MO PHONG COC plaxxiss

ĐẠI HỌC BÁCH KHOA – ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
BỘ MÔN ĐỊA CƠ NỀN MÓNG

Đề tài

VACUUM
CONSOL
Click to add your text

Giảng viên hướng dẫn:
PGS. TS LÊ BÁ VINH
Học Viên:
Bùi Hoàng Dương 1770123

Ngày 11/15/2015


NỘI DUNG
1. Giới thiệu chung
2. Đặc điểm địa chất công trình
3. Thiết kế
4. Thi công
5.Kết quả quá trình xử lí
6.Kết luận
Tháng 03/2017

2


1. Giới thiệu công trình

Nghiên cứu này trình bày thiết kế, hoạt động và kết quả của một dự án cải thiện
đất bằng phương pháp hút chân không vào 480 000 m2 đất lấn biển tại cảng
Xingang, Tianjing, Trung Quốc.

Các nguyên tắc của chân không kết hợp gia tải trước của đất sét mềm được giới
thiệu bởi W. Kjellman của viện địa Thụy Điển trong đầu thập niên 1950
(Kjellman, 1952). Khi chân không được áp dụng cho một khối lượng đất, nó tạo ra
một áp lực nước lỗ rỗng âm. Khi ứng suất tổng không thay đổi, áp lực nước lỗ
rỗng âm làm tang ứng suất hữu hiệu gây ra sự cố kết trong nền.

Tháng 03/2017

3


1. Giới thiệu công trình

Tháng 03/2017

4


1. Giới thiệu công trình
Phương pháp hút chân không có đặc điểm như sau:
(i) Một áp lực chân không không 600 mm Hg (80 kPa) có thể được tao ra trong thực tế
khi sử dụng thiết bị hút chân không có sẵn, nó tương đương với một lớp đất đắp cao
4,5 m
(ii) biến dạng của đất là hướng nội do hút được tạo ra bởi chân không; thay vì "nở ra"
do đất phải chụi một tải trọng phụ trong quá trình, độ bền kéo vết nứt có thể phát
triển khu vực xử lí

(iii) có thể không cần để kiểm soát tốc độ của chân không áp dụng để ngăn chặn gấuing khả năng thất bại vì áp chân không dẫn đến sự gia tăng ngay lập tức của ứng suất
hữu hiệu của đất

Tháng 03/2017

5


1. Giới thiệu công trình
Xingang cảng, cảng chính xử lý thương mại quốc tế ở phía bắc Trung Quốc, nằm ở
Tianjing, thành phố lớn thứ ba ở Trung Quốc. Bến tàu Đông, tọa lạc ở phía đông của
cảng Xingang, là một hình thang hình cầu cảng

Tháng 03/2017

6


1. Giới thiệu công trình
Phần trung tâm của Bến tàu bằng thủy lực điền dài 1133 m và có tổng diện tích khoảng
480 000 m2. Các cấu trúc được xây dựng trên bến tàu phía Đông bao gồm bến cảng
nước sâu, kho hàng, đường và xếp mét. Đất nền gồm hơn 20m đất sét mềm, bao gồm
cả lớp bề mặt vừa được khai hoang rất mềm dày 4 m, đất sẽ được cải tiến trước khi xây
dựng các cấu trúc. Dự án được tài trợ bởi một khoản vay từ ngân hàng thế giới thông
qua một đấu thầu quốc tế với sư tham gia hơn 20 công ty trên thế giới. Cục điều hướng
kỹ thuật số 1 của Trung Quốc đề xuất sử dụng phương pháp hút chân không kết hợp
gia tải để cải thiện đất và đã được trao hợp đồng

Tháng 03/2017

7


2. Điều kiện địa chất công trình
Bảy hố khoạn trong khu vực như hình 2b đã được khoan để xác định hồ sơ địa
chất của các lớp đất bên dưới bề mặt.
Hồ sơ đất từ phía Tây về phía đông được xác định từ các giếng khoan được thể hiện
trong hình ,

Tháng 03/2017

8


2. Đặc điểm địa chất công trình
(1) giữa độ cao +5.7 và +1.5 m: đất đắp nạo vét từ lưu vực cảng và các kênh từ năm 1982 đến năm 1986.
Lớp sét này vẫn đang cố kết do trọng lượng bản thân. Không thể di chuyển trên nó vì sư nén lún cao và sức
chống cắt rất thấp của nó.
(2) giữa độ cao +1.5 và –2.0 m: bồi tích than bùn hữu cơ với các lớp sét bụi dày từ 1,0-1,5 m (giếng khoan
E (58 và 59)).
(3) giữa độ cao –2.0 và –6.0 m: đất sét hữu cơ mềm xen kẹp với các thấu kính mỏng của cát bụi. Độ thắm
thủy lực đã cao hơn trong một hướng nằm ngang. Sức chống cắt không thoát nước thấp hơn 15 kPa. Một lớp
đất sét bụi độ dày 4 m đã được xác định ở khu vực miền trung (giếng khoan E (50 và 51)).
(4) giữa độ cao –6.0 và –9.0 m: Lớp sét hữu cơ đồng nhất với độ ẩm lớn hơn 60%. Áp lực thấm đẳng hướng
ở cả hai hướng ngang và dọc. Thời gian cải tạo đất chựi ảnh hưởng lớn bởi sư thấm thủy lực thấp của lớp
này. Sức chống cắt không thoát nước của lớp đất là xấp xỉ 20 kPa.
(5) giữa độ cao –9.0 và –14.0 m: lớp sét đồng nhất với tính chất tương tự như lớp 4 nhưng hàm lượng sét ít
hơn và độ ẩm thấp hơn. Sức chống cắt không thoát nước của đất đã lên đến 29 kPa.
(6) dưới độ cao –14.0 m: các lớp đất bùn sét và bồi tích cát vơi sức chống cắt không thoát nước cao hơn 50
kPa.

Tháng 03/2017

9


2. Đặc điểm địa chất công trình
Chỉ số và các đặc tính kỹ thuật của đất đươc tổng hợp trong bảng 1. Độ ẩm cao hơn mức
giới hạn lỏng trong tất cả các lớp cùng sức chống cắt không thoát nước thấp và hệ số rỗng
lớn, mà điển hình là độ lún cao trên đất. Hệ số cố kết từ thí nghiệm nén cố kết cho kết quả
trong khoảng từ 0.6 đến 1.5 x 10-3 cm2/s, Cần một thời gian dài để cố kết đất. Dựa trên
thông tin từ nghiên cứu địa chất, đã quyết định rằng bơm hút chân không là cần thiết cho
lơp đất từ +5.7 đến –14.0 m.
 

Tháng 03/2017

10


3. Thiết kế
Phân khu xử lí

Khu vực các khu vực xử lú (phân khu) dao động từ 5.000 đến 30 000 m2

Tháng 03/2017

11

2. Thiết kế
Phân khu xử lí
Áp suất thiết kế của các cấu trúc được xây dựng khoảng giữa 50 và 87 kPa.
Sức chống cắt không thoát nước ở 10m trên cùng phải vượt qua 15kpa trong
khu vực xử lí, Độ lún dư phải nhỏ hơn 15-30cm do lún sơ cấp chưa kết thúc
Trong thời gian xử lí, tiến hành quan trắc nhiều vấn đề , bao gồm sự cố kết
của bề mặt và biến dạng thẳng đứng với chiều sâu, biến dạng hông, áp lực
lỗ rỗng và áp suất chân không,

Tháng 03/2017

12


3. Thiết kế
Bấc thấm(PVD) làm bằng nhựa bẳng với khả năng thoát nước 25 cm3/s đã chọn cho hệ
thống thoát nước dọc. Sâu cống, nhúng dao động giữa 16 và 20 m. Ở một số khu vực có
lớp sét mềm dày thì độ sâu cắm bấc thấn kéo dài đến 25 m. Khoảng cách giữa các bấc
thấm là 1.3 m sắp xếp trong một mô hình vuông.
Thời gian áp dụng gia tải, bao gồm hút chân không và phụ tải được thiết kế là không ít
hơn 120 ngày, với điều kiện là 80 kPa áp lực chân không đã được duy trì trong thời gian
xử lí.
Polyethylene màng lót được keyed vào neo chiến hào để cung cấp con dấu kín. Để đảm
bảo một con dấu thích hợp, rãnh neo phải đạt được các khoản tiền gửi đất sét hữu cơ
dưới - neath cành thảm, cắt giảm hill và cát được sử dụng cho bề mặt pretreatment. Lớp
lót đang thả neo tại rãnh bằng đất sét, mà sau đó được đầm thủ công.

Tháng 03/2017

13

4. Thi công
Xử lí trước
Bề mặt đất được xử lí trước bởi vì lớp đất đắp quá mềm không thể di chuyển trên nó. Việc xử
lí gồm ba bước:
1. Bố trí thủ công hay lớp màng
2. Bố trí 30cm lớp cát đồi bằng xe thủ công
3. Đắp 40cm cát trung
Sau khi xử lí, các máy móc nhẹ và nhân công đã có thể vào để thi công các bấc thấm

Tháng 03/2017

14


4. Thi công
Lắp đặt bấc thấm
Máy khoan trục khuỷu đã được sử dụng để lắp đặt 287 626 PVDs (tổng chiều dài 5 124
851 m) trong suốt 18 tháng.
Lắp đặt hệ thống thoát nước
Một hệ thống đường ống đục lỗ được nối với nhau để thu nước được đặt lên trên lớp cát
sau khi lắp đặt của PVDs. Các ống thép đục lỗ hoặc ống nhựa PVC, dài 76 mm đường
kính và chiều dài 6 m được bọc bằng vải lọc và đặt trong lớp cát. Khoảng cách giữa các
đường ống là 6 m.
Lắp đặt lớp màng geomembrane
Màng polyethylene được neo vào neo mương để tạo ra các màng kín khí. Để đảm bảo
một con dấu thích hợp,các neo rãnh phải đạt được sự lắng đọng đất sét hữu cơ dưới các
tấm thảm gạch, vết cắt đồi, và cát được sử dụng cho bề mặttiền xử lý. Các lớp lót được
neo trong rãnh sử dụng một đất sét sau đó được đầm bằng tay.

Tháng 03/2017

15


4. Thi công
Nạp chân không
Các máy bơm chân không được sử dụng trong dự án có công suất 7,5 MW và có khả năng
tạo áp lực chân không của 80 kPa trên diện tích 1000-1500 m2
Máy hút chân không bắt đầu vào tháng 1 năm 1988 và đã hoàn thành vào tháng 11 năm
1989.
Áp suất chân không được coi là đủ đạt công suất tối đa khi 600 mmHg (80 kPa) được
tạo ra bên dưới màng nhờ đồng hồ đo áp suất trên hệ thống bơm
Dựa trên kinh nghiệm quá khứ, xử lí được coi là kết thúc khi độ lún nhỏ hơn 1 mm /
ngày trong khoảng thời gian 10 ngày
Thời gian xử lý trung bình là 135 ngày ở các đơn vị I và II, nơi phương pháp chân không
được sử dụng mà không có phụ tải, và 175 ngày tại các đơn vị III-VI nơi mà các phương
pháp chân không đã được sử dụng với sự trợ giúp phụ tải 1 m Ở một số phân khu, việc
điều trị là kéo dài đến 247 ngày.
Nạp lại
Một lớp đất đắp (cát vừa và đồi) là đặt sau khi xử lý để nâng bề mặt lên đến +5,4 m.

Tháng 03/2017

16


5. Kết quả quá trình xử lý
Độ lún

Độ lún bề mặt ở mỗi phân khu được đo bằng các cột quan trắc lún được lắp đặt
khoảng 3 m từ các rãnh neo. Việc lún bao gồm cả vật liệu đắp trước (đứt gãy đồi 0.3
m và cát trung bình 0.4 m) sau Lắp đặt PVD dao động từ 0,6 đến 1,2 m trong giai
đoạn tiền xử lý.

Nói chung, độ lún bề mặt khá đồng đều, với các giá trị lớn hơn dọc theo biên của
bến tàu và giá trị thấp hơn ở khu vực trung tâm
Tháng 03/2017

17


5. Kết quả quá trình xử lý
Quan hệ giữa độ lún với thời gian trong giai đoạn áp dụng chân không được đo trong
phân khu 44 . Xử lí chân không và gia tải đạt 1,4m sau khoảng 250 ngày.

Tháng 03/2017

18


5. Kết quả quá trình xử lý
Sự lún trong quá trình hút chân không được trình bày trong bản đồ đường đồng mức,
như thể hiện trong hình 7. Trong đơn vị I và II, nơi áp suất nạp trước là 80 kPa, thu
được bằng phương pháp chân không, độ lún trong khoảng 1.0-1.2 m. Ở các bộ phận
khác, nơi áp suất nạp là 97 kPa, được áp dụng bởi chân không phương pháp và phụ
tải cao 1 m, độ lún là khoảng từ 1,1 đến 1,4 m. độ lún tại bốn khu vực kiểm soát (S1, S- 2, S-3, và S-4) trong các đơn vị IV và V không dẫn đến bất kỳ sự khác biệt so
với các khu vực khác chịu tải trước chân không, cho thấy nạp chân không và phụ tải
đã tạo ra tương tự hiệu ứng hợp nhất.

Tháng 03/2017

19


5. Kết quả quá trình xử lý
Độ lún cuối cùng của đất dao động từ 1,6 đến 2,3 m và bao gồm áp lưc gây ra bởi quá trình
tiền xử lý và bằng cách xử lý nạp chân không, như được vẽ trong Hình 8. Nhìn chung, độ
lún lớn hơn đã được quan sát thấy trong các đơn vị III-VI, mà đã phải chịu áp lực cao hơn
tải (97 kPa), hơn ở các đơn vị I và II, mà đã phải chịu áp suất chân không 80 kPa.

Tháng 03/2017

20


5. Kết quả quá trình xử lý
Dịch chuyển bên
Máy hút chân không đã tạo ra khoảng cách chuyển vị
bên trong đến 300 mm về phía khu vực xử lý, ngược
lại với gia tải trước gây ra một hướng bên ngoài sự
dịch chuyển lên đến 470 mm

Tháng 03/2017

21


5. Kết quả quá trình xử lý
Độ ẩm và hệ số rỗng

Sự giảm độ ẩm trong đất và hệ số rỗng sau khi xử lý được thể hiện rõ ràng. Sự suy
giảm trung bình của lượng nước trong đất ở độ sâu điều tra là 17,3, 16,3 và 22,5% ở
các phân khu 12, 13, 44 và S-2 tương ứng với độ lệch chuẩn khá lớn (lên tới 17%) do
sự phức tạp của điều kiện đất đai. Hệ số rông giảm là 16,2, 14,9 và 19,9% ở các phân
khu 12-13, 44 và S-2 tương ứng, phù hợp với việc giảm lượng nước trong lòng đất

Tháng 03/2017

22


5. Kết quả quá trình xử lý
Sức chống cắt của đất
Sức chống cắt của đất sau khi xử lý đươc xác đinh thông quá thí nghiêm nén ba truc
UU, các thí nghiệm cắt cánh hiện trường và thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT), như thể
hiện trong hình. 10c-10e, 11c-11e, và 12c-12e.
Trong các phân khu 12 và 13, sức chống cắt không thoát nước thu được TN UU và
TN cắt cánh hiên trường đạt kết quả tốt , cho thấy mức tăng từ 1700% đầu đến -3040% ở dưới cùng của vùng điều trị. Các tiêu chí thiết kế được liệt kê trong Bảng 2
được thực hiện trên toàn bộ độ sâu xử lí. Kết quả của CPT thứ nhất, như thể hiện
trong Hình 10e cho thấy sự gia tăng đáng kể của kháng côn trùng ở độ cao -12 m trở
lên, trong khi không có sự cải thiện nào được ghi nhân dưới độ cao -13 m, có vẻ
như phù hợp với số liệu về độ ẩm và hệ số rỗng.

Tháng 03/2017

23


5. Kết quả quá trình xử lý
Trong phân khu 44, sự tương đuong các kết quả của các TN UU và TN cắt cánh. Sức

chống cắt theo thí nghiệm cắt cánh sau khi xử lý dao động từ 27 đến 51 kPa, so với các
giá trị ban đầu dao động từ 4 đến 37 kPa. Các tiêu chí thiết kế được liệt kê trong Bảng 2
đầy đủ đạt được. Sự gia tang sức chống cắt dao động từ 33% ở đáy (độ cao -13 m) đến
2327% ở bề mặt (độ cao +5,5m). Sức chống cắt tăng đáng kể đã được quan sát trên toàn
bộ chiều sâu xử lí. Kết quả của các TN CPT phù hợp với sự giảm trong độ ẩm , hệ số
rông và sự gia tăng sức chống cắt không thoát nước trong đất, như thể hiện trong hình
11e.
Thử nghiệm kiểm soát trên phân khu S-2 tạo ra kết quả gần giống với những kết quả thu
được từ chân không cộng thêm việc xử lý phụ thu tại phân khu 44 thông quá sức chống
cắt, như thể hiện trong hình. 12c-12e. Vì vậy, nó được xác nhận là thiết kế áp suất tải của
97 kPa đã được thực hiện thông qua việc kết hợp áp dụng chân không và phụ tải 1 m.

Tháng 03/2017

24


5. Kết quả quá trình xử lý
Sự tiêu thụ năng lượng
Một phân tích sơ bộ về điện năng tiêu thụ được trình bày trong Bảng 3, dựa trên thực tế
là diện tích phủ sóng trung bình của một máy bơm chân không duy nhất có công suất
7,5 MW là 1000 m2. Sử dụng phương pháp điều trị trung bình được báo cáo thời gian,
điện năng tiêu thụ trên một mét vuông đất được ước tính là 24,3 MW · h / m2 tại các
đơn vị I và II và 31,5 MW · h / m2 tại các đơn vị III-V

Tháng 03/2017

25