(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu Zone 5, nhà máy xử lý khí Cà Mau bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải
Bạn đang xem bản rút gọn của tài liệu. Xem và tải ngay bản đầy đủ của tài liệu tại đây (3.61 MB, 102 trang )
B
GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NG
B
NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C TH Y L I
QUÁCH
C HÒA
NGHIÊN C U GI I PHÁP X LÝ N N
T Y U ZONE 5,
NHÀ MÁY X LÝ KHÍ CÀ MAU B NG B C TH M K T
H P HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA T I
LU N V N TH C S
HÀ N I, N M 2017
B
GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR
NG
B
NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C TH Y L I
QUÁCH
C HÒA
NGHIÊN C U GI I PHÁP X LÝ N N
T Y U ZONE 5,
NHÀ MÁY X LÝ KHÍ CÀ MAU B NG B C TH M K T
H P HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA T I
CHUYÊN NGÀNH:
A K THU T XÂY D NG
MÃ S :
NG
60 58 02 04
IH
NG D N:
TS. PH M QUANG TÚ
HÀ N I, N M 2017
L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a b n thân tác gi . Các k t qu
nghiên c u và các k t lu n trong lu n v n là trung th c, không sao chép t b t k m t
ngu n nào và d
i b t k hình th c nào. Vi c tham kh o các ngu n tài li u đã đ
th c hi n trích d n và ghi ngu n tài li u tham kh o đúng quy đ nh.
Tác gi lu n v n
Quách
i
c Hòa
c
L IC M
N
Sau th i gian h c t p, nghiên c u lu n v n th c s cùng v i s h
ng d n t n tình c a
th y Ti n s Ph m Quang Tú và s đ ng viên giúp đ c a gia đình, b n bè em đã hồn
thành lu n v n t t nghi p v i đ tài: “Nghiên c u gi i pháp x lý n n đ t y u Zone
5, nhà máy x lý khí Cà Mau b ng b c th m k t h p hút chân không và gia t i”
theo đúng yêu c u và k ho ch đ
c giao.
Lu n v n này có ý ngh a quan tr ng đ i v i b n thân và đã giúp em c ng c l i ki n
th c trong su t quá trình h c t p, đây là m t d p r t t t đ làm quen v i công tác thi t
k t ch c thi cơng m t cơng trình c th .
Trong q trình làm lu n v n , em đã c g ng nghiên c u, v n d ng ki n th c đã h c,
tham kh m các tài li u liên quan, các quy trình, quy ph m hi n hành h c h i nh ng
kinh nghi m quý báu c a th y h
ng d n đ hoàn thành t t nhi m v đ
c giao. Tuy
nhiên do trình đ có h n, kinh nghi m c a b n thân cịn ít nên vi c v n d ng ki n th c
tính tốn m t cơng trình c th cịn h n ch và khơng tránh kh i nh ng sai sót. Kính
mong các th y, cô giáo ch b o và giúp em b sung nh ng ki n th c c n thi t.
Cu i cùng em xin chân thành c m n th y TS. Ph m Quang Tú ng
ch b o, đôn đ c, h
cô giáo trong b môn
i đã r t t n tình
ng d n em trong su t q trình làm lu n án. Cùng tồn th th y
a K Thu t tr
chuyên môn và th c t cho em.
ng
i h c Th y L i đã truy n đ t ki n th c
ng th i em c ng xin c m n gia đình, b n bè ln
ng h giúp đ em trong q trình em làm lu n v n t t nghi p.
Hà N i, ngày
n m 2017
tháng
H c viên
Quách
ii
c Hòa
M CL C
DANH M C B NG BI U ............................................................................................vi
DANH M C HÌNH V .............................................................................................. viii
M
CH
U .........................................................................................................................1
NG 1: T NG QUAN V V N
NGHIÊN C U...........................................4
1.1. T ng quan v n n đ t y u. ........................................................................................4
1.1.1. Khái ni m v đ t y u .............................................................................................4
1.1.2. Các lo i n n đ t y u ch y u và th
ng g p: ........................................................5
1.1.3. Nh n bi t đ t y u ...................................................................................................5
1.1.4. Gi i pháp xây d ng cơng trình trên đ t y u ..........................................................6
1.2. Các ph
ng pháp x lý n n đ t y u khi xây d ng cơng trình..................................7
1.2.1. Gi i pháp c h c: ...................................................................................................7
1.2.2. Các gi i pháp th y l c h c (V t lý): ...................................................................14
1.2.3 Các gi i pháp hóa h c: .........................................................................................19
1.3. K t lu n ch
ng 1 ..................................................................................................21
CH NG 2: C S LÝ THUY T PH
NG PHÁP X LÝ N N B NG B C
TH M K T H P HÚT CHÂN KHÔNG VÀ GIA T I ..............................................23
2.1. Các ngun lý tính tốn và thi t k b c th m.........................................................23
2.1.1. Các ngun lý tính tốn .......................................................................................23
2.1.2. Thi t k b c th m ................................................................................................23
2.2. Qui trình, thi t b và k thu t thi công b c th m. ...................................................30
2.3. Ki m soát ch t l
ng ..............................................................................................32
2.4. Thi t b quan tr c hi n tr
ng ................................................................................33
2.5. Quy trình thi cơng ...................................................................................................34
CH NG 3: NG D NG THI T K X LÝ N N
T Y U CHO ZONE 5, NHÀ
MÁY X LÝ KHÍ CÀ MAU .......................................................................................35
3.1. Gi i thi u v d án .................................................................................................35
3.1.1. M c tiêu đ u t : ...................................................................................................35
3.1.2. V trí đ a lý:..........................................................................................................36
3.1.3. i u ki n đ a ch t: ...............................................................................................37
3.1.4. Ph m vi x lý n n: ...............................................................................................40
3.1.5. Yêu c u thi t k x lý n n: ..................................................................................40
iii
3.2. Tính tốn thi t k chi ti t: ...................................................................................... 41
3.2.1 Phân tích các s li u đ u vào. .............................................................................. 41
3.2.2. L a ch n ch tiêu c lý c a đ t n n..................................................................... 42
3.2.3. Tính tốn và b trí b c th m: .............................................................................. 43
3.2.4. T ng h p k t qu tính tốn: ................................................................................ 54
3.3. Mơ ph ng b ng ph n m m Geo-studio .................................................................. 56
3.3.1. Gi i thi u ph n m m ........................................................................................... 56
3.3.2. Các b
c gi i bài tốn ........................................................................................ 57
3.3.3. Mơ t bài toán và nh p s li u............................................................................. 58
3.4. Mơ ph ng bài tốn.................................................................................................. 59
3.4.1. Phân tích: ............................................................................................................. 59
3.4.2. Các b
c th c hi n .............................................................................................. 59
3.4. Quan tr c q trình thi cơng ................................................................................... 65
3.4.1. Ki m tra đ cao m t b ng ................................................................................... 65
3.4.2. Quan tr c đ lún b m t ...................................................................................... 65
3.4.3. Quan tr c áp su t chân không ............................................................................. 66
3.4.4. Quan tr c đ lún t ng l p.................................................................................... 66
3.4.5. Quan tr c áp l c n
c l r ng ............................................................................. 67
3.4.6. Quan tr c n đ nh n n ......................................................................................... 67
3.4.7. Kh o sát l i đánh giá hi u qu gia c n n ........................................................... 68
3.5. Thi công và nghi m thu .......................................................................................... 68
3.5.1. yêu c u v v t li u ............................................................................................... 68
3.6. Thi t k thi công chi ti t ......................................................................................... 71
3.6.1. Nghi m thu t a đ ch gi i, cao đ và ph m vi x lý n n. ................................. 71
3.6.2. San l p m t b ng ................................................................................................. 72
3.6.3. Thi công l p đ m cát ........................................................................................... 72
3.6.4. Thi công b c th m ............................................................................................... 72
3.6.5. Thi công t
ng sét ............................................................................................... 74
3.6.6. L p đ t h th ng thi t b quan tr c ...................................................................... 75
3.6.7. Thi cơng h th ng thốt n
c ngang ................................................................... 75
3.6.8. Thi công các l p v i đ a k thu t ........................................................................ 76
iv
3.6.9. Thi công 2 l p màng chân không ........................................................................77
3.6.10. N i màng ra và l p đ t h th ng hút chân không ..............................................77
3.6.11. V n hành h th ng b m chân không .................................................................78
3.6.12. Thi công gia t i cát ............................................................................................79
3.6.13. D t i chân không..............................................................................................80
3.6.14. San g t m t b ng và lu lèn .................................................................................81
3.7. Thoát n
c. .............................................................................................................81
3.7.1. Thoát n
c n n ....................................................................................................81
3.7.2. Thoát n
c hút chân không tr
3.8. nh h
c gia t i.............................................................81
ng c a công tác x lý n n đ i v i các khu v c xung quanh ....................82
3.9. An toàn và b o v môi tr
ng trong thi công.........................................................82
3.9.1. Quy đ nh chung ...................................................................................................82
3.9.2. Cơng tác an tồn lao đ ng ...................................................................................83
3.10. B o v mơi tr
ng ................................................................................................84
3.10.1. Phịng ng a ô nhi m đ t, ngu n n
c và xói l đ t ..........................................84
3.10.2. Phịng ng a ơ nhi m khí th i và ti ng n. .........................................................85
3.11. Ki m tra và nghi m thu ........................................................................................85
3.11.1. L p v i đ a k thu t ng n cách ..........................................................................85
3.11.2. T ng đ m cát thoát n
c ngang và h th ng thốt n
3.11.3. Thi cơng c m b c, hào kín khí ho c t
c b m t .......................85
ng kín khí ...........................................85
3.11.4. H th ng thi t b quan tr c. ...............................................................................86
3.11.5. H th ng ng hút n
c ngang, ng hút chân khơng và b n thốt n
c ngang .86
3.11.6. Ki m tra màng kín khí .......................................................................................86
3.11.7.
kín khí khi gia t i hút chân không ...............................................................87
3.11.8. L p bù lún và đ p gia t i thêm ..........................................................................87
3.11.9. B ng ti n đ thi công .........................................................................................87
K T LU N, KI N NGH .............................................................................................88
1. Nh ng k t qu đ t đ
c ............................................................................................88
2. M t s đi m còn t n t i .............................................................................................88
3. H
ng nghiên c u ti p theo ......................................................................................88
v
DANH M C B NG BI U
B ng 2.1: Xác đ nh đ c k t Uv .................................................................................. 26
B ng 3.1: T ng h p t a đ c a các đi m đ nh v khu v c xây d ng c a d án. ......... 36
B ng 3.2: T ng h p thông s k thu t c a các h ng m c thu c nhà máy .................... 40
B ng 3.3: Các yêu c u k thu t và ti n đ thi công x lý n n ..................................... 40
B ng 3.4: T i tr ng khai thác trong tr
ng h p n u không x lý n n .......................... 42
B ng 3.5: T i tr ng trong quá trình khai thác. .............................................................. 42
B ng 3.6: S li u đ a ch t và ch tiêu c a đ t n n dùng trong tính tốn (Zone 5) ........ 42
B ng 3.7: S li u đ a ch t và ch tiêu c a đ t n n dùng trong tính tốn ....................... 42
B ng 3.8:
c k tc an nd
i t i tr ng khai thác: .................................................. 43
B ng 3.9: Thông s c a b c th m ................................................................................. 44
B ng 3.10: T i tr ng khi thi công c m b c th m .......................................................... 44
B ng 3.11:
lún d
i t i tr ng thi công khi c m b c th m ....................................... 45
B ng 3.12:
c k t trung bình theo ph ng đ ng và ph ng ngang trong quá trình
c m b c th m ................................................................................................................. 45
B ng 3.13:
lún c k t theo th i gian d
i t i tr ng khi c m b c th m ................... 46
B ng 3.14: T i tr ng trong quá trình x lý n n ph
B ng 3.15: B ng k t qu tính tốn lún ph
B ng 3. 16:
ng án 1........................................ 47
ng án 1 ..................................................... 47
lún n đ nh c a n n khi x lý theo ph
ng án 1 ................................. 48
B ng 3.17:
c k t trung bình theo ph ng đ ng và theo ph ng ngang theo
ph ng án 1 ................................................................................................................... 48
B ng 3. 18:
lún c k t theo th i gian d i t i hút chân không và gia t i theo
ph ng án 1 ................................................................................................................... 49
B ng 3.19: T i tr ng trong quá trình x lý n n ph
B ng 3.20: B ng k t qu tính tốn lún ph
ng án 2........................................ 50
ng án 2 ..................................................... 50
B ng 3.21:
lún c k t theo th i gian d i t i hút chân không và gia t i theo ph ng
án 2 ................................................................................................................................ 51
B ng 3.22: T i tr ng trong quá trình x lý n n ph
B ng 3.23: B ng k t qu tính tốn lún ph
B ng 3. 24:
ng án 3........................................ 52
ng án 3 ..................................................... 52
lún n đ nh c a n n khi x lý theo ph
vi
ng án 3 ................................. 53
B ng 3.25:
lún c k t theo th i gian d i t i hút chân không và gia t i theo ph ng
án 3 ................................................................................................................................53
B ng 3.26: B ng so sánh k t qu phân tích l a ch n kho ng cách b c th m ...............54
B ng 3. 27: T ng h p kh i l
ng x lý n n theo các ph
ng án .................................55
B ng 3. 28: Các yêu c u k thu t c a b c th m ............................................................69
B ng 3.29: Yêu c u k thu t màng chân không c n đ t ...............................................70
B ng 3.30: Ti n đ thi công d ki n .............................................................................87
vii
DANH M C HÌNH V
Hình 1.1: Thi cơng c c cát .............................................................................................. 9
Hình 1.2: C c bê tơng c t thép đúc s n......................................................................... 11
Hình 1.3: Máy đóng c c ................................................................................................ 12
Hình 1.4: Máy ép c c .................................................................................................... 12
Hình 1.5: Nguyên lý ho t đ ng gi ng cát...................................................................... 15
Hình 1.6: Máy c m b c th m Doosan 370, FS16, chi u sâu c m b c max: 32m ......... 18
Hình 2.1: Tốn đ xác đ nh nhân t xáo đ ng Fs ......................................................... 27
Hình 2.2: Tốn đ xác đ nh s c c n F r ......................................................................... 28
Hình 2.3: Toán đ xác đ nh đ c k t theo ph
ng ngang U h ...................................... 29
Hình 2.4: Thi cơng b c th m a) Thi t b c m b c th m; b) ng l ng b c th m ........... 31
Hình 3.1: M t b ng nhà máy và khu v c x lý n n (Zone 5) ....................................... 36
Hình 3.2: T ng h p các ch tiêu c lý c a n n theo đ sâu các l p đ t. ....................... 38
Hình 3.3: M t c t đ a ch t khu v c nhà máy ................................................................ 39
Hình 3.4:
lún theo th i gian khi c m b c th m ....................................................... 46
Hình 3.5: Lún khi hút chân không và gia t i theo ph
ng án 1 .................................... 49
Hình 3.6: Lún khi hút chân khơng và gia t i theo ph
ng án 2 .................................... 51
Hình 3.7: Lún khi hút chân không và gia t i theo ph
ng án 3 .................................... 54
Hình 3.8: So sánh giá thành xây d ng gi a 03 ph
ng án ........................................... 55
Hình 3.9: Giao di n ph n m m GEOSTUDIO ............................................................. 57
Hình 3.10: Các b
c gi i bài tốn b ng ph n m m Geostudio..................................... 57
Hình 3.11: Mơ t bài toán và nh p s li u đ u vào n n ................................................ 63
Hình 3.12: Tính tốn ng su t và bi n d ng khi x lý n n ........................................... 64
Hình 3.13: Mơ t bài tốn và nh p s li u đ u vào ....................................................... 64
viii
DANH M C CÁC T
VI T T T
c: L c dính (kPa);
ϕ: Góc ma sát trong (°);
b: B r ng c a m t m nh tr
t (m);
u: Áp l c n
c l r ng tác đ ng vào m nh tr
W: Tr ng l
ng m t m nh (kN/m3
α: Góc nghiêng
∆p :
đáy m nh tr
t (kPa);
;
t (°).
ng su t ph thêm do t i tr ng ngoài gây ra. Do di n ch u t i l n, nên xem nh
ng su t ph thêm không thay đ i theo chi u sâu.
σz :
ng su t h u hi u do tr ng l
ng b n thân c a các l p đ t.
p c : Áp l c ti n c k t c a l p đ t t
C c : Ch s nén c a l p đ t t
ng ng.
C s : Ch s nén l i c a l p đ t t
h i : Chi u dày c a l p đ t t
ng ng.
ng ng.
ng ng.
e 0i : H s r ng ban đ u c a l p đ t phân t i.
Uv
Uh:
c k t theo ph
c k t theo ph
ng đ ng.
ng ngang.
ix
M
U
1. Tính c p thi t c a đ tài
D án đ u t xây d ng cơng trình Nhà máy x lý Khí Cà Mau (GPP Cà Mau) là m t
ph n trong k ho ch th c hi n m c tiêu trong chi n l
Nam giai đo n đ n n m 2015, đ nh h
Khi D án Nhà máy GPP Cà Mau đ
c phát tri n ngành khí Vi t
ng đ n n m 2025.
c tri n khai và đ a vào v n hành s giúp cân đ i
cung c u v khí t i khu v c Tây Nam B , đa d ng hóa các s n ph m d u khí có giá tr
cao, đáp ng nh c u s n ph m khí hóa l ng và hóa d u t i t nh Cà Mau, khu v c Tây
Nam B và trên tồn qu c, góp ph n vào vi c đ m b o an ninh n ng l
ng qu c gia,
đ ng th i góp ph n gi i quy t các v n đ v kinh t xã h i: t o vi c làm cho l c l
lao đ ng đ a ph
ng, t ng ngu n thu cho ngân sách nhà n
ng
c cho khu v c mi n Tây
Nam b , đ c bi t là t nh Cà Mau.
D án Nhà máy GPP Cà Mau đ
c th c hi n trong th i gian 23 tháng và d ki n hoàn
thành vào cu i n m 2017.Trong khu v c xây d ng xu t hi n t ng đ t y u đ n đ sâu
t 16.2m đ n 17.2m t m t đ t t nhiên. V i đi u ki n đ a ch t y u, chi u dày đ t y u
l n, m c dù các k t c u chính v sau s có thi t k móng riêng (móng c c), tuy nhiên
v n c n ph i ti n hành x lý n n tr
v c sau này làm vi c an toàn d
c khi xây d ng đ đ m b o các k t c u c a khu
i nh h
và t i tr ng khai thác. N u không đ
ng c a l p đ t đ p san n n trên di n r ng
c x lý, các t i tr ng này s gây ra đ lún l n
cho n n trên ph n khơng có c c, có th gây ra ma sát âm làm gi m s c ch u t i c a
c c, làm s t lún các cơng trình ph tr . Qua đó, có ba gi i pháp x lý n n đ
xét cho d án g m: gi i pháp đ p gia t i tr
c xem
c k t h p b c th m; gi i pháp hút chân
không k t h p b c th m; gi i pháp c c xi m ng đ t. Trong ba gi i pháp trên thì gi i
pháp hút chân khơng k t h p b c th m có nhi u u đi m h n c nh : th i gian thi
công nhanh do th i gian gia t i ng n; gi m kh i l
ng cát đáng k do không c n cát
ch t t i, gi m chi phí cho thi công đ p và d t i, ti t ki m tài nguyên và thân thi n v i
môi tr
ng; hi u qu x lý n n cao, ki m sốt ch t l
ng thi cơng t t; đã đ
c áp
d ng khá nhi u trong các d án trong khu v c; giá thành u vi t đ c bi t là khi di n
1
tích x lý r ng. T nh ng phân tích nêu trên, vi c đ tài nghiên “Nghiên c u gi i pháp x
lý n n đ t y u Zone 5, nhà máy x lý khí Cà Mau b ng b c th m k t h p hút chân không
và gia t i” là c n thi t, làm sáng t c s lý lu n và th c ti n c a gi i pháp x lý n n cho
nhà máy x lý khí Cà Mau, đáp ng đ
c các yêu c u c a th c t đ t ra.
2. M c đích c a đ tài
Nghiên c u n đ nh c a cơng trình trên n n đ t y u và đ xu t gi i pháp t ng n đ nh
cho công trình: “Nghiên c u gi i pháp x lý n n đ t y u Zone 5, nhà máy x lý khí Cà
Mau b ng b c th m k t h p hút chân không và gia t i” thông qua vi c:
- Nghiên c u các lo i đ t y u
Vi t Nam và các gi i pháp x lý n n đ t y u và l a
ch n gi i pháp x lý n n đ t y u cho cơng trình Nhà máy x lý khí Cà Mau.
- C s lý thuy t tính toán gi i pháp x lý n n b ng đ t y u k t h p hút chân khơng và
gia t i.
- Tính tốn thi t k chi ti t x lý n n đ t y u cho Nhà máy x lý khí Cà Mau b ng b c
th m k t h p hút chân không và gia t i.
3.
it
it
ng và ph m vi nghiên c u
ng nghiên c u c a đ tài là: nguyên lý tính tốn thi t k , ph
ng pháp x lý
n n đ t y u b ng b c th m k t h p hút chân không và gia t i.
Ph m vi nghiên c u là công tác x lý n n cho Zone 5, nhà máy x lý khí Cà Mau.
ng pháp nghiên c u
4. Ph
- Ph
ng pháp kh o sát, thu th p s li u th c t t i m t s công trình đã xây d ng
trong n
c.
- T p h p, phân tích ý ki n c a các chuyên gia.
- K th a các nghiên c u trong và ngoài n
c trong thi t k x lý n n đ t y u cho các
công trinh xây d ng.
- Ph
ng pháp mơ hình tốn đ so sánh, l a ch n gi i pháp x lý n n.
2
5. K t qu d ki n đ t đ
c
- T ng quan v các lo i đ t yêu và các gi i pháp x lý móng cơng trình trên n n đ t
y u trên lãnh th Vi t Nam.
- Ngun lý tính tốn thi t k x lý n n Nhà máy x lý khí Cà Mau b ng b c th m k t
h p hút chân khơng và gia t i.
- Tính tốn thi t k chi ti t x lý n n đ t y u cho cơng trình Nhà máy x lý khí Cà Mau
b ng b c th m k t h p hút chân không và gia t i theo t ng gi i pháp x lý và đ xu t
gi i pháp x lý cho cơng trình.
3
CH
NG 1: T NG QUAN V V N
NGHIÊN C U
1.1. T ng quan v n n đ t y u.
1.1.1. Khái ni m v đ t y u
N n đ t y u là n n đ t không đ s c ch u t i, không đ đ b n và bi n d ng nhi u, do
v y khơng th xây d ng các cơng trình.
t y u là m t lo i đ t khơng có kh n ng
ch ng đ k t c u bên trên, vì th nó b lún tu thu c vào quy mô t i tr ng bên trên.
t m m y u th
ng là đ t sét có l n nhi u h u c kh n ng ch u t i nh (vào kho ng
0,5 - 1,0 daN/cm2); đ t có tính nén lún l n (a > 0,1 cm2/kg); h s r ng l n (e > 1); đ
s t l n (B > 1), mô đun bi n d ng th p (Eo < 50 daN/cm2); khã n ng ch ng c t nh ;
khã n ng th m n
c nh , hàm l
ng n
c trong đ t cao đ b o hoà n
c G > 0,8
dung tr ng nh .
t y u là lo i đ t
tr ng thái t nhiên, đ
m c a đ t cao h n ho c g n b ng gi i h n
ch y, đ t y u có h s r ng l n (đ t sét: e ≥ 1,5; đ t á sét e ≥ 1), l c dính C theo thí
nghi m c t nhanh khơng thốt n
góc n i ma sát
c nh h n 0,15 daN/cm2 (t
< 10o ho c l c dính t
ng đ
ng kG/cm2),
k t qu c t cánh hi n tr
ng C u < 0,35
daN/cm2.
t y u có th đ
B=
c phân lo i theo tr ng thái t nhiên d a vào đ s t B:
W − Wd
Wch − Wd
Trong đó:
W, W d, Wch - đ
N u B > 1, đ t
m tr ng thái t nhiên, gi i h n d o và gi i h n ch y (nhão) c a đ t.
tr ng thái ch y;
N u 0,75 < B ≤ 1, đ t
tr ng thái d o ch y.
Theo quan đi m xây d ng c a m t s n
s c kháng c t khơng thốt n
c, đ t y u đ
c xác đ nh theo tiêu chu n v
c s u và h s xuyên tiêu chu n nh sau:
4
-
t r t y u (tr ng thái ch y): s u (kPa) ≤ 12,5 và N 30 ≤ 2
-
t y u (tr ng thái d o ch y): s u (kPa) ≤ 25 và N 30 ≤ 4
(N: s búa đóng trong thí nghi m xun tiêu chu n)
1.1.2. Các lo i n n đ t y u ch y u và th
–
n
–
t sét m m: G m các lo i đ t sét ho c á sét t
c, có c
ng đ i ch t,
tr ng thái bão hịa
ng đ th p.
t bùn: Các lo i đ t t o thành trong môi tr
thái luôn no n
–
ng g p:
ng n
c, thành ph n h t r t m n,
tr ng
c, h s r ng r t l n, r t y u v m t ch u l c.
t than bùn: Là lo i đ t y u có ngu n g c h u c , đ
h y các ch t h u c có
các đ m l y (hàm l
c hình thành do k t qu phân
ng h u c t 20 -80%).
– Cát ch y: G m các lo i cát m n, k t c u h t r i r c, có th b nén ch t ho c pha
loãng đáng k . Lo i đ t này khi ch u t i tr ng đ ng thì chuy n sang tr ng thái ch y g i
là cát ch y.
–
t có hàm l
ng t p ch t hòa tan mu i clorua l n h n 5%, mu i sunphat ho c mu i
sunphat clorua l n h n 10% tính theo tr ng l
-
ng.
t phù sa, đ t bùn, đ t mùn vì các đ t này có khã n ng ch u l c kém.
1.1.3. Nh n bi t đ t y u
Lo i có ngu n g c khống v t th
ng là sét ho c á sét tr m tích trong n
c
ven
bi n, vùng v nh, đ m h , đ ng b ng tam giác châu; lo i này có th l n h u c trong
q trình tr m tích (hàm l
đen, xám đen, có mùi.
nhiên, đ
ng h u c có th t i 10 - 12 %) nên có th có m u nâu
i v i lo i này, đ
c xác đ nh là đ t y u n u
tr ng thái t
m c a chúng g n b ng ho c cao h n gi i h n ch y. Ngồi ra
thung l ng cịn có th hình thành đ t y u d
các vùng
i d ng bùn cát, bùn cát m n (h s r ng e
> 1,0, đ bão hòa G > 0,8).
Lo i có ngu n g c h u c th
xuyên, m c n
ng hình thành t đ m l y, n i n
c tích đ ng th
ng
c ng m cao, t i đây các loài th c v t phát tri n, th i r a và phân h y,
t o ra các v t l ng h u c l n v i các tr m tích khống v t. Lo i này th
5
ng g i là đ t
đ m l y than bùn, hàm l
ng h u c chi m t i 20 - 80%, th
s m, c u trúc khơng m n (vì l n các tàn d th c v t).
ng có màu đen hay nâu
i v i lo i này đ
c xác đ nh là
đ t y u n u h s r ng và các đ c tr ng s c ch ng c t c a chúng có các tr s nh nói
m c 1.1.1.
t y u đ m l y than bùn còn đ
c phân theo t l l
-L
ng h u c có t 20 - 30%:
t nhi m than bùn.
-L
ng h u c có t 30 - 60%:
t than bùn.
-L
ng h u c trên 60%: Than bùn.
ng h u c có trong chúng:
X lý n n đ t y u nh m m c đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i thi n m t s
tính ch t c lý c a n n đ t y u nh : Gi m h s r ng, gi m tính nén lún, t ng đ ch t,
t ng tr s môdun bi n d ng, t ng c
ng đ ch ng c t c a đ t,...
th y l i, còn yêu c u làm gi m/ng n ch n hi n t
i v i cơng trình
ng th m qua n n và thân cơng trình,
b o v kh i đ p ch ng tác đ ng c a sóng và dòng ch y.
Nh v y, n n đ t y u s không đáp ng đ
c yêu c u xây d ng cơng trình. Tùy theo
quy mơ t i tr ng cơng trình c n xây d ng s c n các bi n pháp x lý khác nhau. Ph n
d
i dây s trình bày v các bi n pháp x lý n n đ t y u trong xây d ng cơng trình.
1.1.4. Gi i pháp xây d ng cơng trình trên đ t y u
Vi c x lý khi xây d ng cơng trình trên n n đ t y u ph thu c vào đi u ki n nh :
đi m cơng trình, đ c đi m c a n n đ t,... Tùy đi u ki n c th mà ng
c
i thi t k ph i
đ a ra các bi n pháp x lý h p lý v kinh t , k thu t.
V nguyên t c, khi g p n n đ t y u ph i xem xét cân nh c các bi n pháp sau:
- Gi i pháp x lý k t c u cơng trình
+ Ch n ki u k t c u ít nh y lún, làm khe lún, làm gi ng BTCT, d tr đ cao b ng đ
lún d ki n c a cơng trình.
+ L a ch n đ sâu chơn móng và kích th
cách n
c ng n ng a n
c móng h p lý, s d ng v t li u, các l p
c dâng mao d n theo các khe h trong đ t.
6
+ Quy đ nh và ch p hành nghiêm ng t v quy trình đào đ p đ t.
- Các bi n pháp x lý n n
C i thi n thành ph n, tr ng thái c a đ t, t đó làm cho các tính ch t c h c, v t lý c a
đ t n n đáp ng đ
c yêu c u trong xây d ng.
làm t ng đ b n và làm gi m đ nén
lún c a đ t, có th ch n nh ng gi i pháp làm gi m đ r ng ho c t ng l c dính. Trong
m t s tr
ng h p khác, m c đích c a gia c là làm cho đ t đá t ch th m n
thành cách n
c tr
c.
- Các bi n pháp x lý v móng
L a ch n các gi i pháp cho phù h p nh : Móng đ n, móng b ng (1 ho c 2 ph
ng),
móng bè, móng c c, … tùy theo t i tr ng tác d ng và đ c đi m c a cơng trình, t ng
lo i đ t c th .
1.2. Các ph
ng pháp x lý n n đ t y u khi xây d ng cơng trình
1.2.1. Gi i pháp c h c:
G m các ph
ng pháp làm ch t b ng s d ng t i tr ng t nh (ph
ng pháp nén tr
c),
s d ng t i tr ng đ ng (đ m ch n đ ng), s d ng các c c (c c cát, c c xi m ng đ t,
c c tông c t thép, c c khoan nh i, c c vôi,...), ph
ng pháp v i đ a k thu t, ph
pháp đ m cát,... đ gia c n n b ng các tác nhân c h c.
ng
c s d ng r ng rãi và ph
bi n trong vi c x lý n n, gia c n n đ y u b hi u qu mà nó mang l i r t rõ r t và
t ng s c ch u t i c a n n, n đ nh v c
1.2.1.1.
ng đ , bi n d ng,...
m cát
- Nguyên lí ho t đ ng: Sau khi thay th l p đ t y u n m tr c ti p d
i móng cơng
trình, đ m cát đóng vai trị nh m t l p ch u l c, có kh n ng ti p thu đ
c a cơng trình và truy n t i tr ng đó xu ng l p đ t ch u l c
phía d
c t i tr ng
i, gi m b t đ
lún tồn b và đ lún khơng đ ng đ u, làm t ng nhanh quá trình c k t c a đ t n n.
- Thi công đ m cát:
7
+ Khi thi công đ m cát, vi c tr
giá ch t l
ng đ m nén ng
c tiên là ph i xác đ nh các ch tiêu đ m nén.
i ta th
đánh
ng d a vào hai ch tiêu quan tr ng: đ ch t và đ
m đ m nén.
+ Khi thi cơng đ m nén đ m cát thì th
thu c vào tr ng l
-
ng thi công theo t ng l p, chi u d y đ m tùy
ng c a máy đ m mà tính tốn và thi cơng cho phù h p.
u đi m:
+ Thi công đ n gi n, không nh h
ng đ n ô nhi m môi tr
ng nh các ph
ng pháp
khác.
+ V t li u đ thi cơng là v t li u có t thiên nhiên d khai thác.
+ Phù h p v i nh ng cơng trình đ t trên l p đ t y u có chi u dày <3m.
- Khuy t đi m:
+ Chi u dày l p đ t y u >3m thì kh i l
ng đào đ p đ thay th l p cát s l n, không
hi u qu v m t kinh t vì chi phí l n.
+N
c ng m có áp l c xu t hi n thì cát trong l p đ m có kh n ng di đ ng, xáo tr n
các thành ph n h t, đ ng th i gây ra đ lún t ng thêm d
- Ph m vi áp d ng: Áp d ng cho cơng trình có t i tr ng t
i móng cơng trình.
ng đ i nh và di n tích đ
xây d ng cơng trình khơng q l n, t i tr ng cơng trình tác d ng lên n n d
i d ng
phân b đ u, chi u dày l p đ t y u nh .
1.2.1.2. C c cát:
- Nguyên lí làm vi c: Th tích c a c c s chi m ch trong n n đ t, đ t xung quanh d c
theo chi u dài c c đ
c lèn ch t l i, do đó s c ch u t i c a n n đ
và bi n d ng không đ ng đ u c a đ t n n d
c t ng lên, đ lún
i đ móng c a cơng trình gi m đi.
- Thi cơng c c cát:
+ Chu n b h móng, đóng ng thép xu ng đ t, nh i cát và đ m ch t, đ ng th i rút
ng thép lên.
8
+
ng thép đ
c h xu ng n n đ t b ng búa đóng c c ho c b ng ph
ng pháp ch n
đ ng.
+ Khi thi công b ng ph
ng pháp đ m n n: đóng nh ng c c lõi b ng thép xu ng t i
cao trình thi t k , sau đó rút lên v nh i cát vào l c c, đ ng th i đ m t ng l p b ng
búa treo, m i l p có chi u dày t 1m đ n 1,2m.
+ Khi thi công b ng ph
k , ng
ng pháp ch n đ ng: thì sau khi h
ng thép t i chi u sâu thi t
i ta nh c máy lên và đ cát vào kho ng 1m, sau đó đ t máy ch n đ ng vào
rung trong kho ng 15-20s, ti p theo b máy ch n đ ng ra và rút ng lên kho ng 0.5m
r i l i đ t máy ch n đ ng vào rung trong kho ng 10-15s đ cho đ u nh n c a ng m
ra, cát t t xu ng. Sau đó rút ng lên d n v i t c đ đ u, v a rút ng v a rung và khi
nào ng ch còn l i trong đ t kho ng ch ng 0.5-0.8m, lúc đó m i b máy ch n đ ng
ra.
Hình 1.1: Thi cơng c c cát
9
u đi m:
-
+ C c cát làm cho đ r ng, đ
đ tn nđ
m c a đ t n n gi m và góc ma sát trong t ng lên. Vì
c nén ch t l i do đó s c ch u t i c a n n t ng lên, bi n d ng và s chênh
l ch bi n d ng c a n n cơng trình gi m đi đáng k .
+ Khi dùng c c cát, quá trình c k t c a n n đ t di n ra nhanh h n nhi u so v i n n
thiên nhiên ho c n n đ t đ
c gia c b ng c c c ng.
+ Giá thành xây d ng r h n nhi u so v i c c g , c c BTCT và đ ng th i khơng b
mịn khi n
- Nh
n
c ng m có tính xâm th c.
c đi m:
+ C n trang b thi t b thi công n ng, ng vách dài.
+ Khó ki m sốt đ
c ch t l
+ C c cát th
c dùng đ gia c n n đ t y u có chi u dày > 3m.
ng đ
ng c c trong q trình thi cơng.
+ Các l p đ t trong ph m vi gia c b ép ch t khi đóng l t o c c cát (khơng xu t hi n
tình hu ng gia t ng áp l c n
c l r ng khi t o l và gi m áp l c này khi kéo ng vách
lên, đ m cát t o c c cát). Do đó, n u n
áp l c n
c tr i lên m t đ t thì đây là quá trình tiêu tán
c l r ng và hi u qu nén ch t đ t khơng cao. Khi đó, đ t đang c k t, mà
v i đ t dính thì c n th i gian, khơng th có hi u qu t c th i.
- Ph m vi áp d ng:
+ Ph
m
ng pháp này đ
c áp d ng đ gia c n n
vùng đ t y u đ m l y, khu v c n n
t và n n đ t y u có chi u dày>3m.
+M cn
c ng m (t i th i đi m thi công) ph i
sâu (n u l n h n đ sâu đ nh c c cát
thì t t nh t).
1.2.1.3. C c bê tơng c t thép
- Ngun lí làm vi c: Khi h c c xu ng đ t n n, th tích c a c c s chi m ch đ t l
r ng c a đ t n n t đó làm t ng kh n ng ch u l c c a đ t n n.
10
+ C c bê tông c t thép làm vi c t t trong mơi tr
ng đ t, do đó ng
i ta th
ng s
d ng c c bê tông c t thép đ gia c n n đ t y u, đ c bi t là các cơng trình ch u t i
tr ng l n nh các cơng trình dân d ng và cơng nghi p, cơng trình giao thông, th y l i.
Thi công c c bê tông c t thép:
- Thi công c c đúc s n:
+ Có 02 ph
ng pháp đ ch n thi cơng c c: “ ép c c” và “ đóng c c”, tùy thu c vào
đi u ki n đ a hình, đ a m o mà ch n ph
ng pháp thi công cho phù h p.
+ Theo yêu c u thi t k mà ta ch n kích th
c và ti t di n đ phù h p v i công trình.
N u chi u dài c c l n có th chia c c thành nh ng đo n c c ng n phù h p cho vi c
ch t o và thi công.
+ Vi c đ bê tông c c ph i liên t c tránh làm phân t ng, r ng bê tông, khuôn đúc c c ph i
ph ng, dùng đ m dùi đ đ m t đ nh c c đ n m i c c tránh khuy t t t bên trong c c.
Hình 1.2: C c bê tông c t thép đúc s n
11
Hình 1.3: Máy đóng c c
Hình 1.4: Máy ép c c
- Thi công c c khoan nh i:
+
nh v tim c c:
+ D ng ng vách
+ Khoan t o l
12
+ H l ng c t thép.
+ Làm s ch đáy h khoan.
+
bê tông.
+ Rút ng ch ng: đây là giai đo n cu i cùng, toàn b giá đ đ
vách đ
c tháo d , ng ch ng
c rút lên, đ ng th i ph i đ thêm bê tông đ bù vào thành ng chi m ch
trong đ t.
- Ki m tra ch t l
ng c a c c: ki m tra ch t l
n ng ch u t i tr ng c a c c (b ng ph
-
ng đ bê tông, c t thép và ki m tra kh
ng pháp nén t nh, siêu âm).
u đi m:
+ S c ch u t i t t, tu i th c a c c cao.
+
i v i thi công c c đúc s n: Kh n ng ch u nén t t, tránh đ
c s xâm th c, quá
trình đúc c c d dàng, d dàng thi cơng, có kh n ng áp d ng khi chi u dày l p đ t y u
l n.
i v i c c khoan nh i: S c ch u t i t t do đ
-
ng kính c c mà chi u sâu m i c c
l n, tính liên t c cao do c c li n kh i không ph i n i t ng đo n c c, đ nghiêng l ch
c a c c n m trong gi i h n cho phép, đ c bi t là thi công r t t t trong khu v c đô th
vì h n ch
- Nh
-
nh h
ng đ n k t c u các cơng trình xung quanh.
c đi m: Chi phí khá l n, địi h i k thu t cao trong thi t k và thi công.
i v i c c đúc s n:
+ X lý n n đ t y u có chi u dày l p đ t y u l n c n n i các đo n c c l i do đó tính
liên t c c a c c có th b gi m đi.
+ Khi thi công c c trong đô th r t d
-
ng đ n k t c u các công trình lân c n.
i v i c c khoan nh i:
+ Bê tông c c đ
l
nh h
c thi công trong mơi tr
ng bê tơng.
13
ng bùn đ t nên khó ki m soát đ
c ch t
