BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN
-------------------------------------------------------------
TRẦN KIM OANH
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN PHẨM ĐỊA KỸ
THUẬT TỔNG HỢP TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG
TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
Long An, năm 2019
1
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN
--------------------------------------TRẦN KIM OANH
TRẦN KIM OANH
LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH
KỸ THUẬT XÂY DỰNG
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN PHẨM ĐỊA KỸ THUẬT
TỔNG HỢP TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG TRÊN NỀN
ĐẤT YẾU
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng
NĂM 2019
Long An – Năm 2019
2
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KINH TẾ CÔNG NGHIỆP LONG AN
----------------------------------------------------------------
TRẦN KIM OANH
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG SẢN PHẨM ĐỊA KỸ
THUẬT TỔNG HỢP TRONG XỬ LÝ NỀN ĐƢỜNG
TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành Kỹ thuật xây dựng
Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. NGUYỄN NGỌC PHÚC
Long An, năm 2019
3
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn này là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu,
và kết quả trong luận văn là trung thực và chưa được công bố trong các tạp chí khoa học
và công trình nào khác.
Các thông tin số liệu trong luận văn này đều có nguồn gốc và được ghi chú rõ
ràng./.
Tác giả
Trần Kim Oanh
4
LỜI CẢM ƠN
Xin cám ơn Thầy TS.Nguyễn Ngọc Phúc, Thầy đã đưa ra gợi ý đầu tiên để hình
thành nên ý tưởng của đề tài và đã làm tôi mạnh dạn tiếp cận với hướng nghiên cứu đồng
thời, thầy là người đã tận tụy giúp tôi hệ thống hóa lại kiến thức quản lý và định lượng
phân tích và hiểu biết thêm về nhiều điều mới trong quá trình nghiên cứu luận văn này.
Để hoàn thành luận văn này, ngoài sự cố gắng và nỗ lực của bản thân, tôi đã nhận
được nhiều sự giúp đỡ của tập thể và các cá nhân. Tôi xin tỏ lòng biết ơn đến tập thể và
các cá nhân đã dành cho tôi sự giúp đỡ quý báu đó.
Tôi xin chân thành cảm ơn Quý Thầy Cô thuộc Phòng đào tạo sau đại học trường
Đại Học Kinh tế Công nghiệp Long An đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong quá trình
học và nghiên cứu khoa học tại đây.
Đề cương Luận văn thạc sĩ đã hoàn thành trong thời gian quy định với sự nỗ lực của
bản thân, tuy nhiên không thể không có những thiếu sót. Kính mong Quý Thầy Cô chỉ
dẫn thêm để tôi bổ sung những kiến thức và hoàn thiện bản thân mình hơn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Tác giả
Trần Kim Oanh
5
NỘI DUNG TÓM TẮT
Hiện nay, các công trình giao thông Huyện Tân Thạnh được đầu tư đưa vào sử
dụng hiện nay mau bị hư hỏng, biểu hiện qua các hiện tượng: Đối với đường nhựa thì bị
răn nứt, xô dồn mặt đường sau đó bị vở ra tạo thành các lỗ hỏng. Đối với đường đan bê
tông xảy ra hiện tượng đan bị nứt kéo dài và bể thành từng mảng.
Đối với đường cấp phối, mặt đường bị hỏng theo các đường mòn vệt xe, về lâu dài
tạo thành các ổ gà, ổ voi. Tất cả các hiện tượng này gây mất an toàn giao thông và tốn
kinh phí thực hiện công tác duy tu sửa chữa thường xuyên hàng năm.
Cho nên tác giả nghiên cứu ứng dụng sản phẩm địa kỹ thuật tổng hợp trong xử lý
nền đường trên nền đất yếu đạt yêu cầu tốt hơn so với việc thi công theo cách truyền
thống. Đây là cơ sở khoa học để tham mưu cấp quản lý trong công tác đầu tư xây dựng hệ
thống giao thông trên địa bàn huyện Tân Thạnh, tỉnh Long An.
6
ABSTRACT
Currently, the traffic works in Tan Thanh district were rapidly damged after has
been opened for using. The manifested phenomena things, such as: Asphalt mortar of
road surface, be compressed, have a lots of crackings, pile of mortar and holes. In which,
the roads with conrete surface have many crackings and make breaking blocks.
For gravel roads, the road surface is broken according to the trail tracks, which in
the long term form potholes and elephant drives. All these phenomena cause insecurity
traffic and cost for repairing every year.
Therefore, Studying the application of synthetic geotechnical products for
treatment of roadbeds on soft ground is essential . Because this solution is better than the
traditional construction. This is a basis scientific researching for advising to managers for
constructing of transportation systems in Tan Thanh district, Long An province.
7
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT ................................................................................ 10
DANH MỤC BẢNG BIỂU, HÌNH VẼ........................................................................... 12
PHẦN MỞ ĐẦU ............................................................................................................... 14
CHƢƠNG 1: KHÁI QUÁT ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN ẢNH HƢỞNG ĐẾN PHÁT
TRIỂN KINH TẾ - XÃ HỘI TỈNH LONG AN VÀ HUYỆN TÂN THẠNH ............ 20
1.1. Khái quát về điều kiện tự nhiên và những yếu tố tác động đến sự phát triển kinh tế xã
hội tỉnh Long An ................................................................................................................ 20
1.2. Tổng quan về những điều kiện tự nhiên huyện Tân Thạnh ........................................ 23
1.3. Điều kiện địa chất khu vực huyện Tân Thạnh ............................................................ 25
1.4. Kết luận chương ......................................................................................................... 26
CHƢƠNG 2. CÁC GIẢI PHÁP KỸ THUẬT XÂY DỰNG NỀN ĐƢỜNG TRÊN
ĐẤT YẾU ......................................................................................................................... 27
2.1 . Tổng quan về việc xây dựng nền đường trên đất yếu. ............................................... 27
2.2. Các phương án xử lý nền đường trên đất yếu ............................................................. 29
2.3 Tổng quan về vật liệu địa kỹ thuật .............................................................................. 35
2.4 Các ứng dụng cụ thể của vật liệu địa kỹ thuật cho thiết kế đường .............................. 47
2.5 Kết luận chương ........................................................................................................... 48
CHƢƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG
CÔNG TRÌNH ĐƢỜNG TRÊN ĐẤT YẾU ................................................................. 49
3.1 Sơ lược về sự ổn định của nền đường đất đắp ............................................................. 49
3.2 Sơ lược về sự ổn định của mái dốc ............................................................................. 52
3.2.1. Các dạng mặt trượt trong tính toán ổn định mái dốc ............................................. 56
3.2.2. Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc ........................................................... 64
3.3. Phân tích tính toán ổn định nền đường có sử dụng vật liệu địa kỹ thuật ................... 69
3.4. Tính toán nền có cốt gia cố bằng vải địa kỹ thuật ...................................................... 71
3.5 Tính toán nền đất bằng phương pháp cọc xi măng đất ................................................ 74
3.6. Tính toán lựa chọn phương án ................................................................................... 76
CHƢƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN GIA CỐ NỀN CHO CÔNG TRÌNH
ĐƢỜNG GIAO THÔNG “ĐƢỜNG CẶP KÊNH BẢY THƢỚC” (ĐƢỜNG TỈNH
ĐT.837B) ........................................................................................................................... 77
8
4.1. Đánh giá thực trạng hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông đường bộ huyện Tân Thạnh,
tỉnh Long An ...................................................................................................................... 77
4.2. Hiện trạng tuyến đường cặp kênh Bảy Thước (đường tỉnh ĐT.837B) ....................... 79
4.3. Kiểm tra sức chịu tải của đất nền bên dưới nền đường .............................................. 89
4.4. Kiểm tra sức chịu tải của nền đường khi có gia cố vải địa kỹ thuật tổng hợp ............ 99
4.5. Kiểm tra sức chịu tải của nền đường khi có gia cố cọc xi măng đất ........................ 106
4.6. Kết luận đánh giá hiệu quả kinh tế giữa các biện pháp ............................................ 110
CHƢƠNG 5: KẾT LUẬN – KIẾN NGHỊ
5.1. Kết luận ..................................................................................................................... 112
5.2. Kiến nghị ................................................................................................................... 112
5.3. Những hạn chế của luận văn và kiến nghị nghiên cứu tiếp theo .............................. 113
5.3.1. Những hạn chế của luận văn .................................................................................. 113
5.3.2. Kiến nghị nghiên cứu tiếp theo .............................................................................. 113
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 114
9
DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT TIẾNG VIỆT
STT
TỪ VIẾT TẮT
VIẾT ĐẦY ĐỦ
1
CĐT
Chủ đầu tư
2
BQLDA
Ban quản lý dự án
3
UBND
Ủy ban nhân dân
4
BQL các CTXD
Ban quản lý các công trình xây dựng
5
BCH
Bảng câu hỏi
6
CCS
Các cộng sự
7
TVTK/GS
Tư vấn thiết kế/giám sát.
8
VĐKT
Vải Địa Kỹ Thuật
9
LĐKT
Lưới Địa kỹ thuật
10
CXMĐ
Cọc xi măng đất
DANH MỤC VIẾT TẮT TIẾNG ANH
STT
TỪ VIẾT TẮT
VIẾT ĐẦY ĐỦ
1
AFTA
ASEAN Free Trade Area
2
SPSS
Statistical Package for the Social Sciences
Essential for geotechnical professionals. 2D & 3D finite
3
PLAXIS
element software for geotechnical analysis of deformation and
stability of soil structures.
4
SLOPE
SLOPE /W V.5 là một trong 6 phần mềm Địa kỹ thuật trong bộ
GEO –SLOPE
10
DANH MỤC, BẢNG BIỂU
BẢNG BIỂU
TÊN BẢNG BIỂU
TRANG
Bảng 3.1
Bảng trị số của 1 và 2
66
Bảng 3.2
Phương trình cân bằng khi xét ổn định theo các tác giả.
68
Bảng 3.3
Lực tương tác giữa các phân mảnh theo các tác giả khác nhau
68
Bảng 4.1
Kết quả thí nghiệm cơ lý cho các đặc trưng lớp 1
83
Bảng 4.2
Kết quả thí nghiệm cơ lý cho các đặc trưng lớp 2
83
Bảng 4.3
Kết quả thí nghiệm cơ lý cho các đặc trưng lớp 3
84
Bảng 4.4
Kết quả thí nghiệm cơ lý cho các đặc trưng lớp 4
84
Bảng 4.5
Kết quả thí nghiệm cơ lý cho các đặc trưng lớp 5
85
Bảng 4.6
Các thông số địa chất đất yếu xã Bắc Hòa, huyện Tân Thạnh
(nơi thực hiện khoan địa chất)
85
Bảng 4.7
Bảng tra giá trị o
89
Bảng 4.8
90
Bảng 4.9
Bảng tra giá trị o
Tải trọng xe cộ
Bảng 4.10
Đặc trưng của lưới địa kỹ thuật theo 1 m chiều rộng
99
Bảng 4.11
Đặc trưng của vải địa kỹ thuật theo 1 m chiều rộng
99
Bảng 4.12
Hệ số an toàn ổn định mái dốc
102
Bảng 4.13
Lực căng trong VĐKT khi mái dốc bị phá hoại
103
Bảng 4.14
Ảnh hưởng của hệ số mái dốc
104
Bảng 4.15
Ảnh hưởng của cường độ và số lớp VĐKT
104
Bảng 4.16
Thông số chỉ tiêu của cọc xi măng đất
107
Bảng 4.17
Bảng 4.18
96
Các thông số của đất dùng trong tính toán biến dạng, phương án
cọc XMD, D=600mm, a=1800mm
So sánh kinh phí của 2 phương án
11
107
110
DANH MỤC ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ
ĐỒ THỊ VÀ
TÊN ĐỒ THỊ VÀ HÌNH VẼ
HÌNH VẼ
TRANG
Hình 2.1
Sơ đồ xử lý nền bằng đệm cát
30
Hình 2.2
Sự phân bố ứng suất lên cọc cát
31
Hình 2.3
Nền được xử lý bằng giếng cát
32
Hình 2.4
Xử lý nền bằng bấc thấm
33
Hình 2.5
Mô hình xử lý nền bằng cọc đất trộn xi măng
34
Hình 2.6
Vải địa kỹ thuật loại có dệt
36
Hình 2.7
Vải địa kỹ thuật loại không dệt
37
Hình 2.8
Vải địa kỹ thuật loại đan
37
Hình 2.9
Vải địa kỹ thuật loại một trục
38
Hình 2.10
Vải địa kỹ thuật loại hai trục
38
Hình 2.11
Geonet
39
Hình 2.12
Geomembrane (màng địa kỹ thuật)
39
Hình 2.13
Geocell (ô địa kỹ thuật)
40
Hình 2.14
Geocomposite
40
Hình 2.15
Geofoam
41
Hình 2.16
Vải địa kỹ thuật dùng cho đường
47
Hình 2.17
Ứng dụng kết hợp vải không dệt và lưới địa kỹ thuật trong nền
đường
48
Hình 3.1
Mô hình đàn dẻo lý tưởng
51
Hình 3.2
Vòng tròn Mohr
52
Hình 3.3
Các dạng trượt lở thường gặp trong tự nhiên
53
Hình 3.4
Phân bố ứng suất tiếp đạt ứng suất giới hạn trên mặt trượt.
55
Hình 3.5
Các hiện tượng mất ổn định nền đường đắp
56
Hình 3.6
Xác định h. số an toàn bằng cách thử đúng dần vòng tròn ma sát
57
Hình 3.7
Phương pháp phân mảnh
58
Hình 3.8
Sơ đồ tính ổn định công trình theo giả thiết mặt trượt cung tròn
60
Hình 3.9
Sơ đồ tính ổn định công trình theo mặt trượt giả định gãy khúc
61
Hình 3.10
Sơ đồ tính toán ổn định công trình theo mặt trượt hỗn hợp
62
12
Hình 3.11
Sơ đồ tính ổn định công trình theo mặt trượt khả thực
63
Hình 3.12
Cách tìm cung trượt nguy hiểm theo Giáo sư W. Fellenius
66
Hình 3.13
Phương pháp cung trượt tròn của Bishop
67
Hình 3.14
Góc dốc của mái dốc theo GS Maslov
69
Hình 3.15
Sơ đồ mặt trượt khả dĩ
70
Hình 3.16
Mặt phá hoại của khối đất đắp
71
Hình 3.17
Sơ đồ tính toán cọc xi măng đất
75
Hình 4.1
Bản đồ huyện Tân Thạnh
77
Hình 4.2
Hình 4.3
Hình ảnh hiện trạng hư hỏng của đường nhựa trên địa bàn
huyện
Hình ảnh hiện trạng hư hỏng của đường đan bê tong trên địa
bàn huyện
78
78
Hình 4.4
Hình ảnh hiện trạng hư hỏng của đường đường cấp phối đá dăm
79
Hình 4.5
Bản đồ đường tỉnh 837B
79
Hình 4.6
Hiện trạng đường tỉnh 837B
80
Hình 4.7
Mặt cắt hiện trạng đường tỉnh 837B
80
Hình 4.8
Mặt cắt địa chất công trình, khu vực: xã Bắc Hòa, huyện Tân
Thạnh, tỉnh Long An
88
Hình 4.9
Sơ đồ xác định tải trọng an toàn
89
Hình 4.10
Sơ đồ phân bố tải trọng hình thang cân
90
Hình 4.11
Sơ đồ tính toán khối đất đắp
92
Hình 4.12
Kết quả biến dạng chảy dẻo của đường ĐT.837B
94
Hình 4.13
Sơ đồ phá hoại của nền đất yếu có h
- Xem thêm -