Bước đầu nghiên cứu công nghệ xử lý nền đất yếu bằng cọc cát - xi măng - tro bay trong xây dựng cơ sở hạ tầng

Nội dung bài viết trình bày công nghệ có những ưu điểm: vừa gia cố vừa hút nước, phương pháp thi công đơn giản, nhân lực tay nghề thấp,..bên cạnh đó khắc phục được nhược điểm của các biện pháp trên mà còn tận dụng được các nguồn vật liệu tại chỗ,giải quyết được vấn đề tro xỉ thải ra môi trường gây ô nhiễm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Bước đầu nghiên cứu công nghệ xử lý nền đất yếu bằng cọc cát - xi măng - tro bay trong xây dựng cơ sở hạ tầng TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI BƯỚC ĐẦU NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC CÁT - XI MĂNG - TRO BAY TRONG XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG Giảng viên hướng dẫn: PGS.TS Hồ Anh Cương Sinh viên thực hiện: Nguyễn Hữu Tú Lớp: Vũ Đức Thắng Tô Văn Tăng Phạm Văn Thanh Trần Thị Ánh Công Trình GTCC K58 Tóm tắt: Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam việc ảnh hưởng của nền đất yếu đến quá trình xây dựng công trình là hiện tượng khá phổ biến và khó khắc phục, do nền đất yếu là ảnh hưởng của nhiều các hiện tượng tự nhiên hay đặc biệt là bản chất của vật liệu xây dựng. Có khá nhiều phương pháp gia cố, xử lý nền đất yếu, bao gồm: các phương pháp vật lý, cơ học, hóa học,…(Vd: phương pháp gia cố bằng cọc cát, cọc đất - xi măng, đệm cát,…) còn nhiều nhược điểm chưa khắc phục được cho nên chúng em đưa ra một giải pháp “nghiên cứu công nghê xử lý nền đất yếu bằng cọc cát – xi măng – tro bay trong xây dựng cơ sở hạ tầng”. Công nghệ có những ưu điểm: vừa gia cố vừa hút nước, phương pháp thi công đơn giản, nhân lực tay nghề thấp,..bên cạnh đó khắc phục được nhược điểm của các biện pháp trên mà còn tận dụng được các nguồn vật liệu tại chỗ,giải quyết được vấn đề tro xỉ thải ra môi trường gây ô nhiễm. Từ khóa:Cọc,cát,xi,măng,tro,bay 1. ĐẶT VẤN ĐỀ Tổng quan trong nước - Hiện nay, trên thế giới cũng như tại Việt Nam có khá nhiều công nghệ gia cố, xử lý nền đất yếu, bao gồm: 1) nhóm công nghệ thay đất yếu bằng đất tốt (đệm cát, đệm sỏi, đệm đá dăm); 2) nhóm công nghệ nén chặt đất trên mặt bằng cơ học (đầm rơi, đầm lăn, đầm rung); 3) nhóm công nghệ làm chặt đất dưới sâu bằng chấn động, thủy chấn; 4) nhóm công nghệ nén chặt đất bằng năng lượng nổ; 5) nhóm công nghệ gia cố nền bằng vải địa kỹ thuật; 6) nhóm công nghệ gia cố nền bằng vật lý và hóa học (điện thấm, điện hóa học, nhiệt); 7) nhóm công nghệ làm chặt đất bằng gia tải trước kết hợp với thoát nước thẳng đứng (giếng cát, cọc cát, bấc thấm) và hút chân không; 8) nhóm công nghệ gia cố nền bằng Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 233 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI chất kết dính (vôi, xi măng, bitum, keo polimer tổng hợp); 9) nhóm công nghệ gia cố nền bằng phụt dung dịch (vữa xi măng, dung dịch silicat, nhựa bitum); 10) nhóm công nghệ gia cố nền bằng cọc vật liệu (cọc tre, cừ tràm, cọc cát, cọc vôi, cọc đất – vôi, cọc đất – xi măng, cọc đá dăm). Mỗi công nghệ gia cố, xử lý nền đất yếu đều có những ưu điểm, nhược điểm, phạm vi ứng dụng riêng. Hiệu quả gia cố, xử lý nền đất yếu phụ thuộc vào bản chất công nghệ, loại công trình xây dựng và đặc biệt là cấu trúc nền đất yếu . Đối với những khu vực có đất yếu phân bố ngay trên mặt đất và chiều dày nhỏ thì các công nghệ xử lý hiệu quả là công nghệ thay thế đất yếu bằng đất tốt; công nghệ trộn vôi, trộn xi măng; công nghệ cọc tre, cừ tràm; công nghệ sử dụng vải địa kỹ thuật. Tại những khu vực có đất yếu phân bố dưới sâu, chiều dày lớn thì công nghệ xử lý hiệu quả hơn cả là công nghệ cọc cát; công nghệ giếng cát, bấc thấm; công nghệ cọc đất – xi măng, cọc đất – vôi. Tổng quan trên thế giới - Công nghệ gia cố nền đất yếu bằng các thiết bị thoát nước thẳng đứng được sử dụng kết hợp với công nghệ gia tải trước nhằm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền đất. Thiết bị thoát nước thẳng đứng được dùng phổ biến đầu tiên là giếng cát, được thi công bằng cách khoan tạo lỗ với các đường kính khác nhau, sau đó lấp đầy lỗ khoan bằng cát. Những giếng cát đầu tiên được thi công ở California năm 1934 và vẫn được sử dụng rộng rãi ở Mỹ đến những năm 1970 [1]. Sau đó, Dastidar & nnk đã đề xuất ứng dụng công nghệ bấc cát (sand- wicks) để gia cố nền đất yếu [2].Một vật liệu thoát nước khác là bấc thấm được nghiên cứu từ năm 1948 bởi Kjellman, có ưu điểm thi công nhanh, ít xảy ra sự cố trong quá trình thi công và hạn chế dùng vật liệu cát tự nhiên [3]. Từ những năm 1970, bấc thấm (PVDs) thẳng đứng được dùng để thay thế hoàn toàn bấc cát. Tuy nhiên, bấc thấm có hạn chế là độ lún của nền sau khi xử lý bằng bấc thấm thường lớn hơn độ lún tính toán, cho nên, từ những năm 2000, việc xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm được kết hợp với công nghệ cố kết chân không (hút chân không). Cho đến nay, công nghệ cố kết chân không kết hợp với bấc thấm đã được sử dụng rất phổ biến ở nhiều nước trên thế giới. Tính thời sự của vấn đề Công nghệ gia cố, xử lý nền đất yếu bằng cọc vật liệu rời cũng đã được sử dụng phổ biến trên thế giới từ rất lâu. Năm 1930, lần đầu tiên cọc vật liệu rời được áp dụng để gia cố nền đất yếu tại Pháp và sau đó được sử dụng phổ biến ở Châu Âu từ những năm 1950 của thế kỷ trước. Bản chất của công nghệ này là làm chặt đất bằng cách đưa vật liệu rời vào trong nền đất để chiếm thể tích lỗ rống trong đất và đồng thời làm vật liệu thoát nước thẳng đứng để tăng nhanh quá trình cố kết thấm. Kỷ yếu nghiên cứu khoa học sinh viên năm 2021 234 TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 2. CÁC NỘI DUNG CHÍNH Phương pháp nghiên cứu - Tổng hợp, phân tích, tính toán và kết hợp phương pháp chuyên gia để đánh giá các yếu tố liên quan đến hiệu quả sử dụng phương pháp lý thuyết dựa trên các tài liệu tham khảo, phương pháp của các chuyên gia có kiến thức trong sử lý nền đất yếu đặc biệt là phương pháp sử dụng cọc cát - xi măng - tro bay, phương pháp thí nghiệm trong phòng thí nghiệm tại Việt Nam Phương tiện nghiên cứu - Nhiều tiêu chuẩn xây dựng ...