Nghiên cứu ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến sức chịu tải của cọc xi măng đất tại công trình đại lộ đông – tây, thành phố Hồ Chí Minh

  • 1 month ago
  • 1 lượt xem
  • 0 bình luận

  • Ít hơn 1 phút để đọc

Giới thiệu

Bài viết trình bày về công nghệ cọc xi măng - đất (DSMC – Deep Soil Mixed Column) và sự ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến sức chịu tải của cọc xi măng - đất đối với nền đất thuộc công trình Đại lộ Đông – Tây, Thành phố Hồ Chí Minh. Quá trình nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc thi công thử các cọc xi măng - đất tại khu vực dự án, khoan lấy mẫu và tiến hành thí nghiệm nén một trục nở hông nhằm xác định hàm lượng xi măng hợp lý cho nền đất yếu cần xử lý, đồng thời đánh giá mức độ ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến cường độ cọc.

Thông tin tài liệu

Loại file: PDF , dung lượng : 1.07 M, số trang : 4 ,tên

Xem mẫu

Chi tiết

  1. 37 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 18-02/2016 NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA HÀM LƯỢNG XI MĂNG ĐẾN SỨC CHỊU TẢI CỦA CỌC XI MĂNG - ĐẤT TẠI CÔNG TRÌNH ĐẠI LỘ ĐÔNG – TÂY, THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH STUDY ON THE AFFECTION OF CEMENT CONTENT TO THE LOAD CAPACITY OF DEEP SOIL MIXED COLUMN IN EAST – WEST HIGHWAY, HO CHI MINH CITY TS. Nguyễn Thành Đạt, ThS. Đỗ Thanh Tùng Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng Tóm tắt: Bài viết trình bày về công nghệ cọc xi măng - đất (DSMC – Deep Soil Mixed Column) và sự ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến sức chịu tải của cọc xi măng - đất đối với nền đất thuộc công trình Đại lộ Đông – Tây, Thành phố Hồ Chí Minh. Quá trình nghiên cứu được thực hiện dựa trên việc thi công thử các cọc xi măng - đất tại khu vực dự án, khoan lấy mẫu và tiến hành thí nghiệm nén một trục nở hông nhằm xác định hàm lượng xi măng hợp lý cho nền đất yếu cần xử lý, đồng thời đánh giá mức độ ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến cường độ cọc. Từ khóa: DSMC, cột xi măng – đất, sức chịu tải, hàm lượng xi măng Abstract: This paper presents a case study on Deep Soil Mixed Column Technology (DSMC) and the affection of cement content to the load capacity of deep soil mixed column in East – West Highway, HCM City. The study base on these scientific activities: build trial DSMCs, sample by core drilling and experiment with unconfined compression test to define the rational cement content and estimate the affection of cement content to the load capacity of DSMC. Key words: DSMC, Deep Soil Mixed Column, load capacity, cement content. 1. Giới thiệu Đường kính cọc DSMC thường là 0,6 Trong công tác xử lý nền đất yếu hiện – 1,5m và có thể đạt đến chiều sâu 40m. nay tại Việt Nam, công nghệ cọc xi măng – DSMC được nghiên cứu cũng như ứng đất đang ngày càng được sử dụng rộng rãi dụng rộng rãi vào năm 1976 và cho đến bởi các ưu điểm nổi bật của nó. Có rất nhiều nay. Phần lớn vấn đề nghiên cứu được xuất yếu tố ảnh hưởng đến chất lượng của cọc, phát từ Nhật Bản. trong đó hàm lượng xi măng sử dụng đóng Có hai công nghệ chế tạo DSMC hiện vai trò quan trọng cần được nghiên cứu kỹ nay: lưỡng. Vì vậy, bài báo ra đời nhằm đóng - Trộn khô: là một quá trình cắt đất và góp một phần làm sáng tỏ vấn đề nêu trên trộn với một hàm lượng ximăng khô bằng dựa theo các nghiên cứu, thí nghiệm đã thực thiết bị lưỡi dao quay, có thể thêm hoặc hiện với nền đất yếu tại công trình Đại lộ không thêm phụ gia. Thường dùng cho điều Đông – Tây khu vực Quận 2, Thành phố Hồ kiện địa chất mềm, thích hợp cho các nước Chí Minh. ở vùng Scandinavian. 2. Công nghệ cọc ximăng - đất: [1] - Trộn ướt: là cắt đất và trộn với một Cọc ximăng - đất (DSMC) là cọc được hàm lượng hỗn hợp ximăng bằng lưỡi dao làm từ đất tại chỗ, gia cố với một hàm quay. Hỗn hợp có thể thêm hoặc không lượng ximăng và phụ gia nhất định tùy thêm phụ gia được bơm bằng áp lực nước. thuộc vào loại và các tính chất cơ - lý - hoá Thích hợp cho điều kiện địa chất tại Việt của đất nền ở nơi khu vực đặt công trình. Nam. Mục đích chính của công nghệ này là nhằm Trình tự thi công: tăng cường độ của đất nền, giảm tính thấm, tính lún và tăng sức bền dựa trên các phản - Chuẩn bị mặt bằng thi công ứng cơ - lý - hoá của ba thành phần chính là - Khoan xoay và xối nước qua cần đất tại chỗ, ximăng và phụ gia. khoan và mũi khoan.
  2. 38 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 18, Feb 2016 - Cần phải dùng loại cần khoan chuyên Mục đích của việc thi công cọc thử dụng. Sau khi đưa mũi khoan đến độ sâu nhằm xác định hàm lượng xi măng phù hợp thiết kế, quá trình phụt vữa bắt đầu. Vữa để thi công đại trà và qua đó cũng xác định được phụt qua vòi phun với áp suất và vận chất lượng của việc thi công cọc xi măng tốc cao, phá vỡ kết cấu của đất tạo thành đất (DSMC). cấu trúc ximăng đất vững chắc hơn. 4. Phương pháp thí nghiệm: Trong quá trình phụt vữa, cần khoan Tại mỗi vị trí cọc thử, lấy mẫu để thí vừa xoay vừa rút lên, tạo thành cột tròn xi nghiệm nén 1 trục nở hông (sau 28 ngày). măng – đất. Quy trình thí nghiệm được thực hiện như 3. Đặc điểm công trình nghiên cứu sau: [5] Công trình được lựa chọn cho công tác - Mẫu được lấy bằng ống thành mỏng, nghiên cứu là công trình Đại lộ Đông – Tây đường kính xấp xỉ 150mm (hình 2). (Nay là Đại lộ Mai Chí Thọ - Võ Văn Kiệt, Thành phố Hồ Chí Minh) với các địa điểm cụ thể như bảng 1. Tại các địa điểm nghiên cứu, một số lượng cọc xi măng – đất sẽ được thi công thử nghiệm với các hàm lượng xi măng khác nhau là: 140kg/m3, 150 kg/m3, 180 kg/m3, 200 kg/m3. [5] Hình 2. Hình ảnh ống lất mẫu hiện trường. Bảng 1. Bảng thống kê vị trí và số lượng cọc xi - Mẫu được lấy từ mỗi cọc 2m. Mỗi cọc măng - đất thử nghiệm. [5] khoan 1 lỗ lấy mẫu. STT Vị trí Số lượng cọc thử - Khoảng cách tâm mẫu đến tâm cọc là 1 Cầu Kênh 1 18 150 mm(=D/4: D=600mm) như hình 3. 0.15m 2 Cầu Kênh 1A 16 3 Cầu Cá Trê Nhỏ 16 4 Cầu Cá Trê Lớn 16 Khu vực địa chất trên tuyến Đại Lộ 0.30m 0.30m 0.60m Đông - Tây đa phần bao gồm các lớp địa Hình 3. Vị trí khoan lấy mẫu trên cọc thử. chất như sau: [4] - Lớp 1: Lớp đất san lấp bề dày từ 1,2m - Mẫu được gọt cho nhẵn và thẳng đứng. đến 2,0m. - Lớp 2: Lớp bùn hữu cơ rất yếu có bề dày từ 15m đến 20m. - Lớp 3: Lớp bùn hữu cơ yếu có bề dày từ 5 đến 10m. - Lớp 4: Cát sét nhão màu xám đen có Hình 4. Hình ảnh mẫu thí nghiệm. bề dày từ 3 đến 5m. - Các kích thước mẫu được đo và ghi lại. - Lớp 5: Lớp đất từ cứng đến nửa cứng. - Các mẫu được thí nghiệm nén trên Cọc xi măng đất được sử dụng để gia máy nén UCT (Unconfined Compression cố nền đất nên chỉ thi công cọc đến hết độ Test). sâu lớp đất yếu (khoảng 30m), đường kính - Kiểm tra, ghi lại số liệu thí nghiệm. cọc D = 600mm. Hình 5. Hình ảnh thí nghiệm UCT. Hình 1. Hình ảnh cọc xi - măng đất thử nghiệm.
  3. 39 TẠP CHÍ KHOA HỌC CÔNG NGHỆ GIAO THÔNG VẬN TẢI, SỐ 18-02/2016 5. Kết quả thí nghiệm: [5] thị Hình 10 và Hình 11. 5.1. Kết quả thí nghiệm tại vị trí Cầu Kênh 1: Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đồ thị hình 6 và hình 7. Hình 10. Cường độ cọc DSMC (qu28) tại vị trí cầu Cá Trê Nhỏ. Hình 6. Cường độ cọc DSMC (qu28) tại vị trí cầu Kênh 1. Hình 11. Quan hệ giữa hàm lượng xi măng với cường độ DSMC tại Cầu Cá Trê Nhỏ. 5.4. Kết quả thí nghiệm tại vị trí Cầu Cá Trê Lớn: Hình 7. Quan hệ giữa hàm lượng xi măng với cường Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đồ thị độ cọc DSMC tại Cầu Kênh 1. hình 12 và hình 13. 5.2. Kết quả thí nghiệm tại vị trí Cầu Kênh 1A: Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đồ thị hình 8 và hình 9. Hình 12. Cường độ cọc DSMC (qu28) tại vị trí cầu Cá Trê Lớn. Hình 8. Cường độ cọc DSMC (qu28) tại vị trí cầu Kênh 1A. Hình 13. Quan hệ giữa hàm lượng xi măng với cường độ DSMC tại Cầu Cá Trê Lớn. Hình 9. Quan hệ giữa hàm lượng ximăng với cường 5.5. Nhận xét kết quả thí nghiệm: độ cọc DSMC tại Cầu Kênh 1A. Dựa trên kết quả thí nghiệm nén 1 trục nở 5.3. Kết quả thí nghiệm tại vị trí Cầu Cá hông như trên, tác giả đưa ra đồ thị tổng hợp Trê Nhỏ: quan hệ giữa hàm lượng xi măng và cường độ chịu tải của DSMC như hình 14. Kết quả thí nghiệm được thể hiện qua đồ
  4. 40 Journal of Transportation Science and Technology, Vol 18, Feb 2016 cho cọc xi măng – đất đạt được yêu cầu về cường độ, đồng thời giảm đi chi phí đầu tư. - Ứng với mỗi khu vực địa chất khác nhau sẽ có một mức hàm lượng xi măng sử dụng là khác nhau. Vì vậy, kiến nghị nên thực hiện công tác thí nghiệm cho từng trường hợp. Tuy nhiên, khi không có điều kiện thí nghiệm thì có Hình 14. Quan hệ giữa hàm lượng xi măng với thể tham khảo các tài liệu của các công trình cường độ cọc DSMC. tương tự. Ví dụ, có thể áp dụng kết quả nghiên Nhìn chung đối với địa chất khu vực cứu này cho các công trình xử lý nền bằng Đại lộ Đông - Tây, điển hình là tại vị trí DSMC tại khu vực lân cận Đại lộ Đông – Tây. Cầu Kênh 1, 1A, Cầu Cá Trê Nhỏ, Cầu Cá - Cường độ nén một trục nở hông của các Trê Lớn, khi sử dụng cọc DSMC gia cố nền mẫu thí nghiệm với đường kính nhỏ theo ghi đất yếu thì cường độ cọc DSMC qu dao nhận sẽ kém hơn các mẫu nén có đường kính động từ 400-850 kN/m2 với hàm lượng xi lớn hơn. Vì vậy, tác giả kiến nghị nên kết hợp măng từ 140 kg/m3 – 200 kg/m3. thêm thí nghiệm xuyên côn động DCPT Theo lý thuyết, trong cùng một lớp đất (Dynamic Cone Penetration Test) tại hiện khi tăng hàm lượng xi măng thì cường độ qu trường để tăng thêm sự đa dạng trong phép so tăng theo. Hầu hết trong những trường hợp sánh nhằm tối ưu hoá lựa chọn hàm lượng xi này khi tăng hàm lượng xi măng từ 140 măng  kg/m3 đến 180kg/m3 thì cường độ tăng Tài liệu tham khảo: tuyến tính nhưng khi hàm lượng xi măng [1]. Nguyễn Viết Trung, Vũ Minh Tuấn (2010), tăng lên đến 200kg/m3 thì cường độ tăng “Cọc đất xi măng – Phương pháp gia cố chậm lại và độ tăng có khuynh hướng giảm, nền đất yếu”, NXB Xây dựng. điều này chứng tỏ hàm lượng xi măng hợp [2]. Đậu Văn Ngọ (2009), “Các nhân tố lý nhất ở khu vực địa chất này nên chọn là ảnh hưởng đến cường độ cọc xi măng đất”, 180 kg/m3. Science & Technology Development, Vol 6. Kết luận và kiến nghị: 12, No. 05-2009. [3]. Bộ Xây Dựng (2006), “TCXDVN 385-2006: Qua kết quả nghiên cứu, nhận thấy rằng: Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ - Khi hàm lượng xi măng trong mỗi m3 đất xi măng”. đất nền tăng thì sức chịu tải của cọc DSMC [4]. Trung tâm nghiên cứu công nghệ & thiết bị cũng có xu hướng tăng. Tuy nhiên, với một công nghệ, Trường Đại học Bách Khoa – Đại khoảng hàm lượng xi măng hợp lý, sức chịu học Quốc Gia Thành Phố Hồ Chí Minh tải cọc sẽ tăng nhanh theo chiều hướng (2009), “Báo cáo khảo sát địa chất cho tuyến tính (khoảng 140-180 kg/m3 đối với công trình đường mới Thủ Thiêm”. công trình nghiên cứu tại Đại lộ Đông – [5]. Obayashi Corporation (2009), “Report of Tây). Nếu sử dụng lượng xi măng vượt quá Test Result of Trial DSMC”. khoảng hàm lượng này thì sức chịu tải cọc Ngày nhận bài: 01/02/2016 vẫn tăng nhưng chậm dần và sẽ không đạt Ngày chấp nhận đăng: 15/02/2016 yêu cầu về mặt kinh tế. Vì thế việc xác định Phản biện: TS. Trần Thiện Lưu hàm lượng xi măng hợp lý cho công tác xử lý nền bằng DSMC là cần thiết. Nó đảm bảo

Download

Xem thêm
Thông tin phản hồi của bạn
Hủy bỏ