Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định hàm lượng xi măng Soilcrete hiện trường tạo bởi Jet Grouting

Chia sẻ: ViNeji2711 ViNeji2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:9

Thêm vào BST

Báo xấu

41
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Nghiên cứu này nhằm xác định hàm lượng xi măng trong soilcrete tạo bởi JG ở cọc thử Vàm Đinh (VĐ) và Tám Bang (TB) tại Đồng Tháp thông qua thí nghiệm trong phòng. Soilcrete trong phòng được chế tạo từ đất khu vực hai cọc thử với hàm lượng xi măng, Ac, từ 300 ÷ 900 kg/m3 và được nén nở hông tự do (UCS) để xác định cường độ qu.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Nghiên cứu đề xuất phương pháp xác định hàm lượng xi măng Soilcrete hiện trường tạo bởi Jet Grouting

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH HÀM LƯỢNG XI MĂNG SOILCRETE HIỆN TRƯỜNG TẠO BỞI JET GROUTING LÝ DUYÊN HỒNG NHUNG, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG* A method to determine the field cement content of a soilcrete column by Jet Grouting Abstract:Cement content of field soilcrete columns, Ac, created by Jet Grouting remains further research because precisely unknown soilcrete column diameter. The paper deale with A method to determine the cement content in a soilcrete column by Jet Grouting based on relationship between Cement content and compressive strength qu of a soilcrete column by Jet Grouting. In the method, Cement content was determined by laboratory tests of two soilcrete samples taken from the two pilot soilcrete columns at Tam Bang and Vam Dinh bridge. The soilcrete specimens in the laboratory and the field were carried out unconfined compressive strength tests at the same curing time. The results indicate that (1) variation of Acwith qu can be applied by the equation ofqu = -4x10-6Ac2 + 0.0075Ac – 1.4039 with reliability of 92%, (2) Ac in the 1-m top soilcrete column at Tam Bang bridge was 330-476 kg/m3. Keywords: Jet Grouting; soilcrete; cement content; column diameter; unconfined compressive strength 1. GIỚI THIỆU CHUNG * áp lực phun vữa và lực dính của đất thay đổi Công nghệ Jet Grouting (JG) phun đơn tạo theo độ sâu. Đƣờng kính cọc JG rất khó xác cọc soilcrete trong đất bằng cách phun vữa với định và là thông số cần đƣợc nghiên cứu [1, 4]. áp lực từ 20-60 MPa mà không sử dụng thêm Nghiên cứu này nhằm xác định hàm lƣợng xi nƣớc hay khí, tạo cọc có đƣờng kính từ 0.6-1.2 măng trong soilcrete tạo bởi JG ở cọc thử Vàm m [1, 2]. Dòng bùn thải đi lên mặt đất đƣợc duy Đinh (VĐ) và Tám Bang (TB) tại Đồng Tháp trì giúp cân bằng áp lực phụt trong đất nên JG thông qua thí nghiệm trong phòng. Soilcrete sử dụng nhiều vữa hơn các công nghệ đất trộn trong phòng đƣợc chế tạo từ đất khu vực hai cọc xi măng khác. thử với hàm lƣợng xi măng, Ac, từ 300 ÷ 900 Hàm lƣợng xi măng trong soilcrete tạo bởi kg/m3 và đƣợc nén nở hông tự do (UCS) để xác JG thƣờng đƣợc xác định khi biết thể tích cọc định cƣờng độ qu. Dựa vào mối quan hệ giữa qu soilcrete, thể tích vữa bơm vào, thể tích bùn trào và Ac của soilcrete trong phòng, hàm lƣợng xi ngƣợc, và tỉ số thay thế đất [3]. Tuy nhiên, măng, Ac, của soilcrete cọc thử VĐ và TB đƣợc đƣờng kính cọc JG thƣờng không đồng đều do xác định thông qua cƣờng độ qu. 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU * Thí nghiệm trong phòng đƣợc áp dụng để đối Khoa KTXD, Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM Email: tnhhung@hcmut.edu.vn chiếu kết quả hiện trƣờng. Soilcrete trong phòng 48 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020
đƣợc chế tạo cùng loại đất và tỉ lệ w:c với Vật liệu chế tạo soilcrete trong phòng gồm soilcrete hiện trƣờng. Với hàm lƣợng xi măng, đất sét và bùn sét lấy ở độ sâu tƣơng ứng 1 m Ac, từ 300 ÷ 900kg/m3, soilcrete trong phòng đầu tiên cọc thử VĐ và TB với các chỉ tiêu cơ đƣợc nén xác định cƣờng độ qu. Dựa vào quy lý đƣợc thể hiện trong Bảng 1, xi măng luật giữa qu và Ac của soilcrete trong phòng, các Portland hỗn hợp PCB40 (TCVN 6260-2009) mẫu soilcrete hiện trƣờng có cƣờng độ qu sẽ và nƣớc sạch (TCVN 4506-2012). Dụng cụ đƣợc xác định Ac tƣơng ứng. đúc mẫu gồm máy trộn, khuôn đúc mẫu hình 2.1. Tiêu chuẩn áp dụng trụ tròn chiều cao 120 mm và đƣờng kính Soilcrete trong phòng đƣợc chế tạo tuân theo trong là 56 mm, v.v. (Hình 1). Thiết bị nén tiêu chuẩn TCVN 9403-2012 và TCVN 9906- mẫu đợt 1 làmáy nén 3 trục TSZ30-2,0, nén 2014. Thí nghiệm nén UCS soilcrete tuân theo đợt 2 là máy nén một trục có lực nén tối đa tiêu chuẩn TCVN 9403-2012, ASTM D2166 và 31,4 kN, tốc độ gia tải có thể điều chỉnh nhỏ ASTM D1633. hơn 1 mm/phút và 2 đồng hồ đo chuyển vị 2.2. Vật liệu và thiết bị đứng có sai số ±0.01 mm. Bảng 1. Một số chỉ tiêu cơ lý của đất thí nghiệm (LAS-XD 475) Chỉ tiêu cơ lý Vàm Đinh Tám Bang Mô tả Đất sét Bùn sét Độ sâu, (m) 1,5-2,5 1-2 3 Trọng lƣợng riêng tự nhiên, γw(kN/m ) 18,24 16,46 Giới hạn chảy, PL (%) 42,1 50,6 Giới hạn dẻo, PI (%) 18,2 20 Cƣờng độ nén nở hông tự do, qu (kN/m2) 117,91 56,06 Độ pH - 6,5 Hàm lƣợng bụi và sét, (%) 94,6 92,4 Hàm lƣợng hữu cơ, (%) - 6,13 Hình 1. Máy trộn, que trộn, âu trộn và khuôn đúc mẫu ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 49
2.3. Trình tự thực hiện Ac  mc (1) 2.3.1. Chế tạo soilcrete trong phòng Vs Mẫu đất lấy từ hiện trƣờng đƣợc xác định Vữa đƣợc trộn theo tỉ lệ w:c giống với JG độ ẩm (ASTM D2216 và TCVN 4196-2012) hiện trƣờng là 1,5:1. Hỗn hợp đất và vữa đƣợc và đo độ pH. Mỗi 1 mẻ trộn gồm 3 mẫu ứng trộn đều bằng tay trong đợt đúc mẫu lần 1 và với 1 hàm lƣợng xi măngtừ 300÷900 kg/m3 . trộn bằng máy trong đợt đúc mẫu lần 2 với thời Hàm lƣợng xi măng, Ac (kg/m3), trong gian trộn không quá 10 phút. Hỗn hợp sau khi trộn đƣợc cho vào khuôn thành 3 lớp và đầm soilcrete là tỉ số giữa khối lƣợng xi măng khô, mỗi lớp để loại bỏ bọt khí. Thời gian đúc mẫu mc (kg), và thể tích đất tự nhiênđƣợc gia cố, Vs không vƣợt quá 60 phút. Soilcrete sau khi đóng (m3 ), tính theo Công thức (1) [5, 6, 7].Dựa khuôn đƣợc bảo dƣỡng trong thùng chứa ngập vào Ac, khối lƣợng đất, xi măng và nƣớc đƣợc nƣớc, tháo khuôn sau 3 ngày tuổi và tiếp tục bảo tính toán cho 1 mẻ trộn. dƣỡng đến khi nén[8, 9] (Hình 2). Hình 2. Mẫu soilcrete sau khi đóng khuôn và bảo dưỡng 2.3.2. Thí nghiệm nén nở hông tự do (UCS) tƣơng ứng là biến dạng lúc phá hoại, εf. Mô Soilcrete đƣợc làm phẳng 2 đầu, xác định đun đàn hồi cát tuyến E50 =qu50 /ε50, qu50 - giá đƣờng kính, chiều cao, khối lƣợng từng mẫu và trị ứng suất tại 50% qu, ε50 - biến dạng tuơng đƣợc nén theo trình tự sau [8, 10, 11]: ứng với qu50 . (1) Đặt mẫu ở tâm bàn nén dƣới. Lắp đặt và điều chỉnh đồng hồ đo chuyển vị đứng về “0” (Hình 3). Gia tải với tốc độ nén nhỏ hơn 1 mm/phút, giữ nguyên tốc độ nén và không tăng lực đột ngột. (2) Ứng với 10 vạch của đồng hồ chuyển vị bên trái, ghi lại số đọc của đồng hồ bên phải và số đọc lực nén tƣơng ứng. Nén mẫu đếnkhi phá hoại(Hình 4). (3) Tính toán ứng suất, biến dạng và vẽ biểu đồ ứng suất-biến dạng của mẫu. Giá trị ứng suất nén lớn nhất tại thời điểm phá hoại là cƣờng độ nén nở hông tự do, qu, và biến dạng Hình 3. Soilcrete được lắp đặt trước khi nén 50 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020
Hình 4. Mẫu soilcrete sau khi phá hoại 2.3.3. Đường kính cọc soilcrete Khi Ac tăng từ 600 ÷ 900 kg/m3, lƣợng vữa trộn Đƣờng kính cọc soilcrete tạo bởi JG, Dcol, soilcrete tăng, hỗn hợp đất và vữa không đồng xác định dựa vào phƣơng trình cân bằng khối nhất khi trộn bằng taylàm cƣờng độ qu của lƣợng [4] theo Công thức (2): soilcreteđúc lần 1 giảm so với soilcrete đúc lần (4 g   sp )Vg 2. Vì vậy, cƣờng độ qu đƣợc tập trung thảo luận Dco l  (2) ở các mẫu soilcrete chế tạo lần 2. ( sp   s ) Lco l Các mẫu soilcrete chế tạo trong phòng lần 2 trong đó:ρs, ρg, ρsp- khối lƣợng riêng của đất ở tuổi 54 ngày với Ac = 300 ÷ 900 kg/m3 có qu tự nhiên, vữa và bùn thải (kg/m3); Vg - thể tích tăng từ 0,4-2,3 MPa (Hình 5), cao hơn qu đất vữa bơm vào cọc (m3); Lcol - chiều dài cọc chƣa gia cố và cƣờng độ qu hầu nhƣ đều tăng soilcrete (m). theo Ac, phù hợp [5, 7, 12]. Khi tăng Ac, lƣợng 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN xi măng tham gia phản ứng thủy hóa sẽ tăng Đất bùn sét và đất sét ở độ sâu tƣơng ứng 1 lên, lƣợng ion Ca++ giải phóng ra nhiều hơn, độ mét đầu cọc thử TB và VĐ có độ ẩm lần lƣợt là pH tăng lên làm tăng phản ứng trao đổi ion của 57,2% và 36,5%. Độ pH của đất bùn sét TB đo các hạt sét mang điện tích âm và các sản phẩm đƣợc là 6,5, đất sét VĐ không đo độ pH. Thí tạo thành (nhƣ C-S-H và C-A-H) tăng lên góp nghiệm đúc mẫu lần 1 gồm 42 mẫu soilcrete từ phần hình thành cấu trúc và cƣờng độ soilcrete đất tại khu vực cọc thử TB (21 mẫu) và VĐ (21 [5, 6, 7]. mẫu), lần 2 gồm 42 mẫu (21 mẫu TBvà 21 mẫu Với Actừ 300 ÷ 600 kg/m3 , việc tăng Ac lên VĐ) với 7 hàm lƣợng Ac từ 300 ÷ 900 kg/m3 100 kg/m3 làm qu của soilcrete chế tạo trong đất. Một vài mẫu soilcrete bị khuyết tật rỗ bề phòng ở lần 2 tăng lên khoảng 0,5 MPa. Tuy mặt xung quanh do công tác tạo mẫu nên đƣợc nhiên, soilcrete tại Ac= 700 kg/m3có qu bị loại bỏ. giảm so với soilcrete tại Ac= 600 kg/m3 , ở các 3.1. Soilcrete chế tạo trong phòng từ đất mẫu soilcrete chế tạo lần 1 cũng xảy ra tƣơng khu vực cọc thử TB tự. Khi Ac tăng từ 300 ÷ 600 kg/m3 , hỗn hợp 3.1.1. Cường độ nén nở hông tự do, qu xi măng đất đƣợc đầm nén bằng que đầm, với Cƣờng độ qucủa soilcrete chế tạo trong Ac= 700 ÷ 900 kg/m3 , hỗn hợp xi măng đất trở phòng lần 1 và lần 2 chênh lệch nhau vì nên sệt hơn nên đƣợc đầm rung bằng máy và soilcrete chế tạo lần 1 đƣợc trộn bằng tay trong lực đầm nén tác dụng lên mẫu bị giảm đi dẫn khi lần 2 đƣợc trộn bằng máy (Hình 5). Ở Ac = đến cƣờng độ bị sụt giảm. Ngoài ra, việc gõ 300 kg/m3 và 400 kg/m3, cƣờng độ qu của khuôn xuống bàn để giảm bọt khí trong quá soilcrete lần 1 cao hơn lần 2 vì soilcrete khi trình tạo mẫu làm mật độ và cƣờng độ qu đóng khuôn đầm nén nhiều hơn quy định [5]. soilcrete giảm [5]. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 51
Cƣờng độ qu của soilcrete chế tạo trong biệt, đều nhỏ hơn 1,5%, ngoại trừ một số mẫu phòng ở lần 2 tăng khi Ac tăng từ 700 ÷ 900 soilcrete hiện trƣờng có εf lớn. kg/m3 nhƣng tăng chậm hơn so với soilcrete có Ac từ 300 ÷ 600 kg/m3. Khi tăng Ac thêm 100 kg/m3, cƣờng độ qu tăng lần lƣợt 2, 1,5, 1,4 lần với soilcrete có Ac = 300 ÷ 600 kg/m3 và tăng lần lƣợt 1,2, 1,1 lần với soilcrete có Ac = 700 ÷ 900 kg/m3. Khi Ac tăng, độ ẩm của soilcrete tăng lên và lƣợng nƣớc dƣ sau phản ứng thủy hóa trong soilcrete làm giảm khả năng tăng cƣờng độ qu[6, 7]. Hình 6. Quan hệ giữa cường độ qu và biến dạng lúc phá hoại, εf 3.1.3. Mô đun đàn hồi cát tuyến, E50 Mô đun đàn hồi cát tuyến, E50, của soilcrete chế tạo trong phòng với Ac = 300 ÷ 900 kg/m3 ở tuổi 54 ngày dao động từ 68-319,4 MPa và E50 = 104-248qu (Hình 7). E50 gần với giá trị E50 = 100-300 qu khi qu< 2 MPa [6, 7]. Hình 5. Quan hệ giữa cường độ qu và hàm lượng xi măng, Ac Với Ac = 300 ÷ 400 kg/m3, soilcrete chế tạo trong phòng ở lần 2 có E50 = 146-248qu, gần với 3.1.2. Biến dạng lúc phá hoại, εf [12] và cao hơn [13]. VớiAc = 300 ÷ 500 kg/m3, Biến dạng lúc phá hoại, εf, của soilcrete soilcrete chế tạo trong phòng ở lần 2 có E50 tăng chế tạo trong phòng với Ac = 300 ÷ 900 khi hàm lƣợng xi măng, Ac, tăng. kg/m3 ở tuổi 54 ngày dao động từ 0.5-1.2% (Hình 6), nhỏ hơn [12]. ε f giảm khi qu tăng [6, 7] đối với các mẫu có qu< 1 MPa. qu của các mẫu soilcrete lớn hơn 1 MPa có biến dạng εf tăng khi qu tăng nhƣng ε f tăng không đáng kể và dao động từ 0,7-1,2%, gần với [13] (εf = 0.5-1% khi qu < 1 MPa). εf tăng có thể vì mặt tiếp xúc giữa đầu mẫu và bàn nén có chênh lệch dẫn đến mẫu bị biến dạng cục bộ trƣớc khi đạt cƣờng độ đỉnh và phá hoại hoàn toàn [7]. εf của soilcrete chế tạo trong phòng ở lần 2 giảm khi Ac tăng từ 300 ÷ 500 kg/m3 , phù hợp [7]. Soilcrete chế tạo trong Hình7. uan hệ giữa cường độ qu và mô đun phòng và hiện trƣờng có εf không quá khác đàn hồi cát tuyến, E50 52 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020
3.1.4. Hàm lượng xi măng của soilcrete tích của 1 m cọc soilcrete thực tế. Kết quả a. Xác định Ac thông qua qu hàm lƣợng xi măng, Ac, và khối lƣợng xi Dựa vào kết quả cƣờng độ qu của soilcrete măng trong 1 mét cọc thử TB đƣợc trình bày chế tạo trong phòng ở lần 2 từ đất khu vực cọc ở Bảng 2. thử TB tăng khi Actăng từ 300 ÷ 900 kg/m3, hàm Cọc thử TB có chiều dài 12 m, khối lƣợng xi lƣợng xi măng Ac trong các mẫu soilcrete hiện măng trong 10 m đầu tiên của cọc ƣớc lƣợng là trƣờng ở mét đầu tiên của cọc thử TB đƣợc xác 2020 kg. Đoạn cọc từ -10 m đến -12 m cọc tiêu thụ định thông qua Phƣơng trình qu= -4x10-6Ac2+ khoảng 400 kg xi măng khô. Vì vậy, khối lƣợng xi 0.0075Ac – 1.4039 với độ tin cậy 92%. Các mẫu măng khô ƣớc lƣợng nằm trong cọc là 2420 kg. soilcrete ở mét đầu tiên cọc thử có qu= 0.64 Khối lƣợng xi măng khô bơm tạo cọc thực tế là MPa, 0.68 MPa, 1.16 MPa, 1.26 MPa lần lƣợt 3140 kg (5.75 m3 vữa) nên khối lƣợng xi măng thất có Ac= 330 kg/m3, 339 kg/m3, 450 kg/m3, 476 thoát ƣớc lƣợng là 720 kg (1.32 m3 vữa). kg/m3. Accủa soilcrete ở 1 mét đầu cọc thử TB b. Xác định đường kính cọc soilcrete tạo dao động từ 330-476 kg/m3. So với các nghiên bởi JG cứu soilcrete chế tạo trong phòng trƣớc đây từ Khối lƣợng riêng soilcrete, ρsoilcrete, giả thiết đất bùn sét ở tuổi 60 ngày, soilcrete từ đất An bằng với khối lƣợng riêng bùn thải, ρspoil. Khối Giang ởAc = 300 kg/m3 có qu= 1.2 MPa, Ac = lƣợng riêng của soilcreteđƣợc lấy bằng giá trị 350 kg/m3 có qu= 1.5 MPa [12], soilcrete từ đất trung bình khối lƣợng riêng soilcretekhoan từ Đồng Tháp với Ac = 300 kg/m3 có qu= 0.75 cọc thử TB. Dựa vào thể tích vữa bơm vào cọc, MPa, Ac = 350 kg/m3có qu= 0.8 MPa [12], kết Vg = 5.75 m3, chiều dài cọc, Lcol = 12 m, đƣờng quả Actrong soilcrete của cọc thử TB là hợp lý kính cọc soilcrete, Dcol,xác định theo Công thức vì thí nghiệm sử dụng vữa có tỉ lệ w:c = 1.5: 1 (2) là 0.8 m. cao hơn so với hai nghiên cứu trƣớc là 0.7. Ac của soilcrete trong cọc bằng khối lƣợng xi Đƣờng kính cọc xác định thông qua đào lộ măng bơm vào cọc trên thể tích đất ban đầu. Ac đầu cọc thử TB là 1 m. Cọc thiết kế có đƣờng trung bình đƣợc lấy bằng giá trị trung bình Ac kính 1 m không đổi trong lớp bùn sét. Khối của soilcrete trong cọc từ Bảng 2 (Ac = 514 lƣợng riêng của soilcrete hiện trƣờng sau khi kg/m3). Thể tích đất ban đầu Vsoil = 3140/514 = thi công bằngkhối lƣợng riêng của soilcrete 6.1 m3 là thể tích soilcrete thực tế. Đƣờng kính khoan từ hiện trƣờng. Ac trung bình của cọc soilcrete tính toán đƣợc bằng 0.8 m, gần với soilcrete trong 1 mét cọc đƣợc lấy bằng giá đƣờng kính cọc tính theo[4] và nhỏ hơn 20% so trị trung bình Accủa các mẫu soilcrete khoan với đƣờng kính xác định ở hiện trƣờng tại mét đƣợc trong cùng 1 mét cọc. Khối lƣợng riêng đầu tiên của cọc thử TB. Tuy nhiên, bên cạnh trung bình của soilcrete trong 1 mét cọc đƣợc các mẫu soilcrete khoan từ cọc thử đƣợc nén lấy bằng giá trị trung bình khối lƣợng riêng UCS có những mẫu soilcrete mềm hơn, Ac thấp của các mẫu khoan đƣợc trong cùng 1 mét hơn nên Ac trung bình trong cọc soilcrete có thể cọc. Khối lƣợng xi măng trong 1 m3 đất tự thấp hơn 514 kg/m3. Với khối lƣợng xi măng nhiên, khối lƣợng vữa và khối lƣợng soilcrete bơm vào cọc không đổi, đƣờng kính cọc có thể tạo thành đƣợc xác định dựa vào Ac. Thể tích sẽ lớn hơn 0.8 m. Kết quả cho thấy việc xác soilcrete tạo thành đƣợc xác định dựa vào định đƣờng kính cọc soilcrete tạo bởi JG thông khối lƣợng riêng của soilcrete khoan đƣợc từ qua Ac là một phƣơng pháp tin cậy trong trƣờng hiện trƣờng. Khối lƣợng xi măng thực tế nằm hợp không xác định đƣợc ρsoilcrete hay ρspoil tại trong cọc soilcrete đƣợc xác định dựa vào thể hiện trƣờng. ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 53
Bảng 2. Hàm lƣợng xi măng, Ac, của soilcrete và khối lƣợng xi măng trong cọc thử TB Chiều dài 1 m cọc soilcrete theo Hàm lƣợng xi măng, Khối lƣợng xi măng thực tế trong 1 độ sâu, (m) Ac, (kg/m3) mét cọc soilcrete, (kg) 1-2 399 178 2-3 490 189 3-4 485 194 4-5 466 192 5-6 515 202 6-7 466 191 7-8 542 211 8-9 537 212 9-10 575 217 10-11 667 235 Tổng: 2020 kg 3.2. Soilcretechế tạo trong phòng từ đất Soilcrete chế tạo trong phòng ở lần 2 có qu khu vực cọc thử VĐ = 1,7-4,3 MPa, phù hợp [12, 13]. VớiAc = 500 3.2.1. Cường độ nén nở hông tự do, qu ÷ 700 kg/m3, cƣờng độ qu của soilcrete giảm vì Cƣờng độ qu của soilcrete chế tạo trong hỗn hợp đất và vữa ở dạng sệt, soilcrete đƣợc phòng ở tuổi 117 ngày từ đất VĐ ở đợt đúc mẫu đầm rung bằng máy và không chịu lực đầm lần 1 trong cùng 1 hàm lƣợng xi măng chênh tay nhƣ các mẫu soilcreteở Ac thấp hơn, giống lệch nhau và qu thay đổi không theo quy luật khi tăng Ac từ 300 ÷ 900 kg/m3 (Hình 8). Ởđợt đúc với việc sụt giảm cƣờng độ ở một số mẫu TB. mẫu lần 1, hỗn hợp đất và vữa đƣợc trộn bằng Với A c = 700 ÷ 900 kg/m3 , qu của soilcrete tay nên đất sét dẻo không đƣợc trộn đều với vữa tăng theo Ac. làm ảnh hƣởng đến qu. 3.2.2. Biến dạng lúc phá hoại, εf Soilcrete chế tạo trong phòng từ đất VĐ với Ac = 300 ÷ 900 kg/m3 ở lần 1 có εf = 0.7-1.3% và ở lần 2 có εf = 0.39-1.46% (Hình 9), nhỏ hơn [12]. Soilcrete trong phòng có εf tăng khi qutăng, ngƣợc với kết quả của [5, 7], có thể vì mặt tiếp xúc giữa 2 đầu mẫu và bàn nén không bằng phẳng dẫn đến mẫu bị biến dạng cục bộ trƣớc khi đạt cƣờng độ đỉnh và phá hoại hoàn toàn [7]. Ở qu gần nhau, soilcrete trong phòng có εf nhỏ hơn soilcrete hiện trƣờng vì các mẫu hiện trƣờng có chiều dài ngắn hơn 2 lần đƣờng kính Hình 8. Quan hệ giữa cường độ qu và nên biến dạng đo đƣợc lớn nhƣ đã giải thích ở hàm lượng xi măng, Ac các mẫu soilcrete trong phòng TB. 54 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020
3.2.4. Hàm lượng xi măng của soilcrete Các mẫu soilcrete trong phòng với Ac = 300 ÷ 900 kg/m3 có qu thay đổi không theo quy luật với Ac (Hình 11). qu trong phòng hầu hết đều cao hơn qu hiện trƣờng nhƣng soilcrete ở Ac = 300 kg/m3 và Ac = 700 kg/m3 có qu tƣơng đƣơng nhau. Việc trộn mẫu đất sét không đồng nhất với vữa và quá trình đúc mẫu không loại bỏ hết bọt khí làm ảnh hƣởng đến cƣờng độ qu. Kết quả cho thấy quá trình đúc mẫu soilcrete có ảnh hƣởng đến độ tăng qu mặc dù Ac tăng. Hình 9. Quan hệ giữa cường độ qu và Vì vậy, Ac trong soilcrete từ cọc thử VĐ chƣa biến dạng lúc phá hoại, εf thể xác định. 4. KẾT LUẬN 3.2.3. Mô đun đàn hồi cát tuyến, E50 Soilcrete trong phòng từ đất khu vực cọc thử Mô đun đàn hồi cát tuyến, E50, của soilcrete TB và cọc thử VĐ đã đƣợc chế tạo với hàm tạo ra trong phòng với Ac = 300 ÷ 900 kg/m3 ở lƣợng xi măng, Ac, từ 300 ÷ 900 kg/m3, tỉ lệ w:c lần 1 có E50 = 321-523 MPa và tỉ số E50/qu = 88- là 1,5:1 giống với JG hiện trƣờng. Soilcrete 143, soilcrete ở lần 2 có E50 = 371-836 MPa và trong phòng đƣợc nén nở hông tự do để xác E50/qu =134-263 (Hình 10). Tỉ số E50/qu của định cƣờng độ nén nở hông tự do, qu, biến dạng soilcrete chế tạo trong phòng lần 1 nhỏ hơn lần lúc phá hoại, εf, mô đun đàn hồi cát tuyến, E50, ở 2 vì εf của soilcrete lần 1 lớn hơn soilcrete lần 2. tuổi 54 ngày cho mẫu TB và 117 ngày cho mẫu Đa số các mẫu soilcrete chế tạo trong phòng lần VĐ. Dựa vào mối quan hệ giữa Acvà qu của 2 có E50 tăng theo qu, phù hợp [5, 7].Một số mẫu soilcrete trong phòng, các mẫu soilcrete hiện soilcrete hiện trƣờng có qugần với qu của trƣờng khoan từ cọc thử đƣợc đối chiếu với soilcrete trong phòng nhƣng có E50thấp hơn E50 soilcrete trong phòng để xác định Ac. Khối trong phòng vì soilcrete hiện trƣờng có εf lớn. lƣợng xi măng trong cọc thử JG đƣợc xác định Với Ac = 700 ÷ 900 kg/m3, soilcrete chế tạo khi biết khối lƣợng xi măng bơm vào cọc và trong phòng lần 2 có E50 tăng khi Ac tăng, phù đƣờng kính cọc từ đào lộ đầu cọc hiện hợp [14] vì qu của soilcrete tăng theo Ac. trƣờng.Đƣờng kính cọc JG đƣợc xác định khi biết khối lƣợng xi măng bơm vào cọc và hàm lƣợng xi măng, Ac, của soilcrete. Một số kết luận rút ra đƣợc nhƣ sau: (1) Soilcrete trong phòng từ đất bùn sét TB với Ac từ 300 ÷ 900 kg/m3có cƣờng độ qu từ 0,4- 2,3 MPa, mô đun đàn hồi cát tuyến E50 = 104- 248qu, biến dạng lúc phá hoại nhỏ, εf= 0,5-1,2%. (2) Soilcrete trong phòng từ đất bùn sét TB có cƣờng độ qu tăng khi Actăng từ 300 ÷ 900 kg/m3 theo Phƣơngtrình qu = -4x10-6Ac2 + 0,0075Ac - 1,4039 với độ tin cậy 92%. Hình 10. uan hệ giữa cường độ qu và mô đun (3) Hàm lƣợng xi măng, Ac của soilcrete đàn hồi cát tuyến, E50 trong 1 mét đầu cọc thử TB là 330-476 kg/m3, ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020 55
khối lƣợng xi măng ƣớc lƣợng trong cọc thử TB [7]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. Công nghệ là 2420 kg và đƣờng kính cọc thử TB tính toán đất trộn xi măng (SCM) gia cố nền đất yếu. TP. thông qua Ac đạt 0,8 m. Hồ Chí Minh, Việt Nam: Nhà xuất bản Đại học (4) Soilcrete trong phòng từ đất sét VĐ với Quốc Gia TP. HCM, 2019, 547 trang. Ac từ 300 ÷ 900 kg/m3 có cƣờng độ qu từ 1,7 - [8]. Bộ Xây Dựng. “Quy trình gia cố nền đất 4,3 MPa, E50 = 134-263qu, εf = 0,39 - 1,46%, yếu - Phƣơng pháp trụ đất xi măng.” TCVN cƣờng độ qu thay đổi không theo quy luật khi 9403:2012, 42 trang, 2012. tăng Ac nên chƣa xác định đƣợc hàm lƣợng xi [9]. Bộ Nông Nghiệp và Phát Triển Nông măng, Ac, trong cọc thử VĐ. Thôn. “Công trình thủy lợi – Cọc xi măng đất LỜI CẢM ƠN thi công theo phƣơng pháp Jet grouting – Yêu Nghiên cứu này đƣợc thực hiện dƣới sự tài cầu thiết kế thi công và nghiệm thu cho xử lý trợ kinh phí của Sở KHCN tỉnh Đồng Tháp qua nền đất yếu.” TCVN 9906:2014, 26 trang, 2014. hợp đồng số 108/2015/ĐT-KHCN, sự tài trợ của [10]. American Society for Testing and công ty An Bình, và sự hỗ trợ pháp lý-trang Materials. “Standard Test Method for thiết bị của trƣờng Đại học Bách Khoa - ĐHQG TP HCM. Unconfined Compressive Strength of Cohesive Soil.” ASTM D 2166, 6 p., 2000. TÀI LIỆU THAM KHẢO [11]. American Society for Testing and Materials. “Standard Test Method for [1]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. Công nghệ Compressive Strength of Molded soil-cement xói trộn vữa cao áp (Jet grouting). TP. Hồ Chí cylinders.” ASTM D 1633-96, 3 p., 1996. Minh, Việt Nam: Nhà xuất bản Đại học Quốc [12]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. “Applying Gia TP. HCM, 2016, 368 trang. Soil Cement Mixing Technology to reinforce [2]. Hayward Baker Inc. “Jet Grouting.” Internet: earth levees to project rice fields against annual http://www.haywardbaker.com/, 8 p., 2019. floods in the Mekong delta, Vietnam”, [3]. G.K. Burke. “Jet Grouting systems: HCMUT, HCM, Vietnam, Tech. Rep. HCMUT advantages and disadvantages,” Geosupport CRI 1031 – 1401, 2015. 2004, ASCE Geotechical Special Publication, [13]. Quách Hồng Chƣơng, Trần Nguyễn pp. 875-886, 2004. Hoàng Hùng, Hà Hoan Hỷ, và Phạm Quốc [4]. D. Ribeiro and R. Cardoso. “A review on Thiện. “Ứng xử soilcrete trong phòng tạo ra từ models for the prediction of the diameter of jet đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh mô phỏng grouting columns,” Journal European Journal of công nghệ Jet grouting,” Tạp chí Địa Kỹ Thuật, Environmental and Civil Engineering, Vol. 21, Số 2, trang 42-51, 2016. Issue 6, 29 p., 2017. [14]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. “Báo cáo [5]. M. Kitazume and M. Terashi. The Deep tổng hợp kết quả nghiên cứu đề tài nghiên cứu mixing method. UK: CRC Press: Balkema ứng dụng công nghệ đất trộn xi măng – trộn khô Book, 2013, 405 p. trộn nông xây dƣng đƣờng giao thông nông thôn [6]. Jie Han. Principles and Practices of ở An Giang”, HCMUT, HCM, Vietnam, Tech. Ground Improvement. Canada, Johnn Willey & Sons, Inc., 2015, 435 pp. Rep. HT.2012.3, 2013. Người phản biện: PGS.TS ĐOÀN THẾ TƢỜNG 56 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2 - 2020