Nghiên cứu quá trình cố kết thoát nước nền đất yếu gia cố bằng cọc cát biển - xi măng

Bài viết "Nghiên cứu quá trình cố kết thoát nước nền đất yếu gia cố bằng cọc cát biển - xi măng" chỉ ra, cọc cát biển - xi măng có tác dụng cố kết thoát nước nền đất yếu, làm tăng sức chịu tải và giảm độ lún của nền. Nghiên cứu thực nghiệm ở hiện trường đã cho thấy, sau khi gia cố bằng cọc cát biển - xi măng, các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng cho quá trình cố kết thoát nước nền đất đã thay đổi đáng kể theo hướng thuận lợi cho xây dựng công trình. Mời các bạn cùng tham khảo!
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu quá trình cố kết thoát nước nền đất yếu gia cố bằng cọc cát biển - xi măng . 35 NGHIÊN CỨU QUÁ TRÌNH CỐ KẾT THOÁT NƢỚC NỀN ĐẤT YẾU GIA CỐ BẰNG CỌC CÁT BIỂN - XI MĂNG Tạ Đức Thịnh1*, Nguyễn Văn Phóng1, Nguyễn Thành Dƣơng1, Phạm Văn Hùng1, Ngọ Thị Hƣơng Trang1, Nguyễn Tấn Sơn2 1 r n Đại học Mỏ - Địa chất 2 Công ty TNHH Nam Miền Trung Ninh Thuận Tóm tắt Công nghệ cọc cát biển - x măn gia cố n n ất y u là công nghệ m , ư xuất nhằm kh c phục hạn ch của các công nghệ cọc cát, bấc thấm, cọ ất - x măn , ồng thời sử dụng cát biển làm v t liệu giúp hạn ch sử dụn ts n n n y n k n m ể có thể ứng dụng cọc cát biển - x măn vào thực tiễn gia cố n n ất y u cần làm sáng tỏ sở lý thuy t và thực nghiệm của công nghệ mà m t trong số l qu tr n ố k t t o t nư ất n n. K t quả nghiên cứu ã ỉ ra, cọc cát biển - x măn có tác dụng cố k t t o t nư c n n ất y u, l m tăn sức chịu tải và giảm lún của n n. Nghiên cứu thực nghiệm ở hiện trườn ã o t ấy, sau khi gia cố bằng cọc cát biển - x măn , các chỉ t u lý ặ trưn o qu tr n ố k t t o t nư c n n ất ã t y ổ n kể t o ư ng thu n l i cho xây dựn n tr n n ư: ẩm giảm n 9,9%, sệt giảm n 10,44%, hệ số rỗng giảm n 5,26%, hệ số nén lún giảm 5,88%, góc ma s t tron tăn n 9,8%, lực dính k t tăn n 4,51%, sứ k n xuy n ng củ ất tăn n 14,83%. Từ khóa: Đất yếu, cọc cát biển - m n , cố kết t o t n ớc, ộ ẩm, ộ sệt, hệ số nén lún, s c chống cắt, s c k n u n ộng. 1. Đặt vấn đề Xây dựng công trình trên n n ất y u ư o ờl to n n ản do tính nhạy cảm củ ất y u ối v i tác dụng của tải trọng ngoài. Dù công trình có quy mô, tải trọng nhỏ, trong quá trình xây dựng và sử dụng vẫn phát sinh các vấn bất l i gây mất ổn ịnh công trình. Vì v y, trư c khi xây dựng công trình trên n n ất y u nhất thi t phải ti n hành gia cố, xử lý ất y u (Bergado và nnk., 1996). ối v i hầu h t công trình hạ tầng xây dựng trên n n ất y u, các công nghệ xử lý sâu t ườn ư c sử dụng là cọc cát, bấc thấm, cọ ất - x măn (N uyễn Uy n, 2013) ây l công nghệ nh p khẩu v o nư c ta t nhữn năm 1980, m n lại hiệu quả cao cả v kỹ thu t và kinh t . Tuy nhiên, các công nghệ n y ũn n ững hạn ch và không phả l n o ũn p h pv u kiện xây dựng cụ thể, nhất l ối v i công trình hạ tầng giao thông vùng ven biển. Bấc thấm k t n t ường bị ứt, giảm hiệu quả t o t nư c do hiệu ứng xáo tr n, phải nh p khẩu nên giá thành cao. Cọc ất - x măn hầu n ư k n t ụng nén chặt v n ất y u xung quanh cọc. Cọc cát gây ti ng ồn l n k t n , ts n n n y n k n m và việ k t t n ản ưởng nghiêm trọn n m trường, gây mất ổn ịnh các bờ sông, suối. Chính phủ ã n n N ị ịn số 23/2020/N -CP n y 24/02/2020 Quy ịn v quản lý t, sỏ lòn s n v ảo vệ lòn , ờ, ã s n n ằm ạn , t m í ấm k t ts n , * Ngày nhận bài: 28/02/2022; Ngày phản biện: 24/3/2022; Ngày chấp nhận n : 2/4/2022 * Tác giả liện hệ: Email: taducthinh@humg.edu.vn 36 t ẩy t m n uồn v t l ệu k t y t Vì v y, nghiên cứu xuất công nghệ cọc cát biển - xi măn sẽ kh c phụ ư c những hạn ch của bấc thấm, cọc ất - x măn và cọ t, ồng thời sử dụng cát biển làm v t liệu cọc giúp giảm giá thành xây dựng và bảo vệ m trường b n vững. ể có thể ứng dụng công nghệ cọc cát biển - x măn vào thực tiễn gia cố n n ất y u, cần làm sáng tỏ sở lý thuy t và thực nghiệm của công nghệ. M t trong nhữn qu tr n ản nâng cao sức chịu tải và giảm lún của n n khi gia cố bằng cọc cát biển - x măn chính là quá trình cố k t t o t nư c n n ất y u (Tạ ức Thịnh và nnk., 2021). 2. Nghiên cứu lý thuyết quá trình cố kết nền đất yếu của cọc cát biển - xi măng 2.1. Bản chất quá trình cố kết của đất yếu ất y u t ườn l ất loại sét ở trạn t ão ò , ẩm cao. Cấu tạo ất bao gồm: (1) các hạt khoáng v t ư c liên k t v i nhau bằng lực liên k t tạo thành cốt ất, (2) m t số v t chất keo dính gây nên tác dụn tư n ỗ giữa cốt ất v nư c, (3) nư c (có thể l nư c tự o, nư c liên k t) trong các lỗ rỗng. Khi có tải trọng ngoài tác dụng, n n ất sẽ ư c nén chặt. N u tải trọng n o k n ủ sức phá huỷ lực liên k t giữa các hạt khoáng v t tư n ối b n vững thì sự nén chặt ất sẽ l n qu n n bi n dạn n ồi, xảy r tư n ố n n N ưn n u lực liên k t giữa các hạt khoáng v t y u v ất ão o nư c tự do thì hiện tư ng nén chặt ất ồng thời xảy ra v i hiện tư n t o t nư c ra khỏi lỗ rỗng. Khi ấy, tron ất phải xuất hiện m t lực chống lại sự chuyển ng củ nư c trong lỗ rỗng củ ất và vì v y, quá trình nén chặt ất ò ỏi phải có m t khoảng thời gian nhất ịnh, phụ thu c vào tính thấm nư c củ ất N ư v y, tố nén chặt ất ư x ịnh bằng tố chuyển ng củ nư c thoát khỏi lỗ rỗng. Dư i tác dụng của tải trọn n o , tron ất sẽ diễn ra hiện tư ng phân bố lại ứng suất. N u ất ão o nư c, m t phần tải trọng ngoài sẽ do cốt ất ti p thu gọi là áp lực hữu hiệu, phần còn lạ o nư c ti p thu gọi là áp lực trung tính. Áp lực hữu hiệu gây nên sự s p x p lại các hạt ất l m chặt củ ất tăn l n, òn áp lực trung tính tạo n n chênh áp lự nư c trong thể tích khố ất l m o nư c tự do thoát ra. N ư v y, quá trình cố k t củ ất l qu tr n ất dần dần bị nén chặt ư i tác dụng của tải trọng ngoài, kèm theo hiện tư n nư c bị ép ch m ra khỏi lỗ rỗng và sự phân bố lại áp lực giữa cốt ất v nư c (Tạ ức Thịnh và Nguyễn Huy P ư n , 2002) 2.2. Mô hình cố kết thấm Mô hình cố k t thấm là mô hình 2 pha (r n và lỏn ), ư c thay bằng m t lò so g n m t pittông có lỗ hổn ặt tron n kín ựn ầy nư c (hình 1). Hình 1. Mô hình cố kết thấm N u trên pittô ...