B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B

NÔNG NGHI P VÀ PTNT

I H C TH Y L I

_____________________

LÊ T N L C

NGHIÊN C U X
XI M NG

LÝ N N
T TR N

T Y U B NG PH
T TRÊN N N

T NHI M PHÈN

T NH LONG AN

LU N V N TH C S

T TR N

T Y U B NG PH
T TRÊN N N

NG PHÁP C C

T NHI M PHÈN

T NH LONG AN

LU N V N TH C S

Chuyên ngành:

A K THU T

Mã s : 60.58.0204

TP. HCM – 2014



B

GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG


LU N V N TH C S
Ng

ih

ng d n khoa h c: TS. BÙI V N TR

TP. HCM – 2014

NG


L I CAM OAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình khoa h c do chính tôi nghiên
c u và th c hi n.
Các s li u, k t qu nêu trong lu n v n là trung th c và ch a đ

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.
Tác gi

Lê T n L c


L IC M

N


c

c a b n thân đ n gia đình.
Cu i cùng, tác gi xin chân thành c m
nghi p đã giúp đ , đ ng viên,

n đ n b n bè và đ ng

ng h , chia s trong quá trình tác gi

hoàn thành lu n v n c a mình.
Long An, tháng 01 n m 2015
Tác gi

Lê T n L c


DANH M C KÝ HI U VÀ CH

VI T T T

a: T s di n tích.
ap: T di n tích đ t đ

c thay th .

A: Di n tích n n đ t do m t c c đ .
Ac: Di n tích ti t di n c c.
Ap: Di n tích ti t di n c a c c.
Acol: Di n tích ti t di n ngang c a c c xi m ng đ t.


tr ng thái t nhiên ban đ u

en: H s r ng ban đ u c a l p đ t th n
Esoil, Ecol: Mô đun bi n d ng c a n n đ t và c c xi m ng đ t.
Ec: Mô đun đàn h i c a v t li u c c.
Es: Mô đun bi n d ng c a đ t n n gi a các c c.
Ep: mô đun co nén c a c c đ t xi m ng.


Esp: Mô đun co nén c a thân c c.
Etđ , Enen: Mô đun bi n d ng c a n n t

ng đ

ng, n n t nhiên.

fs: Kh n ng ch u t i cho phép c a đ t gi a các c c.
fcu: C

ng đ ch nén c a m u th đ t gia c xi m ng.

ffs: H s t i tr ng do đ t đ p.
fp: H s t i tr ng do ho t t i.
FS: H s an toàn.
G: Tr ng l

ng xe ho t t i tiêu chu n.

h: Chi u cao đ t đ p.


Po: Áp l c trung bình t i đ nh c c.
Poz: Áp l c t i m i c c.
Pac: T i tr ng tính toán c a 1 c c đ n bao g m c ho t t i.
Pgroup: T i tr ng tính toán c a nhóm c c.
Pgl: T i tr ng đ t đ p.


Pht: T i tr ng đ t d
qu: C

i kh i đ t đ p n m trên nhóm c c.

ng đ ch u nén c a c c.

qtt: Ho t t i và t i tr ng đ t đ p.
qsi: L c ma sát c a l p đ t xung quanh c c.
qp: Kh n ng ch u t i c a đ t d
qu: C

i m i c c.

ng đ nén n hông c a xi m ng đ t.

Q: T i tác d ng lên c c.
Qp: Kh n ng ch u t i cho phép c a m i c c.
Qcoc: S c ch u t i c a c c theo đi u ki n v t li u.
Qcol: S c ch u t i c a c c theo đi u ki n đ t n n.
Qgroup: S c ch u t i c a nhóm c c.
R: Bán kính nh h


i m i c c.

lún cu i cùng c a l p đ t th n.

Su: S c kháng c t không thoát n

c c a đ t n n.

Sutđ, Suc, Sunen: S c kháng c t không thoát n
n n t nhiên
t: Th i gian c k t.
U:

c k t.

Up: Chu vi c c đ t gia c .
Ux, Uy: Chuy n v theo ph
w1, w2: T i tr ng c a đ t đ p.
W:

m t nhiên.

ng x, y

cc an nt

ng đ

ng, đ t gia c và

ng, đ t gia c , n n t nhiên.

: T tr ng.
C: L c dính k t.
: Góc ma sát trong.
'tđ, ’c, ’nen: Góc ma sát trong (đi u ki n thoát n

c) c a n n t

c và n n t nhiên.
n:
p:

Áp l c ngang t ng c ng tác d ng lên c c xim ng đ t.
ng su t phân b d

i đáy kh i gia c .

E: Môđun t ng bi n d ng.
XM : Xi m ng đ t.
CXM : C c xi m ng đ t.
HSS: Holcim Stable Soil.

ng đ

ng, đ t gia


M CL C
PH N M

............................................................................. 3

1.2. Tình hình nghiên c u và ng d ng CXM

............................................................... 7

1.2.1. Tình hình nghiên c u và ng d ng CXM trên th gi i

................................ 7

1.2.2. Tình hình nghiên c u và ng d ng CXM t i Vi t Nam.............................. 10
1.3. Nhu c u s d ng CXM
1.4. K t lu n Ch
CH

NG 2: C

S

ng 1

Long An và BSCL .................................................. 15

............................................................................................................... 16

LÝ THUY T TÍNH TOÁN C C XI M NG

CÔNG NGH THI CÔNG CXM TR N
2.1. C s hóa lý c a CXM


........................................................................... 21

ng pháp tính toán theo tiêu chu n Châu Âu

............................................. 22

2.2.3.1. Ki m tra theo v t li u làm c c .......................................................................... 23
2.2.3.2. Ki m tra theo theo đ t n n

................................................................................. 24

2.2.3.3. Ki m tra s c ch u t i theo nhóm c c đ n

.................................................... 24


2.2.3.4.

lún c a kh i thân c c

2.2.3.5.

lún c a đ t d

2.2.4. Ph

.................................................................................... 25

im ic c



2.3.1. Khái quát quá trình thi công ........................................................................................ 30
2.3.2. Công ngh thi công tr n
2.4. Các y u t

nh h

t (Wet Mixing, Jet-grounting)............................ 31

ng t i ch t l

ng c c xi m ng đ t tr n

t .................. 32

2.4.1. nh h

ng c a lo i đ t ................................................................................................. 32

2.4.2. nh h

ng c a tu i xi m ng - đ t ............................................................................ 32

2.4.3. nh h

ng lo i xi m ng ............................................................................................... 34

2.4.4. nh h

ng c a hàm l

c đi m đi u ki n t nhiên ............................................................................................ 37

3.2. Các lo i xi m ng và ph gia t o CXM

.................................................................... 40

3.2.1 Các lo i xi m ng ................................................................................................................ 40
3.2.2. Ph gia .................................................................................................................................. 41
3.2.2.1. Các lo i ph gia

...................................................................................................... 41

3.2.2.2. Ph gia s d ng trong quá trình thí nghi m

............................................... 42


3.3. Nghiên c u l a ch n lo i xi m ng và ph gia t o c c XM x lý n n
đ t y u t nh Long An ............................................................................................................. ………45
3.3.1. Ph

ng pháp ch b , đúc và b o d

ng m u ................................. …………..45

3.3.2. Thí nghi m các ch tiêu c lý cho các lo i xi m ng t o CXM

………..47

3.3.2.1. Thí nghi m xi m ng Holcim PCB-40 ......................................... …………..47

4.1.1. Thông tin chung v công trình ................................................................................... 65
4.1.2. Các thông s k thu t c a tuy n đ
4.2.

c đi m đ a ch t n n tuy n đ

ng

ng ................................................................. 66
........................................................................... 66

4.3.Tính toán đ lún và n đ nh c a n n đ

ng khi ch a gia c

.......................... 68

4.3.1.Tính toán theo tiêu chu n 22 TCN 262-2000 ....................................................... 68
4.3.2. Ki m toán n đ nh n n b ng ph n m m Geoslope. .......................................... 71
4.3.3. Thi t k x lý n n đ

ng b ng gi i pháp CXM

4.3.3.1. Thi t k n n đ t gia c CXM theo ph

............................................. 72

ng pháp n n h n h p ........ 72

4.3.3.2. Xác đ nh kh n ng ch u t i cho phép c a CXM


ng b ng ph n m m Geoslope ...................... 84

4.4.2.5. K t qu tính toán mô hình .................................................................................... 86
4.4.3. Ki m tra n đ nh b ng ph n m m Plaxis. ............................................................. 90
4.4.3.1. Gi i thi u ph n m m Plaxis ................................................................................ 90
4.4.3.2. Các thông s đ a vào xây d ng mô hình ...................................................... 93
4.4.3.3. K t qu tính toán mô hình .................................................................................... 94
4.4.4. Phân tích k t qu tính toán ............................................................................ .…...99
4.5. K t lu n Ch

ng 4 ............................................................................................................... 99

K T LU N VÀ KI N NGH

.................................................................................................... 101

Tài li u tham kh o .................................................................................................................. 103 - 106
Ph l c s 1 ................................................................................................................................ 106 - 113
Ph l c s 2 ................................................................................................................................ 114 - 122
Ph l c s 3 ................................................................................................................................ 123 - 131
Ph l c s 4 ................................................................................................................................ 132 - 137
Ph l c s 5 ................................................................................................................................ 137 - 143


M C L C HÌNH V ,

TH

Hình 1.1: S phân b đ t y u BSCL ...........................................................................................................5

t...........................................................................32

a t ng đ i di n t i khu v c huy n M c Hóa ................................................................38

Hình 3.2: Hình v minh h a quá trình đ y n

c ra ngoài ph n t đ t t o c u trúc b n

v ng trong ph n t đ t ...............................................................................................................43
Hình 3.2a: Hình v minh h a khi đ a DZ33 vào trung hoài các ph n t sét......................43
Hình 3.2b: Hình v minh h a DZ33 đang trong quá trình kh n

c trong đ t .................43

Hình 3.2c: Hình v minh h a các ph n t đ t đang gia c v i DZ33 .....................................43
Hình 3.2d: Hình v minh h a liên k t các ph n t đ t + DZ33 t o c u…
Hình 3.3: Bi u đ bi u di n c

..................43

ng đ ch u nén c a CXM v i các lo i xim ng và

ph gia khác nhau ..........................................................................................................................60
Hình 3.4: Ki m tra các thi t b t o các m u XM

..............................................................................61

Hình 3.5: Công tác tr n c t li u c a các m u XM hình tr
Hình 3.6: Các m u XM hình tr


Hình 4.5: Ki m toán n đ nh tr

t c a n n khi đ p 4m đ t tr c ti p trên n n...................71

Hình 4.6: Ki m toán n đ nh tr

t c a n n khi đ p 5,5m đ t tr c ti p trên n n ..............71

Hình 4.7: Mô hình hoàn thi n bài toán đ p cao 4m ............................................................................81
Hình 4.8: Mô hình tính ng su t t nhiên c a đ t n n ......................................................................82
Hình 4.9: Mô hình sau khi đã gia c n n và thi công n n đ p......................................................82
Hình 4.10: Mô hình hoàn thi n bài toán .....................................................................................................83
Hình 4.11: Mô hình tính ng su t t nhiên c a đ t .............................................................................83
Hình 4.12: Mô hình tính toán n n sau khi thi công xong ................................................................84
Hình 4.13: Mô hình tính n đ nh t ng th

.................................................................................................84

Hình 4.14: Mô hình hóa tính toán n đ nh t ng th

............................................................................85

Hình 4.15: ng su t t nhiên trong đ t khi ch a thi công n n đ
Hình 4.16: ng su t trong đ t khi thi công n n đ
Hình 4.17:

cl

ng ....................................85



Hình 4.27: V trí nút và đi m ng su t c a ph n t đ t ....................................................................93
Hình 4.28:

lún Uy ph

ng án c c đ t xi m ng sau 2 tháng Uy=16,36cm ...................94

Hình 4.29: Chuy n v Ux ph
Hình 4.30:

lún t ng Uy ph

Hình 4.31: Phân b

ng án c c đ t xi m ng sau 2 tháng Ux=13,24cm ...........94
ng án CXM Uy=39,0cm ........................................................95

ng su t trong đ t n n sau khi thi công CXM

Hình 4.32: Bi u đ lún theo th i gian t i v trí tim và vai đ
Hình 4.33:

lún Uy ph

lún t ng Uy ph

Hình 4.36: Phân b

ng...............................................96

......................................................29

B ng 3-1: B ng t ng h p ch ti u c lý c a DZ33 ..............................................................................44
B ng 3-2: i u ki n thí nghi m.......................................................................................................................46
B ng 3-3: Quy trình ch b và th nghi m m u ....................................................................................46
B ng 3-4: Thành ph n hoá h c c a xi m ng Holcim PCB40.......................................................47
B ng 3-5: B ng t ng h p k t qu thí nghi m xi m ng Holcim PCB40 .................................47
B ng 3-6a: Thành ph n hoá h c c a xi m ng Holcim Stable Soil (HSS) ............................48
B ng 3-6b: Thành ph n hoá h c c a xi m ng Holcim Stable Soil (HSS) ............................48
B ng 3-7: T ng h p k t qu thí nghi m xi m ng Holcim Stable Soil (HSS).....................48
B ng 3-8: Thành ph n hoá h c c a xi m ng X Sài Gòn ................................................................ 49
B ng 3-9: T ng h p k t qu thí nghi m xi m ng X Sài Gòn ......................................................49
B ng 3-10: T ng h p k t qu thí nghi m đ t +xim ng Holcim PCB40: 7 ngày tu i...50
B ng 3-11: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng Holcim PCB40: 14 ngày tu i ..51
B ng 3-12: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng Holcim PCB40: 28 ngày tu i ..51
B ng 3-13: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng Holcim PCB40: 60 ngày tu i ..52
B ng 3-14: T ng h p k t qu thí nghi m v i đ t tr n xi m ng Holcim PCB-40 v i các
kh i l ng khác nhau và nén 28 ngày tu i.............................................................................................52
B ng 3-15: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng HSS: 7 ngày tu i..........................53
B ng 3-16: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng HSS: 14 ngày tu i .......................53
B ng 3-17: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng HSS: 28 ngày tu i .......................54
B ng 3-18: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng HSS: 60 ngày tu i .......................54
B ng 3-19: T ng h p k t qu thí nghi m v i đ t tr n xi m ng HSS v i các kh i
l ng khác nhau và nén 28 ngày tu i ......................................................................................................55
B ng 3-20: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng X Sài Gòn: 7 ngày tu i ...........55
B ng 3-21: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng X Sài Gòn: 14 ngày tu i ........56


B ng 3-22: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng X Sài Gòn: 28 ngày tu i ........56
B ng 3-23: T ng h p k t qu thí nghi m đ t + xim ng X Sài Gòn: 60 ngày tu i ........57


B ng 4-4: T ng h p k t qu tính toán đ lún và n đ nh n n đ

ng ......................................79

B ng 4-5: Các thông s đ a vào xây d ng mô hình...........................................................................93
B ng 4-6: T ng h p k t qu các gi i pháp x lý đ t y u ................................................................99


1

PH N M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Xây d ng các công trình đ

ng b , c u, c ng, sân bay, đê đ p, b n bãi…

đ ng b ng sông C u Long ( BSCL) nói chung và
quan t i thu t ng “n n đ t y u”.

Long An nói riêng đ u liên

BSCL có đ c tr ng là vùng tr ng th p, sông

ngòi ch ng ch t, đ t sét bão hòa r t y u, ng p l th
bi n d ng theo th i gian r t l n là đi u t t y u.


và đ

c áp d ng nhi u và

BSCL nh :

ng vào sân đ c ng hàng không C n Th

ng b ng sân bay C n Th [3] (theo ph

pháp x lý n n đ t y u b ng ph

ng pháp tr n

t) đã s d ng gi i

ng pháp này. K t qu x lý đ m b o n đ nh, có

hi u qu kinh t cho các công trình.
T nh Long An có di n tích 4.491,22 km 2, trong đó đ t y u có b dày l n
phân b r ng. Chi u sâu l p đ t y u thay đ i t vài mét đ n vài ch c mét, đ t
th

ng có tính nhi m phèn cao. Ch t l

ng CXM

y u t mà đ c đi m đ t nhi m phèn có nh h

đ

Long An.
3.

it

ng, ph m vi nghiên c u

it

ng đ tài t p trung nghiên c u là gi i pháp CXM và n n đ t y u

ph m

vi t nh Long An.
4. N i dung nghiên c u
-

c đi m n n đ t y u

BSCL;

- Tình hình, nghiên c u ng d ng gi i pháp c c XM ;
- C s lý thuy t ph

ng pháp tính toán thi t k CXM ;

- Công ngh thi công CXM ;
-

c đi m n n đ t y u

ng pháp tính toán lý thuy t đ tính toán thi t k CXM .

- Ph

ng pháp th c nghi m đ thí nghi m l a ch n lo i xi m ng, lo i ch t

ph gia.
- Ph

ng pháp mô hình s v i vi c dùng các ph n m m đ ki m toán đi u ki n

n đ nh công trình.


3

CH
T NG QUAN V

TY U

NG 1

BSCL VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN C U,

NG D NG C C XI M NG

T TR N

T


c trong đ t cao, đ bão hòa n

G> 0,8, đ s t l n (B > 1), kh n ng ch ng c t bé (c và

bé), kh n ng th m n

c
c

bé, h s r ng e l n (e > 1,0), đ t có tính nén lún l n (a> 0,1 cm2/kG), mođun bi n
d ng nh (E< 50kG/cm2), dung tr ng bé [1].
T ng tr m tích m i

BSCL là đ i t

ch t công trình [18]. Các l p đ t chính th

ng nghiên c u ch y u v m t đ a

ng là lo i sét h u c và sét không h u

c tr ng thái đ s t khác nhau. Bên c nh còn ph i k đ n nh ng l p đ t cát, sét bùn
l n v sò s n laterit. Ngay trong sét còn g p các v t cát m ng.
D a theo hình tr các h khoan trong ph m vi đ sâu kho ng 30m c a các
công trình thu c các t nh Long An, Ti n Giang, V nh Long, H u Giang, Cà Mau
[13], B c Liêu, thành ph H Chí Minh… có th phân chia các l p đ t nh sau:
L p đ t trên m t: Dày kho ng 0,5 – 1,5 m, g m nh ng lo i sét h t b i đ n
h t cát, có màu xám nh t đ n vàng xám. Có n i là bùn sét h u c màu xám đen.



ng có nh ng kh i h u c

d ng than bùn.

L p sét cát l n ít s n, m nh v n laterit là v sò ho c l p cát: L p này dày
kho ng 3-5m, th

ng n m chuy n ti p gi a sét l p h u c v i l p sét không h u

c . C ng có n i nh

M T (H u Giang ) l p cát l i n m gi a l p đ t sét. L p này

không liên t c trên toàn vùng BSCL.
L p đ t sét không l n h u c : L p đ t sét này khá dày xu t hi n
sâu khác nhau. M t s h khoan
n m ch t cách m t đ t 3 - 4 m.

Long An cho th y: L p đ t sét t
nh ng n i khác l p đ t sét t

các đ

ng đ i ch t

ng t n m cách m t

kh ng 9 - 10m (Th ch An, H u Giang), 15 - 16m (V nh Qui, Tân Long, H u
Giang), 25 - 26m (M Thanh, H u Giang), càng g n ven bi n, l p đ t sét càng n m

5

Bao g m các lo i đ t y u: bùn sét, bùn á sét, bùn á cát xen k p v i các l p á
cát. Khu v c này g m ba phân khu

Hình 1.1: S phân b đ t y u BSCL [5].