So sánh sự thay đổi cường độ chịu nén và tính biến dạng của nền xử lý bằng trụ đất xi măng với nền tự nhiên và ứng dụng tính toán cho công trình
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.43 MB, 99 trang )
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------------
PHẠM HUỲNH THẾ NGUYÊN
SO SÁNH SỰ THAY ĐỔI CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ
TÍNH BIẾN DẠNG CỦA NỀN XỬ LÝ BẰNG TRỤ ĐẤT
XI MĂNG VỚI NỀN TỰ NHIÊN VÀ ỨNG DỤNG TÍNH
TỐN CHO CƠNG TRÌNH
Chun ngành: Địa kỹ thuật Xây Dựng
Mã số ngành: 60.58.02.11
LUẬN VĂN THẠC SĨ
TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 01 NĂM 2019
CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS. TS. VÕ PHÁN
Cán bộ nhận xét 1: GS.TSKH. NGUYỄN VĂN THƠ
Cán bộ nhận xét 2: PGS.TS. VÕ NGỌC HÀ
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG TP.HCM,
Ngày 09 tháng 01 năm 2019
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn thạc sĩ gồm:
1. PGS. TS Nguyễn Thành Đạt
2. GS. TSKH Nguyễn Văn Thơ
3. PGS. TS Võ Ngọc Hà
4. TS. Phạm Văn Hùng
5. TS. Lê Trọng Nghĩa
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG
TRƢỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-------------------
CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
-------------------
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: Phạm Huỳnh Thế Nguyên
MSHV: 1571027
Ngày tháng năm sinh: 11-03-1992
Nơi sinh: TP. Cần Thơ
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
Mã số ngành: 60580211
I. TÊN ĐỀ TÀI :
SO SÁNH SỰ THAY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ TÍNH BIẾN DẠNG
CỦA NỀN XỬ LÝ BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG VỚI NỀN TỰ NHIÊN VÀ ỨNG
DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH.
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
Mở đầu
Chƣơng 1: Tổng quan về giải pháp trụ đất xi măng để xử lý nền đất yếu.
Chƣơng 2: Cơ sở lý thuyết.
Chƣơng 3: Thí nghiệm xác định thông số cường độ chịu nén đơn trục và tính
biến dạng của mẫu đất trộn xi măng.
Chƣơng 4: Ứng dụng trụ đất xi măng để xử lý nền đất yếu cho cơng trình Nhà
xưởng Cơng ty TNHH Thương mại Dịch vụ TNM tỉnh Hậu Giang.
Kết luận - Kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
…../…../2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :
…../…../2018
V. CÁN BỘ HƢỚNG DẪN: PGS. TS VÕ PHÁN.
Tp. HCM, ngày…..tháng…..năm… .
CÁN BỘ HƢỚNG DẪN
CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
TRƢỞNG KHOA
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
PGS. TS VÕ PHÁN
PGS. TS LÊ BÁ VINH
TS. LÊ ANH TUẤN
LỜI CẢM ƠN
Lời đầu tiên, chúng em bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến Thầy PGS. TS. Võ Phán
đã dành nhiều tâm huyết để giảng dạy và truyền đạt những kiến thức khoa học, những
kinh nghiệm vô cùng quý giá cho chúng em trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu
tại trường. Thầy đã có những hướng dẫn tận tình giúp cho chúng em hình thành nên ý
tưởng của đề tài luận văn này. Thầy cũng đã có nhiều ý kiến đóng góp, phản biện quý
báu và giúp đỡ chúng em rất nhiều trong suốt chặn đường vừa qua.
Chúng em cũng xin chân thành cảm ơn các Thầy Cô khoa Kỹ thuật Xây dựng,
trường Đại học Bách Khoa TP HCM đã tận tình giảng dạy và truyền dạt những kiến
thức quý giá cho chúng em trong suốt khóa học tại trường vừa qua.
Trong quá trình học tập tại trường, mặc dù bản thân học viên cũng đã rất cố gắng
học tập và trao dồi kiến thức. Tuy nhiên với khả năng và sự hiểu biết còn hạn chế cũng
sẽ khơng tránh khỏi những thiếu sót nhất định. Kính mong nhận được sự góp ý và chỉ
bảo từ quý Thầy Cơ để chúng em ngày càng được hồn thiện hơn.
Trân trọng cảm ơn.
TÓM TẮT LUẬN VĂN
ĐỀ TÀI: SO SÁNH SỰ THAY ĐỔI CƯỜNG ĐỘ CHỊU NÉN VÀ TÍNH BIẾN
DẠNG CỦA NỀN XỬ LÝ BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG VỚI NỀN TỰ NHIÊN VÀ
ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH.
Theo các nghiên cứu khảo sát trước đây, đất nền tại khu vực đồng bằng sơng Cửu
Long có chiều dày lớp đất yếu khá lớn. Dẫn đến quá trình đầu tư xây dựng các cơng
trình có quy mơ lớn tại đây khá khó khăn, địi hỏi phải tìm kiếm và áp dụng các
phương pháp xử lý nền đất yếu phù. Để giải quyết khó khăn trên, luận văn này tập
trung nghiên cứu phân tích giải pháp trụ đất trộn xi măng và ứng dụng để xử lý cho
nền đất yếu khu vực huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang. Đối với giải pháp trụ đất xi
măng đề tài tập trung nghiên cứu, so sánh giá trị các thông số cường độ chịu nén đơn
trục và tính biến dạng của hỗn hợp đất trộn xi măng so với mẫu đất nguyên dạng.
Nhìn chung tất cả các chỉ tiêu cơ lý nghiên cứu của mẫu đất thí nghiệm đều được
cải thiện tốt lên sau khi được xử lý bằng phương pháp trộn xi măng. Tỉ lệ xi măng
trong hỗn hợp càng lớn thì các giá trị càng được nâng lên. Tốc độ gia tăng các giá trị
cường độ chịu nén và Modun biến dạng tăng nhanh khi hàm lượng xi măng trong hỗn
hợp thấp hơn 13%. Khi hàm lượng xi măng tăng lên trên 13% ta thấy tốc độ gia tăng
của 2 giá trị trên giảm đi rõ rệt.
Theo như nghiên cứu, hàm lượng xi măng phù hợp nhất cho đất tại khu vực thí
nghiệm là 14% (tương đương 209 kg xi măng cho 1 m3 đất). Giá trị cường độ chịu nén
đơn trục ứng với hàm lượng 14% là 819.7 kN/m2. Giá trị Modun biến dạng E50 là
112071 kN/m2. Tăng tương ứng là 38 lần và 222 lần so với mẫu đất nguyên dạng.
Đối với nền đất yếu tại khu vực xã Hòa An, huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang
ta áp dụng giải pháp trụ đất xi măng để xử lý nền đất yếu cho công trình nền nhà
xưởng là phù hợp, đảm bảo được cả hai yếu tố kỹ thuật lẫn kinh tế. Hàm lượng xi
măng được lựa chọn là 14%. Cọc có đường kính 0.5 m và khoan sâu 25 m, khoảng
cách các cọc là 1 m. Đối với tải trọng tính tốn cho nền nhà xưởng là 1375 kG/m2 thì
độ lún của nền sau khi được xử lý là khoảng 6.6 cm.
ABSTRACT
THE COMPARISON OF CHANGES IN INTENSITY OF COMPRESSION
AND DEFORMATION OF DEEP SOIL MIXING COLUMNS BASE WITH
NATURAL BASE AND CALCULATION APPLICATION FOR THE
CONSTRUCTION.
According to previous surveys, the soil in the Mekong Delta has a relatively
weak soil layer. This leads to a large scale of investment in the construction of largescale projects, requiring the search and application of suitable soil treatment methods,
both technically and time-consuming. the cost of construction investment. To solve
this problem, this thesis focuses on analyzing the solution of soil cement mix and
applying it to treat the weak soil in Phung Hiep district, Hau Giang province. For
solution of cement soil, the research focus is to compare the values of cutting
resistance and deformation properties of cement mix compared to pure soil samples.
In general, all of the physical properties of the soil samples were improved after
treatment with cement. The higher the cement ratio in the mixture, the higher the
value. The increase in cutting resistance and deformation modulus increases as the
cement content in the mixture is 13% lower. When the cement content increases by
more than 13%, we see that the increase of the two values is significantly reduced.
According to the study, the cement content most suitable for the soil in the test
area is 14% (equivalent to 209 kg of cement per 1 m3 of soil). The intensity of
compression of 14% is 819.7 kN/m2. The value of deformation modulus E50 is
112071 kN/m2. The increase was 38 times and 222 times that of the pure soil sample.
For soft soil in Hoa An commune, Phung Hiep district, Hau Giang province, we
applied the solution of cement soil to treat the weak soil for the workshop is suitable,
ensuring both weak technical and economic. Selected cement content is 14%. The pile
has a diameter of 0.5 m and a drill of 25 m, the pile distance is 1 m. For the factory
load is 1375 kG/m2, the settlement of the background after treatment is about 6.6 cm.
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là các công việc do chính tơi thực hiện dưới sự hướng dẫn
của Thầy PGS. TS. Võ Phán.
Các kết quả trong luận văn này là hoàn toàn đúng sự thật và chưa được công bố ở
các nghiên cứu khác trước đây. Các biểu đồ, số liệu và tài liệu tham khảo đều được
trích dẫn, chú thích ngồn thu thập chính xác rõ ràng.
-i-
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI .........................................................................1
2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ...........................................................2
3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ..........................................................................2
4. TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI ............................................3
4.1 Tính khoa học ....................................................................................................... 3
4.2 Tính thực tiễn ....................................................................................................... 3
5. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI ..........................................3
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ
NỀN ĐẤT YẾU ..........................................................................................................4
1.1
ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CỦA NỀN ĐẤT YẾU ....................................4
1.1.1 Đặc điểm và tính chất của nền đất yếu............................................................... 4
1.1.2 Phân loại nền đất yếu ......................................................................................... 4
1.2 TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY ............7
1.3 TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG .......................................7
1.3.1 Khái niệm và phạm vi áp dụng .......................................................................... 7
1.3.2 Lịch sử ứng dụng trụ đất xi măng trên thế giới và Việt Nam ............................ 9
1.3.3 Quan điểm tính tốn thiết kế trụ đất xi măng................................................... 11
1.3.4 Quy trình thi cơng trụ đất xi măng ................................................................... 11
1.3.5 Quy trình kiểm tra chất lƣợng và nghiệm thu trụ đất xi măng......................... 14
1.3.6 Ƣu điểm của giải pháp trụ đất xi măng ............................................................ 15
1.4 PHẢN ỨNG CỦA ĐẤT VÀ XI MĂNG ............................................................16
1.4.1 Phản ứng của đất và xi măng ........................................................................... 16
1.4.2 Sự gia tăng các chỉ tiêu cơ lý của nền xử lý bằng trụ đất xi măng .................. 17
1.5 NHẬN XÉT CHƢƠNG 1 ...................................................................................18
CHƢƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT .........................................................................19
2.1 LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT .........19
2.1.1 Sức chống cắt của đất rời ................................................................................. 19
2.1.2 Sức chống cắt của đất dính............................................................................... 19
- ii 2.1.3 Công thức xác định sức chống cắt của đất ....................................................... 20
2.1.4 Một số thí nghiệm xác định thơng số sức chống cắt trong phịng ................... 21
2.2 LÝ THUYẾT XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT ..........26
2.2.1 Tổng quan về biến dạng của nền đất ................................................................ 26
2.2.2 Thí nghiệm nén lún .......................................................................................... 29
2.3 CỞ SỞ LÝ THUYẾT CỦA VIỆC ÁP DỤNG PHƢƠNG PHÁP CẢI TẠO NỀN
ĐẤT YẾU BẰNG XI MĂNG..................................................................................32
2.3.1 Thành phần hóa học của xi măng Porland ....................................................... 32
2.3.2 Phản ứng hóa học của xi măng khi trộn với đất ............................................... 34
2.4 CÁC PHƢƠNG PHÁP TÍNH TỐN, THIẾT KẾ TRỤ ĐẤT XI MĂNG ........37
2.4.1 Phƣơng pháp tính tốn theo quan điểm nhƣ nền tƣơng đƣơng ........................ 37
2.4.2 Tính tốn theo quan điểm trụ đất xi măng làm việc nhƣ cọc ........................... 38
2.4.3 Tính tốn theo quan điểm hỗn hợp của viện kỹ thuật châu á (AIT) ................ 39
2.5 NHẬN XÉT CHƢƠNG 2 ...................................................................................41
CHƢƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH THÔNG SỐ CƢỜNG ĐỘ CHỊU NÉN
ĐƠN TRỤC VÀ TÍNH BIẾN DẠNG CỦA MẪU ĐẤT TRỘN XI MĂNG ...........42
3.1 THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU VẬT LÝ CỦA MẪU ĐẤT
NGUYÊN DẠNG, XI MĂNG VÀ NƢỚC ..............................................................42
3.1.1 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý và các thông số sức chống cắt của mẫu
đất nguyên dạng ........................................................................................................ 42
3.1.2 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu vật lý của xi măng ....................................... 43
3.1.3 Thí nghiệm xác định chỉ tiêu vật lý của mẫu nƣớc dùng làm thí nghiệm ........ 44
3.2 CHẾ BỊ MẪU ĐẤT TRỘN XI MĂNG ..............................................................44
3.2.1 Dụng cụ chế bị mẫu và dụng cụ thí nghiệm..................................................... 44
3.2.2 Xác định tỉ lệ xi măng trong hỗn hợp .............................................................. 46
3.2.3 Đúc mẫu ........................................................................................................... 48
3.2.4 Chế độ dƣỡng hộ .............................................................................................. 51
3.3 THÍ NGHIỆM NÉN ĐƠN TRỤC ......................................................................52
3.3.1 Tiến hành thí nghiệm ....................................................................................... 52
3.3.2 Kết quả thí nghiệm ........................................................................................... 54
3.4 SO SÁNH CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM .......................................................55
3.4.1 So sánh giá trị cƣờng độ chịu nén đơn trục qu ................................................. 55
- iii 3.4.2 So sánh giá trị Modun biến dạng E50 ............................................................... 59
3.4.3 So sánh giá trị dung trọng tự nhiên và độ ẩm .................................................. 61
3.5 KẾT LUẬN CHƢƠNG 3....................................................................................63
CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
CHO CƠNG TRÌNH: NHÀ XƢỞNG CƠNG TY TNHH THƢƠNG MẠI DỊCH
VỤ TNM TỈNH HẬU GIANG .................................................................................65
4.1 GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH ..............................................................................65
4.1.1 Thơng tin chung về cơng trình ......................................................................... 65
4.1.2 Đặc điểm khí hậu thủy văn vùng ..................................................................... 66
4.1.3 Số liệu địa chất cơng trình................................................................................ 66
4.2 TỔNG HỢP SỐ LIỆU TÍNH TỐN ..................................................................69
4.2.1 Xác định các chỉ tiêu cơ lý của nền tƣơng đƣơng ............................................ 69
4.2.2 Xác định tải trọng tác dụng .............................................................................. 71
4.3 ỨNG DỤNG KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM VÀO BÀI TỐN ..............................73
4.3.1 Các mơ hình vật liệu ........................................................................................ 73
4.3.2 Mơ hình tính tốn ............................................................................................. 74
4.3 KẾT LUẬN CHƢƠNG 4....................................................................................78
KẾT LUẬN - KIẾN NGHỊ .......................................................................................79
1. KẾT LUẬN ...........................................................................................................79
2. KIẾN NGHỊ ..........................................................................................................80
- iv -
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Hình ảnh cơng trình thi cơng trụ đất xi măng tiêu biểu ...............................8
Hình 2.1 Đồ thị thể hiện công thức Coulomb ứng với các trƣờng hợp đất khác nhau.
...................................................................................................................................20
Hình 2.2 Biểu đồ thể hiện quan hệ giữa ứng suất - biến dạng và các giá trị Modun
biến dạng E. ...............................................................................................................23
Hình 2.3 Đồ thị thể hiện quan hệ giá trị lực cắt τ và áp lực σ. ..................................24
Hình 2.4 Đồ thị thể hiện quan hệ lực cắt τ và áp lực thẳng đứng σ trong thí nghiệm
cắt trực tiếp. ...............................................................................................................25
Hình 2.5 Đồ thị đƣờng cong nén lún. ........................................................................31
Hình 2.6 Phƣơng pháp xác định giá trị E50 ..............................................................32
Hình 3.1 Khng tạo mẫu. Ống nhựa PVC 60 .......................................................45
Hình 3.2 Dụng cụ trộn hỗn hợp tạo mẫu đất – xi măng ............................................45
Hình 3.3 Cân điện tử xác định hàm lƣợng xi măng ..................................................46
Hình 3.4 Mẫu đất đƣợc bảo dƣỡng trong điều kiện bão hịa nƣớc ...........................48
Hình 3.5 Dụng cụ đầu khuấy hỗn hợp đất – xi măng ...............................................48
Hình 3.6 Cơng tác trộn hỗn hợp đất – xi măng .........................................................49
Hình 3.7 Cơng tác đúc mẫu .......................................................................................49
Hình 3.8 Mẫu đất – xi măng tỉ lệ 7% ........................................................................50
Hình 3.9 Mẫu đất – xi măng tỉ lệ 10% ......................................................................50
Hình 3.10 Mẫu đất – xi măng tỉ lệ 13% ....................................................................50
Hình 3.11 Mẫu đất – xi măng tỉ lệ 16% ....................................................................51
Hình 3.12 Bảo dƣỡng mẫu trong điều kiện bão hịa nƣớc ........................................51
Hình 3.13 Máy nén đơn trục .....................................................................................52
Hình 3.14 Cơng tác nén các mẫu trụ đất – xi măng ..................................................53
Hình 3.15 Một số hình dạng phá hủy của mẫu .........................................................53
Hình 3.16 Biểu đồ so sánh các giá trị cƣờng độ chịu nén đơn (kN/m2). ..................56
Hình 3.17 Biểu đồ quan hệ giữa giá trị cƣờng độ chịu nén đơn với hàm lƣợng xi
măng trong hỗn hợp ở tuổi mẫu 7 ngày. ...................................................................57
Hình 3.18 Biểu đồ quan hệ giữa giá trị cƣờng độ chịu nén đơn với hàm lƣợng xi
măng trong hỗn hợp ở tuổi mẫu 28 ngày. .................................................................58
Hình 3.19 Cách xác định giá trị E50 của mẫu đất nguyên dạng ...............................59
Hình 3.20 Biểu đồ so sánh các giá trị Modun biến dạng E (kN/m2).........................61
Hình 3.21 Biểu đồ so sánh sự thay đổi giá trị độ ẩm và dung trọng của mẫu đất xi
măng theo hàm lƣợng xi măng. .................................................................................62
Hình 4.1 Vị trí cơng trình. .........................................................................................65
-vHình 4.2 Mặt cắt địa chất hố khoan. .........................................................................68
Hình 4.3 Biểu đồ ứng suất gây lún do tải trọng ngoài và ứng suất do trọng lƣợng
bản thân nền đất ........................................................................................................72
Hình 4.4 Thơng số lớp đất tự nhiên CH ....................................................................74
Hình 4.5 Thơng số lớp đất tự nhiên CL1 ..................................................................74
Hình 4.6 Thơng số lớp đất tự nhiên CL2 ..................................................................75
Hình 4.7 Thơng số nền tƣơng đƣơng lớp đất CH......................................................75
Hình 4.8 Thơng số nền tƣơng đƣơng lớp đất CL1 ....................................................75
Hình 4.9 Mơ hình tính tốn .......................................................................................76
Hình 4.10 Mơ hình xử lý nền dƣới cơng trình bằng nền tƣơng đƣơng .....................76
Hình 4.11 Mơ hình gia tải .........................................................................................77
Hình 4.12 Kết quả tính tốn ......................................................................................77
- vi -
DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 Kết quả thí nghiệm xác định các tính chất vật lý và thơng số sức chống cắt
của mẫu đất nguyên dạng. .........................................................................................42
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu vật lý của xi măng. .................................................................43
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu vật lý của nƣớc.......................................................................44
Bảng 3.4 Bảng thống kê kí hiệu và số lƣợng các mẫu. .............................................46
Bảng 3.5 Bảng thống kê khối lƣợng đất và xi măng cho từng mẻ trộn ....................47
Bảng 3.6 Số liệu tổng hợp kết quả từ thí nghiệm nén đơn trục. ...............................54
Bảng 3.7 Số liệu tổng hợp thông số cƣờng độ chịu nén đơn qu. ...............................55
Bảng 3.8 Bảng so sánh tốc độ thay đổi giá trị cƣờng độ chịu nén đơn theo sự thay
đổi hàm lƣợng xi măng ở tuổi mẫu 7 ngày ...............................................................57
Bảng 3.9 Bảng so sánh tốc độ thay đổi giá trị cƣờng độ chịu nén đơn theo sự thay
đổi hàm lƣợng xi măng ở tuổi mẫu 28 ngày .............................................................58
Bảng 3.10 Số liệu tổng hợp giá trị modun biến dạng E50. ........................................60
Bảng 3.11 Bảng so sánh sự thay đổi giá trị độ ẩm và dung trọng của các mẫu đất
trộn xi măng ..............................................................................................................62
Bảng 3.12 Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của các mẫu thí nghiệm ......................63
Bảng 4.1 Vị trí xuất hiện các lớp đất hố khoan đại diện. ..........................................66
Bảng 4.2 Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất tự nhiên. .....................................................67
Bảng 4.3 Công thức xác định chỉ tiêu cơ lý của nền tƣơng đƣơng. ..........................69
Bảng 4.4 Chỉ tiêu cơ lý của nền tƣơng đƣơng của lớp đất CH .................................70
Bảng 4.5 Chỉ tiêu cơ lý của nền tƣơng đƣơng của lớp đất CL1 ................................70
Bảng 4.6 Giá trị tải trọng tính tốn ...........................................................................71
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
Tỷ lệ giữa diện tích trụ đất xi măng thay thế đất nền
as
Acol
m2
Diện tích tương đối của trụ đất xi măng
Asoil
cm2
Tổng diện tích vùng đất xử lý
[Ay]
m
Là chuyển vị giới hạn cho phép
ccol
kN/m2
Lực dính của trụ đất xi măng
csoil
kN/m2
Lực dính của đất nền nguyên dạng
ctd
kN/m2
Lực dính của nền đất tương đương
cu
kN/m2
Độ bền sức chống cắt không thốt nước
d
m
Đường kính trụ đất xi măng
Ecol
kN/m2
Modun biến dạng của trụ đất xi măng
Esoil
kN/m2
Modun biến dạng của đất nền nguyên dạng
Etd
kN/m2
Modun biến dạng của nền đất tương đương
E50
kN/m2
Modun biến dạng xác định bằng phương pháp E50
eoi
Hệ số rỗng của lớp đất thứ i
Fs
Hệ số an toàn
H
m
Chiều cao nền đất đắp
hi
m
Bề dầy lớp đất tính lún thứ i
L
m
Chiều dài trụ đất xi măng
[M]
kN.m
Là momen giới hạn của trụ đất xi măng
Q
Kg
Khối lượng đất ở trạng thái tự nhiên
Qult
kN/m2
Là sức chịu tải giới hạn của trụ đất xi măng
kN
Sức chịu tải của trụ đất xi măng
q
kN/m2
Ngoại lực tác dụng
[S]
m
Độ lún giới hạn cho phép
Si
m
Tổng độ lún của móng
t
%
Tỉ lệ xi măng trong hỗn hợp
i
độ
Góc ma sát của lớp đất
soil
độ
Góc ma sát của đất nền nguyên dạng
td
độ
Góc ma sát của nền đất tương đương
col
độ
Góc ma sát của trụ đất xi măng
σbt
kN/m2
Ứng suất do trọng lượng bản thân
σgl
kN/m2
Ứng suất do tải trọng ngoài gây ra
γ
kN/m2
Dung trọng lớp đất đắp
-1-
MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Đồng bằng Sơng Cửu Long đang từng ngày thay da đổi thịt, hòa mình vào sự
phát triển chung của cả nƣớc. Tuy nhiên đi cùng với sự phát triển với đó, vùng cũng
đang phải đối mặt với rất nhiều khó khăn, thách thức cả khách quan lẫn chủ quan.
Trong đó, điều kiện địa chất tự nhiên không thuận lợi gây ảnh hƣởng rất lớn đến
chất lƣợng cũng nhƣ chi phí đầu tƣ của các cơng trình xây dựng, hạ tầng giao thơng,
cơng nghiệp. Từ đó làm giảm đi sức hấp dẫn đối với các nhà đầu tƣ dẫn đến làm
chậm q trình Cơng nghiệp hóa – Hiện đại hóa phát triển của vùng.
Theo khảo sát, thành phần đất nền tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long đa
phần là bùn sét, bùn sét hữu cơ, bùn sét pha, mực nƣớc ngầm tƣơng đối cao, chiều
dày lớp đất yếu lớn. Mực nƣớc ngầm ở độ sâu từ 0.5 – 1.5 m. Lớp sét trạng thái dẻo
nhão đến dẻo mền có bề dày thay đổi từ 0.7 m đến gần 30 m. Vì vậy, quá trình xây
dựng các cơng trình tại những vùng có địa chất yếu, phức tạp nhƣ vùng châu thổ
đồng bằng sông Cửu Long địi hỏi các nhà quản lí xây dựng phải tìm kiếm và áp
dụng các phƣơng pháp xử lý nền đất yếu phù hợp với điều kiện vùng, thỏa mãn yêu
cầu về kỹ thuật, thời gian và chi phí đầu tƣ hợp lý.
Giải pháp trụ đất xi măng đã đƣợc du nhập và áp dụng vào nƣớc ta từ khá lâu
nhằm nâng cao chất lƣợng công tác gia cố nền đất yếu. Đề tài “So sánh sự thay đổi
giá trị sức chống cắt và tính biến dạng của nền xử lý bằng cọc đất xi măng với
nền tự nhiên và ứng dụng tính tốn cho cơng trình” đƣợc xem nhƣ một nhiệm
vụ quan trọng góp phần nâng cao hiệu quả trong việc đầu tƣ các cơng trình xây
dựng của vùng đồng bằng sơng Cửu Long. Thêm vào đó cung cấp thêm nguồn số
liệu mang tính tham khảo, góp phần khuyến khích việc áp dụng rộng rãi hơn
phƣơng pháp trụ đất xi măng vào xử lý nền đất yếu của vùng.
-22. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài luận văn này tập trung nghiên cứu vào các mục tiêu chính sau:
- Đánh giá, so sánh sự thay đổi giá trị cƣờng độ chịu nén qu và Modun biến
dạng E của nền xử lý bằng trụ đất xi măng với nền tự nhiên thơng qua thí
nghiệm nén nở hơng các mẫu đất nguyên dạng và mẫu đất trộn xi măng. Từ đó
xác định đƣợc tỉ lệ xi măng phù hợp nhất cho hỗn hợp đất trộn xi măng.
- Tính tốn, ứng dụng giải pháp trụ đất xi măng để xử lý nền đất yếu cho cơng
trình nền nhà xƣởng tại khu vực huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang.
3. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Để giải quyết các mục tiêu chính đã nêu ở trên, đề luận văn này vận dụng các
phƣơng pháp nghiên cứu khoa học sau:
- Nghiên cứu lý thuyết: Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết về tính tốn và thí
nghiệm để xác định các tính chất cơ lý của đất nền. Nghiên cứu, ứng dụng các
phƣơng pháp tính tốn thiết kế trụ đất xi măng cho cơng trình cụ thể.
- Nghiên cứu thực nghiệm: Chế bị mẫu thử và thí nghiệm để tìm ra giá trị phù
hợp nhất về hàm lƣợng xi măng trong hỗn hợp đất trộn xi măng sao cho thỏa
mãn nhất cả về điều kiện đảm bảo số kỹ thuật lẫn điều kiện kinh tế.
- Nghiên cứu mô phỏng bằng phần mềm: Sử dụng các phần mềm tính tốn
phần tử hữu hạn để tính tốn bài tốn bằng mơ hình cụ thể.
- Tính tốn, ứng dụng trụ đất xi măng xử lý nền đất yếu cho cơng trình cụ thể.
-34. TÍNH KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
4.1 Tính khoa học
Đề tài luận văn này tập trung làm rõ sự ảnh hƣởng chính của hàm lƣợng xi
măng đến việc gia tăng cƣờng độ chịu nén đơn trục và modun biến dạng của đất sau
khi đƣợc xử lý bằng phƣơng pháp trộn xi măng. So sánh sự thay đổi của các giá trị
này, từ đó đánh giá hiệu quả của việc xử lý nền đất yếu bằng phƣơng pháp trụ đất xi
măng cho nền đất yếu tại khu vực nghiên cứu – huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hâu Giang.
4.2 Tính thực tiễn
Với việc xác định sự thay đổi các thông số cơ lý của nền đất sau khi đƣợc xử
lý bằng phƣơng pháp trụ đất xi măng với các hàm lƣợng xi măng khác nhau, đề tài
luận văn này cung cấp một số thơng số kỹ thuật chính mang tính tham khảo trong
việc tính tốn thiết kế giải pháp trụ đất xi măng để xử lý nền đất yếu.
Đồng thời ứng dụng giải pháp giải quyết cho bài toán xử lý nền đất yếu tại khu
vực huyện Phụng Hiệp, tỉnh Hậu Giang. Từ đó khuyến khích ứng dụng giải pháp
này cho tồn bộ nền đất yếu vùng Đồng Bằng Sơng Cửu Long nói chung.
5. GIỚI HẠN PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Đề tài luận văn này chỉ tập trung nghiên cứu ảnh hƣởng của sự thay đổi hàm
lƣợng xi măng đến cƣờng độ chịu nén và Modun biến dạng trong hỗn hợp đất trộn
xi măng. Tính tốn đƣợc sự thay đổi các chỉ tiêu cơ lý và biến dạng của nền đất yếu
trƣớc và sau khi xử lý bằng phƣơng pháp trụ đất xi măng tại khu vực nghiên cứu.
-4-
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP TRỤ ĐẤT XI
MĂNG ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
1.1 ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CỦA NỀN ĐẤT YẾU
1.1.1 Đặc điểm và tính chất của nền đất yếu
Nền đất yếu là những vùng nền đất có khả năng chịu tải trọng cơng trình
nhỏ (trung bình vào khoảng 50 đến 100 kN/m2), có tính nén lún lớn, hệ số rỗng e
lớn, bão hòa nƣớc, modun biến dạng nhỏ, khả năng kháng cắt thấp. Nếu khơng
có những biện pháp xử lý phù hợp thì việc xây dựng các cơng trình dân dụng lớn
và giao thơng trên nền đất yếu sẽ rất khó khăn, thậm chí khơng thể thực hiện
đƣợc do không đảm bảo các yêu cầu về kỹ thuật của cơng trình. Nền đất yếu là
nền đƣợc hình thành từ 10,000 năm đến 15,000 năm tuổi. Ở nƣớc ta, hai vùng
đồng bằng châu thổ là đồng bằng sông Cửu Long và đồng bằng sông Hồng là hai
vùng có nền đất yếu lớn nhất.
Một số đặc trưng có lý của nền đất yếu:
- Khả năng chịu tải:
50 kN/m2 ÷ 100 kN/m2
- Module tổng biến dạng:
E0 ≤ 5000 kN/m2
- Hệ số rỗng:
ε>1
- Hệ số nén tƣơng đối:
a0 > 5 ÷ 10 m2/kN
- Góc nội ma sát:
υ = 5o ÷ 10o
- Lực dính:
c = 5 ÷ 10 kN/m2
1.1.2 Phân loại nền đất yếu
Các loại nền đất yếu thƣờng gặp ở vùng đồng bằng sơng Cửu Long gồm có:
nền đất sét mềm, nền đất bùn, nền than bùn và một số loại khác.
-5- Đặc điểm nền đất sét mềm.
Là loại đất xét hoặc á sét tƣơng đối chặt, bão hòa nƣớc và có cƣờng độ cao
hơn so với bùn. Nền sét mềm là giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá
loại sét. Tất cả các loại đất này đều đƣợc bồi tụ trong nƣớc theo những cách khác
nhau với những điều kiện thủy lực tƣơng ứng: bồi tích ven biển, đầm phá, cửa
sông, ao hồ, v.v… Trong các loại nền này, nền đất sét mềm đƣợc bồi tụ ở ven
biển, cửa sông tạo thành một họ đất yếu phát triển nhất. Ở trạng thái tự nhiên, độ
ẩm của nền thƣờng bằng hoặc lớn hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét mền
có hệ số rộng e ≥ 1.5; đất á sét bụi e ≥ 1), lực dính khơng thoát nƣớc Cu ≤ 15
kN/m2, độ sệt IL > 0.5 (thuộc trạng thái dẻo mềm), có tính dẻo lớn do thành phần
hạt nhỏ 0.002 mm.
Đất sét gồm chủ yếu là các hạt nhỏ nhƣ thạch anh, fenspat và các khoáng
vật sét. Các khoáng vật sét này là các silicat alumin có thể chứa các ion Mg, K,
Ca, Na, Fe,… chia thành ba loại chính là ilit, kaolinit và monmoriloit. Đây là
những khống vật làm cho sét có những đặc tính riêng của nó. Các khống vật
sét là dấu hiệu biểu thị cho các điều kiện mơi trƣờng mà nó tạo thành và có ảnh
hƣởng quyết định đến các tính chất cơ lý của sét.
- Đặc điểm nền đất bùn.
Là các lớp đất mới đƣợc tạo thành trong môi trƣờng nƣớc ngọt hoặc trong
môi trƣờng nƣớc biển, gồm các hạt rất mịn với tỉ lệ phần trăm các hạt < 2μ cao,
bản chất khống vật thay đổi và thƣờng có kết cấu tổ ong. Tỉ lệ phần trăm các
chất hữu cơ dƣới 10%. Bùn đƣợc tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tại các đáy
biển, vũng, vịnh, hồ, hoặc các bãi bồi cửa sông, nhất là các cửa sông chịu ảnh
hƣởng của thủy triều. Bùn luôn no nƣớc và rất yếu về mặt chịu lực. Bùn là trầm
tích thuộc giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét, đƣợc hình thành
trong nƣớc, có sự tham gia của các vi sinh vật. Độ ẩm của bùn luôn cao hơn giới
hạn chảy.
Theo thành phần hạt, bùn có thể là á cát, á sét, sét và cũng có thể là cát mịn
và đều có chứa một hàm lƣợng hữu cơ nhất định (từ 10% đến 12%), càng xuống
-6sâu hàm lƣợng này càng giảm. Thành phần khoáng vật của bùn bồi đắp vùng
biển thƣờng chứa nhiều khoáng vật sét thuộc nhóm ilit và monmorilonit, cịn
trong bùn bồi đắp trong nƣớc ngọt thì chứa nhiều ilit và kaolinit.
Cƣờng độ chịu nén của bùn rất nhỏ, biến dạng rất lớn, modun biến dạng
vào khoảng 100 đến 500 kN/m2 đối với bùn sét và 1000 đến 2500 kN/m2 đối với
bùn á sét, bùn á cát. Hệ số nén lún có thể đạt từ 0.02 đến 0.03 m2/kN.
Nhƣ vậy bùn là những trầm tích nén chƣa chặt và dễ bị thay đổi kết cấu tự
nhiên, do đó việc xây dựng các cơng trình trên bùn chỉ có thể thực hiện đƣợc sau
khi áp dụng các biện pháp xử lý nền phù hợp và khá tốn kém.
- Đặc điểm nền than bùn.
Loại nền than bùn có nguồn gốc từ các chất hữu cơ và thƣờng đƣợc hình
thành từ đầm lầy, nơi đọng nƣớc thƣờng xuyên hoặc có mực nƣớc ngầm cao.
Các loại thực vật ở đây phát triển, thối rửa và phân hủy, tạo ra các trầm tích hữu
cơ lẫn với các trầm tích khống vật. Loại đất này thƣờng đƣợc gọi là đất đầm lầy
than bùn, hàm lƣợng hữu cơ lớn từ 20% đến trên 80%.
Trong điều kiện tự nhiên, than bùn có độ ẩm rất cao, trung bình từ 85% đến
95% và có thể lên đến vài trăm phần trăm. Than bùn là loại nền đất có thời gian
nén lún lâu dài, không đồng đều và mạnh nhất. Hệ số nén lún 0.038 đến 0.1
m2/kN. Nền đất yếu đầm lầy than bùn đƣợc phân loại theo hàm lƣợng hữu cơ của
chúng: hàm lƣợng hữu cơ từ 20 - 30%: đất nhiễm than bùn; hàm lƣợng hữu cơ từ
30 - 60%: đất than bùn; hàm lƣợng hữu cơ trên 60%: than bùn.
- Một số loại nền đất yếu khác
Nền cát chảy: là nền đất cát hạt mịn, hàm lƣợng hạt 0.002 mm đến 0.005
mm chiến từ 60% đến 70%. Cát chảy có kết cấu rời rạc, khi bị bão hịa nƣớc có
thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể. Khi chịu một áp lực hoặc một ứng suất
thủy động sẽ xảy ra hiện tƣợng chảy của đất. Ở trạng thái tự nhiên, nền cát chảy
có cƣờng độ và khả năng chịu lực tƣơng đối cao. Nhƣng khi bị phá hoại kết cấu
-7và làm rời rạc thì khơng cịn tính chất đó nữa, nền cát chuyển sang trạng thái
chảy nhƣ chất lỏng.
Nền đất Bazan: phân bố chủ yếu ở vùng tây nguyên, là sản phẩm từ quá
trình hoạt động của núi lửa. Nền đất bazan là nền đất có độ rỗng lớn, khả năng
thấm nƣớc cao, có tính chất tƣơng tự nhƣ nền lún sụp.
1.2 TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU HIỆN NAY
Đối với những khu vực nền đất yếu có tính nén lún cao nhƣ vùng đồng
bằng sơng Cửu Long thì để tăng nhanh tốc độ lún của nền và giảm thiểu độ lún
dƣ của nền đắp khi khai thác sử dụng thì việc sử dụng các biện pháp tiêu nƣớc
thẳng đứng nhƣ bất thấm, giếng cát…kết hợp gia tải trƣớc đem lại hiệu quả cao.
Ngoài ra, để gia tăng cƣờng độ, giảm độ lún cho nền đất yếu cũng nhƣ đảm
bảo tính ổn định của nền đất đắp thì các biện pháp nhƣ cọc vật liệu rời, trụ đất xi
măng,…là những giải pháp mang lại hiệu quả cao hơn. Trong các giải pháp nêu
trên, giải pháp trụ đất xi măng mang nhiều đặc điểm phù hợp nhất đối với việc
xử lý nền đất yếu cho khu vực vùng đồng bằng sông Cửu Long.
1.3 TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP TRỤ ĐẤT XI MĂNG
1.3.1 Khái niệm và phạm vi áp dụng
Trụ đất xi măng là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi nền đất cần gia cố và
xi măng hoặc hỗn hợp vữa xi măng đƣợc phun xuống nền bởi thiết bị khoan
phun. Mũi khoan đƣợc khoan xuống làm tơi đất cho đến hết độ sâu nền cần xử
lý, sau đó quay ngƣợc lại và di chuyển lên trên. Trong quá trình di chuyển lên
trên, xi măng đƣợc phun vào nền đất bằng áp lực khí nén đối với hỗn hợp khô
hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp vữa xi măng. Đây là một trong những
phƣơng pháp hiệu quả để gia cố nền đất yếu, đặc biệt phổ biến cho các cơng
trình giao thơng và thủy lợi
-8Giải pháp trụ đất xi măng với mục đích chính là cải thiện các đặc trƣng của
đất nền nhƣ tăng cƣờng độ kháng cắt, giảm tính nén lún bằng cách trộn đất nền
với xi măng (hoặc vữa xi măng) để chúng tƣơng tác với đất. Q trình này có
đƣợc nhờ sự trao đổi ion tại bề mặt các hạt sét, gắn kết các hạt đất lại với nhau
và lấp đầy các lỗ rỗng bởi các sản phẩm của phản ứng hóa học.
Hình 1.1 Hình ảnh cơng trình thi cơng trụ đất xi măng tiêu biểu
Trụ đất xi măng đƣợc thi công tạo thành theo phƣơng pháp khoan trộn sâu.
Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan,...) khoan
vào đất với đƣờng kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong q trình
khoan khơng đƣợc lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, đƣợc các cánh
mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính (chất kết dính thơng thƣờng là
xi măng hoặc vơi, thạch cao…đơi khi có thêm chất phụ gia và cát). Phƣơng pháp
xử lý bằng trụ đất xi măng khá đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống
lƣới có đƣờng kính thay đổi tùy theo đƣờng kính cọc đƣợc thiết kế và các xi lô
-9chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực nén lên tới 12 kG/cm2. Các máy
khoan của Thụy Điển và Trung Quốc có khả năng khoan sâu đạt đến 35 m và tự
động điều chỉnh định vị cần khoan ln thẳng đứng. Trong q trình khoan lƣỡi
khoan đƣợc thiết kế để trộn hỗn hợp đất và xi măng lại với nhau, xi măng khô
đƣợc phun định lƣợng liên tục và trộn đều tạo thành trụ đất xi măng.
Quá trình phun hoặc bơm chất kết dính để trộn với đất trong hố khoan, tùy
theo yêu cầu có thể đƣợc thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi
khoan hoặc chỉ thực hiện ở pha rút mũi khoan lên. Để tránh lãng phí xi măng,
hạn chế xi măng thốt ra khỏi mặt đất gây ơ nhiễm mơi trƣờng thơng thƣờng khi
rút mũi khoan lên cịn cách mặt đất từ 0.5 m đến 1.5 m ngƣời ta dừng phun chất
kết dính. Nhƣng trong thực tế, đoạn cọc 0.5 m đến 1.5 m này vẫn đƣợc bơm đầy
đủ là do chất kết dính cịn lại trong ống tiếp tục đƣợc bơm ra trong khi mũi
khoan rút lên khỏi mặt đất. Sau khi mũi khoan đã rút lên khỏi mặt đất, hỗn hợp
đất và chất kết dính dần dần đông cứng lại tạo thành trụ đất xi măng.
Hiện nay, ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công trụ đất xi măng là:
Công nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) là q trình phun trộn xi măng khơ với đất
và Cơng nghệ trộn ƣớt (Wet Mixing hay cịn gọi là Jet-Gruoting) là quá trình
bơm trộn vữa xi măng với đất.
1.3.2 Lịch sử ứng dụng trụ đất xi măng trên thế giới và Việt Nam
Trụ đất xi măng ban đầu phát triển tại Thụy Điển và Nhật Bản từ những
năm 60. Công nghệ phun khô dùng vôi bột chƣa tôi và trộn ƣớt dùng vữa xi
măng đƣợc áp dụng tại Nhật Bản từ những năm 70. Trong khoảng thời gian đó,
trụ đất vơi cũng ra đời ở Thụy Điển. Gần đây, hỗn hợp xi măng, vôi với thạch
cao, tro bay, xỉ cũng đã đƣợc giới thiệu và trở nên phổ biến trên thế giới. Giải
pháp trụ đất xi măng nói chung đƣợc phân loại theo chất kết dính gồm có: xi
măng, vơi, thạch cao,…và theo phƣơng pháp trộn gồm có: khô, ƣớt, phun tia,
guồng xoắn hoặc lƣỡi cắt,…
- 10 Hiện nay, nƣớc áp dụng công nghệ trụ đất xi măng nhiều nhất là Nhật Bản
và các nƣớc vùng Scandinaver. Theo thống kê của hiệp hội CDM Nhật Bản, tính
chung trong giai đoạn 80 - 96 có 2,345 dự án, sử dụng 26 triệu m3 xi măng đất
cho cả các dự án ngoài biển và lẫn trong đất liền. Tại Trung Quốc, công tác
nghiên cứu đƣợc bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từ cuối những năm 1960,
các kỹ sƣ Trung Quốc đã học hỏi phƣơng pháp trộn vôi dƣới sâu và CDM từ
Nhật Bản. Thiết bị trộn sâu dùng trên đất liền xuất hiện đầu tiên năm 1978 và
ngay lập tức đƣợc sử dụng để xử lý nền các khu công nghiệp ở Thƣợng Hải.
Tổng khối lƣợng xử lý bằng công nghệ trộn sâu ở Trung Quốc cho đến ngày nay
vào khoảng trên 1 triệu m3. Đến năm 1992, một dự án hợp tác giữa Nhật Bản và
Trung Quốc đã tạo ra sự thúc đẩy cho những bƣớc tiến của công nghệ CDM ở
Trung Quốc, công trình hợp tác đầu tiên giữa hai nƣớc là là cảng Yantai.
Các trụ đất xi măng này thƣờng đƣợc bố trí trong thân, vai hoặc ở chân các
bờ đắp, dƣới nền móng cơng trình, trên mái dốc,… có tác dụng gia cố một phần
hoặc toàn bộ nền. Mục tiêu gia cố là ngăn chặn trƣợt mái, đẩy trồi và lún khơng
đều. Ngồi ra, trụ đất xi măng cịn có tác dụng nhƣ một kết cấu ngăn dòng thấm
và chống lại hiện tƣợng hóa lỏng đất.
Tại Việt Nam, phƣơng pháp này đã đƣợc nghiên cứu từ những năn đầu của
thập kỷ 80 (thế kỷ trƣớc). Một số cơng trình sử dụng giải pháp trụ đất xi măng
trong gia cố nền đất yếu tiêu biểu của Việt Nam gồm có:
- Nhà máy điện Nhơn Trạch I Đồng Nai với tổng chiều dài trụ đất xi măng đã thi
công là hơn 15,000 m;
- Đƣờng nối hầm Thủ Thiêm với đại lộ Đông Tây với tổng chiều dài trụ đất xi
măng đã thi công là 100,000 m;
- Hầm chui đƣờng sắt vành đai đƣờng Láng Hòa Lạc km 7+358 với tổng chiều
dài trụ đất xi măng đã xử lý là 150,000 m;
- Đƣờng băng sân bay và đƣờng dẫn vào sân đỗ cảng hàng không Cần Thơ với
tổng chiều dài trụ đất xi măng tất cả các hạng mục là hơn 330,000 m.
