Ứng dụng trụ đất xi măng để xử lý đất yếu dưới nền đường dẫn vào cầu nhằm giảm lún lệch với mố trụ cầu

TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN
ĐƯỜNG DẪN VÀO CẦU NHẰM GIẢM LÚN LỆCH VỚI MỐ TRỤ CẦU
THE USE OF SOIL-CEMENT ABUTMENT PILES TO MITIGATE THE
DIFFERENTIAL SETTLEMENT BETWEEN THE LEADING TRACK AND
BRIDGE DECK
PGS. TS. Võ Phán, KS. Nguyễn Thị Tú Un
Trường Đại học Bách Khoa –TP.HCM
TĨM TẮT
Việc lựa chọn giải pháp nào để gia cố nền đường cũng như hạn chế sự lún lệch
giữa hai nền đường là hết sức quan trọng trong cơng tác thiết kế, giải pháp trụ đất
xi măng được áp dụng gia cố nền đường trên nền đất yếu ở khu vực Đồng bằng
sơng Cửu Long đã đạt được hiệu quả cao. Đề tài sử dụng phần mềm Plaxis 2D
version 8.5 để mơ phỏng và tính tốn. Kết quả ước lượng độ lún theo phương
pháp giải và theo phương pháp phần tử hữu hạn cho giá trị gần bằng nhau và độ
chênh lệch lún giữa đường dẫn và mố cầu khi sử dụng hai phương pháp này là
khơng đáng kể, có thể ứng dụng thực tế để xử lý các cơng trình tương tự trong
khu vực thành phố Cần Thơ.

ABSTRACT
The choice of the solutions to improve road embankment as well as limited
settlement deviation between two road embankments is very important in the
design, The solutions of soil-cement abutment are applied to improve road
embankment on soft ground in the Mekong Delta has got highly effective. This
topic used Plaxis 2D version 8.5 software to simulate and calculate. The results
showed that the use of soil-cement abutments piles in mitigating track degradation
was markedly viable since the differential settlement between the track and bridge
deck was comparatively insignificant. The present findings of the study have also
made a meaningful contribution to the approach of similar issues of infrastructure
constructions within the region and other areas.

1. ĐẶT VẤN ĐỀ
Lún lệch là hiện tượng khá phổ biến trong các cơng trình xây dựng dân dụng và
cơng nghiệp; cơng trình giao thơng; cơng trình thủy lợi; Cơng trình hạ tầng kỹ thuật,..
Nó làm hư hỏng cơng trình, gây thiệt hại về tài sản, thậm chí còn có khi ảnh hưởng đến
tính mạng con người. Trong đó, hiện tượng lún lệch đường dẫn vào cầu và mố cầu khá
được quan tâm. Có nhiều cơng trình vừa bàn giao đưa vào sử dụng thì đã xảy ra hiện
tượng lún lệch. Hiện tượng trên gây ảnh hưởng đến vấn đề an tồn cho người lái xe khi
đi qua vị trí tiếp giáp giữa đường dẫn vào cầu và mố cầu.
Có rất nhiều tác giả trong và ngồi nước đã nghiên cứu về vấn đề này, đã đưa ra
nhiều giải pháp để khắc phục hiện tượng lún khơng đều giữa mố cầu và đường dẫn vào
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

443


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

cầu. Tuy nhiên trong thực tế hiện tượng trên vẫn chưa được giải quyết một cách triệt để.
Vì vậy, với mục đích đề ra phương pháp xử lý vấn đề lún lệch giữa đường dẫn vào cầu
và mố cầu. Việc “Ứng dụng trụ đất xi măng để xử lý đất yếu dưới nền đường dẫn vào
cầu nhằm giảm lún lệch với mố trụ cầu” để xử lý lún lệch đường dẫn vào cầu là hết sức
cấp thiết và có ý nghĩa thực tiễn.
2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết: Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến độ lún lệch của nền
đường dẫn đã được gia cố bằng trụ đất xi măng đó đưa ra được các lựa chọn thích hợp
để thiết kế và ước lượng độ lún của nền đường dẫn.
Nghiên cứu thực nghiệm: Chế bị mẫu thử và thử nghiệm tìm ra kết quả tối ưu
hàm lượng đất – xi măng theo độ ẩm và thời gian. Phân tích và đánh giá kết quả thử
nghiệm đồng thời ứng dụng kết quả vào tính tốn sức chịu tải của trụ đất xi măng và độ

lún nền đường dẫn thực tế ở địa phương.
Nghiên cứu mơ phỏng: Ứng dụng phần mềm Plaxis để mơ phỏng tính tốn cơng
trình cụ thể.
2.1. Cơ sở lý thuyết tính tốn trụ đất xi măng
Nhìn chung, các quy trình tính tốn độ lún của Trung Quốc, Châu Âu, AIT, Việt
Nam đều phân độ lún của nền thành 2 phần: độ lún cục bộ của khối được gia cố (Δh1)
và độ lún của đất khơng ổn định nằm dưới khối gia cố (Δh2). Có 2 trường hợp xảy ra:
Trường hợp A: tải trọng tác dụng tương đối nhỏ và trụ chưa bị rão.
Trường hợp B: tải trọng tương đối cao và tải trọng dọc trục tương ứng với giới
hạn rão của trụ.
* Trường hợp A
Độ lún cục bộ phần trụ đất xi măng Δh1 được xác định theo giả thiết độ tăng ứng
suất q khơng đổi suốt chiều cao khối và tải trọng trong khối khơng giảm:

Δh1 = ∑

Δh.q
a.Ecol + (1 − a ) Esoil

(1)

Độ lún của lớp đất yếu bên dưới đáy khối gia cố được tính tốn theo phương
pháp cộng lớp phân tố với cơng thức sau: (trường hợp tổng qt)
Δh2 =

n

∑
i =1

'
'
⎛ i
σ'
hi
⎜ C r lg p + C ci lg σ vo + Δ σ v
(1 + e oi ) ⎜⎝
σ vo'
σ 'p

⎞
⎟
⎟
⎠

(2)

Trong đó:
hi - bề dày lớp đất tính lún thứ i.
eoi - hệ số rỗng của lớp đất I ở trạng thái tự nhiên ban đầu.
Cri - chỉ số nén lún hồi phục ứng với q trình dỡ tải.
444

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Cci - chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún.
σ’vo - ứng suất nén thẳng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất tự nhiên nằm

trên lớp i.
Δσ’v - gia tăng ứng suất thẳng đứng.
σ’p - ứng suất tiền cố kết.
Tỷ số giảm lún β là tỷ số giữa độ lún tổng cộng ở dưới đáy khối đã được gia cố
với độ lún khi khơng có trụ đất xi măng và được tính theo quan hệ sau:

β=

aE soil

E soil
+ (1 − a) E soil

(3)
Δh = Δh1 + Δh2
Tải trọng đơn vị q

ĐẤT SÉT
U

Cọc đất xi măng

SÉT

Hình 1. Mơ hình tính lún trường hợp A
* Trường hợp B
Trong trường hợp này, tải trọng tác dụng q lớn nên tải trọng dọc trục tương
ứng với giới hạn rão. Tải trọng tác dụng được chia ra làm 2 phần, phần q1 truyền cho trụ
và q2 truyền cho đất xung quanh. Phần q1 được quyết định bởi tải trọng rão của trụ và
tính theo biểu thức:

q1 =

n. Acol .σ creep

(4)

B.L

Giá trị q1 có thể được xác định gần đúng như sau: q1 =
khoảng cách trụ.
Độ lún cục bộ phần trụ tính theo biểu thức: Δh1 =

Acol .σ creep
c2

Δh.q1

∑ aM

, với c là

(5)

col

Độ lún Δh2 dưới đáy khối gia cố được tính cho cả q1 và q2 , với giả thiết tải trọng
q1 truyền xuống dưới đáy khối gia cố, tải trọng q2 tác động lên mặt.

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

445


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016
Tải trọng truyền lên cọc q1

ĐẤT
SÉT
YẾU

Tải trọng truyền cho đất q2 q2 = q – q1

Móng khối qui ước

Cọc đất xi măng

Tải trọng đáy móng qui ước
SÉT

SÉT

a) Tải trọng truyền cho cọc

b) Tải trọng truyền cho đất

Hình 2. Mơ hình tính lún trường hợp B
2.2. Cơ sở lý thuyết xử lý đất yếu dưới nền đường dẫn vào cầu nhằm giảm lún lệch
với mố trụ cầu bằng trụ đất xi măng

Hình 3. Mặt cắt dọc đường dẫn vào cầu được xử lý bằng trụ đất xi măng
2.2.1. Độ lún của mố cầu
Do mố cầu xây dựng trên nền đất yếu thường xử lý bằng móng trụ để độ lún ổn
định của mố cầu phải có giá trị nhỏ hơn bằng 8 cm và được tính tốn cụ thể theo
TCVN 10304-2014 về ước lượng độ lún của móng trụ.
a) Xác định kích thước khối móng quy ước
Với ϕII,mt =( ∑ϕIIi.li )/ ∑li
ϕi – góc ma sát trong của lớp đất có chiều dày li
Ltb – độ sâu hạ trụ trong đất kể từ đáy đài Ltb =∑li

446

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Hình 4. Xác định móng khối quy ước cho nền nhiều lớp
b) Kiểm tra ổn định nền dưới đáy khối móng quy ước
tc
tb

P

∑N
=

tc

Aqu

≤ RquII

P = Ptb

∑M
+

P = Ptb

∑M
−

tc
max

tc
min

tc

Wqu

Wqu

(6)

≤ 1,2RquII

(7)

> 0 (6)

(8)

tc

Ptbtc - áp lực trung bình tiêu chuẩn dưới đáy móng khối quy ước.
Pmtcax - áp lực lớn nhất dưới móng khối quy ước.
tc
- áp lực nhỏ nhất dưới đáy móng khối quy ước.
Pmin

∑N
∑M

tc

- tổng lực dọc tại tâm đáy móng khối quy ước.

tc

- tổng moment ở đáy móng khối quy ước lấy bằng

∑M tại tâm đáy đài.

Wqu: moment chống uốn của tiết diện móng khối quy ước.
Lqu, Bqu: chiều dài và chiều rộng của móng khối quy ước.
RIIqu: sức chịu tải của đất nền dưới đáy móng khối quy ước.
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

447


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

c) Kiểm tra độ lún của khối móng quy ước S < [ S ]gh
* Tính lún của nhóm trụ theo móng khối quy ước, bằng phương pháp tổng phân tố.
e −e
S = ∑ 1i 2i .hi
(9)
1+ e1i

Hình 5. Phân bố ứng suất dưới đáy móng
Với ứng suất do trọng lượng bản thân : σz =∑γi. hi

(10)

Ứng suất gây lún: σgl* = Ntc/F + γtb. h - γ. h

(11)

Ứng suất gây lún theo độ sâu: σp = k0 * σgl*

(12)

Với k0 phụ thuộc vào l/b và z/b
Điều kiện tính lún trong phạm vi nền: σp ≤ 0.2σz

(13)

2.2.2. Độ lún của nền đường đã được gia cố bằng trụ đất xi măng
Tính tốn các thơng số trụ đất xi măng
Chiều dài, đường kính cũng như mật độ cột gia cố được xác định theo điều kiện
sức chịu tải và điều kiện biến dạng lún của hệ trụ. Các tiêu chuẩn về khống chế biến
dạng lún của cơng trình trong giới hạn cho phép sao cho khi được xử lý hệ kết cấu làm
việc đảm bảo các tiêu chuẩn cho phép theo quy định hiện hành đối với móng, mặt
đường cứng hay mềm.
Khoảng cách giữa các trụ đất xi măng:

448

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Bố trí hình vng: s =

Qp

(14)

f fs .γ .H + f q .q

Bố trí hình tam giác: s =

4
3

×

Qp

(15)

f fs .γ .H + f q .q

Trong đó: Qp: khả năng chịu tải mỗi cột trong nhóm cột.
ffs: 1.3 hệ số riêng phần đối với trọng lượng đất.
fq: 1.3 hệ số riêng phần đối với tải trọng ngồi.
H: chiều cao nền đắp (m); q: ngoại tải tác dụng (kN/m2).
γ: dung trọng đất đắp (kN/m3).
Ước lượng độ lún S của nền đường dẫn sau khi đã gia cố bằng trụ đất xi măng
Như đã trình bày độ lún tổng cộng của nền gồm 2 thành phần là độ lún cục bộ
của khối được gia cố (Δh1) và độ lún của đất khơng ổn định nằm dưới khối gia cố (Δh2).
Độ chênh lệch lún là: ∆S= │ Sđường dẫn - Smố cầu│
3. THÍ NGHIỆM TRONG PHỊNG XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG XI MĂNG
THÍCH HỢP VÀ CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA TRỤ ĐẤT XI MĂNG
* Chuẩn bị vật tư:
- Chuẩn bị xi măng Holcim PC40;
- Nhớt để làm trơn mặt trong ống mẫu;
- Nước được lấy tại vị trí lấy mẫu để thêm vào hỗn hợp đất và xi măng trong q
trình chế bị.
Sau khi thí nghiệm và tính tốn xử lý số liệu, kết quả được trình bày tóm tắt theo
các bảng :
Bảng 1. Kết quả thí nghiệm mẫu đất trộn xi măng với hàm lượng %
STT

Ký

hiệu
mẫu

Hàm
lượng xi
măng
%

Tuổi Độ ẩm

Dung
trọng

Cường
độ chịu
nén

Cường
độ chịu nén
trung bình

Biến
dạng

ngày

%

g/cm3

KN/m2

KN/m2

%

50,59

1,59

19,6

1

ND

Ngun dạng

2

M1

13

7

46,2

1.613

557.969

3
4
5
6

M2
M3
M4
M5

13
13
13
13

7
14
14
28

48,8
39,9
40,1
38,2

1.625
1.672
1.642

1.697

557.652
661.414
662.165
796.515

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

15,9
557.810

1,42

661.789

2,8

796.803

1,8

449


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

7

M6

13

28

37,9

1.639

797.091

8

M7

14

7

36,5

1.599

641.264

9

M8

14

7

74,1

1.587

641.246

10

M9

14

14

76,4

1.621

780.865

11

M10

14

14

29,2

1.670 780.368

12

M11

14

28

21,8

1.646

820.606

13

M12

14

28

27,4

1.690

821.402

14

M13

15

7

28,9

1.740

750.483

15

M14

15

7

20,3

1.728

750.980

16

M15

15

14

20,8

1.860

858.774

17

M16

15

14

20,6

1.954

857.991

18

19
20

M17
M18
M19

15
15
16

28
28
7

21,4
27,7
28,8

1.635
1.659
1.688

975.743
975.042
782.808

21

M20

16

7

30,4

1.765

782.331

22

M21

16

14

30,4

1.982

911.329

23

M22

16

14

29,3

1.963

912,.07

24

M23

16

28

28,7

1.644

927.911

25

M24

16

28

25,8

1.572

928.529

641.255

1,93

780.616

1,59

821.004

2,4

750.731

1,65

858.382

2,26

975.392

1,79

782.569

1,52

951.668

1,85

928.220

1,66

Bảng 2. Cường độ kháng nén đơn của mẫu M1, M2, M7, M8, M13, M14, M19, M20 ứng
với 7 ngày tuổi
Mẫu
Cường độ
nén kN/m2

Ngun dạng

13%

14%

15%

16%

19,6

557.810

641.255

750.731

782.569

Hình 6. Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng ở độ tuổi
7 ngày

450

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Bảng 3. Cường độ kháng nén đơn của mẫu M3, M4, M9, M10, M15, M16, M21, M22
ứng với 14 ngày tuổi
Mẫu
Cường độ nén kN/m2

Ngun dạng
19,6

13%
661.789

14%
780.616

15%
858.382

16%
951.668

Hình 7. Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng ở độ tuổi
14 ngày
Bảng 4. Cường độ kháng nén đơn của mẫu M5, M6, M11, M12, M17, M18, M23, M24
ứng với 28 ngày tuổi
Mẫu
Cường độ nén kN/m2

Ngun dạng
19,6

13%
14%
15%
796.803 821.004 975.392

16%
928.220

Hình 8. Sự gia tăng cường độ kháng nén đơn tương ứng với tỷ lệ đất/xi măng ở độ tuổi
28 ngày
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm xác định cường độ chịu nén đơn của đất gia cố

bằng xi măng ta rút ra một số kết luận sau:
- Cường độ chịu nén đơn của hỗn hợp mẫu đất trộn xi măng lớn hơn khoảng 50
lần so với đất tự nhiên ở khu vực Thành phố Cần Thơ.
- Hầu hết các mẫu đất trộn xi măng đều có cường độ nén đơn tăng theo sự gia tăng
của hàm lượng xi măng và tăng theo thời gian bảo dưỡng (giới hạn ở đề tài này là 28 ngày
tuổi), tuy nhiên cường độ của hỗn hợp đất gia cố xi măng cao nhất khi hàm lượng xi măng
VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

451


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

khoảng 15% và hàm lượng xi măng đến 16% thì cường độ chịu nén giảm. Hàm lượng tối
ưu và hiệu quả kinh tế của hỗn hợp đất xi măng khi xử lý đất yếu ở khu vực TP Cần Thơ
là 15% xi măng với cường độ chịu nén đơn là 975.743 KN/m2 ở 28 ngày (hàm lượng này
đồng nghĩa với việc sử dụng 220 kg xi măng cho 1 m3 đất tự nhiên).
4. ỨNG DỤNG ƯỚC LƯỢNG ĐỘ LÚN LỆCH GIỮA ĐƯỜNG DẪN VÀ MỐ
CHO CẦU BÌNH THỦY 2, THÀNH PHỐ CẦN THƠ
4.1. Mơ tả cơng trình
Tên dự án: Dự án Đường Mậu Thân- Sân bay Trà Nóc, Thành Phố Cần Thơ.
Chủ đầu tư dự án: Sở giao thơng vận tải –Thành Phố Cần Thơ.
Cơ quan quản lý dự án: Ban QLDA- Đầu tư xây dựng giao thơng Cần Thơ.
Tên gói thầu: Gói thầu số 5A- Cầu Bình Thủy 2.
Phạm vi gói thầu và địa điểm xây dựng: Gói thầu 5A thuộc địa phận Quận Ninh Kiều
và Quận Bình Thủy, Thành phố Cần Thơ.
4.2. Đặc điểm địa chất
Bảng 5. Các thơng số vật liệu của mơ hình Plaxis
Thơng số

Lớp 1
Đất sét
Mơ tả
màu
vàng
Mơ hình Mohr
vật liệu Coulomb

Loại ứng
xử
h
γunsat
γ sat
kx
ky
Eref
ν
c
ϕ

Lớp 2
Lớp 3
Lớp 4
Lớp5
Bùn sét lẫn ít Sét –bụi sét Sét- sét pha
Sét- bui sét
bụi, màu xám màu nâu, lẫn bụi, màu
màu nâu.
xanh, xám đen xám xanh nâu,vàng nâu
Mohr

Mohr
Mohr Coulomb
Mohr Coulomb
Coulomb
Coulomb

Drained

Undrained

Undrained

Undrained

1,2
18
18
1,2 E-04
0,6 E-04
20000
0,3
10
26

13,6
15,9
15,9
1,18E-04
5,90E-05
4000

0,35
0,8
2,38

15,0
18,6
18,6
6,82E-04
3,41E-04
23100
0,33
4,4
14,7

10,0
18,3
18,3
0,86 E-04
0,86 E-04
15200
0,15
2,2
9,42

Đơn vị

Drained
11,3
18,6
18,6

0,86 E-04
0,86 E-04
15200
0,15
2,5
8,26

m
kN/m3
kN/m3
m/day
m/day
kN/m2
kN/m2
Độ

5. KẾT QUẢ TÍNH TỐN
5.1. Độ lún mố cầu
- Xác định khối móng quy ước
Chiều dài trụ tính từ đáy lớp đất yếu: Ltb= 52.3-(16-0,8)=37,1(m)
452

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

+ Tính góc ma sát trung bình trong đoạn ϕtb
ϕtb =( ∑ϕi.li )/Ltb = (601'*15 +1407'*10 + 9042'*11.3) / 37,1 = 9.110
Xác định Bqu, Lqu từ khối móng quy ước:

Bqu = B1 + 2Ltb *tan(ϕtb / 4) = 5.5 + 2*36.3*tan(9.110 / 4) = 8.39(m)
Lqu = Lm + 2* Ltb *tan(ϕtb / 4) = 17.6 + 2*7.1*tan(9.110 / 4) = 18.16(m)
- Tính lún mố cầu theo từng lớp phân tố
Ứng suất gây lún: σgl* = Ntc/F +γtb. h - γ. h
Diện tích khối móng quy ước: Fqu = Bqu * Lqu =8.39*18.16=152.36(m2)
Khối lượng đất trong móng khối quy ước.
qd = Fqu * ∑ γ i .hi = 152.36*(1.2*18+17.5*14.8+18.6*15+18.3*10+18.6*11.3)

=152.36*952.78=145165(kN)
Khối lượng bê tơng trong móng khối quy ước
qbt = (17.763*18.64*25+0.45*0.45*52.3*3*12*25)=17809(kN)
Khối lượng đất mà bê tơng thay thế trong móng khối quy ước
qdc=5.5*1.5*18.64*18+0.45*0.45*3*12*(17.5*14.8+18.6*15+18.3*10+18.6*11)
=2768.04+6747.624=9515.66 (kN)
Khối lượng tổng trên móng khối quy ước
Qqu=qd + qbt - qdc = 145165+17809-9515.66 =153458(kN)
Tải trọng quy về đáy móng khối quy ước
tc
tc
N qu
= N dai
+ Qqu = 10233 / 1.15 + 153458 = 162356( kN )

Nqutc 162356
Ứng suất dưới đáy móng khối quy ước P =
=
=1065(kN / m2 )
Fqu 152.36
tc

tb

Áp lực gây lún σ gl* = Ptbtc − ∑ γ i' h i = 1065 − 952.78 = 112( kN / m 2 )
* Ứng suất do trọng lượng bản thân : σz=∑γi. hi
Tại đáy móng khối quy ước:
σ52.3 = 1.2*18+17.5*14.8+18.6*15+18.3*10+18.6*11.3=952.78 (kN/m2)
* Ứng suất gây lún theo độ sâu: σp = k0 * σgl*

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

453


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Với k0 phụ thuộc vào l/b và z/b
Điều kiện tính lún trong phạm vi nền: σp ≤ 0.2σz
Bảng 6. Tính tốn độ lún của mố cầu theo tổng phân tố
Độ
z
sâu
|z/b|
(m)
(m)
-52,3 0
0

k0
1

σzi

2

σ1i

2

(kN/m ) (kN/m )
43,21
952,78

σ1i

-52,8 -0,5 0,060 0,977
-53,3

-1

0,119 0,979

-53,8 -1,5 0,179 0,980
-54,3

-2

0,238 0,886

-54,8 -2,5 0,298 0,887

σ2i

(kN/m ) (kN/m2)
955,28

2

e1i

e2i

Độ lún
(cm)

1066,02

0,510 0,497

0,434

960,28 1068,60

0,510 0,497

0,434

965,28 1071,38

0,509 0,498

0,367

970,28 1069,35

0,509 0,498

0,367

975,28 1063,11

0,508 0,499

0,300

109,47 957,78
107,158
105,046
93,103

962,78
967,78
972,78

82,562 977,78
Tổng độ lún (cm)

1,903

Độ lún mố cầu Smc =1.903 cm ≈ 2 cm. Thỏa điều kiện ổn định so với độ lún cho
phép của nền đường gần mố cầu ≤ 20cm ( theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN 262-2000).

5.2. Kết quả mơ phỏng tính tốn
Tính tốn độ lún của đoạn 1 nền đường dẫn được gia cố cọc xi măng đất d=
60x60 cm dài L=20 m, khoảng cách cọc s=0,8 m

Hình 9. Chuyển vị thẳng đứng S= 6.508 cm

454

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Hình 10. Phân bố ứng suất trong nền móng cơng trình

Hình 11. Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền đất
Hệ số ổn định : Msf = 0,8312
Độ lún của nền đường dẫn giáp mố cầu trong tính tốn plaxis 2D là Sđường dẫn=
6.508 cm, trong khi đó độ lún của mố cầu là Smố cầu=2.000 cm. Độ chênh lệch lún là:
∆S= │ Sđường dẫn - Smố cầu │= 6.508-2.000 = 4.508 cm.

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM

455


TUYỂN TẬP KẾT QUẢ KHOA HỌC & CÔNG NGHỆ 2016

Bảng 7. Tổng hợp kết quả
Trường hợp

1

Chuyển vị
đứng lớn
nhất (cm)
6.508

Ứng suất nền
Áp lực nước lỗ
lớn nhất
rỗng (kN/m2)
2
(kN/m )
584.00
89.79x10-3

Hệ số ổn
định
0.8312

Độ lún của
Độ chênh
mố cầu
lệch lún
(cm)
2.000
4.508

6. KẾT LUẬN
1. Sử dụng giải pháp gia cố nền đường dẫn vào cầu xây dựng trên nền đất yếu

bằng phương pháp trụ đất xi măng giải quyết được một số vấn đề về ổn định và biến
dạng cơng trình trên nền đất yếu cụ thể như sau:
- Chiều dài và khoảng cách của Trụ đất xi măng được tính tốn, thiết kế theo
phương pháp thử dần để đạt được độ lún theo u cầu tính tốn.
- Giảm thời gian xây dựng cơng trình tương đối lớn, chi phí xây dựng cơng trình rẻ
hiệu quả kỹ thuật cao, kiểm tra được chất lượng cơng trình.
2. Kết quả tính tốn Độ lún mố cầu Smc ≈ 2 cm. Thỏa điều kiện ổn định so với độ
lún cho phép của nền đường gần mố cầu ≤ 20 cm ( theo tiêu chuẩn thiết kế 22TCN
262-2000).
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Châu Ngọc Ẩn, Nền Móng, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp HCM, 2010.
2. Châu Ngọc Ẩn, Cơ học đất, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp HCM, 2010.
3. Pierre Laréal, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức Lục, Nền
đường đắp trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam, Chương trình hợp tác Việt – Pháp FSP No
4282901, VF.DP.4 1986-1989.
4. Trần Quang Hộ, Cơng trình trên đất yếu, Nhà xuất bản Đại học quốc gia Tp.HCM, 2009.
5. Trần Minh Nghi, “ Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu dưới nền đường bằng trụ đất xi
măng”.
6. Võ Phán, Hồng Thế Thao, Phân tích và tính tốn móng trụ, Nhà xuất bản Đại học Quốc Gia
Tp.HCM, 2010.
7. Võ Phán, Cơng trình trên đất yếu, 2011.
8. Võ Phán, Ngơ Phi Minh, Nghiên cứu trụ đất trộn xi măng kết hợp phụ gia để xử lý đất sét
chứa vơi vùng Hố Nai – Tỉnh Đồng Nai, Địa kỹ thuật số 3-2008.

Người phản biện: GS. TSKH. Nguyễn Văn Thơ

456

VIỆN KHOA HỌC THỦY LI MIỀN NAM