M CL C
PH N M

U .................................................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tài................................................................................................................1
2. M c đích c a đ tài .........................................................................................................................1
3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u .......................................................................... 2

4. K t qu d ki n đ t đ
CH

c .............................................................................................................3

NG 1: T NG QUAN V PH
KHÔNG VÀ C

S

NG PHÁP HÚT CHÂN
LÝ THUY T ........................................................ 4

1.1. Khái ni m quá trình c k t ..................................................................................................4
1.2. Khái ni m ph

ng pháp gia t i tr

1.2.1. Ti n trình gia t i tr
1.2.2.

quá trình x lý n n đ t y u......................................................................................... 15
1.4.1. Khái ni m ............................................................................................................................. 15
1.4.2.

ng d ng c a b c th m trong ph

1.4.3. Ph
1.5.

ng pháp gia t i tr

c............................... 17

ng pháp thi công b c th m ................................................................................. 19

ng d ng c a vi c s d ng b c th m trong ph

ng pháp gia t i tr

c

và hút chân không ........................................................................................................... 20
1.6. K t lu n Ch
CH

ng 1 ................................................................................................................ 21

NG 2: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN C

K T CHÂN KHÔNG ................. 22

2.2.4.1. Ph

ng pháp c k t lún nén t

2.2.4.2. Ph

ng pháp c k t th m có c c th m (Barron - Terzaghi) ................... 27

2.2.4.2.1.

ng ...................................................... 25

c k t toàn ph n so v i đ c k t theo ph

2.2.4.2.2. Kho ng cách và đ
2.2.4.3. Ph

ng đ

ng đ ng và

.......... 27

ng kính c a c c th m ............................................. 30

ng pháp gi i cho bài toán c k t chân không ...................................... 32

2.3. Tính toán thi t k x lý n n b ng gia t i b m hút chân không .............................. 33

2.3.1. Tính toán thi t k các thông s k thu t ................................................................. 33

ng pháp d đoán đ lún c k t cu i cùng v i gi thi t đ

cong lún là đ

ng

ng cong hypecbôn . ................................................................................................ 41


2.3.2.5. Ph

ng pháp d đoán đ lún c k t cu i cùng theo ba đi m có s li u

đo lún th c (ph

ng pháp ba đi m). .............................................................................................. 43

K T LU N CH
CH

NG 3:

NG 2 ........................................................................................................... 44

NG D NG PH

NG HÚT CHÂN KHÔNG....……………………45

3.1. Gi i thi u chung v công trình ....................................................................................... 45
3.1.1. Ph m vi d án ..................................................................................................................... 45

3.9. Ki m tra tính toán n đ nh b ng ph n m m GEO-SLOPE/W .................... 70
3.9.1. L a ch n ph n m m tính toán ..................................................................................... 70
3.9.2. K t qu tính toán n đ nh b ng GEO- SLOPE/W .............................................. 71
3.10. Tính toán c k t chân không b ng ph n m m Plaxis 8.2 .............................. 74
3.10.1. Gi i thi u chung v ph n m m Plaxis 8.2........................................................... 74
3.10.2. M t s v n đ trong vi c ng d ng ph n m m Plaxis 8.2 đ tính toán
n nđ

ng đ p trên đ t y u ................................................................................................................ 75
3.10.2.1. Mô hình bài toán .................................................................................................... 75
3.10.2.2. Lo i ph n t

............................................................................................................ 75

3.10.2.3. Mô hình ti p xúc
3.10.2.4. L

.................................................................................................. 76

i (Mesh) ............................................................................................................ 77


3.10.2.5. Các mô hình n n đ t (Modeling Soil Behavior) ..................................... 77
3.10.3. Tính toán n n đ
c k t chân không theo ph

ng đ p trên đ t y u khi s d ng bi n pháp
ng pháp ph n t h u h n b ng ph n m m Plaxis ......... 80

3.10.3.1. Khai báo các y u t hình h c c a bài toán

ng 3 .............................................................................................................. 98

K t lu n và ki n ngh

...................................................................................................................... 100

Tài li u tham kh o .................................................................................................................. 102 - 103
Ph l c.......................................................................................................................................... 104 - 106


M C L C HÌNH V ,
Hình 1.1. Bù lún trên đ

ng cao t c Trung L

TH

ng – Tp. H Chí Minh ...................... 2

Hình 1.2. Ph

ng pháp c k t chân không cách ly b ng v i ............................................ 6

Hình 1.3. Ph

ng pháp c k t chân b ng ng hút tr c ti p ............................................... 7

Hình 1.4. Ph

ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

Hình 1.11. ào rãnh có ch a v abentonite đ làm kín mép biên ................................ 13
Hình 1.12.

un i

mép t m b t ph t i công trình: Khí đi n đ m Cà Mau....... 14

Hình 1.13. Hình nh BHCK t i nhà máy đi n Nh n Tr ch -

ng Nai ................... 15

Hình 1.14. Hình nh c a m t s b c th m.............................................................................. 16
Hình 1.15. Hình nh c m b c th m t i c ng Cái Mép - Bà R a - V ng Tàu ........... 20
Hình 2.1. L trình ng ng su t trong quá trình c k t chân không ........................... 23
Hình 2.2. Quan h U v – T v theoTerzaghi ................................................................................ 29
Hình 2.3. Bi u đ phân b đ c k t U z (Z/Hdr, Tv)......................................................... 29
Hình 2.4. Quan h U r (T r ) theo Barron. ................................................................................... 31
Hình 2.5.

th quan h F (n) ........................................................................................................ 31

Hình 2.6. Bi u đ quan h đ c k t U v và T v
Hình 2.7.

.................................................................... 33

ng kính chuy n đ i c a b c th m

................................................................ 35


.......................................................................... 51

t c a đ t n n.................................................... 57

Hình 3.4. L c kháng huy đ ng t v i đ a gia c

ng.......................................................... 58

Hình 3.5. K t qu tính toán n đ nh c a n n đ

ng khi ch a x lý ........................... 60

Hình 3.6.

ng cong bi u di n quan h gi a t i tr ng và đ lún n n đ t.............. 70

Hình 3.7. H s an toàn khi đ p n n cao nh t FS = 1,35. ................................................ 73
Hình 3.8. H s an toàn khi đ a công trình vào khai thác, FS=1,445 ........................ 73
Hình 3.9. V trí c a nút và đi m ng su t trong ph n t đ t .......................................... 76
Hình 3.10. S

th xác đ nh E 0 và E 50 .................................................................................. 78

Hình 3.11. Khai báo các tham s c a đ t theo mô hình Morh - Colomb trong
Plaxis ........................................................................................................................................ 80
Hình 3.12. M t c t ngang đi n hình x lý đ t y u b ng c k t chân không .................... 81
Hình 3.13. Mô hình tính toán c k t chân không trong Plaxis ...................................... 82
Hình 3.14. L

i ph n t h u h n khi x d ng bi n pháp c k t chân không ......... 85

Hình 3.24. Bi u đ h s an toàn – KCbt =2.0m ................................................................. 93
Hình 3.25. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ
Hình 3.26. Bi u đ áp l c n

ng – Lbt =15m ................... 95

c l r ng d – Lbt =15m. ................................................. 95

Hình 3.27. Bi u đ h s an toàn – Lbt = 15m ..................................................................... 96
Hình 3.28. Bi u đ đ lún c a n n đ t t i v trí tim đ

ng – Lbt =20m................... 96


Hình 3.29. Bi u đ áp l c n

c l r ng d – Lbt =20m .................................................. 97

Hình 3.30. Bi u đ h s an toàn – Lbt =20m ...................................................................... 97


M C L C B NG BI U VÀ

TH

B ng 3.1. Các ch tiêu c lý c a l p đ t .................................................................................. 53
B ng 3.2. Th ng kê các thông s đ a ch t c a n n đ t ..................................................... 54
B ng 3.3. Quy đ nh lún d cho n n đ

ng theo tiêu chu n Vi t Nam [4] ............... 55

ng khi đ p 1,33m.......................... 67

B ng 3.15. S li u ban đ u c a gia đo n 4 ............................................................................. 67
B ng 3.16. K t qu tính chi ti t đ lún n n đ
B ng 3.17. T ng h p k t qu tính đ lún n n đ

ng khi đ p 1,33m .............................. 68
ng khi đ p 1.33m........................... 69

B ng 3.18. K t qu d báo s c kháng c t theo th i gian ................................................. 72
B ng 3.19. Thông s đ u vào c a mô hình trong Plaxis .................................................. 83
B ng 3.20. Các giai đo n tính toán ........................................................................................... 86
B ng 3.21. T ng h p s li u tính toán khi c m b c th m là 1.0m ............................... 90
B ng 3.22. K t qu so sánh khi thay đ i kho ng cách c m b c th m ........................ 94
B ng 3.23. T ng h p nh h

ng c a chi u dài b c th m ................................................ 98

B ng 3.24. B ng so sánh k t qu gi a các ph

ng pháp tính ........................................ 98


B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG



TP. H

TY U

CHÍ MINH – 2014



B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C TH Y L I

_____________________

NGUY N QU C AN
NGHIÊN C U PH

NG PHÁP HÚT CHÂN KHÔNG K T H P S
LÝ N N



TP. H

CHÍ MINH – 2014


L I CAM OAN
Tác gi cam đoan đây là công trình nghiên c u c a tác gi
đã vi t. Các s li u, k t qu , ph
là trung th c và ch a đ

ng pháp lu n nêu trong lu n v n

c ai công b trong b t k công trình nào

khác. Tác gi hoàn toàn ch u trách nhi m v tính xác th c và
nguyên b n c a lu n v n này.

Tác gi

Nguy n Qu c An


L IC M

N

Tác gi xin g i l i c m n sâu s c đ n quí th y cô đã giúp đ
Tác gi trong su t th i gian qua. Tác gi xin g i l i c m n chân
thành đ n PGS.TS.TR NH MINH TH

c

ch p n i trí tu nhi u h n và ti n b h n trong l nh v c nghiên c u
khoa h c xây d ng công trình.
Cu i cùng, Tác gi xin chân thành c m

n đ n gia đình,

b n bè, đ ng nghi p đã giúp đ , đ ng viên, ng h , chia s trong
quá trình tác gi hoàn thành lu n v n c a mình.
Long An, tháng 10 n m 2014
Tác gi

Nguy n Qu c An


DANH M C KÝ HI U VÀ CH

VI T T T

A: Di n tích x lý.
BHCK: B m hút chân không.
B: B r ng phân b ngang c a các xe.
c eq : H s c k t t

ng đ

ng.

CD: B c th m đ ng .


ng kính vùng đ t b xáo đ ng xung quanh PVD.

dw:

ng kính c a c c th m.

e: B r ng l p đôi.
eo : H s r ng ban đ u c a l p đ t tính toán.
e 0i : H s r ng

'
.
gi a l p i có áp l c s voi

F c : h s bi n d ng b c.
F r : H s có xét đ n s c c n c a PVD.
F t : h s th i gian.
F s : H s có xét đ n nh h
G: Tr ng l

ng xe.

hi: Chi u dày l p đ t th i.

ng c a vùng xáo đ ng quanh PVD.


H d : L y b ng chi u dài c a b c th m.
Hi : Chi u dày l p đ t dính tính toán.


ng.

MVC: Menard Vacuum Consolidation có khi g i t t là ph

ng pháp.

OCR: Tr ng thái đ t ti n c k t.
m v : h s ph thu c s t ng ng su t hi u qu tr

c và sau quá trình c k t.

pva : Áp su t chân không trong đ t, có giá tr không đ i duy trì.

pvac: Áp su t chân không d

i l p gia t i kín khí.

P 1 : T i tr ng l p n n cát đ p san l p.
P 2 : T i tr ng k t c u áo sân, đ

ng.

P 3 : T i tr ng xe c áp d ng cho ph n di n tích n n đ

ng.

PVD: B c th m.
q: T i tr ng xe c phân b trên 1đ n v chi u dài đ
q req : L u l

th i đi m k t thúc đ p n n.

Sc:

lún c k t.

Sc:

lún cu i theo quan đi m Barron-Terzaghi .

Sc(p):
St:

lún cu i khi có t i tr ng b n thân là p.
lún t i th i đi m t.

S u : S c kháng c t không thoát n
Sr:

c.

lún d .

S s (I) là lún th c p c a l p I.
S oed : Lún s c p.
∆S c (I) :

lún c k t còn l i ng v i t i tr ng s d ng c a các l p đ t n n có x lý

PVD (l p I).


r ng ban đ u t i m i đi m, áp l c n
r ng theo ph

ng th ng đ ng t

c theo ph

ng ng.

U: M c đ c k t.
U 10 : Tính b ng 10% giá tr đ c k t tính toán.

c l r ng t ng, áp l c n

ng bán kính và áp l c n

cl

c


U h : M c đ c k t theo ph
U t : Áp l c n

ng ngang.

c l r ng t i th i đi m t.

U v : M c đ c k t theo ph

z i : Giá tr đ lún.
zi+ :

lún cách nhau m t kho ng th i gian t

ng đ i l n.

w: Di n tích ti t di n ng.
Z 100 : Giá tr đ lún cu i cùng theo ASAOKA.
W: Tr ng l

ng m nh tr

p:

Là kh i l

w:

Dung tr ng

t.

ng th tích c a v t li u áo đ

ng.

t.

: Góc đáy m nh tr



1

M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Thành ph Tân An, t nh Long An thu c đ ng b ng sông C u Long ( BSCL) là
m t vùng có đ a ch t y u.
Vi c x lý n n đ t y u là v n đ b c thi t và quan tr ng hàng đ u trong ngành
xây d ng hi n đ i nói chung và

BSCL nói riêng. X lý n n đ t y u nh m m c

đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i thi n m t s tính ch t c lý c a n n đ t
y u nh : Gi m h s r ng, gi m tính nén lún, t ng đ ch t, t ng tr s modun bi n
d ng, t ng c

ng đ ch ng c t c a đ t… đ m b o đi u ki n khai thác bình th

ng

cho công trình.
Hi n nay có r t nhi u ph

ng pháp đ gia c n n đ t y u nh : đ m cát, c c cát,

c c đ t tr n xim ng khô ho c

Tìm hi u nguyên lý, trình t và ph m vi ng d ng công ngh c k t hút chân
không đ làm ch t đ t n n.


2

Nghiên c u các thí nghi m trong phòng đ xác đ nh các thông s k thu t BHCK
cho m t lo i đ t c th (m t đ , đ

ng kính, áp l c b m hút, th i gian c k t, đi u

ki n áp d ng...).
Qua các nghiên c u và các thí nghi m, m c đích là ng d ng ph

ng pháp

BHCK k t h p b c th m x lý n n đ t y u nh m:
y nhanh quá trình c k t c a đ t n n;

•

• Gi m đ lún và t ng n đ nh c a công trình.

Hình 1.1: Bù lún trên đ
3. Cách ti p c n và ph

ng cao t c Trung L

ng – Tp. H Chí Minh


ng kính, áp l c b m hút, th i gian c k t...

- Ki m tra l i vi c tính toán và thí nghi m thông qua vi c so sánh k t qu tìm
đ

c c a ph

ng pháp l a ch n.

- T ng h p và ng d ng cho các công trình trong đ a bàn nghiên c u.
4. K t qu d ki n đ t đ

c

- ánh giá t ng quan hi n tr ng đ t y u
-

thành ph Long An.

ng d ng tính toán và thi công BHCK k t h p b c th m.

- Gi i quy t các y u t

nh h

ng t i các công trình n n đ t y u.


4


cđ

ng pháp gia t i tr

t lên nhau đ n v trí n đ nh h n.
c b ng hút chân không

c ti n hành ngoài hi n tr

ng b ng cách ch t kh i t i kéo dài

th i gian trên n n.
- Ti n trình gia t i tr
+ Ti n trình này đ

c b ng chân không:
c th c hi n thông qua vài hay nhi u l n làm áp l c b ng

chân không sao cho thích h p đ x lý n n, t đó h th p t l ch a n

c trong n n

đ t, nâng cao m t đ n n đ t, s c ch u t i c a n n đ t, gi m s s t lún sau khi thi
công và s s t lún sai khác

trong n n đ t y u.

+ Theo các chuyên gia k thu t trong l nh v c x lý n n đ t y u thì ph
pháp này s t o ra đ


5

40% c a nhà th u Pháp thì bài toán giá thành cho ph
đ

ng pháp thi công này m i

c gi i quy t, phù h p v i đi u ki n kinh t Vi t Nam.
+ Sau khi thành công v i d án này thì nhi u d án tr ng đi m khác đã áp

d ng đ

c và tri n khai thành công nh : Nhà máy x s i t ng h p polyester

ình

V (H i Phòng), công trình Kho l nh LPG Th V i (Bà R a - V ng Tàu), nhà máy
Nhi t đi n Long Phú 1 (Sóc Tr ng), nhà máy Nhi t đi n Duyên H i 1 (Trà Vinh),
nhà máy Nhi t đi n Thái Bình 2, Khu liên h p thép Formosa Hà T nh và g n đây
nh t là d án đ

ng cao t c H Chí Minh Long Thành - D u Giây…

1.2.1. Ti n trình gia t i tr

c b ng chân không

gi m thi u b dày n n đ p s d ng trong h thoát n

c đ ng, c n ph i


c gi i thi u trong khu v c trong th p

Vi t Nam đã áp d ng trong công tác x lý đ t y u

ng đ i thành công. Trong ph

ng, vi c gia t i t ng c p c n ki m soát đ

kháng c t do c k t, tuy nhiên trong ph

ng pháp b c th m PVD thông

n đ nh thông qua s gia t ng s c

ng pháp c k t chân không ng su t có

hi u t ng trong khi ng su t c t t ng r t ít, t o ra s t ng ng su t có hi u v i đ
đ nh t t h n. Thông th

ng, l c hút chân không đ t 6 t n/m2 hay 60 kPa có thêm

tác d ng lên vùng gi m áp có x lý b c th m đ
Hi u qu c a ph

c trình bày nh Hình 1.7.

ng pháp ph thu c r t l n vào vi c cách ly vùng chân

không trong khu v c gi m áp và s phân b chân không trong các đ

ki u thoát n
thông th

c đ n các ki u k t n i vào h th ng chân không. Do đó, vi c thi công

ng đ

c ti n hành theo các h

ng d n c b n t ch đ u t .

Ngoài vi c tác d ng l c hút chân không, c n ph i gia t i trên vùng gi m áp
nh m gia t ng ng su t t ng trên n n đ t y u, k t qu s t ng t c quá trình c k t và
gi m th i gian c k t. Tuy nhiên c ng l u ý r ng, vi c gia t i c ng có gi i h n vì đ
n đ nh c a n n đ p c ng nh trong ph

ng pháp PVD gia t i tr

c. Do đó, đ gia

t i l n c n ph i đ p theo giai đo n hay đ t thêm b ph n áp nh m t ng đ

n đ nh

trong quá trình c k t nh trên Hình 1.2 -:- Hình 1.5. Do b dày n n đ p gi m (do
l c hút), b ph n áp (n u c n) có th nh h n, ng n h n so v i trong tr
d ng ph

ng pháp b c th m thông th



ng pháp c k t chân khi đ p n n đ

ng d ng th c t c a ph

ng cao h n 4m

ng pháp c k t chân không trong các công

trình xây d ng hi n nay
Công ngh này đã đ

c U ban Khoa h c Th

đ nh “đ t tiêu chu n tiên ti n qu c t ”, hi n đang đ
xây d ng c ng bi n, đ

ng b và đ

ng H i (Trung Qu c) giám
c áp d ng t i nhi u công trình

ng hàng không, đ

c nhi u qu c gia đón nh n

trong đó có Vi t Nam.
Nh t B n, ph

ng pháp này đ