
VLPG da k)p tham
s3u vao c:it, phat huy
I:ic dung v:i khi dfi
kth
gif dan Hi 0.

“ th'

12
“ th in dimg
1253 lan so vcii @
- Hém lupng
nuoc hpp IQ trong
dung hpp [XM-N] la
26%. Msg véi thrrc
nghi(m
cho thay
kin nhfi nhat. Dung
hop
[74%XM+2fi
%N] sau 144lt, cho
thfiy h
lan so véi
str dung mau XM

kho.
- H( so thiim kp
giém kh:i nhanh
khi

trong dung hpp
[74%XM+26%N] theo
hém
3.5. Nghien ciru x:ie
djnh hiim lirpug hqp 7
PG ABS-XM]

- Két q th1
ngh(m cho thay:
hfin hpp vat lieu
phu gia [BS-

“ tuong quan:


hc“inn h [52ºX»BS+20ºX« XM+28º N]

thénh phan hpp IQ it trong dung hpp cho kha nilng chong cat
Tyc la dung hpp [55’XoXM+I 7º BEN+28ºXoN] cho két qué hé
sé th in nhci nh I, hic:u quci ch ng th in I I nh t .
V6i dung h9p oén, két qu:i th;ic nghi(m sau 144h, he so
tham gi:inn 35 fin so véi sir d;tng man BS-XM khfi, va grim
=6357 lén so véi in:iu cat nguyén tr g km3.7. Nghien ctru xiic djmh hiim lir9ng hpp ly c:ie v§t li(u phu gia
trong hon hqp [BS-BEN]
- Két qu:i thi nghi(m cho thay: H:inn luprig nu‹5c hpp ly trong

dung hpp {[70%BS-30%BEN]+N}1:i 28% N;
- Nhir vay
le hém liipng hpp ly cua BS, BEN va nu6c nong
dung hpp vat li(u php gia la: [48%BS+21%BEN+31%»N];
dung

hpp [48%BS+21%BEN+31%N]; sau 144h thuc
nghiém, he

gi:inn -8 lan so v6i su d9ng mau BS-BEN
kho, va giém "3423 lan so v6i k m ctia c:it nguyén tr
g,
3.8. Nghién emit x:it d:inh hitm lupng hpp ly VLPG TTL
- Khi cho TTL v:to mau thi nghi(m, h( so thfim k+4 giém so
v6i h( so thiim cat ½ nhiéu km: 0.0089-0.000017=523 l;in.
- Lupng TTL c:ing 1‹5n,
céng giém.
h(
Lupng
nuéic thu duoc ciia quit trinh tham ban diiu hot duc; sau dfi
nong,
- Quan h( giiia kp7 va hém lu9ng TTL theo hiim

tham, chong cat ch:iy. De tiing tinh hiéu
qu:i chong tham ciia vat li(u phu gia, co they trfin lan cac loai vat

lieu php gia v6i nhau theo ty I( nh3t di.nh dong théi de tiing hi(u
qu:i thiim nhap, ta cho nuoc vao hon hpp I:j‹i tli6nh dung hpp
®iig ho vua.

•

C:ie v(at 1i(u phu gia la Bot set, (BS) Bentonite, (BEN),
Xi
(XM), Thiiy tinh long, (TTL) la cac vat li(u dia phuong,
co ngufin cung doi dao, gi:i th nh re. Cfc v:it 1i(u phu gia co the
ducrc st dvng o d:Eng fen e t hoéc hon hpp pha tron cac vat lieu
véi
1( hém liiong khiic nhau. Kfit quit nghién ci u thuc nghi(m dd
cho thay hi(u quit chéing tham (chf›ng c:it ch:iy) cao ciia c:ie
loai vat 1i(u php gia BS, BEN, XM va hon hpp cac vat li(u phq
gia BS- BEN, BS-XM, XM-BEN.

• Cac lo:u vat li(u phq gia BS, BEN, XM va hon hpp c:ie
vat li(u phu gia BS-BEN, BS-XM, XM-BEN, can thiét phai cho
vao nuoc vao hon hpp de tao dieu kien cho VLPG de“ déng thém
nhap vao ting cat ch:iy;
• Bling nghién cthi thuc nghi(m, ‹liI xac dinh dupc hém
liipng nircic hpp 1y trong céc dung hpp cac v(at 1i(u php gia de
cho
13


hi(u qu:i chong tham, (chong c6t chay) cao nhat.
• Chuong 3 da nghién ciiu thqc nghi(m 7 to hpp vat 1i(u
phu gia chong c:it ch:iy. Da x:ic dinh dupc 1( h:inn luprig hpp
1y

ciia c:ie v(at li(u th:inh p

ch:iy nho nhat) —

c:it ch:iy, (cac to hpp cho

14


Tti hpp c6c v§t li(u ph 9 gia hqply

H(so tham

Xép

hung

theo

14-4h, k„ , ,
mm/s

giiim h( sfi tha in

TT (Y6i tj I( hum lu9ng h9p ly' c3c theo TN sau hi(u quit lfi m
v(t li(u thiinh phan )

4
6

[69 % BEN + 3 I %N]
[55% XM + 17% B£N + 28ºZ£ N] '

[48% BS + 21%« BEN + 31% N]
[52% BS + 20%XM + 28% N]
(68% BS + 52% N]

0,85. 1 0
0, 16. 10“
0,28. 1 0"
0,30. 1 0 '
0,57. 1 0”

[74% XM + 26% N]

0,7 1.1 0”

[ 100%TTL]
CJt Nghi So thu@ ting cfit chiiy

0, 17. 10’“
0,89.I 0“-

(hi(u qu:i KT)

1

4
5
6
7

2m v:i c:ich nhau phuong dilrig va phirong ngang kho:ing 0,3m;

Chuoilg 4: NGHIEN CU4.I TH ¶ C NGHI ,EM Hl 5N TRU‘©NG XAC

SO ngém
THAM (chiéu
CUA CAT
CHOtrong
THAMqua
NHAP
VAO
TANG
!NH HQ
de theo dot mpc
niicic
caoKHI
ap luc)
trinh
thuc
nghi(m. H( thong thiét bi duoc xay dijng trén m a(t bdng khu vuc xa Xiiiin Lim, Nguyen Binh, Khu kinh
CAT CHAY CAC TO HQP VAT LIE U PH I,I G IA KHAC NHAU
4.3. X3y dlyng ho thiyc ngbi(m va tien hiinh th 'c nghi(m

chirong 3).
d:iy kho g 10-12cm big be tong cft thép, rrifc 250; duéi nén
Not dung thpc
d t tp nhién sau kho:ing 2,8m. Lap da(t cac ong th1 nghi(m chic:u dai fn, duéng kinh 10cm.
giéng thuc nghiém, lap d(at phu ki(n thi nghiém
phu gia vie te:rig cat chiiy throng
cat nguyén
g:

- Khong sff dpng VLPG - TN véii ciit chay nguyén tr g, @
- To hpp VLPG 1: [69 % BEN + 31%N]; xac d(nh k,
- To hpp VLPG 2: [55% XM 17% BEN 28% N]; XD k,h2
- To hpp VLPG 3: [52% BS + 20%XM + 28% N]; XD k,hJ
- To hpp VLPG 4: [68% BS + 32% N] ; x:ic dinh k z
+ Lap dat ong thi nghi(m, bo tri VLPG chong thém, xéc dinh luu
luprig niicic tham va h( so tham. tirong ting theo d(nh luat Darcy.

4.2. Thiét l(p mfi hinh th;yc nghi(m hi(n tririmg

d’
4

16


4.4.Ket quit thjyc nghi(m
4.4.1.Két qua x:ic d)nh h( sfi th$m cfia cat nguyén trang:

- He so tham cua cat tu nhiéu: k o - 0,95.10 ' mm/s
- Sai khac so véi két qua th1 nghi‹:in trong phfing: - + 6,7%.
- Lupng nucrc thu dupc sau qu:i trinh thém co van due, man
vang, do hien tuprig cac hat cat min, bui, to lfmg trong dong
th:inn sinh ra cat chay.
4.4.2. Két qua x:ie d(inh h( so tham cfia c:it chfiy kbi bJ
th$m
nhJp b6i tfi hpp vat li(u I: [6'9 % BEN + 3 I %N), k, ,

- Két qu:i kg gi:inn so vtii h( so tham c:it tp nhiéu - 5958 lan;
va sai so so véi két qu:i thi nghipm trong phong - + 14%.

- Lupng nuoc thu duoc sau qua trinh thém rat trong; khfing con
dau hi(u c:ie hat cat m)n, bpi to fling gay ra viin duc.
4.4.4. Ket quit x:ic d)nh he so tham cfia c:it chiiy khi bi thfim
nh§p bfri th hip VL 3, [52% BS + 20%XM + 28% N],
k,» O.O

4.4.5. Ket

x:ie d;in h h( sd tham cfia c:it khi b) tham nhJp

dau hi(u
gay ra van duc.
cac hat cat
min, bui In
4.4.3. Ket
qufi x:ie
dJnh h(
nhap bmi tfi hpp VL 2: [55%XM+I 7%BEN+28%N], k h2

tfifi i giiiri. li

Hinh 4. 11. Bién lhién ciia
k,j„• lheo ihéi gian


- Khi std d g
VLPG [55% XM +
17% BEN + 28% N]
th in
in

rot on d(nh;
lirpng nucc thu ducic
nén don v( théi gian
cua

q tinh tham gi in
u nhiéu lén so véi khi
a khfing su dung vat
) lipu
c
h
o
n
g
t
h
é
m
;

1
7

1462 1én, sai kh:ic
so véi thi nghi(m
trong phong +14%.
- Lupng niic›c thu
dupc sau qu:i trinh
tham
rat

trong;
khfing con diiu hl(u
c:ie hat c:it ruin, bpi
lo fling géy ra vén
duc, ch rig to cat
chay da bi ngimg.
4.5. Phfin tich hi(u
qufi kinh té khi sir
dung c:ie th hpp v(at
li(ii
phu gia chong c:it
chay kh:ie nhau
Trén cci séi
két qu:i
nghién edu,
lu(an tin da
x:ie dinh
dupe 6

18


VLPG phu hpp giai quyét bai toiin chong cat chay tai KKT
Nghi Son, bao gfirn:
- Vat liéu phu gia I : [69 % BEN 31%N]
- Vat lieu phu gia 2: [55% XM + 17% BEN + 28% N]
- Vat lieu phu gia 3: [48% BS + 21% BEN 3 I % N]
- Vat lieu phu gia 4: [52% BS + 20%XM + 28% N]
- Vat li(u php gia 5: [68% BS + 32% N]
- Vat lieu phu gia 6: [74% XM + 26% N]

Tuy nhién, VLPG [74% XM 26% N] cé› gi:i tuong dfii dat hon
so véi 5 loai c6n lai.
Qua ph n tich kinh te thay riing: vat li‹:u phu gia Bentonite, bfit
set v:i xi miing déu co hiéu quit kinh Ie tot. De ciuig dat t6i mot
he: so tham yéu ciiu thi vat lieu phu gia bentonite cho thiiy hi‹:u
qu:i 1:inh té cao nhfit, nhimg néu xét ve tinh de cung ting, gia
thiinh re, dé thi cong thi vat lieu bot set, xi méng co tinh c h
lranh rat cao.
Do diéu ki(n h ché, lua( n an chua thé nghien ctiu sau ve cfing
ngh( “H:to chfing tham”; trong tuorig lai, ciin tiép tuc nghién erm
thiic té hien tuning, v6i diéu ki(n dia chat thiiy viin cu the; khi dfi
tuy thupc két qu:i phan tich nhiéu yéu tfi in:i co the lita chpn
phiiong :in thich hpp trong so 7 1o¼ to hpp vat lieu da néu ci
chuong 3.

4.6. D)nh hir6ng cf›ng ngh(
trong xfiy d;yng cling trinh dirimg I:i t6 khu v;yc Nghi Son,
Thanh Hoa
4.6.I. Dac diem xiiy d;yiig nen miing dirfriig ii téi fr Nghi Son

Hirih 4. l4. Hinh anh cét chéy vho he› déo nén méng dué'ng é Ie› cr Nghi
Son

19


- Kh:ic véi cite cfing trinh diiri d g, mong du:kg o tfi
tliirérig trai dai h g chuc, tha( m chi héng triim kind; vi vay
khfing thé ap dung cite giai phap cong nghe phiic tap, dat tien
nhir tuéng vay, cpc chan, jet grouting..

- Mong duéng fi to thu rig co chiéu sau ché tu fin den 3
in, do vay giai phap xay d g hao chong dong tham bang
each cho vat lieu phu gia viio hao, duéi tip lcrc cua dong thdm,
viit liéu phu gia sC th in nhap vao ciit chiiy liim h ché khfi
nilng hoat dong ciia dong tham bdng cach tac do( ng véo ca
hat yéu to/ dieu kien gay ra cat ch:iy két hpp born hiit niicc 1 in
kho ho mong.
- Viing ven bién Nghi Son co dia hinh kha bang phang,
tiing
dieu ki(n bo tri cite h:to chong tham th lpi.
4.6.2. Gifii ph:ip d)nh hiréng chong c:it chiiy bllng Hao
cha(n
dimg ngani (Him chong tham)
- Khi xay d g nén mong cong trinh ci khu vpc co cat
chiiy,
1). Triét tiéu dong ngani (thiio khfi), ha thap mrrc nucic
ngani

cfing phtrc tap, thuérig dupe ép dung cho thi cfing c:ic ho mong
cong trinh co di(n tich khfing lén, ho mong va tang nu‹ c
ngani

(VLPG) lém thay doi thuoc tinh cc 1y cua c6t ngani vfi dong

20


h ché dupe ciit chiiy, tao dieu kien cho hfit khii nuoc va thi cong
mong th
lpi.

- Hi(n nay cfing ngh( hao chan dong ngani hau nhu chua
dupe
l
ve dinh huérig cfing ngh( héo chong c:it ch:iy, liim cc so
cho
c:ic phat trién nghien chin tiép tpc.
So do hao chong ciit chay khi x3y dijrig nén mong du rig fi
to o khu vpc Nghi Son dupc the hi(n é hinh 4.15
M$t dat TN

4.7. Nh§n xét, ket 1ua"n chwong 4
To hpp cac vat 1i(u phu gia chong tham hpp 1y co hi(u qu:i can
ch:iy) dii ducrc gift thi(u o chuong 3.
Qua phén tich kinh té th;iy réng: vat lieu phu gia Bentonite,
b(ot mdng den c‹i hi(u quit kinh Ie t t. Dé cfuig dat t‹ii
mot h( yeu cau thi vat li(u phu gia bentonite cho th:iy
hiéu qu:i
kinh té cao nhat, nhung néu xét ve tinh dé cung thig, gia thénh
re,
de thi cong thi vft li(u b(ot sét, xi
c tranh rat cao.

Lbp cét
ch

- Nghien ctiu tong quan ve c:it chiiy;bao gom ly thuyet tham,
do cat ch:iy gfiy ra trong
Hlnh 4.15. So dc› MCN hero VLPC1 chong cat ch‹:iy déi very’ ho mérig cong
trinh

quit trinh x3y ding khai thac cfing trinh: cac nghién cttu ly
thuyét va cac giai ph:ip thrrc té chong c:it chay trong nucic va
trén the gi6i..
quyét “ chong ciit chay trong Kay
d
e

d g nén rné›ng
duémg o to c khu
virc Nghi Son, mpt
trong nhfmg giai phap
thich hpp, kh:i d g
va tiét ki(m la ép d
g cong ngh( “hao

chong cét
ch:iy”. Dé
:ip d g
hieu
qua
cong ngh(
do
can
nghién ciru

gi:ii
quyét
hai viin
de:

nvicic ngani khu vuc
Nghi Son, Thanh
Hfia.
- Nghién ciiu ve
cat bién Nghi Son,
he
- Nghién c:ic to hpp
vat 1i(u php gia hpp
ly vé kinh Ie - ky
thuat de chong c:it
chay; van dé nay da
dupe NCS nghién
c6u va gioi thi(u ci
lua( n tin.
- Nghién elm giai
phiip xay d;;rig hao
ky thuat phu hpp
dieu
ki(n hien tarring.
Do dieu ki(n h:in che
ve théi gian, kinh
ph1...trong 1ua( n én
méi

chi de cap dén dinh
huérig cho nhiing
nghie“ n ctiu tiép tuc.
21

tang ngani " thém
co khii
ciia
ndng gay
c:it
ra c:it chay.
trong
CEPM; dimg bo thiét
b) CEPM de tien
hénh nghién ciru
khi
cho tham nhap vao
tang cat ch:iy cite
loai vat liéu p1:u gia
chfing cat c1i:iy
kh:ie nhau; khi thay
dot loai vat li(u,
hém luong le vat
lieu, him lu9ng nuoc
de xac d)nh to hpp
vat 1i(u hpp 1y phpc
vp chong c:it ch:iy.
— Nghién cfru
thirc nghi(m hien
truéng de d:inh
gia sai so, do
tin cay cfia thqc
nghi(m trong phong
big b6. thiét bi

CEPM.

2
2


- Dénh gi:i hi(u quit kinh Ie-ky thuat cfia ciic gi:ii ph:ip dupe de
xuat.
- Nghien ciiu dinh huéng gi:ii ph:ip trio cha)n dong rig in chong
cat chay trong xay d g duérig fi to.
2. Nhi1:n dén ‹I mci cu‹i Jiiozi tin.
- Lua)n :in diI phtin tich, tong hpp nhimg nhom gi:ii ph:ip
cong nghe: xii 1y hi(n tupng c:it ch:iy trong xiiy dijng cfing
trinh riot chung: Tri(t tiéu dong ngiim (dong thém); ct@i dong
ngém;
ché kh:i uting hoat d ng cfia dong ngém. Trén cc so phén tich iru
nhiri c diem ciia moi gi;ii ph:ip trong cac truéng hpp xay dqng cd
da)c diem khéc nhau, 1ua( n :in da kién nghi di siu nghién ciiu
giiii ph:ip thtt 3 1:i “Nghién erm gi:ii phap h:in ché hoat d ng ciia
dong
@o c:it ne"n
du rig, tiring chan... th
lpi.
- LQ :in da nghién ctiu thiét ké ché I bo th1nghiem do tham
phfrc hpp véi nhiéu ong thi nghi(m, co kha nding th:to lap tinh
hoat, dupc lap da)t trong phong thi nghi(m; M’a d‹› ciug luc
co thé
trirémg, x:ip xi 7%, tu“ do cho
by: thuc nghi(m trong phong bring bo thie’t bi CEPM cho két
quit co

trong dieu ki(n thuc te de kie“m chiing véi két qua thi nghi(m
- LQ én da de“ xuat gi:ii ph:ip di.nh h1iéng chong c:it ch:iy
bllng hiio cha)n dong ngani sit d g c:ic to hpp vat li(u phu
gia h9p ly chong c:it chiiy trong xay d g cong trinh duéng fi to;
I:inn cc s‹ cho nhiing nghién c6u tiép tpc va trién khai :ip
d9ng vao thirc Ie.
- Lua) n :in da phiin tlch hi(u qu:i kinh te c:ic gi:ii ph:ip to
hpp VLPG chong c:it ch:iy kh c nhau v:i khuyén nghi dinh
huiing tip dvng vao thqc Ie. Tuy thu c dieu ki(n cung cap, don
gia v?at tu, d’ia diem xay d;Jng, dieu kien dJa chiit thfiy vdn
tin khu vpc cfing trinh; can 1ua)n chfmg kinh té - ky th@I lqa

ch9n giai phiip hpp ly, khi do thfr tu uu tién lua chpn to hpp
VLPG co the thay doi.

3.

c:it

i dung

gop phan gi:ii quyét mot van dé khoa hpc — thuc tie“n co y
nghia dac bi(t cap thiét trong su nghi(p xay ding phiit trién @
tang giao
c n nghién
Dé
thi nghi(m tham cho
ph:it ctiu cong
nhiéu vat lieu php
nghe thi

trip
gia, hoéc mot vat 1i(u
e“n,
phu
trong
tuong
lai
cfing h:to chfing cat
chay trong xay dijiig
nhau trong ciing m9t
nén mong cfing trinh
dieu kien thi nghi(m
duéng fi to tar khu
ve d c diém cua c:it
vuc Nghi Son bao

g6m.
- Nghién ctiu thiét ké
ché tao bp cong t:ic
d:to h:in v:i tham
nhap c:ic to hpp vat
li(u phu gia hpp ly
chong cat chay.
- Nghién ciiu c:ie tham
so h9p ly cfia hao
chong cat ch:iy nhu:
chiéu sau, chiéu rong,
kho:ing each tit h:to Hi
th nh ho mong..
- Hu6ng dan cong

ngh( thi cong h:to
ct dong ngiim de
chong cat ch:iy trong
xay ding duéng o to.
Ke"t qu:i nghién
cttu cfia lu(ui :in se


tiing tinh hi(u quit
trong qué trinh xay
ding ph6t trien cc
so ha tang KKT
Nghi Son — KKT
trpng diem quoc
trong phfing khi sit
dijng b
thiét b1 CEPM; két
qu:i thuc nghi(m
hi(n tru rig cho thay
sai khiic gifia két
qu:i thi nghi(m
trong

23

gia; lém ccr st cho
nhiing nghién ctiu
tiép tqc trong linh
c lién quan va céi
the ap d g hi(u quit

cho nhting
, t:u
not cé dieu
nguy
ki(n dia ly
én,
tp nhiéu,
di.a chat
thuy li(u
tuong tp.

24