BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƢỜNG ĐẠI HỌC DÂN LẬP HẢI PHÒNG
-----------------------------
TRỊNH NGỌC ANH
NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG CỌC ĐẤT XI MĂNG GIA
CỐ NỀN CHO BỂ CHỨA XĂNG DẦU XÂY DỰNG
TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
Chuyên ngành: Kỹ thuật Xây dựng Công trình Dân dụng & Công nghiệp
Mã số: 60.58.02.08
LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT
NGƢỜI HƢỚNG DẪN KHOA HỌC
GS.TS. NGUYỄN ĐỨC NGUÔN
Hải Phòng, 2015
LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình khoa học do chính tôi thực hiện. Các kết
quả, số liệu trong luận văn là trung thực và chƣa đƣợc ai công bố trong bất kỳ
công trình nào khác.
Tác giả luận văn
Trịnh Ngọc Anh
LỜI CẢM ƠN
Luận văn Thạc sỹ kỹ thuật chuyên ngành Kỹ thuật công trình xây dựng với đề
tài “Nghiên cứu ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền cho bể chứa xăng
dầu xây dựng trên nền đất yếu” là sự thể hiện những kiến thức đã thu nhận
đƣợc của học viên trong những năm học tại Trƣờng đại học Dân lập Hải
Phòng. Học viên xin đƣợc bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến:
PGS.TS Nguyễn Đức Nguôn, bộ môn Công trình ngầm - trƣờng đại
học Kiến trúc Hà Nội, ngƣời đã trực tiếp hƣớng dẫn, chỉ bảo tận tình trong
suốt thời gian nghiên cứu và hoàn thành luận văn.
Ban giám hiệu nhà trƣờng và toàn thể các thầy cô thuộc khoa Xây
dựng - Trƣờng đại học Dân lập Hải Phòng, những ngƣời đã giúp đỡ cổ vũ và
tạo mọi điều kiện cho học viên trong suốt quá trình học tập, định hƣớng
nghiên cứu cũng nhƣ thực hiện luận văn.
Cuối cùng tôi gửi lời biết ơn tới gia đình, bạn bè, đồng nghiệp, sự khích
lệ, động viên về cả vật chất và tinh thần là một nguồn lực to lớn giúp tôi vƣợt
qua những khó khăn trong suốt quá trình học tập và nghiên cứu.
Hải Phòng, 15 tháng 12 năm 2015
Tác giả luận văn
Trịnh Ngọc Anh
MỤC LỤC
THUẬT NGỮ VÀ CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT ........................................... 1
DANH MỤC BẢNG ........................................................................................ 4
DANH MỤC HÌNH ......................................................................................... 5
MỞ ĐẦU ................................................................................................... 7
0.1. Đặt vấn đề ......................................................................................................... 7
0.2. Mục đích, đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .................................................... 7
0.2.1. Mục đích nghiên cứu ...................................................................................... 7
0.2.2. Đối tƣợng nghiên cứu ..................................................................................... 8
0.2.3. Phạm vi nghiên cứu ........................................................................................ 8
0.3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .......................................................................... 8
0.4. Phƣơng pháp nghiên cứu .................................................................................. 8
0.5. Kết quả đạt đƣợc của đề tài .............................................................................. 8
CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG
DỤNG CỌC XMĐ ................................................................. 10
1.1. Khái quát về nền đất yếu trong xây dựng công trình ..................................... 10
1.1.1. Khái niệm về đất yếu .................................................................................... 10
1.1.2. Mục tiêu xử lý nền đất yếu ........................................................................... 11
1.2. Tổng quan về công trình bể chứa xăng dầu .................................................... 12
1.2.1. Giới thiệu chung ........................................................................................... 12
1.2.2. Phân loại bể chứa dầu khí ............................................................................ 13
1.2.3. Bể chứa trụ đứng áp thƣờng ......................................................................... 16
1.3. Tổng quan về cọc đất xi măng ........................................................................ 19
1.3.1. Lịch sử phát triển của cọc đất xi măng ......................................................... 19
1.3.2. Khả năng ứng dụng của cọc đất xi măng trong gia cố ................................. 19
1.3.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cọc đất xi măng gia cố nền bể chứa
xăng dầu ở nƣớc ta .......................................................................................... 23
1.4. Kết luận chƣơng 1 .......................................................................................... 26
CHƢƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN CỌC ĐẤT XI MĂNG
GIA CỐ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU ............................... 27
2.1. Đặc điểm, tính chất của cọc đất xi măng ........................................................ 27
2.1.1. Vật liệu cọc đất xi măng ............................................................................... 27
2.1.2. Các yếu tố ảnh hƣởng đến sự hình thành cƣờng độ của cọc ĐXM .............. 31
2.1.3. Sự thay đổi cƣờng độ cọc ĐXM theo thời gian ........................................... 34
2.1.4. Kinh nghiệm gia cố đối với một số loại đất yếu .......................................... 36
2.2. Các quan điểm tính toán đối với cọc ĐXM gia cố nền đất yếu ...................... 39
2.2.1. Quan điểm cọc đất xi măng làm việc nhƣ cọc ............................................. 39
2.2.2. Quan điểm tính toán nền đất hỗn hợp .......................................................... 39
2.2.3. Quan điểm tính toán kết hợp ........................................................................ 41
2.3. Thiết kế cọc đất xi măng................................................................................. 42
2.3.1. Nguyên lý thiết kế ........................................................................................ 42
2.3.2. Tính toán thiết kế .......................................................................................... 44
2.4. Công nghệ thi công cọc đất xi măng .............................................................. 50
2.4.1. Công nghệ trộn khô ...................................................................................... 52
2.4.2. Công nghệ trộn ƣớt ....................................................................................... 54
2.5. Công tác bảo đảm chất lƣợng ......................................................................... 56
2.5.1. Yêu cầu về thiết bị ....................................................................................... 56
2.5.2. Kiểm soát trƣớc khi thi công ........................................................................ 58
2.5.3. Kiểm soát trong quá trình thi công ............................................................... 58
2.5.4. Thí nghiệm kiểm tra chất lƣợng sau khi thi công ......................................... 59
2.6. Kết luận chƣơng 2 .......................................................................................... 62
CHƢƠNG 3. ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN BỂ CHỨA XĂNG DẦU CHO
CÔNG TRÌNH CỤ THỂ ....................................................... 63
3.1. Giới thiệu công trình ....................................................................................... 63
3.1.1. Kết cấu công trình ........................................................................................ 63
3.1.2. Điều kiện tải trọng ........................................................................................ 63
3.1.3. Điều kiện địa chất công trình ....................................................................... 63
3.2. Tính toán thiết kế ............................................................................................ 65
3.2.1. Thông số cọc đất xi măng ............................................................................ 65
3.2.2. Kiểm toán sức chịu tải của nền đất .............................................................. 67
3.2.3. Kiểm toán lún ............................................................................................... 68
3.3. Thi công cọc đất xi măng ............................................................................... 68
3.3.1. Yêu cầu vật liệu và thiết bị thi công ............................................................. 68
3.3.2. Trộn mẫu thử trong phòng thí nghiệm ......................................................... 70
3.3.3. Thi công thử cọc đất xi măng ....................................................................... 70
3.3.4. Thi công đại trà cọc đất xi măng .................................................................. 71
3.3.5. Xử lý kỹ thuật thi công ................................................................................. 73
3.4. Kiểm tra chất lƣợng và nghiệm thu cọc đất xi măng ...................................... 74