Ứng xử soilcrete trong phòng tạo ra từ đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh mô phỏng công nghệ Jet Grouting

ỨNG XỬ SOILCRETE TRONG PHÕNG TẠO RA TỪ ĐẤT<br /> Ở CẦU TÁM BANG VÀ VÀM ĐINH MÔ PHỎNG<br /> CÔNG NGHỆ JET GROUTING<br /> <br /> QUÁCH HỒNG CHƢƠNG*, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG**,<br /> HÀ HOAN HỶ***, VÀ PHẠM QUỐC THIỆN*<br /> <br /> <br /> Mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and<br /> Vam Dinh bridges simulating Jet Grouting technology<br /> Abstract: The current techniques to reinforce bridge approaching<br /> embankments mitigating settlement have been ineffective and less sustainable.<br /> Jet Grouting has high potential application to lessen settlement at bridge<br /> approaching embankments but has limit applications. This paper investigated<br /> mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and Vam<br /> Dinh bridges in laboratory. Three cement types used in this study were<br /> PCB40 (A), 10% (B) and 50% (B) slag. The ratio of water and cemnet (w/c)<br /> of grout were 1/1 and 1/0.7. A designed replacement ratio of cement slurry to<br /> the in-situ soills was 50%. About 200 specimens were made in the laboratory,<br /> cured in various curing times to examine soilcrete characteristics. The results<br /> show that (1) Unconfined compressive strength (UCS) at a curing time of 3<br /> days higher 4 to 11 times than those of the in-situ soils; (2) Secant modulus of<br /> elasticity varying from 43 to 147 times to UCS; (3) Strain at failure varying<br /> from 1 to 3%; (4) UCS increase with increasing in percentage of slag; (5) w/c<br /> = 1/0.7 providing suitable soilcrete strength and viscocity.<br /> Keywords: Soilcrete, Jet Grouting, settlement, ground improvement, DMM,<br /> bridge approaching embankment.<br /> <br /> 1. GIỚI THIỆU * lộ thuộc tỉnh Đồng Tháp đều xảy ra hiện tượng<br /> Đường dẫn vào cầu làm nhiệm vụ kết nối và lún này trong quá trình khai thác dựa trên số liệu<br /> chuyển tiếp độ cứng giữa đường và cầu thông khảo sát của nhóm nghiên cứu. Hiện tượng lún<br /> qua kết cấu mố cầu, đảm bảo sự êm thuận cho này cũng xảy ra hầu hết ở các cầu ở Đồng Bằng<br /> lưu thông trên tuyến [1]. Tuy nhiên, phần đất sông Cửu Long như các cầu trên tuyến Quản lộ<br /> đắp ngay sau mố (trong phạm vi 3-5 m) thường Phụng Hiệp, Đường Xuyên Á nối TP. Cà Mau<br /> xảy ra độ lún lớn gây chênh lệch cao độ đỉnh và Rạch Giá, v.v.<br /> mố và đường sau khi công trình đưa vào khai Theo quyết định 3095/QĐ-BGTVT<br /> thác. Việc lưu thông trên tuyến đường sẽ gặp 07/10/2013 có ba biện pháp khắc phục đối với<br /> nhiều khó khăn khi độ lún này vượt quá 30 mm, cầu đang trong quá trình khai thác như sau: bù<br /> và cần phải bù lún. Hầu hết các cầu trên các tỉnh lún, bơm vữa, và thay thế. So với các giải pháp<br /> trên, Jet Grouting có ưu điểm là xử lý được lớp<br /> đất yếu có chiều dày lớn mà không chiếm dụng<br /> *<br /> Học viên cao học, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng (KTXD),<br /> Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM (HCMUT).<br /> **<br /> Tiến sĩ, giảng viên, Khoa KTXD, HCMUT,<br /> nhiều diện tích, và không phá vỡ lớp kết cấu bên<br /> tnhhung@hcmut.edu.vn. trên gây ảnh hưởng đến giao thông trong quá<br /> ***<br /> Nghiên cứu sinh, Khoa KTXD, HCMUT.<br /> <br /> <br /> 42 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016<br /> trình thi công. Tuy nhiên, ngành giao thông và pháp thí nghiệm trong phòng thông qua các thí<br /> xây dựng vẫn chưa có tiêu chuẩn ngành hướng nghiệm nén nở hông tự do (UCS) cho các mẫu<br /> dẫn sử dụng và ứng dụng một cách chính thức soilcrete. Việc chế tạo, bảo dưỡng, và thí<br /> [4]. Nghiên cứu và áp dụng công nghệ Jet nghiệm nén UCS tuân theo các tiêu chuẩn hiện<br /> Grouting để xử hiện tượng lún ở đường đầu cầu hành như ASTM D2166, ASTM D1633, và<br /> là cần thiết. TCVN 9403:2012.<br /> Bài báo tập trung vào việc nghiên cứu ứng 2.1. Vật liệu thí nghệm<br /> xử của đất trộn ximăng (soilcrete) như mối quan Đất nguyên thổ<br /> hệ giữa cường độ nén nở hông tự do qu theo thời Các mẫu đất được ở hai hố khoang đến độ<br /> gian bảo dưỡng, loại ximăng, tỷ lệ nước: sâu 30 m tại hiện trường cầu Tám Bang (km 10<br /> ximăng (w/c), và modul đàn hồi cát tuyến E50 + 891) và cầu Vàm Đinh (km 10 + 620) thuộc<br /> của 4 lớp đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh. ĐT852, xã Long Hưng B, huyện Lấp Vò, tỉnh<br /> Kết quả nghiên cứu sẽ làm nền tảng bước đầu Đồng Tháp (Hình 1). Các lớp đất dùng để thí<br /> cho việc ứng dụng và thi công thử nghiệm Jet nghiệm ở chiều sâu gia cố dự kiến được ký hiệu<br /> Grouting gia cố lún đường dẫn đầu cầu đang VĐ1, VĐ2, TB1, và TB2 tương ứng với lớp đất<br /> trong quá trình khai thác ở hiện trường. thứ 1 và lớp đất thứ 2 được lấy từ cầu Vàm<br /> 2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Đinh và Tám Bang. Chỉ tiêu cơ lý của đất dùng<br /> Nghiên cứu được thực hiện bằng phương để thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 1.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 1. Vị trí nghiên cứu (Google map)<br /> Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất thí nghiệm ở chiều sâu gia cố dự kiến (Las – XD475)<br /> Các chỉ tiêu / tên lớp đất TB1 TB2 VĐ1 VĐ2<br /> Bùn sét màu Bùn sét lẫn cát Sét màu nâu Bùn sét màu<br /> Mô tả lớp đất<br /> nâu đen mịn màu nâu đen đỏ, nâu vàng nâu đen<br /> Chiều dày (m) 10 12 3,6 13,8<br /> Độ ẩm tự nhiên, w (%) 53,1 46,7 34,1 55,8<br /> Dung trọng tự nhiên, γw (kN/m3) 16,46 16,79 18,24 16,22<br /> Giới hạn chảy, LL (%) 50,6 52,4 42,1 48,7<br /> Chỉ số dẻo, PI (%) 20 17,8 18,2 21,1<br /> Modul biến dạng nhỏ, E (kN/m2) 1659 1852 3105 1539<br /> Hàm lượng hạt bụi và sét (%) 96,3 84,1 92,8 94,3<br /> Cường độ nén nở hông tự do, qu<br /> 56,06 70,54 117,91 59,61<br /> (kN/m2)<br /> Độ pH 6,81 7,55 - 7,78<br /> Hàm lượng hữu cơ (%) 6,13 3,02 - 5,07<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 43<br />  2.2. Ximăng yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 6260:2009<br /> Ximăng dùng trong nghiên cứu là ximăng (ximăng Portland hổn hợp) và TCVN<br /> PCB40 (A), ximăng xỉ lò cao 10% (B), và 4316:2007 (ximăng Portland xỉ lò cao) (Bảng<br /> ximăng 50% (C). Các loại ximăng trong 2). Ximăng không được quá hạn một tháng kể<br /> nghiên cứu đều sản xuất trong nước đáp ứng từ ngày xuất xưởng.<br /> <br /> Bảng 2. Các chỉ tiêu cơ lý của các loại ximăng sử dụng trong thí nghiệm<br /> <br /> Cường độ nén Độ ổn định Hàm lượng<br /> Thời gian đông kết (phút) Độ mịn *<br /> (MPa) thể tích SO3<br /> (%)<br /> 3 ngày 28 ngày Bắt đầu Kết thúc (mm) (%)<br /> ≥ 18 ≥ 40 ≥ 45 ≤ 420 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 3.5<br /> *Xác định theo phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0.09 mm.<br /> <br /> 2.3. Nƣớc giới hạn cho phép làm ảnh hưởng đến quá trình<br /> Nước uống sinh hoạt dùng thí nghiệm tuân đông kết của đất trộn ximăng cũng như làm<br /> theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 4506:2012, trong giảm độ bền của kết cấu trong quá trình sử dụng<br /> nước không có hàm lượng tạp chất vượt quá (Bảng 3).<br /> <br /> Bảng 3. Hàm lượng tối đa cho phép của các thành phần trong nước trộn vữa (TCVN 4506:2012)<br /> <br /> Hàm lượng tối đa cho phép (mg/L)<br /> Muối hòa tan Ion sunfat (SO4-2) Ion clo (Cl-) Cặn không tan<br /> 10,000 2,700 3,500 300<br /> <br /> 2.4. Chế tạo mẫu một lượng nước để đưa độ ẩm của đất về đúng<br /> a) Tỷ lệ nước:ximăng (w/c) và tỷ lệ vữa độ ẩm ở hiện trường.<br /> thay thế đất tự nhiên Các mẫu đất trộn ximăng được cho vào<br /> Tỷ lệ w/c thông thường từ 0,7–1 [5], 0,6–1,2 khuôn bằng ống nhựa PVC (đường kính 55 <br /> và thường được chọn là 1 [6]. Jet Grouting khi 2 mm, cao 120  2 mm) được cắt hở một bên<br /> thử nghiệm tại cảng Phú Hữu, Q.9, TP. HCM giúp tháo khuôn được dễ dàng. Nhằm đảm bảo<br /> w/c là 1/0,7 [7], [8]. Vì vậy, tỷ lệ w/c dự kiến là độ ẩm trong quá trình bảo dưỡng, mẫu được<br /> 1/1 và 1/0,7. Tỷ lệ vữa thay thế khi trộn với đất cố định bằng 3 vòng thép. Khuôn được bôi<br /> tự nhiên là 50% [9], [10] phù hợp với nhận định một lớp dầu nhờn mỏng ở mặt trong của<br /> của [11].<br /> khuôn để có thể dễ dàng tháo mẫu ra khỏi<br /> b) Đúc mẫu<br /> khuôn sau thời gian bảo dưỡng. Hỗn hợp đất<br /> Đất được lấy từ các lớp đất của cầu Tám<br /> trộn ximăng cho vào khuôn thành 3 lớp, dùng<br /> Bang và cầu Vàm Đinh được trộn với vữa<br /> que gỗ đường kính 10 mm và dài 400 mm để<br /> được tạo thành từ hai loại ximăng A và B. Hai<br /> đầm chặt từng lớp. Mẫu được bảo quản trong<br /> lớp TB2 và VĐ2 được trộn thêm với ximăng<br /> C. Đất tự nhiên được xác định độ ẩm trước khi phòng thí nghiệm bằng cách ngâm trong nước<br /> thí nghiệm. Nếu độ ẩm của đất trong phòng đối với mẫu đất ở dưới mực nước ngầm (Hình<br /> nhỏ hơn độ ẩm đất hiện trường, cần thêm vào 2) [12], [13].<br /> <br /> <br /> 44 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016<br />  gian bảo dưỡng cho tất cả các mẫu soilcrete.<br /> Cường độ của hầu hết các mẫu tăng theo thời<br /> gian, phù hợp với các nghiên cứu [12], [13]<br /> (nguồn từ Kawasaki et al.1981), và [14]. Sự<br /> hình thành cường độ của soilcrete chủ yếu là từ<br /> phản ứng thủy hóa và phản ứng pozzolan kéo<br /> dài theo thời gian [13], [14], [15]. Khuyết tật<br /> trong quá trình chế tạo làm ảnh hưởng đến qu<br /> nên có một vài mẫu cường độ không tăng theo<br /> quy luật [12]. Cường độ những mẫu trên 60<br /> ngày tuổi ở lớp VĐ1 vượt quá khả năng nén tối<br /> đa của máy nén TSZ30-2.0 (3,2 MPa), nên xem<br /> Hình 2. Bảo dưỡng mẫu qu ít nhất 3,2 MPa. Những mẫu được trộn với<br /> ximăng C được nén bằng máy nén bêtông nên<br /> 2.5. Nén mẫu cho được cường độ lớn hơn 3,2 MPa.<br /> Thí nghiệm nén nở hông tự do được thực<br /> hiện theo tiêu chuẩn ASTM D2166. Hai bề mặt<br /> mẫu được làm phẳng và bôi trơn trước khi tiến<br /> hành thí nghiệm UCS. Mẫu được nén bằng máy<br /> nén mẫu TSZ30-2.0 ngay sau khi lấy mẫu ra<br /> khỏi phòng bảo dưỡng để tránh thay đổi độ ẩm<br /> và nhiệt độ. Tốc độc gia tải ở 0,4 mm/phút, ghi<br /> lại số đọc giá trị lực và biến dạng dọc trục, khi<br /> mẫu bị phá hoại thì ghi lại lực phá hoại. Khi<br /> nén, lực nén phải được gia tải liên tục và không<br /> tăng đột biến.<br /> 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN<br /> Đất ở khu vực cầu Tám Bang và Vàm Đinh<br /> được lấy tại hai hố khoan cách nhau khoảng 200 (a). Trộn với ximăng A, w/c = 1/1<br /> m, dựa vào chỉ tiêu cơ lý (Bảng 1) có thể xác<br /> định được đất tại hai vị trí trên bao gồm hai loại<br /> đất chính là bùn sét và sét dẻo mềm. Hơn 200<br /> mẫu ximăng đất tạo thành từ 4 lớp đất: VĐ1,<br /> VĐ2, TB1, và TB2 đã được nén nở hông tự do<br /> (UCS). Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của mẫu đất<br /> trộn ximăng đối với từng lớp đất như cường độ<br /> (qu), biến dạng lúc phá hoại (f), modul đàn hồi<br /> cát tuyến (E50), và các mối quan hệ của các chỉ<br /> tiêu cơ lý đặc trưng của đất trộn ximăng đã được<br /> xác định.<br /> 3.1. Quan hệ giữa thời gian bảo dưỡng và<br /> cường độ nén nở hông tự do<br /> Hình 3 thể hiện mối quan hệ giữa qu và thời (b). Trộn với ximăng A, w/c = 1/0.7<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 45<br />  Cường độ nén nở hông tự do ở tuổi 28 ngày<br /> thường được dùng để tính toán thiết kế<br /> (TCVN 9403:2012). qu ở tuổi 28 ngày của lớp<br /> bùn sét (TB1, TB2, và VĐ2) và sét dẻo mềm<br /> (VĐ1) với ximăng A và B là 0,75-1,53 MPa<br /> và 1,64-2,72 MPa, tương ứng. Riêng lớp TB2<br /> và VĐ2 với ximăng C, cường độ lên đến 6.5<br /> và 3,2 MPa, tương ứng. [11] (từ nguồn Bell<br /> 1993, Miki 1985, và Shibazaki 1991) và [8]<br /> (c). Trộn với ximăng B, w/c = 1/1 cho kết quả tượng tự khi thử nghiệm Jet<br /> Grouting với ximăng PCB40 tại cảng Phú<br /> Hữu, Q.9, TP.HCM.<br /> 3.2. Cường độ nén nở hông tự do ở 3<br /> ngày tuổi<br /> q u ở 3 ngày tuổi giúp quyết định trình tự<br /> thi công và thời gian giải phóng mặt bằng<br /> thi công thích hợp để không làm gián đoạn<br /> giao thông quá lâu. Hình 4 thể hiện mối<br /> quan hệ giữa q u3 của các loại đất khác nhau.<br /> q u3 của lớp TB1 khi trộn với các loại<br /> (d). Trộn với ximăng B, w/c = 1/0.7<br /> ximăng và tỷ lệ w/c khác nhau từ 0,2-0,43<br /> MPa, gấp từ 4-8,6 lần cường độ nén nở<br /> hông tự do của đất tự nhiên (0,05 MPa).<br /> Tương tự, q u3 của lớp TB2 vào khoảng<br /> 0,38-0,74 MPa gấp từ 5,4-10,6 lần cường<br /> độ nén nở hông tự do của đất tự nhiên (0,07<br /> MPa). Cho lớp VĐ2, q u3 vào khoảng 0,33 –<br /> 0,68 MPa gấp 5,5 – 11,3 lần cường độ nén<br /> nở hông tự do của đất tự nhiên (0,06 MPa).<br /> Do không đủ lượng đất để thí nghiệm, lớp<br /> (e). Trộn với ximăng C, w/c = 1/1<br /> VĐ1 không có mẫu ở 3 ngày tuổi.<br /> 3.3. Tốc độ phát triển cường độ của<br /> soilcrete<br /> Tốc độ phát triển qut ở các thời gian bảo<br /> dưỡng khác nhau so với qu ở 28 ngày tuổi<br /> được nghiên cứu để làm cơ sở khoa học rút<br /> ngắn tiến độ thi công. Hình 5 thể hiện tốc độ<br /> phát triển cường độ của các lớp đất với các<br /> loại ximăng khác nhau. Tỷ số qu3/qu28, qu7/qu28,<br /> qu60/qu28 và qu90/qu28 của mẫu trộn với ximăng<br /> (f). Trộn với ximăng C, w/c = 1/0.7 A bằng 0,45, 0,68, 1,02, và 1,26, tương ứng.<br /> Hình 3. Quan hệ giữa thời gian bảo dưỡng Tỷ số qu3/qu28, qu7/qu28, qu60/qu28 và qu90/qu28<br /> và cường độ nén nở hông tự do của mẫu trộn với ximăng B bằng 0,43, 0,65,<br /> <br /> <br /> 46 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016<br /> 1,22, và 1,54, tương ứng. Mẫu được tạo bởi<br /> ximăng C có tỷ số qu7/qu28, qu14/qu28 và<br /> qu50/qu28 bằng 0,45, 0,78, và 1,41, tương ứng.<br /> Nhìn chung, kết quả phù hợp với các nghiên<br /> cứu của [12] khi nghiên cứu đất trộn ximăng<br /> tại Đồng Tháp [14], [16] (nguồn từ Wang et<br /> al. 1999 và Arroyo et al. 2007). Tỷ số qut so<br /> với qu28 của ximăng xỉ cao hơn so với với<br /> ximăng PCB40, phù hợp với các nghiên cứu<br /> của [13], [19].<br /> <br /> (a). Trộn với ximăng A<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b). Trộn với ximăng B<br /> (a). Trộn với tỷ lệ w/c = 1/1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (c). Trộn với ximăng C<br /> Hình 5. Tốc độ phát triển cường độ của<br /> soilcrete tại với các loại ximăng khác nhau<br /> <br /> 3.4. Quan hệ giữa loại đất và cường độ nén<br /> (b). Trộn với tỷ lệ w/c = 1/0.7 nở hông tự do<br /> Việc xác định ảnh hưởng của loại đất và qu28<br /> Hình 4. Cường độ nén nở hông tự do của đất giúp lựa chọn thông số thi công thích hợp khi<br /> nguyên thổ và soilcrete ở 3 ngày tuổi thi công đối với từng lớp đất. Khi thử nghiệm<br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 47<br /> với ximăng A và B, qu28 được tạo từ lớp sét 3.5. Ảnh hưởng của loại ximăng và tỷ lệ w/c<br /> (VĐ1) cao hơn so với các lớp bùn sét (TB2, đến cường độ nén nở hông tự do<br /> VĐ2, và TB1) ở cùng điều kiện trộn, thời gian Mục tiêu của việc xác định ảnh hưởng loại<br /> bảo dưỡng, và tỷ lệ w/c. Soilcrete tại lớp TB2 có ximăng và tỷ lệ w/c đến cường độ nén nở hông<br /> cường độ cao hơn so với lớp VĐ2 khi được tạo tự do của soilcrete để tìm ra được loại ximăng<br /> từ ximăng C (Hình 6), chủ yếu do hàm lượng cùng với ty lệ w/c thích hợp với từng mục đích<br /> hữu cơ tồn tại trong các lớp bùn sét (Bảng 1). gia cố cụ thể ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh.<br /> Hàm lượng hữu cơ được xem không ảnh hưởng 3.6. Ảnh hƣởng của w/c đến qu28<br /> đến cường độ của soilcrete thường không nên Cùng một loại đất, loại ximăng, ở 28 ngày<br /> quá 2% [17]. Hàm lượng hữu cơ trong đất gây tuổi, và điều kiện bảo dưỡng, mẫu có tỉ lệ w/c<br /> cản trở quá trình thủy hóa và phản ứng pozzolan = 1/1 có cường độ cao hơn mẫu có tỉ lệ w/c =<br /> [19]. Hàm lượng hữu cơ càng cao của các vị trí 1/0,7 (Hình 7). Lượng ximăng trong hỗn hợp<br /> nghiên cứu (> 5%, Bảng 1) làm giảm cường độ vữa có tỷ lệ w/c bằng 1/0,7 thấp hơn so với tỷ<br /> nén nở hông tự do của soilcrete [12], [18]. lệ w/c bằng 1/1 khoảng 24%. Kết quả nghiên<br /> cứu cho thấy tùy vào từng loại đất, khi giảm<br /> 24% lượng ximăng thì cường độ giảm từ 8–<br /> 20% với ximăng A (Hình 7a), 8 – 45% với<br /> ximăng B (Hình 7b), và 15 – 21% với ximăng<br /> C (Hình 7c). Kết quả phù hợp với nghiên cứu<br /> của [16]. Tuy nhiên, độ nhớt của vữa ximăng<br /> có w/c = 1/0,7 nhỏ hơn w/c = 1/1 làm giảm ma<br /> sát vòi trong quá trình phun vữa cao áp khi thi<br /> công Jet Grouting.<br /> 3.7. Ảnh hƣởng của loại ximăng đến qu28<br /> Hình 8 thể hiện ảnh hưởng của loại ximăng<br /> đến qu28. Với cùng một loại đất, điều kiện trộn,<br /> (a). Trộn với w/c = 1/1 tỷ lệ w/c, và thời gian bảo dưỡng, qu28 tạo thành<br /> từ ximăng B và C cao hơn so với ximăng A từ<br /> 1,3-2 lần và 3,5-6,7 lần, tương ứng. Hàm lượng<br /> xỉ lò cao có trong ximăng B (10%) và C (50%)<br /> đóng vai trò chủ yếu làm gia tăng cường độ<br /> soilcrete. Kết quả cho thấy đất tại cầu Tám<br /> Bang và cầu Vàm Đinh thích hợp để gia cố với<br /> ximăng có hàm lượng xỉ lò cao. Hàm lượng xỉ<br /> càng cao thì cường độ đạt được càng tăng.<br /> Quan hệ giữa biến dạng lúc phá hoại  f<br /> và q u28<br /> Hình 9 thể hiện biến dạng lúc phá hoại ở tuổi<br /> 28 ngày của các mẫu soilcrete được tạo thành từ<br /> (b). Trộn với w/c = 1/0.7 ximăng A và B. Các mẫu ximăng đất được tạo từ<br /> ximăng C được nén bằng máy nén bêtông nên<br /> Hình 6. Ảnh hưởng của loại đất đến cường độ không xác định được biến dạng lúc phá hoại. f<br /> nén nở hông tự do ở 28 ngày tuổi biến thiên trong khoảng 1% đến 3%, phù hợp với<br /> <br /> <br /> 48 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016<br /> kết quả nghiên cứu của [12], [13], [19]. Biến dạng<br /> lúc phá hoại của các mẫu có cường độ lớn hơn 2<br /> MPa lớn hơn 2%, cao so với [13], [19], có thể mặt<br /> tiếp xúc của các mẫu khi nén không được bằng<br /> phẳng dẫn đến mẫu bị biến dạng cục bộ tại hai đầu<br /> trước khi xuất hiện biến dạng lúc phá hoại [12].<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a). Trộn với w/c = 1/1<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (a). Ximăng A<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b). Trộn với w/c = 1/0.7<br /> Hình 8. Ảnh hưởng của loại ximăng đến cường<br /> độ nén nở hông tự do ở 28 ngày tuổi<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> (b). Ximăng B<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Hình 9. Quan hệ giữa biến dạng lúc phá hoại<br /> và qu28 tạo từ ximăng A và B<br /> <br /> Quan hệ giữa modul đàn hồi cát tuyến E50<br /> (c). Ximăng C và qu28<br /> Hình 7. Ảnh hưởng của tỷ lệ w/c đến qu28 E50 tăng khi qu tăng, tỷ số E50/qu bằng khoảng<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 49<br /> 43 đến 147 (Hình 10). Tỷ số E50/qu nhỏ hơn so đến 147 lần cường độ nén nở hông tự do ở<br /> với nhận định của [16], [20]. Kết quả nghiên 28 ngày tuổi.<br /> cứu cho thấy, tỷ số E50/qu của ximăng đất tạo từ (6) Biến dạng lúc phá hoại của mẫu ximăng<br /> bùn sét có tỷ số cao hơn (64 – 147) so với đất ở khoảng 1 đến 3%.<br /> ximăng đất tạo từ sét dẻo mềm (43 – 64), do tỷ (7) Soilcrete tạo ra trong phòng phù hợp<br /> số E50/qu phụ thuộc vào loại đất [13], [19]. đáp ứng yêu cầu gia cố lún đường đầu cầu ở<br /> Đồng Tháp.<br /> LỜI CẢM ƠN<br /> Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn<br /> Sở KHCN tỉnh Đồng Tháp đã cấp kinh phí<br /> nghiên cứu thông qua hợp đồng nghiên cứu số<br /> 108/2015/ĐT-KHCN, trường Đại học Bách<br /> Khoa – ĐHQG TP. HCM, và các Sở Ban<br /> Ngành ở Đồng Tháp đã hỗ trợ trong suốt quá<br /> trình thực hiện.<br /> <br /> <br /> <br /> TÀI LIỆU THAM KHẢO<br /> Hình 10. Quạn hệ giữa E50 và qu28 của soilcrete<br /> tạo từ ximăng A và B [1]. Phan Quốc Bảo. “Nghiên cứu một số giải<br /> pháp cải thiện độ êm thuận đoạn đường dẫn vào<br /> 4. KẾT LUẬN cầu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long”. Luận<br /> Khoảng 200 mẫu soilcrete đã được chế tạo văn Tiến Sỹ, Viện Khoa Học và Công Nghệ<br /> trong phòng bằng cách trộn với 3 loại ximăng Giao Thông Vận Tải, 2015, 126 trang.<br /> PCB40, 10% xỉ, và 50% xỉ có tỷ lệ nước/ [2]. Nguyễn Thị Thu Hằng. “Tổng Quan Về<br /> ximăng w/c bằng 1/1 và 1/0.7. Tỷ lệ thay thế Sự Cố Lún Đường Dẫn Sau Mố Cầu Tại Việt<br /> thiết kế của vữa với đất nguyên thổ là 50%. Tất Nam”, Báo Giao Thông Vận Tải, số10/2008, 5<br /> cả các mẫu đều được bảo dưỡng với nhiều độ trang, 2008.<br /> tuổi khác nhau để nghiên cứu ứng xử của [3]. Nguyễn Việt Hùng. “Đất yếu và các giải<br /> soilcrete nhằm đánh giá tiềm năng ứng dụng pháp xử lý nền đắp trên đất yếu trong xây dựng<br /> công nghệ Jet Grouting để gia cố lún đường đầu công trình giao thông”, Báo Cầu Đường Việt<br /> cầu. Kết quả cho thấy: Nam, số 6, trang 32 – 36, 2011.<br /> (1) Cường độ nén nở hông tự do tăng [4]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. “Đánh giá<br /> theo thời gia bảo dưỡng. tìm năng ứng dụng công nghệ phụt vữa cao áp<br /> (2) Cường độ nén nở hông tự do ở 3 ngày (Jet Grouting) trong điều kiện Việt Nam”, Tạp<br /> tuổi gấp từ 4 đến 11 lần của đất tự nhiên và chí GTVT, số 9, trang 28 – 31, 2011.<br /> đạt khoảng 50% q u28 , có thể thông xe sau ba [5]. E.H. Chu. “Turbulent fluid jet excavation<br /> ngày thi công. in cohesive soil with particular application to<br /> (3) Ximăng xỉ cho cường độ soilcrete cao Jet Grouting”. Doctor of Science in<br /> hơn đáng kể ximăng PCB40. Geotechnical and Geoenvironmental<br /> (4) Tỷ lệ w/c = 1/0,7 cho soilcret có Engineering, Massachusetts Institute of<br /> cường độ và độ nhớt vữa ximăng phù hợp. Technology, 2005, 456 pp.<br /> (5) Modul đàn hồi cát tuyến E50 từ 43 [6]. D.A Bruce. “Jet Grouting”, in Ground<br /> <br /> <br /> 50 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016<br /> Control and Improvement, PP.Xanthakos, L.W. Mixing Method. London: Taylor&Francis<br /> Abramson and D.A Bruce, Ed. New York: John Group, 2013, 405 pp.<br /> Wiley & Sons, 1994, pp.580-683. [14]. T.S Tan, T.L Goh, and K.Y Yong.<br /> [7]. Lê Thọ Thanh, Lý Hữu Thắng, và Trần “Properties of Singapore Marine Clays<br /> Nguyễn Hoàng Hùng. “Nghiên cứu thử nghiệm Improved by Cement Mixing”, Geotechnical<br /> hiện trường Jet Grouting lần 4 ở TP.Hồ Chí Testing Journal, vol.25, 11pp.<br /> Minh”, Tạp chí Địa Kỹ Thuật, số 2, trang 30 - [15]. A.H.M. Kamruzzaman. “Physico-<br /> 39, 2013a. Chemical And Engineering Behavior Of Cement<br /> [8]. Lê Thọ Thanh, Lý Hữu Thắng, và Trần Treated Singapore Marine Clay”. Ph.D. Thesis,<br /> Nguyễn Hoàng Hùng. “Nghiên cứu thử nghiệm National University Of Singapore, Singapore,<br /> hiện trường Jet Grouting ở Q.9 TP.Hồ Chí 2002, 189 pp.<br /> Minh”, Tạp chí GTVT, số 4, trang 20 - 22, [16]. P.Corce, A.Flora, and G.Modoni. Jet<br /> 2013b. Grouting: Technology, Design and Control.<br /> [9]. S.Coulter and C.D.Martin. “Single fluid New York: Taylor & Francis Group, 2014,<br /> jet-grout strength and deformation properties”, 278 pp.<br /> Tunnelling and Underground Space Technology [17]. Tensar Corp. “Cement Stabilization”, in<br /> 21, pp. 690 – 695, 2006. Chemical And Mechanical Stabilization Of<br /> [10]. D.F.Laefer, D.O'Neill, and Subgrades And Flexible Pavement Sections,<br /> C.O'Mahony. “Impact of clay On early jet USA, The Tensar Corporation ,1998, pp. 32-47.<br /> grouting strength”, in Proc. the 34th Annual [18]. B.B.K. Huat, S. Maail, and T.A.<br /> Conference on DeepFoundations, Kansas city, Mohamed. “Effect of Chemical Admixtures on<br /> 2009, pp. 472 – 477. the Engineering Properties of Tropical Peat<br /> [11]. P.Core and A.Flora. “Analysis of Single Soils” American Journal of Applied Sciences,<br /> Lquid Jet Grouting ”, Geotechnique, vol.50, Vol. 7, pp. 1113-1120, 2005.<br /> No.6, pp. 739 – 748, 2000. [19]. A. Porbaha, S. Shibuya, and T. Kishida.<br /> [12]. Lê Khắc Bảo. “Nghiên cứu ứng xử của “State of the art in deep mixing technology. Part<br /> đất Đồng Tháp trộn với ximăng bằng công nghệ III: geomaterial characterization”, Ground<br /> trộn ướt – sâu ứng dụng gia cố đường giao thông Improvement, vol. 3, pp. 91-110, 2000.<br /> nông thôn (GTNT) kết hợp đê bao chống lũ ở Y.S.Fang, J.J Liao, and S.C Sze. “An<br /> Đồng Tháp”. luận văn Thạc Sỹ, Đại học Bách empirical strength criterion for jet grouted<br /> Khoa TP.HCM, TP.HCM, 2014, 186 trang. soilcrete”, Engineering Geology 37, pp.285 -<br /> [13]. M.Kitazume and M.Terashi. The Deep 293, 1994.<br /> <br /> <br /> <br /> <br /> Người phản biện: PGS.TS. ĐẶNG HỮU DIỆP<br /> <br /> <br /> ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 51<br />