ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH THỦY LỢI VÙNG VEN BIỂN (*)

GS.TS. NGUYỄN CHIẾN - TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI THS. PHẠM QUANG ĐÔNG - NCS ĐẠI HỌC

THỦY LỢI

Tóm tắt: Ở Việt Nam phương pháp cố kết hút chân không (HCK) xử lý nền đấtyếu đã được ứng dụng cho một số công trình giao thông và công nghiệp. Trong khiđó các công trình thủy lợi (CTTL) vùng ven biển như đê và các công trình qua đêthường xây trên nền đất yếu và dễ ngập nước trong mùa mưa lũ nên cần phải tăngtốc độ thi công xử lý nền. Trong bài giới thiệu công nghệ HCK và các phương phápthi công cụ thể; điều kiện áp dụng công nghệ HCK cho xây dựng các CTTL vùng venbiển; các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền bằng HCK và ví dụ áp dụng.

THE APPLICATION VACUUM CONSOLIDATION METHOD FOR IMPROVEMENTPOOR UNDERLYING SOIL FOR CONSTRUCTION HYDRAULIC WORKS IN

COASTAL ZONE Abstract: Vacuum consolidation method for improvement poor underlying soil isnow being applied in Vietnam on some of highway and industrial works. Mean whilehydraulic works in coastal zone, such as dikes and underdike structures are oftenconstructed on poor and easy to be flooded in rainy seson underlying soil, and it isnecessary to increase speed of improvement it. In this paper introducted vacuumconsolidation technology (VCT) an some of realization methods, VTC appliedconditions for construction hydraulic works in costal zone. The paper presentscontents of design for VTC and cites calculation as example.

1. Đặt vấn đề Phương pháp cố kết HCK xử lý nền đất yếu để xây dựngcông trình đã được ứng dụng nhiều trên thế giới. Ở Việt Nam,công nghệ này mới được áp dụng trong khoảng hơn chục năm gầnđây và chủ yếu cho các công trình giao thông, công nghiệp. Công nghệ HCK cũng rất thích hợp cho việc xử lý nền đểxây dựng các CTTL vùng ven biển. Việt Nam có hơn 3000 km bờbiển. Với nền kinh tế đang phát triển mạnh mẽ, nhu cầu xâydựng các tuyến đê biển và đê vùng cửa sông ven biển là rất lớnnhằm bảo vệ các khu dân cư, kinh tế và các vùng đất canh tác.Nhu cầu này càng cấp thiết trong điều kiện biến đổi khí hậutoàn cầu và nước biển dâng. Đặc điểm của nhiều tuyến đê vàCTTL vùng ven biển là được xây dựng trên nền đất yếu và bịngập nước trong mùa mưa lũ. Vì vậy cần phải áp dụng các biệnpháp gia tăng tốc độ xử lý nền nhằm giảm độ lún và tăng khảnăng chịu tải, đảm bảo an toàn cho công trình xây dựng. Phươngpháp cố kết HCK làm tăng nhanh tốc độ cố kết đất nền nên đápứng được các yêu cầu này.

1

2. Mô tả công nghệ 2.1.Tổng quát

Hút chân không (HCK) là phương pháp xử lý nền bằng cáchbơm hút nước ra khỏi đất nền để giảm hệ số rỗng, tăng liên kếtgiữa các hạt đất, nhờ đó mà giảm được độ lún và tăng sức chịutải của nền khi xây dựng công trình. Hiện nay trên thế giới córất nhiều công ty xây dựng triển khai công nghệ HCK, mỗi mộtcông ty lại có những cải tiến riêng, những thiết bị riêng đểphù hợp với các công trình xây dựng mà công ty đó thực hiện.Vì vậy trong thực tế có nhiều biện pháp thi công HCK khácnhau. Tuy nhiên các phương pháp này đều dùng gia tải để hỗ trợquá trình rút nước khỏi nền. Về cơ bản có thể phân thành hailoại chính là thi công HCK có màng kín khí và không có màngkín khí. 2.2.Nhóm phương pháp thi công có màng kín khí

Màng kín khí thông thường là màng địa kỹ thuật (geo-membrane) bao kín toàn bộ khu vực thi công. Trong quá trình bơm hút, mực nước ngầm hạ xuống và không khí cũng được rút ra,tạo một vùng áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển trong lớp đất gia tải nằm dưới màng, từ đó hình thành một gia tải phụ do sự chênh lệch về áp suất không khí ở trên và dưới màng kín khí (hình 1). Đại diện của nhóm phương pháp thi công HCK có màng kín khí là phương pháp MVC (Menard Vacuum Consolidation).

Khi thi công MVC cần lưu ý các yêu cầu kỹ thuật sau:-Duy trì hệ thống thoát nước hoạt động có hiệu quả nằm

dưới màng chống thấm để thoát nước và khí trong suốt quá trìnhbơm hút, không để tắc hoặc hở.

-Giữ cho vùng đất dưới màng kín khí không bão hòa nước.-Giữ ổn định áp suất chân không dưới màng.-Giữ kín khí trên toàn bộ diện tích màng phủ, đặc biệt

đoạn nối máy bơm và màng.-Neo giữ và kín khí toàn bộ hệ thống tại biên khu vực xử

lý (hào bentonite).-Hạn chế dòng thấm của nước ngầm đi vào khu vực xử lý.

2

Hình 1. Sơ đồ nguyên lý phương pháp MVCNhìn chung, phương pháp MVC có ưu điểm là có thể giảm khối

lượng gia tải, tuy nhiên công tác chuẩn bị thi công phức tạpdo phải hàn nối màng kín khí và kiểm soát chặt chẽ khả năngkín khí của màng.

2.3. Nhóm phương pháp thi công không có màng kín khíNguyên tắc của nhóm phương pháp thi công không có màng kín

khí dựa trên việc đơn giản hóa phương pháp MVC bằng cách bỏđi màng kín khí, cũng là bỏ đi sự trợ giúp của áp suất khíquyển. Thay vào đó, nhóm phương pháp này yêu cầu đắp lớp giatải cao hơn để bù đắp sự thiếu hụt về áp lực gia tải (hình 2).Nhìn chung nhóm phương pháp này thi công đơn giản, nhưng khốilượng gia tải lại tương đối lớn.

Đại diện cho nhóm thi công HCK không có màng kín khí làphương pháp Beaudrain (hệ thống ống tập trung nước được thicông lắp đặt ngầm dưới mặt đất) và phương pháp Beaudrain-S (hệthống ống tập trung nước được thi công lắp đặt nổi trên mặtđất, sau đó đắp lớp gia tải phủ lên trên).

Để gia tăng hiệu quả bơm hút chân không trên diện rộng, cảhai nhóm phương pháp đều có thể áp dụng các biện pháp cải tiếnnhư là nối ống kín trực tiếp với bấc. Điều này làm cho áp suấtchân không trong bấc đạt tới độ sâu lớn hơn, tăng lưu lượngnước bơm hút được.

3

Hình 2. Sơ đồ nguyên lý phương pháp thi công không có màng kín khí 3. Điều kiện áp dụng cho CTTL Các điều kiện áp dụng phương pháp HCK xử lý nền khixây dựng các công trình thủy lợi vùng ven biển như sau: 3.1. Đối với đê: - Xây dựng trên vùng đất không thường xuyên ngậpnước, thời gian có thể thi công trên khô từ 4-6 tháng/ năm; - Nền thuộc loại đất yếu so với tải trọng tương ứngdo đê truyền xuống. Với đê có chiều cao khoảng 6-7 m mà mặtnền có sức chịu tải dưới 1 daN/cm2 thì cần xem xét biện phápxử lý để gia tăng sức chịu tải của nền, trong đó có phươngpháp HCK. - Đất nền có tính đồng nhất tương đối, không có lớpđịa chất nào có hệ số thấm gấp 5 lần hệ số thấm trung bình củacác lớp; không có lớp nào có hệ số thấm gấp 10 lần hệ số thấmnhỏ nhất trong nền (để tránh nước từ bên ngoài theo các lớpthấm mạnh chảy vào trong khu vực xử lý). 3.2. Đối với các công trình qua đê: - Có điều kiện thi công trên khô; - Yêu cầu về tính thấm nước của các lớp trong nềngiống như đối với đê đã nêu ở trên; - Khi áp lực đáy móng công trình lớn thì cần so sánhkinh tế - kỹ thuật với các giải pháp xử lý nền khác. 4. Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếubằng HCK 4.1. Các tài liệu cần thiết cho thiết kế

4.1.1. Tài liệu về công trình xây dựng.Cần thu thập thông tin về nhiệm vụ, cấp công trình; bố

trí cụ thể công trình, phạm vi chiếm đất, tải trọng lớn nhất

4

của công trình lên nền, các yêu cầu về xử lý nền (hạn chế lún,tăng cường độ, giảm hệ số thấm); yêu cầu về thời gian thi côngxử lý nền. 4.1.2. Tài liệu địa hình.

- Bình đồ khu vực xây dựng công trình.- Hiện trạng mặt bằng khu vực xây dựng: cây cối, khe

lạch, tình trạng ngập nước …- Các công trình ở lân cận khu vực xây dựng: quy mô, cự

ly đến biên công trình. 4.1.3. Tài liệu địa chất công trình. a) Các tài liệu từ khảo sát địa chất thông thường.

- Địa tầng khu vực nền công trình.- Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất: thành phần hạt, độ

ẩm tự nhiên, hệ số rỗng tự nhiên, dung trọng tự nhiên, dungtrọng khô, tỷ trọng hạt, giới hạn chảy, giới hạn dẻo, hệ sốnén lún (nén nhanh), lực dính đơn vị và góc ma sát trong (cắttrực tiếp), hệ số thấm.

- Mực nước ngầm. b) Các tài liệu khảo sát bổ sung cho việc thiết kế xử lý nền bằng HCK.

- Sức kháng cắt không thoát nước Cu hoặc Su.- Chỉ tiêu độ bền cu, Ccu (cố kết không thoát nước).- Hệ số thấm ngang (Kr) và thấm đứng (Kv).

4.2. Lựa chọn hình thức xử lý nền

4.2.1. Các điều kiện để xem xét lựa chọn phương pháp HCK khi xử lý nền:a) Nền đất yếu có độ rỗng lớn hơn 0,4.b) Đất yếu có cường độ chịu tải nhỏ hơn 0,9 daN/cm2.c) Nền địa chất có tính chất đồng nhất tương đối (xem mục

3.1).d) Chiều sâu yêu cầu xử lý không quá 30m. Trường hợp

chiều sâu bắt buộc phải xử lý lớn hơn 30m thì tính hiệu quảcủa phương pháp bơm HCK giảm hẳn, khi đó cần phân tích, sosánh một số phương án để lựa chọn hợp lý.

e) Các công trình ở lân cận không bị ảnh hưởng bởi quátrình xử lý. Việc hạ thấp mực nước ngầm trong xử lý bằng bơmHCK không làm mất ổn định các công trình lân cận. 4.2.2. Điều kiện để lựa chọn xử lý HCK bằng phương pháp có màng kín khí.

a) Có các điều kiện ở mục 4.2.1.b) Có mặt bằng thi công đủ rộng để bố trí thiết bị, đào

hào vây;c) Có hạn chế về khối lượng vật liệu gia tải;

4.2.3. Điều kiện để lựa chọn HCK bằng phương pháp không có màng kín khí.

5

a) Có các điều kiện ở mục 4.2.1.b) Mặt bằng thi công bị hạn chế.c) Có đủ khối lượng vật liệu gia tải phù hợp với yêu cầu

kỹ thuật của nền công trình.d) Có hệ thống thiết bị công nghệ phù hợp.

4.3. Tính toán thiết kế xử lý nền bằng bơm hút chân không

4.3.1. Xác định chiều dày lớp gia tải.

a) Đối với phương pháp HCK có màng kín khí.Theo phương pháp này, lớp gia tải có vai trò chính là tạo

khoảng không để bơm hút khí, tạo áp lực chân không phía dướimàng kín khí. Vì vậy, vật liệu gia tải cần có hệ số thấm khílớn, còn chiều dày lớp gia tải thì không cần lớn, thường trongkhoảng 0,5÷1,5 m, tùy thuộc loại máy bơm và khả năng cung cấpvật liệu gia tải. Máy bơm có công suất lớn thì chọn chiều dàygia tải thiên lớn. b) Đối với phương pháp hút chân không không có màng kín khí.

Trường hợp này, chiều dày lớp gia tải phải đủ lớn để ngănkhông khí đi vào nền đang được xử lý bơm hút. Ngoài ra, lớpgia tải còn có tác dụng tăng tốc độ cố kết đất nền.

Theo điều kiện kín khí, chiều dày gia tải HS(m) được xácđịnh theo công thức (1):

(1)trong đó:

Pvac: áp suất chân không dưới lớp gia tỉa kín khí (KN/m2);w: trọng lượng riêng của nước (KN/m3);Qa: lưu lượng máy bơm hút chân không (m3/s);Kair: hệ số thấm khí của lớp gia tải kín khí (m/s);A: diện tích bề mặt xử lý (m2).

4.3.2. Xác định chiều sâu cắm bấc thấm.

Chiều sâu cắm bấc thấm phụ thuộc vào điều điện địa chấtnền, cấp tải trọng do công trình tác dụng lên nền và yêu cầuhạn chế độ lún sau khi xây dựng công trình. Trước khi quyếtđịnh biện pháp xử lý nền cần thực hiện các tính toán địa kỹthuật, xác định:

- Ổn định tổng thể của công trình trên nền (trạng tháigiới hạn I);

- Độ lún của công trình (lún sơ cấp, lún cố kết, lún dư):theo trạng thái giới hạn II.

6

Từ các tính toán nêu trên sẽ xác định được yêu cầu về xửlý nền để tăng cường độ (đảm bảo ổn định) và giảm độ lún dư(đảm bảo điều kiện biến dạng). Chiều sâu nền cần xử lý là trịsố lớn nhất xác định từ 2 điều kiện đã nêu. Chiều sâu cắm bấcđược xác định như sau:

- Trường hợp chiều dày lớp đất yếu trong nền nhỏ hơnchiều sâu cần xử lý theo tính toán: lấy chiều sâu cắm bấc bằngchiều dày lớp đất yếu, tức là hút chân không xử lý toàn bộ lớpđất yếu trong nền.

- Trường hợp chiều dày lớp đất yếu trong nền lớn hơnchiều sâu cần xử lý theo tính toán: lấy chiều sâu cắm bấc bằngchiều sâu cần xử lý.

- Nếu chiều sâu cắm bấc xác định như trên đây có giá trịL ≥ 30m thì cần luận chứng bằng cách so sánh với một số phươngán xử lý khác. 4.3.3. Lựa chọn loại bấc thấm.

Việc lựa chọn loại bấc thấm chủ yếu phụ thuộc vào khảnăng cung cấp của thị trường và thông số kỹ thuật của máy cắmbấc. Hiện nay, điều kiện cung cấp bấc thấm của thị trường làtương đối dễ dàng. Vì vậy việc lựa chọn loại bấc là theo đặctính kỹ thuật của hệ thống thiết bị do từng đơn vị thi công sởhữu. 4.3.4. Lựa chọn sơ đồ cắm bấc.

Trong thi công thường gặp 2 sơ đồ cắm bấc chính là sơ đồtam giác và sơ đồ hình vuông. Việc chọn sơ đồ nào là phụ thuộcvào cách vận hành thiết bị cắm bấc. 4.3.5. Xác định khoảng cách cắm bấc (d).

Khoảng cách cắm bấc phụ thuộc vào thời gian gia cố chophép và khối lượng gia tải. Trình tự tính toán như sau:

- Với một thời gian gia cố dự định trước (t) giả thiếtmột số giá trị khoảng cách bấc thấm d.

- Với trị số t và d, theo các công thức tính toán cố kết,xác định được chiều dày gia tải tương ứng HS.

- So sánh kinh tế giữa các phương án khoảng cách bấc thấmd, với các thành phần chi phí được tính bao gồm chi phí chobấc thấm (tính theo tổng chiều dài bấc) và chi phí theo giatải (tính theo tổng khối lượng gia tải), từ đó lựa chọn đượckhoảng cách bấc thấm hợp lý.

Bài toán xác định mối quan hệ giữa khoảng cách cắm bấcvới các thông số khác (chiều sâu cắm bấc, chiều dày gia tải,áp lực chân không, thời gian xử lý …) có thể được giải theo

7

các phương pháp khác nhau. Thường sử dụng các phần mềm tínhtoán chuyên dụng (ví dụ: các phần mềm Plaxis, Fossa,Msettle…). 4.3.6. Lựa chọn máy bơm và sơ đồ nối ống.

Thông thường đối với một đơn vị thi công, hệ thống máybơm đã được trang bị sẵn và được sử dụng cho nhiều công trình.Khi đó nội dung tính toán không phải là chọn máy bơm mà làchọn sơ đồ nối ống tập trung nước vào máy bơm, theo các bướcsau: - Tính toán khả năng tập trung nước của một bấc thấm Qg

(m3/s); - Tính toán số bấc thấm do 1 máy bơm phụ trách:

(2)trong đó:

Qa: năng lực của máy bơm (m3/s);Qg: khả năng tập trung nước của 1 giếng (bấc), m3/s;Kb: hệ số xét đến tổn thất năng lượng trong hệ thống tậptrung nước.Khi một máy bơm phụ trách hút nước cho nhiều ống thì

thường nối ống theo sơ đồ phân cấp: cấp 1- ống nối với máybơm; cấp 2- các ống cùng đổ vào một ống cấp 1; cấp 3- các ốngcùng đổ vào một ống cấp 2. 4.3.7. Bố trí hệ thống hào vây.

Hệ thống hào vây chỉ được bố trí khi xử lý bơm HCK cómàng kín khí. Nhiệm vụ của hào là để nhém mí màng kín khí phủtrên bề mặt khu vực xử lý. Sau khi gắn chặt mí màng chống thấmvào đáy hào thì đổ vữa bentonite lên để làm kín khí. Trongtrường hợp quy mô khu vực xử lý không lớn thì có thể dùng đấtsét nhão để nhém mí màng chống thấm thay cho vữa bentonite. Hào được đào trong đất nguyên thổ, với kích thước mặtcắt không lớn: chiều rộng đáy: (0,3÷0,5)m; chiều sâu:(0,4÷0,6)m; hệ số mái dốc: m = 0,5÷1,0 (phụ thuộc vào khả năngổn định của mái). 4.3.8. Bố trí thiết bị quan trắc, bao gồm:

Thiết bị quan trắc thường bao gồm: quan trắc lún đứngbề mặt (lún tổng); quan trắc lún cho từng lớp địa chất; quantrắc lún nghiêng (chuyển vị ngang); quan trắc áp lực nước lỗrỗng trong đất, áp lực chân không trong bấc thấm.

8

Các số liệu quan trắc được sử dụng trong quá trình xửlý để điều chỉnh áp lực chân không khi bơm hút cho phù hợp vớisơ đồ tính toán và quyết định thời điểm dừng bơm hút (khi độcố kết đã đạt yêu cầu thiết kế). 5. Ví dụ áp dụng Yêu cầu tính toán các thông số để xử lý nền bằng hútchân không cho đê biển có mặt cắt như hình 3 (đê biển Ba Tri,Bến Tre). Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và đất đắp đê như ởbảng 1 (thân đê được gia cố bằng cốt vải địa kỹ thuật). Tínhtoán khối lượng và giá thành xử lý nền cho một đoạn đê cóchiều dài 20m.

+4+3+2+1+0-1-2-3-4-5-6-7-8-9-10-11-12-13-14-15-16

® ê ng m Æt ®Êt tù nhiªn

líp 1a: SÐt m µu ®en, x¸m ®en,tr¹ng th¸i dÎo m Òm . §Êt cã tÝnhdÎo cao

líp 1: H÷u c¬ m µu x̧ m ®en,x̧ m xanh ®en nh¹t. §Êt cã tÝnhdÎo cao, tr¹ng th¸i dÎo m Òm ,dÎo ch¶y

líp 1c: ̧ sÐt nhÑ, ̧ sÐt m µux̧ m ®en. C¸t cã h¹t m Þn chøakho¶ng 75% . §Êt cã tÝnh dÎothÊp, kÕt cÊu kÐm chÆt, b·o hßan íc

§é cao (m )

1a

1

1c

1a

1

1c

1

1c

kho ¶ng c¸ch 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00 5.00

K4 + 520

K.C¸ch (m )

cao ®é tù nhiªn (m ) 0.96

0.97

0.96

0.96

0.94

0.97

0.96

0.94

0.95

0.94

0.96

0.93

-16.000

§Êt ®¾p K=0.95

m ¸i ®ª trå ng cáphÝa biÓn

trång rõng phß ng hé r = 150m - 300mm =3.0 m =2.0

+6+5

+8+7

m ¸i ®ª trå ng cá

tr¶i sá i ®á dµy 2m

+6.00

phÝa ®ång

400500

Tim thiÕt kÕ

Hình 3 - Mặt cắt đê biển tính toán

Bảng 1: Các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và thân đêThông số Ký

hiệuĐơnvị

Lớp 1 Lớp 1c Đấtđắp đê

Độ ẩm tự nhiên Wn % 56,5 27,2 24,1Giới hạn chảy LL % 59 28Giới hạn dẻo PL % 33 19Chỉ số dẻo A % 33 9Dung trọng tự nhiên γw kN/m3 15,8 18,1Dung trong khô γk kN/m3 10,1 14,2Tỷ trọng hạt ∆ 2,70 2,71Độ rỗng n % 62,6 47,4Hệ số rỗng e 1,671 0,902Độ bão hòa G % 91,3 81,7Lực dính đơn vị C kN/m² 4.0 0.4 19.0Góc ma sát trong độ 1°25’ 21°09’ 7°Hệ số thấm kt cm/s 1,210-

59,510-

3

Hệ số ép co (p = a0,5 cm2/kG 0,44

9

0,5kG/cm2)Mô đun đàn hồi (p = 0,5kG/cm2)

E0,5 kG/cm2 5,70

Giải: a) Phân loại đất nền và trạng thái của đất (theo TCXD 45-78)- Lớp 1: A=33% - loại sét; B = 0,9: trạng thái dẻo chảy;- Lớp 1c: A = 9% - loại á sét; B = 0,91: trạng thái dẻo

chảy.- Cả 2 lớp (1 và 1c ) đều có n > 40% nên thuộc loại đất yếu

cần xử lý để giảm độ rỗng do đó giảm độ lún và tăng khả năngchiu tải.

- Kết quả tính ổn định cho thấy đê bị mất ổn định với mặttrượt nằm hoàn toàn trong phạm vi lớp 1(do thân đê đã đượcgia cường bằng cốt vải địa kỹ thuật).b. Xác định phạm vi xử lý Chọn phạm vi xử lý là đất lớp 1 sát dưới thân đê mà không xửlý đến lớp 1c do:

- Đất lớp 1 rất yếu (φ = 1°25’ ; n = 62,6%)- Đất lớp 1c có khả năng chịu lực cao ( φ = 21°09’), hệ số

thấm lớn gấp 792 lần so với lớp 1, nếu cắm bấc thấm đến lớp 1cthì nước từ bên ngoài sẽ thấm mạnh vào khu vực xử lý, làm giảmhiệu quả HCK.c. Chọn các thông số xử lý

- Chiều dài bấc thấm: L = 7,0 m (trong phạm vi lớp 1).- Loại bấc thấm: loại tiêu chuẩn có mặt cắt a x b = 100 x 4

mm.- Cự ly bấc: tính với các phương án d = 0,8m ; 1,0m; 1,2m;

1,5m.- Phương pháp thi công HCK: có màng kín khí.- Áp lực chân không khống chế: P = 70kPa- Chiều dày gia tải trước: T = 1,0m; vật liệu: đất á cát có

γw = 16 kN/m³.d. Tính toán độ lún và cố kết trong quá trình xử lý HCK

- Phần mềm tính toán: sử dụng phần mềm FoSSA ( 2.0 )- Các thông số đầu vào (tính được từ tài liệu đất nền và

lớp gia tải). Đất nền γw = 15,8 kN/m³; e0 = 1,671; E = 1728 kN/m²; Cc

= 0.58 ; Cr = 1,16 ; Cv = 1,307m²/ngày. Lớp gia tải: γw = 16,0 KN/m³ Áp lực gia tải tương đương: P = 86 KPa

- Kết quả tính toán: quan hệ S ~ t như trên bảng 2 và hình4

10

Bảng 2.Kết quả tính toán quan hệ S ~ t,dC.sâu bấcthấm

K.thước bấc thấm

K.cbấcthấm d(m)

Lún theo thời gian (tháng)

Lún cuốicùng(m)

0 1 2 3 4 5 6 7 8

7m

a =100mm 0.8 0.0

000.518

0.666

0.725

0.749

0.758

0.762

0.763

0.764

0.764

b = 4mm 1 0.000

0.475

0.629

0.701

0.735

0.750

0.758

0.761

0.763

  1.2 0.000

0.451

0.606

0.684

0.723

0.744

0.754

0.759

0.762

    1.50.000

0.431

0.584

0.667

0.712

0.736

0.749

0.756

0.760

0.000

0.100

0.200

0.300

0.400

0.500

0.600

0.700

0.800

0 1 2 3 4 5 6 7 8

Độ lún (m)

Thời gian (tháng)Biểu đồ quan hệ Khoảng cách bấc thấm -Độ lún theo thời gian

0.8m1.0m1.2m1.5m

Hình 4.Kết quả tính toán quan hệ S-t,d

e. Phân tích kết quả - Với các phương pháp cắm bấc khác nhau đều cho độ lúnổn định (sơ cấp Sp = 0,764m). - Thời gian HCK(t) để đạt được độ lún St = 90% Sp

Cự ly bấc d (m) : 0,8 1,0 1,2 1,5 t (ngày) : 51 56 58

60 - Bằng so sánh kinh tế giữa các yếu tố: tổng chiều dàicắm bấc và thời gian duy trì HCK, chọn được phương án hợp lýlà d =1,0m tương ứng t = 56 ngày; tp = 360 ngày, độ lún cònlại là ∆S = 0,076< ∆SCP = 0,15m. (Trị số ∆SCP lấy bằng một nửađộ vượt cao an toàn của đê, ở đây là đê cấp IV: a = 0.3m). Kết quả khái toán kinh phí xử lý nền bằng HCK (phươngpháp có màng kín khí) cho một đoạn đê dài 20 m là K=375.564.000 đồng (bình quân 626.000 đồng/m2). 6. Kết luận:

11

1) Các CTTL vùng ven biển thường được xây dựng trênnền đất yếu và bị ngập nước trong mùa mưa lũ, do đó cần ápdụng các biện pháp xử lý để đẩy nhanh quá trình cố kết của đấtnền nhằm giảm độ lún và tăng ổn định của công trình. Phươngpháp cố kết HCK có thể đáp ứng tốt các yêu cầu này nên cầnđược xem xét áp dụng. 2) Điều kiện để áp dụng công nghệ HCK xử lý nền CTTLvùng ven biển là đất nền phải có tính đồng nhất tương đối vàthời gian bị ngập nước không quá 6-8 tháng/năm. Trường hợptrong nền có lớp thấm mạnh thì cần xét phương án không cắm bấcthấm đến chiều sâu của lớp này. Khi chiều sâu nền cần xử lývượt quá 30 m thì phương pháp HCK cho hiệu quả thấp. 3) Trong thiết kế xử lý nền bằng HCK cần phân tíchcác điều kiện để lựa chọn phương pháp thi công phù hợp. Tómtắt các nội dung tính toán thiết kế như nêu ở mục 4 của bài. 4) Từ ví dụ tính toán trong bài cho thấy việc ápdụng công nghệ HCK trong xây dựng các CTTL vùng ven biển là cótính khả thi và có nhiều lợi thế để đẩy nhanh tốc độ thi công,giảm chi phí xử lý nền đất yếu. (*) Bài báo đã được đăng trên Tạp chí Địa kỹ thuật, số 2 năm 2012

TÀI LIỆU THAM KHẢO 1.Nguyễn Chiến, Tô Hữu Đức, Phạm Huy Dũng. Phương phápcố kết hút chân không xử lý nền đất yếu trong xây dựng côngtrình. NXB Xây dựng. Hà Nội, 2011. 2. Nguyễn Chiến, Tô Hữu Đức, Phạm Quang Đông. Một số kếtquả nghiên cứu thí nghiệm hiện trường về phương pháp cố kếtchân không xử lý nền đường cao tốc Long Thành- Dầu Giây. Tạpchí KHKT Thủy lợi và Môi trường số 32, tháng 3-2011. 3. Trần Quang Hộ, Trịnh Thị Thùy Dương, Võ Minh Thắng.Hiệu quả của phương pháp cố kết chân không kết hợp với gia tảitrước trên nền đất yếu khu công nghiệp Phú Mỹ. Tạp chí Địa kỹthuật số 4- 2009.

12