Phân tích hệ số phân bố ứng suất của trụ xi măng đất trong việc xử lý nền đất yếu tại khu vực tỉnh Bà Rịa - Vũng Tàu

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ

PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT CỦA

TRỤ XI MĂNG ĐẤT TRONG VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT

YẾU TẠI KHU VỰC TỈNH BÀ RỊA-VŨNG TÀU

Mã số: T2021.01.1

Chủ nhiệm đề tài: TS. VÕ NGUYỄN PHÚ HUÂN

TP.HCM, tháng 8-2021

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

BÁO CÁO TỔNG KẾT

ĐỀ TÀI KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ CẤP CƠ SỞ

PHÂN TÍCH HỆ SỐ PHÂN BỐ ỨNG SUẤT CỦA

TRỤ XI MĂNG ĐẤT TRONG VIỆC XỬ LÝ NỀN ĐẤT

YẾU TẠI KHU VỰC TỈNH BÀ RỊA-VŨNG TÀU

Mã số: T2021.01.1

Xác nhận của tổ chức chủ

trì

(ký, họ tên, đóng dấu)

Chủ nhiệm đề tài

(ký, họ tên)

TP.HCM, tháng 8-2021

Mục lục

CHƯƠNG 1. MỞ ĐẦU..............................................................................................1

1.1. Tổng quan........................................................................................................1

1.2. Mục tiêu nghiên cứu.......................................................................................3

CHƯƠNG 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU .........5

2.1. Các giai đoạn phát triển về việc sử dụng phương pháp trộn hóa học trong

việc giữ ổn định cho nền.....................................................................................................5

2.2. Chi tiết phương pháp trộn sâu.......................................................................5

2.2.1. Phương pháp trộn khô..............................................................................5

2.2.2. Phương pháp trộn ướt...............................................................................6

2.3. Các cách bố trí trụ CDM................................................................................7

2.4. Khả năng chịu tải tới hạn của trụ đơn..........................................................7

2.5. Tổng lún của trụ CDM...................................................................................9

2.6. Độ lún lệch ....................................................................................................12

2.7. Hiệu ứng vòm................................................................................................13

2.8. Phương pháp AliCC (Arch action Low improvement ratio Cement

Column): DMM (Deep Mixing Method) và lớp phủ xi măng bề mặt.........................18

2.8.1. Tính toán cường độ trụ CDM................................................................19

2.8.2. Xác định chiều sâu trụ CDM.................................................................20

CHƯƠNG 3. KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CÔNG TRÌNH CẢNG SP-PSA, BÀ

RỊA VŨNG TÀU 21

3.1. Mô tả công trình:..........................................................................................21

3.2. Điều kiện tự nhiên........................................................................................22

3.2.1. Địa hình....................................................................................................22

3.2.2. Mực nước.................................................................................................22

3.2.3. Địa chất....................................................................................................22

3.2.4. Vị trí hố khoan ........................................................................................23

3.2.5. Tổng hợp địa chất khu vực....................................................................23

3.3. Phân tích tính toán........................................................................................26

3.3.1. Tổng quan................................................................................................26

3.3.2. Điều kiện thiết kế....................................................................................26

3.3.3. Tính toán lớp phủ xi măng bề mặt........................................................27

3.3.4. Tính toán ứng suất thẳng đứng tác dụng lên đầu trụ CDM...............29

3.3.5. Quan trắc..................................................................................................29

3.3.6. Phân tích kết quả theo FEM..................................................................33

3.3.7. Phân tích ứng suất theo lý thuyết..........................................................48

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ...................................................... 52

4.1. Kết luận..........................................................................................................52

4.1.1. Ứng suất tác dụng...................................................................................52

4.1.2. Độ lún.......................................................................................................53

4.2. Kiến nghị.......................................................................................................53

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM

Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU

1. Thông tin chung:

- Tên đề tài: Phân tích hệ số phân bố ứng suất của trụ xi măng đất trong việc

xử lý nền đất yếu tại khu vực tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu.

- Mã số: T2021.01.1

- Chủ nhiệm đề tài: Võ Nguyễn Phú Huân

- Đơn vị công tác: Khoa Xây Dựng, ĐH Mở TP Hồ Chí Minh

- Thời gian thực hiện: 01/2021-06/2021

2. Mục tiêu:

Làm tăng thêm kiến thức và sự hiểu biết về việc phân bố ứng suất lên nền đất

và đầu của trụ xi măng đất trong công tác gia cố và xử lý nền đất yếu của địa chất

tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu.

3. Tính mới và sáng tạo:

Tìm hiểu mô hình thích hợp cho vật liệu trụ đất xi măng, mô phỏng sự làm

việc của trụ đất xi măng có sử dụng lớp phủ bề mặt (Arch action Low improvement

ratio Cement Column) viết tắt là ALiCC, so sánh sự hiệu quả của phương pháp

ALiCC và phương pháp sử dụng cọc CDM bằng phần mềm Plaxis 2D và 3D

Foundation V2.1

4. Kết quả nghiên cứu:

 Ứng suất tác dụng lên trụ và đất nền theo quan trắc bằng Earth pressure cell là khá

nhỏ so với tính toán theo công thức của Low et al, Terzaghi, tiêu chuẩn BS8006 và

phần mềm Plaxis.

 Hệ số tập trung ứng suất theo mô phỏng bằng phần mềm (Plaxis 2D và 3D

Foundation) và theo quan trắc là tương đương. Kết quả của các công thức theo Low

et al, Terzaghi, tiêu chuẩn BS8006 có kết quả gần với giá trị quan trắc.

 Theo như mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D và 3D Foundation (trường hợp 1, 2)

thì cường độ của trụ càng lớn thì sự phân bố ứng suất càng rõ ràng (hiệu ứng vòm

càng lớn).

 Theo như kết quả phần mềm plaxis 3D (trường hợp 2) thì mô hình mô phỏng dành

cho lớp đất yếu là Soft Soil Creep model hay Hardening Soil cũng không có sự khác

biệt lớn.Vì vậy có thể sử dụng một trong hai mô hình để mô phỏng lớp đất yếu trong

tính toán.

 Theo như kết quả trong trường hợp 3 khi thay thế lớp xi măng bề mặt bằng cát thì độ

lún của công trình tăng lên khoảng 62.5%, hệ số tập trung ứng suất giảm gần 47%.

Có sự khác biệt này là do lớp phủ cứng bên trên phân phối áp lực bên trên đều hơn

lên các trụ xi măng. Điều này cho thấy khi có lớp phủ xi măng bề mặt (phương pháp

ALiCC) thì hiệu quả xử lý cao hơn nhiều so với khi không sử dụng.

 Theo kết quả trong các trường hợp 4, khi khoảng cách giữa 2 trụ càng nhỏ thì độ lún

của công trình càng nhỏ và ứng suất tác dụng lên đất nền và lên cọc cũng nhỏ. Điều

này được giải thích là khi mật độ trụ dày hơn thì áp lực bên truyền xuống sẽ phân bố

lên nhiều trụ hơn dẫn đến ứng suất tác dụng lên đầu trụ sẽ nhỏ. Vì vậy tùy theo điều

kiện thiết kế yêu cầu mà chọn khoảng cách trụ cho hợp lý; hoặc có thể sử dụng trụ

mật độ dày nhưng cường độ trụ xi măng thiết kế nhỏ lại.

5. Sản phẩm:

- Hướng dẫn 1 học viên cao học

- Báo cáo khoa học tổng kết đề tài

- 01 bài báo tại tạp chí Xây Dựng

- 01 báo cáo chuyên đề cấp Khoa