Nghiên cứu tận dụng đất nạo vét kênh quan chánh bố phối trộn xỉ than để đắp nền đường giao thông tại thị xã duyên hải

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------

LÂM VĂN CHÚC

NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG ĐẤT NẠO VÉT KÊNH
QUAN CHÁNH BỐ PHỐI TRỘN XỈ THAN
ĐỂ ĐẮP NỀN ĐƯỜNG GIAO THÔNG
TẠI THỊ XÃ DUN HẢI

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THÔNG

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------

LÂM VĂN CHÚC

NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG ĐẤT NẠO VÉT KÊNH
QUAN CHÁNH BỐ PHỐI TRỘN XỈ THAN
ĐỂ ĐẮP NỀN ĐƯỜNG GIAO THÔNG
TẠI THỊ XÃ DUN HẢI

Chun ngành
Mã số

: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
: 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. CHÂU TRƯỜNG LINH

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN

Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của riêng tôi.
Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai cơng
bố trong bất kỳ cơng trình khoa học nào khác.
Tác giả luận văn

Lâm Văn Chúc


NGHIÊN CỨU TẬN DỤNG ĐẤT NẠO VÉT KÊNH QUAN CHÁNH BỐ PHỐI TRỘN
XỈ THAN ĐỂ ĐẮP NỀN ĐƯỜNG GIAO THÔNG TẠI THỊ XÃ DUYÊN HẢI
Học viên
Mã số

: Lâm Văn Chúc
Chuyên ngành: KTXD cơng trình giao thong
: 52.58.02.05 Khóa Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN

Tóm tắt: Mục tiêu của đề tài là đánh giá khả năng sử dụng đất nạo vét luồng tàu Kênh Quan
Chánh Bố phối trộn xỉ than từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải. Nghiên cứu thông qua kết quả
thực nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp: thành phần hạt, cường độ kháng nén, sức chống cắt
(Su, C, φ), hệ số thấm, CBR, đầm nén tiêu chuẩn. Sau đó so sánh thành phần hạt với nhóm A1A3 theo tiêu chuẩn AASHTO M145 để xác định được tỷ lệ phối trộn hợp lý và đánh giá khả
năng ứng dụng hỗn hợp đất- xỉ than trong đắp nền đường tại thị xã Duyên Hải.
Từ kết quả thực nghiệm hỗn hợp đạt yêu cầu theo tiêu chuẩn để thay thế lớp cát đắp nền
đường và san nền tại thị xã Duyên Hải. Mô phỏng đánh giá ổn định của nền đường đắp bằng vật
liệu nghiên cứu trên phần mềm Plaxis cho trường hợp đắp cao và nền đắp ven bờ tại Duyên Hải.
Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ cơng tác thiết kế, xây dựng
các cơng trình đắp nền đường qua vùng đất yếu góp phần tận dụng được nguồn vật liệu thải ra
trong quá trình đốt than tại các nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tại tỉnh Trà Vinh nhằm giải quyết
giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm diện tích đất dùng làm bãi chứa chất thải xỉ than và góp
phần tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên làm vật liệu xây dựng, bảo đảm phát triển bền vững.
Từ khóa: kênh Quan Chánh Bố; hỗn hợp đất - xỉ than; chỉ tiêu cơ lý; nền đường; thấm;

Summary: The objective of this project is to assess the possibility of using land to dredge the
channel of Quan Chanh Bo canal to mix coal slag from Duyen Hai thermal power plant.
Research through experimental results of mechanical and physical properties of the mixture:
grain composition, compressive strength, shear strength (Su, C, φ), permeability coefficient,
CBR, standard compaction. Then compare the grain composition with group A1-A3 according to
AASHTO M145 standard to determine the appropriate mixing ratio and evaluate the application
of coal-slag mix in road embankment in Duyen Hai town.
From the experimental results, the mixture meets the standard requirements to replace the
road sand layer and level the soil in Duyen Hai town. Simulation of evaluation of the stability of
embankment by research materials on Plaxis software for high embankment and coastal
embankment in Duyen Hai. The research results of the project can serve as a basis for reference,
serving the design, construction of road embankment constructions through weak soil,
contributing to making use of the waste materials generated during coal burning in Duyen Hai
thermal power plants in Tra Vinh province to address environmental pollution, save land areas
used as coal waste dump sites and contribute to saving natural resources as construction

materials, protecting ensure sustainable development.
Keywords: Quan Chanh Bo channel; soil-coal slag mix; mechanical indicator; roadbed;
permeate;


MỤC LỤC
Trang phụ bìa
Lời cam đoan
Mục lục
Tóm tắt luận văn
Danh mục các bảng
Danh mục các hình
MỞ ĐẦU.........................................................................................................................1
1. Lý do lựa chọn đề tài .............................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu ..............................................................................................2
3. Đối tượng nghiên cứu ............................................................................................3
4. Phạm vi nghiên cứu ...............................................................................................3
5. Phương pháp nghiên cứu ......................................................................................3
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài.............................................................3
Chương 1: TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG TẬN DỤNG VẬT
LIỆU PHÊ THẢI ĐỂ ĐẮP NỀN ĐƯỜNG CHO CÁC TUYẾN GIAO THÔNG
TRÊN ĐỊA BÀN THỊ XÃ DUYÊN HẢI .....................................................................4
1.1. Các biện pháp gia cố đất cải thiện thành phần hạt và cải thiện chỉ tiêu cơ lý
......................................................................................................................................4
1.2 Yêu cầu về đất đắp nền đường ...........................................................................4
1.2.1 Yêu cầu đối với vật liệu đắp nền đường [4] ...............................................4
1.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc đầm chặt của đất ..................................7
1.3. Tổng quan về điều kiện địa chất tự nhiên thị xã Duyên Hải ..........................9
1.4. Tình hình sử dụng vật liệu để đắp nền đường tại thị xã Duyên Hải............11
1.4.1 Cấp phối đất thiên nhiên [2] ....................................................................12

1.4.2 Cát đen (có hoặc khơng có gia cố chất liên kết vô cơ)[1] .......................12
1.5. Triển vọng sử dụng đất nạo vét Kênh Quan Chánh Bố phối trộn xỉ than để
đắp nền đường..........................................................................................................12
1.6. Tổng quan về nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu ......................15
1.6.1. Nghiên cứu trong nước............................................................................15
1.6.2. Nghiên cứu trên thế giới ..........................................................................17
KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ............................................................................................21
Chương 2: QUY HOẠCH THỰC NGHIỆM XÁC ĐỊNH TỶ LỆ PHỐI TRỘN
HỢP LÝ XỈ THAN ......................................................................................................20
2.1. Sơ đồ quy hoạch thực nghiệm..........................................................................21
2.2. Đánh giá trữ lượng, chất lượng đất tại các bãi chứa.....................................24
2.2.1. Hình ảnh các bãi chứa đã được nạo vét từ kênh Quan Chánh Bố như
sau ............................................................................................................24


2.2.2. Kết quả khảo sát địa chất và phân tích thành phần vật liệu tại các bãi
chứa K2, K3, K4, K5, K9 .........................................................................27
2.2.3. Đánh giá chỉ tiêu cơ lý – hóa đất .............................................................27
2.2.4. Đánh giá chỉ tiêu cơ – lý – xỉ than...........................................................32
2.2.5. Xác định tỷ lệ phối trộn............................................................................33
2.3. Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp..........................................................37
2.3.1.Thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn (TCVN 4201:2012)[8] ........................37
2.3.2. Thí nghiệm nén đơn trục (qu) TCVN 9403:2012)[9] .............................37
2.3.3. Thí nghiệm cắt trực tiếp và nén nhanh (TCVN 4199:2012)[7] .............38
2.3.4. Thí nghiệm hệ số thấm (TCVN 8723:2012)[10] .....................................39
2.3.5. Thí nghiệm CBR (Dựa theo tiêu chuẩn (22TCN332: 06)[11]................40
2.4. Đề xuất tỉ lệ phối trộn hợp lý của hỗn hợp .....................................................41
KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ............................................................................................42
Chương 3: ĐÁNH GIÁ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG TRÊN ĐỊA BÀN THỊ XÃ
DUYÊN HẢI KHI SỬ DỤNG HỖN HỢP ĐẤT NẠO VÉT - XỈ THAN ...............43

3.1. Thống kê hình học các mặt cắt ngang nền đường hiện hữu và quy hoạch .43
3.1.1. Mặt cắt ngang hiện hữu...........................................................................43
3.1.2. Mặt cắt ngang quy hoạch.........................................................................44
3.2. Đánh giá ổn định nền đường- khi áp dụng hỗn hợp đất phối trộn xỉ than .45
3.2.1. Bài toán áp dụng ......................................................................................45
3.2.2. Thông số vật liệu ......................................................................................46
3.2.3. Kết quả tính tốn ......................................................................................47
3.3. Đề xuất mặt cắt ngang hợp lý (theo chiều cao đắp, đặc trưng chế độ thủy
nhiệt,...)......................................................................................................................55
3.3.1 Yếu tố về kỹ thuật ......................................................................................55
3.3.2 Yếu tố về kinh tế ........................................................................................55
3.3.3 Đề xuất mặt cắt ngang ..............................................................................56
KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ............................................................................................57
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.....................................................................................58
1. Kết luận.................................................................................................................58
2. Kiến Nghị ..............................................................................................................59
TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................60
QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (bản sao)


DANH MỤC CÁC BẢNG
Số hiệu
Tên bảng
Trang
1.1
Quy định Độ chặt đầm nén yêu cầu đối với nền đường
5
1.2
Quy định về sức chịu tải (CBR) nhỏ nhất
5

Độ ẩm khống chế tương ứng với khối lượng thể tích của một số
1.3
7
loại đất (theo TCVN 4447 – 2012)
1.4
Địa tầng địa chất thị xã Duyên Hải
10
1.5
Thành phần hỗn hợp phối trộn
17
2.1
Bảng kế hoạch thực nghiệm
22
2.2
Diện tích và khối lượng hạ cao độ tại các bãi chứa
26
Tỷ lệ (%) trung bình thành phần các loại vật liệu theo cỡ hạt chứa
2.3
27
trong đất phần thu hồi của bãi bùn K2, K3, K4, K5, K9
Tổng hợp bề dày bắt gặp các lớp đất trong các hố khoan tại bãi
2.4
27
chứa K2, K3, K4, K5, K9
2.5
Thành phần hạt nguyên trạng (mẫu K2, K3, K4, K5, K9)
28
2.6
Kết quả thí nghiệm thành phần hạt tại bãi chứa K2
28

2.7
Kết quả thí nghiệm thành phần hạt tại bãi chứa K3
28
2.8
Kết quả thí nghiệm thành phần hạt tại bãi chứa K4
29
2.9
Kết quả thí nghiệm thành phần hạt tại bãi chứa K5
29
2.10
Kết quả thí nghiệm thành phần hạt tại bãi chứa K9
30
2.11
Sức kháng nén không nở hơng
31
2.12
Thành phần hóa học của than xỉ
32
2.13
Thành phần hạt của xỉ than
33
2.14
Phân chia hạt và nhóm đất theo hệ thống AASHTO
33
2.15
Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K2
34
2.16
Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K3
34

2.17
Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K4
35
2.18
Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K5
36
2.19
Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K9
36
2.20
Các chỉ tiêu dung trọng, độ ẩm mẫu phối trộn
37
2.21
Kết quả nén đơn trục mẫu phối trộn
37
2.22
Các chỉ tiêu dung trọng, độ ẩm mẫu phối trộn
38
Bảng tổng hợp giá trị tăng giảm c và φ sau của hỗn hợp so với
2.23
39
các bãi đất tương ứng
2.24
Kết quả hệ số thấm mẫu phối trộn
39
2.25
Kết quả sức chịu tải CBR mẫu hỗn hợp vật liệu
40

2.26
3.1
3.2
3.3
3.4
3.5
3.6
3.7

Bảng tổng hợp các quả thực nghiệm tỷ lệ phối trộn của mẫu
Tính chất cơ lý các lớp vật liệu kết cấu áo đường mơ phỏng trong
Plaxis
Tính chất cơ lý vật liệu hỗn hợp đất gia cố xỉ than mô phỏng
trong Plaxis
Bảng tổng hợp quy đổi xe
Kết quả tính hệ số ổn định cho bài toán đường đầu cầu
Kết quả tính độ lún nền đường cho bài tốn đường đầu cầu
Kết quả tính hệ số ổn định cho bài tốn đường – đê – kè kết hợp
Kết quả tính độ lún nền đường cho bài toán đường – đê – kè kết
hợp Độ lún nền đường (mm)

41
46
47
47
51
51
53
53

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hiệu
Tên bảng
Trang
1.1
Bản đồ địa giới hành chính thị xã Duyên Hải
9
Sơ đồ vị trí các bãi chứa Dự án Luồng Tàu Biển tải trọng lớn vào
1.2
13
Sông Hậu (Kênh Quan Chánh Bố)
Ảnh vệ tinh khu đỗ bùn Dự án Luồng Tàu Biển tải trọng lớn vào
1.3
14
Sông Hậu (Kênh Quan Chánh Bố)
1.4
Biểu đồ tương quan của dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm tối ưu
18
1.5
Giá trị CBR trong các thí nghiệm khác nhau
18
2.1
Sơ đồ thực nghiệm
21
2.2
Bãi Chứa K2
24
2.3
Bãi Chứa K3

24
2.4
Bãi Chứa K4
25
2.5
Bãi Chứa K5
25
2.6
Bãi Chứa K9
26
2.7
Biểu đồ sức kháng cắt của đất
30
2.8
Biểu đồ nén lún của đất
31
2.9
Bãi chứ Xỉ than
32
2.10
Biểu đồ thành phần hạt của xỉ than
33
2.11
Biểu đồ Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K2
34
2.12
Biểu đồ Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K3
35
2.13
Biểu đồ tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K4

35
2.14
Biểu đồ tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K5
36
2.15
Biểu đồ tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than K9
36
2.16
Biểu đồ kết quả đầm chặt mẫu phối trộn
37
2.17
Kết quả nén đơn trục mẫu phối trộn
38
2.18
Biểu đồ quan hệ US cắt - US pháp khi cắt trực tiếp mẫu phối trộn
38
2.19
Biểu đồ thấm theo áp lực nén
40
2.20
Biểu đồ Kết quả thí nghiệm CBR mẫu phối trộn
41
3.1
Mặt cắt ngang đường nội ô có bề rộng mặt đường 5.5m
43
3.2
Mặt cắt ngang đường nội ô có bề rộng mặt đường 7m
44
3.3
Mặt cắt ngang đường đầu cầu có mặt đường 11m

44
3.4
Mặt cắt ngang điển hình đường 30/4 theo quy hoạch
45
3.5
Mặt cắt ngang điển hình đường 19/5 theo quy hoạch
45
3.6
Mặt cắt ngang đoạn đầu cầu tính toán trường hợp nền đắp cao 5m
48


3.7
3.8
3.9
3.10
3.11
3.12
3.13
3.14
3.15

Kết quả tính đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 5m
theo trường hợp 1 (vật liệu K2)
Mặt cắt ngang đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 6m
Kết quả tính đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 6m
theo trường hợp 1 (vật liệu K2)
Mặt cắt ngang đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 7m
Kết quả tính đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 7m
theo trường hợp 1 (vật liệu K2)

Mặt cắt ngang đoạn đầu cầu tính tốn trường hợp nền đắp cao 5m
Kết quả tính đường – đê – kè kết hợp tính tốn trường hợp nền
đắp cao 5m theo trường hợp 1 (vật liệu K2)
Mặt cắt ngang đoạn đường đơ thị quy hoạch
Kết quả tính độ lún nền đường theo bài tốn đoạn đường đơ thị
quy hoạch

48
49
49
50
50
53
53
54
55


1

MỞ ĐẦU
1. Lý do lựa chọn đề tài
Hiện nay hầu hết các nước đang phát triển trên thế giới luôn chú trọng và ưu tiên
việc tập trung đẩy mạnh và phát triển nền kinh tế đất nước lên hàng đầu. Một trong các
mục tiêu và giải pháp phục vụ phát triển kinh tế đó là phát triển nguồn năng lượng vì
nó là một trong những nhu cầu thiết yếu phục vụ cho các ngành sản xuất và nhu cầu
sinh hoạt cho tồn nhân loại.
Ngày 21/7/2011, Thủ tướng Chính phủ ban hành Quyết định số 1208/QĐ-TTg
phê duyệt quy hoạch phát triển điện lực quốc gia giai đoạn 2011 – 2020 có xét đến
năm 2030[14]. Trên cơ sở thực hiện Quyết định trên các nhà máy nhiệt điện đốt than

sẽ được tiếp tục phát triển để đến năm 2020 với tổng công suất đạt khoảng 36.000
MW, điện sản xuất khoảng 156 tỷ kWh (chiếm khoảng 46,8% sản lượng điện sản xuất)
và tiêu thụ khoảng 67,3 triệu tấn than, thải ra môi trường khoảng 15-20 triệu tấn tro xỉ
và khối luợng lớn khí SOx độc hại. Ðối với tỉnh Trà Vinh, đặt biệt là địa bàn thị xã
Dun Hải ngồi lợi ích mang lại từ dự án thì vấn đề xử lý một khối lượng rất lớn cát
nạo vét từ việc đầu tư thực hiện dự án đặt ra cho địa phương là hết sức khó khăn.
Trong những năm gần đây, nước ta đã đầu tư xây dựng rất nhiều nhà máy nhiệt
điện và đấu nối vào lưới điện quốc gia, nhằm giảm phụ thuộc vào nguồn thủy điện. Trà
Vinh là tỉnh đã được Trung ương đầu tư xây dựng dự án các Nhà máy nhiệt điện với
tổng công suất 2490MW, theo thiết kế Nhà máy nhiệt điện Duyên Hải thải ra môi
trường hàng năm khoảng 1,5 triệu tấn tro bay và xỉ than/năm. Như vậy, khi các dự án
vận hành sẽ thải ra lượng tro xỉ rất lớn, là một trong số các chất thải rắn sinh ra trong
quá trình đốt than trong các nhà máy nhiệt điện. Tùy thuộc vào nguồn nhiên liệu (than
đá, than nâu,...) và cơng nghệ đốt (lị than phun, lị tầng sơi,...) mà khối lượng và thành
phần tro khác nhau, nếu khơng có giải pháp xử lý triệt để thì ngồi việc cần đến hàng
nghìn hecta đất để chơn lấp, tro xỉ cịn là nguồn gây ơ nhiễm mơi trường đất, nước và
khơng khí. Tuy nhiên, hiện nay theo thống kê cho thấy mới chỉ có khoảng 10% lượng
tro thải ra hàng năm được thu gom, sử dụng, cịn lại 90% vẫn thực hiện chơn lấp. Nếu
khơng được thu gom, tận dụng sẽ không chỉ là một sự lãng phí lớn mà cịn là một hiểm
họa đối với mơi trường. Bên cạnh đó theo Quyết định 1696/QĐ-TTg ngày 23/9/2014
của Thủ tướng Chánh phủ quy định thời hạn sử dụng bãi thải là 2 năm đối với các nhà
máy nhiệt điện, nhà máy hóa chất [15]. Để giải quyết vấn đề này buộc chính quyền các
cấp và các nhà khoa học phải tìm biện pháp khắc phục nhằm giảm thiểu tác hại ô
nhiểm môi trường, ổn định kinh tế - xã hội cho địa phương.
Thực tế ở nhiều nước trên thế giới tro xỉ than từ các nhà máy nhiệt điện được sử
dụng rất hiệu quả trong nhiều lĩnh vực, đặc biệt là trong xây dựng. Việc sử dụng rác
thải công nghiệp như tro, xỉ than trong xây dựng đường giao thơng ln được khuyến
khích và đơi khi là một điều kiện bắt buộc. Ở tỉnh Trà Vinh nói chung và thị xã Duyên

2
Hải nói riêng rất thiếu vật liệu để san nền và đắp nền đường: cấp phối thiên nhiên, cấp
phối đá dăm các loại thường phải lấy từ các tỉnh xa đến (Đồng Nai, Bình Dương, Bà
Rịa Vũng Tàu, Tây Ninh, …), nên thường dẫn tới suất đầu tư xây dựng các cơng trình
giao thơng, cơng cộng cao hơn nhiều so với các khu vực khác, nguyên nhân là do địa
bàn có nhiều kênh rạch, đại chất phức tạp, nền đất rất yếu nên để triển khai xây dựng
các cơng trình, cơ sở hạ tầng trên địa bàn phải tăng thêm nhiều chi phí để xử lý so với
các nơi khác, nguồn vật liệu xây dựng khan hiếm, khơng có sẵn để khai thác tại chỗ
mà phải vận chuyển chủ yếu bằng đường thủy từ các vùng khác đến nên chi phí đầu tư
xây dựng là rất lớn.
Vì vậy, làm sao để giảm bớt khối lượng vật liệu (nhất là cát đắp nền và cấp phối
đá dăm) phải đưa từ nơi khác để sử dụng cho cơng trình đồng thời đảm bảo cơng trình
sử dụng tốt, ổn định và giảm bớt chi phí là vấn đề phải quan tâm.
Trong khi đó việc tái sử dụng tro, xỉ thành các vật liệu nền móng cho đường giao
thơng, xử lý nền móng cơng trình lại được áp dụng khá phổ biến hiện nay. Việc sử
dụng xỉ than thải ra từ nhà máy nhiệt điện phối trộn kết hợp với các phụ gia như vôi, xi
măng nhằm cải thiện khả năng chịu tải, khả năng chống thấm của vật liệu gia cố là giải
pháp tốt đảm bảo cải thiện được chi phí xây dựng cơng trình, giảm chi phí chơn lấp xỉ
than, tận dụng được nguồn cát nạo vét, đó là một lựa chọn kinh tế và thân thiện với
mơi trường. Như vậy, có thể nhận định việc nâng cao hiệu quả kinh tế trong đầu tư xây
dựng cơng trình bằng vật liệu xây dựng mới là giải pháp hoàn toàn khả thi. Đặc biệt,
việc tăng cường sử dụng vật liệu xây dựng được sản xuất từ tro, xỉ của nhà máy nhiệt
điện kết hợp với đất được nạo vét từ Kênh Quan Chánh Bố có thể mang lại hiệu quả
kinh tế trong đầu tư xây dựng cơng trình, vì nó vừa mang lại hiệu quả kinh tế cho các
dự án đầu tư xây dựng, giảm tải vấn đề xử lý lượng tro xỉ than thải ra môi trường cũng
như việc tận dụng nguồn vật liệu nạo vét từ các kênh mương của địa phương.
Từ các vấn đề nêu trên, học viên quan tâm và thực hiện đề tài “Nghiên cứu tận
dụng đất nạo vét kênh Quan Chánh Bố phối trộn xỉ than để đắp nền đường giao
thông tại thị xã Duyên Hải” làm đề tài nghiên cứu. Trên cở sở nghiên cứu bằng thực
nghiệm, kết hợp lý thuyết tính tốn bằng số liệu cụ thể, để từ kết quả tính tốn sẽ đưa

ra những nhận định và các đề xuất, kiến nghị nhằm tiêu thụ chất thải tro, xỉ than của
nhà máy nhiệt điện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh và nguồn đất nạo vét kênh Quan Chánh
bố để phối trộn đắp nền đường giao thông trên địa bàn thị xã Duyên Hải.
2. Mục tiêu nghiên cứu
2.1. Mục tiêu tổng quát
Nghiên cứu vật liệu phế thải để đắp nền đường trên địa bàn thị xã Duyên Hải.
2.2. Mục tiêu cụ thể
- Đánh giá khả năng sử dụng đất nạo vét luồng tàu kênh quan Chánh bố;
- Đánh giá các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp và xác định được tỷ lệ hỗn hợp phối
trộn hợp lý về kinh tế - kỹ thuật;


3
- Đánh giá được khả năng ứng dụng hỗn hợp đất- xỉ than trong đắp nền đường tại
thị xã Duyên Hải;
3. Đối tượng nghiên cứu
- Đất nạo vét từ kênh Quan Chánh Bố.
- Xỉ than từ nhà máy nhiệt điện Duyên Hải
4. Phạm vi nghiên cứu
- Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết tính tốn, tiến hành thí nghiệm các chỉ tiêu
cơ lý của hỗn hợp vật liệu đất – xỉ than từ đó đưa ra các kết luận và giải pháp kết
cấu thực tế.
5. Phương pháp nghiên cứu
Thu thập thông tin: Thu thập từ các đề tài, dự án liên quan đến ứng dụng của các
loại vật liệu: đất và xỉ than;
Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của hỗn hợp vật liệu đất – xỉ than;
Mô phỏng số đánh giá ổn định của nền đường đắp sau khi sử dụng hỗn hợp vật
liệu nghiên cứu.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiển của đề tài
6.1. Ý nghĩa khoa học

Thơng qua các thí nghiệm trong phịng, đánh giá được khả năng ứng dụng làm
vật liệu đắp nền đường khi sử dụng hỗn hợp đất – xỉ than.
Đề xuất tỷ lệ phối trộn hợp lý giữa các thành phần vật liệu, đảm bảo tính kinh tế kỹ thuật trong xây dựng.
6.2. Ý nghĩa thực tiễn
- Kết quả nghiên cứu của đề tài có thể làm cơ sở tham khảo, phục vụ cơng tác
thiết kế, xây dựng các cơng trình gia cố nền đường trong vùng đất yếu góp phần tận
dụng được nguồn vật liệu thải ra trong quá trình đốt than nhà máy nhiệt điện Duyên
Hải tại địa phương nhằm giải quyết giảm thiểu ô nhiễm môi trường, tiết kiệm diện tích
đất dùng làm bãi chứa chất thải xỉ than và góp phần tiết kiệm tài nguyên thiên nhiên
làm vật liệu xây dựng, bảo đảm phát triển bền vững.
- Kết quả nghiên cứu giúp cho tư vấn thiết kế, chủ đầu tư có thêm phương án so
sánh phương án xử lý về gia cố nền đường từ nguồn vật liệu tại địa phương, đảo bảo
hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế.


4
Chương 1

TỔNG QUAN VỀ GIA CỐ ĐẤT VÀ KHẢ NĂNG TẬN DỤNG
VẬT LIỆU PHÊ THẢI ĐỂ ĐẮP NỀN ĐƯỜNG CHO CÁC TUYẾN
GIAO THÔNG TRÊN ĐỊA BÀN THỊ XÃ DUYÊN HẢI
1.1. Các biện pháp gia cố đất cải thiện thành phần hạt và cải thiện chỉ tiêu cơ lý
Gia cố đất nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính
chất cơ lý của nền đất yếu như: giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng
trị số mo dun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất...
Đối với cơng trình giao thơng, việc xử lý nền đất yếu cịn làm giảm tính thấm của
đất, đảm bảo ổn định cho khối đất đắp.
Các biện pháp gia cố đất thông thường:
- Các biện pháp cơ học: Phương pháp làm chặt bằng đầm, đầm chấn động,
phương pháp làm chặt bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc vôi...),

phương pháp thay đất, nén trước, vải địa kỹ thuật, đệm cát...
- Các biện pháp vật lý: Phương pháp hạ mực nước ngầm, giếng cát, bấc thấm,
điện thấm...
- Các biện pháp hóa học: các phương pháp keo kết đất bằng xi măng, vữa xi
măng, silicat hóa, điện hóa...
1.2 Yêu cầu về đất đắp nền đường
1.2.1 Yêu cầu đối với vật liệu đắp nền đường [4]
1. Không được sử dụng trực tiếp các loại đất dưới đây để đắp bất cứ bộ phận nào
của nền đường:
- Đất bùn, đất than bùn (nhóm A-8 theo AASHTOM145)
- Đất mùn lẫn hữu cơ có thành phần hữu cơ quá 10%, đất có lẫn cỏ và rễ cây, lẫn
rác thải sinh hoạt (AASHTOT267-86);
- Đất lẫn các thành phần muối dễ hịa tan q 5% (cách thí nghiệm xác định xem
phụ lục D);
- Đất sét có độ trương nở cao vượt quá 3,0% (thí nghiệm xác định độ trương nở
theo 22 TCN332-06);
- Đất sét nhóm A-7-6 (theo AASHTO M145) có chỉ số nhóm từ 20 trở lên;
Khi khơng có các loại đất khác, phải có biện pháp cải tạo các loại đất nói trên để
dùng làm vật liệu đắp nền đường như: loại bỏ các thành phần bất lợi, xử lý đất xấu bằng
cách trộn thêm vôi, trộn thêm cát hoặc áp dụng các biện pháp tăng thêm độ chặt đầm
nén, hạn chế nước thấm nhập... Các biện pháp nói trên phải được đánh giá thơng qua thử
nghiệm ở trong phòng, ở hiện trường và phải được phê duyệt theo các quy định.
Loại đất và sức chịu tải của vật liệu đắp nền đường phải thõa mãn các yêu cầu
quy định, phải đạt độ chặt đầm nén theo bảng dưới đây.


5
Bảng 1.1 Quy định Độ chặt đầm nén yêu cầu đối với nền đường
Phạm vi độ sâu
Độ chặt K của nền đường

tính từ đáy áo
Đường
Đường cấp
Loại và bộ phận nền đường
Đường
đường trở
cấp I đến
V đến cấp
cao tốc
xuống (cm)
cấp IV
VI
Khi áo đường dày trên
30
≥ 1,0
≥ 0,98
≥ 0,95
60cm
Khi áo đường dày dưới
50
≥ 1,0
≥ 0,98
≥ 0,95
60cm
Bên
Cho đến hết thân
≥ 0,98
≥ 0,95
≥ 0,93
Nền

dưới
nền đắp (trường
đắp
chiều hợp
sâu
vật liệu mới đắp)
nói
Đất nền tự nhiên
Cho đến 80
≥ 0,93
≥ 0,90
trên
*
( )
Cho đến 100
30
30 đến 80
30 đến 100

≥ 0,95
≥ 1,0

≥ 0,98
≥ 0,95
Nền đào và không đào không
đắp (nền thiên nhiên
≥ 0,93
≥ 0,95
(**)
≥ 0,95

(*) Trường hợp này là trường hợp nền đắp thấp khu vực tác dụng có một phần nằm vào
phạm vi đất nền thiên nhiên;
(**) Nếu nền thiên nhiên không đạt độ chặt yêu cầu ở bảng 2 thì phải đào phạm vi
khơng đạt rồi đầm nén lại cho đạt u cầu.

2. Khơng được dùng đất bụi nhóm A-4 và A-5 (theo phân loại ở AASHTO
M145) để xây dựng các bộ phận nền đường dưới mức nước ngập hoặc mức nước
ngầm và không nên dùng chúng trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường
3.Vật liệu đắp nền phải có sức chịu tải CBR nhỏ nhất như qui định tại Bảng1.2
Bảng 1.2 Quy định về sức chịu tải (CBR) nhỏ nhất
Phạm vi nền đường tính từ
đáy áo đường trở xuống
Nền đắp
30 cm trên cùng
Từ 30 cm đến 80 cm
Từ 80 cm đến 150 cm
Từ 150 cm trở xuống
Nền không đào không đắp
và nền đào
30 cm trên cùng
Từ 30cm đến 100cm với đường
cao tốc, đường cấp I, cấp II, cấp
III và đến 80 cm
với đường các cấp khác

Sức chịu tải (CBR%) tối thiểu
Nền cho đường
Nền cho đường
Nền cho
cấp III, cấp IV có

các cấp khác
đường cao
sử dụng mặt
khơng sử dụng
tốc, cấp I,
đường cấp cao
mặt đường cấp
cấp II
A1
cao 1
8
5
4
3

6
4
3
2

5
3
3
2

8

6

5

5

4

3


6
4. Kích cỡ hạt lớn nhất của các hạt sỏi cuội, đá lẫn trong đất áp dụng cho trường
hợp đắp đất lẫn đá là 100 mm khi đắp trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường
và là 150 mm khi đắp phạm vi dưới khu vực tác dụng. Khi đắp trong phạm vi dưới khu
vực tác dụng bằng đá loại cứng vừa và cứng (cường độ chịu nén trên 20 MPa) thì cỡ
hạt lớn nhất cịn có thể cho phép bằng 2/3 bề dày đầm nén lớp đất lẫn đá lúc thi công.
Nếu là đá loại mềm hoặc có nguồn gốc từ đá phong hóa mạnh (cường độ chịu nén từ
20 MPa trở xuống) thì kích cỡ hạt lớn nhất có thể bằng với bề dày đầm nén nhưng trị
số sức chịu tải CBR của chúng vẫn phải đạt yêu cầu qui định tại Bảng 1.3.
5.Vật liệu đắp bao.
Khi nền đường đắp bằng cát, nền đường phải được đắp bao cả hai bên mái ta luy
và phần đỉnh nền phía trên như yêu cầu ở 7.4.4 TCVN 4054. Trong trường hợp này đất
đắp bao hai bên ta luy cũng phải phù hợp với các yêu cầu tại 5.1, 5.2, 5.3 và 5.4.
Nếu kết hợp, làm chức năng lớp đáy móng, vật liệu đắp bao phía đỉnh nền phải
phù hợp với qui định tại 2.5.2 của 22 TCN 211-06
Nếu khó kiếm được đất đắp bao phù hợp phải đề xuất giải pháp thay thế khác để
đáp ứng các yêu cầu đã được qui định nói trên. Giải pháp thay thế phải được trình
duyệt theo qui định về giải pháp thiết kế.
- Đất dùng để đắp phải có cường độ và độ ổn định lâu dài. Khi chọn đất phải qua
thí nghiệm về cường độ, độ ẩm và cấp phối hạt.
- Đất dùng để đắp: đất sét, đất sét pha cát, đất cát pha sét.
- Đất không nên dùng để đắp: đất phù sa, cát chảy, đất bùn, đất bụi, đất mùn. Khi

gặp nước hầu như khơng cịn khả năng chịu lực.
- Đất thịt và đất sét ướt khó thốt nước, gặp nước thì trơn trượt, khơng cịn lực
ma sát.
- Đất chứa hơn 50% thạch cao (theo khối lượng thể tích) dễ hút nước.
- Đất thấm nước mặn ln ln ẩm ướt.
- Đất chứa nhiều rễ cây, rơm rác, đất thực vật (đất trồng trọt) dễ mục nát, thối rữa.
- Các loại đất đá lớn hơn nhóm VI; độ rỗng lớn.
Loại đất thực vật hữu cơ (lượng hữu cơ - thực vật dưới 8%) chỉ nên dùng để san
lấp những nơi không yêu cầu đầm chặt (đất vườn).
Không dùng đất bùn - đất sình lầy làm đất đắp. Riêng đối với đất mềm hoặc đất
ao hồ nếu đã được xử lý (sau khi hong phơi và lượng ngậm nước đạt u cầu cho
phép) thì cũng có thể dùng để đắp - nhưng cũng chỉ dùng để đắp những nơi không
quan trọng (sân bãi khơng có tải trọng ở trên bề mặt).
Loại đất dính có lượng ngậm nước thích hợp (độ ẩm thích hợp) được dùng để đắp
cho tất cả các tầng trong khối đắp.
Cũng có thể dùng đất phèn, đất mặt đất có ngậm muối để đắp... Tuy nhiên, khơng
dùng các loại đất có chứa tinh thể muối (hạt muối) hoặc đất có lẫn các thực vật ngậm
muối.


7
Ngồi các u cầu trên cịn tuỳ theo đối tượng cơng trình, cịn tuỳ theo địi hỏi
thiết kế mà cịn phải quan tâm đến một số chỉ tiêu khác như:
- Thành phần hạt của vật liệu.
- Dung trọng khô và độ ẩm của đất đắp trong tự nhiên.
- Hệ số thấm K của đất.
- Góc ma sát trong của đất.
- Dung trọng khô khi độ ẩm tối ưu đạt được trong phịng thí nghiệm.
1.2.2 Các nhân tố ảnh hưởng đến việc đầm chặt của đất
Yêu cầu và đòi hỏi quan trọng nhất đối với một khối đắp là sự đầm chặt. Tuy

nhiên việc đầm chặt một khối đắp hoặc phải đầm chặt một loại đất nào đó... khơng
phải là một việc làm đơn giản vì nó phụ thuộc rất nhiều nhân tố và điều kiện khách
quan khác nhau.
Các nhân tố ảnh hưởng đến việc đầm chặt khối đắp bao gồm: Lượng ngậm nước
(độ ẩm) có trong đất. Chiều dày lớp đất đắp đầm. Thiết bị đầm chặt và số lần đầm
chặt. Loại đất dùng để đắp. Điểu kiện thời tiết và địa hình thực hiện.
*Lượng ngậm nước (độ ẩm của đất: w %)
Lượng ngậm nước hay còn gọi là độ ẩm của đất có ảnh hưởng rất lớn trong việc
đầm chặt đất. Cùng một loại đất nhưng nếu lượng nước trong đất q nhiều hoặc q ít
(đất khơ) đều rất khó đầm chặt. Đối với mỗi loại đất, có một độ ẩm w% thích hợp nhất
định, khơng có loại nào giống loại nào.
Bảng 1.3. Độ ẩm khống chế tương ứng với khối lượng thể tích của một số loại đất
(theo TCVN 4447 – 2012)
Khối lượng thể tích lớn
nhất của đất khi đầm nén
Cát
8 đến 12
1,75 đến 1,95
Đất cát pha
9 đến 15
1,85 đến 1,95
Bụi
14 đến 23
1,60 đến 1,82
Đất pha sét nhẹ
12 đến 18
1,65 đến 1,85
Đất pha sét nặng
15 đến 22
1,60 đến 1,80

Đất pha sét bụi
17 đến 23
1,58 đến 1,78
Sét
18 đến 25
1,55 đến 1,75
Với mỗi loại đất trước khi dùng để đắp, người ta thường kiếm tra thử nghiệm lại
trong phịng thí nghiệm. Người ta giảm độ ẩm thực tế để có nhiều mẫu đất có độ ẩm
(W%) khác nhau, sau đó tiến hành đầm chặt và đo dung trọng khô của nó. Từ đó ta tìm
ra được khối lượng thể tích lớn nhất và độ ẩm thích hợp nhất.
Để tìm ra độ ấm tối ưu thích hợp cho mỗi loại đất cũng như khối lượng thể tích lớn
nhất mà nó có thế đạt được, người ta phải tiến hành kiểm tra trong phịng thí nghiệm
theo các phương pháp sau đây (xem TCVN 79 -1980; TCVN 4447-1987; TCVN 4202
– 1995,...).
Loại đất

Độ ẩm khống chế, %


8
- Phương pháp dùng cối tiêu chuẩn Proctor
- Phương pháp dùng hạn độ chảy của đất.
- Phương pháp dùng phao Kavaliép.
- Phương pháp dùng dao vịng.
Sau khi có kết quả thí nghiệm xác định được độ ẩm thích hợp của đất đắp w% nên căn cứ vào w % thí nghiệm để chọn loại đất đắp có độ ẩm gần đúng với độ ẩm tối
ưu w % mà phịng thí nghiệm đã xác định.
Trong thực tế, nhiều khi đất cần dùng cho việc đắp có độ ẩm quá lớn, vượt quá
các sai số cho phép nói trên. Để có thể dùng đắp vào cơng trình, thường thì phải hong
phơi và thậm chí có lúc người ta phải sấy khơ bớt nước. Với trường hợp đất q khơ
(độ dính kém) độ ẩm quá thấp khiến cho việc đầm chặt khó, người ta phải bổ sung

thêm nước vào đất
- Chọn chiều dày các lớp đất đắp để đầm
Để có thể đầm chặt đất, thường người ta đắp từng lớp và đầm chặt. Sau khi lớp
đắp đạt được độ chặt thiết kế thì tiếp tục đắp lớp kế tiếp và đầm chặt liên tục.
Dưới tác dụng của các thiết bị đầm chặt, dung trọng của đất trên bề mặt ngày
càng tăng. Đất càng sâu, chịu tác động của đầm càng giảm. Nếu lớp đất mỗi lượt đắp
để đầm quá lớn, ảnh hưởng làm chặt đất phần dưới sẽ giảm nhiều có khi khơng chịu
ảnh hưởng của đầm, nói cách khác, đất khơng được đầm chặt. Việc chọn chiều dày
mỗi lớp đất đắp để đầm rất quan trọng, vì các yếu tố sau:
- Bảo đảm đất dưới cùng được đầm chặt.
- Bảo đảm năng suất của máy đầm.
Nếu cho chiều dày lớp đất đắp nhỏ lại để đất được chặt có thể xảy ra hai trường hợp.
Năng suất của máy đầm sẽ bị giảm.
Chiều dày lớp đất q nhỏ ngồi việc khơng nâng cao năng suất hiệu quả của
máy đầm ra, có khi cịn gây phản tác dụng. Tác dụng của đầm quá mạnh mà đất đắp
quá mỏng dễ sinh ra phá hỏng kết cấu của lớp đất đắp. Do vậy việc chọn đúng chiều
dày lớp đất đắp để đầm của từng loại đất đối với từng loại thiết bị đầm là rất cần thiết.
Sau đây là một số kinh nghiệm chọn chiều dày lớp đất đầm:
- Đầm tay nên chọn chiều dày lớp đắp đầm: khoảng 15cm.
- Đầm lăn, đầm ôtô máy kéo loại nhẹ: 15 - 20cm.
- Đầm lăn và đầm nện có cơng suất lớn: 20 - 30cm.
- Đầm lăn 10-50 tấn, tuỳ loại có thể: 30 - 50cm.
Tuy vậy, cũng cần xem kỹ các tính năng kỹ thuật của các thiết bị đầm được sử
dụng để đầm chặt. Theo chỉ dẫn của nhà sản xuất, mỗi loại đầm chỉ có khả năng đầm
chặt đất đến độ sâu nhất định và nhất thiết chiều dày lớp đất đắp đầm không được vượt
q thơng số nói trên.


9
Chiều dày lớp đất sau khi đầm dĩ nhiên nhỏ hơn chiểu dày lớp đất đắp lúc đầu.

Tuỳ theo yêu cầu độ chặt đầm nén cao thấp, tuỳ theo phương pháp đầm máy hay thủ
công mà chiều dày của đất sau khi đầm chặt sẽ lớn hay nhỏ.
1.3. Tổng quan về điều kiện địa chất tự nhiên thị xã Duyên Hải
Thị xã Duyên Hải với tổng diện tích đất tự nhiên là 17.710 ha. Thị xã Dun Hải
có địa hình mang tính chất của vùng đồng bằng ven biển rất đặc thù với những giồng
cát hình cánh cung chạy dài theo hướng song song với bờ biển. Các giồng cát tập trung
chủ yếu ở các xã phía Bắc của Thị xã như: giồng Long Hữu, giồng Rạch cạn và rải rác
ven theo bờ biển. Nhìn chung địa hình Thị xã Duyên Hải khá thấp và tương đối bằng
phẳng với cao trình bình quân phổ biến là 0,4 đến 1,2m.

Hình 1.1 Bản đồ địa giới hành chính thị xã Duyên Hải
Địa tầng của thị xã Duyên Hải và các xã thuộc huyện Duyên Hải được khảo sát
qua các năm như bảng 1.4.


10
Bảng 1.4. Địa tầng địa chất thị xã Duyên Hải
ĐỊA ĐIỂM KHẢO SÁT
THỜI GIAN
TT
ĐỊA TẦNG
ĐẠI CHẤT
KHẢO SÁT
Bùn sét màu xám đen
Cát hạt nhỏ màu xám đen,
Xã Dân Thành, thị xã Duyên
1
2004
xám xanh
Hải, tỉnh Trà Vinh

Cát bụi màu xám đen
Sét màu xám đen
Cát hạt nhỏ màu xám nâu
xám đen
Thị trấn Duyên Hải, thị xã
2
2006
Cát bụi màu xám đen
Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Bùn cát pha màu xám đen
Sét màu xám đen
Cát hạt nhỏ màu nâu xám
đen
Ấp 10, xã Long Hữu, thị xã
3
2007
Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Bùn cát pha màu xám đen
Bùn sét pha màu xám đen
Sét pha màu xám nâu lẫn
vàng
Xã Long Khánh, huyện
4
2008
Cát hạt nhỏ màu xám đen
Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Bùn sét màu xám đen
Sét màu xám đen
Cát hạt nhỏ màu nâu vàng,
xám xanh, xám đen

Ấp 15, xã Long Hữu, thị xã
5
2009
Bùn cát pha màu xám đen
Duyên Hải, tỉnh Trà Vinh
Cát bụi màu xám đen
Bùn sét pha màu xám đen
* Điều kiện thời tiết và địa hình khu vực đắp đất
Điều kiện thời tiết mưa nắng có ảnh hưởng rất lớn đến chất lượng khối đắp và
ảnh hưởng đến công việc đào, vận chuyển đất đắp cũng như việc đầm chặt đất.
Khi trời mưa, công việc đào vận chuyển đất đắp (đất sét, á sét) và đầm chặt đất
nói chung phải tạm ngưng. Do nước mưa ngấm vào nên lượng ngậm nước của đất tăng
lên, không thể nào đầm đất đạt được dung trọng khô theo yêu cầu của thiết kế.
Trường hợp trời hanh khô mà độ ẩm của đất quá nhỏ, lượng nước trong đất rất dễ
mất đi và việc đầm chặt đạt được dung trọng theo yêu cầu cũng sẽ rất khó khăn. Trong
trường hợp này có khi cần phải có thiết bị phun nước để làm tăng độ ẩm của đất đầm.
Địa hình khu vực đầm đắp cũng có ảnh hưởng lớn đến năng suất và chất lượng
đắp đất đầm đất.
Đối với khu vực rộng dài nên sử dụng đầm lăn, đối với khu vực hẹp nhỏ nên sử
dụng đầm nện.
Vận chuyển đất đắp từ các sườn thoải rộng nên dùng máy cạp (Scrapen, vận
chuyển đất từ các đồi núi cục bộ nên dùng máy xúc gầu ngửa kết hợp với ôtô tự đo.


11
Bởi vậy, tuỳ điều kiện địa hình (địa hình nơi lấy đất, địa hình nơi đắp đất) mà nên chọn
tổ hợp máy đầm, vận chuyển thích hợp (bao gồm thiết bị xúc lấy đất, thiết bị vận
chirển, san ủi đất, đầm đất...).
Rõ rãng điều kiện thời tiết xấu không những ảnh hưởng đến tiến độ kế hoạch
thực hiện mà còn ảnh hưởng đến chất lượng thi công của công việc đắp đầm. Điều

kiện địa hình có ảnh hưởng trong việc chọn tổ hợp đào vận chuyển, làm chặt đất đầm.
1.4. Tình hình sử dụng vật liệu để đắp nền đường tại thị xã Duyên Hải
Xây dựng đường ô tô cần khối lượng vật liệu rất lớn. Một trong những nguyên
tắc cơ bản trong thiết kế đường ô tô là tận dụng vật liệu địa phương để xây dựng nền
đường và móng mặt đường nhằm giảm giá thành xây dựng.
Khảo sát vật liệu xây dựng quanh khu vực các dự án xây dựng đường bộ là một
nội dung bắt buộc trong bước lập báo cáo đầu tư, chuẩn bị dự án hay bước thiết kế kỹ
thuật để thực hiện dự án.
Tìm hiểu, thu thập các thông tin cơ bản, các chỉ tiêu cơ lý của một số vật liệu
chính để xây dựng đường trong địa bàn khu vực thị xã Duyên Hải và các định hướng
cho việc nghiên cứu để tăng cường sử dụng vật liệu địa phương của khu vực vào xây
dựng nền, mặt đường là bước mở đầu cho nghiên cứu nâng cao hiệu quả của việc sử
dụng vật liệu địa phương cho các dự án xây dựng đường bộ trong địa bàn các tỉnh
trong khu vực xây dựng.
Một số loại vật liệu cơ bản dùng cho xây dựng đường ơ tơ có trong khu vực thị
xã Dun Hải, cũng tương tự như một số địa phương khác của tỉnh Trà Vinh là các
loại đất cát, á cát, á sét khác,
Nguồn cát xây dựng tại địa phương khan hiếm, hơn nữa hầu như chất lượng không
đảm bảo về yêu cầu kỹ thuật. Các khu vực có nguồn cát đảm bảo về u cầu kỹ thuật thì
khơng được phép khai thác do yếu tố ảnh hưởng đến sạt lở do biến đổi khí hậu.
Nguồn vật liệu cát phục vụ xây dựng nền đường ở địa phương cũng khơng có
nhiều. Cát mịn có các chỉ tiêu lý học kém như mơđun độ lớn khá bé: 0.70 – 1.70, khối
lượng riêng: (2.65- 2.68) g/cm3 , khối lượng thể tích xốp: (1.31 – 1.36) g/cm3 , hàm
lượng chung bụi, bùn, sét lớn: (3.00 – 5.50)%, lượng mica cũng khá cao: (0.3 – 0.4) %.
Qua một số kết quả nghiên cứu thì khi sử dụng cát mịn dùng trong bê tông xi măng
cho thấy cường độ chịu nén và cường độ chịu kéo uốn của bê tông đều giảm từ (15 22)% so với sử dụng cát hạt thơ. Độ mài mịn của bê tơng xi măng dùng cát mịn lớn
hơn độ mài mịn của bê tông xi măng dùng cát hạt thô từ (15.0 - 16.5 )%. Nguồn cát có
các chỉ tiêu tốt hơn (ví dụ mơ đun độ lớn từ 2.4 - 2.8), thì khơng được phép khai thác.
Mỏ đá dùng cho nguồn vật liêu xây dựng tại khu vực thị xã Dun Hải khơng có.
Thường xun vận chuyển từ các nơi khác về như:

- Ở Bình Dương có mỏ đá: Hóa An, Châu Thới, mỏ đá 621, mỏ đá công ty 3/2,
mỏ đá Tân Un.
- Ở Bình Phước có mỏ đá Suối Mơ, Đồng Xoài.


12
- Tại Đồng Nai có mỏ đá Long Thành, Nhơn Trạch, Biên Hòa…
Các cơ sở sản xuất cấp phối đá dăm trong khu vực chưa có được loại sản phẩm
tốt để thỏa mãn được tiêu chuẩn thi công. Việc không thỏa mãn về thành phần cỡ hạt
có thể bắt nguồn từ hai nguyên nhân. Một là, do thiết bị nghiền đá loại cũ hoặc đã cũ,
các hàm nghiền được cấu tạo không đưa ra được thành phần cỡ hạt yêu cầu. Hai là, do
loại đá, cấu trúc tinh thể và nguồn gốc khoáng vật để khi nghiền, cách vỡ của cốt liệu
khi nghiền tạo kích thước hạt khó đảm bảo tiêu chuẩn. Loại đá granit với thành phần
thạch anh, mica… cịn khơng thích hợp với sử dụng làm cốt liệu cho hỗn hợp bê tông
nhựa mặt đường do khả năng dính bám kém với bitum.
1.4.1 Cấp phối đất thiên nhiên [2]
Vật liệu đắp nền đường khơng có quy chuẩn cấp phối đất thiên nhiên. Vật liệu
đắp nền đường phổ biến là đất lẫn đá, ngồi ra cịn đất đồi, đá lẫn đất. Đất là vật liệu
chủ yếu để làm nền đường, có phổ biến ở các nơi. Thành phần của nó rất phức tạp, tính
chất phụ thuộc vào tỉ lệ các thành phần hạt, thành phần vật liệu khoáng chất và trạng
thái của đất (độ ẩm). Ngồi đất ra có khi cịn gặp đá trong thi cơng nền đường.
Nền đắp đất lẫn đá: đất lẫn từ 30% đến dưới 70% đá các loại có kích cỡ từ 50mm
cho đến kích cỡ lớn nhất cho phép quyđịnh;
+ 100mm khi đắp trong phạm vi khu vực tác dụng của nền đường;
+ 150mm khi đắp phạm vi dưới khu vực tác dụng của nền đường;
+ Khi đắp trong phạm vi dưới khu vực tác dụng bằng loại đá cứng vừa và cứng
(cường độ chịu nén trên 20 MPa) thì cỡ hạt lớn nhất cịn có thể cho phép bằng 2/3 bề
dày đầm nén lớp đất lẫn đá lúc thi công. Nếu là đầm nén hặc có nguồn gốc
từ đá
phong hóa mạnh (cường độ chịu nén từ 20 MPa trở xuống) thì kích cỡ lớn nhất có

thể bằng bề dày đầm nén nhưng trị số sức chịu tải CBR của chúng vẫn phải đạt yêu
cầu quyđịnh.
Nền đắp đất: đất các loại có thể lẫn < 30% khối lượng đá, cuội sỏi có kích cỡ từ
19mm trở lên cho đến cỡ hạt lớn nhất là 50mm. Vật liệu đắp loại này có thể xác định
được độ chặt tiêu chuẩn ở trong phịng thí nghiệm theo 22 TCN333-06.
Nền đắp đá: Các loại đá với kích cỡ từ 37,5mm trở lên chiếm ≥ 70% khối lượng.
1.4.2. Cát đen (có hoặc khơng có gia cố chất liên kết vơ cơ)[1]
Là các loại cát có nguồn gốc từ cát tàn tích, cát sườn tích, cát bồi tích (cát
sơng), cát biển, cát gió (hình thành do tác dụng của gió) và cả các loại cát nghiền
nhân tạo (sản phẩm của công nghệ gia công đá, sỏi cuộn).
1.5. Triển vọng sử dụng đất nạo vét Kênh Quan Chánh Bố phối trộn xỉ than để
đắp nền đường
Kênh Quan Chánh Bố là một kênh đào ở huyện Duyên Hải tỉnh Trà Vinh. Một
đầu kênh nối với sông Hậu ở xã Định An (huyệnTrà Cú). Kênh chạy dọc theo ranh
giới Duyên Hải và Trà Cú ở phía bắc quốc lộ 53, ranh giới giữa thị xã Duyên Hải và
huyện Duyên Hải rồi đổ ra biển ở giữa 2 xã Trường Long Hòa và Hiệp Thạnh.


13
Năm 2009, Bộ Giao thông vận tải triển khai dự án mở luồng mới vào sông Hậu
thay cho cửa Định An. Dự án đã mở rộng 19,2km của kênh Quan Chánh Bố tính từ
chỗ nối với sơng Hậu đến xã Long Khánh. Đồng thời, một kênh mới gọi là kênh Tắt
dài 8,2 km được đào nối phần cuối đoạn mở rộng trên qua xã Đông Hải ra biển. Dự án
mở rộng và kéo dài kênh Quan Chánh Bố ra biển được khởi cơng từ cuối năm 2009 và
hồn thành vào năm 2016. Sau khi dự án được hoàn thành, luồng vào sơng Hậu có thể
tiếp nhận tàu biển lớn 20.000 tấn giảm tải và 10.000 tấn đầy tải.
Theo thiết kế, luồng tàu biển này dài khoảng 40 km, gồm có 4 đoạn: đoạn 1, dài
6 km dọc theo sông Hậu; đoạn 2 qua kênh Quan Chánh Bố, dài 19 km; đoạn 3, dài 9
km, đào mới, cắt ngang huyện Duyên Hải, thông ra Biển Đông; đoạn 4 dài 6 km, nối
dài kênh tắt thẳng ra Biển Đơng. Ngồi luồng tuyến sơng ra cịn có 2 đê chắn cát và

chắn sóng được xây dựng trên biển. Hai khu nước để làm khu vực cho tàu tránh cùng
hệ thống cầu, đường dân sinh bắt ngang qua kênh và dọc kênh. Dự án có tổng vốn đầu
tư hơn 5.000 tỷ đồng, do Cục Hàng hải Việt Nam làm chủ đầu tư, được kỳ vọng sẽ đón
tàu có trọng tải 10.000 - 20.000 DWT vào sông Hậu thông thương.
Theo kế hoạch, dự án sẽ nạo vét, đào và di chuyển 16.325.605 m3 bùn đất đến 11
khu tập kết rộng 885,31 ha.

Hình 1.2 Sơ đồ vị trí các bãi chứa Dự án Luồng Tàu Biển tải trọng lớn vào Sông
Hậu (Kênh Quan Chánh Bố)


14

Hình 1.3 Ảnh vệ tinh khu đỗ bùn Dự án Luồng Tàu Biển tải trọng lớn vào Sông
Hậu (Kênh Quan Chánh Bố)
Để khắc phục tình trạng khan hiếm vật liệu tại địa phương sử dụng cho cơng
trình xây dựng tại thị xã Duyên Hải, cần có một đề tài nghiên cứu quy mơ để có thể
phát huy hiệu quả của việc sử dụng vật liệu tại chỗ, bao gồm:
- Tiến hành thu thập số liệu sẵn có và thực hiện điều tra tổng thể về các nguồn
vật liệu và các mỏ vật liệu hiện có gần khu vực lân cận, bao gồm vật liệu đất, cấp phối
tự nhiên, cát, cốt liệu,… có tại địa phương;
- Với vật liệu đất và cấp phối tự nhiên, nghiên cứu về giải pháp và công nghệ cải
thiện các chỉ tiêu vật liệu, gia cố vật liệu để sử dụng cho xây dựng nền đường và móng
của kết cấu áo đường. Để khắc phục việc khan hiếm nguồn cát, nghiên cứu về khả
năng sử dụng cát xay (từ đá) và nguồn vật liệu đáp ứng cho các lớp kết cấu áo đường
và các hạng mục cơng trình trên đường;
- Nghiên cứu giải pháp về cơng nghệ sản xuất để khắc phục nhược điểm về thành
phần hạt của cấp phối và phạm vi sử dụng cho vật liệu sẵn có địa phương. Nghiên cứu
giải pháp cải thiện và công nghệ gia cố vật liệu.

15
Ở thời điểm hiện nay do tình trạng xâm thực xói mịn ven sơng tại thị xã Dun
Hải nên nguồn cát tại đây đã cấm khai thác và các loại vật liệu khác nên vật liệu dùng để
xây dựng công trình và san lấp mặt bằng là rất khan hiếm. Hiện tại, đất sau khi nạo vét
Kênh Quan Chánh Bố có khối lượng đất khoảng 16.325.605 m3 bùn đất và phải cần đến
11 khu rộng khoảng 885,31 ha để chứa đất nạo vét chiếm diện tích đất khá lớn.
Do vậy, việc nghiên cứu tận dụng đất nạo vét Kênh Quan Chánh Bố phối trộn xỉ
than để đắp nền đường là vấn đề đúng đắn và cấp thiết. Tận dụng được xỉ than từ nhà
máy nhiệt điện Duyên Hải vào việc xây dựng đường giao thơng tại thị xã Dun Hải.
Nó góp phần giải quyết làm giảm chi phí giá thành xây dựng cơng trình, đẩy nhanh
tiến độ thi cơng và giảm chi phí chơn lấp xỉ than, đó là một lựa chọn kinh tế và thân
thiện với môi trường. Đây là các vấn đề cần quan tâm nhất trong việc đầu tư cơng trình
xây dựng và san lấp mặt bằng hiện nay tại thị xã Duyên Hải.
1.6. Tổng quan về nghiên cứu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu
1.6.1. Nghiên cứu trong nước
Nghiên cứu của nhóm đồng tác giả ThS.Bùi Anh Tuấn và ThS.Lê xuân Quí,
2015[3]
+ Phương pháp nghiên cứu: Thực nghiệm, đánh giá khả năng sử dụng tro bay
Nhà máy Nhiệt điện Cao Ngạn kết hợp với xi măng PC30 chế tạo vật liệu tự đầm
thông qua các chỉ tiêu cơ bản liên quan đến kỹ thuật đường bộ để đánh giá khả năng
thay thế vật liệu đất đắp truyền thống: Độ linh động, cường độ chịu nén (Rn), sức chịu
tải CBR, mô đun đàn hồi (Eđh). Tỷ lệ phối trộn: 5% xi măng + 95% tro bay, 10% xi
măng + 90 % tro bay, 20% xi măng + 80% tro bay.
Mẫu thí nghiệm Rn được đúc trong khn lập phương kích thước 70,7x70,7x70,7
(mm), bảo dưỡng ẩm hàng ngày và thí nghiệm với các tuổi mẫu 7, 28, 56 ngày. Kết
quả thí nghiệm thể hiện tại Hình1.4.

Hình 1.4 Cường độ nén Rn nhóm mẫu 1 ở các ngày tuổi khác nhau