1
MỤC LỤC
MỤC LỤC…………………………………………………………………..…….…1
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT………………………...…...4
DANH MỤC CÁC BẢNG…………………………………………………..……...5
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ……………………………………..….…..6
MỞ ĐẦU……………………………………………………………...……………..8
1. Mục đích và ý nghĩa thực tiễn của đề tài………………………………..……..8
2. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu……………………………………...…….…9
3. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………...……...9
4. Nội dung chính được thể hiện trong luận văn…………………………...…….9
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU, CÔNG TÁC QUAN TRẮC HIỆN
TRƯỜNG VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH SỐ LIỆU QUAN TRẮC ĐỂ
DỰ BÁO ĐỘ LÚN CUỐI CÙNG VÀ HỆ SỐ CỐ KẾT.
1.1 Tổng quan về đất yếu…………………………………………………...…….10
1.1.1 Định nghĩa và phân loại đất yếu……………………………………..…….…10
1.1.2 Các yêu cầu về ổn định………………………………………………………12
1.1.3 Các yêu cầu về lún…………………………………………………..……….14
1.2 Tổng quan về công tác quan trắc hiện trường trong thi công nền đắp trên
đất yếu………………………………………………………………………..……16
1.2.1 Quan trắc lún……………………………………………………..…………..16
1.2.1.1.Mục đích………………………………………………………...…………16
1.2.1.2. Các phương pháp quan trắc lún…………………………………..…….….17
1.2.1.3. Lựa chọn điểm đo và mặt cắt đo…………………………………..………19
1.2.1.4. Chu kỳ đo…………………………………………………………….……20
1.2.2 Quan trắc áp lực nước lỗ rỗng…………………………………….…..…...…20
1.2.2.1. Mục đích……………………………………………………….…..…...…20
1.2.2.2. Nguyên lý đo - một số khái niệm…………………………………….……21
1.2.2.3. Các hệ thống đo áp lực nước lỗ rỗng (Piezometer)……………………..…22
1.2.2.4. Lựa chọn loại Piezometer……………………………………………….…24
1.1.2.5. Lựa chọn vị trí đo – tần suất ghi kết quả………………………………..…24
1.2.2.6. Khai thác và xử lý kết quả………………………………….…………...…25
1.2.3 Quan trắc chuyển vị ngang………………………………...…………………26
1.2.3.1. Mục đích…………………………………………………………………..26
1.2.3.2. Thiết bị đo…………………………………………………………………26
2
1.3 Các phương pháp phương pháp phân tích số liệu quan trắc để dự báo độ
lún cố kết cuối cùng và hệ số cố kết……………………………………………...27
1.3.1. Phương pháp dự báo độ lún cố kết cuối cùng từ kết quả quan trắc lún……..28
1.3.1.1. Phương pháp Asaoka…………………………………………………..….28
1.3.1.2. Phương pháp Hyperbolic…………………………….…………………....29
1.3.1.3. Phương pháp 3 điểm……………………………………….……………...31
1.3.2. Phương pháp tính ngược hệ số Cv , Ch từ kết quả quan trắc…………….…..32
1.3.2.1 Phương pháp tính ngược hệ số
v
C
từ kết quả quan trắc lún…………….....32
1.3.2.2. Phương pháp tính ngược
v
C
từ việc xác định vùng hoạt động cố kết theo
thời gian………………………………………………………………………..…..33
1.3.2.3. Phương pháp tính ngược hệ số
h
C
…………………………………….…..34
1.4 Kết luận chương 1…………………………………………………………….35
CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT VÀ GIẢI PHÁP XỬ LÝ
CÁC ĐOẠN NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU CỦA KHU ĐÔ THỊ MỚI BẮC AN
KHÁNH VÀ KẾT QUẢ QUAN TRẮC THU ĐƯỢC TRONG QUÁ TRÌNH THI
CÔNG.
2.1 Giới thiệu về vị trí và điều kiện địa chất…………………………………….37
2.1.1. Vị trí…………………………………………………………………………37
2.1.2. Điều kiện địa chất, địa chất thủy văn……………………………………..…37
2.1.2.1. Mặt cắt địa chất ………………………………………………………..….37
2.1.2.2. Đặc trưng vật lý………………………………………………….……..….41
2.1.2.3. Đặc trưng cố kết……………………………………………….….…….…42
2.1.2.4. Sức kháng cắt……………………………………………………….……..42
2.1.2.5 Mực nước ngầm……………………………………………………………43
2.2 Yêu cầu và các giải pháp xử lý………………………………………………43
2.2.1 Yêu cầu thiết kế……………………………………………………….….….43
2.2.2. Các giải pháp xử lý và tính toán thiết kế nền đắp trên đất yếu………..….....44
2.3 Thi công các đoạn nền đắp ………………………………………………..…46
2.4 Bố trí hệ thống quan trắc……………………………………………….……47
2.4.1 Lắp đặt thiết bị quan trắc lún……………………………………………..….48
2.4.2 Lắp đặt thiết bị quan trắc chuyển vị ngang………………………...……...…49
2.4.3. Lắp đặt thiết bị quan trắc áp lực nước lỗ rỗng…………………….……...…50
2.4.4 Lắp đặt giếng quan trắc mực nước ngầm………………………….….…...…51
3
2.5 Các kết quả quan trắc trong quá trình thi công……………………………52
2.5.1 Kết quả quan trắc lún………………………………………….…………..…52
2.5.2 Kết quả quan trắc ALNLR…………………………………….…….…….…52
2.5.3 Kết quả quan trắc chuyển vị ngang………………………….……….…...….52
2.5.4 Kết quả quan trắc mực nước ngầm………………………….……….…...….52
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ QUAN TRẮC
3.1 Tổng hợp và phân tích kết quả quan trắc lún và áp lực nước lỗ rỗng ....…54
3.1.1 Xử lý số liệu quan trắc….……..……………………………..…….…….…..56
3.1.2 Biểu đồ diễn biến lún và áp lực nước lỗ rỗng dư trên các đoạn nền đắp…….56
3.1.3 Phân tích đánh giá kết quả quan trắc lún…………………………………….60
3.1.3.1 Lún tức thời………………………………………………..…….……...….61
3.1.3.2 Lún cố kết………………………………… ……..……………….……..…63
3.1.4 Phân tích đánh giá kết quả quan trắc áp lực nước lỗ rỗng…………………...65
3.1.5 Đánh giá sự phù hợp giữa kết quả quan trắc lún và áp lực nước lỗ rỗng
……………………………………………………………………………………..68
3.2 Phân tích đối chiếu kết quả quan trắc lún thực tế so với dự báo thiết
kết………………………………………………………………………………….68
3.2.1 Dự báo độ lún cố kết cuối cùng và xác định hệ số cố kết Cv, Ch từ kết quả
quan trắc lún………………………….…………………………………………….68
3.2.2 So sánh đánh giá kết quả dự báo độ lún cố kết cuối cùng, hệ số cố kết giữa
thiết kế và các phương pháp nội suy từ số liệu quan trắc …………………………72
3.3 Tổng hợp các vấn đề cần chú ý khi tổ chức quan trắc và phân tích số liệu
quan trắc hiện trường.............................................................................................76
3.4 Kết luận chương 3 và kiến nghị ……………………………..………………80
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………..…83
TÀI LIỆU THAM KHẢO………………………………..………………………...85
PHỤ LỤC…………………………………………………………………………..86
4
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
a: Khoảng cách giữa các bấc thấm hoặc giếng cát
Cv: Hệ số cố kết theo phương thẳng đứng
Ch: Hệ số cố kết theo phương ngang
CR: Giá trị trung bình của tỷ số nén lún
De: Đường kính ảnh hưởng của bấc thấm hoặc giếng cát
F(n): Nhân tố xét đến ảnh hưởng khoảng cách bố trí bấc thấm hay giếng cát
H: Cự ly thoát nước
kh: Hệ số thấm theo phương ngang của nền đất
k’h: Hệ số thấm theo phương ngang của nền đất ở vùng bị xáo động
OCR: Tỷ số cố kết trước
p’o: Ứng suất có hiệu
qw: Khả năng thoát nước đơn vị
R: Bán kính vùng ảnh hưởng (vùng tính toán) của bấc thấm (R=De/2)
rw: Bán kính tương đương của bấc thấm
rs: Bán kính vùng xáo động do việc cắm bấc thấm
t: Thời gian ‘’t’’
u: Áp lực nước lỗ rỗng
Ut: Độ cố kết ở thời gian t
S: Độ lún
Sc,t: Độ lún cố kết tại thời điểm ‘t’
,c
S
: Độ lún cố kết khi U = 100%
Se: Độ lún tức thời
Su: Sức kháng cắt không thoát nước của nền đất
W
: Trọng lượng riêng của nước
pz
: Áp lực tiền cố kết của đất nền, tại độ sâu z
z
: Áp lực do tải trọng đắp gây ra ở độ sâu z
vz
: Áp lực do trọng lượng bản thân các lớp đất phía trên gây ra ở độ sâu z
t
: Bước thời gian
ALNLR: Áp lực nước lỗ rỗng
5
DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 1.1 – Độ lún dư cho phép ……………………………………………………16
Bảng 2.1 – Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất số 2…………………………...…40
Bảng 2.2 – Tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất 03 (lớp đất yếu)…………………41
Bảng 2.3 – Đặc trưng cố kết của lớp đất thứ 3 (lớp đất yếu)…………………...….42
Bảng 2.4 – Độ lún dư cho phép…………………………………………………….43
Bảng 2.5 – Kết quả tính toán tổng độ lún các đoạn nền đắp………………….……44
Bảng 2.6 – Phạm vi & mật độ bố trí bấc thấm………………………………..……45
Bảng 2.7 – Kết quả tính toán độ lún khi áp dụng biện pháp xử lý đất yếu……..….46
Bảng 2.8 – So sánh chiều sâu cắm bấc thấm giữa thực tế và thiết kế………….…..46
Bảng 2.9 – Tổng hợp khối lượng quan trắc………………………………….…….51
Bảng 2.10 –Tổng hợp dữ liệu quan trắc các tuyến đường D3-1, D4-2, D6-60B…..53
Bảng 3.1 - Tổng hợp kết quả quan trắc lún tại cuối thời điểm quan trắc…...……..60
Bảng 3.2 - Tổng hợp độ lún tức thời………………………………….. …...……..61
Bảng 3.3 - Tổng hợp độ lún cố kết tại cuối thời điểm quan trắc…………....……..64
Bảng 3.4 - Kết quả tính Ch cho các điểm đo – đường D4-2………………………67
Bảng 3.5 - Tổng hợp kết quả tính
và Cv theo phương pháp Asaoka……...….69
Bảng 3.6 – Bảng tổng hợp kết quả tính toán
theo phương pháp Hypecbolic...71
Bảng 3.7 – Bảng tổng hợp kết quả tính toán
, Cv theo phương pháp 3 điểm..…72
Bảng 3.8 – Tổng hợp so sánh độ lún cố kết cuối cùng, độ cố kết sự báo theo 3
phương pháp và theo thiết kế………………………………………………………73
Bảng 3.9 – So sánh độ lún cố kết cuối cùng giữa dự báo thiết kế và giá trị nội suy từ
số liệu quan trắc lún………………………………………………………………..74
Bảng 3.10 – So sánh hệ số cố kết giữa số liệu khảo sát địa chất và giá trị nội suy từ
số liệu quan trắc……………………………………………………………………76
Bảng P1 – Kết quả đo lún đường D3-1………………………………………….…87
Bảng P2 – Kết quả đo lún đường D4-2………………………………………….…89
Bảng P3 – Kết quả đo lún đường D6-60B……………………………………..…..92
Bảng P4 – Cao trình lắp đặt đầu đo ALNLR ……………………………………...93
Bảng P5 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D3-1 Km1+280 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm……………………………………………………………...94
Bảng P6 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D3-1 Km1+480 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm……………………………………………………………..95
Bảng P7 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D4-2 Km0+100 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm……………………………………………………………...96
Bảng P8 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D4-2 Km0+300 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm…………………………………………………………...…97
Bảng P9 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D6-60B Km0+900 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm……………………………………………………….….….98
Bảng P10 – Kết quả quan trắc ALNLR dư – Đường D6-60B Km0+700 Sau khi hiệu
chỉnh mực nước ngầm………………………………………………………...……99