Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính chất cơ lý nền đất yếu đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng phục vụ xây dựng đường giao thông

Chia sẻ: Phong Tỉ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:27

Thêm vào BST

Báo xấu

40
lượt xem 2
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu là nghiên cứu, xác định thành phần vật chất, tính chất cơ lý của đất yếu vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng, đặc biệt là đặc tính biến dạng, cố kết thấm, độ bền chống cắt và quan hệ tương quan của chúng phục vụ cho lựa chọn, tính toán, thiết kế các GPXL nền được chính xác và phù hợp.

Chủ đề:

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

Lưu

Nội dung Text: Tóm tắt Luận án tiến sĩ Kỹ thuật: Nghiên cứu tính chất cơ lý nền đất yếu đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng phục vụ xây dựng đường giao thông

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI NGUYỄN THỊ NGỌC YẾN NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ NỀN ĐẤT YẾU ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM – ĐÀ NẴNG PHỤC VỤ XÂY DỰNG ĐƢỜNG GIAO THÔNG Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG Mã số chuyên ngành: 9580211 TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT HÀ NỘI, NĂM 2018 1
Công trình được hoàn thành tại Trƣờng Đại học Thủy lợi Người hướng dẫn khoa học 1: PGS.TS Bùi Văn Trường Người hướng dẫn khoa học 2: GS.TSKH Nguyễn Thanh Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Huy Phương Phản biện 2: PGS.TS Đoàn Thế Tường Phản biện 3: PGS.TS Phùng Vĩnh An Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận án họp tại ............................................................................................................................... ............................................................................................................................... vào lúc giờ ngày 8 tháng 11 năm 2018 Có thể tìm hiểu luận án tại thư viện: - Thư viện Quốc gia - Thư viện Trường Đại học Thủy lợi 2
MỞ ĐẦU 1 Tính cấp thiết Quá trình đô thị hóa và phát triển du lịch tại đồng bằng ven biển (ĐBVB) Quảng Nam - Đà Nẵng đang diễn ra nhanh chóng và cần thiết phải phát triển cơ sở hạ tầng giao thông. Mặt khác, do đặc điểm nền đất yếu của nước ta phân bố rộng khắp không chỉ ở đồng bằng Bắc Bộ (ĐBBB), đồng bằng sông Cửu Long (ĐBSCL) mà còn phân bố ở khu vực miền Trung, nhất là ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. Do đất yếu có tính nén lún lớn, khả năng thoát nước nhỏ nên nền đắp thường bị lún mạnh và kéo dài, đòi hỏi kỹ thuật xử lý phức tạp, tốn kém. Thực tế xây dựng cho thấy, có rất nhiều công trình bị lún, hư hỏng nặng khi xây dựng trên nền đất yếu là do không đánh giá một cách có hệ thống, đầy đủ và chính xác tính chất cơ lý (TCCL) của đất yếu, cũng như xem xét mối quan hệ giữa đất yếu với các thành tạo đất đá xung quanh, để làm cơ sở khoa học và đề ra các giải pháp xử lý (GPXL) phù hợp. Trong những năm gần đây, ở khu vực nghiên cứu xuất hiện nhiều sự cố công trình, đặc biệt là các tuyến đường xây dựng trên nền đất yếu. Bên cạnh đó, đất yếu ở khu vực là những trầm tích trẻ hiện đại có tuổi Holocen và Pleistocen muộn, được hình thành đa nguồn gốc. Khả năng xây dựng công trình trên nền đất yếu, cũng như việc lựa chọn GPXL phụ thuộc rất lớn vào các TCCL của đất, thành phần vật chất (TPVC) và vị trí tồn tại của đất yếu trong cấu trúc nền. Do đó, nghiên cứu một cách đầy đủ, có hệ thống về TPVC, TCCL và cấu trúc nền (CTN) đất yếu ở khu vực là hết sức cần thiết, nhằm cung cấp đủ luận cứ khoa học để tính toán thiết kế đường giao thông cũng như cung cấp cơ sở quan trọng trong việc lựa chọn, đề xuất và tính toán - thiết kế đúng đắn các GPXL nền đường đất yếu. Vì vậy, đề tài luận án "Nghiên cứu tính chất cơ lý nền đất yếu đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng phục vụ xây dựng đường giao thông" có tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn. 2 Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu là nghiên cứu, xác định thành phần vật chất, tính chất cơ lý của đất 3
yếu vùng đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng, đặc biệt là đặc tính biến dạng, cố kết thấm, độ bền chống cắt và quan hệ tương quan của chúng phục vụ cho lựa chọn, tính toán, thiết kế các GPXL nền được chính xác và phù hợp. 3 Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu Đối tượng: Đất yếu đa nguồn gốc ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. Phạm vi: Dải đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng từ huyện Núi Thành (Quảng Nam) đến quận Liên Chiểu (Đà Nẵng), chiều sâu nghiên cứu đến 30 m, khống chế đới ảnh hưởng của nền đường và chiều sâu phân bố đất yếu. 4 Nội dung nghiên cứu - Tổng quan về nghiên cứu TCCL và các giải pháp kỹ thuật xử lý nền đất yếu trên thế giới, Việt Nam và ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng, từ đó đánh giá những thành tựu, tồn tại và chỉ ra vấn đề mà luận án tập trung giải quyết. - Điều kiện địa kỹ thuật vùng ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng và xây dựng bản đồ phân bố đất yếu sử dụng trong xây dựng đường giao thông. - Nghiên cứu chi tiết về thành phần vật chất (thành phần khoáng vật, thành phần hóa học, vật chất hữu cơ và thành phần hạt) của đất yếu, nhằm làm sáng tỏ nguồn gốc, điều kiện thành tạo và tồn tại của đất yếu, đây là những yếu tố quan trọng quyết định đến tính chất xây dựng (TCXD) của đất yếu. - Nghiên cứu đặc tính biến dạng - cố kết thấm, xác định hệ số tỉ lệ m=Ch/Cv và sức kháng cắt của các thành tạo đất yếu, cung cấp cơ sở khoa học để lựa chọn, tính toán thiết kế GPXL nền đất yếu được chính xác và hiệu quả hơn. - Xây dựng bản đồ cấu trúc nền đất yếu theo một hệ thống tiêu chí nhất quán, có cơ sở khoa học và dễ sử dụng trong trong xây dựng đường giao thông. 5 Phƣơng pháp nghiên cứu Luận án sử dụng tổng hợp các phương pháp nghiên cứu: Phương pháp kế thừa, Phương pháp địa chất, Phương pháp số, Phương pháp thực nghiệm, Phương pháp thống kê và địa thống kê, Phương pháp phân tích hệ thống, Phương pháp 4
phân tích tính toán lý thuyết, Phương pháp chuyên gia. 6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án Xác định được các đặc trưng cơ lý, thành phần vật chất và sự phân bố của đất yếu ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng. Xây dựng được bản đồ phân vùng cấu trúc nền phục vụ xử lý nền cho công trình giao thông. 7 Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu, kết luận, nội dung luận án được thể hiện trong 4 chương. Chương 1: Tổng quan các nghiên cứu tính chất cơ lý và ứng dụng cho xử lý nền đất yếu. Chương 2: Điều kiện địa kỹ thuật đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng. Chương 3: Nghiên cứu thành phần vật chất và tính chất cơ lý của đất yếu. Chương 4: Cấu trúc nền đất yếu và phân tích lựa chọn thông số đất nền trong tính toán xử lý nền đất yếu. CHƢƠNG 1 TỔNG QUAN CÁC NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT CƠ LÝ VÀ ỨNG DỤNG CHO XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1 Tổng quan về nghiên cứu tính chất cơ lý nền đất yếu 1.1.1 Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu Trên thế giới cũng như trong nước tồn tại nhiều quan điểm khác nhau về đất yếu. Trên quan điểm xem xét quan hệ tương tác giữa tính chất, quy mô tải trọng công trình và sức chịu tải của nền đất, tác giả cho rằng: Đất yếu là đất có khả năng chịu tải thấp (
1.1.2 Nghiên cứu, sử dụng nền đất yếu trên thế giới Trên thế giới đề cập đến các nghiên cứu như: Phương pháp lấy mẫu nguyên dạng của Zhang (1995), Andresen và Kolstad (1979); Nagaraj.T.S, Norihiko Miura (2001), về thành phần vật chất của Ohtsubo và nnk (2006), V.D.Lomtadze, V.P.Petrukhin, K. Terzaghi (1960); nghiên cứu tính chất cơ học của K. Terzaghi và nnk (1925-1948); Casagrande.A. (1938); L.Bjerrum (1967); Hanzawa (1989); Germaine J.T. (2009),…Hệ số cố kết thấm ngang được đề cập bởi các tác giả như: P.W.Rowe (1996); Tavenas (1983); Seah và nnk (2003- 2004); Bergado (2002). Sức kháng cắt của đất được nghiên cứu bởi Bjerrum (1972), Azzouz (1983), Duncan (1989), Kulhawy và nnk (1990), Morris và nnk (1994), Skempton (1957). Các nghiên cứu về cấu trúc nền của M.V.Ras (1973) và các tác giả thuộc Liên Xô củ. Các nghiên cứu về giải pháp cải tạo, xử lý nền đất yếu cũng được tiến hành từ những năm 1960 và không ngừng được cải tiến cho đến nay, được đề cập bởi nhiều tác giả với các GPXL khác nhau như: Cọc đất - Vôi/xi măng, bấc thấm, chất kết dính vô cơ, bơm hút chân không. 1.1.3 Tình hình nghiên cứu đất yếu ở Việt Nam Ở Việt Nam, đất yếu và nền đất yếu được đề cập trong nhiều lĩnh vực, tiêu biểu là nghiên cứu của Tạ Đức Thịnh (2010); Phạm Văn Tỵ (1993); Trần Thị Thanh, Nguyễn Văn Thơ, Tô Văn Lận (1999); Nguyễn Thanh (1984); Võ Ngọc Hà (2012); Trần Huy Tấn và nnk (2013); Trần Xuân Thọ (2014); Nguyễn Thị Nụ (2015); ….chủ yếu tập trung ở ĐBBB và ĐBCSL. Đây là những định hướng quan trọng cho nghiên cứu đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. 1.2 Tình hình nghiên cứu, sử dụng nền đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng Trong những năm gần đây, vấn đề đất yếu trong khu vực bắt đầu được quan tâm nghiên cứu và đề cập bởi các tác giả như: Bùi Hồng Trung và nnk (2006); Đỗ Minh Toàn (2008); Nguyễn Thu Hà (2013); Đỗ Quang Thiên (2013, 2014). Tuy nhiên, công trình nghiên cứu còn ít, TCCL của đất yếu chưa được nghiên cứu một cách có tính hệ thống và đồng bộ, nên chưa có đủ luận cứ khoa học để làm cơ sở cho công tác khảo sát, lựa chọn và thiết kế các GPXL nền đường. 6
1.3 Các thành tựu, tồn tại trong nghiên cứu xử lý nền đất yếu và những vấn đề luận án tiếp tục giải quyết 1.3.1 Các thành tựu cơ bản trong nghiên cứu, sử dụng đất yếu Trên thế giới, công tác nghiên cứu đặc tính địa kỹ thuật và cải tạo đất yếu đã đạt được những thành tựu nổi bật trong các lĩnh vực khác nhau, từ cơ bản đến chuyên sâu. Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu đất yếu cũng đã đạt được những thành tựu nhất định, đặc biệt là tại đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long. Đây là luận cứ khoa học để chỉ ra được khả năng quy hoạch, thiết kế nhiều đối tượng công trình xây dựng, đặc biệt là xây dựng đường trên đất yếu. 1.3.2 Những tồn tại chủ yếu trong nghiên cứu, sử dụng đất yếu ở Việt Nam (1) Phần lớn đất yếu được đề cập trong công tác khảo sát ĐCCT - ĐKT phục vụ thiết kế xây dựng công trình. (2) Các nghiên cứu cơ bản còn chưa đầy đủ, thiếu tính hệ thống. (3) Việc áp dụng các thành tựu nghiên cứu trong cải tạo ĐKT đất yếu của thế giới vào Việt Nam còn có hạn chế, nên chưa phát huy được hết những ưu điểm của các GPXL. 1.3.3 Các vấn đề tồn tại trong nghiên cứu, xử lý đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng cần tiếp tục giải quyết trong đề tài luận án (1) - Công tác nghiên cứu chưa tập trung đề cập đến sự hình thành các tính chất cơ lý của đất yếu. (2)- Phương pháp tiếp cận nghiên cứu còn thiếu tính khoa học và hệ thống. (3)- Chưa đầy đủ những luận cứ khoa học để lựa chọn, tính toán thiết kế GPXL nền đường chính xác và hiệu quả. Do vậy, luận án sẽ đi sâu nghiên cứu một cách có hệ thống và đầy đủ hơn về TPVC, TCCL của nền đất yếu phân bố ở vùng ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng phục vụ xây dựng đường. 1.4 Phƣơng pháp luận và cách tiếp cận Để làm sáng tỏ TPVC và TCCL đất yếu phục vụ xây dựng đường giao thông ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng, cần phải tìm hiểu quá trình hình thành đất yếu và các yếu tố môi trường xung quanh trên quan điểm tiếp cận hệ thống. Khi vận dụng phương pháp hệ thống (PPHT) trong xây dựng công trình giao thông, cần phải gắn đối tượng nghiên cứu (đất yếu) với các hoạt động xử lý nền (GPXL 7
nền đường) và đặc điểm công trình (quy mô, tải trọng nền đường đắp) tạo thành hệ thống địa hệ tự nhiên - kỹ thuật. Tức là cần phải dựa vào CTN, xem xét địa hệ tự nhiên - kỹ thuật và mối tương tác giữa các hợp phần trong đó, để đề xuất GPXL và kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý đất yếu phục vụ xử lý nền đường. Mặt khác, phải xác định các chỉ tiêu cơ lý trong thiết kế và kiểm toán ổn định của nền đất xử lý, đồng thời kiến nghị GPXL phù hợp với từng kiểu CTN. Vì vậy, cần phải nghiên cứu những tính chất đặc trưng (biến dạng - cố kết thấm, sức kháng cắt) quyết định đến việc lựa chọn, đề xuất và tính toán thiết kế GPXL. 1.5 Kết luận chƣơng 1 Luận án đã tổng hợp, phân tích các công trình nghiên cứu có liên quan mật thiết đến đề tài, đặc biệt là các công trình nghiên cứu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. Các nghiên cứu liên quan đến đất yếu ở trên thế giới đã đạt được những thành tựu nổi bậc về TPVC và TCCL. Ở Việt Nam, công tác nghiên cứu đất yếu cũng đã đạt được những thành tựu nhất định, đặc biệt tại ĐBBB và ĐBSCL. Tuy nhiên, ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng các công trình nghiên cứu còn ít, tính chất cơ lý của đất yếu chưa được nghiên cứu một cách có tính hệ thống và đồng bộ, phương pháp tiếp cận nghiên cứu còn thiếu tính khoa học và hệ thống, chưa đủ luận cứ khoa học để lựa chọn, tính toán thiết kế giải pháp xử lý nền đường chính xác và hiệu quả hơn. Khả năng xây dựng công trình trên nền đất yếu ngoài phụ thuộc vào thành phần vật chất và tính chất cơ lý của đất yếu, còn phụ thuộc vào bề dày, sự phân bố của đất yếu trong cấu trúc nền. Do vậy, nhằm định hướng cho công tác nghiên cứu tính chất cơ lý đất yếu phục vụ xây dựng đường, cần phải xem xét tất cả các yếu tố nằm trong mối quan hệ có sự tác động lẫn nhau và được quyết định bởi điều kiện địa kỹ thuật của khu vực. CHƢƠNG 2 ĐIỀU KIỆN ĐỊA KỸ THUẬT ĐỒNG BẰNG VEN BIỂN QUẢNG NAM - ĐÀ NẴNG 2.1 Quan điểm về điều kiện địa kỹ thuật Có nhiều nghiên cứu liên quan đến điều kiện địa kỹ thuật, nhưng phần lớn các tác giả chỉ đề cập đến các yếu tố của điều kiện địa kỹ thuật mà chưa đưa ra một 8
khái niệm cụ thể về điều kiện địa kỹ thuật. Theo tác giả: “Điều kiện địa kỹ thuật là tổng hợp các yếu tố tự nhiên thuộc thạch quyển (cấu trúc địa chất, địa hình - địa mạo, đặc điểm địa chất thủy văn, tính chất cơ lý đất đá, các quá trình và hiện tượng địa chất, vật liệu xây dựng) trong mối tương tác với khí quyển, thủy quyển, sinh quyển cùng với các yếu tố của hệ thống kỹ thuật khu vực, đặc tính kỹ thuật, quy mô của công trình”. 2.2 Điều kiện địa kỹ thuật khu vực 2.2.1 Thạch quyển 2.2.1.1 Cấu trúc địa chất Bao gồm các thành tạo địa chất trước Đệ Tứ và Đệ Tứ có tuổi và nguồn gốc khác nhau (hình 2.1). Trong đó ambQ23, mbQ22, ambQ22, abmQ21 và amQ13(2) là các thành tạo đất yếu, TCCL của chúng quyết định ổn định công trình và là đối tượng nghiên cứu chính của luận án. 2.2.1.2 Điều kiện địa hình - địa mạo Gồm 6 kiểu địa hình - địa mạo (hình 4 phụ lục), được đặc trưng bởi mức độ chia cắt và độ dốc lớn hơn so với đồng bằng Bắc Bộ và ĐBSCL. Điều kiện đó có ý nghĩa quan trọng hình thành TPVC, TCCL các thành tạo đất yếu ở đây. 2.2.1.3 Đặc điểm địa chất thủy văn (nước dưới đất) Vùng nghiên cứu gồm tầng chứa nước Holocen (qh), Pleistocen (qp), Đệ Tứ không phân chia (q), Neogen (n) và Khe nứt (hình 5 phụ lục). Trong đó, tầng chứa nước Holocen (qh) và Pleistocen (qp) chiếm phần lớn diện tích khu vực và có ảnh hưởng trực tiếp đến TCCL, điều kiện cố kết thấm của đất yếu. 2.2.1.4 Tính chất cơ lý của đất đá ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng Căn cứ vào tuổi, nguồn gốc thành tạo và TCCL, độ bền và biến dạng, tác giả chia đất đá thuộc vỏ trái đất vùng nghiên cứu thành 5 nhóm: đá cứng, đá nửa cứng, đất rời, đất dính và đất yếu (hình 2.2; bảng 2.2, 2.3, 2.4, 2.5). Trong đó, nhóm đất yếu hầu như chưa tự nén chặt có hệ số nén chặt kd từ - 0,31 đến - 1,07; a= 6,8 -12,8 kPa-1; sức kháng cắt thấp (  < 50; C
trình, kể cả những loại công trình có tải trọng nhỏ, ít quan trọng. Đây là đối tượng chính, luận án sẽ tập trung nghiên cứu. 2.2.1.5 Các quá trình địa động lực công trình Các quá trình địa chất động lực ngoại sinh, nội sinh. Bên cạnh đó, tình trạng lún và mất ổn định nền đường đất yếu cũng xảy ra khá phổ biến. 2.2.1.6 Vật liệu xây dựng tự nhiên. Vật liệu xây dựng gồm: đá xây dựng, đá ốp lát, cát, sạn, sỏi xây dựng,… 2.2.2 Khí quyển Khí hậu nhiệt đới ẩm gió mùa đặc trưng là điều kiện thuận lợi cho quá trình phong hóa, tạo nguồn vật liệu trầm tích cho sự hình thành đất yếu. Lượng mưa lớn làm cho lưu lượng dòng chảy trong các sông suối tăng cao, tạo điều kiện thuận lợi cho quá trình vận chuyển trầm tích, đặc biệt là trầm tích hạt thô, đây là nét đặc trưng riêng của ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. 2.2.3 Thủy quyển (hải văn, thủy văn) Mạng lưới thủy văn - hải văn phong phú, góp phần cung cấp nguồn vật liệu trầm tích cho quá trình hình thành đất yếu, làm thay đổi TPVC, TCCL cũng như thay đổi trạng thái của đất yếu. Các sông có độ dài ngắn, độ dốc lớn, chế độ dòng chảy tăng cao nên quá trình vận chuyển vật liệu trầm tích sẽ tích tụ hạt cát, bụi chiếm ưu thế hơn so với hạt sét. Đây là nét đặc trưng riêng biệt của vùng ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng so với ĐBBB và ĐBCSL. 2.2.4 Sinh quyển Nguồn sinh quyển đa dạng và phong phú, là yếu tố quyết định sự hình thành đất và tạo nên nét đặc trưng riêng biệt về TPVC và TCCL đất yếu khu vực. 2.2.5 Hệ thống hạ tầng kỹ thuật công trình đường giao thông Theo quy hoạch phát triển hạ tầng vùng kinh tế trọng điểm miền Trung đến năm 2020 tầm nhìn đến năm 2030, hệ thống giao thông ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng bao gồm đường cao tốc, các đường cấp I-VI đồng bằng đều được nâng cấp và đầu tư xây dựng. Hệ thống công trình đó chủ yếu được xây dựng 10
trên đất yếu. Tính chất, cấu trúc nền đất yếu trong phạm vi ảnh hưởng của công trình có chiều sâu 30 m là yếu tố quyết định đới tương tác và ổn định của địa hệ tự nhiên - kỹ thuật này. 2.3 Đặc điểm đất yếu đồng bằng ven biển Quảng Nam - Đà Nẵng 2.3.1 Sự hình thành đất yếu lãnh thổ nghiên cứu Quá trình hình thành đất yếu vùng nghiên cứu có liên quan trực tiếp đến các đợt biển tiến Holocen và Pleistocen với tốc độ chậm vào đồng bằng, tiếp theo các đợt biển thoái liên quan đến băng hà Wurrn và băng hà Riss. 2.3.2 Đặc điểm phân bố không gian của đất yếu Đất yếu đa nguồn gốc chiếm khoảng 1/3 diện tích khu vực và tập trung chủ yếu ở phía Bắc tỉnh Quảng Nam từ sông Thu Bồn đến ĐBVB Đà Nẵng, với chiều dày từ 5 - 10 m đến trên dưới 20 m. Bao gồm các thành bùn sét, bùn sét pha: ambQ23, mbQ22, ambQ22, mQ22no, abmQ21, amQ13(2), mQ13(2)đn, mlQ13(1)ht. Trong đó các thành tạo bùn sét, bùn sét pha ambQ23, mbQ22, ambQ22, abmQ21 và amQ13(2) có diện phân bố rộng, đồng thời là các đối tượng có liên quan trực tiếp đến nền các công trình xây dựng. Phân bố đất yếu được thể hiện chi tiết trong bản đồ phân bố đất yếu tỉ lệ 1/50.000 (hình 2.4). Bản đồ này được xây dựng bằng phần mềm ArcMap 10.2.2 với nguyên tắc và tiêu chí cơ bản sau: Đất yếu được khoanh vùng theo sự đồng nhất về thành phần, trạng thái, TCCL cùng với nguồn gốc, tuổi địa chất và được chi tiết hóa dựa vào bề dày đất yếu ở các mức: < 2 m, 2 - 5 m, >5 - 10 m và lớn hơn 10 m. Phân vùng đất yếu như vậy là cơ sở tốt cho quy hoạch xây dựng các công trình trong vùng. 2.4 Kết luận chƣơng 2 Khu vực nghiên cứu có điều kiện địa kỹ thuật phức tạp, gồm nhiều lớp đất đá có thành phần, tính chất không đồng nhất theo diện và chiều sâu. Đặc biệt là nhóm đất yếu có TCXD rất thấp, không thể sử dụng trực tiếp làm nền đường giao thông. Đất yếu phân bố không đều, tập trung chủ yếu ở phía Bắc với bề dày từ 5 - 10 m đến trên dưới 20 m; được hình thành trong điều kiện địa hình - địa mạo, chế độ thủy động lực và khí hậu rất đặc trưng ở miền Trung với nguồn gốc khác 11
nhau (ambQ23, mbQ22, ambQ22, mQ22no, abmQ21, amQ13(2), mQ13(2)đn, mlQ13(1)ht). Nền đất yếu là hợp phần quan trọng trong địa hệ tự nhiên - kỹ thuật công trình; TPVC, TCCL của đất yếu quyết định GPXL nền móng và ổn định công trình. Do vậy, cần nghiên cứu TPVC, TCCL của các thành tạo đất yếu trên để lựa chọn, tính toán, thiết kế các GPXL nền được chính xác và phù hợp. CHƢƠNG 3 NGHIÊN CỨU THÀNH PHẦN VẬT CHẤT VÀ TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT YẾU 3.1 Vị trí, địa điểm lấy mẫu nghiên cứu Các trầm tích đất yếu ambQ23, mbQ22, ambQ22, abmQ21, amQ13(2) có diện phân bố rộng, đồng thời là các đối tượng có liên quan trực tiếp đến nền các CTXD, nên tác giả lựa chọn để nghiên cứu TPVC và TCCL (bảng 5 phụ lục). 3.2 Nghiên cứu thành phần vật chất đất yếu 3.2.1 Thành phần khoáng vật và hợp chất hữu cơ 3.2.1.1 Thành phần khoáng vật (TPKV) TPKV đóng vai trò quan trọng, quyết định chiều dày và độ nhớt của lớp nước màng mỏng bao quanh hạt đất, do đó ảnh hưởng đến tính chất cơ học, đặc biệt là sức chống cắt, tính cố kết thấm của đất yếu. Kết quả phân tích TPKV ở bảng 3.1 và hình 3.1. Hình 3.1 Hàm lượng các khoáng vật Hình 3.2 So sánh hàm lượng các trong đất yếu ĐBVB khoáng vật sét trong đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng Quảng Nam - Đà Nẵng với ĐBSCL TPKV chủ yếu khoáng vật Thạch anh, Illit, Kaolinit, với hàm lượng cao hơn so với đất yếu ở ĐBSCL (hình 3.2). Sự phổ biến của khoáng vật Illit và sự có mặt của Montmorilonit ảnh hưởng tới tính dẻo, tính trương nở và tính biến dạng của 12
đất cũng như ảnh hưởng xấu tới khả năng xử lý nền. 3.2.1.2 Hợp chất hữu cơ Hàm lượng hữu cơ trong đất thấp (
yếu nơi đây so với đất yếu của hai đồng bằng lớn ở miền Bắc và miền Nam nước ta và là luận cứ khoa học xác đáng luận giải cho sự hình thành TPVC của đất yếu nơi đây trong điều kiện địa hình, khí hậu, chế độ thủy văn - hải văn rất đặc trưng và khác biệt ở Quảng Nam - Đà Nẵng. Đó cũng chính là yếu tố quyết định sự hình thành TCCL của đất yếu trong khu vực. Hình 3.7 Hàm lượng các nhóm hạt Hình 3.8 Hàm lượng các nhóm hạt của các thành tạo bùn sét pha ĐBVB của các thành tạo bùn sét ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng và ĐBSCL Quảng Nam - Đà Nẵng và các khu vực khác ở Việt Nam 3.3 Nghiên cứu tính chất cơ học đất yếu 3.3.1 Đặc tính cố kết thấm theo phương đứng của đất yếu (Cv) Các thông số biến dạng - cố kết thấm là một trong những chỉ tiêu quan trọng để lựa chọn, tính toán thiết kế GPXL nền đường đất yếu. Đặc trưng cố kết thấm đứng được tiến hành thí nghiệm trên thiết bị nén một trục VJ Tech (ASTM D2435, TCVN 4200:2012) và kết quả cụ thể được trình bày ở bảng 3.5. Kết quả nghiên cứu cho thấy, các thông số cố kết (Pc, Cc, Cs, Cv, kv, a) của đất có giá trị thấp: Bùn sét pha Pc = 52,6 - 61,5 kPa và bùn sét Pc = 45,5 - 58,8 kPa; hệ số nén lún lớn (a≥10 kPa-1). Các thông số cố kết: Cv= 1,70 - 2,14 m2/năm; Cc= 0,441- 0,660; Cs= 0,057 - 0,082; Cc/Cs =7,69 - 8,65 (bùn sét pha); Cv= 1,31 - 1,43 m2/năm; Cc = 0,512 - 0,688; Cs =0,088 - 0,090; Cc/Cs =7,67 - 8,40 (bùn sét). Bên cạnh đó, chỉ số nén Cc và Cs có quan hệ tương quan chặt chẽ với e0, W, LL, a. Quan hệ tương quan đó được trình bày cụ thể ở bảng 3.7 và hình 3.15. Đặc trưng biến dạng - cố kết thấm phụ thuộc chặt chẽ vào TPVC của đất yếu. Đất yếu có hàm lượng khoáng vật Thạch anh, Kaolinit, Illit lớn; nhóm hạt cát và bụi chiếm ưu thế hơn so với đất yếu ở ĐBBB và ĐBSCL, nên hệ số cố kết thấm lớn nhưng hệ số nén lún nhỏ hơn so với đất yếu ở các khu vực trên (bảng 3.6). 14
Bảng 3.5 Tổng hợp kết quả thí nghiệm nén cố kết thấm theo phương thẳng đứng của đất yếu Bùn sét pha Bùn sét Chỉ tiêu ambQ23 mbQ22 ambQ22 abmQ21 mbQ22 amQ13(2) Số mẫu 93 98 84 25 38 19 38,9-45,8/ 40,0-50,0/ 43,0-53,1/ 46,3-50,1/ 55,3-59,6/ 50,1-52,1/ W, % 43,3 43,1 46,7 48,4 57,5 51,4 1,15-1,29 1,11-1,37/ 1,25-1,44/ 1,29-1,48/ 1,14-1,64/ 1,44-1,52/ e0 1,25 1,22 1,32 1,40 1,53 1,48 Vật lý 35,3-41,8/ 36,1-41,7/ 38,4-44,2/ 38,1-40,2/ 47,3-50,4/ 42,0-45,1/ LL,% 39,6 38,5 40,9 39,2 48,7 43,3 10,5-16,9/ 11,9-16,9/ 11,0-19,3/ 13,4-16,2/ 20,1-26,0/ 18,2-19,2/ PI,% 13,6 15,1 15,2 14,8 22,6 18,6 1,14-1,43/ 1,18-1,50/ 1,17-1,65/ 1,52-1,77/ 1,30-1,51/ 1,38-1,51/ IL 1,28 1,31 1,39 1,63 1,39 1,44 42,7 - 83,3/ 56,6 - 67,3/ 47,9 - 55,9/ 56,9 - 79,4/ 52,4 - 66,1/ 42,9 - 59,8/ Pc , kPa 56,8 61,5 52,6 62,3 57,9 45,5 0,459 - 0,653/ 0,362 - 0,556/ 0,511 - 0,731/ 0,583 - 0,711/ 0,517 - 0,889 0,485 -0,641/ Cc 0,540 0,441 0,610 0,660 0,688 0,512 0,063 - 0,082/ 0,049 - 0,067/ 0,068 - 0,096/ 0,061-0,092/ 0,077 - 0,104 0,071- 0,098/ Nén cố kết tiêu chuẩn Cs 0,073 0,057 0,082 0,081 0,09 0,088 7,29 - 9,01/ 7,02 - 8,50/ 8,55 - 9,12/ 7,89 - 9,38/ 7,72 - 9,07/ 7,51- 7,95/ Cc/Cs 8,41 7,69 8,55 8,65 8,40 7,67 Cv 1,63 - 2,78/ 1,38 - 1,91/ 1,62 - 2,66/ 1,61 - 2,15/ 1,08 - 1,46/ 1,36 - 1,51/ m2/năm 1,89 1,70 2,14 1,84 (1,31) 1,43 kv , 0,37 - 0,51/ 0,16 - 0,34/ 0,30 - 0,69/ 0,31 - 0,44/ 0,17 - 0,25/ 0,21 - 0,26/ 10-7cm/s 0,42 0,25 0,52 0,38 0,21 0,24 4,9 - 14,1/ 6,9 - 16,4/ 6,5 - 12,4/ 9, 1 - 11,9/ 12,4 - 15,4/ 10,9 - 13,2/ a, kPa-1 10,5 11,7 13,8 10,7 13,8 12,3 996 - 2718/ 897 - 1937/ 815 - 1867/ 785 - 1561/ 637 - 852/ 615 - 764/ E0, kPa 1698 1239 1177 1025 738 708 3.3.2 Đặc tính cố kết thấm theo phương ngang của đất yếu (Ch) Hệ số cố kết thấm ngang thường được sử dụng trong tính toán thiết kế GPXL nền đất yếu bằng tiêu thoát nước thẳng đứng, để đẩy nhanh quá trình cố kết của đất cũng như dự báo độ lún theo thời gian của nền sau khi xử lý. Do điều kiện thí nghiệm hạn chế nên tác giả xác định theo 2 phương pháp sau: Thông qua thí nghiệm nén một trục không nở hông (ASTM D2435, TCVN 4200-2012) và sử dụng bài toán phân tích ngược dựa trên kết quả quan trắc lún hiện trường. Kết quả thể hiện ở bảng 3.8, 3.9, 3.10 và hình 3.18, 3.19, 3.22. Hệ số cố kết ngang Ch và hệ số tỉ lệ m=Ch/Cv thay đổi phạm vi rộng và phụ thuộc vào TPVC của đất yếu: Bùn sét Ch(tp) =2,25 - 2,47 m2/năm; Ch(ap)=2,51 - 3,08 m2/năm; m=Ch(tp)/Cv=1,32 - 4,19; m=Ch(ap)/Cv=1,82 -1,86. Bùn sét pha C- h(tp)=2,14 - 2,40 m2/năm; Ch(ap)=1,99 - 2,73 m2/năm; m=Ch(tp)/Cv=1,09 - 4,14; m=Ch(ap)/Cv=1,52 -1,91. Sự khác nhau về hệ số cố kết giữa các thành tạo đất yếu phù hợp với quy luật 15
biến đổi TPVC. Đất yếu có hệ số cố kết ngang lớn hơn so với đất yếu ĐBBB và ĐBSCL (thể hiện ở bảng 3.11). Hệ số cố kết thấm, m2/năm 3.5 Cv Ch(TP) Ch(ap) 3.0 2.5 2.0 1.5 1.0 Thành tạo đất yếu Ghi chú: BSP - Bùn sét pha; BS - Bùn sét Hình 3.22 Hệ số cố kết thấm theo phương đứng và phương ngang xác định theo các phương pháp khác nhau 3.3.3 Các đặc tính kháng cắt đất yếu - Thí nghiệm sức kháng cắt không cố kết - không thoát nước để kiểm toán mức độ ổn định của nền đắp trong quá trình đắp, đề xuất GPXL, được xác định bằng thí nghiệm cắt phẳng trực tiếp, thí nghiệm hiện trường VST, thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ UU và kết quả trình bày ở bảng 3.12. Bảng 3.12 Các thông số sức kháng cắt không thoát nước của đất yếu Bùn sét pha Bùn sét Chỉ tiêu ambQ23 mbQ22 ambQ22 abmQ21 mbQ22 amQ13(2) 1,14-1,43/ 1,18-1,50/ 1,17-1,65/ 1,52-1,77/ 1,30-1,51/ 1,38-1,51/ IL 1,28 1,31 1,39 1,63 1,39 1,44 Vật lý 1,14-1,43/ 1,18-1,50/ 1,17-1,65/ 1,52-1,77/ 1,30-1,51/ 1,38-1,51/ e0 1,28 1,31 1,39 1,63 1,39 1,44 Số mẫu 75 74 60 20 39 19 uu Sơ đồ UU 0028’-1019’/ 0030- 0056’/ 0033’- 0050’/ 0031’-0038’/ 0029’-0055’/ 0028 - 0032’/ độ 0048’ 0040’ 0039’ 0035’ 0035’ 0031’ 6,9 - 9,0/ 7,0 - 8,7/ 5,8 - 8,2/ 5,4 - 6,0/ 6,8 - 7,9/ 7,0 - 7,3/ cuu, kPa 7,9 7,9 7,2 5,7 7,2 7,1 Số mẫu 69 80 59 17 35 24 Cắt phẳng trực u 3004’-5018’/ 3049’-4035’/ 3013’- 4024’/ 3012’ - 3052’/ 3001’-3021’/ 3004’- 3011’/ 4026' 4016’ 4003’ 3031’ 3012’ 3009’ tiếp độ 4,5 - 7,80/ 5,7 - 7,3/ 4,0 - 7,1/ 3,4 - 4,0/ 4,6 - 6,3/ 4,8 - 5,10/ cu, kPa 6,4 6,4 5,6 3,7 5,1 4,9 Điểm 25 21 20 16 13 08 VST Su,kPa 8,9-9,6 10,2 9,9-10,4 9,4-10,7 9,7-10,1 9,7-10,3 Sức kháng cắt có mối quan hệ chặt chẽ với TPVC và chỉ tiêu vật lý của đất. Giá trị sức kháng cắt theo thí nghiệm cắt cánh hiện trường lớn hơn nhiều so với thí 16
nghiệm cắt trực tiếp và nén ba trục theo sơ đồ UU. Sức kháng cắt Su của đất yếu tăng tuyến tính theo độ sâu Z. Sự tăng Su theo ứng suất hữu hiệu được biểu thị bằng tỷ số Su /  v' 0 và được thể hiện ở hình 3.26. - Sức kháng cắt cố kết-không thoát nước theo sơ đồ CU để kiểm toán ổn định của nền đắp khi đưa vào sử dụng cũng như đề xuất GPXL phù hợp, được xác định bằng thí nghiệm nén ba trục theo sơ đồ CU và kết quả thể hiện bảng 3.13. Khi đất được cố kết với độ cố kết U = 95%, sức kháng cắt của đất yếu tăng lên đáng kể: Bùn sét pha ambQ23 tăng 46,99%; bùn sét pha mbQ22 là 28,84%; bùn sét pha ambQ22 là 65,04% và bùn sét pha abmQ21 là 74,56%. Bùn sét amQ13(2) tăng 38,85% và bùn sét mbQ22 là 59,53%. Sự gia tăng sức kháng cắt (ccu, cu ) làm tăng TCXD của đất và nâng cao hiệu quả khi cải tạo nền đất yếu. Bên cạnh đó, sức kháng cắt hữu hiệu của đất đạt giá trị cao: c’=5,1-8,2 kPa;  '  17057'230 28' (bùn sét pha) và c’=6,4-7,3 kPa;  '  16052'19002' (bùn sét). Hình 3.27 Cường độ lực dính đơn vị Hình 3.29 Cường độ lực dính đơn không cố kết - không thoát nước các thành vị cố kết- không thoát nước của đất tạo đất yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng yếu ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng và các khu vực khác ở Việt Nam và ĐBSCL Sự khác biệt rất rõ ràng về TPVC của đất yếu là yếu tố quan trọng quyết định đến những đặc trưng riêng biệt về sức kháng cắt của đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng. So với đất yếu ở ĐBSCL và bùn aQ23tb2 phân bố khu vực Hà Nội, đất yếu ở khu vực nghiên cứu có sức kháng cắt lớn hơn (hình 3.27, 3.29). 3.3.4 Kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ lý đất yếu phục vụ thiết kế đường Từ kết quả nghiên cứu ở trên, tác giả kiến nghị sử dụng các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng trong tính toán thiết kế xử lý nền bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng như bảng 3.20. 17
Bảng 3.20 Kiến nghị các đặc trưng cơ lý sử dụng trong tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng Bùn sét pha Bùn sét Nhóm chỉ tiêu (ambQ23) (mbQ22) (ambQ22) (abmQ21) (mbQ22) (amQ13(2)) 38,9-45,8/ 40,0-50,0/ 43,0-53,1/ 46,3-50,1/ 55,3-59,6/ 50,1-52,1/ W, % 43,3 43,1 46,7 48,4 57,5 51,4 1,15-1,29 1,11-1,37/ 1,25-1,44/ 1,29-1,48/ 1,14-1,64/ 1,44-1,52/ e0 1,25 1,22 1,32 1,40 1,53 1,48 Vật lý 35,3-41,8/ 36,1-41,7/ 38,4-44,2/ 38,1-40,2/ 47,3-50,4/ 42,0-45,1/ LL,% 39,6 38,5 40,9 39,2 48,7 43,3 10,5-16,9/ 11,9-16,9/ 11,0-19,3/ 13,4-16,2/ 20,1-26,0/ 18,2-19,2/ PI,% 13,6 15,1 15,2 14,8 22,6 18,6 1,14-1,43/ 1,18-1,50/ 1,17-1,65/ 1,52-1,77/ 1,30-1,51/ 1,38-1,51/ IL 1,28 1,31 1,39 1,63 1,39 1,44 Cv, 1,63-2,78/ 1,38-1,91/ 1,62-2,66/ 1,61 - 2,15/ 1,08 - 1,46/ 1,36 - 1,51/ Hệ số cố kết m2/năm 1,89 1,70 2,14 1,84 1,31 1,43 Ch, 1,80-3,88/ 1,96-5,42/ 1,61-3,75/ 1,89-4,84/ - - m2/năm 2,25 2,47 2,14 2,40 Ch/ Cv 1,25-4,19/ 1,32-3,51/ 1,12-3,55/ 1,09-4,14/ - - 2,17 1,95 2,22 2,34 a1-2, 4,9 - 14,1/ 6,9 - 16,4/ 6,5 - 12,4/ 9, 1 - 11,9/ 12,4 - 15,4/ 10,9 - 13,2/ Thông số sức Thông số biến dạng và lịch sử kPa-1 10,5 11,7 13,8 10,7 13,8 12,3 e0 1,15-1,29 1,11-1,37/ 1,25-1,44/ 1,29-1,48/ 1,14-1,64/ 1,44-1,52/ 1,25 1,22 1,32 1,40 1,53 1,48 56,9 – 79,4/ chịu tải Pc, kPa 42,7 - 83,3/ 56,6-67,3/ 47,9-55,9/ 52,4 - 66,1/ 42,9 - 59,8/ 56,8 61,5 52,6 62,3 57,9 45,5 Cc 0,459-0,73/ 0,362-0,556/ 0,711 - 0,931/ 0,583 - 0,811/ 0,517 - 0.689 0,485-0,541/ 0,640 0,441 0,810 0,760 0,588 0,512 0,061- Cr 0,063 - 0,092/ 0,049 - 0,067/ 0,078 - 0,106/ 0,071-0,092/ 0,057 - 0,084 0,072/ 0,083 0,057 0,092 0,081 0,07 0,071 uu kháng cắt UU 0028’-1019’/ 0030-0056’/ 0033’- 0050’/ 0031’-0038’/ 0029’-0055’/ 0028 - 0032’/ độ 0048’ 0040’ 0039’ 0035’ 0035’ 0031’ Cu,kPa 6,9 - 9,0/ 5,8-8,2/ 5,4-6,0/ 6,8 - 7,9/ 7,0 - 7,3/ 7,0- 8,7/7,9 7,9 7,2 5,7 7,2 7,1 V S Su, kPa 8,9-9,6 10,2 9,9-10,4 9,4-10,7 9,7-10,1 9,7-10,3 T 12010’- Thông số sức kháng cắt CU  cu độ 11003’-13004’ 12016' 11037’-13014’ 12031' 11014’-12045’ 11035' 11009’-11036’ 11028' 10018’-11054’ 11006' 12048’ 12011' Cu, kPa 11,1-12,2 9,6-10,8 10,3-13,4 8,8-11,1 10,5-12,6 10,5-11,3 11,7 10,1 11,9 9,9 11,6 9,9 16043’- 18052’-22005’ 18055’-23028’ 19018’-20046’ 16022’-17057’ 16024’-19002’ ' độ 20033' 19019' 20002' 17010' 17043' 17006’ 16048' C’ kPa 7,1-8,1 6,7-8,2 7,2-7,8 5,1-7,3 6,4-7,3 6,6-6,8 7,67 6,8 7,5 6,2 6,9 6,6 3.4 Kết luận chƣơng 3 Điều kiện địa hình, khí hậu, chế độ thủy văn - hải văn rất đặc trưng và khác biệt ở Quảng Nam - Đà Nẵng đã tạo nên những khác biệt rất rõ ràng và quan trọng 18
nhất về TPVC của đất yếu nơi đây. Đất yếu có thành phần khoáng vật chủ yếu Thạch anh, Illit, Kaolinit với hàm lượng cao hơn so với đất yếu ở ĐBSCL. Hàm lượng hữu cơ thấp và ít hơn so với đất yếu ở ĐBBB và ĐBSCL. Thành phần hóa học chủ yếu trong đất là các oxit SiO2, Al2O3 chiếm tỷ lệ cao. Nhóm hạt cát và bụi chiếm ưu thế hơn, trong khi đó ở ĐBBB và ĐBSCL thì nhóm hạt sét và bụi lại chiếm ưu thế hơn. Sự khác biệt này là yếu tố quan trọng quyết định đến những đặc trưng riêng biệt về TCCL, đất yếu ở ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng có hệ số cố kết thấm, sức kháng cắt lớn hơn nhưng hệ số nén lún nhỏ hơn so với đất yếu ở các khu vực trên. Để có cơ sở khoa học lựa chọn, tính toán, thiết kế các giải pháp xử lý nền được chính xác và phù hợp, thì cần phải phân chia cấu trúc nền kết hợp kết quả nghiên cứu về TPVC, TCCL của đất yếu. CHƢƠNG 4 CẤU TRÚC NỀN ĐẤT YẾU VÀ PHÂN TÍCH LỰA CHỌN THÔNG SỐ ĐẤT NỀN TRONG TÍNH TOÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 4.1 Các vấn đề chung 4.1.1 Các vấn đề về cấu trúc nền và cấu trúc nền đất yếu Ở Việt Nam trong nhiều năm qua đã có khá nhiều tác giả lập luận và đưa ra quan điểm của mình về CTN công trình. Tác giả quan niệm cấu trúc nền (hay mô hình nền) trong xây dựng công trình như sau: Cấu trúc nền là phần tác động giữa công trình và môi trường địa chất, được đặc trưng bằng quy luật phân bố theo không gian và theo chiều sâu của các thành tạo đất đá có nguồn gốc, tuổi, thành phần, cấu trúc, chiều dày, trạng thái và tính chất cơ lý xác định. Trong cấu trúc nền tồn tại các thành tạo đất yếu được gọi là CTN đất yếu. 4.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc nền Các yếu tố ảnh hưởng đến cấu trúc nền bao gồm: địa tầng, tính chất cơ lý đất đá trong phạm vi nghiên cứu, đặc điểm địa chất thủy văn, quy mô và các đặc trưng kỹ thuật của công trình, môi trường xung quanh. 4.2 Đặc điểm các đơn vị cấu trúc nền đất yếu và giải pháp xử lý đất yếu nền đƣờng 4.2.1 Nguyên tắc và tiêu chí phân chia 19
Phân chia cấu trúc nền, đặc biệt cấu trúc nền đất yếu được thực hiện theo nguyên tắc đi từ Kiểu CTN  Phụ kiểu CTN  Dạng CTN  Phụ dạng CTN. Sơ đồ phân chia các cấp cấu trúc nền thể hiện hình 4.1, 4.2. Hình 4.1 Sơ đồ phân chia các cấp cấu trúc nền ĐBVB Quảng Nam - Đà Nẵng 4.2.2 Đặc điểm các đơn vị cấu trúc nền đất yếu vùng nghiên cứu 4.2.3 Giải pháp xử lý đất yếu nền đường Đề xuất giải pháp xử lý nền cho cấu trúc nền đất yếu được thể hiện trong bản thuyết minh các kiểu cấu trúc nền (bảng 11 phụ lục). 4.3 Ứng dụng tính toán cho công trình thực tiễn Từ kết quả nghiên cứu TPVC và TCCL đất yếu, tác giả lựa chọn các thông số đất nền tính toán thiết kế GPXL cho 2 công trình đi qua kiểu CTN đặc trưng. 4.3.1 Đặc điểm công trình Công trình nghiên cứu bao gồm dự án đường Nguyễn Tất Thành (Km0+00- Km5+987,5) và dự án đường cao tốc Đà Nẵng - Quảng Ngãi (gói số 1 từ Km0+000 đến Km8+000 và gói số 2 từ Km8+000 đến Km 16+880). 4.3.2 Ổn định và độ lún của nền đường Kết quả phân tích lún tại mặt cắt MC1 bằng phần mềm Plaxis 8.5 như hình 4.3. Trên toàn bộ các mặt cắt tính toán đặc trưng, độ lún cố kết và thời gian chờ lún đều lớn hơn các yêu cầu kỹ thuật về lún của công trình (bảng 4.3). Do vậy, cần phải có giải pháp xử lý nền để đảm bảo ổn định công trình trong quá trình thi công và khai thác sử dụng. 20