Đề tài Nghiên cứu và lựa chọn các giải pháp hợp lý xử lý đất yếu dưới nền đắp trong điều kiện địa chất thành phố Đà Nẵng

- Dựa trên các cơ sở lý thuyết của giải pháp xử lý bao gồm:

+ Xử lý ổn định mái dốc.

+ Cơ sở lý thuyết của giải pháp tăng nhanh tốc độ lún cố kết: bao gồm Bản chất của hiện tượng lún cố kết; Phân tích lún cố kết theo phương pháp Terxaghi (Tính toán độ lún tổng thể; Xác định phân bố ứng suất dưới đất đắp; Tính toán cố kết theo thời gian; Tính toán cố kết theo thời gian cho đất nền nhiều lớp; Tính toán cố kết theo thời gian trong quá trình thi công đắp đất; Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong xác định độ lún nền đắp).

- Dựa trên cơ sở thực tiễn để lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu như: tình hình địa chất đất yếu khu vực thành phố Đà Nẵng; Định hướng quy hoạch xây dựng của thành phố Đà Nẵng); So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi áp dụng các giải pháp xử lý đất yếu trong điều kiện thành phố Đà Nẵng (gồm các giải pháp như: Phương án thay đất; Phương án xây dựng bệ phản áp; Phương án sử dụng vải địa kỹ thuật; Phương án gia tải tạm thời; Phương pháp sử dụng đường thấm thẳng đứng).

 

doc19 trang | Chia sẻ: maiphuongdc | Ngày: 20/12/2013 | Lượt xem: 2939 | Lượt tải: 25download
Bạn đang xem nội dung tài liệu Đề tài Nghiên cứu và lựa chọn các giải pháp hợp lý xử lý đất yếu dưới nền đắp trong điều kiện địa chất thành phố Đà Nẵng, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ơ quan quản lý Nhà nước có thẩm quyền nên có một quy định thống nhất một biểu mẫu cần thực hiện trong quá trình thu thập số liệu địa chất đồng thời phải xây dựng một quy chế quản lý tài liệu địa chất các công trình xây dựng trên địa bàn (có thể giao cho Sở Tài nguyên - Môi trường chủ trì) nhằm thuận lợi cho việc tổng hợp để phân tích đánh giá địa chất khu vực Thành phố, phục vụ cho công tác xây dựng đầu tư cơ sở hạ tầng. + Đề tài cũng đã đưa ra các kiến nghị cho các chỉ tiêu thí nghiệm cần thiết cho đất yếu cần phải được thực hiện, bao gồm: Các chỉ tiêu thí nghiệm đất ở trong phòng thí nghiệm để xác định các đặc trưng địa kỹ thuật của đất yếu; Các chỉ tiêu thí nghiệm hiện trường. Trong trường hợp có điều kiện về thiết bị, tùy vào điều kiện địa chất, nhóm nghiên cứu đề tài kiến nghị bổ sung: Thí nghiệm xuyên tĩnh, hoặc thí nghiệm cắt cánh tại hiện trường. Các thí nghiệm tại hiện trường có ưu điểm là không làm phá hoại kết cấu của đất khi lấy mẫu, khi vận chuyển và chuẩn bị thí nghiệm nên sẽ tăng độ chính xác đồng thời các thiết bị thí nghiệm cũng tương đối đơn giản. Ngoài ra, mặc dù số liệu địa chất hiện nay thu thập đã khá nhiều, kiến nghị công tác điều tra thu thập số liệu địa chất cần tiếp tục triển khai đến khi hoàn thành đề tài, trong đó lưu ý đến một số dự án đang được UBND Thành phố đồng ý chủ trương đầu tư xây dựng như: Dự án hạ tầng ưu tiên, đường Bạch Đằng nối dài, Khu ven sông từ đường Đống Đa đến cầu Thuận Phước, đường Trần Hưng Đạo nối dài, đường ĐT 602, công viên Đông Nam Tượng Đài, Khu phức hợp phường Bình Hiên,… 2. Đánh giá về tình hình đất yếu khu vực thành phố Đà Nẵng: * Các dạng loại đất yếu: Trên cơ sở các tài liệu địa chất thu thập được, các loại địa chất đất yếu ở địa bàn thành phố Đà Nẵng bao gồm 05 dạng loại sau: a) Sét pha cát ở trạng thái dẻo mềm đến dẻo chảy: - Số lượng hồ sơ khảo sát địa chất thu thập được: Bắt gặp ở hầu hết các lỗ khoan của công trình có đất yếu. Tổng cộng có 27 công trình có địa chất là loại đất này. - Số lượng mẫu đất thu thập được số liệu: 190 mẫu. b) Bùn, bùn sét pha: - Số lượng hồ sơ khảo sát địa chất thu thập được: Tổng cộng có 23 công trình có địa chất là loại đất này. - Số lượng mẫu đất thu thập được số liệu: 103 mẫu. c) Cát pha sét ở trạng thái chảy: - Số lượng hồ sơ khảo sát địa chất thu thập được: Tổng cộng có 14 công trình có địa chất là loại đất này. - Số lượng mẫu đất thu thập được số liệu: 78 mẫu. d) Cát hạt mịn, bụi ở trạng thái bão hòa, lẫn hữu cơ: - Số lượng hồ sơ khảo sát địa chất thu thập được: Tổng cộng có 23 công trình có địa chất là loại đất này. - Số lượng mẫu đất thu thập được số liệu: 104 mẫu. e) Sét ở trạng thái dẻo mềm: - Số lượng hồ sơ khảo sát địa chất thu thập được: Tổng cộng có 07 công trình có địa chất là loại đất này. - Số lượng mẫu đất thu thập được số liệu: 25 mẫu. * Phân bố của các lớp đất yếu: Qua hồ sơ địa chất các công trình đã và đang triển khai trên địa bàn thành phố Đà Nẵng thu thập được đồng thời tham khảo các tài liệu địa chất khu vực nhận thấy địa hình khu vực nghiên cứu có các dạng sau: địa hình bóc mòn tổng hợp, địa hình tích tụ do hỗn hợp sông - biển, địa hình tích tụ do hỗn hợp biển đầm lầy, địa hình tích tụ do biển, địa hình tái tích tụ do gió. Với sự đa dạng của các dạng địa hình như vậy thì cấu trúc địa chất khu vực cũng khá đa dạng về nguồn gốc cũng như loại đất đá cấu tạo nên bề mặt địa hình. Đặc biệt với sự xuất hiện của các lớp đất yếu có thành phần khác nhau như sét, sét pha, cát pha, bùn sét pha, bùn cát pha chứa hữu cơ, cát mịn bão hòa có trạng thái từ chảy đến dẻo mềm,… trong đó chủ yếu là loại sét pha dẻo mềm, các loại bùn hầu hết chỉ phân bố trên tầng mặt hoặc đôi chỗ nằm bên dưới lớp cát mỏng. Có thể nhận thấy sự đa dạng các yếu tố địa hình khu vực có ảnh hưởng rất lớn đến phân bố cả lớp đất yếu. Trên địa bàn thành phố Đà Nẵng, thông thường các khu vực có địa chất đất yếu thường nằm ở các vị trí ruộng trũng, đầm lầy ao hồ, bãi bồi ven sông, vịnh biển. Cụ thể, đất yếu đã phân bố trải rộng ở các địa bàn sau đây: - Quận Hải Châu: Tập trung ở khu vực Tây Nam Hòa Cường, lân cận các hồ ở trung tâm thành phố như: hồ Thạc Gián, đầm Rong, đường Bạch Đằng và khu vực Tuyên Sơn ở ven bờ Tây sông Hàn. - Quận Ngũ Hành Sơn: Chủ yếu là ở các vùng dọc theo lưu vực sông Vĩnh Điện. - Quân Sơn Trà: Tập trung nhiều ở khu vực Vịnh Mân Quang, đường Trần Hưng Đạo (dọc theo bờ Đông sông Hàn). - Quận Liên Chiểu: Tập trung chủ yếu là ở các khu đầm lầy, ao hồ khu đô thị mới Tây Bắc, khu vực KCN Hòa Khánh mở rộng và dọc sông Cu Đê. - Quận Thanh Khê: Khu vực khu dân cư Thạc Gián - Vĩnh Trung, khu vực sông Phú Lộc. - Quận Cẩm Lệ: Khu vực phường Khuê Trung, phường Hòa Xuân, Hòa Thọ, ven sông Cẩm Lệ. - Huyện Hòa Vang: Các khu vực xã Hòa Châu, Hòa Phước, Hòa Tiến, Hòa Nhơn, dọc hai bên hạ lưu sông Yên. Tùy theo cao trình xuất hiện lớp đất yếu, có thể phân chia khu vực đất yếu thành 02 loại:  - Loại phân bố trên bề mặt tự nhiên (không xét đến lớp đất đắp phủ, đất trồng mùn hữu cơ,…): Loại này phân bổ dọc theo các thung lũng hẹp của các sông, suối, hồ, đầm lầy những nơi có địa hình trũng thấp như lưu vực các sông Yên, sông túy Loan, Vĩnh Điện (sông Cái), sông Cu Đê, sông Phú Lộc, phạm vi các hồ Bàu Tràm, Đầm Rong, Bàu Sấu. Diện phân bố của loại này thường không rộng, kéo dài theo hướng dòng chảy. Địa chất khu vực này thường có mặt các lớp bùn sét pha lẫn hữu có, sét pha, cát pha ở trạng thái dẻo chảy của địa tầng mbQII và amQI3. Chiều dày địa chất đất yếu loại này thường từ 4m đến trên 10m nhưng không quá 20m. - Loại phân bố dưới sâu: Loại này thường nhiều loại địa chất xen kẽ lẫn nhau rất phức tạp, phân bố ven thung lũng của các sông cách bờ sông hiện trạng từ 2-5km, sát nên gồm nhiều trầm tích có nguồn gốc hỗn hợp, không phản ánh rõ quy luật phân bố. Tại những khu vực này, đất yếu thường gặp là bùn sét pha, sét pha, sét ở trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy kẹp với các lớp đất dính, chiều dày trung bình từ 3m - 5m. * Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý đất yếu trong khu vực: Đất yếu phân bố ở khu vực thành phố Đà Nẵng có thể được chia thành ba nhóm chính sau: - Đất set, sét pha, cát pha dẻo mềm đến chảy. - Đất bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha trạng thái dẻo mềm đến chảy. - Đất cát mịn, cát bụi trạng thái dẻo đến chảy. Nói chung, đất mềm dính (sét, sét pha cát, cát pha sét) thường đặc trưng bằng hệ số rỗng, độ sệt, hệ số nén lún, hệ số thấm tương đối thấp. Ngược lại, khối lượng tự nhiên, khối thể tích lượng thể tích khô, góc ma sát trong, lực dính kết, sức chịu tải, mô đun biến dạng… tương đối cao. Nếu như thành tạo trầm tích loại sét, sét pha, thuộc nhóm đất mềm dính có các đặc trưng cơ lý biến đổi có quy luật nói trên thì bùn sét, bùn sét pha cát, bùn cát pha, than bùn của nhóm đất có thành phần, trạng thái, tính chất đặc biệt ở độ sâu lớn hơn lại có những tính chất cơ lý biến đổi theo quy luật ngược lại. Một điểm đáng lưu ý nữa là trong loại đất này thường có một lượng vật chất hữu cơ cao. Do đó, bùn sét, bùn sét pha thường có giới hạn chảy và giới hạn dẻo cao hơn so với các giới hạn đó của đất loại sét, sét pha. Tuy vậy, chỉ số dẻo lại không khác nhau là mấy giữa hai loại đất này. Mặt khác ở bùn sét, bùn sét pha các loại có hệ số rỗng lớn nhưng hệ số thấm gần như tương đương với giá trị hệ số thấm của đất loại sét, sét pha các loại. Trình tự độ nén chặt cao hơn của đất loại đất sét, sét pha cát, cát pha sét nằm trên so với thành tạo đất bùn, bùn sét pha, bùn cát pha, than bùn nằm bên dưới cũng quan sát thấy rõ. Trong điều kiện địa hình cao, mực nước ngầm nằm sâu, khả năng thoát nước từ trong ra thuận lợi… thì tại những nơi phân bố bùn cát pha, cát pha, sét pha có các chỉ tiêu cơ lý không khác nhau là mấy so với giá trị tương ứng của các loại đất sét, sét pha có cùng thành phần thạch học. Do vậy, để đạt đến khả năng phù hợp với mọi tính năng xây dựng công trình thì cần phải có biện pháp xử lý nền đất yếu cho phù hợp đồng thời phải có thời gian quan trắc xem xét từng phương pháp xử lý để đi đến thống nhất các giải pháp hợp lý ứng với từng loại đất yếu khác nhau. * Phân vùng địa chất đất yếu trên địa bàn thành phố Đà Nẵng: Đề tài đã sơ họa phân vùng đất yếu phân chia khu vực thành phố Đà Nẵng ra các khu vực có đặc điểm tương đồng về loại đất yếu. Nguyên tắc phân chia dựa trên sự đồng nhất của đơn vị địa mạo theo nguyên tắc nguồn gốc hình thái (vùng địa chất) cũng như sự đồng nhất về thạch học, và trật tự cấu trúc của các phức hệ thạch học (khu địa chất) và các số liệu thu thập được từ các lỗ khoan địa chất. Trên cơ sở các hồ sơ địa chất đã thu thập được, bản đồ địa hình tỷ lệ 1:25000 của thành phố Đà Nẵng và bản đồ quy hoạch tổng thể thành phố Đà Nẵng đến năm 2010 tỷ lệ 1:10000, tiến hành đánh dấu các vị trí lỗ khoan trên bản đồ rồi xác định địa chất đặc trưng của từng khu vực. Tên của từng khu vực được xác định dựa trên tên của nguồn gốc tạo thành lớp đất đó. Ranh giới giữa các khu vực chỉ mang tính chất tương đối. Trên cơ sở bản đồ sơ họa phân khu địa chất công trình, các nhà quy hoạch thiết kế nắm được tổng quát điều kiện địa chất chung của khu vực, qua đó chọn giải pháp thích hợp cho việc khảo sát, thiết kế và xây dựng các công trình cụ thể trong khu vực. Tuy nhiên khi dự kiến xây dựng các công trình mới cần tiến hành công tác khảo sát đầy đủ đến độ sâu cần thiết cho từng loại công trình. 3. Các giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp khu vực thành phố Đà Nẵng: + Đề tài đã đưa ra: Các yêu cầu khi thiết kế nền đắp trên đất yếu; Các trình tự để tiến hành lựa chọn một giải pháp xử lý; Một số giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp thường nghiên cứu áp dụng trên thế giới và ở Việt Nam. + Đề tài cũng đã đưa ra một số vấn đề liên quan đến thiết kế xử lý đất yếu dưới nền đắp ở khu vực thành phố Đà Nẵng. + Một số nhận xét đánh giá về các giải pháp xử lý đất yếu áp dụng trên địa bàn Đà Nẵng: Những khu vực đất yếu trong phạm vi thành phố Đà Nẵng nhìn chung tập trung ở các bãi sông, biển và có nguồn gốc trầm tích sông, sông biển và trầm tích biển, đầm lầy. Đối với những khu vực này, đã có nhiều giải pháp xử lý tăng cường ổn định nền đường và tăng thời gian lún của nền đắp trên đất yếu khác nhau của nhiều đơn vị Tư vấn thiết kế. Các giải pháp sau đây thường được sử dụng: Gia tải tạm thời, đắp bệ phản áp, cắm bấc thấm, cọc cát, giếng cát đào bỏ một phần hay toàn bộ đất yếu thay bằng lớp đệm cát, sử dụng vải địa kỹ thuật, kết hợp đồng thời hai hay nhiều giải pháp đã nêu. Thông qua các tài liệu xử lý đất yếu các công trình nền đắp được triển khai trên địa bàn thành phố, đề tài đã rút ra được một số nhận xét, đánh giá cho các phương án như: phương án thay đất; phương án xây dựng bệ phản áp; phương án sử dụng vải địa kỹ thuật; phương án gia tải tạm thời; phương pháp sử dụng đường thấm thẳng đứng. + Trên cơ sở các đánh giá nhận xét về các phương án xử lý đất yếu dưới nền đắp trên địa bàn thành phố Đà Nẵng, nhóm nghiên cứu cũng đã đưa ra một số đề xuất đối với từng phương án. 4. Lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp khu vực thành phố Đà Nẵng: - Dựa trên các cơ sở lý thuyết của giải pháp xử lý bao gồm: + Xử lý ổn định mái dốc. + Cơ sở lý thuyết của giải pháp tăng nhanh tốc độ lún cố kết: bao gồm Bản chất của hiện tượng lún cố kết; Phân tích lún cố kết theo phương pháp Terxaghi (Tính toán độ lún tổng thể; Xác định phân bố ứng suất dưới đất đắp; Tính toán cố kết theo thời gian; Tính toán cố kết theo thời gian cho đất nền nhiều lớp; Tính toán cố kết theo thời gian trong quá trình thi công đắp đất; Sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn trong xác định độ lún nền đắp). - Dựa trên cơ sở thực tiễn để lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu như: tình hình địa chất đất yếu khu vực thành phố Đà Nẵng; Định hướng quy hoạch xây dựng của thành phố Đà Nẵng); So sánh hiệu quả kinh tế - kỹ thuật khi áp dụng các giải pháp xử lý đất yếu trong điều kiện thành phố Đà Nẵng (gồm các giải pháp như: Phương án thay đất; Phương án xây dựng bệ phản áp; Phương án sử dụng vải địa kỹ thuật; Phương án gia tải tạm thời; Phương pháp sử dụng đường thấm thẳng đứng). - Nghiên cứu lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu, đề tài đã nghiên cứu: a. Đề xuất giải pháp xử lý đất yếu hợp lý trong điều kiện đất yếu thành phố Đà Nẵng: Mục tiêu các giải pháp đưa ra đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật về kỹ thuật: nền phải ổn định, độ lún nằm trong giới hạn cho phép đảm bảo tiến độ thi công để sớm đưa công trình vào khai thác kèm theo việc đem lại hiệu quả kinh tế một cách tối ưu nhất, qua xem xét, đánh giá ưu nhược điểm của các phương án đất yếu dưới nền đắp, nhóm nghiên cứu đề tài đã đề xuất các giải pháp xử lý cụ thể như sau: - Giải pháp nâng cao độ ổn định của nền đắp bằng hình thức sử dụng bệ phản áp đắp 2 bên nền đắp: Thực tế cho thấy mọi trường hợp, giải pháp dùng bệ phản áp để hạn chế lún sụt - trượt trồi là biện pháp đơn giản và hiệu quả nhất. + Có thể đảm bảo ổn định lún trồi và trượt sâu trong quá trình đắp mà không cần khống chế tốc độ đắp; + Rút ngắn thời gian xử lý nền đường đắp, đẩy nhanh được tiến độ thi công công trình; + Trong điều kiện công trình là nền đường trong đô thị, việc đắp bệ phản áp sẽ góp phần giảm tổng giá thành đầu tư xây dựng hạ tầng của khu vực do khối lượng phần đất đắp của bệ phản áp sẽ làm giảm khối lượng đắp san nền; + Có khả năng làm giảm biên độ lún của nền đắp; - Giải pháp tăng nhanh tốc độ cố kết bằng hình thức gia tải trước: + Phù hợp với địa chất nền tự nhiên không quá yếu, chiều cao đất đắp không quá cao (£4m); + Với chiều cao tới hạn của nền đất đắp lớn (có thể được xử lý tăng chiều cao tới hạn bằng bệ phản áp), đặt một khối gia tải bằng đất đắp trong một thời gian để tăng nhanh tốc độ lún (tốc độ cố kết) nhằm rút ngắn thời gian chờ lún; + Khối lượng đất gia tải có thể sử dụng cho công trình đắp tại những khu vực có địa chất không yếu hoặc dùng để đắp san nền cho các khu vực hạ tầng kỹ thuật lân cận. b. Kết quả nghiên cứu lý thuyết: Qua việc chạy trên chương trình máy tính, xây dựng nên các biểu đồ phục vụ cho việc lựa chọn ban đầu giải pháp xử lý đề xuất, cụ thể như sau: - Xác định chiều cao giới hạn nền đắp trên đất yếu trong trường hợp không xử lý thông qua bảng tra: + Việc xác định chiều cao giới hạn nền đắp trên đất yếu trong trường hợp không xử lý là công tác bắt buộc và cần làm trước tiên đối với bất kỳ giải pháp xử lý nền đất yếu nào. Với các số liệu địa chất cho từng khu vực tương ứng, thay đổi chiều dày lớp đất yếu D(m) và chiều cao nền đắp H(m), ta sẽ xác định hệ số an toàn tối thiểu tương ứng. + Tổng hợp các số liệu trên thành từng bảng biểu. Thông qua các bảng biểu được lập, sẽ giúp các cán bộ kỹ thuật nhanh chóng xác định được mức độ ổn định của nền đắp tương ứng với chiều cao thiết kế trong giai đoạn lập dự án. - Xác định mối quan hệ giữa chiều cao đất đắp và kích thước bệ phản áp trong giải pháp xử lý ổn định nền đường bằng bệ phản áp: + Việc lựa chọn kích thước bệ phản áp cho xử lý ổn định nền đường là một bài toán kỹ thuật - kinh tế mất nhiều thời gian. Chiều cao bệ phản áp h(m) là có giới hạn (thường chọn không nên quá 0,5H - chiều cao nền đắp). Do vậy, cần tập trung vào xác định chiều rộng bệ phản áp cho hợp lý, đảm bảo độ an toàn cần thiết của nền đường. Sử dụng được bảng tra xác định kích thước bệ phản áp thông qua các toán đồ sẽ tạo điều kiện thuận lợi trong việc rút ngắn thời gian tính toán ổn định nền đường. + Với số liệu địa chất sử dụng có nguồn gốc bồi tích ven sông (đặc trưng cho đất yếu khu vực thành phố Đà Nẵng), chiều dày lớp đất yếu D = 6m, thay đổi kích thước bệ phản áp (h - L) theo chiều cao nền đắp H (m), ta sẽ xác định hệ số an toán tối thiểu tương ứng. + Tổng hợp các số liệu trên thành từng bảng biểu. Thông qua các bảng biểu được lập, sẽ giúp các cán bộ kỹ thuật nhanh chóng xác định được mức độ ổn định của nền đắp tương ứng với kích thước bệ phản áp dự kiến trong giai đoạn lập dự án. - Xác định độ lún dự kiến cho từng khu vực tương ứng với chiều cao nền đắp: + Với số liệu địa chất sử dụng có nguồn gốc bồi tích ven sông (đặc trưng cho đất nền khu vực thành phố Đà Nẵng), chiều dày lớp đất yếu D=6m, thay đổi chiều cao nền đắp H (m), ta sẽ xác định độ lún dự kiến tương ứng cho từng khu vực. + Tổng hợp các số liệu trên thành từng bảng biểu. Thông qua các bảng biểu được lập, sẽ giúp các cán bộ kỹ thuật nhanh chóng xác định được khối lượng đắp bù cho nền đắp trong giai đoạn lập dự án. - Lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp cho từng khu vực trên địa bàn thành phố Đà Nẵng: + Trên cơ sở các phân tích ưu nhược điểm, hiệu quả kinh tế đầu tư xây dựng công trình, kiến nghị giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp bằng phương án đắp bệ phản áp kết hợp với đắp gia tải nền đường áp dụng phù hợp cho hầu hết các loại địa chất đất yếu trên địa bàn thành phố khi chiều cao nền đắp không quá 4,0m, chiều dày lớp đất yếu không lớn hơn 8,0m. Sử dụng bệ phản áp cũng góp phần làm giảm biên độ lún của nền đắp từ 5-10%. + Với chiều dày lớp đất yếu lớn hơn 8,0m cần nghiên cứu so sánh giữa phương án sử dụng đường thấm thẳng đứng (là bấc thấm nếu địa chất dạng bùn sét, là cọc cát hoặc giếng cát nếu địa chất dạng sét pha, cát pha, cát mịn trạng thái chảy) với giải pháp trên. - Giải pháp xử lý nền đắp yếu bằng đường thấm thẳng đứng, kết hợp với đắp gia tải đến 2m và bệ phản áp: Nên sử dụng tại những vị trí đường đầu cầu đắp cao trên 4m qua bãi bồi lưu vực các sông Cẩm Lệ, sông Cái, sông Cu Đê, có địa chất đất yếu loại bùn sét, bùn sét pha, bùn cát pha hoặc sét pha ở trạng thái chảy chiều dài lớp đất yếu từ 8,0m trở lên. Trong trường hợp tầng mặt tự nhiên có 01 lớp cát hạt mịn đến thô với chiều dày >1,0m; sử dụng đường thấm thẳng đứng dạng giếng cát hoặc cọc cát, mà không sử dụng bấc thấm. - Giải pháp xử lý đất yếu bằng phương án thay đất: Nên sử dụng cho khu vực nền đắp cao dưới 4,0m qua đất yếu có nguồn gốc sườn tích, ruộng trũng khu vực Tây, Tây Nam thành phố, địa chất đất yếu loại đất sét pha trạng thái dẻo mềm, đất sét bão hòa nước, đồng thời chiều dày lớp đất yếu nhỏ hơn 4,0m. * Trong trường hợp này, phải lưu ý một số vấn đề sau: + Việc bù lún nền đắp phải được tính toán và quan trắc thực tế để đảm bảo cao độ quy hoạch. + Nếu khu vực không thường xuyên bị ngập nước, không nhất thiết phải thay đất bằng các hạt thô; có thể sử dụng đất loại sét pha hoặc cát pha, cát mịn có độ ẩm nhỏ hơn, cường độ chịu tải cao hơn để thay thế; + Trường hợp phía trên lớp đất yếu dẻo mềm, dẻo chảy là một lớp sét pha hoặc sét ở trạng thái dẻo cứng có chiều dày trên 1,0m đồng thời chiều cao đất đắp không quá 3,0m thì không sử dụng phương án đào thay đất (sử dụng phương án đắp gia tải và bệ phản áp sau khi kiểm tra mất ổn định). * Trong tất cả các giải pháp trên, cần thiết phải bố trí: + 01 lớp vải địa kỹ thuật không dệt cấu tạo dưới nền đắp (nếu đất yếu dạng bùn sét, sét pha trạng thái chảy) để ngăn đất đắp bên trên chìm vào trong đất yếu cũng như phân bố đều ứng suất bên trên truyền xuống đất nền; + 01 lớp đệm cát hạt thô dày tối thiểu 0,5m dưới nền đắp (nếu đất yếu dạng sét pha, cát pha trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy) để tạo điều kiện thuận lợi tăng nhanh khả năng thoát nước trong nền đất theo phương ngang. c. Kết quả triển khai thực tế cho công trình đường ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan và đường Bạch Đằng nối dài (giai đoạn 2): Các dự án xây dựng công trình dọc theo các tuyến sông trên địa bàn thành phố, đặc biệt là các công trình dạng nền đắp như đường giao thông, san nền khu dân cư,… đang được triển khai nghiên cứu quy hoạch, đầu tư và xây dựng theo định hướng “kéo dài bờ sông, kéo dài bãi biển” của Thành phố. Tuy nhiên, nơi đây là nơi địa chất khá yếu, không đảm bảo ổn định công trình nếu không có giải pháp số liệu thích hợp. Nhóm nghiên cứu đã lựa chọn 02 dự án được triển khai ven tuyến sông Cẩm Lệ (đường ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan - triển khai năm 2005) và ven sông Hàn (đường Bạch Đằng nối dài - triển khai vào năm 2007) để nghiên cứu, lựa chọn phương án xử lý đất yếu cho phù hợp. - Dự án Đường ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan: Trên cơ sở các nghiên cứu trước đây về các giải pháp xử lý nền đất yếu, nhóm nghiên cứu đã lựa chọn phương án gia tải nền đường để thực hiện. Tuy nhiên để so sánh, đánh giá, Sở GTVT đã thống nhất chọn đoạn Km0+520¸Km0+620 (là đoạn cắm bấc thấm tương đối thuận lợi), vẫn tiến hành cắm bấc thấm theo thiết kế được duyệt. Nội dung triển khai như sau: + Tính toán ổn định, xác định thời gian chờ lún và chiều dày bù lún theo lý thuyết; sau đó đắp đất gia tải nền đường đồng bộ H=2,5m. + Triển khai thi công trên thực tế, lắp đặt các mốc quan trắc theo dõi lún và chuyển vị ngang. + Theo dõi chặt chẽ tốc độ và độ lún thực tế, đối chiếu với lý thuyết tính toán để quyết định thời gian dỡ tải để thi công các bước tiếp theo. Kết quả thực hiện: Nền đường vẫn đảm bảo độ ổn định. - Đường Bạch Đằng nối dài (Giai đoạn 2): Công trình được bắt đầu triển khai thi công đắp nền đường qua khu vực đất yếu Km1+040-Km2+00 vào tháng 12/2007. Phương án xử lý đất yếu đề xuất là đắp gia tải với chiều cao H=1,0-1,5m để tăng nhanh tốc độ cố kết, kết hợp với bệ phản áp ổn định nền đường (H=1,5m, L=6,0-8,0m). Thời gian gia tải dự kiến là 2-6 tháng tùy thuộc vào độ lún thực tế đối chiếu với độ lún tính toán. Tuy nhiên, do nhiều lý do khách quan và chủ quan, cho đến thời điểm báo cáo đề tài mới thi công đắp xong phần 1 và phần 2 giai đoạn 1 để tiến hành quan trắc chuyển vị. Kết quả thu thập ban đầu cho thấy: - Nền đường đảm bảo ổn định, không có các hiện tượng trượt trồi, trượt mái taluy nền đắp. - So sánh kết quả quan trắc lún thực tế, đối chiếu với các số liệu khoan đối chứng và độ lún tính toán nhận thấy: + Đối với lún tức thời: Qua số liệu khoan kiểm tra nền đường sau khi đắp cát đến cao độ thiết kế (+1,0m), cho thấy sai số giữa số liệu dự kiến (0,05-0,10m) và thực tế (trung bình 0,40m) là khá lớn. + Đối với lún cố kết: Sai số giữa độ lún thực tế và độ lún tính toán là không lớn, kết quả quan trắc lún thực tế phản ảnh đúng như dự lún đã tính toán. Mặc dù giữa kết quả tính toán lý thuyết và thực tiễn vẫn còn một sai số nhất định mà nguyên nhân là do sai số từ số liệu đầu vào, giả thiết điều kiện biên cũng như các công thức tính toán lý thuyết chưa thật sự phù hợp với ứng xử của đất nền trong quá trình cố kết. Tuy nhiên, giải pháp xử lý đề xuất đảm bảo được chi phí xử lý nhưng vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, đem lại hiệu quả kinh tế nhất định. d. Nhận xét chung về các kết quả thu được từ thực tế: Giải pháp điều chỉnh công nghệ xử lý đất yếu tuyến đường ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan đã được UBND thành phố thống nhất tại Quyết định số 2441/QĐ-UBND ngày 30/3/2007. Kinh phí xây dựng sau khi điều chỉnh đã tiết kiệm so với ban đầu 2,261 tỷ đồng. Trên cơ sở đó, ngày 04/4/2007, UBND Thành phố đã cho phép triển khai phương án xử lý đất yếu dưới nền đắp tuyến đường Bạch Đằng nối dài bằng phương án gia tải kết hợp với bệ phản áp. Nếu so sánh với phương án sử dụng bấc thấm kết hợp với vải địa sử dụng, giải pháp xử lý trên cũng đã làm giảm chi phí đầu tư cho tuyến đường khoảng 1,45 tỷ đồng. Qua quá trình nghiên cứu, thiết kế và triển khai thực hiện xử lý đất yếu trên tuyến đường ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan (đoạn Km0-Km5) và đường Bạch Đằng nối dài (Km1+040-Km2+00), có thể nhận thấy một số vấn đề sau: - Về địa chất công trình được chọn triển khai nghiên cứu công nghệ: + Đặc điểm địa chất đất yếu ven sông Tuyên Sơn - Túy Loan và đường Bạch Đằng nối dài khá điển hình cho địa chất đất yếu có nguồn gốc trầm tích sông và sông biển. Đây là loại đất yếu có diện phân bố chiếm tỷ lệ lớn nhất trong các loại đất yếu ở thành phố Đà Nẵng. + Do điều kiện các phòng thí nghiệm trên địa bàn thành phố, một số các thông số thí nghiệm không được xác định trực tiếp mà dựa trên cơ sở các bảng tra kinh nhgiệm. Điều này cũng đã ảnh hưởng không nhỏ đến kết quả tính toán xử lý đất yếu giai đoạn sau. + Thông qua kết quả các lỗ khoan địa chất cách nhau một khoảng cách không lớn (<50m), cho thấy đất yếu tương đối phức tạp với chiều dày đất chênh lệch tương đối lớn. Do vậy, các tính toán dựa trên số liệu 01 lỗ khoan cho 1 đoạn tuyến chỉ là tương đối. - Về kết quả thực hiện xử lý đất yếu: + Các tính toán về xác định độ ổn định nền đường đắp trên đất được thực hiện theo phương Bishop với mặt trượt tròn khoét xuống vùng đất yếu cơ bản dựa theo quy trình 22TCVN262-2000. Nền đường của 02 công trình thực tế quan trắc đều đảm bảo ổn định, không bị phá hoại do trượt trồi trong quá trình thi công. Các cọc quan trắc ngang có chuyển vị theo phương ngang về độ dịch chuyển sau khi thi công nền đường gia tải đều <2cm, chuyển vị đầu cọc theo phương đứng hầu như không có (<3mm). Tuy nhiên, chưa xác định được hệ số ổn định sau khi xử lý có phù hợp với tính toán hay không. + Kết quả xác định độ lún tức thời chênh lệch nhiều so với dự kiến trong tính toán. Điều đó chứng tỏ việc xác định độ lún tức thời thông qua một hệ số chỉ phụ thuộc vào giải pháp xử lý là chưa phù hợp mà phải dựa vào loại đất yếu nền đắp lên. + Các kết quả tính toán chuyển vị thẳng đứng (lún) do cố kết của nền đắp đường cả 02 công trình đều lớn hơn nhiều so với kết quả quan trắc thực tế. Điều này có thể lý giải do số liệu địa chất tại thời điểm khảo sát, thí nghiệm ít

Các file đính kèm theo tài liệu này:

  • doc2169-xulydatnenyeu.doc