Ảnh hưởng điều kiện địa chất An Giang và Đồng Tháp đến cường độ cọc đất ximăng hiện trường

ẢNH HƯỞNG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT AN GIANG VÀ ĐỒNG THÁP<br /> ĐẾN CƯỜNG ĐỘ CỌC ĐẤT XIMĂNG HIỆN TRƯỜNG<br /> <br /> TRƢƠNG ĐẮC CHÂU*, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG**,<br /> MAI ANH PHƢƠNG*, VÀ NGUYỄN BÌNH TIẾN*<br /> <br /> <br /> Effects of geological properties of An Giang and Dong Thap’s soils on<br /> field soilcrete unconfined compressive strength<br /> Abstract: Unconfined compressive strength of field soilcrete specimens is<br /> affected by several field conditions and cement contents such as soil types,<br /> pH, organic content, mixing conditions, and so on. This paper investigated<br /> how geological properties of Dong Thap and An Giang soils influence<br /> unconfined compressive strength of field soilcrete created using the NSV<br /> system. Analyses of unconfined compressive strength tests on field<br /> soilcrete core samples taken at the research sites aim at guidelines for<br /> massive practical applications of the NSV technology in the Mekong Delta.<br /> The results indicate that field soilcrete is uniform and appropriate strength<br /> for earth levees’ reinforcement. Soilcrete strength increases with<br /> increasing in sand particle content. In other words, cement contents can<br /> reduce to have the same required strength. If water contents of the in-situ<br /> soils are lower than the liquid limit, field soilcrete strength increases with<br /> increasing in additional water contents. pH influences minimally on field<br /> soilcrete strength in Dong Thap and An Giang provinces.<br /> Keywords: Soilcrete, DMM, NSV, unconfined compressive strength,<br /> reinforcement.<br /> <br /> I. GIỚI THIỆU CHUNG * Trung ƣơng, tính đến ngày 24/10/2011, lũ tại<br /> Những tổn thất về ngƣời và thiệt hại về cơ đồng bằng sông Cửu Long làm ngập 89.813<br /> sở hạ tầng do vỡ đê hàng năm cho thấy sự hạn căn nhà, 23.172 ha lúa, 1.370 km đê bao bị sạt<br /> chế của các biện pháp gia cố đê hiện nay. Đê lở và 57 ngƣời chết, tổng thiệt hại do lũ gây ra<br /> đƣợc xây dựng dọc sông ngăn lũ, chống ngập gần 1.480 tỷ đồng .<br /> cho các vùng sản xuất, nuôi trồng, và cụm dân Đê vỡ và sạt lở do các giải pháp gia cố<br /> cƣ. Đê đặt trên nền đất yếu và đƣợc đắp bằng mang tính tạm bợ và hạn chế về mặt kỹ thuật.<br /> đất nạo vét từ đáy kênh nên khả năng chịu lực Đê bao đƣợc gia cố chủ yếu bằng cừ tràm, đắp<br /> kém. Khi lũ về, mực nƣớc dâng cao (từ 3÷4 m bao tải cát, rọ đá hoặc đắp thoải kết hợp lát tấm<br /> so với mặt ruộng) là nguyên nhân chính gây bêtông chỉ phù hợp với chiều cao đắp thấp và<br /> vỡ đê. Theo Ban chỉ đạo Phòng chống lụt bão tải trọng tác dụng lên đê nhỏ. Đối với những đê<br /> bao chống lũ, chiều cao đắp lớn (3÷5 m) và<br /> *<br /> Học viên cao học, Khoa KTXD, Trường Đại Học Bách đƣợc dùng làm đƣờng giao thông nông thôn<br /> Khoa TP. HCM. (GTNT) nên đê chịu tác động của triều cƣờng<br /> **<br /> Tiến sĩ, giảng viên, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Trường và tải trọng xe. Khi nƣớc sông dâng cao và<br /> Đại Học Bách Khoa TP. HCM, thấm vào thân đê làm giảm sức chống cắt của<br /> Email: tnhhung@hcmut.edu.vn khối đất gây ra xói lở và trƣợt sâu. Tƣờng chắn<br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 35<br /> bêtông cốt thép (BTCT), cọc ván BTCT có thể công nghệ cọc đất ximăng nhƣng công tác chế<br /> khắc phục nhƣng các giải pháp này có chi phí tạo mẫu trong phòng và điều kiện thi công ngoài<br /> xây dựng lớn. hiện trƣờng là hoàn toàn khác nhau nên việc xác<br /> Công nghệ cọc đất ximăng phù hợp với việc định ảnh hƣởng địa chất đến chất lƣợng cọc thi<br /> gia cố đƣờng đê nhờ khả năng tăng ổn định, công hiện trƣờng là cần thiết. Bài báo này tập<br /> giảm dòng thấm qua thân đê và tăng khả năng trung vào việc phân tích và đánh giá các nhân tố<br /> chịu tải cho đê kết hợp GTNT. Công nghệ cọc địa chất ảnh hƣởng đến cƣờng độ cọc đất<br /> đất ximăng bằng cánh trộn kim loại đƣợc nghiên ximăng tạo ra từ công nghệ NSV.<br /> cứu và phát triển từ năm 1950, ứng dụng hiệu II. PHƢƠNG PHÁP THỬ NGHIỆM<br /> quả trong gia cố các công trình giao thông, thủy Phƣơng pháp nghiên cứu là thực nghiệm hiện<br /> lợi, v.v., với mục đích chống lún, sạt lở và trƣờng. Trình tự thực hiện nhƣ sau:<br /> chống thấm. Ở Việt Nam, công nghệ này đƣợc - Thi công thử nghiệm gia cố hai đoạn đê dài<br /> ứng dụng từ năm 2000, chủ yếu đƣợc ứng dụng 60 m (ở An Giang) và 30 m (ở Đồng Tháp).<br /> trong gia cố nền móng công trình (nhƣ cầu - Khoan lấy lõi đánh giá sơ bộ lõi, khả năng<br /> đƣờng, cảng biển, dân dụng, hố đào, v.v.) hình thành cọc, và thí nghiệm nén nở hông tự do.<br /> nhƣng ứng dụng nhằm chống sạt lở và chống - Phân tích và xác định mối quan hệ giữa<br /> thấm cho đê còn hạn chế do các thiết bị thi công chất lƣợng cọc đất ximăng với tính chất cơ lý<br /> cọc đất ximăng thƣờng có kích thƣớc và trọng hóa của đất nguyên dạng.<br /> lƣợng lớn so với kích thƣớc đê bao kết hợp Vị trí thử nghiệm<br /> đƣờng GTNT (nhƣ bề rộng mặt đê khoảng 3 m). Vị trí thi công thử nghiệm đƣợc chọn tại<br /> Công nghệ thi công cọc đất ximăng theo đoạn kênh Mƣời Cai, xã Vĩnh Trạch, huyện<br /> phƣơng pháp trộn sâu và trộn ƣớt bằng cánh Thoại Sơn, tỉnh An Giang (chiều dài gia cố 60<br /> trộn kim loại của tập đoàn Something - Nhật m) và đoạn kênh 2/9, xã An Hoà, huyện Tam<br /> Bản (công nghệ NSV) với ƣu điểm thiết bị thi Nông, tỉnh Đồng Tháp (chiều dài gia cố 30 m)<br /> công nhỏ gọn, trọng lƣợng nhẹ, và linh hoạt có (Hình 1). Đê đƣợc dùng để ngăn lũ bảo vệ hoa<br /> thể thi công trên những đƣờng đê có kích thƣớc màu và kết hợp đƣờng GTNT. Hai đoạn đê<br /> nhỏ, nhƣng chƣa đƣợc ứng dụng trong gia cố đê mang đặc trƣng của đê bao ĐBSCL là đƣợc<br /> ở Việt Nam. đắp bằng đất nạo vét từ dƣới kênh, mặt đê rộng<br /> Các kết quả nghiên cứu trong phòng cho thấy 3.5 đến 4.5 m, chiều cao đắp 2.5 đến 3 m so<br /> địa chất An Giang và Đồng Tháp phù hợp với với mặt ruộng.<br /> <br /> a) Vị trí thi công thử nghiệm (Google Map) và hiện trạng đoạn đê gia cố ở An Giang<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> 36 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015<br />  b) Vị trí thi công thử nghiệm (Google Map) và hiện trạng đoạn đê gia cố ở Đồng Tháp<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1:Vị trí thi công thử nghiệm hiện trường<br /> <br /> 2.2. Điều kiện địa chất vị trí thử nghiệm An Giang và Đồng Tháp. Kết quả thí nghiện hiện<br /> Năm và bốn lớp đất đƣợc khảo sát dọc theo trƣờng và trong phòng của hai vị trí nghiên cứu<br /> chiều sâu hố khoan 25 m tại vị trí nghiên cứu ở trong phạm vi gia cố đƣợc cho trong Bảng 1.<br /> <br /> Bảng 3: Chỉ tiêu cơ lý hoá các lớp đất tại hai vị trí thử nghiệm<br /> <br /> An Giang Đồng Tháp<br /> Sét pha Bùn Sét pha Bùn sét Sét pha<br /> STT Vị trí thi công / Tên đất<br /> dẻo mềm sét dẻo cứng kẹp cát bụi dẻo cứng<br /> (4.1 m) (6.4 m) (4.6 m) (2.9 m) (7 m)<br /> 1 Dung trọng tự nhiên, w (kN/m3) 17.95 15.64 19.36 16.03 20.26<br /> 2 Hàm lƣợng sét (< 0,005 mm, %) 57.7 52.93 47.27 42.59 42.86<br /> 3 Hàm lƣợng cát (0.05 ÷ 2 mm, %) 13.15 20.81 16.16 20.38 80.4<br /> 0.05 ÷ 0.10 mm (%) 11.1 16.62 12.51 16.26 42.86<br /> 0.10 ÷ 0.25 mm (%) 0.8 3.14 2.03 2.85 29.54<br /> 0.25 ÷ 0.50 mm (%) 0.47 0.44 1.02 0.56 5.73<br /> 0.50 ÷ 1.00 mm (%) 0.36 0.23 0.5 0.71 1.71<br /> 1.00 ÷ 2.00 mm (%) 0.42 0.38 0.09 0 0.57<br /> 4 Độ ẩm, W (%) 37.7 65.6 27.6 61.5 22<br /> 5 Giới hạn dẻo, WP (%) 23.2 26.7 21.2 26.3 17.2<br /> 6 Giới hạn nhão, WL (%) 51.2 53.1 35.9 53.8 30.2<br /> 7 Chỉ số dẻo, PI (%) 28 26.4 14.7 27.5 13<br /> 8 Độ sệt, B 0.52 >1 0.44 >1 0.37<br /> 9 Độ pH 7.81 7.71 7.79 7.43 7.64<br /> 10 Hàm lƣợng hữu cơ (%) 6.43 5.86 5.3 4.73 2.58<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 37<br />  a) Trạm trộn vữa ximăng b) Máy bơm c) Thiết bị NSV<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 2: Quy trình thi công cọc đất ximăng<br /> <br /> 2.3 Hệ thống thiết bị thi công cọc đất ximăng kênh và thông qua lƣới lọc. Kết quả thử nghiệm<br /> theo phƣơng pháp trộn sâu – trộn ƣớt (NSV) hoá nƣớc có độ pH = 7.98 (An Giang) và pH =<br /> Thiết bị NSV là thiết bị thi công cọc đất 7.8 (Đồng Tháp), theo TCVN 3994 -85 nƣớc có<br /> ximăng theo phƣơng pháp trộn sâu - trộn ƣớt tính ăn mòn yếu đối với bêtông và kim loại.<br /> bằng cánh trộn kim loại của Tập đoàn 2.5. Trình tự thi công thử nghiệm<br /> Something (Hình 4). Qui trình công nghệ NSV Chi tiết gia cố hai đoạn đƣờng đê ở An Giang<br /> đƣợc Trung tâm kiến trúc Nhật Bản chứng nhận và Đồng Tháp đƣợc thể hiện ở Hình 5. Trình tự<br /> số BCJ–149. Thiết bị NSV có kích thƣớc (2.5 x thi công thử nghiệm nhƣ sau:<br /> 2 x 8.38) m, nặng 7.8 tấn, áp lực tiếp đất 65.2 - Vận hành kiểm tra sơ bộ thiết bị với nƣớc.<br /> kN/m2 và linh hoạt nên hoạt động dễ dàng trên - Định vị tim cọc và di chuyển máy đến vị trí<br /> đƣờng đê có bề rộng hẹp (B < 4 m) và sức chịu thi công.<br /> tải thấp. Công cụ trộn có đƣờng kính danh định - Thi công tạo cọc ximăng đất theo qui trình đề<br /> 600 mm, lỗ phun vữa bên dƣới cánh trộn, xuất (gồm hai giai đoạn: (1) Giai đoạn xuyên xuống:<br /> moment xoắn lớn nhất 4 kN.m, áp lực khoan lớn khoan, phun vữa, và trộn đất với ximăng đến chiều<br /> nhất 29 kN, tốc độ nâng hạ cần 0 ÷ 5 m/phút, sâu cọc thiết kế; (2) Giai đoạn rút lên: tiếp tục trộn<br /> tốc độ quay của cánh trộn 0 ÷ 80 vòng/phút. đất với vữa ximăng khi rút công cụ trộn lên).<br /> Chiều dài trục trộn tối đa 12 m, đƣợc lắp ghép - Tiếp tục trình tự nhƣ trên đối với các cọc<br /> bởi các đoạn có chiều dài 2 m. Thiết bị NSV còn lại.<br /> thích hợp với đất cát, đất sét, và đất bùn. Trong quá trình thi công, vận tốc xuống/lên và<br /> 2.4. Vật liệu thử nghiệm tốc độ quay cánh trộn đƣợc điều khiển theo lập<br /> Ximăng sử dụng là ximăng PCB40 theo trình, áp lực phun vữa tự động điều chỉnh theo vận<br /> TCVN 6260:2009. Vữa ximăng có tỷ lệ nƣớc: tốc xuống nhằm phun đủ lƣợng vữa theo chiều dài<br /> ximăng là 0.7:1 theo kết quả thí nghiệm trong cọc. Để cọc đạt độ đồng nhất phải đảm bảo số lần<br /> phòng của đất An Giang và Đồng Tháp gia cố trộn xuyên xuống > 240 lần/m, số lần trộn khi rút<br /> ximăng. lên > 360 lần/m và số lần trộn ở mũi cọc (0.5 m<br /> Nƣớc trộn vữa đƣợc lấy trực tiếp từ dƣới gia cố dƣới cùng) > 600 lần/m.<br /> <br /> 38 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015<br /> (a) Mặt bằng bố trí cọc đất ximăng và vị trí khoan lấy lõi ở An Giang<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b) Mặt bằng bố trí cọc đất ximăng và vị trí khoan lấy lõi ở Đồng Tháp<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 3: Mặt bằng bố trí cọc đất ximăng và vị trí khoan lấy lõi<br /> <br /> a) Đào lộ đầu cọc b) Khoan lấy lõi lấy mẫu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 4: Thí nghiệm hiện trường<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 39<br />  2.6. Đánh giá chất lƣợng cọc thử nghiệm số chiều dài và đƣờng kính (L/D) từ 2 đến 2.5.<br /> Chất lƣợng cọc thử nghiệm đƣợc đánh giá Trong trƣờng hợp L/D < 2 thì giá trị qu, đƣợc<br /> bằng cách đào lộ đầu cọc, khoan lấy lõi và thí qui đổi theo tiêu chuẩn ASTM C42. Thiết bị<br /> nghiệm nén nở hông tự do (UCS). TSZ30-2.0 (thiết bị dùng cho thí nghiệm nén 3<br /> - Đào lộ đầu cọc với chiều sâu đào 1 m trục) dùng cho UCS của công ty Nanjing T-Bota<br /> nhằm kiểm tra kích thƣớc và hình dạng đầu Scietech Instruments & Equipment (Hình 5).<br /> cọc (Hình 6a) Mẫu đƣợc nén với tốc độ gia tải không quá 1<br /> - Khoan lấy lõi cọc nhằm kiểm tra tính liên mm/phút.<br /> tục và đồng nhất của cọc. Các vị trí khoan lấy III. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> lõi gồm tại tim cọc, D/4, vị trí chồng nối giữa Kết quả nghiên cứu dựa vào số liệu thí<br /> hai cọc và ba cọc. Quá trình khoan lấy lõi đƣợc nghiệm, phân tích với 56 mẫu đất ximăng đƣợc<br /> thực hiện theo tiêu chuẩn 22TCN 259 - 2000 khoan lấy lõi tại 8 vị trí ở công trình thử nghiệm<br /> “Quy trình khoan thăm dò địa chất công trình” ở An Giang và 61 mẫu đất ximăng đƣợc khoan<br /> bằng thiết bị XY-100 lấy lõi tại 6 vị trí ở công trình thử nghiệm ở<br /> - Thí nghiệm UCS nhằm xác định cƣờng độ Đồng Tháp (Hình 5). Các mẫu đƣợc đánh giá sơ<br /> nén nở hông tự do (qu) của mẫu đất ximăng bộ tại hiện trƣờng, bảo quản và gia công trƣớc<br /> theo tiêu chuẩn ASTM D2166, ASTM D1633 khi thí nghiệm xác định cƣờng độ UCS ở độ<br /> và TCVN 9403:2012. Mẫu đƣợc gia công có tỉ tuổi > 240 ngày.<br /> <br /> (a) Thiết bị nén mẫu TSZ30-2.0 (b) Thí nghiệm nén mẫu<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 5: Hình ảnh thí nghiệm nén mẫu soilcrete hiện trường<br /> <br /> 3.1. Ảnh hƣởng loại đất thấy lớp sét pha (Đồng Tháp) có qu lớn nhất, thấp<br /> Cƣờng độ cọc đất ximăng, qu có giá trị khác hơn là lớp bùn sét (An Giang, Đồng Tháp) và thấp<br /> nhau qua các lớp đất khác nhau ở Đồng Tháp (ĐT) nhất là lớp sét dẻo (An Giang) dù các cọc đƣợc thi<br /> và An Giang (AG) với cùng điều kiện thử nghiệm công với thiết bị, thông số vận hành và hàm lƣợng<br /> (cùng hàm lƣợng ximăng, năng lƣợng trộn và điều ximăng giống nhau (Hình 6). Nguyên nhân do mỗi<br /> kiện bảo dƣỡng). Cƣờng độ, qu cọc đất ximăng ở loại đất có các tính chất cơ lý hoá riêng sẽ ảnh<br /> Đồng Tháp cao hơn An Giang. Thí nghiệm UCS hƣởng khác nhau đến các phản ứng hoá học giữa<br /> các lõi cọc đất ximăng qua năm lớp đất khác nhau đất và ximăng nên sự hình thành cƣờng độ của các<br /> (hai lớp ở An Giang và ba lớp ở Đồng Tháp) cho lớp đất cũng khác nhau.<br /> <br /> 40 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015<br />  3.2.1. Ảnh hƣởng hàm lƣợng sét<br /> Với cùng điều kiện thử nghiệm, đất có hàm<br /> lƣợng sét lớn thì cƣờng độ đất ximăng thấp [13,<br /> 14, 17]. Cƣờng độ cọc đất ximăng ở An Giang<br /> thấp hơn ở Đồng Tháp do hàm lƣợng sét trong đất<br /> ở An Giang (52.93÷57.7%) lớn hơn đất ở Đồng<br /> Tháp (42.59÷47.27%) (Hình ). Kết quả tƣơng tự<br /> với cọc thử nghiệm ở An Giang, qu cọc đất<br /> ximăng ở lớp bùn sét (lớp 2) cao hơn lớp sét dẻo<br /> mềm (lớp 1) do hàm lƣợng sét lớp bùn sét<br /> (52.93%) nhỏ hơn lớp sét dẻo mềm (57.7%) Diện<br /> tích bề mặt của phân tử sét lớn nên hàm lƣợng sét<br /> cao làm tăng diện tích bề mặt của hạt đất. Do đó,<br /> Hình 6: Ảnh hưởng loại đất đến cường độ<br /> đất có hàm lƣợng sét lớn cần năng lƣợng trộn và<br /> cọc đất ximăng<br /> hàm lƣợng ximăng cao hơn nhằm trộn đều, tăng<br /> khả năng tiếp xúc giữa đất và ximăng.<br /> 3.2. Ảnh hƣởng của sự phân bố thành<br /> Kết quả thí nghiệm nén các mẫu đất ximăng<br /> phần hạt đến cƣờng độ nén nở hông tự do, qu<br /> ở Đồng Tháp thì cho kết quả ngƣợc lại, dù lớp<br /> Cƣờng độ của đất ximăng bị ảnh hƣởng bởi<br /> sét pha (lớp 1) có hàm lƣợng sét (47.27%) lớn<br /> thành phần cấp phối của đất nguyên dạng. Đất<br /> hơn bùn sét (42.59%) nhƣng qu của mẫu đất<br /> có tỷ lệ thành phần hạt cát càng lớn thì cƣờng<br /> ximăng ở lớp sét pha (lớp 1) vẫn cao hơn do<br /> độ đất ximăng càng cao và tỷ lệ hạt sét càng lớn<br /> ảnh hƣởng của thành phần hạt cát (đƣợc phân<br /> thì cƣờng độ đất ximăng càng thấp.<br /> tích ở mục 3.2.2).<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 7: Ảnh hưởng hàm lượng sét đến cường độ cọc đất ximăng<br /> <br /> 3.2.2. Ảnh hƣởng hàm lƣợng cát ximăng tăng khi hàm lƣợng cát tăng dần đến<br /> Đất có hàm lƣợng cát lớn (đặc biệt các cỡ hạt 60% và sau đó giảm dần hoặc có hàm lƣợng hạt<br /> 0.5÷2 mm) thì cƣờng độ đất ximăng cao, nghiên thô lớn. Thí nghiệm UCS các mẫu đất ximăng ở<br /> cứu này phù hợp với kết quả cƣờng độ mẫu đất An Giang cho thấy qu của cọc đất ximăng ở lớp<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 41<br /> bùn sét (lớp 2) cao hơn lớp sét dẻo (lớp 1) do bùn sét 0%), thể hiện ở<br /> hàm lƣợng cát lớp bùn sét (20.81%) lớn hơn lớp Bảng 3 và Kết quả này phù hợp với kết quả<br /> sét dẻo (13.15%). Ở Đồng Tháp, qu của cọc đất nghiên cứu ứng xử trong phòng của đất Đồng<br /> ximăng ở lớp sét pha (lớp 1) cao hơn lớp bùn sét Tháp trộn với xi măng của. Tỷ lệ phù hợp của<br /> (lớp 2) (Hình 8) dù hàm lƣợng cát lớp sét pha hàm lƣợng cát sẽ giúp cho hỗn hợp đạt đƣợc độ<br /> (16.16%) nhỏ hơn lớp bùn sét (20.38%) nguyên chặt lớn nhất, hạt cát sẽ chèn lấp khoảng trống<br /> nhân thành phần hạt có kích thƣớc từ 0.25÷2 giữa các hạt cốt liệu lớn, giảm lỗ rỗng cho hỗn<br /> mm đạt 1.62% (so với lớp bùn sét 1.27%) và hạt hợp đồng thời kết hợp với ximăng tạo thành bộ<br /> có kích thƣớc từ 1÷2 mm đạt 0.09% (so với lớp khung vững chắc cho hỗn hợp.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 8: Ảnh hưởng của hàm lượng cát đến cường độ cọc đất ximăng<br /> <br /> 3.3. Ảnh hƣởng của độ ẩm tự nhiên cƣờng độ của đất ximăng và đất ở trạng thái nhão<br /> Đất ximăng đạt cƣờng độ cao khi độ ẩm tự cũng giúp việc trộn đều đất với ximăng dễ hơn.<br /> nhiên đất nguyên dạng (W) lân cận giới hạn nhão Ngoài ra, chỉ số dẻo cao của lớp Sét pha (An<br /> (WL) và chỉ số dẻo (IP) thấp. Cƣờng độ lớp đất Giang) và Bùn sét (Đồng Tháp) lần lƣợt là 28 và<br /> bùn sét (An Giang và Đồng Tháp) cao do có độ ẩm 27.5 cũng làm giảm hiệu quả cải thiện.<br /> tự nhiên (61.5÷65.6%) lớn hơn giới hạn nhão (WL,<br /> 53.1 ÷ 53.8%) và qu lớp sét pha (Đồng Tháp) cao<br /> vì trƣớc khi thi công cọc đất ximăng đƣợc khoan<br /> làm mềm và tơi đất với nƣớc nên độ ẩm tự nhiên<br /> thực tế của đất lớn hơn so với độ ẩm tự nhiên<br /> nguyên dạng. Lớp đất sét dẻo (An Giang) có độ ẩm<br /> nhỏ hơn giới hạn nhão nên cƣờng độ đạt đƣợc thấp<br /> (thể hiện ở hình 9). Nguyên nhân có thể do đất ở<br /> trạng thái nhão thì lƣợng nƣớc trong đất vừa đủ cho<br /> phản ứng hoá học giữa đất – ximăng, nếu độ ẩm tự<br /> nhiên trong đất nhỏ thì không đủ lƣợng nƣớc để<br /> phản ứng thuỷ hoá xảy ra hoàn toàn, nếu độ ẩm quá<br /> lớn trong đất lớn thì lƣợng nƣớc dƣ sẽ làm giảm Hình 9: Đường cong tích lũy thành phần hạ<br /> <br /> 42 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015<br />  Hình 10. Ảnh hưởng của độ ẩm tự nhiên đến cường độ cọc đất ximăng<br /> <br /> 3.4. Ảnh hƣởng độ pH không có sự thay đổi lớn ở những vị trí có độ<br /> Không có sự ảnh hƣởng rõ ràng của độ pH pH khác nhau. Nƣớc có độ pH cao thúc đẩy<br /> đến cƣờng độ cọc đất ximăng. Hai khu vực phản ứng pozzolanic tạo ra các sản phẩm dạng<br /> thử nghiệm có môi trƣờng trung tính, độ pH keo liên kết các hạt đất lại với nhau, nhiều kết<br /> của đất dao động không lớn (độ pH ở An quả nghiên cứu cho thấy cƣờng độ đất ximăng<br /> Giang từ 7.71÷7.81 và Đồng Tháp từ trong môi trƣờng acid cao hơn trong môi<br /> 7.43÷7.79) nên sự ảnh hƣởng của độ pH đến trƣờng kiềm, đất có độ pH < 5 thì mức độ gia<br /> các phản ứng hoá học giữa đất và ximăng tăng cƣờng độ thấp hơn pH > 5.<br /> không lớn, biểu đồ hình 11 cho thấy cƣờng độ<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 11: Ảnh hưởng độ pH đến cường độ đất ximăng<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 43<br />  3.5. Ảnh hƣởng của hàm lƣợng hữu cơ trong đất có chứa các chất làm chậm quá<br /> Đất có hàm lƣợng hữu cơ cao thì cƣờng trình phản ứng nhƣ mùn và axit hữu cơ.<br /> độ đất ximăng thấp. Cƣờng độ cọc đất Axit hữu cơ làm giảm độ pH của nƣớc trong<br /> ximăng ở An Giang nhìn chung thấp hơn so đất khiến phản ứng pozzolanic xảy ra chậm.<br /> với Đồng Tháp do hàm lƣợng hữu cơ đất Mặt khác, axit hữu cơ tác dụng với<br /> An Giang (5.86÷6.43%) lớn hơn Đồng Tháp Ca(OH)2 tạo ra chất không tan bao quanh<br /> (4.73÷5.3%) (Hình 12). Trong phạm vi thử các hạt đất cản trở sự tiếp xúc giữa hạt đất<br /> nghiệm ở An Giang, lớp Sét dẻo có cƣờng và ximăng và lƣợng tạp chất hữu cơ không<br /> độ thấp hơn do hàm lƣợng hữu cơ cao hơn tham gia vào phản ứng hoá học là nguyên<br /> so với lớp Bùn sét. Thành phần hữu cơ nhân giảm cƣờng độ [16].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 12: Ảnh hưởng của hàm lượng hữu cơ đến cường độ đất ximăng<br /> <br /> IV. KẾT LUẬN ƣớt – trộn sâu, cọc tạo ra có tính đồng nhất<br /> Ảnh hƣởng địa chất hiện trƣờng đến chất và liên tục.<br /> lƣợng cọc đất ximăng đƣợc đánh giá dựa trên Địa chất ở Đồng Tháp tạo cọc đất ximăng<br /> các cọc thử nghiệm gia cố hai đoạn đƣờng đê có cƣờng độ cao hơn địa chất ở An Giang.<br /> ở An Giang và Đồng Tháp. Quá trình thử Cƣờng độ cọc đất ximăng trong lớp đất sét<br /> nghiệm gồm 3 nội dung: Thi công cọc đất pha (Đồng Tháp) đạt giá trị cao nhất, lớp sét<br /> ximăng, khoan lấy lõi và thí nghiệm nén nở dẻo (An Giang) thấp nhất.<br /> hông tự do ở 240 ngày tuổi. Việc phân tích Thành phần cấp phối của đất nguyên dạng<br /> dựa trên sự khác biệt về các chỉ tiêu cơ lý của ảnh hƣởng lớn đến cƣờng độ đất ximăng. Đất<br /> các lớp đất. Các mẫu đƣợc đánh giá với cùng có thành phần hạt thô càng lớn thì cƣờng độ<br /> điều kiện về hàm lƣợng ximăng, năng lƣợng càng cao và đất có hàm lƣợng sét lớn thì<br /> trộn và bảo dƣỡng. cƣờng độ thấp.<br /> Địa chất An Giang và Đồng Tháp phù Đất có độ ẩm tự nhiên lân cận giới hạn<br /> hợp với công nghệ cọc đất ximăng thi công nhão và chỉ số dẻo thấp sẽ cho cọc có cƣờng<br /> bằng thiết bị NSV theo phƣơng pháp trộn độ cao.<br /> <br /> <br /> 44 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015<br />  Độ pH của nƣớc ở An Giang và Đồng Tháp 1/2015, trang 21-28, 2015.<br /> từ 7.4÷7.8 không ảnh hƣởng rõ ràng đến 3. Lê Khắc Bảo, Lê Phi Long, Đỗ Thị Mỹ<br /> cƣờng độ cọc đất ximăng. Chinh, và Trần Nguyễn Hoàng Hùng. “Nghiên<br /> Hàm lƣợng hữu cơ lớn cho cọc đất cứu ứng xử của đất Đồng Tháp trộn xi măng,<br /> ximăng có cƣờng độ thấp. trộn ƣớt - sâu ứng dụng gia cố đê bao chống lũ<br /> ở Đồng Tháp”, Tạp chí Xây dựng, số 6/2014,<br /> trang 77-83, 2014.<br /> Mai Anh Phƣơng, Nguyễn Bình Tiến,<br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO Trƣơng Đắc Châu, và Trần Nguyễn Hoàng<br /> Hùng. “Nghiên cứu ứng xử của đất ở An Giang<br /> 1. Lê Xuân Việt và Trần Nguyễn Hoàng trộn xi măng bằng công nghệ trộn ƣớt và trộn<br /> Hùng. “Nghiên cứu chống sạt lở tại km 88 + sâu”, Tạp chí Địa kỹ thuật, số 2/2014, trang 34-<br /> 937 trên quốc lộ 91, Bình Mỹ, An Giang,” 43, 2014.<br /> Tạp chí Giao Thông Vận Tải, số 6/2011, trang C.Q. Cai, X. Li, J. Zhang, and Q.S. Guo.<br /> 17-20, 2011. “Study on influence factors of cement -<br /> M. Kitazume and M.Terashi. The Deep stabilized soil compressive strength.” Global<br /> Mixing Method. CRC Press, Balkema Book, Geology. No. [15], pp. 130-134, 2012.<br /> UK, 2013, 405 pp. 4. H. M. Kwon, A. T. Le, and N. T.<br /> 2. Lê Phi Long, Lê Khắc Bảo, Trần Nguyễn Nguyen, “Influence of Soil Grading on<br /> Hoàng Hùng, và Quách Hồng Chƣơng. “Phân Properties of Compressed Cement-soil”,<br /> tích chất lƣợng cọc xi măng - đất hiện trƣờng từ KSCE Journal of Civil Engineering, vol. 14,<br /> công nghệ trộn sâu - ƣớt để gia cố đƣờng đê ven pp. 845-853, 2010.<br /> sông ở Đồng Tháp”, Tạp chí Xây dựng, số<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Người phản biện: PGS.TS. ĐOÀN THẾ TƢỜNG<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 3-2015 45<br />