Tài liệu ứng dụng giếng cát để xử lý nền nhà xưởng, khu công công nghiệp

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- BÙI HÀ NAM ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT ĐỂ XỬ LÝ NỀN NHÀ XƯỞNG, KHU CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số ngành: 60580208 TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM --------------------------- BÙI HÀ NAM ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT ĐỂ XỬ LÝ NỀN NHÀ XƯỞNG, KHU CÔNG NGHIỆP LUẬN VĂN THẠC SĨ Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp Mã số ngành: 60580208 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VÕ PHÁN TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 07 năm 2016 CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS.TS. VÕ PHÁN (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký) Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM ngày … tháng … năm … Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm: (Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ) TT 1 2 3 4 5 Họ và tên Chức danh Hội đồng Chủ tịch Phản biện 1 Phản biện 2 Ủy viên Ủy viên, Thư ký Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa (nếu có). Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM PHÒNG QLKH – ĐTSĐH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM Độc lập – Tự do – Hạnh phúc TP. HCM, ngày..… tháng….. năm 20..… NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ Họ tên học viên: BÙI HÀ NAM Giới tính: Nam Ngày, tháng, năm sinh: 23/05/1990 Nơi sinh: Quy Nhơn Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD và CN MSHV:1441870007 I- Tên đề tài: ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT ĐỂ XỬ LÝ NỀN NHÀ XƯỞNG, KHU CÔNG NGHIẾP II- Nhiệm vụ và nội dung: CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI KHU CÔNG NGHIỆP LONG HẬU CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH, CHIỀU DÀI, KHOẢNG CÁCH CỦA GIẾNG CÁT VÀ ĐỘ XÁO TRỘN CỦA NỀN XUNG QUANH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT DƯỚI NỀN MÓNG III- Ngày giao nhiệm vụ: IV- Ngày hoàn thành nhiệm vụ: .......................................................................... V- Cán bộ hướng dẫn: CÁN BỘ HƯỚNG DẪN PGS.TS. VÕ PHÁN PGS.TS. VÕ PHÁN KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH -i- LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác. Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc. Học viên thực hiện Luận văn (Ký và ghi rõ họ tên) - ii - LỜI CÁM ƠN Tôi xin được cảm ơn quý Thấy (Cô) trong khoa Xây dựng trường Đại học Kỹ Thuật Công Nghệ, đã truyển đạt cho tôi những kiến thức quý báu và tâm huyết trong suốt 3 học kỳ vừa qua. Đó là những kiến thức nền tảng cho tôi hoàn thành cuốn luận văn này. Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS. Võ Phán, người thầy đã tận tình hướng dẫn, từ những bước đi sơ khai ban đầu, đến những kiến thức chuyên nghành đầy vô giá. Để rồi từ đó tôi bắt đầu sơ lược và kết nối những kiến thức đó lại với nhau để hoàn thành nên nội dung chính của đề tài mà tôi đã thực hiện. Một lần nữa xin cảm ơn người Thầy đầy tâm huyết và tâm lý đã thường xuyên đôn đốc, nhắc nhở nhiều điều cho tôi, người Thầy không những truyền đạt những kiến thức trong sách vở mà còn cả những bài học cuộc sống. Những điều đó đã tạo động lực giúp tôi hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất. Xin cảm ơn các Thầy, Cô, Anh, Chị nhân viên của Phòng Quản Lý Khoa học – Đào tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học tập. Một lần nữa xin gửi đến Quý Thầy, Cô và Gia đình lời biết ơn sâu sắc nhất. Tôi xin chân thành cảm ơn. Học Viên Thực Hiện Luận Văn - iii - TÓM TẮT Bài luận văn của tôi trình bày vấn đề giếng cát kết hợp gia tải trước để xử lý nền đất yếu dưới nền khu công nghiệp, nhà xưởng. Trong quá trình nghiên cứu tôi áp dụng các cơ sở lý thuyết đã có để tính toán và phân tích bài toán bằng phương pháp giải tích và mô phỏng phần tử hữu hạn (Bằng phần mềm Plaxis 2D với mô hình Mohr Coulomb) để so sánh độ cố kết và độ lún nền đất yếu dưới nền khu công nghiệp Long Hậu, Long An. Ngoài ra trong luận văn tôi còn tiến hành phân tích sự thay đổi của các thông số như đường kính, chiều dài, khoảng cách và mức độ xáo trộn của giếng cát ảnh hưởng như thế nào đến mức độ cố kết và độ lún tại dự án này. - iv - ABSTRACT My dissertation presents problems combined application sand wells preloading to handle soft ground under industial park or factory. During the research I applied the theoretical basic has to calculate and analyze the problem by means of anlytical and finite element simulation ( using software Plaxis 2D with Mohr Coulomb model ) to compare cohesion and soft ground subsidence of industial or factory in Long Hau Industial park, Long An Also in the thesis I analyzed the change of parameters such as diameter, length, distance and degree of disturbance of sand well how to influence the degree of consolidation and the settlement of the background weak ground in this project. -v- MỤC LỤC MỞ ĐẦU ................................................................................................................ 1 I.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ........................................................................ 1 II.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: ....................................................... 2 III.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: ............................................................................. 2 IV.PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU...................... 3 V.HẠN CHẾ............................................................................................................ 3 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .................................................... 4 1.1. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ..................................................................................................4 1.1.1. Giới thiệu chung về phương pháp gia tải trước ....................................4 1.1.2. Đặc điểm và phạm vi áp dụng ...............................................................4 1.1.3. Biện pháp thi công ................................................................................5 1.2. TỔNG QUAN VỀ GIẾNG CÁT ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .............5 1.2.1. Lịch sử phát triển...................................................................................5 1.2.2. Đặc điểm tác dụng và phạm vi áp dụng của giếng cát ..........................6 1.2.3. Phương pháp thi công ...........................................................................8 1.2.4. Tổng quát lớp đệm cát trên mặt của giếng cát. .....................................9 1.3. NHẬN XÉT CHUNG ..............................................................................9 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .................................................. 10 2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BÀI TOÁN CỐ KẾT THẤM .....10 2.1.1. Khái niệm ............................................................................................10 2.1.2. Các giả thiết của Terzaghi ...................................................................10 2.2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ..............13 2.2.1. Kiểm tra ổn định nền đất yếu ..............................................................13 2.2.2. Độ lún ổn định của nền đất yếu...........................................................14 2.3. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ...............................................................................................................15 2.3.1. Khái niệm phương pháp xử lý nền đất yếu bằng giếng cát kết hợp gia tải trước. .........................................................................................................15 2.3.2. Sự cố kết của giếng cát........................................................................16 2.4. SỬ DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN ĐỂ PHÂN TÍCH BÀI TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC .................................19 - vi 2.4.1. Mô phỏng bài toán giếng cát kết hợp gia tải trước để xử lý nền đất yếu .............................................................................................................19 2.4.2. Các bước mô phỏng bài toán trong Plaxis ..........................................20 CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI KHU CÔNG NGHIỆP ............................................. 22 3.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH ................................................................22 3.1.1. Giới thiệu chung ..................................................................................22 3.1.2. Quy mô công trình ..............................................................................22 3.1.3. Điều kiện địa chất công trình khu vực xây dựng ................................23 3.1.4. Tính toán độ lún bằng phương pháp giải tích .....................................24 3.2. TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHẦN MỀM MÔ PHỎNG PHẦN TỬ HỮU HẠN ................................................................36 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................43 CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH, CHIỀU DÀI, KHOẢNG CÁCH CỦA GIẾNG CÁT VÀ ĐỘ XÁO TRỘN CỦA NỀN XUNG QUANH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT DƯỚI NỀN MÓNG .. 44 4.1. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT CỦA ĐẤT NỀN ................................................................44 4.1.1. Phương pháp giải tích .........................................................................44 4.1.2. Phương pháp phần tử hữu hạn ............................................................47 4.2. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA KHOẢNG CÁCH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT CỦA ĐẤT NỀN ......................................................49 4.2.1. Phân tích bằng phương pháp giải tích .................................................49 4.2.2. Phương pháp phần tử hữu hạn ............................................................52 4.3. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA CHIỀU SÂU GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT CỦA ĐẤT NỀN ................................................................53 4.3.1. Phân tích bằng phương pháp giải tích .................................................53 4.4. PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐỘ XÁO TRỘN CỦA NỀN XUNG QUANH GIẾNG CÁT ĐẾN ĐỘ CỐ KẾT CỦA NỀN MÓNG .......................57 4.4.1. Phân tích bằng phương pháp giải tích .................................................57 4.4.2. Xét trường hợp: kh/ks=2.5 ...................................................................58 4.4.3. Xét trường hợp: kh/ks=3.5 ...................................................................59 4.4.4. Xét trường hợp: kh/ks=4.5 ...................................................................60 4.5. NHẬN XÉT CHƯƠNG 4 ......................................................................61 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................63 - vii PHỤ LỤC ..................................................................................................................64 - viii - MỤC LỤC HÌNH ẢNH MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1 I.TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ............................................................................1 II.MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: ...........................................................2 III.NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: .................................................................................2 IV.PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU..........................3 V.HẠN CHẾ: ..............................................................................................................3 CHƯƠNG 1 :TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ................................................................4 Hình 1.1.Bố trí lưới giếng cát theo sơ đồ tam giác đều ........................................... 7 Hình 1.2.Bố trí lưới giếng cát theo sơ đồ hình vuông ............................................. 7 Hình 1.3.Thi công giếng cát bằng phương pháp khí nén, xói nước tạo lỗ .............. 8 CHƯƠNG 2 :CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ..............................................................10 Hình 2.1.Biểu đồ xác định hệ số chịu tải Nc của nền đắp có chiều rộng B trên nền đất yếu có chiều dày Hy ........................................................................................ 13 Hình 2.2.Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp giếng cát kết hợp gia tải trước ... 15 Hình 2.3.Sơ đồ bài toán phẳng tương đương ( Indraratna và Redana, 1997 ) ...... 20 CHƯƠNG 3 :. ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI KHU CÔNG NGHIỆP .......................................................22 Hình 3.1.Biểu đồ độ cố kết theo thời gian 180 ngày ............................................. 35 Hình 3.2.Biểu đồ độ lún theo thời gian sau 180 ngày ........................................... 36 Hình 3.3.Mô hình lưới phần tử xử lý nền bằng giếng cát ..................................... 42 Hình 3.4.Áp lực lỗ rỗng thặng dư của nền sau khi xử lý bằng giếng cát sau 180 ngày .............................................................................................................. 42 Hình 3.5.Tổng độ lún của nền sau khi xử lý bằng giếng cát sau 180 ngày ........... 43 CHƯƠNG 4 :PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH, CHIỀU DÀI, KHOẢNG CÁCH CỦA GIẾNG CÁT VÀ ĐỘ XÁO TRỘN CỦA NỀN XUNG QUANH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT DƯỚI NỀN MÓNG ...................44 Hình 4.1.Biểu đồ quan hệ U-t khi thay đổi đường kính giếng cát ........................ 47 Hình 4.2.Biểu đồ quan hệ St − t khi thay đổi đường kính giếng cát ..................... 47 Hình 4.3.Tổng độ lún của nền sau khi xử lý sau 180 ngày d w = 0.3m .................. 48 - ix Hình 4.4.Tổng độ lún của nền sau khi xử lý sau 180 ngày d w = 0.5m .................. 48 Hình 4.5.Biểu đồ quan hệ U-t khi thay đổi khoảng cách giếng cát ....................... 51 Hình 4.6.Biểu đồ quan hệ St − t khi thay đổi đường kính giếng cát ..................... 51 Hình 4.7.Tổng độ lún của nền sau khi xử lý sau 180 ngày L = 2.5m .................... 52 Hình 4.8.Tổng độ lún của nền sau khi xử lý sau 180 ngày L = 2m ....................... 53 Hình 4.9.Biểu đồ quan hệ U-t khi thay đổi chiều sâu giếng cát ............................ 56 Hình 4.10.Biểu đồ quan hệ St - t khi thay đổi chiều sâu giếng cát ........................ 56 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................63 PHỤ LỤC ......................................................................................................................64 -x- MỤC LỤC BẢNG MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1 CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ....................................................................4 CHƯƠNG 2 : CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ..................................................................10 Bảng 2.1.Độ cố kết U v đạt được tùy thuộc vào nhân tố thời gian Tv ................... 12 CHƯƠNG 3 : ỨNG DỤNG GIẾNG CÁT KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI KHU CÔNG NGHIỆP ...........................................................22 Bảng 3.1.Bảng xác định chiều sâu chịu ảnh hưởng của tải trọng đắp................... 27 Bảng 3.2.Tính độ lún của nền theo phương pháp tổng phân tố............................. 30 Bảng 3.3.Các thông số thiết kế giếng cát .............................................................. 33 Bảng 3.4.Độ cố kết và độ lún theo thời gian của nên khi xử lý bằng giếng cát .... 34 Bảng 3.5.Số liệu đầu vào để mô phỏng bài toán. .................................................. 37 CHƯƠNG 4 : PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG CỦA ĐƯỜNG KÍNH, CHIỀU DÀI, KHOẢNG CÁCH CỦA GIẾNG CÁT VÀ ĐỘ XÁO TRỘN CỦA NỀN XUNG QUANH GIẾNG CÁT ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT DƯỚI NỀN MÓNG .......................44 Bảng 4.1.Bảng tính độ cố kết theo phương ngang của đất nền khi thay đổi đường kính giếng cát ........................................................................................................ 45 Bảng 4.2.Bảng tính độ cố kết và độ lún đất nền khi thay đổi đường kính giếng .. 46 Bảng 4.3.Bảng tính độ cố kết theo phương ngang của đất nền khi khoảng cách giếng thay đổi ........................................................................................................ 49 Bảng 4.4.Bảng tính độ cố kết và độ lún của đất nền khi khoảng cách giếng thay đổi .............................................................................................................. 50 Bảng 4.5.Bảng tính độ cố kết đất nền khi thay đổi chiều sâu giếng cát ................ 54 Bảng 4.6.Bảng tính độ lún đất nền sau khi thay đổi chiều sâu giếng cát .............. 55 Bảng 4.7.Bảng tính độ cố kết và độ lún đất nền khi xét đến độ xáo trộn (kh/ks=2.5)............................................................................................................. 58 Bảng 4.8.Bảng tính độ cố kết và độ lún đất nền khi xét đến độ xáo trộn (kh/ks=3.5)............................................................................................................. 59 - xi Bảng 4.9.Bảng tính độ cố kết và độ lún đất nền khi xét đến độ xáo trộn (kh/ks=4.5)............................................................................................................. 60 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .......................................................................................62 TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................................63 PHỤ LỤC ......................................................................................................................64 - xii MỘT SỐ KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN a, av (m2/kN) Hệ số nén; a0 (m2/kN) Hệ số nén thể tích; c (kg/m2) Lực dính của đất; cu (kPa) Lực dính của đất nền trong điều kiện không thoát nước; Cc Chỉ số nén; Cs Chỉ số nở; Cv Hệ số cố kết theo phương đứng; Ch Hệ số cố kết theo phương ngang; Cr Hệ số cố kết theo phương ngang hướng tâm; Cvz Hệ số cố kết theo phương z phụ thuộc đặc tính của đất; De (m) Đường kính ảnh hưởng của giếng cát; dw (m) Đường kính giếng cát; ds (m) Đường kính vùng bị xáo trộn; L (m) Khoảng cách giữa các trục giếng cát; e Hệ số rỗng; e0 Hệ số rỗng ứng với thời điểm trước khi xây dựng; e0i Hệ số rỗng của lớp đất thứ i ở trạng thái tự nhiên ban đầu; (Chưa đắp nền bên trên) Hệ số rỗng khi có tải trọng ngoài; ep E (kPa) Modul biến dạng; hdd (m) Chiều cao đắp nền; h (m) Chiều dài đường thấm trong đất; H (m) Chiều dày lớp đất có giếng cát; kv (m/s) Hệ số thấm theo phương đứng; kh (m/s) Hệ số thấm theo phương ngang; m Hệ số kinh nghiệm; Nc Hệ số sức chịu tải; - xiii P0 (kPa) Ứng suất hữu hiệ trung bình do trọng lượng bản thân gây ra; qgh (kPa) Tải trọng giới hạn; Sc (m) Độ lún cố kết thấm; St (m) Độ lún theo thời gian; Si (m) Độ lún tức thời; Ss (m) Độ lún cố kết thứ cấp – lún do từ biến; S∞ (m) Độ lún ổn định; S (m) Khoảng cách giữa các tim các; Su (m) Sức chống cắt không thoát nước; s Độ xáo trộn; Thp Nhân tố thời gian đối với sự thoát nước ngang trong trường hợp biến dạng phẳng; Nhân tố thời gian; Tv t (s) Thời gian; u Áp lực trung bình của nước lỗ rỗng trong đất; u Áp lực lỗ rỗng dư trung bình tại thời điểm tính toán t; u0 Áp lực lỗ rỗng dư trung bình tại thời điểm ban đầu; Ut Độ cố kết theo thời gian t; Uv Độ cố kết theo phương đứng; Uh Độ cố kết theo phương ngang; R (m) Bán kính ảnh hưởng của giếng cát; r (m) Bán kính giếng; rw (m) Bán kính giếng cát; rs (m) Bán kính vùng bị xáo trộn; W (%) Độ ẩm; WL (m) Giới hạn chảy; Wp (m) Giới hạn dẻo; γw (kN/m3) Dung trọng của nước; - xiv γ dd (kN/m3) Dung trọng của khối đất đắp; ϕ (độ) Góc ma sát trong của đất; γ (kN/m3) Dung trọng tự nhiên; σ bt (kN/m2) Ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất phía trên gây ra ở độ sâu H a ; σ gl (kN/m2) Ứng suất do trọng tải trọng đắp gây ra ở độ sâu H a ; -1- MỞ ĐẦU I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI Trong những năm gần đây xây dựng các khu công nghiệp đang phát triển mạnh mẽ. Việc xây dựng các công trình nhà, xưởng là vấn đề thiết yếu nhất. Vì vậy khi xây dựng các công trình trên nền đất yếu thì việc xử lý nền móng là hết sức cần thiết. Trong những trường hợp như vậy yêu cầu đặt ra khi thi công công trình là phải rút ngắn thời gian lún của nền để sau khi hoàn thành việc xây dựng và đưa công trình vào sử dụng thì độ lún gây ra tiếp đó không vượt quá giới hạn cho phép theo quy phạm thiết kế. Việt Nam được biết đến là nơi có nhiều vùng đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Hồng và sông Mê Kông. Khu vực Long Hậu cũng nằm trong số đó nên gần như toàn bộ diện tích là nền đất yếu với những điều kiện hết sức phức tạp của đất nền. Thực tế này đã đòi hỏi phải hình thành và phát triển các công nghệ thích hợp và tiên tiến để xử lý nền đất yếu. Việc xử lý nền đất yếu là vấn đề bức thiết và quan trọng hàng đầu trong sự phát triển của khu Công nghiệp Long Hậu. Xử lý nền đất yếu 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 mođun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất … đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình. Một số phương pháp dùng để xử lý nền đất yếu như: Gia tải trước; Tầng đệm cát; Gia cố nền đường; Bệ phản áp; Sử dụng vật liệu nhẹ ( Sử dụng phụ gia để gia cố nền đất, Nền đất bằng vật liệu nhẹ… ); Thay bằng lớp đầm chặt, Thả đá hộc ( với chiều dày lớp bùn không sâu ); Thoát nước cố kết ( Bấc thấm, Giếng bao cát, Cọc cát, Giếng cát, Cọc đá dăm, dự ép chân không, chân không chất tải dự ép liên hợp ); Nền móng phức tạp ( hạ cọc bê tông, hạ cọc bằng chấn động, cọc xi măng đất, cọc đất – vôi – xi măng, cọc bê tông có lẫn bột than ); cọc cứng ( cọc ống mỏng chế tạo tại chỗ ); cọc cừ tràm hoặc cọc tre… Có rất nhiều biện pháp để xử lý nền đất yếu dưới nền nhưng để đảm bảo cả về mặt kinh tế và kỹ thuật thì sử dụng giếng cát kết hợp gia tải trước để xử lý nền đất yếu dưới nền đường là phương án khả thi nhất để ứng dụng tại Khu vực Long Hậu. -2- Để biết được hiệu quả của việc sử dụng và không sử dụng giải pháp giếng cát kết hợp gia tải trước để xử lý nền đất yếu tại Khu công nghiệp Long Hậu, đề tài sẽ tiến hành tính toán và so sánh. Ngoài ra, ảnh hưởng của các tham số như đường kính giếng, khoảng cách giếng, chiều sâu giếng, độ xáo trộn của giếng đến độ cố kết và độ lún của nền đất yếu cũng được nghiên cứu và phân tích chi tiết. II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI: Những vấn đề tồn tại được trình bày như trên cũng là mục đích nghiên cứu của đề tài này. Do đó trong đề tài này tôi tập trung nghiên cứu các vấn đề như sau: - Tính toán và so sánh hiệu quả của việc sử dụng và không sử dụng giếng cát để xử lý nền đất yếu. - Nghiên cứu ảnh hưởng đường kính giếng tới mức độ cố kết của đất nền. - Nghiên cứu ảnh hưởng khoảng cách giữa các giếng cát tới mức độ cố kết của đất nền. - Nghiên cứu ảnh hưởng của chiều sâu giếng đến hiệu quả sử dụng giếng cát. - Nghiên cứu ảnh hưởng của độ xáo trộn đất nền khi thi công giếng cát đến mức độ cố kết của nền đất. - So sánh kết quả mô phỏng ảnh hưởng của các tham số với cơ sở lý thuyết. III. NỘI DUNG NGHIÊN CỨU: Đề tài chỉ dừng lại ở việc nghiên cứu sự cố kết của đất nền khi sử dụng phương pháp giếng cát kết hợp gia tải trước có xét đến ảnh hưởng của các thông số như: đường kính giếng, khoảng cách giếng, chiều sâu giếng và có xét đến độ xáo trộn đất nền khu vực lỗ khoan. Ứng dụng tính toán cho công trình cụ thể tại “ Công trình Xử lý nền nhà xưởng tại khu Công nghiệp Long Hậu”. Qua đó có thể rút ra những kết luận nhằm cải thiện điều kiện làm việc của giếng cát, giúp đẩy nhanh hơn nữa tốc độ cố kết của đất nền theo đúng yêu cầu thiết kế về mặt kinh tế cũng như mặt kỹ thuật.