Một số yếu tố ảnh hưởng tới sự làm việc của trụ vật liệu hạt rời trong cải tạo nền đất yếu

Trụ vật liệu hạt rời hay cọc đá nghiền với cấp phối phù hợp là một trong những biện pháp cải tạo nền đất yếu sâu nhờ tác dụng nén chặt nền đất bởi sự chiếm chỗ của vật liệu đưa xuống và đầm chặt. Bài viết trình bày khái quát lý thuyết trụ vật liệu hạt rời và cơ sở nghiên cứu mô hình số.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Một số yếu tố ảnh hưởng tới sự làm việc của trụ vật liệu hạt rời trong cải tạo nền đất yếu . 249 MỘT SỐ YẾU TỐ ẢNH HƢỞNG TỚI SỰ LÀM VIỆC CỦA TRỤ VẬT LIỆU HẠT RỜI TRONG CẢI TẠO NỀN ẤT YẾU Nguyễn Hải Hà1,*, Nguyễn Đức Mạnh1, Nguyễn Thái Linh1, Đặng Hồng Lam1, Vũ Bách Tuấn2 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải 2 Công ty Cổ ph n Tư vấn thiết kế Tân Cảng Số Một *Tác giả chịu trách nhiệm: haihadkt@utc.edu.vnTó tắt Trụ v t liệu hạt rời hay cọc đá nghiền với cấp phối phù hợp là một trong những biện pháp cảitạo nền đất yếu sâu nhờ tác dụng nén ch t nền đất bởi s chiếm ch của v t liệu đ xuống vàđầm ch t. Biện pháp này c ng khá “kén” loại nền đất yếu, hiệu quả xử lý phụ thuộc nhiều yếu tố.Ngoài thiết bị, công nghệ thi công, loại v t liệu sử dụng…, kỹ thu t đầm, loại và trạng thái đấtyếu, cấu trúc nền, các yếu tố liên quan thiết kế có ảnh h ởng không nhỏ tới hiệu quả chịu tải vàquá trình cố kết đất yếu đ ợc cải tạo. Kết quả phân tích trên mô hình số, theo ph ơng pháp phần tử hữu hạn, khi khảo sát chotr ờng hợp nhóm 04 trụ v t liệu hạt rời để cải tạo nền đất yếu cho thấy, modul đàn hồi phần trụv t liệu hạt rời có trị số khác biệt không quá lớn so với đất yếu xung qu nh, đã ảnh h ởng đángkể tới hiệu quả t p trung ứng suất. Với đ c điểm này của loại trụ v t liệu hạt rời, để khai thác tốiđ hiệu quả chịu tải khi cải tạo nền đất yếu, công tác thiết kế cần xem xét đồng thời các yếu tốảnh h ởng khi tính toán. Kết quả ph n t ch định l ợng trên mô hình số cho thấy, các nhân tốkhoảng cách giữa các trụ, số lớp l ới địa kỹ thu t tr n đầu trụ, modul biến dạng củ đất yếu c ngnh modul đàn hồi trụ v t liệu ảnh h ởng đáng kể tới hiệu quả cải tạo nền đất yếu bằng trụ v tliệu hạt rời.Từ khóa: Trụ vật liệu hạt rời; cải tạo nền ất yếu; mô hình số; tập trung ng suất.1. ặt vấn đề S có m t phổ biến của các tầng đất yếu, đ dạng về nguồn gốc, thành phần và tính chất,cùng với cấu trúc nền phức tạp và đ c thù mang tính khu v c đã tạo ra nhiều kh khăn trong việcl a chọn biện pháp hợp lý để cải tạo, xử lý nền, hay giải pháp tối u x y d ng công trình trênnền đất yếu ở n ớc ta. Trụ v t liệu hạt rời, với v t liệu cát hay sỏi t nhiên, cát ho c đá nghiềnnhân tạo là một trong số biện pháp cải tạo hay gia cố nền đất yếu s u đ ợc áp dụng nhiều trênthế giới y là một trong những biện pháp cải tạo nền đất yếu hiệu quả, đ ợc tạo thành từ việcđầm ch t loại v t liệu c c ờng độ c o, độ ch t thích hợp, bởi v t liệu đá rời rạc cấp phối phùhợp trong nền đất c độ cứng v ợt trội so với đất yếu, và có dạng trụ tròn k ch th ớc nhất địnhgiống cọc cứng. Trụ v t liệu hạt rời dạng giản đơn (cọc đá) đ ợc áp dụng tại Pháp vào những năm 83 và sửdụng rộng rãi ở Châu Âu từ những năm 95 ến 2008, biện pháp cải tạo nền đất yếu bằng cọc đárời đ ợc giới thiệu chính thức vào các d án tại Việt N m, s u đ triển khai tại một số d án nh : nềnnhà máy InterFlour; nhà máy Vifon; ãi đ ng giàn kho n PTSC; nhà máy h lọc dầu Nghi Sơn…Nền đất yếu sau khi cải tạo có thể chịu đ ợc tải trọng cao lên tới 500kPa (ở d án PTSC), độ l n dvà lún lệch nhỏ (ví dụ móng bồn chứa dầu nhà máy hóa lọc dầu Nghi Sơn - giá trị lún lệch đảm bảonhỏ hơn 3 mm/ m theo chu vi) Biện pháp cải tạo nền đất yếu này có nhiều u điểm về thời gianthi công, giá thành cạnh tr nh và ớc đầu chứng minh đ ợc hiệu quả nhất định tại n ớc ta. Hiệnnay, khi tính toán thiết kế, phổ biến vẫn v n dụng cơ sở tính toán theo lý thuyết cọc đất xi măng vàcọc cát. Trong nhiều tr ờng hợp, kết quả quan trắc hay thí nghiệm hiện tr ờng tr ớc khi thi công đạitrà có kết quả khác biệt khá lớn với kết quả tính toán khi thiết kế. M c dù v y, đến n y ch c nhiềunghiên cứu chuy n s u để phân tích các yếu tố ảnh h ởng tới hiệu quả cải tạo hay gia cố nền đất yếumột cách có hệ thống trong điều kiện cụ thể ở n ớc ta. ể c cơ sở thiết kế mô hình nghiên cứu th c nghiệm khi cải tạo nền đất yếu bằng trụ v tliệu hạt rời, trong nghiên cứu này bằng mô hình số 3D, sử dụng ph ơng pháp phần tử hữu hạn,250tiến hành khảo sát bài toán nhóm 04 trụ cho 1 loại nền đất yếu, khi th y đổi tải trọng tác dụng,th y đổi khoảng cách giữa các cọc, thay thế lớp cát gia cố xi măng h y tông th ờng đ ợc sửdụng tr n đầu cọc bằng một hay nhiều lớp l ới địa kỹ thu t c ờng độ khác nh u, và th y đổi giátrị modul đàn hồi v t liệu trụ c ng nh modul iến dạng đất yếu, làm cơ sở đánh giá mức độ phụthuộc và ảnh h ởng các yếu tố liên quan tới hiệu quả của biện pháp cải tạo nền đất yếu này.2. h i qu t về ý thuyết trụ vật iệu hạt rời và ơ sở nghiên ứu h nh số2.1. Trụ vật liệu hạt rời và ơ sở lý thuyết Lý thuyết tính toán trụ v t liệu hạt rời nói chung, cọc đá nghiền nói riêng bắt đầu đ ợcn ...