BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRƯƠNG HỒNG PHIẾU NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CƠNG NGHỆ TOP-BASE TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH LONG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP Hà Nội - 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ XÂY DỰNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI TRƯƠNG HỒNG PHIẾU KHĨA 2013-2015 NGHIÊN CỨU ÁP DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI ĐỊA BÀN TỈNH VĨNH LONG LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT CHUN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP MÃ SỐ: 60.58.02.08 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS TRẦN HỮU HÀ Hà Nội - 2015 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian thu thập tài liệu, nghiên cứu thực hiện, đến tác giả hoàn thành luận văn thạc sĩ với đề tài “Nghiên cứu áp dụng công nghệ Top - Base xử lý đất yếu địa bàn tỉnh Vĩnh Long” Luận văn nhờ nổ lực thân tác giả mà nhờ hướng dẫn tận tình q thầy cơ, động viên giúp đỡ gia đình, đồng nghiệp, bạn bè Qua luận văn tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến thầy TS Trần Hữu Hà giúp đỡ, dẫn cặn kẽ thời gian thực luận văn Xin chân thành cảm ơn Ban Giám hiệu Khoa Sau đại học Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội, Ban Giám hiệu Trường Đại học Xây dựng Miền Tây giúp đỡ tạo điều kiện cho tác giả hồn thành luận văn có kiến thức sâu rộng, quý báo làm tảng cho công tác nghiên cứu sau Xin chân thành cảm ơn! Tác giả Trương Hồng Phiếu LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập Các số liệu khoa học, kết nghiên cứu Luận văn trung thực có nguồn gốc rõ ràng Tác giả Trương Hoàng Phiếu MỤC LỤC LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ A MỞ ĐẦU Lý chọn đề tài Mục đích nghiên cứu Nội dung nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Phương pháp nghiên cứu Cấu trúc luận văn B NỘI DUNG CHƯƠNG I :TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU VĨNH LONG VÀ CÔNG NGHỆ TOP - BASE 1.1 TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 1.1.1 Đặc điểm đất yếu 1.1.2 Các loại đất yếu chủ yếu 1.1.3 Phạm vi ứng dụng xử lý đất yếu 1.1.4 Một số phương pháp sử lý Vĩnh Long 1.2 XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE 10 1.2.1 Khái niệm 10 1.2.2 Đặc điểm công nghệ Top-base 12 1.2.3 Ưu điểm công nghệ Top-base 13 1.2.4 Phạm vi ứng dụng công nghệ Top-base 13 1.3 ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE TRÊN THẾ GIỚI 15 VÀ TẠI VIỆT NAM 15 1.3.1 Ứng dụng công nghệ Top-base giới 15 1.3.2 Ứng dụng công nghệ Top-base Việt Nam 16 1.4 ĐẶC ĐIỂM ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH, ĐỊA CHẤT THỦY VĂN VỚI XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH TẠI TỈNH VĨNH LONG 19 1.4.1 Đặc điểm tình hình địa chất 19 1.4.2 Khả xây dựng công trình Vĩnh Long 24 CHƯƠNG II: CƠ SỞ KHOA HỌC VÀ PHÁP LÝ NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE 28 2.1 ĐẶC ĐIỂM CÔNG NGHỆ TOP-BASE 28 2.1.1 Mục đích gia cố top-base 28 2.1.2 Cơ chế gia cố đất 32 2.1.3 Khả kháng chấn móng cơng trình sử dụng cơng nghệ topbase 35 2.1.4 Tính tốn thiết kế top-base 35 2.1.5 Phương pháp thi công top-base 49 2.2 CÁC QUY ĐỊNH VỀ QUẢN LÝ CHẤT LƯỢNG TRONG CÔNG TÁC XÂY DỰNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 63 2.2.1 Nghị định 46/2015/NĐ-CP 63 2.2.2 Thông tư số 10/2013/TT-BXD 66 2.2.3 Thông tư số 13/2013/TT-BXD 67 2.2.4 Tiêu chuẩn Việt Nam 67 2.3 NHỮNG TIÊU CHUẨN KĨ THUẬT CHUNG VÀ CÁC QUY TRÌNH THỬ TẢI TOP-BASE 69 2.3.1 Các đặc tính kĩ thuật sản phẩm vật liệu Top-block theo phương pháp Nhật Bản 69 2.3.2 Các đặc tính kĩ thuật sản phẩm vật liệu top-block theo phương pháp Hàn Quốc 71 2.3.3 Quy trình thử tải Top-Base 72 CHƯƠNG III: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TOP-BASE CHO CƠNG TRÌNH XÂY DỰNG TẠI VĨNH LONG 76 3.1 ĐẶC ĐIỂM CƠNG TRÌNH 76 3.1.1 Quy mơ cơng trình 76 3.1.2 Kiến trúc 77 3.1.3 Điều kiện địa chất 78 3.2 THIẾT KẾ LỰA CHỌN PHƯƠNG ÁN MÓNG 79 3.2.1 Phương án móng cọc ép: 79 3.2.2 Phương án móng băng cừ tràm: 80 3.2.3 Phương án móng băng Top - Base: 83 3.3 ỨNG DỤNG TOP - BASE XỬ LÝ NỀN 83 3.3.1 Thi công nghiệm thu 84 3.3.2 Khả áp dụng Vĩnh Long 86 3.4 SO SÁNH GIẢI PHÁP TOP - BASE VỚI CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN KHÁC 87 3.3.1 Đánh giá hiệu kỹ thuật giải pháp xử lý móng 87 3.3.2 Đánh giá hiệu kinh tế 89 3.3.3 Phạm vi ứng dụng hiệu top base Vĩnh Long 92 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 94 Kết luận Kiến nghị TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC KÝ TỰ VÀ CHỮ VIẾT TẮT Chữ viết tắt Tên đầy đủ a Tính nén lún B Độ sệt B’ Cạnh ngắn theo bề rộng tải trọng tác dụng hiệu kết cấu có xét đến độ lệch tâm (m) Bk’ Cạnh ngắn bề rộng tải trọng tác dụng hữu hiệu top-base có xét đến độ lệch tâm (m) C CFG Lực dính đất đáy móng (tf/m2) Cọc bê tơng có lẫn bột than Cu Lực dính Df Độ sâu từ bề mặt lớp đất thấp gần đáy móng đến đầu mũi khoan (m) E Mô- đun đàn hồi đất top-base e Hệ số rỗng FPS Bọt khí Fs Hệ số an tồn G Độ bão hòa L’ Cạnh dài theo bề rộng tải trọng tác dụng hiệu kết cấu có xét đến độ lệch tâm (m) Lk’ Cạnh dài bề rộng tải trọng tác dụng hiệu kết cấu có xét đến độ lệch tâm (m) K0 Hệ số áp lực đất trạng thái nghỉ K1 Hệ số kể đến ảnh hưởng phân bố ứng suất lớp top-base K2 Hệ số kể đến tăng khả chịu cắt cho phép cần kể đến phân phối áp lực tiếp xúc với móng cứng Nc,Nq,Nγ Hệ số khả chịu cắt phá hoại cắt N Giá trị xuyên tiêu chuẩn P0 Lực xuyên q Tải trọng phân bố bề rộng lớp top-base qka Khả chịu cắt cho phép Si Độ lún lớp đất thứ i Top – base Nền xử lý khối bê tông dạng phiễu nén chặt Top-block Khối bê tông dạng phễu TP Thành phố α,β Hệ số hình dạng móng γ1 Khối lượng đơn vị đất đầu mũi khoan (tf/m2) σzi Biến dạng thẳng đứng lớp thứ i Δσzi Số gia ứng suất lớp thứ i QLNN TT BXD Quản lý nhà nước Thông tư Bộ xây dựng NĐ Nghị định CP Chính phủ QCVN (BT) Quy chuẩn Việt Nam Xây dựng - chuyển giao (BOT) Xây dựng – kinh doanh - chuyển giao (BTO) Xây dựng - chuyển giao – kinh doanh (PPP) Hợp tác công – tư TCVN Tiêu chuẩn Việt Nam TCXD Tiêu chuẩn xây dựng TCCS Tiêu chuẩn sở DANH MỤC BẢNG BIỂU Số hiệu bảng, biểu Tên bảng, biểu Bảng 2.1 Kết thử phịng thí nghiệm Bảng 2.2 Bảng tiêu chuẩn ứng dụng chung cho phương pháp top- base Bảng 2.3 Phương pháp lựa chọn hệ số K2 Bảng 2.4 Hệ số hình dạng móng tự nhiên Bảng 2.5 Hệ số hình dạng top-base Bảng 2.6 Hệ số khả chịu cắt đất Bảng 2.7 Phạm vi kích cỡ hạt đá dăm Bảng 3.1 Quy cách số loại cừ tràm Bảng 3.2 So sánh khối lượng vật liệu phương án móng Bảng 3.3 So sánh dự tốn chi phí phương án móng - Phân tích lý thuyết: Trên sở tổng hợp lý thuyết chung, phân tích đánh giá cơng nghệ Top-base, từ đưa giải pháp phù hợp, đạt hiệu kinh tế, phù hợp với điều kiện cụ thể tỉnh Vĩnh Long - Phân tích thực tế: Tham khảo phân tích điều kiện thực tế cơng trình thi cơng nước - Tìm hiểu cơng nghệ thi cơng, thiết bị máy móc thi cơng - Khả áp dụng công nghệ Top - Base xử lý đất Vĩnh Long Cấu trúc luận văn - Gồm có phần mở đầu, phần nội dung, kết luận kiến nghị, tài liệu tham khảo - Phần nội dung luận văn gồm có ba chương: Chương I: Tổng quan xử lý đất yếu Vĩnh Long công nghệ Top - base Chương II: Cơ sở khoa học pháp lý nghiên cứu xử lý đất yếu công nghệ Top-base Chương III: Ứng dụng cơng nghệ Top-base cho cơng trình xây dựng Vĩnh Long THÔNG BÁO Để xem phần văn tài liệu này, vui lịng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội Email: digilib.hau@gmail.com TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN 94 C KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Kết luận Công nghệ Top-base đánh giá xử lý đất yếu hiệu quả, có nhiều ưu điểm tăng khả tiếp nhận tải trọng đất làm giảm độ lún đất nền, giảm thời gian cố kết đất, giảm tác động động đất lên công trình Áp dụng cơng nghệ Top – Base vào xử lý có ưu điểm : thiết kế, thi cơng đơn giản, chi phí thấp so với phương án móng cọc ép, rút ngắn thời gian thi cơng Nghiên cứu ứng dụng từ Nhật Hàn Quốc kết luận sức chịu đất sau sử dụng cơng nghệ Top-base tăng lên 200%, độ lún giảm 15% đến 30% so với không xử lý Và Việt Nam bước đầu có nhiều cơng trình áp dụng mang lại hiệu Công nghệ Top – base áp dụng cho cơng trình, hạng mục cơng trình có tải trọng không lớn để thay cho giải pháp móng cọc bê tơng khu vực có lớp đất bề mặt yếu với chiều dày lớn, công nghệ phù hợp với số đất Vĩnh Long: Các cơng trình áp dụng bao gồm nhà thấp tầng ( có chiều cao tầng) Việc áp dụng công nghệ hiệu đạt số dạng cơng trình Vĩnh Long quan trọng cần thực sớm Công nghệ có nhiều ưu điểm như: dễ thực hiện, khơng địi hỏi thiết bị phức tạp, giá thành thấp, lại có phạm vi ứng dụng rộng rãi nhiều loại cơng trình xây dựng Nếu qui mơ cơng trình lớn sử dụng bê tông thương phẩm sử dụng máy bơm bê tơng chun dụng, cơng trình có qui mơ nhỏ nơi khơng có thiết bị thi cơng hồn tồn thủ cơng, thời gian thi cơng ngắn Giá thành phần móng giảm đáng kể, đặt biệt cơng trình có qui mơ tải trọng khơng q lớn mà trước sử 95 dụng móng cọc bê tơng Sản phẩm tận dụng từ chất thải thân thiện môi trường Công nghệ Top-base Việt Nam số doanh nghiệp mạnh dạn nghiên cứu áp dụng có hiệu thiết thực sở đầu tư công nghệ máy móc, thiết bị, nhân lực chuyển giao cơng nghệ từ nước ngồi Vì cơng nghệ Top – base giải pháp để lựa chọn nhà thầu, chủ đầu tư Tuy nhiên, việc áp dụng cơng nghệ cho cơng trình, hạng mục cơng trình cần khảo sát địa chất, tính tốn thiết kế cân nhắc lựa chọn phương pháp xử lý đất yếu, sau cho đạt hiệu tốt Kiến nghị Để thuận lợi áp dụng cơng nghệ Top – Base có hiệu Việt Nam cần giải vấn đề sau: Nhà nước cần sớm ban hành có dẫn kỹ thuật, tiêu chuẩn thiết kế, tiêu chuẩn áp dụng liên quan đến Công nghệ Top- base xây dựng, sử dụng cho số vùng số điều kiện đất Việt Nam nói chung Vĩnh Long nói riêng nhằm có số liệu thực tế áp dụng cụ thể cho loại cơng trình địa phương Việc sử dụng tiêu chuẩn nước cịn gặp khó khăn vấn đề quản lý chất lượng cơng trình, dẫn đến bất cập thiết kế, thi cơng nghiệm thu cơng trình (Theo thơng tư 18 /2010/TT-BXD ngày 15/10/2010 quy định việc áp dụng quy chuẩn kỹ thuật quốc gia, tiêu chuẩn quốc gia, tiêu chuẩn sở, tiêu chuẩn xây dựng nước hoạt động xây dựng Việt Nam, phụ lục 4) Nhà nước Bộ, ngành có chế khuyến khích nhà khoa học, doanh nghiệp đầu tư nghiên cứu áp dụng rộng rãi công nghệ nhằm đem lại hiệu cao 96 TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng việt Phùng Kim Dung (6 – 2009), Gia cố thành hố đào sâu dãy cọc xi măng - đất, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Hà Nội Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An (2005), Công nghệ trộn sâu tạo cọc xi măng đất khả ứng dụng để gia cố đê đập, Viện khoa học thủy lợi Nguyễn Quốc Dũng, Phùng Vĩnh An, Nguyễn Quốc Huy, Công nghệ khoan cao áp xử lý đất yếu,Viện khoa học thủy lợi Lê Luân et all (2008), Nghiên cứu thực nghiệm mơ hình TopBase, Hội nghị Khoa học Công nghệ sinh viên Đại học Xây dựng Vũ Công Ngữ (2005), Cơ học đất, Nhà xuất Giáo dục, Hà Nội Phan Hồng Quân (3-2008), Ứng dụng công nghệ xử lý TopBase Method vào Việt Nam, Tạp chí Địa kỹ thuật Đỗ Đức Thắng, Top-Base Method, Công ty liên doanh TBS Việt Nam Minh Trang (2010), Công nghệ Top-Base – Giải pháp cho đất yếu, Công ty cổ phần Kết cấu không gian TADITS Nguyễn Uyên (2004), Cơ sở địa chất học đất móng cơng trình, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 10 Nguyễn Uyên (2011), Xử lý đất yếu xây dựng, Nhà xuất Xây Dựng, Hà Nội 11 Trần Văn Việt, Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ thuật, Nhà xuất Xây dựng, Hà Nội 12 Công ty Cổ phần Tư Vấn Đầu Tư LICOGI 16.8, Công nghệ gia cố móng Top- Base 13 Cơng ty tư vấn xây dựng Nagecco (09-2005), Báo cáo khảo sát địa chất công trình Trường đại học xây dựng Miền Tây,Vĩnh Long ... quan xử lý đất yếu Vĩnh Long công nghệ Top - base Chương II: Cơ sở khoa học pháp lý nghiên cứu xử lý đất yếu công nghệ Top- base Chương III: Ứng dụng cơng nghệ Top- base cho cơng trình xây dựng Vĩnh. .. base đất yếu Tỉnh Vĩnh Long đem lại hiệu kinh tế Vì đề tài “ Nghiên cứu áp dụng công nghệ Top- base xử lý đất yếu địa bàn tỉnh Vĩnh Long ” cần thiết ứng dụng thực tiễn Mục đích nghiên cứu Những... dung nghiên cứu Trong luận văn giới hạn phạm vi nghiên cứu sau: + Nghiên cứu công nghệ Top- Base + Nghiên cứu phạm vi ứng dụng + Nghiên cứu quy trình thi cơng nghiệm thu công nghệ Top- Base Vĩnh Long