Upload
others
View
1
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 1
Tạp chí ĐỊA KỸ THUẬT
ISSN - 0868 - 279X
NĂM THỨ 24
SỐ 1 NĂM 2020
MỤC LỤC Ồ C T N
, U V N N Ọ, N U ỄN
KIM P ƢỢN , N U ỄN T Ị N ỌC T Ù :
Nghi n ứu o ảnh h ởng n i n
ng ến qu tr nh i x i l ng s ng h
thống s ng S i n - ng N i - khu v TP. H Chí Minh 3
NGÔ DOÃN HÀO: L a chọn, thiết kế kết cấu
chống hợp lý cho lò dọc vỉa 6+125 T.IIA TV mỏ than nam mẫu 11
LÂM N ỌC QU , BÙI TRƢỜN SƠN: ặc
i m cố kết theo ộ lún và tiêu tán áp l c
n c lỗ rỗng củ ất sét ão h n c 18
N U ỄN ỨC MẠN , LÊ T Ị ỒN VÂN ,
N U ỄN T ÁI LIN : Nghiên cứu ảnh
h ởng củ ờng m n c và giải pháp
xử lý sụt tr ợt bờ dố khu t i ịnh Nậm Khao, huy n M ờng Tè, tỉnh Lai Châu 28
P AN P ƢỚC VĨN , TRẦN N U ỄN
HOÀNG HÙNG: Nghiên ứu ứng xử nén ủ EPS eofo m sản xuất ở Vi t N m 36
T LÊ ƢƠN , LÊ BÁ VINH, N U ỄN
N ỰT N ỨT: Phân tích s làm vi c của
móng bè cọ xét ến ảnh h ởng của kết cấu khung 45
N U ỄN T IẾT OÀI, TRẦN N U ỄN
HOÀNG HÙNG: Quan trắ lún ờng ầu
cầu Vàm inh sau gia cố bằng công ngh Jet Grouting 53
N U ỄN T ÁI LIN , N U ỄN ỨC MẠN : Thi t lập tỷ l m h nh th nghi m trong
ph ng hợp lý phụ vụ nghi n ứu ứng xử
h trụ ất xi măng kết hợp l i ị kỹ thuậtt ờng ộ o 65
NGÔ DOÃN HÀO: Một số giải pháp công
ngh nâng cao tố ộ o giếng nghiêng 3-2
trong iều ki n trang thiết bị của Công ty
TNHH một thành viên than Nam Mẫu 74
PHÓ TỔNG BIÊN TẬP PGS.TS. OÀN T Ế TƢỜN
HỘI ĐỒNG BIÊN TẬP
PGS.TS. PHÙNG MẠNH ĐẮC
PGS.TS. HOÀNG VIỆT HÙNG
PGS.TS. PHẠM QUANG HƯNG
PGS.TS. NGUYỄN BÁ KẾ
TS. PHÙNG ĐỨC LONG
GS. NGUYỄN CÔNG MẪN
PGS.TS. NGUYỄN ĐỨC MẠNH
PGS.TS. NGUYỄN SỸ NGỌC
GS.TS. VŨ CÔNG NGỮ
PGS.TS. VÕ PHÁN
PGS.TS. NGUYỄN HUY PHƯƠNG
GS.TS. TRẦN THỊ THANH
PGS.TS. VƯƠNG VĂN THÀNH
TS. LÊ THIẾT TRUNG
GS.TS. ĐỖ NHƯ TRÁNG
PGS.TS. TRẦN THƯƠNG BÌNH
TS. NGUYỄN TRƯỜNG HUY
PGS.TS. ĐẬU VĂN NGỌ
PGS.TS. TẠ ĐỨC THỊNH
Giấy phép xuất bản số 1358/GPXB - Ngày 8-6-1996, Bộ Văn hóa - Thông tin
Cơ quan xuất bản: Viện Địa Kỹ thuật
(Liên hiệp các Hội KH&KT Việt Nam) 152 Lê Duẩn - Đống Đa - Hà Nội Tel: 024. 22141917.
Email: [email protected]; [email protected] Website: www.vgi-vn.vn
Xuất bản 3 tháng 1 kz Nộp lưu chiểu: tháng Ba 2020 In tại Công ty TNHH in và Thương mại Mê Linh
iá: 20.000 đ
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 2
VIETNAM GEOTECHNIAL JOURNAL
ISSN - 0868 - 279X
VOLUME 24
NUMBER 1 - 2020
CONTENTS
HO CHI THONG, DAU VAN NGO, NGUYEN
KIM PHUONG, NGUYEN THI NGOC THUY:
Research on forecasting the effect of sea level
rise on the riverbed accretion and erosion
process in Saigon - Dong Nai river system –
Hochiminh city area 3
NGO DOAN HAO: Selecting, Designing
solutions for appropriated supports in Drift
6+125 T.IIA ÷ TV of Nam Mau coal mine 11
LAM NGOC QUI, BUI TRUONG SON:
Relationship of consolidation characteristics
with settlement and pore water pressure
dissipation of saturated clayey soils 18
NGUYEN DUC MANH, LE THI HONG VAN,
NGUYEN THAI LINH: Effect of groundwater
level and simple remedial solutions for a large-
scale landslide at Nam Khao resettlement
village, Muong Te District, Lai Chau province 28
PHAN PHUOC VINH, TRAN NGUYEN HOANG
HUNG: Investigation of compressive behaviors
of EPS Geofoams made in Vietnam 36
TO LE HUONG, LE BA VINH, NGUYEN NHUT
NHUT: Effects of the structure frameworks on
behavior of piled raft foundations 45
NGUYEN THIET HOAI, TRAN NGUYEN
HOANG HUNG: Monitoring differential
settlement of Vam Dinh bridge abutment
after reinforced by Jet Grouting 53
NGUYEN THAI LINH, NGUYEN DUC MANH:
Selection of reasonable experimental
models for study behavior of system soil-
cement columns with high-strength geogrid
in laboratory 65
NGO DOAN HAO: Some technological solu
tions to increase the excavation speed of 3-2
incline shaft of NamMan coal company 74
DEPUTY EDITORS-IN-CHIEF
Assoc. Prof.,Dr. DOAN THE TUONG
EDITORIAL BOARD
Assoc.Prof. Dr. PHUNG MANH DAC
Assoc. Prof.,Dr. HOANG VIET HUNG
Assoc. Prof., Dr. PHAM QUANG HUNG
Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN BA KE
Dr. PHUNG DUC LONG
Prof. NGUYEN CONG MAN
Assoc. Prof. Dr. NGUYEN DUC MANH
Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN SY NGOC
Prof.,Dr. VU CONG NGU
Assoc. Prof.,Dr. VO PHAN
Assoc. Prof.,Dr. NGUYEN HUY
PHUONG
Prof., Dr. TRAN THI THANH
Assoc. Prof.,Dr.VUONG VAN THANH
Dr. LE THIET TRUNG
Prof., Dr. DO NHU TRANG
Assoc. Dr. TRAN THUONG BINH
Dr. NGUYEN TRUONG HUY
Assoc. Prof.,Dr. DAU VAN NGO
Assoc. Prof.,Dr. TA DUC THINH
Printing licence No 1358/GPXB
dated 8 June 1996 by the Minister of Culture and Information
Published by the Vietnam Geotechnical Institute (Vietnam Union of Science and Technology
Associations) Add: 152 Le Duan, Dong Da, Hanoi
Tel: 024.22141917. Email: [email protected];
[email protected] Website: www.vgi-vn.vn
Copyright deposit: March 2020
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 3
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 4
NGHI N U O NH H NG N I N NG N QU TR NH I I L NG S NG H TH NG S NG
S I G N - NG N I - KHU V TP.H M Ồ C T N
,* U V N N Ọ
*,
N U ỄN KIM P ƢỢN *, NGUYỄN T Ị N ỌC T Ù
**
Research on forecasting the effect of sea level rise on the riverbed accretion and erosion process in Saigon - Dong Nai river system - Hochiminh city area Abstract: Sea level rise not only changes the average water level but also
changes the tidal amplitude outside of the estuary, leading to the changes in
the hydraulic parameters such as increasing the water level amplitude and
the flow between rising and ebbing tide, increasing the tidal velocity. In
consequently, the hydraulic regime and the changes in the river morphology
will also be changed. The Saigon River flows through Ho Chi Minh City,
with many important structures distribute in the river’s section from Binh
Phuoc Bridge towards Mui Den Do, the riverbed is sharply meandered,
making the process of accretion and erosion becomes very complicated. The
most typical area is the curved river section around Thanh Da peninsula,
where serious river-bank landslide often happen.
The paper focuses on forecasting the changes in the accretion and erosion
activities under different Sea level rise scenarios in this river section by using
mathematical modeling method. In order to assess the overall change in the river
network scale but still be sufficiently detailed, the river network has been modeled
by an integrated 1D and 2D model in which the major tributaries are modeled by
2D. In the model, the equations of hydrodynamics and siltation transport are
solved by the finite volume method. The result clearly shows areas increasing the
risk of erosion and landslide. Calculation results of Sea level rise prediction
leading to the change in the riverbed accretion-erosion activity, threatening the
stability of the shoreline of the Saigon River in the study area. However, the
increasing accretion - erosion is not serious, with the erosion is more clearly
shown than the accretion with the largest level of accretion is about 4cm, while the
largest level of erosion is about 19cm. When the Sea level rise happen, the
maximum ebbing tidal speed in the dry season is from 72 ÷ 200 cm/sec, in the flood
season is from 80 ÷ 220 cm/sec, the ebbing tidal speed exceeds the erosion speed
of the two edges of the river-banks. The erosion and shoreline changes will take
place, especially in the concave banks of the curved river section.
Key words: corrasion, accretion and erosion, Saigon - Dong Nai river
system, sea level rise.
MỞ ẦU*
Thành phố H Chí Minh thuộc vùng hạ l u,
ử s ng ủ s ng S i n, ng N i v i
* hoa thu t a ch t v D u h – r ng i h c
B ch hoa – i h c u c gia p HC ** n p n o n n o –
r n o – p
Email: [email protected]
sông rộng, y s u, ịa hình thấp, bằng phẳng,
h thống kênh rạch rất phát tri n, chịu ảnh
h ởng mạnh của bán nhật triều. M i tr ờng ịa
chất của khu v c chủ yếu là trầm tích mềm rời
tuổi Tứ ở tầng n ng, ợ tạo th nh ởi các
trầm tí h tr Holo ene v Pleisto ene, phổ iến
l ất yếu nh n sét, n sét ph , ất t ph ,
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 5
sét ph o hảy, o mềm n n rất ị tổn
th ng. C ng v i s ph t tri n kh ng ng ng ủ
thuỷ i n th vi tí h n ủ h thuỷ
lợi l n v ảnh h ởng t ộng iến ổi khí hậu
v n i n ng ã g y ảnh h ởng l n ến
qu tr nh ộng l l ng s ng tr n h thống
s ng S i n – ng N i, trong oạn t
ầu nh Ph ến M i n ỏ hảy qu
th nh phố H Chí Minh tập trung nhiều ng
tr nh qu n trọng ủ th nh phố. Qu tr nh i n
biến l ng s ng ã ẫn ến hi n t ợng xói, b i,
sạt lở bờ sông liên tục, rộng khắp trên toàn
tuyến s ng v ã g y n n những tổn thất rất
nặng nề về ng ời và của, là mối e ọa nghiêm
trọng ến tính mạng, tài sản củ nh n c và
nhân dân ở ven sông, làm cản trở ến kế hoạch
xây d ng, khai thác, phát tri n bền vững dân
sinh, kinh tế, xã hội, m i tr ờng, gây mất ổn
ịnh khu n v n ninh quố ph ng. i
o tập trung nghi n ứu o iến ộng hoạt
ộng i – x i theo kị h ản n i n ng
NBD 15, 30, 50, 75, 100 cm trong thế kỷ tại
oạn s ng n y ằng ph ng ph p m h nh to n,
trong vi nghi n ứu ợ th hi n ằng
phần mềm 8 [ ho phép x y ng mô hình
tích hợp v ho i to n nghi n ứu
qu tr nh thuỷ l , qu tr nh vận huy n n
t v qu tr nh i x i trong một h thống
s ng, k nh rạ h. iến ộng b i – xói lòng dẫn,
phá hoại ờng bờ khi NBD không l n, xói th
hi n rõ h n i. Hoạt ộng này sẽ mạnh h n
nhiều khi m l c hạn trùng triều ờng
trong iều ki n NBD, gây ngập nghiêm trọng
cho Thành phố nếu không có h thống tho t l
cho sông Sài Gòn. Các kết quả tính to n o
t mô hình sẽ l m sở r i n
ph p ph ng hống khắc phục hi n t ợng x m
th tr n s ng v nghi n ứu này sẽ mang lại
nhiều kết quả qu n trọng, qu sẽ giảm thi u
các thi t hại ho ng ời n, sở hạ tầng
ặ i t l ối v i một khu v c có nhiều oạn
s ng ong th ờng xuy n xảy r sạt lở bờ tr n
ị n th nh phố.
1. MÔ HÌNH TÍNH TOÁN
1.1. Phƣơng pháp
M h nh ợ thiết lập ằng phần mềm 8.
M h nh n y l m h nh tí h hợp trong
s ng l n ợ m h nh h hiều ( ) v
k nh nhỏ ợ m h nh h một hiều ( ).
Tuy nhi n i to n vận tải n t v i n iến
l ng ẫn th hỉ tính tr n m h nh . iều ki n
biên cho b i to n n t khi kh ng những
ợ p ặt tại i n hở m n ợ p ặt
tại nút li n kết giữ mo ule v .
n t l lửng v i n iến y theo thời gi n
ợ giải t ph ng tr nh [ :
bbH EDCDCt
DC
q
(1)
bb
bybxb EDy
q
x
q
t
zP
1 (2)
Trong : q và U - l u l ợng n vị v vận
tố trung nh hiều s u ủ ng (v
Tyx uu ,U ; C - n ng ộ n t trung nh
hiều s u; - ộ s u; - to n tử vi ph n; H –
h số khuế h t n; zb – o ộ y; P – ộ rỗng;
Db và Eb – suất lắng v x i ủ n t tại y.
H số khuế h t n ợ tính t ộ nh t rối:
HH A (3)
Trong : AH - ộ nh t rối; - h số Pr n tl
-Schmidt.
C ph ng tr nh ( ) v ( ) ng ợ giải
theo ph ng ph p th tí h hữu hạn, t ng t
ph ng ph p giải ng hảy.
1.2. Lƣới tính
C s ng hính ủ mạng S i g n – ng n i
v v ng i n ngo i ử s ng ợ hi l i tính
hiều ( ) g m 30.668 phần tử tứ gi v i
33.5 3 nút. Tr n ph ng ng ng s ng ít nhất
8 phần tử. C k nh nhỏ ợ m h nh h ằng
m h nh một hiều ( ) v i 09 nh nh v . 6
mặt ắt (H nh ). Chiều i oạn tính
xấp xỉ .000 m. M h nh ợ ổ sung một số
hứ th y thế ho o, h v rạ h nhỏ
kh ng ợ m tả tr tiếp trong m h nh.
ị h nh y s ng ợ th m khảo t t i
li u khảo s t ởi C ng ty ảo ảm n to n h ng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 6
hải v Vi n Kho họ Thủy lợi Miền N m
trong thời gi n 006 - 009 v tờ Hải IA-
100- 3, in năm 979. ị h nh y m h nh
ợ tr nh y tr n H nh .
H nh i t nh to n v c c tr m quan tr c
tr n h th ng s ng i G n - ng ai
H nh 2 a h nh đ y ph n m h nh 2D
1.3. iều kiện biên
M h nh 6 i n mở qu n trọng. Tại
trạm ầu Tiếng, Trị An, Ph H , Cần ăng
v T n An, l u l ợng ng hảy th o ợ
p ặt. tr n i n i n V ng T u - C ng, m
n tính to n t hằng số thủy triều ợ sử
ụng l m iều ki n i n.
Tr n i n ứng ủ m h nh , iều ki n
kh ng thẩm thấu v iều ki n tr ợt ủ vận tố
song song v i i n ợ p ặt.
ối v i i to n vận tải n t tr n m h nh
, tr n i n hở v tại nút nối tiếp m h nh
v i , khi n hảy v o, n ng ộ n t
l lửng ợ p ặt theo iều ki n n ằng. Ở
ph hảy r , iều ki n i n Neum nn ợ sử
ụng. Tr n i n ứng, kh ng th ng l ợng
n t xuy n qu . Th tế ngo i i n, ngo i
ng hảy, qu tr nh vận tải n t n hịu t
ộng ủ s ng. Tuy nhi n yếu tố tr n sẽ ị ỏ
qu trong nghi n ứu n y.
1.4. Các thông số mô hình
H số nh m M nning ho mặt ắt s ng v
miền tính ợ x ịnh trong qu tr nh hi u
hỉnh m h nh v i kết quả trong khoảng 0,0 0 –
0,060 ( ối v i m h nh ) v trong khoảng
0,0 9 – 0,035 ( ối v i m h nh ).
L u l ợng n t y v n ng ộ n t
l lửng tại mặt ph n h n t y v n
t l lửng ợ tính theo ng thứ V n Rijn
[ v i h i th ng số ầu v o hính l ờng
kính hạt trung nh 50 v ứng suất khởi ộng
ủ t y θc.
Vật li u y v i số li u ụ th l 50 =
0, 8mm v 90 = 0, 5mm ợ lấy theo t i li u
n t l lửng v t i li u n t y ủ Vi n
Kho Họ Thủy Lợi Miền N m.
thời gi n tính ối v i i to n thủy l
l t = ,0 gi y ( ối v i m l hoặ tr ờng
hợp n i n ng o nhất) v t = , gi y
( ối v i m ki t). thời gi n tính ối v i
i to n vận tải n t v iến h nh l ng ẫn
ợ lấy ằng 5 lần thời gi n tính ủ i
to n thủy l . V i thời gi n n y, tố ộ
tính to n l ng y tính hỉ mất khoảng giờ
máy tính.
1.5. iệu chỉnh mô hình
M h nh ng hảy v vận tải n t sử
ụng trong trong i o n y l kế th t một
số nghi n ứu tr . M h nh ã ợ hi u
hỉnh họn r ộ h số nh m ng nh h số
Prandtl – S hmi t ph hợp. Kết quả hi u hỉnh
th th m khảo trong t i li u [3, 4 v 5 v
sẽ kh ng ợ tr nh y ở y.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 7
2. KẾT QUẢ VÀ BÀN LU N
2.1. Các phƣơng án tính toán
N i n ng kh ng những l m th y ổi
m n trung nh m n l m th y ổi ả ặ
tr ng s ng triều ở ngo i ử s ng [5 . iều
n y ẫn t i th y ổi iều ki n thủy l s ng S i
Gòn – ng N i v hế ộ i x i. nh gi
ảnh h ởng ủ n i n ng i n iến i x i
l ng ẫn trong th ng m ki t v th ng m
l ủ h thống s ng n y ã ợ tính to n v i
kị h ản sở v 5 kị h ản n i n ng
kh nh u. C kị h ản ợ gi i thi u trong
ảng . Năm sở ợ họn l năm 000. iều
ki n i n thủy triều ủ năm x y ng kị h
ản ợ tính t năm sở [5 :
10ttt (4)
Trong : và – m n triều sở v
m n triều khi gi tăng m n i n ở
mứ ộ l ; – gi tăng i n ộ triều; t0 – thời
gi n s m ph .
Bảng : Các kịch bản v thông số thủ triều
C h
số
Gi tăng m n i n, cm
=
15
=
30
=
50
=
75
=
100
(%) 0,4 0,7 1,16 1,8 2,5
To , (ph) 0,45 1,0 2,0 3,0 4,5
2.2. Kết quả tính toán bồi xói lòng sông v
phân tích
M h nh th hi n vi tính to n i x i l ng
s ng theo kị h ản n i n ng l 00 m;
5 m; 30 m; 50 m; 75 m v 00 m ho m
ki t v m l . M h nh sử ụng kết quả m
n năm 000 (năm ỉnh l o nhất) t
ng y 3 3 000 ến ng y 30 4 000 ho m
ki t v t 3 9 000 ến ng y 3 0 000 ho m
l . C mặt ắt hính nghi n ứu v kết quả m
h nh tính to n t ộng ủ n i n ng ến
i n iến i x i l ng s ng l n nhất H nh 3,
H nh 4 i y:
H nh C c m t c t ch nh nghi n c u b i
H nh h n b m c đ b i-x i ng s ng
v o m a i t hi BD cm
H nh 5 h n b m c đ b i-x i ng dẫn v o
m a ũ hi BD cm
H nh Gi tr n nh t c a chi u d y b i
v chi u s u x i - cm t i c c m t c t tr n
s ng i G n theo c c ch b n BD
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 8
H nh th i l ng s ng tại một số mặt ắt hính
v o m ki t v m l ứng v i kị h ản
N ợ tr nh y tại H nh 7, H nh 8 i
y:
H nh Di n bi n b i x i s ng i G n t i hu v c b n đ o hanh a
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 9
H nh Di n bi n b i x i s ng i G n t i hu v c h hi m
T h nh tr n ho thấy v o m ki t ộ
i x i ủ mạng s ng ít h n m l . Nh n
hung mạng s ng ị x i ở h i mép ờ s ng v
i trong l ng s ng. Nh ng o ảnh h ởng
ủ n i n ng n n i n ộ o ộng ủ
ộ i lắng l n h n so v i tr ờng hợp kh ng
n i n ng. Mứ ộ gi tăng i x i tr n
s ng S i n trong khu v nghi n ứu theo
kị h ản N kh ng nghi m trọng. Mứ ộ
i l n nhất khoảng 4 m, trong khi mứ ộ x i
l n nhất khoảng 9 m. Theo hiều ng hảy t
MC MC9, hoạt ộng i-x i i n r kh ng
ng ều. Khu v i nhiều nhất tại MC3,
MC5 v MC6, trong khi mứ ộ x i xảy r
t ng ối ều h n tại tất ả mặt ắt. Tại
những oạn s ng thẳng hi n t ợng i-x i xảy
r ít h n, tuy nhi n ở những n i gi o ắt giữ
s ng hính S i n v s ng nh nh h y giữ
rạ h l n th hi n t ợng x i xảy r mạnh h n.
Về o sạt lở tr n s ng S i n, oạn s ng
ong qu nh n ảo Th nh ị uốn khú mạnh,
ng n h ng mạnh v o ờ lõm v i vận tố
l n, l m ho ờ n y ị x i lở mạnh v th ờng
xuy n [7 . Khi N , tố ộ ng triều tăng l n,
hoạt ộng x i lở ở ờ lõm oạn s ng ong sẽ
gi tăng, l m iến ộng ờng ờ. Nghi n ứu
o ợ giải quyết ằng h x ịnh tr ờng
vận tố ủ ng s ng theo kị h ản N tại
oạn nghi n ứu o, so s nh vận tố ng
hảy v i vận tố hịu x i ủ trầm tí h ấu tạo
n n oạn ờ o, nếu vận tố o ủ
ng hảy l n h n vận tố hịu x i ủ trầm tí h
th sẽ xảy r x i lở l m iến ộng ờng ờ. C
oạn ong nghi n ứu sạt lở khu v n ảo
Th nh ợ nh số t -5 theo hiều ng
hảy v ợ th hi n tr n H nh 9.
H nh C c đo n cong d ng ph n t ch s t
Khu v n ảo Th nh ợ ấu tạo ởi
trầm tí h tr , hi n ại l ất yếu, mềm rời,
ộ hặt thấp nh n sét, n sét ph , sét ph v
t ph kém hặt, t hạt nhỏ, hạt mịn [7 . ối
hiếu v i vận tố hịu x i (vx i) ủ loại ất
th ờng ng thiết kế ng tr nh thuỷ lợi [8
nhận thấy vận tố hịu x i ủ trầm tí h khu
v n ảo Th nh phổ iến trong khoảng t
5 ến 50-60 m gi y, l ất khả năng hịu
x i thấp, ị x i lở.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 10
H nh n t c c c tr d c hai b s ng t i
đo n cong m a i t v m a ũ theo c c ch
b n BD
H nh n t c c c tr d c hai b s ng
t i đo n cong m a i t v m a ũ theo c c
ch b n BD
H nh 2 n t c c c tr d c hai b s ng t i
đo n cong m a i t v m a ũ theo c c ch
b n BD
So s nh kết quả o vận tố ng triều
khi N v i vận tố hịu x i ủ ất ở khu
Th nh ng nhận thấy vận tố ng
triều rút, ặ i t l ng triều rút v o m l
v ợt kh x vx i ủ ất n ờ s ng. iều
ho phép nhận ịnh hi n t ợng x i lở, ổn
ịnh ờng ờ sẽ i n r mạnh khi N , ặ
i t l oạn nghi n ứu 3,4,5 v tập trung
v o ờ lõm. y ng hính l oạn
ng i n r hi n t ợng x i lở. Kết quả o
iến ộng ờng ờ ở khú ong Th nh
ng ặ tr ng ho khú ong kh ủ
s ng S i n phần hảy qu Tp.HCM. C
kết quả o n y m i hỉ xét t i ảnh h ởng
o N , h xét t i t nh huống thời tiết
o n o KH nh m l hạn trong
iều ki n N .
3. KẾT LU N
N l m iến ộng hoạt ộng i – xói
l ng ẫn, e ọ ổn ịnh ờng ờ ủ s ng
S i n oạn hảy qu Th nh phố, mứ ộ
gi tăng i – x i kh ng nghi m trọng, x i th
hi n rõ h n i. Khi N , vận tố ng triều
rút v ợt qu vận tố hịu x i ủ ất ờ
s ng, hi n t ợng x i lở, iến ộng ờng ờ
sẽ i n r mạnh, ặ i t l ờ lõm ủ
oạn s ng ong. V i mụ ti u nghi n ứu t
ộng ủ iến ổi khí hậu v n i n ng
ến qu tr nh i x i v iến h nh l ng ẫn h
thống s ng S i n – ng N i ằng vi x y
ng m h nh tính to n tr n phần mềm
8. Tuy m h nh hỉ m phỏng ng hảy
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 11
vào mùa ki t v m l i ảnh h ởng ủ
n i n ng m h xét ến hi n
t ợng thời tiết ất th ờng nh ng m h nh
ợ hi u hỉnh v ki m ịnh số li u o ạ ,
kết quả tính to n ho thấy ộ hính x o
v ng thời tố ộ tính to n nh nh. M hình
ã hỉ r những i m i x i trọng i m v t
ph ng h ng ngăn ng v khắ phụ .
Lời cám ơn
h m t c gi xin ch n th nh c m n r ng
HB p HC h tr inh ph th c hi n đ
t i nh gi n đ nh đ ng b ph c v ph t
tri n b n v ng hu v c th nh ph H Ch inh
đo n t C Chi đ n ũi n
C2 C c p C đ t i c p i h c
qu c gia
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Lê Song Giang (2010). Xây d ng mô hình
toán t ng h p cho t nh to n tho t n c đ th .
o o ề tài NCKH mã số B2007-20- 3T .
ại học Bách khoa Tp.HCM.
2. Van Rijn, L.C. (1993). Principles of
Sediment Transport in Rivers, Estuaries and
Coastal Seas, Aqua Publications, 690p.
3. Lê Song Giang, Nguy n Thị Ph ng
(2009). Nghiên c u s thay đ i ch đ th y l c
c a s ng h B v ng u do đ o nh Hi p
h c bằng mô hình toán s . Tạp chí Khoa học
và Công ngh tr ờng ại học kỹ thuật, Số
74, tr. 92 – 96.
4. Lê Song Giang, Nguy n Thị Bích (2012).
Kết quả ầu phát tri n mô hình toán số 2
chiều di n biến lòng dẫn sông Sài Gòn - ng
nai, Hội nghị khoa họ C học Thủy Khí Toàn
quốc, Nha Trang - Vi t Nam
5. L Song i ng, V Linh i u (2012).
Thuỷ triều khu v c ven bi n Nam bộ trong iều
ki n n c bi n dâng, Hội nghị khoa họ C học
Thủy Khí Toàn quốc, Nha Trang - Vi t Nam.
6. H Chí Thông và ctg. (2014).
Mathematical model in assesment of
saltwater intrusion in Sai Gon - Dong Nai
river system (southern Viet Nam) due to sea
level rise, Phát tri n Khoa học và Công
ngh , 17 (K5), 94, 2014.
7. Thiềm Quố Tuấn, Huỳnh Ngọc Sang,
ậu Văn Ngọ (2008), Hi n trạng tr ợt lở bờ
s ng S i n, ph ng h ng ngăn ng a khắc
phục, Tạp chí phát tri n KH&CN, tập , số
11 - 2008.
8. Lomt ze. V. , ị hất ng tr nh - ị
ộng l ng tr nh. , H Nội, VN: Nh xuất
ản ại họ v Trung họ huy n nghi p, 98 .
g i ph n bi n P S,TS N UYỄN VIỆT KỲ
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 12
L HỌN, THI T K K T ẤU H NG HỢP LÝ
HO L Ọ VỈ 6+125 T.II TV MỎ TH N N M MẪU
NGÔ DOÃN HÀO*
Selecting, Designing solutions for appropriated supports in Drift 6+125
T.IIA ÷ TV of Nam Mau coal mine
Drift 6+125 T.IIA ÷ TV excavated for coal transportation purposes in the
North areas of Nam Mau coal mine. Excavation area of drift Sđ = 9,4m2 and
using area Ssd = 7,3m2. The shape of drift with arc and vertical walls,
supported by steel ribs SVP22. The drift is usually instability and must be
repaired. After reality investigation, analysis and assessment the causes of
instability of steel ribs, author recommended the solutions for appropriated
supports in this drift.
- In case the foot of steel ribs located completely in the coal seams or the
rock mass layer, flexible steel ribs SVP22 are applied, the shape of drift
recommended by the arc and inclined wall with angle of steel ribs - 850.
- In the length of drift in case of one-foot of steel rib located in the coal
seams and other foots in the rock mass, flexible steel ribs I16 are applied.
The roof and floor of drift used by timber with diameter 16 cm, the shape
of drift with the arc and inclined wall with the angle of steel ribs 850 are
chosen.
The research results were applied and raised the stability for drift 6+125
T.IIA ÷ TV in the Nam Mau coal mine.
. ẶT VẤN Ề*
Trong những năm qu , C ng ty th n N m
Mẫu - TKV ã kh ng ng ng mở rộng i n kh i
th v kh i th xuống s u. Chính v vậy, số
mét l o trong v trong th n kh ng ng ng
tăng l n. n ạnh vi o m i ờng l ,
C ng ty th n N m Mẫu - TKV n mất rất
nhiều thời gi n, nh n l v vật li u tổ hứ
hống xén một số ờng l i qu khu v
ứt gãy, ph y ph th n, ất mềm yếu, ở
rời, ất hứ sét ị tr ng nở khi gặp n .
S mất ổn ịnh kh ng hỉ l m thu hẹp i n tí h
sử ụng ờng l m n l m ho kết ấu
hống ị ong, v nh, s l h hoặ ph vỡ ột ở
những i m ắt g ng giữ x v ột. Chính v
* i h c - a ch t
S 18 P V ên, p n ứ ắn , q ận ắ ừ
L êm, à Nộ ;
Email: [email protected]
vậy, Lựa chọn, thiết kế kết cấu chống hợp lý
cho đường lò dọc vỉa 6+125 T.IIATV” l ần
thiết, nhằm thi ng n to n, ẩy nh nh tiến ộ
o l , giảm hi phí hống xén v uy tu ảo
ỡng ờng l .
2. T N SỐ KỸ T U T ƢỜN LÒ
VÀ IỀU KIỆN ỊA C ẤT NƠI ƢỜN
LÒ I QUA
2. . Thông số kỹ thuật [1].
Lß dọc vỉa 6 trong ®¸ møc +125 T.IIa-:-T.V
®ãng vai trß vËn t¶i than cho khu vùc c¸nh B¾c
ủ mỏ. ờng l ọ vỉ 6 + 5 T.II T.V
i n tí h o Ss = 9,4 m2, i n tí h sử ụng
Ssd =7,3 m2. L ợ hống giữ ởi kết ấu
hống linh hoạt kí h th ằng thép l ng m ng
SVP v i h nh ạng n h nh v m, t ờng
thẳng ứng; n h n kín ằng tấm h n t ng
ốt thép, h ng h n ằng l i thép, khoảng h
giữ v hống ằng 0,7m.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 13
2.2. iều kiện địa chất nơi đƣờng lũ đi
qua [1].
ị tầng khu v o g m trầm tí h tứ v
trầm tí h T3-J . o g m: C t kết, ột kết, uội
sỏi khả năng ổn ịnh ền vững, hiều y nham
thạ h kh ng ổn ịnh; h số ki n ố ủ hủ
yếu l f=6 8. C vỉ th n h ng ắm ng ợ
ị h nh, h số ki n ố f= .
- Sét kết ấu tạo ph n l p mỏng, ờng ộ
kh ng nén sột kết t 0 400kG/cm2
trung
bình là 331kG/cm2. Chiều y ị tầng sét trung
bình là 23m.
- ột kết ấu tạo ph n l p mỏng,
ờng ộ kh ng nén trung nh ủ ột kết
là 618 kG/cm2. H số ki n ố ủ sét v ột
kết f= 6.
- C t kết, sạn kết ấu tạo ph n l p y
ờng ộ kh ng nén trung nh 067k m2.
H số ki n ố ủ sạn f= 0.
3. THỰC TRẠN CÁC ƢỜN LÒ
DỌC VỈA 6 + 25 VÀ N U ÊN N ÂN MẤT
ỔN ỊN [2]
3. . Thực trạng đƣờng lũ dọc vỉa 6 + 25
Qu khảo s t th tế, húng t i nhận thấy
oạn l o trong nh n hung l ổn ịnh, hỉ
những oạn l o qu th n th l mất ổn
ịnh s u một thời gi n hống giữ. S u khi hống
xén một thời gi n, ờng l lại tiếp tụ mất ổn
ịnh. S mất ổn ịnh ủ ờng l th ờng l
nén vặn kung hống, h n ột ị nén v o trong
l m thu nhỏ tiết i n v ng nền; i n tí h sử
ụng n lại l 6,5m2, hiều rộng n trong tại
mứ nền giảm xuống n (3,03, )m, hiều o
bên trong khung chèng còn (2,252,45)m. ặ
i t ở một số vị trí m l o m trụ một n
h n ột ặt v o trụ, phí ột n lại ặt
trong th n th khung hống th ờng ị ph hủy ở
vị họng ốt (kh p giữ x v ột) ở phí ột
hống ặt tr tiếp tr n trụ. S mất ổn ịnh
ủ ờng l ợ th hi n tr n h nh 3. ,
hình 3.2.
3.2. Xác định ngu ên nhân gâ mất ổn
định của kết cấu chống
nh gi ợ úng, ầy ủ v hính x c
về nguy n nh n g y r mất ổn ịnh ở ờng l ,
ngo i những nguy n nh n s ộ l m mất ổn
ịnh ờng l nh :
- ng l i thép h n l ẫn t i g y r tập
trung ứng suất o ất xung qu nh kh ng t
ụng ều l n to n ộ khung hống;
- Cột hống thẳng, trong khi áp l ất
n h ng l n. Cần thiết phải tiến h nh tập trung
nghi n ứu v o một số vấn ề s u:
- Ki m tr ền kết ấu hống theo thiết kế
ủ mỏ;
- Ki m tr vi hế tạo ấu ki n ủ kết
ấu hống;
- Tr nh t thi ng kết ấu hống ủ mỏ.
H nh t c t ngang đ ng d c vỉa
25 t i th i đi m nghi n c u
3.2.1. Kiểm tra bền cho kết cấu chống
* Kiểm tra bền cho kết cấu chống đang sử
dụng bằng phần mềm KCCL 2.0 [3].
ki m tr ền sử ụng phần mềm KCCL
2.0. Căn ứ v o th ng số h nh họ ủ
ờng l v th m số ặ tính lý khối
n i ờng l o qu , phần mềm ã tính to n
r gi trị p l ất t ụng l n
ờng l . Phần mềm tính to n x ịnh gi trị
nội l ph n ố tr n khung hống ợ xuất r
tr n ảng 3. , 3.2 và hình 3.2, và 3.3.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 14
Bảng 3. . iá trị nội lực phân cột
Y (m)
Nc (kN)
Qc (kN)
Mx (kN.m)
0.00 0.16 0.31 0.46 0.62 0.78 0.93
48.8779 48.8779 48.8779 48.8779 48.8779 48.8779 48.8779
13.6821 10.5633 7.4445 4.3256 1.2068 -1.9120 -5.0308
0.0000 1.8790 3.2746 4.1868 4.6156 4.5609 4.0228
Bảng 3.2. iá trị nội lực phân x
Góc (0
Nc (kN)
Qc (kN)
Mx (kN.m)
0.0 12.6 25.2 38.4 53.7 71.1 90.0
48.8779 49.3522 48.3039 46.2564 43.9665 42.2074 41.5511
-5.0308 -1.7700 0.9942 2.6215 2.8356 1.7873 0.0000
4.0228 2.4108 2.2610 3.1736 4.5262 5.6664 6.1065
Mx(kN.m)
18
37
.50
00
0.000
4.023
2.411
2.261
3.174
4.5265.666
6.107
0.000
4.023
2.411
2.261
3.174
4.526
5.666
H nh 2 Bi u đ m men theo ph n m m CC 2
48.878
48.878
49.352
48.304
46.256
43.966
42.20741.551
Qc(kN)Nc(kN)
13.682
-5.031
-1.770
0.994
2.622
2.8361.787 0.000
48.878
48.878
49.352
48.304
46.256
43.966
42.20741.551
13.682
-5.031
-1.770
0.994
2.622
2.836
1.787
H nh Bi u đ c d c v c c t theo ph n m m CC 2
, , , , , , ,
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 15
* Kiểm tra bền kết cấu chống của mỏ đã
thiết kế: v o ặ tính kỹ thuật thép SVP
phần mềm tính to n ki m tr ền ho v hống
v kết luận nh s u:
3.2.2. Kiểm tra tính hợp lý của việc gia công chế tạo khung chống của mỏ
Theo [ , kết ấu v th ng số gi ng khung hống l 6 + 5 mỏ hế tạo nh tr n h nh 3.4.
Chi tiÕt cét chèng:
K
Hc
c
Lc
B
H
VÊu ®inh vi
900
Chi tiÕt xµ chèng:
Lx
Rx
A
C
K
K
Rxt
x
VÊu ®inh vi
H=2245mm; Lx=3356mm; Lc=1307mm; K=300mm
A=2787mm; B=460mm; C=765mm; c=43057’
H nh B n vẽ gia c ng hung ch ng c a m am ẫu thi t ch t o
3.2.3. Kiểm tra trình tự thi công lắp dựng
kết cấu chống
Qu t m hi u ở t i li u thiết kế thi ng, i n
ph p thi ng v th tế nhận thấy quy tr nh thi
ng lắp ng khung hống s u khi o l ho n
ph hợp. Tuy nhi n, ng nhận thấy nhiều hỗ
n hi n t ợng rỗng n hoặ rỗng h ng. Vi
nổ m n n tạo r h số th tiết i n l n.
* Kết luận: T vi ki m tr vi gi ng
hế tạo khung hống, quy tr nh lắp ặt khung
hống v ki m tr ền ằng phần mềm
KCCL .0 nh tr n, thấy khung hống ảm ền.
Nh ng trong th tế khung hống lu n mất
ổn ịnh g y r thu hẹp i n tí h ờng l ,
khung hống ị vặn, ở hỗ tiếp gi p giữ x v
ột ị ph hủy. Theo húng t i, nguy n nh n
mất ổn ịnh o những nguy n nh n ản s u:
- Vi sử ụng h n h ng l ằng l i thép,
l m ho p l h ng t ụng l n ột ở ạng tập
trung hứ kh ng phải l ph n ố, trong khi p
l h ng l t ng ối l n;
- T gi trị m men tr n ảng gi trị nội l v
h nh ạng ủ i u m men ( ảng 3. , 3. ,
hình 3.2 và 3.3) th thấy l h nh ạng kết ấu
hống m mỏ ng sử ụng l h ph hợp.
- T hiều o ủ ột hống , 45m tr n
ản vẽ hế tạo khung hống ủ mỏ (h nh 3.4)
và giá trị nội( ảng 3. , 3. ) nhận thấy vị trí nối
giữ x v ột h hợp lý (momem v l ắt
kh l n).
Như vậy, để đảm bảo ổn định cho khung chống
cần tập trung giả quyết những vấn đề trên.
4. Ề XUÁT KẾT CẤU C ỐN ỢP
LÝ CHO LÒ DỌC VỈA 6+125T.IIa ÷ T.V
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 16
4. . Trƣờng hợp cả hai chân cột chống đều
đặt trong than hoặc đều đặt trên đá trụ.
* Tính to n thiết kế kết ấu hống.
Trong tr ờng hợp n y, ăn ứ v o kí h th
mặt ắt ng ng v iều ki n ị hất nh ã tr nh
y ở tr n th hợp lý h n ả l họn kết ấu
hống ạng tiết i n ng ng l h nh v m n
nguy t t ờng xi n 850, n kính 8 5mm. ờng
l hiều rộng 3630mm, hiều o 750mm,
hiều o phần t ờng xi n l 935mm.T những
th ng số ầu v o ã tính ợ gi trị nội l ủ
khung hống ở ảng 4. , 4. .
Bảng 4. . Bảng tính nội lực phần cột
Mặt cắt Tọ ộ y, m L c dọc NC, kN L c cắt QC, kN Mô men MC, kN.m
0-0 0 -51,147 9,372 0,000
1-1 0,2 -50,792 5,302 1,475
2-2 0,4 -50,437 1,231 2,136
3-3 0,6 -50,082 -2,839 1,982
4-4 0,8 -49,727 -6,909 1,015
5-5 0,935 -49,488 -9,657 -0,098
Bảng 4.2. Bảng tính nội lực phần vòm
Mặt cắt Tọ ộ L c dọc NV,
kN L c cắt QV, kN Mô men MV, kN.m
, ộ y, m
0-0 0 0,935 -50,134 -5,233 -0,107
1-1 15 1,405 -50,608 -1,753 -1,775
2-2 30 1,843 -49,452 1,182 -1,861
3-3 45 2,218 -47,231 2,896 -0,823
4-4 60 2,507 -44,768 3,097 0,650
5-5 75 2,688 -42,884 1,946 1,882
6-6 90 2,75 -42,172 0,000 2,370
* Ki m tr ền: Theo [4 , nếu Mmax > Mmin
thì: u
x F
N
W
M min
max . V i SVP33: Wx=
138,5cm3, và F = 42,53 cm
2, 270000u
kN/m2 T :
002791,0
172,42
0000748,0
370,2max
=16573 kN/m
2
Kết luận: Kết cấu chống đề xuất sử dụng
đảm bảo đủ bền
* Tính to n ấu tạo khung hống:
Về mặt họ , vị trí nối x v ột tốt nhất
l tại mặt ắt Mu=0. T gi trị nội l tr n
ảng 4. v 4. nhận thấy mặt ắt Mu=0
hiều i phần ung l , 48m, n hiều i
phàn cột ,76 m v vị trí nối x v ột o
,4 3m. Nh vậy, về mặt thi ng l h
ph hợp. Theo húng t i ề ph hợp v i thi
ng v vẫn ảm ảo ả về mặt họ th vị
trí nối giữ x v ột ở mặt ắt gi trị
Mu=-0,8 3. Khi h nh ạng v kí h th
ủ khung hống theo ề xuất ợ th hi n
trên các hình 4.1.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 17
88°26'
27
50
22
00
10
00
36303
00
85°0
'
3466
300
996
27
50
21
01
A
A
H nh C u t o hung ch ng inh ho t v ch th c theo ph ng n đ xu t
4.2. Trƣờng hợp một chân cột đặt trên đá
trụ, cột còn lại đặt trong than
Trong tr ờng hợp n y nhận thấy, ản th n
p l tr n n sinh r l ối xứng. Nh ng s u
một thời gi n ột hống phí trong th n ị thụt
xuống v p l ợ giải ph ng; trong khi ột
hống phí trụ kh ị lún n n p l tr n
n hậm giải ph ng o ã tạo r p l
kh ng ối xứng. y l nguy n nh n l m ầu
ột hống phí hống tr tiếp l n trụ ị vỡ.
Tr ờng hợp n y, hợp lý nhất l sử ụng kết ấu
hống linh hoạt h nh ạng ằng thép I 6. i
trị nội l tr n khung hống th hi n tr n ảng
4.3, 4.4.
Bảng 4.3. Bảng tính nội lực phần cột theo phƣơng án đề xuất
Mặt cắt Tọ ộ y, m L c dọc NC, kN L c cắt QC, kN Mô men MC, kN.m
0-0 0 -51,072 8,514 0,000
1-1 0,2 -50,717 4,443 1,303
2-2 0,4 -50,362 0,373 1,791
3-3 0,6 -50,007 -3,697 1,465
4-4 0,8 -49,652 -7,768 0,326
5-5 0,935 -49,412 -10,515 -0,904
Bảng 4.4. Bảng giá nội lực phần vòm
Mặt cắt Tọ ộ
L c dọc NV, kN L c cắt QV, kN Mô men MV, kN.m , ộ y, m
0-0 0 0,935 -50,134 -6,095 -0,913
1-1 15 1,405 -50,832 -2,586 -2,986
2-2 30 1,843 -49,883 0,436 -3,448
3-3 45 2,218 -47,840 2,287 -2,734
4-4 60 2,507 -45,514 2,666 -1,510
5-5 75 2,688 -43,716 1,723 -0,435
6-6 90 2,75 -43,033 0,000 0,000
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 18
* Kiểm tra bền theo công thức:
u
x F
N
W
M
.min
max , nên max 7595
kN/m2
Do đó, kết cấu chống linh hoạt hình dạng
theo đề xuất đảm bảo đủ bền.
oản n v nền ợ l m ằng gỗ nguy n
cây có = 6 m. Chiều i oản ,4m. Mỗi n
ột ợ sử ụng 4 giằng ằng thép. Tấm h n
t ng, n h n kín, h ng h n mắt o. Mặt
ắt ng ng v ọ l th hi n kết ấu hống ề
xuất th hi n tr n h nh 4. .
H nh 2 t c t ngang v c t d c theo ph ng n đ xu t t c u ch ng inh ho t h nh d ng
Kết ấu hống m húng t i ề xuất, ợ p
ụng tại l ọ vỉ 6+ 5 T.II TV mỏ th n
N m Mẫu trong thời gi n qu ã n ng o ợ
ộ ổn ịnh ng l , g p phần n ng o hi u
quả o l ho ng ty Th n N m Mẫu-TKV.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
. T i li u ph ng ị hất v ph ng Kỹ thuật
mỏ N m Mẫu.
2. Ng« Do·n Hµo vµ nnk. Báo cáo ề tài:
Nghiªn cøu lùa chän kÕt cÊu chèng hîp lý cho
®êng lß dọ vỉ 6+ 5 T.II T.V v ờng l
xuy n vỉ + 00–II ho ng ty th n N m Mẫu.
H Nội 0 .
3. Ng« Do·n Hµo vµ nnk. Phần mềm tính kết
ấu hống ho l (KCCL .0). H Nội, 006.
4. Phí Văn Lị h. Áp l ất hống giữ
ng tr nh ngầm- H Nội 97 .
g i ph n bi n S,TS Ỗ NHƯ TRÁN
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 19
Ặ I M K T THEO Ộ LÚN V TI U T N P L N LỖ RỖNG Ủ ẤT SÉT ÃO H N
LÂM NGỌC QUÍ
*, BÙI TRƢỜN SƠN
**
Relationship of consolidation characteristics with settlement and pore
water pressure dissipation of saturated clayey soils
Abstract: Consolidation degree according to theoretical prediction is based
on exceed pore water pressure dissipation with assumption that initial
exceed pore water pressure increases with stress. Consolidation degree
according to actual measurement is based on the ratio of settlement at
specific time and stable settlement. Consolidation testing of saturated clay
samples combining with measurement of water pressure is carried out for
evaluation and comparison. Testing results show that exceed pore water
pressure does not dissipate simultaneously with settlement. Exceed pore
water pressure increases after loading imposition and decreases after
reaching to the maximum value which is approximately smaller than neutral
stress. The moment for complete dissipation is later than soil sample
reaches to 100% consolidation settlement. Research results help to
understand the consolidation process in clayey soils clearly and pore water
pressure dissipation in ground during preloading.
Key words c t sét m m bão h a n c p c n c r ng
(consolidation, saturated soft clay, pore water pressure).
. MỘT SỐ N IÊN CỨU VỀ CỐ KẾT*
Cố kết ợ xem l sở tính ộ lún
nền ất theo thời gi n. Mứ ộ ố kết ủ nền
ất phụ thuộ v o gi trị ộ lún o ạ t thí
nghi m h y qu n trắ trong khi ộ ố kết
tính theo lý thuyết lại ăn ứ mứ ộ ti u t n
p l n lỗ rỗng (ALNLR) thặng [ .
Cho ến n y vi p ụng lý thuyết ố kết
theo s một hiều ủ K. Terz ghi vẫn
ợ hấp nhận sử ụng rộng rãi o kết quả
ộ lún tính kh ph hợp v i th tế ng
nh s thuận ti n trong tính to n nhờ ng
* r ng i h c X y d ng i n y
S 2 B h C i u ph ng ĩnh ong tỉnh
ĩnh ong
Tel. 0907242393; Email: [email protected]. ** r ng i h c B ch hoa H G-HCM,
S 2 ý h ng i t qu n
H Ch inh e 5 5 ;
Email: [email protected].
ụ tính hi n h y ph ng ph p xấp xỉ
[ , [3 . Ở y, lý thuyết ố kết ủ
K.Terz ghi hấp nhận s ng thời ủ mứ
ộ ti u t n p l n lỗ rỗng thặng v s
gi tăng ứng suất hữu hi u, t ng ứng l ộ
lún ng nh giả thiết kh nh ở thời
i m n ầu: u(t=0) = . Tr n sở n y, ộ
lún ở thời i m ất kỳ: '
'
0 0 0 0
( ) ( ) ( )1 1 1
h h h h
i
a a aS t t dz dz dz q u dz
e e e
(1)
Khi , ại l ợng: 0
h
U t q u dz ợ xem
l ộ ố kết.
Tuy nhi n, kết quả qu n trắ th ờng ho
thấy ộ ố kết theo p l n lỗ rỗng v ộ
lún s kh i t ng k [4 , [5 . H n nữ ,
vi ghi nhận gi trị h số p l n lỗ rỗng
n ầu trong sét mềm ão h n ho thấy
gi trị h số p l n lỗ rỗng = u(t=0)/
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 20
kh ạt gi trị v n th nhỏ h n nhiều
trong ất sét o mềm ến ứng [6 , [7 .
Thí nghi m hi n tr ờng nghi n ứu nh gi
ổn ịnh nền ất yếu i ng tr nh ắp ợ
th hi n t rất l u. Hầu hết kết quả qu n
trắ o ạ ều gắn v i nền ợ xử lý v nền
t nhi n [4 , [5 . Nghi n ứu n y [4 , [5 ợ
th hi n v i hi tiết qu n trắ ợ ghi nhận
li n tụ trong thời gi n i n n ợ lấy l m
sở th m khảo trong nghi n ứu xử lý nền
ất yếu s u n y. Trong nghi n ứu ủ Vi n ị
kỹ thuật Thụy i n 5 khu v l nền ợ xử
lý ằng tho t n ứng v 3 khu v l nền t
nhi n. Ở y, vi nghi n ứu o ạ p l
n lỗ rỗng v s ph n ố ộ lún theo thời
gi n ng nh s gi tăng sứ hống ắt kh ng
tho t n theo thời gi n ợ ghi nhận li n tụ
ến h n 50 năm ho ến năm 003 [4 . T
những năm 945 - 947, vi s n lấp tr n nền t
nhi n ợ th hi n. Vi o ạ ALNLR v i
s i số kP . ề y ất yếu nhỏ h n 5 m.
n i l l p t y m v gố . ộ ẩm
l n nhất 30% giảm t i 70% theo ộ s u. Khối
l ợng ri ng ,3 – 1,8 T/m3. M n ngầm ở
ộ s u 0,8 m. Tr s n lấp: ỏ 0,3 m hữu
, s n lấp ,5 m sỏi sạn khối l ợng ri ng
= 1,7 T/m3, i n tí h mặt ằng 30 × 30 m v i ộ
ố t luy : ,5. S n lấp 5 ng y, ứng suất t
ụng 40,6 kP . ộ lún n ầu trong qu tr nh
thi ng xấp xỉ 0,065 m. ộ lún ổn ịnh tính
(kh ng xét iến ạng t iến) ít h n ,4 m. Một
số thiết ị o lún v p l n lỗ rỗng ợ
lắp ặt ở ộ s u kh nh u tr khi s n lấp.
C thiết ị o lún v o p l n lỗ rỗng
ợ lắp th y thế v o 967 v 00 , tứ l s u
khi s n lấp v 57 năm.
ến năm 966, ộ lún ạt ến gi trị h n ,5
m v p l n lỗ rỗng thặng vẫn n 30
kPa. Nh vậy, ứng suất hữu hi u ghi nhận
kh ng tăng l n ng k tr n i n rộng. ến năm
979, tổng ộ lún ạt ,65 m v p l n lỗ
rỗng thặng n 0 kP . ộ lún tiếp i n v
ạt h n ,0 m ở thời i m khảo s t v o năm
00 , p l n lỗ rỗng thặng l n nhất khi
l kP (H nh ). ộ lún vẫn tiếp i n mặ
v i vận tố giảm ần. C t giả ho rằng
o iến ạng nén l n ở l p gần ề mặt n n ất
trở th nh qu ố kết v g y giảm ứng suất hữu
hi u khi phần l n ất v vật li u s n lấp ị ẩy
nổi v h m i m n , l p phí tr n ở
trạng th i kh ng hịu tải trọng một số thời i m.
H nh Áp c n c r ng d i
n n đ ng đ p Lilla Mellösa t i c c
th i đi m h c nhau [ ]
Năm 957, Vi n ị kỹ thuật Thụy i n ắt
ầu nghi n ứu ố kết sét mềm v ảnh h ởng
ủ tho t n ứng. ốn khối s n lấp h nh tr n
ờng kính 35 ến 70 m ợ x y ng. Một vị
trí thí nghi m kh ng tho t n ứng. T ng
t nh tr ờng hợp tr n. ộ lún n ầu 0,06 m
v ộ lún ố kết tính ( ỏ qu t iến) ạt ến
0,75 m v o năm 97 . Khi ến , p l n
lỗ rỗng thặng o ợ : 0 kP . Nh vậy, s u
5 năm, ứng suất hữu hi u kh ng tăng ng k .
S u 5 năm ộ lún xấp xỉ 0,95 m v p l n
lỗ rỗng vẫn n kP . ến năm 00 (45
năm) ộ lún ạt , m v p l n lỗ rỗng
l n nhất khoảng 8 kP . Tố ộ lún năm 00 l
5 6 mm năm.
S u khi V.A. lorin x y ng m h nh i
to n ố kết phẳng v kh ng gi n ho phép ph n
tí h tính hất iến ạng ất kỳ ủ ốt ất, xuất
hi n h ng loạt lời giải i to n ố kết có xét
ảnh h ởng khí hút m, iến ạng phi tuyến ốt
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 21
ất, gr ient n ầu, ộ ền ấu trú ủ ất v
một số yếu tố ảnh h ởng kh [8 . Vi hấp
nhận s th y ổi h số rỗng v h số thấm i
t ụng ủ ứng suất nén theo qui luật log rit
trong quá tr nh ố kết ng ợ ã ợ
nghi n ứu p ụng tính to n v so s nh v i kết
quả thí nghi m [9 .
o tính nh t v mối li n kết ặ th , tính
l u iến lu n th hi n trong ứng xử họ ủ
ất loại sét, t iến l một trong tính hất
l u iến th hi n ả trong ất kh ng ão h v
ão h . Tr n sở ph n tí h tố ộ iến ạng
o t iến, ố kết v xét ảnh h ởng ủ húng
trong ph ng tr nh ố kết, một số lời giải i
to n ố kết xét ảnh h ởng t iến ủ ốt
ất ng ợ ề ập trong t i li u ủ P.L.
Ivanov và Z.G. Ter-M rtirosy n. ặ i m ủ
lời giải i to n ố kết xét ến ảnh h ởng
ủ t iến ốt ất ho thấy qui luật th y ổi p
l n lỗ rỗng thặng trong qu tr nh ố
kết kh i t v i giả thiết n ầu ủ K.
Terzaghi (Hình 2). Ở y, o xét tính nén ép
ủ khi hút m trong n lỗ rỗng v tố iến
ạng ủ ốt ất n n p l n lỗ rỗng thặng
n ầu h ạt gi trị l n nhất m tăng
ần theo mứ ộ nén hặt ủ ốt ất s u
m i giảm o thấm.
t
S*
S
po''
po=qp
So''0
So'
H nh 2 thay đ i p c trong n c r ng
v đ ún p đ t ba pha hi xét v h ng xét
2 t bi n c t đ t
Nhằm ph n tí h nh gi về t ng qu n giữ
mứ ộ ti u t n p l n lỗ rỗng v ộ lún
theo thời gi n, thí nghi m ần ợ th
hi n th ịnh l ợng. V i ng ụ thí
nghi m hi n ại, iều n y ho n to n th hi n
th h . Kết quả nghi n ứu ho phép nhận
ịnh vấn ề ố kết s u sắ h n.
Vi nghi n ứu thí nghi m v tính to n so
s nh mứ ộ ti u t n p l n lỗ rỗng thặng
v ộ lún th ng qu mứ ộ ố kết giúp l m
rõ h n hi n t ợng xảy r trong qu tr nh ố
kết. iều n y giúp ho n thi n lý thuyết tính
to n v ph n tí h kết quả qu n trắ trong
trong ng tr nh th tế ợ rõ r ng v hính
x h n.
2. T N IỆM P ÂN T C Ộ LÚN
VÀ TIÊU TÁN ÁP LỰC NƢỚC LỖ RỖN
T EO T ỜI IAN
2.1. Mô tả hộp nén chế tạo v trình tự thí
nghiệm
Trong th tế, ặ tr ng ố kết hủ yếu
ợ x ịnh ằng thí nghi m nén ố kết ằng
hộp nén kh ng nở h ng [ 0 . Tr n sở thí
nghi m nén ố kết, ấu tạo hộp nén o p l
n lỗ rỗng ợ thiết kế v th hi n nh ở
H nh 3. ộ lún theo thời gi n ợ ghi nhận
ằng ảm iến o iến ạng lắp ở nắp mẫu. C
tín hi u th ng qu ộ xử lý ợ truyền về m y
tính, ữ li u thí nghi m ợ ghi nhận, tín hi u
ợ xử lý v l u trữ.
y mẫu ợ ố trí kh ng tho t n o
p l n lỗ rỗng. o , trong qu tr nh ố
kết, n trong mẫu ất tho t một h ng về
phí tr n. Vi xét mứ ộ ti u t n p l n
lỗ rỗng thặng tại vị trí kh nh u kh
th hi n ợ o vi ố trí i m o n
trong mẫu ảnh h ởng ến s ị h huy n ủ
hạt ất. o vậy, o v ng v i hiều
o kh nh u ợ hế tạo phụ vụ thí nghi m
nh gi mứ ộ ti u t n theo hiều i
ờng thấm kh nh u.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 22
6
15
8
9
14
3
2
10
11
15
4
1
3
313
7
12
5
H nh đ c u t o h p nén c t c đo p
c n c r ng - ng ch p ngo i đ ch a
n c; 2- B đ y; - t gi ; - p h p nén; 5-
th m; - Dao vòng; 7- ẫu đ t th nghi m;
8- u n i v o h p đ y; - Ống n c; - Khóa
n c; - u đo p c n c r ng; 2- D m
gia t i; - r c gia t i; - ng h sensor
đo bi n d ng; 5- Ron cao su).
H nh hi t b th nghi m th c t
Vi ão h ợ th hi n t ng t nh ở
thí nghi m nén trụ trong u ng nén. Ở y,
o v ng mẫu ất ợ ho v o u ng nén
th hi n ão h tr khi thí nghi m. Qu
tr nh ão h ợ th hi n ằng p l ng ợ .
S u khi ão h , o v ng hứ mẫu ất
ợ th o t u ng nén s ng m y nén.
Tr nh t lắp hộp mẫu v o m y nén ợ t m
tắt nh s u: tr ti n, mở v n 0 (H nh 3)
n trong ống 9 ẩy ọt khí v l m ão h
thấm ở y mẫu; o v ng hứ mẫu ất ã
ợ ão h ợ lắp v o hộp nén giữ h i
thấm ( n tr n v n i o v ng ron
o su ngăn ng s r rỉ n v thất tho t
p l ); v ng thép ịnh t m ợ gắn v o s u
o v ng ợ ố ịnh v hứ n giữ
ão h mẫu trong suốt qu tr nh thí nghi m;
s u khi thấm v nắp hộp nén ợ ho v o
n tr n mẫu, n ợ ho v o n tr n mẫu
giữ mẫu ão h trong suốt qu tr nh thí
nghi m; kết thú qu tr nh lắp mẫu v hỉnh n
ằng ối trọng th nh gi tải, ảm iến o
lún ợ v o vị trí v mở v n ầu o p l
n lỗ rỗng. Trong qu tr nh thí nghi m v n 0
ợ ng kín o p l n lỗ rỗng.
i trị ộ lún v p l n lỗ rỗng ợ
ghi nhận ở thời i m kh nh u s u khi ặt
tải. Thời i m ghi nhận gi trị ợ x lập
tr trong h ng tr nh ghi nhận ữ li u ủ
m y tính to n ộ ữ li u thí nghi m ợ ghi
nhận t ộng.
nh gi mứ ộ ố kết theo ộ lún v
ti u t n p l n lỗ rỗng thặng theo thời
gi n, thí nghi m ợ th hi n tr n mẫu sét
ão h n v i hộp nén thiết kế ờng
kính = 6,3 m, hiều o h = , 4 v 6 m.
Ngo i r , l u ý rằng n ng nh ung
ị h kh , th tí h th y ổi phụ thuộ v o nhi t
ộ v p l nén th tí h. Trong iều ki n h kín
ở phần y mẫu (th tí h n trong h thống
ống o nối v i ảm iến), nhi t ộ th y ổi
th l m s i kh gi trị p l n lỗ rỗng ghi
nhận. o , trong qu tr nh thí nghi m, nhi t
ộ ph ng thí nghi m lu n ợ giữ kh ng ổi
gi trị p l n lỗ rỗng ghi nhận ạt ợ
ộ hính x ần thiết. Ở y, nhi t ộ thí
nghi m ợ giữ li n tụ ở 6oC.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 23
2.2. ặc điểm cố kết của đất loại sét theo
độ lún v tiêu tán áp lực nƣớc lỗ rỗng theo
kết quả thí nghiệm cố kết một chiều có đo áp
lực nƣớc lỗ rỗng
C mẫu ất sét thí nghi m ợ lấy hủ yếu
t Quận 7, TP. H Chí Minh. ặ tr ng vật lý
mẫu ất ợ t m tắt nh s u: mẫu M - Sét
x m en, x m x nh, rất mềm; ộ s u lấy mẫu:
7,0 - 7,5 m; khối l ợng ri ng t nhi n = 1,493
g/cm3; ộ ẩm W = 84,5 %; h số rỗng e = ,3 ;
ộ ão h Sr = 98,0 %; mẫu M5 - Sét n u en,
mềm; ộ s u lấy mẫu: 9,0 - 9,5 m; = 1,625
g/cm3; W = 60,4 %; e = 1,648; Sr = 98,4 %; mẫu
M6 – Sét x m v ng, ứng; ộ s u lấy mẫu: 4 ,5
- 42,0 m; = 2,128 g/cm3; W = 17,3 %; e =
0,519; Sr = 9 ,8 %; mẫu M7 – Sét v ng sậm,
x m x nh, o ứng; ộ s u lấy mẫu: 49,5 -
50,0 m; = 1,918 g/cm3; W = 31,3 %; e =
0,875; Sr = 97,9 %;
C mẫu sét mềm ão h n M v M5
ợ họn l thí nghi m hi tiết h n ph n
tí h ặ i m ố kết. Kết quả ph n tí h v i thí
nghi m ố kết th ng th ờng (tho t n h i
ph ng) theo ph ng ph p C s gr n e ho thấy
thời gi n mẫu ất ạt ố kết 50% xấp xỉ 3 phút
v ạt 00% h n 0 phút. Kết quả th hi n n
ho thấy ộ lún ở thời i m 4 h l n h n ng
k so v i ở thời i m ạt ố kết 00% v phần
iến ạng ở gi i oạn n y ợ xem l iến
ạng t iến h y ố kết thứ ấp.
Kết quả thí nghi m ố kết o ALNLR
mẫu M , o m, tho t n một ph ng th
hi n t H nh 5 ến 7. T kết quả ộ lún theo
thời gi n th thấy rằng thời gi n mẫu ạt ố
kết 50% v 00% l n h n ng k so v i tr ờng
hợp tho t n h i ph ng o hiều i ờng
thấm l n h n tuy nhi n h số ố kết Cv thu nhận
ợ gi trị kh i t kh ng ng k . iều
ghi nhận l ALNLR thặng s u khi v ặt tải
kh ng ạt gi trị l n nhất nh giả thiết theo lý
thuyết ố kết K. Terz ghi. Ở y, s u khi ặt tải,
p l n lỗ rỗng thặng gi tăng t t v
ạt gi trị l n nhất ở thời i m n o s u
giảm ho ến khi mẫu ất ạt ố kết ho n to n
(H nh 6 v 7). Hi n t ợng n y th ợ giải
thí h l o iến ạng th tí h n ầu ủ to n
ộ mẫu ất h ạt ến gi i hạn m n lỗ
rỗng hịu nén ho n to n g y r p l trong
n . Th vậy, trong n lỗ rỗng trong iều
ki n ứng suất nén nhỏ v trong t nhi n lu n t n
tại một h m l ợng khí nhất ịnh, một số thí
nghi m nghi n ứu th hi n ã hứng minh s
t n tại khí trong n lỗ rỗng [ . Khi p ặt
ứng suất nén ẳng h ng th ghi nhận ợ
gi trị iến ạng th tí h ủ n hứ ọt khí.
Trong m i tr ờng ất, p l nén t ụng l n
ả ốt ất v n lỗ rỗng. Ở thời i m n
ầu, iến ạng tổng th ủ h i th nh phần n y
h ng k v iến ạng th tí h ủ n lỗ
rỗng gi trị é t ng ứng n n p suất t
ụng l n n lỗ rỗng h ạt ến gi trị l n
nhất theo qu n h ứng suất – iến ạng n lỗ
rỗng. Theo thời gi n iến ạng tăng l n o ố
kết, th tí h ất v n giảm xuống một phần
v p l n lỗ rỗng sẽ ạt gi trị l n nhất o
ọt khí kh ng h t n th m i ấp p l nén
ng .
Ngo i r , n lỗ rỗng hỉ hịu p l
ẳng h ng: u = , v i - h số p l
n lỗ rỗng v th ờng ợ hấp nhận ằng
ối v i ất ão h tuy t ối. Theo lý
thuyết n h i, ứng suất ẳng h ng trong
tr ờng hợp n y ạng:
z x z2 1
3 3 1
(2)
v i: - h số Poisson; z, x - ứng suất nén
theo ph ng ứng v ph ng ng ng.
Nh vậy, ối v i sét mềm ão h v xem
h số Poisson = 0,3 [ , gi trị l n nhất ủ
p l n lỗ rỗng khi hịu nén u = 0,6 9z.
Số li u thí nghi m ho thấy, p l n lỗ
rỗng l n nhất ghi nhận xấp xỉ gi trị n y v nhỏ
h n ng k so v i ứng suất nén theo ph ng
ứng z.
ộ ố kết theo ộ lún th i u i n ằng
i u thứ s u:
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 24
c
S tU t
S (3)
v i: S(t) – ộ lún ở thời i m t; Sc– ộ lún khi
mẫu ất ạt ộ kết 00%.
ộ ố kết theo mứ ộ ti u t n ALNLR
thặng tại i m n o th i u i n
i ạng:
u
max
u tU t 1
u (4)
v i: u(t) – p l n lỗ rỗng thặng tại
i m trung nh ở thời i m t. Ở y, o qui luật
ph n ố p l n lỗ rỗng theo khoảng h
i n tho t n theo h m p r ol n n tại i m
giữ mẫu họn xấp xỉ ằng 3 gi trị l n nhất
o ở y mẫu; umax – p l n lỗ rỗng thặng
l n nhất n ầu, th ờng ợ hấp nhận
ằng ứng suất gi tăng.
i u ộ ố kết theo thời gi n theo ộ lún
v ti u t n ALNLR t thí nghi m nén ố kết
o ALNLR ủ một số mẫu th hi n t H nh 7
ến H nh 3. Kết quả ho thấy thời i m ạt ố
kết ho n to n theo ộ lún v theo ti u t n
ALNLR gần xấp xỉ nh u, s kh i t ng k
hủ yếu xảy r ở khoảng thời gi n tr .
iều ng ghi nhận trong i u ph n tí h ộ
ố kết theo ộ lún v ti u t n ALNLR l ở gi i
oạn s u, thời gi n ạt ố kết ổn ịnh (U 1)
theo ALNLR lu n xảy r hậm h n so kết quả
tính theo v i ộ lún. Nếu hấp nhận trong qu
tr nh ố kết iến ạng o t iến ủ ốt ất xảy
r ng thời n n g y ộ lún tăng th m v mẫu
ất ạt ộ lún ố kết ở thời i m s m h n.
Trong qu n trắ ộ lún v p l n lỗ rỗng
trong xử lý nền ằng gi tải tr , hi n t ợng
n y th ẫn ến s kh i t trong ph n tí h
nh gi ộ ố kết theo ộ lún v theo ti u t n
ALNLR thặng . Ở y, ở gi i oạn gần uối
hu kỳ gi tải, ộ ố kết theo ộ lún ạt ợ
gi trị o h n so v i theo mứ ộ ti u t n
ALNLR.
Kết quả thí nghi m mẫu M5 hiều o 4
v 6 m (H nh 9 ến H nh ) ho thấy qui luật
th y ổi ộ lún v ti u t n ALNLR ng t ng
t nh mẫu M v M5 hiều o m. Ở
gi i oạn ầu, ALNLR tăng t t ến gi trị l n
nhất s u giảm ần ến gi trị ổn ịnh khi
hấm ứt ố kết. iều ng l u ý l thời i m
gi trị ALNLR thặng ạt gi trị l n nhất ở
mẫu hiều o kh nh u ( , 4 v 6 m)
gần nh nh u, tứ l xảy r trong khoảng t 50
ến 70 phút. Nh vậy, thời i m ALNLR thặng
ạt gi trị l n nhất kh ng phụ thuộ v o ề
y l p ất hịu nén. o vậy, ối v i ng t
qu n trắ ALNLR th tế trong nhiều ng y, thời
gi n ALNLR thặng ạt gi trị l n nhất kh ng
ng k n n th ỏ qu . Tuy nhi n, s ti u
t n ALNLR ho n to n ến gi trị ổn ịnh lu n
xảy r hậm h n nhiều so v i thời gi n ạt ộ
lún ổn ịnh t100.
Hình 5. Bi u đ đ lún theo th i gian mẫu M2,
chi u cao 2 cm tho t n c m t ph ng
c p áp l c 0,5 - 1,0 kG/cm2 (t50 = 41,6 phút,
t100 = 857,1 phút)
Hình 6. Tiêu tán áp l c n c l r ng mẫu M2,
chi u cao 2 cm tho t n c m t ph ng c p áp
l c 0,5 – 1,0 kG/cm2.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 25
H nh c k t mẫu M2, chi u cao 2 cm,
tho t n c m t ph ng c p áp l c 0,5 – 1,0
kG/cm2 theo đ lún và áp l c n c l r ng.
H nh c t mẫu 2 chi u cao 2 cm
tho t n c m t ph ng c p p c – 2,0
kG/cm2 theo đ ún v p c n c r ng.
H nh c k t mẫu M5, cao 4 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 0,5 – 1,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng.
H nh c k t mẫu M5, cao 4 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 1,0 – 2,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng.
H nh c k t mẫu M5, cao 6 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 0,5 – 1,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng
H nh 2 c k t mẫu M5, cao 6 cm,
tho t n c m t ph ng c p áp l c 1,0 – 2,0
kG/cm2 theo đ lún và áp l c n c l r ng
ph n tí h s u h n về hi n t ợng ố kết,
ti u t n ALNLR v tố ộ lún, mẫu ất loại
sét ở trạng th i o mềm ến ứng ợ th
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 26
hi n ổ sung. Kết quả thí nghi m tr n mẫu sét
o mềm (mẫu M4) ho thấy qui luật lún v ti u
t n ALNLR t ng t nh tr ờng hợp sét mềm
ão h n .
H nh c k t mẫu M4, cao 2 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 0,5 - 1,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng.
Kết quả nén ố kết mẫu sét o ứng (mẫu
M7) ho thấy ở ấp p l nhỏ (< 4,0
kG/cm2), ộ lún theo thời gi n tu n theo ịnh
luật ố kết thứ ấp (t iến). Ở y, qu n h ộ
lún theo thời gi n theo i u bán logarit có
ạng ờng thẳng t ng t nh gi i oạn ố kết
thứ ấp. T ấp p l 4,0 – 8,0 kG/cm2 thì qui
luật th y ổi ộ lún gần giống v i qui luật ố
kết (theo ph ng ph p C s gr n e). o ộ
ứng ủ loại ất n y gi trị l n (h số nén
nhỏ) n n thời gi n ạt ố kết ổn ịnh rút ngắn
ng k so v i sét mềm. Ngo i r , kết quả o
ạ ho thấy mặ thời gi n ạt ộ lún ổn
ịnh ngắn nh ng ALNLR ti u t n rất hậm.
iều t ng t ng ợ qu n s t thấy ở mẫu
sét ứng (mẫu M6). Cả h i tr ờng hợp ều ho
thấy gi trị ALNLR l n nhất o ợ gi trị
nhỏ h n ng k so v i p l gi tăng. Trong
tr ờng hợp n y, th xem ất l m i tr ờng
một ph trong ph n tí h tính to n. Th vậy, ối
v i ất sét ở trạng th i nử ứng, ứng, n
trong ất hủ yếu l n li n kết n n vi nén
ép n r khỏi ất kh th th hi n v i
ấp p l nén nhỏ. Kết quả thí nghi m ho thấy
ALNLR l n nhất mẫu M7 hỉ gi trị 65
KN/m2, mẫu M6 – 17,9 KN/m
2 khi ứng suất nén
gi tăng ến gi trị 400 KN m2.
Ở y ng ần n i th m rằng lý thuyết ố
kết ổ i n ủ K. Terz ghi vẫn th m tả ộ
lún theo thời gi n một h hợp lý trong iều
ki n s i to n một hiều [ 4 . Kết quả thí
nghi m ở y ho thấy ALNLR phụ thuộ ứng
suất nén ẳng h ng trong s phẳng v
hiều. H n nữ , tố ộ ti u t n ng thời v i tố
ộ giảm th tí h ng nh tố ộ sắp xếp lại
hạt ất o hi n t ợng t iến ần ợ ph n tí h
ổ sung v l m rõ h n trong tính to n p ụng.
H nh lún theo th i gian mẫu M7,
cao 2 cm tho t n c m t ph ng c p áp l c
1,0 – 2,0 kG/cm2.
H nh 5 lún theo th i gian mẫu M7, cao 2
cm tho t n c m t ph ng c p áp l c 4,0 –
8,0 kG/cm2
Hình 16. Tiêu tán áp l c n c l r ng mẫu M7,
cao 2 cm tho t n c m t ph ng c p áp l c
4,0 – 8,0 kG/cm2.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 27
Hình c k t mẫu M7, cao 2 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 4,0 – 8,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng
Hình 18. Tiêu tán áp l c n c l r ng mẫu M6,
cao 2 cm tho t n c m t ph ng c p áp l c
4,0 – 8,0 kG/cm2
H nh c k t mẫu M6, cao 2 cm, thoát
n c m t ph ng c p áp l c 4,0 – 8,0 kG/cm2
theo đ lún và áp l c n c l r ng.
T kết quả thí nghi m v tổng hợp số
li u thí nghi m ố kết tr n ất loại sét ở khu v
Quận 7, TP. HCM, một số nhận xét ợ rút r
nh s u: ộ ố kết theo ộ lún v mứ ộ ti u
t n ALNLR kh ng nh nh u trong qu tr nh ố
kết. T thời i m hấm ứt ố kết theo ộ lún
(t100) trở i, ALNLR trong ất sét mềm ần ạt
gi trị nhỏ nhất kh ng ổi nh ng trong sét o
ứng th ALNLR n tiếp tụ giảm.
3. KẾT LU N VÀ KIẾN N Ị
T kết quả thí nghi m ố kết o p l
n lỗ rỗng ằng hộp nén hế tạo v ph n tí h
ộ ố kết theo ộ lún v ti u t n ALNLR, th
rút r kết luận nh s u:
- S u khi ặt tải, p l n lỗ rỗng thặng
trong sét mềm ão h n gi tăng t t v
ạt gi trị l n nhất xấp xỉ ứng suất nén ẳng
h ng ở thời i m n o . Thời gi n p l
n lỗ rỗng ạt gi trị l n nhất o ộng trong
phạm vi t 50 ến 70 phút kh ng phụ thuộ
hiều i ờng thấm. Kết quả thí nghi m tr n
mẫu sét o mềm (mẫu M4) ho thấy qui luật
lún v ti u t n ALNLR t ng t nh tr ờng hợp
sét mềm ão h n .
- Kết quả ph n tí h ộ ố kết theo ộ lún v
ti u t n ALNLR ho thấy thời gi n ạt ố kết ổn
ịnh (U ) theo ALNLR lu n xảy r hậm h n
so kết quả tính theo v i ộ lún.
- Thí nghi m ố kết tr n mẫu sét o ứng
(mẫu M7), ứng (mẫu M6) ho thấy ở ấp
p l nhỏ (< 4,0 k m2), qui luật lún theo
thời gi n tu n theo ịnh luật ố kết thứ ấp (t
iến). T ấp p l 4,0 – 8,0 kG/cm2 thì qui
luật th y ổi ộ lún gần giống v i qui luật ố
kết. Ngo i r , kết quả o ạ ho thấy mặ
thời gi n ạt ộ lún ổn ịnh ngắn nh ng
ALNLR ti u t n rất hậm v gi trị ALNLR
l n nhất o ợ gi trị nhỏ h n ng k so
v i p l gi tăng.
Nh vậy, ộ ố kết theo ộ lún và tiêu tán
ALNLR trong ất loại sét th kh i t nh u
ng k , ặ i t trong loại ất t o mềm
– o ứng ến tốt h n. o , kh ng n n sử
ụng gi trị ALNLR o ạ quyết ịnh gi trị
mứ ộ ố kết; thời gi n ạt gi trị ALNLR l n
nhất th xấp xỉ t 50 – 70 phút hoặ l u h n
trong nền ất th tế n n vi nh gi mứ ộ
ão h ủ mẫu ất trong thí nghi m nén
trụ ần ghi nhận ở thời i m n y v iều
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 28
n y kh ng g y trở ngại trong vi qu n trắ
trong ất nền ợ th hi n trong nhiều ng y.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
1. Karl Terzaghi (1943). Theoretical soil
Mechanics. John Wiler and Sons, inc.
2. N.A. X t vi h ( 987). C họ ất ( ản
ị h). Nh xuất ản N ng Nghi p, H Nội.
3. Braja M. Das (2014). Advanced soil
mechanics. Fourth edition. Talor & Francis
group.
4. Rolf Larsson (2003). Settlements and
shear strenght increase below embankment. in
Statens Geotekniska Institut Swedish
Geotechnical Institute. Report No. 63,
Linköping.
5. Buddhima Indraratna, Jian Chu (2005).
Ground improvemeent - Case histories - Elsevier
Geo-engineering book series Volume 3.
6. Head, K.H. (1989). Manual of Soil
Laboratory Testing, Vol. 1, 2, 3, Pentech Press,
London.
7. i Tr ờng S n. Ph ng ph p x ịnh
p l n lỗ rỗng n ầu trong nền ất sét
ão h n i ng tr nh ắp, Tạp hí Ph t
tri n KH&CN, HQ TP. HCM, số năm
2009. Trang 90 – 96.
8. Ter-Martirosyan Z.G. (1992). Rheological
parameters of soils and design of foundations.
Oxfort and IBS pushlishing Co. Pvt. Ltd.
9. i Tr ờng S n, L m Ngọ Quí. ộ lún
theo thời gi n tr n sở lý thuyết ố kết xét
s th y ổi h số rỗng v h số thấm. Tập 8,
Tuy n tập kết quả kho họ ng ngh 015.
Th ng 5 năm 0 6. NXB N ng nghi p. Trang
324-333.
10. TCVN 4200:2012 - ất x y ng -
ph ng ph p x ịnh tính nén lún trong ph ng
thí nghi m.
11. Schuurman I. E. The compressibility of
an air-water mixture and a theorical relation
between the air and water pressures,
Geotechnique, vol. No 4, 1966.
12. i Tr ờng S n. Ph ng ph p x ịnh
h số Poisson ủ ất sét mềm ão h n .
Tạp hí ị kỹ thuật. Vi n ị kỹ thuật - VGI,
số 4 năm 0 . Tr ng 3-9.
13. Bui Truong Son, Le Hong Quang, Lam
Ngoc Qui. Over-consolidation feature of clayey
soil in Southern Vietnam according to
piezocone, Geotechnical Engineering Journal of
the SEAGS & AGSSEA. Vol. 47. No.1 March
2016. p. 39-44.
14. i Tr ờng S n, L m Ngọ Quí,
Nguy n Thúy An. Hi u hỉnh ờng ong nén
lún theo thời gi n ằng hi l p ph n tố xét
ến ố kết thứ ấp. Tập 7, Tuy n tập kết quả
kho họ ng ngh 014, NXB N ng nghi p.
Trang 333-341.
g i ph n bi n S, TS N UYỄN CÔN MẪN
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 29
NGHI N U NH H NG Ủ ỜNG M N V GI I PH P Ử LÝ SỤT TR ỢT Ờ KHU T I ỊNH
NẬM KH O, HUY N M ỜNG TÈ, TỈNH L I H U
N U ỄN ỨC MẠN *, LÊ T Ị ỒN VÂN
*,
N U ỄN T ÁI LIN *
Effect of groundwater level and simple remedial solutions for a large-
scale landslide at Nam Khao resettlement village, Muong Te District, Lai
Chau province
Abstract: The slope of Nam Khao resettlement village, Muong Te district,
Lai Chau province, happened landslide immediately after the construction
of infrastructure. The remedial solution of reinforced concrete retaining
wall was constructed, immediately after that it continued to slip more
seriously, even the retaining wall at the foot of the slope was moved. Due to
the lack of solutions for underground water collection and drainage, and
shear strength of soil layers on the slope is low, they are the main cause of
landslide as well as the movement of retaining wall. Results of analysis
stability when combining two modules SEEP and SLOPE not only shows the
change coefficient stable slope corresponding to reduced depth
groundwater level, which also allows orientation by the selection
processing solutions sliding research position by creating the collection and
drainage of surface water on earth as optimal from local materials.
Keywords: Slope, landslide, remedial solutions, resettlement area, Nam Khao
. ẶT VẤN Ề*
Hi n t ợng sụt tr ợt bờ dốc xảy ra khi xuất
hi n s mất cân bằng về l c hay mô men, phát
sinh do trọng l ợng bản thân chính khối ất
trên bờ dốc (Terzaghi, 1936; Bishop, 1952;
Skempton,1957, 1969). Liên quan vấn ề này,
t rất l u ã nhiều công bố trong liên quan
t i lý thuyết phân tích ổn ịnh khối ất
(Coulomb, 1776; Collin, 1870; Fellenius, 1918;
Bishop, 1952). Các loại h nh, ặ i m, hế
mất ổn ịnh bờ dốc hay phân vùng sụt tr ợt
ợc rất nhiều tác giả quan tâm, tiêu bi u nh
Varnes (1978), Varnes vs Cruden (1992, 1996),
Maxlov (1955), Lomtadze (1974), Pasek
(1974), John J. Clague and Douglas Stead
(2012), củ ICL ( 0 4, 0 6), trong n c là
* r ng đ i h c Giao th ng n t i
Email: [email protected]
Nguy n Thanh (1967), H Chất và Doãn Minh
Tâm (1985), Phạm Văn Tỵ, V C o Minh,
Nguy n ức Lý, Trần Trọng Hu , Nguy n
Trọng Yêm, Phạm Cao Minh, Trần T n Văn,
ỗ Minh ức, Nguy n Quốc Thành, Trần
Mạnh Li u... Nh ng, ng ố liên quan t i
nghiên cứu l a chọn giải pháp xử lý ho i m
tr ợt ất cụ th ở n c ta vẫn h nhiều, tiêu
bi u có các tác giả Nguy n ức Mạnh (2016,
2017, 2018), Nguyên Châu Lân và nnk (2019)
và một vài tác giả khác.
Khu t i ịnh Nậm Kh o tại xã Nậm Kh o,
huy n M ờng T , tỉnh L i Ch u ợ x y ng
phụ vụ i n t i ịnh ho thủy i n L i Ch u.
mặt ằng x y ng, một khu v rộng l n
l s ờn ố o ợ s n tạo mặt ằng v i nhiều
ậ n kh nh u (H nh ). Hi n t ợng sụt
tr ợt ờ ố qui m l n i n r ng y s u khi thi
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 30
ng x y ng mặt ằng v ụm khu n n y
t năm 0 5. iải ph p t ờng hắn ất bê tông
ốt thép ổ tại hỗ ợ l họn xử lý hi n
t ợng mất ổn ịnh ờ ố lần n y, ợ thi ng
năm 0 6 - 2017. Tuy nhi n, s u m m 0 7,
t i năm 0 8 kh ng hỉ phần ất tr n ờ dốc
tiếp tục xuất hi u nhiều vết nứt m i, sụt tr ợt tiếp
tục phát tri n và mở rộng, mà một số n nguy n
t ờng chắn bê tông ở y ỉnh ợc phát hi n
bị dịch chuy n t i h n 5 m.
Vị trínghiêncứu
Điểm trượtNậm Khao
ìn 1 Vị rí n ên ứ (n ồn Goo lem p, 2018)
Vị trí nghiên cứu có phần ỉnh tr ợt tại sân
và cổng tr ờng ti u học Nậm Khao, liền kế bên
và phía chân khối tr ợt tập trung khu nhà ở tái
ịnh (H nh ). V i tính chất ặc thù này, vi c
nghiên cứu giải pháp xử lý i m sụt tr ợt qui
mô l n tại y l rất cần thiết và quan trọng.
Trong iều ki n mặt bằng thi công và vận
chuy n vật t rất kh khăn, ặc bi t rất hạn chế
kinh phí, tr n sở phân tích ảnh h ởng của
chiều sâu m n i ất, nghiên cứu giải
pháp xử lý tại chỗ bằng vi c chủ ạo tối u
tho t n c mặt v n c ngầm phần ất tr n
bờ dố ợ ề xuất.
3. K ÁI QUÁT ỊA ÌN , CẤU TRÚC
ỊA C ẤT VÀ ỊA KỸ T U T K U VỰC
Khu v nghi n ứu thuộ v ng núi o, ị
h nh ố , g ố s ờn phổ iến tr n 35 ộ,
ph n ắt mạnh, mứ ộ ổn ịnh ất tr n s ờn
ố kém [ , 3 . i m tr ợt ất nghi n ứu nằm
s ờn núi, phí tr n n l p phủ th vật kh ng
n, huy n tiếp xuống i h n ố ợ s n,
tạo mặt ằng x y ng khu t i ịnh v i nhiều
ấp ị h nh kh nh u. i m ất lợi l n về ị
h nh vị trí xuất hi n sụt tr ợt n y, liền kề về
phí ắ l khe tụ thủy l n. Chuy n tiếp kh ng
x về phí n y l ng suối v i trầm tí h
m i o l quét, l n i n h nh gần y tí h
lại. Nhận i n ị h nh khu v nghi n ứu, ặ
tr ng ho v ng nhạy ảm sụt tr ợt, l quét v l
n o qu nh ụm n t i ịnh Nậm
Khao (Hình 1) [4].
Theo Bản ịa chất và khoáng sản Vi t
Nam tỷ l 1/200000, tờ Khi Sứ - M ờng Tè,
F48-VII & F48 - VIII (Trần ăng Tuyết (Chủ
biên) và nnk, 2005) [ 3 , phạm vi nghi n ứu
ấu tạo hính g m phiến sét, phiến sét
ị seri it h , xen t kết, t kết ạng qu rzit
h y v i n xen thuộ H tầng Nậm C ời
(S2-D1nc) (H nh 3). C ng v i , ắt qu ng ng
vị trí nghi n ứu v ng y gần , xuất hi n
ứt gãy kiến tạo l n ã ợ x ịnh hạy theo
h ng T y ắ - ng N m. H i trong số n y
l ứt gãy nghị h v một ứt gãy s u [ 3 . Tứ ,
phạm vi nghi n ứu nằm trọn trong i ứt
gãy kiến tạo l n song song, n n phiến v
sản phẩm phong h ở y ị ập n t, v nh u
rất mạnh, rất kém ền v thấm n .
H nh tr nghi n c u trong c u trúc
đ a ch t hu v c [ ]
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 31
Kết quả khảo s t ị hất ng tr nh phụ vụ
thiết kế xử lý sụt tr ợt tr y [ ho thấy, vị
trí nghi n ứu t i ộ s u 5- 0m, xuất hi n h i
l p ất hính ( ) l p ất sét ph , m u n u ỏ,
xám vàng lẫn xám trắng, trạng thái d o mềm,
dày t 0 t i 8m. Trọng l ợng th tí h ất l p
này =16,77 kN/m3, góc ma sát trong = 5,5 ộ
và l ính n vị = 4,7kP . ( ) n i là
l p ất sét ph , m u n u ỏ, xám trắng, trạng
thái d o cứng, chiều dày 8 t i 20m. Một số ặc
tr ng lý chính l p ất n i =18,04
kN/m3, = ,7 ộ và c= 17,8 kPa [1,2]. Các
thông số này cho thấy, các l p ất phong hóa tại
y ề dày l n và sức chống cắt không l n –
kém bền.
Kết quả nghiên cứu hi n tr ờng, phân tích
bản ịa hình, ảnh v tinh, ịa chất v ịa mạo
chỉ rõ [7,8,13], toàn bộ khu v t i ịnh N m
Khao thuộc vùng cấu trú ịa chất, kiến tạo, ịa
h nh, ịa mạo v ịa kỹ thuật rất nhạy cảm sụt
tr ợt bờ dố . ặc bi t, càng d xảy ra sụt tr ợt
h n khi m t ộng o h n h y s ờn dốc
làm th y ổi ị h nh ng nh ng hảy tại
y [4,5,7,8,9, 0, .
3. DIỄN BIẾN VÀ ẶC IỂM MẤT ỔN
ỊN BỜ DỐC
Hình 3 và 4 th hi n mặt bằng và mặt cắt
ngang thiết kế xây d ng n ầu và sau xử lý lần
thứ nhất khu v t i ịnh Nậm Khao vị trí
xuất hi n i m tr ợt ất. Mặt bằng khu v c này
ợc thi công theo thiết kế năm 0 5, ng y m
m năm n y v s u năm 0 6, hi n t ợng
biến dạng bờ dốc và sụt tr ợt xuất hi n. Các bi u
hi n chính s phá hủy g m (1) xuất hi n vết nứt
trên mặt dốc, sụt lún mặt o 1, 2 và 3; (2)
phần khung bê tông cốt thép gia cố trên các mặt
o ị h hỏng và phá hủy. S u , t ờng
chắn bê tông cốt thép M 00, o 4m, y m ng
rộng 5, m, ỉnh t ờng rộng 0,5m ở chân dốc, kết
hợp iều chỉnh mái và các h thống tho t n c
ợc bổ sung và thi công xử lý cho phạm vi sụt
tr ợt i 06m v o năm 0 7 [3,4,5, .
H nh t bằng hu v c nghi n c u v hi n tr ng s t tr t
ngu n Ban DA huy n ng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 32
Vi c thi công xử lý trong m m khiến
cho một số ng t ảm bảo chất l ợng thi
ng kh ng úng y u ầu, i n hình trong số
này là các hạng mụ tho t n i ất sau
l ng t ờng chắn h kịp thi ng ã lại phát
sinh hi n t ợng sụt tr ợt lấp kín bằng ất dính
s u l ng t ờng. Một n nguy n t ờng chắn
bị dịch chuy n ỉnh về phía tr c v i i n ộ
4-5cm (11/2017), nghiêm trọng h n sụt tr ợt
còn lôi kéo mở rộng l n ỉnh dốc làm phá hủy
một phần tuyến ờng tr c cổng tr ờng
Trung họ sở.
Cäc: C8
MSS:394.00
m=1.80
m=2.50
bt m200
dµy 10cmm
=2.50
t
ên
g r
µo
tr
ê
ng
th
cs
412.61
408.61
419.30
425.44
433.81
r·nh m i̧ bt m150
0.3x0.3(m)
trång cá trªn
®Êt mµu®Êt ®¾p k90
trêng thcs
chi tiÕt 1
Rä ®̧1 x 1 x 2 m
V ¶i ®Þa kü thuËt§¸ héc xÕp khan
®êng hiÖn tr¹ng sau sôt 2015
r·nh m i̧ bt m150
0.3x0.3(m)
trång cá trªn
®Êt mµu
têng ch¾n
btct
H nh t c t ngang hu v c nghi n c u
ngu n Ban DA huy n ng
Thời i m khảo sát 1- 0 8 ng l hi n
trạng nghiên cứu, 03 n nguy n t ờng chắn bị
dịch chuy n tịnh tiến v ỉnh nghiêng về phía
tr c v i i n ộ l n (h n 0 m) (H nh 5). C
dấu hi u dịch chuy n liên tiếp củ t ờng chắn
chỉ rõ loại hình mất ổn ịnh t ờng hỗn hợp tr ợt
bằng có lật do khối sụt tr ợt gây ra.
H n thế, phần sụt tr ợt tiếp tục mở rộng,
phần ất phí s u l ng t ờng trên bờ dố ã
v ng xuất hi n nhiều vết tr ợt và vết nứt l n
trên mặt bờ dố ng nh tại s n tr ờng học.
Thậm chí toàn bộ ờng tr c tr ờng THCS
phá hủy, vết nứt s n tr ờng ng l ỉnh khối
tr ợt mở rộng và kéo dài, th hi n rõ v ng ất
không ổn ịnh nguy sụt tr ợt kéo t t ờng
chắn t i s u v o s n tr ờng THCS và có th mất
ổn ịnh bất cứ khi nào (Hình 6 và 7).
H nh 5 D ch chuy n t ng ch n d i
ch n b d c 2 2
H nh t tr t ph h y tuy n đ ng
đỉnh d c v h h ng t ng r o tr ng HC
(28/01/2018)
V?t n? t sântru? ng THCS
H nh t tr t m r ng m xu t hi n
v t n t s n tr ng HC 2 2
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 33
H nh t qu ph n t ch n đ nh tr t bằng
t ng ch n hi n h u
Các yếu tố ộ dố v ộ o ị h nh, ộ bền
thấp của các l p ất tr n ờ dố , ặc bi t là
khả năng tho t n c kém của phần ất s u l ng
t ờng chắn là các yếu tố chính phát sinh sụt
tr ợt khi t ộng o s ờn dốc tạo mặt bằng
xây d ng. Kết quả ph n tí h ịnh l ợng còn cho
thấy, t ờng chắn BTCT gia cố bờ dốc sau s cố
sụt tr ợt lần thứ nhất kh ng ảm bảo ổn ịnh về
tr ợt bằng (Ea=358,25 kN/m >Ep=327,6 kN/m)
(Hình 8), không thỏa mãn yêu cầu về ổn ịnh
sức chịu tải [2].
4. ẢN ƢỞN CỦA Ộ SÂU MỰC
NƢỚC DƢỚI ẤT TỚI ỔN ỊN BỜ DỐC
N IÊN CỨU
Tr n sở số li u khảo s t ã thu thập, sử
dụng phần phềm Geostudio/Slope/W phân tích
ng ợc hi n trạng x ịnh ợc một số thông số
ất nền sử dụng tính to n nh tại bảng 1.
Bảng 1. Một số thông số đất nền sử dụng phân tích
TT Tên l p
Trạng thái t nhiên Trạng thái bão hòa
ɣtn
(kN/m3)
ϕ
( ộ)
c
(kN/m2)
ɣbh
(kN/m3)
ϕ
( ộ)
c
(kN/m2)
1 Sét pha d o mềm 16,77 15,49 14,70 17,37 9,10 10,21
2 Sét pha d o cứng 18,04 12,67 17,75 18,40 8,12 11,12
3 Sỏi suối 21,50 30,00 0,01 21,50 30,00 0,01
4 ất ắp K85 18,50 17,00 25,00 18,50 17,00 25,00
Ảnh h ởng ộ sâu m n i ất
phần bờ dố s u l ng t ờng – khu v c sụt
tr ợt nghiên cứu ợc phân tích bằng s kết
hợp m un SEEP v SLOPE ủa phần
mềm Geostudio của Canada. Các thông số ất
nền sử dụng phân tích lấy theo bảng 1. Các
thông số thấm ất nền lấy theo các hàm th c
nghi m Tavenas và NNK (1983). Các kịch
bản giả thiết khi m n i ất bằng mặt
ất (0), ở ộ sâu 1m, 2m, 3m, 4m và 5m sử
dụng phân tích. Sử dụng mặt cắt ngang qua
t m v ng tr ợt, phân tích bài toán phẳng xác
ịnh tr ờng thấm bằng m un SEEP (H nh 9
và 10).
66
68
70
72
74
76
78
80
82
84
Distance
60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Ele
vatio
n
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
H nh t qu ph n t ch tr ng th m hi m c
n c bằng m t đ t bằng m đun EE
64
66
6
8 7
0
72
74
76
78
Distance
20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 140 150 160 170 180 190
Ele
va
tio
n
20
25
30
35
40
45
50
55
60
65
70
75
80
85
90
95
H nh t qu ph n t ch tr ng th m hi
m c n c c ch m t đ t 5m bằng m đun EE
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 34
H số ổn ịnh tr ợt t ng th bờ dốc khu v c
nghiên cứu ợ ph n tí h t ng ứng ộ sâu
m n i ất theo kết quả phân tích
tr ờng thấm ã ợ x ịnh tr . H số
ổn ịnh gi tăng (t 1,01 t i 1,21) th hi n rõ s
th y ổi t ng ứng khi giảm ộ sâu m n c
i ất t 0m t i 5m (Hình 11). Kết quả phân
tí h n y l sở ho phép ịnh h ng nghiên
cứu l a chọn giải pháp xử lý hi n t ợng sụt
tr ợt vị trí nghiên cứu.
1.01
1.04
1.141.16
1.191.21
0.9
0.95
1
1.05
1.1
1.15
1.2
1.25
0 1 2 3 4 5Ð? sâu m? c NDÐ (m)
H?s? ?n d?nh t?ng th?
H nh H s n đ nh t ng th b d c t ng
ng s thay đ i đ s u m c n c d i đ t hi
ph n t ch t ch h p c c m đun EE v i O E
5. P ÂN T C IẢI P ÁP XỬ LÝ
BẰN T U VÀ T OÁT NƢỚC DƢỚI ẤT
V i mục tiêu cần phải ợc giải pháp xử
lý chi phí thấp, d dàng thi công cho n
vị ị ph ng, kh ng ảnh h ởng t i công
trình hi n hữu, ảm bảo ổn ịnh trong gi i
hạn ho phép t ng ứng loại và cấp công trình
theo yêu cầu. T mụ í h ụ th ợc xác
ịnh này, nguyên tắc nghiên cứu ề xuất các
giải pháp xử lý sụt tr ợt phạm vi nghiên cứu
ợ xem xét ầy ủ nh : ( ) iảm thi u vi c
o, ỡ di dời các công trình xây d ng hi n
hữu v th y ổi ịa hình bờ dốc; (2) Tạo cân
bằng áp l ất l n t ờng chắn hi n hữu; (3)
Giảm tối tăng tải lên bờ dốc; (4) Gia cố
tăng sức chống cắt củ ất tr n ờ dốc; (5)
Công ngh và thiết bị thi công hợp lý trong
iều ki n hạn chế mặt bằng; (6) Ưu ti n tối u
về tho t n c mặt, n trong ất trên và
trong bờ dố s u t ờng chắn.
Theo nguyên tắc trên, nhiều giải pháp xử lý
ợ xem xét nh sử dụng cọc thép, cọc khoan
nh i, cọc ba ray kết hợp t ờng ất có cốt ... và
giải ph p n giản nhất theo h ng tối u tho t
n c mặt v n trong ất, chi phí thấp nhất,
cho phép sử dụng tối vật li u tại ị ph ng
ng nh thi ng n giản ợ ề xuất nghiên
cứu chi tiết.
Sử dụng các thông số ất nền t bảng 1, các
thông số vật li u thép nh TCVN5575: 0 ,
phần mềm eostu io m un Slope w ph n tí h
ổn ịnh cục bộ và tổng th theo ph ng ph p
ishop, t ng ứng các kịch bản m n i
ất th y ổi ở ộ sâu t 0 ến 5m (Hình 12).
H số ổn ịnh tr ợt cục bộ th y ổi t 0,9 ến
1,24, còn ổn ịnh tổng th t , 3 ến 1,52
t ng ứng khi ộ sâu m n i ất thay
ổi t 0m ến 5m. Kết quả phân tích ổn ịnh
này cho thấy khá phù hợp th c tế, phù hợp qui
luật biến ổi nh tr ờng hợp khảo sát bằng tích
hợp các hàm SEEP v i SLOPE của khu v c
nghiên cứu.
H nh 2 H s n đ nh c c b v t ng th b
d c theo s thay đ i đ s u m c n c d i đ t
T kết quả khảo sát ổn ịnh cục bộ, tổng th
(Hình 12), kết hợp kết quả nghiên cứu tại hình
, ề xuất giải pháp xử lý sụ tr ợt khu t i ịnh
Nậm Kh o theo h ng giảm ộ sâu m c
n i ất v i các nội dung chủ ạo g m
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 35
(Hình 13): (1) Thi công hoàn thi n lại h thống
tho t n s u l ng t ờng chắn bằng o thay
thế ất dính hi n tại bằng sỏi suối kết hợp rọ
bọc vải ịa kỹ thuật bố trí s u t ờng chắn hi n
hữu; ( ) iều chỉnh bề mặt bờ dốc và tối u
tho t n c mặt bằng các h thống rãnh; (3) Tại
hai mặt ờ dố , o hố ứng kí h th c
1,2mx1,2m, sâu 5m v i khoảng cách hai hố
4m, bố trí so le giữ s u lấp sỏi suối
có bọc vải ịa kỹ thuật không d t nhằm thu
n i ất; (4) o v tạo rãnh thấm bằng
sỏi suối có bọc vải ịa kỹ thuật nhằm thấm dẫn
n c t các hố ứng xuống các rãnh dọc tại
mỗi n i thoát ra ngoài; (5) Bổ sung
thêm hàng cọ r y P38, i m, c
0,75m v t ờng chắn thấp bằng bê tông cốt
thép ổn ịnh và khôi phụ t ờng r o tr ờng
THCS phần ỉnh dốc.
5.0m
VÕt nøt
1
21
2
1
2
1
2
R·nh thÊm b»ng sái suèi
Sái suèi bäc
Sái suèi
§êng hiÖn tr¹ng
MÆt bê dèc thiÕt kÕ
Têng thÊp BTCT
tr
ê
ng
th
cs
bäc v¶i §KT kh«ng dÖt
v¶i §KT kh«ng dÖt
Sái suèi bäc
v¶i §KT kh«ng dÖt
R·nh thÊm b»ng sái suèi
bäc v¶i §KT kh«ng dÖt
phôc vô thi c«ng
Têng BTCT ®· cã
150 190 180
4,0
m
4,0
m
50 420 50
5,2m
Cäc cõ Larsen, L=8m300R·nh ch©n
Rä ®¸ bäc v¶i §KT
Sái suèi
èng tho¸t níc
R·nh ®Ønh
t
ên
g r
µo
Cäc ray P30, L=12m
24,1m
MÆt bê dèc thiÕt kÕ
§êng hiÖn tr¹ng
§¾p l¹i b»ng sái suèi
28,66m 22,60m
5,0m
H nh Gi i ph p thu v tho t n c d i đ t xử ý s t tr t hu t i đ nh c m hao
6. KẾT LU N VÀ KIẾN N Ị
ộ s u m n i ất ảnh h ởng
tr tiếp t i ổn ịnh ờ ố , h số ổn ịnh
tổng th tăng nh nh khi ộ s u m n
tăng t 0 t i m, v tăng hậm h n khi ở ộ
s u l n.
Xử lý ổn ịnh ờ ố khu t i ịnh
Nậm Kh o ằng i n ph p tối u tho t n
mặt v n i ất trong ất ính kết ấu
kém hặt ằng vật li u tại hỗ, tr hết v
tất yếu phải tạo ợ v ng thu n tr
khi thoát.
LỜI CẢM ƠN
Nghi n ứu n y ợ t i trợ ởi Tr ờng ại
họ i o th ng Vận tải ( H TVT) trong ề t i
mã số T 0 9-CT-036.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
1. Báo cáo khảo s t ịa chất công trình
(2015, 2016). C ng ty C v n & u t X y
d ng t Phát th c hi n, Lai Châu.
2. o o nh gi hi n tr ng v ề xuất
ph ng n xử lý sụt tr ợt khu t i ịnh N m
Khao (2018). LECCO th c hi n, Nguy n ức
Mạnh (chủ trì), Lai Châu.
3. Braja M. Das (2014). Principles of
Foudation Engineeting, Eighth edition, Cengage
Learning, Boston, USA, 919p.
4. John J. Clague and Douglas Stead
(2012). Landslides – Types, Mechanisms
and Modeling, Cambridge University Press,
UK. 436p.
5. J. Michael Duncan, Stephen G. Wright
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 36
(2005). Soil Strength and Slope Stability, John
Wiley & Sons, USA, 295pp.
6. Kyoji Sassa, Hiroshi Fukuoka, Fawu
Wang, Gonghui Wang (Editors) (2007).
Progress in Landslide Science, Springer, 369p.
7. Nguyen Duc Manh (2016). Features,
generation mechanism and urgent treatment
solution to the large landslide at Chi Luong
resettlement area, Muong Lay Town, Dien Bien
Province. The 3rd International Conference
IE GEO 2 “Geo ogica and Geotechnica
Engineering in Response to Climate Change
and Sustainable Development of
Infrastructure , Ha Long Vietnam, 244–251.
8. Nguy n ứ Mạnh ( 0 7). Nghiên cứu
giải pháp xử lý khối ất tr ợt qui mô l n tại khu
Chi Luông thị xã M ờng Lay tỉnh i n Biên.
p ch hoa h c Giao th ng n t i s 5 ,
trang 45-52. ISSN-1859-2724.
9. Nguy n ứ Mạnh ( 0 7). Nghi n ứu
giải ph p tổ hợp xử lý sụt tr ợt ờ ố qui mô
l n khu v i Ông T ợng th nh phố H
Bình, p ch Giao th ng n t i s 2 ,
Tr. 108-111. ISSN-2354-0818
10. Nguy n ứ Mạnh, V Tiến Th nh
( 0 8). Nghi n ứu ứng ụng giải ph p ất ắp
ốt eo ell kết hợp inh ất v t ờng ọ kho n
nh i xử lý s ố sụt tr ợt ờng Ho ng i u tại
thị trấn S P . p ch hoa h c Giao th ng
n t i s đ c bi t 2 ISSN 1859 - 2724,
trang 233-241
11. Oldrich Hungr, Serge Leroueil, Luciano
Picarelli (2014). The Varnes classification of
landslide types, an update. Landslides 11:167–
194. DOI 10.1007/s10346-013-0436-y.
12. Terzaghi K, Peck RB (1967). Soil
mechanics in engineering practice, 2nd edn.
Wiley, New York, 729p.
13. Trần ăng Tuyết (Chủ biên) (2005). Bản
ịa chất và khoáng sản Vi t Nam tỷ l
1/200000, Tờ Khi Sứ - M ờng Tè, F48-VII &
F48 - VIII. C c a ch t và Khoáng s n Vi t
Nam, Hà Nội.
14. Varnes DJ (1978). Slope movement types
and processes. In: Schuster RL, Krizek RJ (eds)
Landslides, analysis and control, special report 176:
Transportation research board, National Academy
of Sciences, Washington, DC., pp. 11–33.
g i ph n bi n P S, TS VŨ CAO MINH
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 37
NGHI N U NG Ử NÉN Ủ EPS GEOFO M S N UẤT VI T N M
P AN P ƢỚC VĨN *
TRẦN N U ỄN OÀN ÙN
Investigation of compressive behaviors of EPS Geofoams made in
Vietnam
Abstract: Geofoam or EPS is widely applied to construct highway
embankments on soft ground in European countries and the United States of
America, but has no practical applications in Vietnam. This study aims at
better understanding of Geofoams made in Vietnam in terms of engineering
properties. Compressive behavior of Geofoams is the most important
properties and has limit research results in Vietnam. The study is also a
fundamental step to propose applying Geofoams made in Vietnam to
construct highway embankments on soft ground in Vietnam. Several
Geofoams made in Vietnam were collected to conduct unconfined
compressive strength tests to obtain compressive strength, compressive
strain, modulus of elasticity, and poisson’s ratio he 5 cubic specimens of
each geofoam type were made to perform unconfined compressive strength
tests following the ASTM D1621. The 7 types of Vietnam geofoams were
selected with mass density varying from 12-28 kg/m3. The results indicate
that the compressive strength increases linearly with increasing the mass
density of geofoams and varying from 30 to 120 kPa. At compressive strain
of 2% or less, compressive strength increases sharply and linearly with
increasing the vertical loads, and the strength increases insignificantly with
oad’s increments he modu us of e asticity or initia modu us or young
modulus also increases linearly with increasing the mass density of
geofoams even though the results of this study is lower than the others. The
poisson’s ratio is appreciab y sma er than data pub ished in the iterature
Keywords: EPS Geofoam, lightweight material, Foam, Abutment, Bridge
approaching embankment, Soft ground, Ground improvement.
1. IỚI T IỆU*
EPS (Expanded Poly Styrene) Geofoam là
vật li u nh tổng hợp t polystyrene, xốp nhẹ,
khối l ợng ri ng t ến 35 kg m3
, nhỏ h n
vật li u ất ắp truyền thống nh t, ất,
sét, v.v., t 30- 00 lần. eofo m ợ sử ụng
* hoa hu t X y D ng tr ng i h c B ch hoa -
i h c u c gia HC
2 ý h ng i t Q. th nh ph H Ch inh
Email: [email protected]
ho ng tr nh x y ng ở h u Âu v Mỹ v i
hầu hết ứng ụng l m vật li u ắp nhẹ, h m,
v h nhi t ho ng tr nh. C ờng ộ nén
eofo m l th ng số qu n trọng ho ứng ụng
l m vật li u ắp ho ng tr nh x y ng.
Kết quả thí nghi m nén nở h ng t o (UCS)
ủ eofo m t nhiều nghi n ứu ho thấy vật
li u l m vi n h i ở iến ạng nhỏ h n hoặ
ằng % v i ờng ộ nén t 5-75 kPa cho
EPS eofo m khối l ợng ri ng t -29
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 38
kg/m3, ờng ộ nén ở iến ạng 0% t 40-
200 kPa [1, 5, 6, 7, 10, 11, 13, 17].
V i tố ộ gi tải tăng nh nh theo thời gi n,
c ờng ộ nén eofo m xu h ng tăng theo
tố ộ nén khi so ở ng mứ iến ạng v tăng
theo mứ iến ạng. Thí nghi m UCS tr n
loại eofo m khối l ợng ri ng 5 v 0
kg/m3 (EPS-15 và EPS- 0) ợ th hi n [5 ,
kí h th mẫu h nh trụ ờng kính 150 mm
v hiều o 300 mm. Tố ộ nén mẫu ở 4, 0,
v 00% phút v i số l ợng l 3 mẫu ho mỗi
tố ộ nén. Ở iến ạng i %, ờng ộ nén
ủ EPS-15 và EPS- 0 tăng tuyến tính theo iến
ạng, v th y ổi kh ng ng k ở tố ộ
nén, lần l ợt l 47 kP v 73 kP . Ở iến ạng
l n h n %, ờng ộ nén ủ EPS-15 và EPS-
0 tăng theo tố ộ nén. C ờng ộ nén ở iến
ạng % ủ EPS-15 và EPS- 0 lần l ợt l 65,
68, 70 kP v 98, 08, 7 kP t ng ứng v i
tố ộ nén 4, 0, v 00% phút. Ở iến ạng 5%
ủ EPS-15 là 69, 77, và 83 kPa và EPS-20 là
06, 7, v 8 kP . C ờng ộ nén ủ EPS-
0 o h n so v i EPS- 5 khi xét tại ng tố
ộ nén v iến ạng, tứ l ờng ộ nén ủ
EPS eofo m tăng theo khối l ợng ri ng trong
ng iều ki n nén. Kết quả n y ph hợp v i
nghi n ứu [4, 6, 8 . Kết quả thí nghi m
UCS loại EPS eofo m khối l ợng ri ng
12 và 33 kg/m3 (EPS-12 và EPS-33), kí h th
mẫu h nh lập ph ng 50 mm ở tố ộ nén
0% phút ờng ộ nén lần l ợt l 0, 35,
50, 60 kPa và 90, 160, 205, 230 kP t ng ứng
ở iến ạng , , 5, v 0% [6 . Ở iến ạng
i %, ờng ộ nén ủ ả loại EPS
eofo m ều tăng tuyến tính theo iến ạng.
Mẫu EPS eofo m ợ tiếp tụ nén ến iến
ạng tr n 70% nh ng mẫu h ị ph hoại,
ờng ộ nén tiếp tụ tăng, ph hợp v i kết quả
nghi n ứu ủ [4, 8 . EPS eofo m khối
l ợng ri ng 3,5 kg m3, kí h th mẫu h nh trụ
ờng kính 75 mm v hiều o 37,5 mm
ợ thí nghi m UCS v i tố ộ nén mẫu
0% phút [4 . Ở iến ạng i %, ờng ộ
nén tăng tuyến tính theo iến ạng ọ trụ .
Mẫu ợ nén t i iến ạng 94% nh ng mẫu
h ị ph hoại, v ờng ộ nén tiếp tụ tăng
theo iến ạng ọ trụ . Kết quả thí nghi m
UCS tr n EPS eofo m khối l ợng ri ng
kg/m3, kí h th mẫu h nh lập ph ng 50 mm,
tố ộ nén 0% phút v i nhi t ộ thí nghi m
trong phòng 23oC v ộ ẩm 50% ợ o o
[8 . Ở iến ạng - %, ờng ộ nén tăng tuyến
tính theo iến ạng ọ trụ . Mẫu ợ nén t i
iến ạng 88% nh ng h ị ph hoại, ờng
ộ nén tiếp tụ tăng khi iến ạng ọ trụ tăng.
M un n h i n ầu (Ei) ủ EPS
eofo m tăng theo khối l ợng ri ng v th ờng
ở iến ạng nhỏ h n % [5, 6, 8, 4, 5 . loại
EPS eofo m khối l ợng ri ng 5 v 0
kg/m3
(EPS-15 và EPS- 0) ợ thí nghi m
trong h i iều ki n mẫu kh v t, kí h th
mẫu h nh trụ ờng kính 50 mm v hiều
cao 300 mm [5]. Ei ủ EPS- 5 t 4,9-6,0 MPa,
Ei ủ EPS- 0 t 7,4-9,3 MPa và Ei trong hai
iều ki n mẫu kh v t t ng ng nh u.
Kết quả thí nghi m Ei ủ EPS eofo m
khối l ợng ri ng 6 v 30 kg/m3 (EPS-26 và
EPS-30) ợ o o l phụ thuộ v o khối
l ợng ri ng ủ mẫu v tố ộ gi tải nén [ 5 .
Mẫu thí nghi m h nh trụ ờng kính 00
mm, hiều o 70 mm, iều ki n nhi t ộ thí
nghi m 3oC v ộ ẩm 40%, tố ộ gi tải ở
và 10 mm/phút. Ei ở tố ộ nén mm phút l
8,2 và 9,7 MPa và Ei ở tố ộ nén 0 mm phút
l 9,8 v ,5 MP t ng ứng v i EPS-26 và
EPS-30. Theo kết quả nghi n ứu tr n, Ei
ủ EPS- 5 t i EPS-30 tăng theo khối l ợng
ri ng, ph hợp v i kết quả [6 . Tuy nhi n, Ei t
kết quả nghi n ứu ủ ng loại
eofo m s h nh l h giữ t giả. V i
Ei ủ EPS- 0 t 5-7,75 MPa, EPS- 5 t 7-10,5
MPa, và EPS-30 t 9- 3,5 MP , tứ l ộ
h nh l nh Ei khoảng 50-55%. Nguyên nhân do
loại EPS eofo m ợ t giả thu thập t
nhiều nh sản xuất kh nh u, kí h th
mẫu thí nghi m, v tố ộ nén kh nh u.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 39
EPS eofo m l vật li u ấu trú xốp,
kh ng khí hiếm t i 98%, o h số Poisson
(ν) ủ loại EPS eofo m nhỏ, th ờng nằm
trong khoảng 0,05-0, v tăng theo khối l ợng
ri ng ủ eofo m [5, 6, 8, 3 . ν ủ EPS-20
t 0,05-0,11 [5, 6]. ν ủ EPS-21 là 0,12 [13].
Tuy nhiên, ν ủ một số nghi n ứu ho r kết
quả o h n 0, nh ν ủ EPS- 8 t 0, 6-0,22
v ủ loại EPS eofo m kh t 0,08-0,3
[16]. ν củ ng loại eofo m ng th y ổi
phụ thuộ v o loại eofo m v kí h th mẫu
nh ng kh ng phụ thuộ v o tố ộ nén.
V i tải trọng th ờng xuy n ặt tr n eofo m
nhỏ h n hoặ ằng 50% ờng ộ nén, iến ạng
ủ eofo m nhỏ h n % v ph t tri n kh ng
ng k . iến ạng ph t tri n nh nh tính ằng
giờ khi tải trọng ạt 70% ờng ộ eofo m.
C mẫu EPS eofo m khối l ợng ri ng 8
kg/m3 ợ ợ gi tải lần l ợt 30%, 50%,
70%, v 80% ờng ộ ủ vật li u EPS
eofo m trong thời gi n 3 ng y v 500 ng y [7,
4 . Kết quả ho thấy mẫu p l ằng 30%
v 50% ờng ộ vật li u th iến ạng mẫu nhỏ
h n % v kh ng ị ảnh h ởng t iến.
Tuy nhi n, vật li u nhẹ EPS eofo m vẫn
h ợ nghi n ứu v h ứng ụng
th nh ng v o x y ng ng tr nh gi o th ng
ở Vi t N m. i o n y tập trung v o vi
nghi n ứu ặ tính ủ vật li u EPS
eofo m ợ sản xuất trong n th ng qu
thí nghi m nén nở h ng t o nh ờng ộ
hịu nén, m un n h i n ầu, v h số
Poisson. Kết quả nghi n ứu n y sẽ giúp ng ời
ọ hi u ợ ứng xử nén ủ vật li u EPS
eofo m sản xuất trong n v ung ấp
th ng số qu n trọng l họn ứng ụng v o
thiết kế v thi ng thử nghi m vật li u EPS
eofo m x y ng ng tr nh gi o th ng ở
Vi t N m.
2. P ƢƠN P ÁP LU N
2.1. Tiêu chuẩn
Ph ng ph p thí nghi m tu n theo ti u
huẩn ASTM C303, 68 7, v 6 ủ Mỹ
v vẫn h ti u huẩn t ng ứng ủ
Vi t N m.
2.2. Vật liệu
C mẫu thí nghi m ợ ắt t khối
EPS Geofoam kí h th 0,6 x x m ằng
bàn ắt eofo m y ắt nhi t, ờng kính
y ắt 0, mm. 35 ủ 7 loại EPS eofo m
khối l ợng ri ng trung nh ρ t , -28,6
kg/m3 ợ thí nghi m x ịnh khối l ợng
ri ng theo ti u huẩn ASTM C303, ợ ung
ấp t nh sản suất EPS eofo m trong
n nh th hi n tr n H nh . 70 mẫu ủ 7
loại EPS eofo m h nh lập ph ng kí h
th 150 mm ợ thí nghi m nén nở h ng t
o theo ti u huẩn ASTM 6 . Ký hi u v
khối l ợng ri ng ủ loại EPS eofo m
ợ tr nh y ở ảng .
Hình 1. Kh i E Geofoam do c c nh s n xu t cung c p
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 40
Bảng . Khối lƣợng riêng của các loại EPS eofoam khác nhau
Ký hi u mẫu EPS-12 EPS-13 EPS-14 EPS-19 EPS-23 EPS-26 EPS-28
Khối l ợng ri ng,
ρ (kg/m3)
12,1 12,8 14,1 19,3 23,3 26,4 28,6
2.3. Thí nghiệm nén EPS Geofoam
Thí nghi m nén nở h ng t o ợ th
hi n theo ti u huẩn ASTM 6 . C mẫu thí
nghi m ạng h nh lập ph ng v i kí h th
l 50 x 50 x 50 ± ,5 mm. C ề mặt mẫu
ợ ki m tr ộ ng ều v l m phẳng tr
khi tiến h nh thí nghi m nén nở h ng t o
(UCS). Mẫu ợ nén ằng m y nén trụ
trong iều ki n nhi t ộ 3 ± 2oC, ộ ẩm ở 50 ±
5% (H nh ). Tố ộ nén gi tải t ộng i
mm phút v ,5 mm phút, ghi lại số ọ gi trị
l , iến ạng ọ trụ , v iến ạng ng ng ở
mỗi ấp iến ạng i 0,5%. Qu tr nh gi tải
ợ tiếp i n ho ến khi mẫu ị ph hoại hoặ
ạt iến ạng tối thi u 3%, t y theo iều ki n
n o xảy r tr . Khi nén, l nén ợ gi tải
li n tụ v kh ng tăng ột iến. Quá trình nén
ợ th hi n trong 5 hu k gi tải v ỡ tải, 4
hu k ầu gi tải ến khi mẫu l m vi hết gi i
oạn n h i v huy n s ng gi i oạn iến
ạng o th ỡ tải ki m tr ờng ộ nén ở
gi i oạn n h i v khả năng t phụ h i ủ
vật li u khi ỡ tải. Chu k 5 gi i tải ến iến
ạng l n h n 3% th ỡ tải.
H nh 2 hi t b nén tr c n h ng t do C
3. KẾT QUẢ VÀ T ẢO LU N
EPS eofo m ợ thu thập t nh sản
xuất trong n , khối l ợng ri ng ρ t , -
28,6 kg/m3. H n 70 mẫu kí h th h nh lập
ph ng 50 mm ợ ắt r t khối EPS
eofo m ủ nh sản xuất, ợ thí nghi m nén
nở h ng t o x ịnh tính hất lý
nh ờng ộ hịu nén (qu), m un n h i n
ầu (Ei), m un n h i khi ỡ tải (Eu), v h
số Poisson (ν).
3.1. Quan hệ giữa cƣờng độ nén nở hông
tự do (qu) v biến dạng dọc trục (ε)
H nh 3 th hi n mối qu n h giữ ờng ộ
nén nở h ng t o (qu) v iến ạng ọ trụ
(ε) ủ loại EPS eofo m ợ tr nh y
trong ảng ở tố ộ nén v ,5mm phút. qu
ủ loại EPS eofo m tăng tuyến tính
trong khoảng iến ạng i , 4% v ắt ầu
gi i oạn iến ạng o t iến ạng ,78% trở
l n (H nh 4). Tuy nhi n, gi i oạn n h i
tuyến tính ủ EPS eofo m nằm ở iến ạng
i % [4, 5, 7, , 3, 8 . Qu tr nh gi tải
v ỡ tải trong 4 hu k ầu, qu ủ loại
EPS eofo m tăng tuyến tính trong gi i oạn
n h i khi gi tải, huy n qu iến ạng o
khi kết thú gi i oạn n h i, v t phụ h i
h nh ạng khi ỡ tải, khoảng iến ạng phụ
h i ằng iến ạng n h i khi gi tải. C ờng
ộ nén tại t ng ấp iến ạng tăng l n khi khối
l ợng ri ng ủ EPS eofo m v tố ộ nén
tăng, ph hợp v i kết quả nghi n ứu ủ [5,
6 , ờng ộ nén EPS-15 và EPS- 0 tăng theo
tố ộ nén 4, 0, v 00% phút v t ng ấp
iến ạng , , 5 v 0%.
Quá trình gia tải v ỡ tải ợ tiếp tụ th
hi n ở hu k 5, tiến h nh gi tải ến iến ạng
trên 15%. qu và ε gi tăng khi tiếp tụ gi tải
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 41
l n iến ạng tr n 5% m mẫu vẫn h ị
ph hoại, ph hợp v i [4, 6, 8 , khi tăng tải
trọng nén ến iến ạng tr n 70%, ờng ộ
nén eofo m tiếp tụ tăng theo iến ạng v
kh ng ị ph hủy [6 , ph hợp v i kết quả mẫu
h ị ph hủy khi nén t i iến ạng 88% [8
và 94% [4]. ε tăng nh nh nh ng qu tăng kh ng
ng k so v i v i gi i oạn n h i, gi i oạn
n y ợ gọi l gi i oạn iến ạng o, ph
hợp v i kết quả nghi n ứu [4, 6, 8, 5 .
o EPS eofo m l nh tổng hợp, xốp,
ấu trú khoảng % hạt polystyrene v 98% l
kh ng khí [7, 9, 3 . Khi gi tải, ấu trú EPS
eofo m ắt ầu ị nén lại, lỗ rỗng giữ
hạt giảm th tí h, kh ng khí ắt ầu tho t r ,
hạt polystyrene ị iến ạng theo h ng
nén lại, v tăng ờng ộ hịu nén. Qu tr nh
ỡ tải, EPS eofo m t phụ h i v i ộ ố
ờng qu n h qu và ε xấp xỉ ằng gi i oạn
n h i. Tuy nhi n, tĩnh tải tối ặt trên EPS
eofo m ợ ề xuất nhỏ h n hoặ ằng qu ở
gi i oạn n h i nhằm tr nh hi n t ợng lún o
t iến. iến ạng ở i m o t gi i oạn n
h i huy n s ng t iến ủ vật li u EPS-12
ến EPS- 8 ợ xem l iến ạng lú ph hủy
(εf) nằm trong khoảng t , 4- ,78% t ng
ứng v i qu t 3 ,6- ,8 kP ở tố ộ nén
1mm/phút và 36,4- 4 , kP ở tố ộ nén
2,5mm/phút (Hình 5).
a uan h qu và ε c a E -12 b uan h qu và ε c a E -13
c uan h qu và ε c a E -13 d uan h qu và ε c a EPS-14
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 42
e uan h qu và ε c a E -19 f uan h qu và ε c a E -23
g uan h qu và ε c a E -26 h uan h qu và ε c a E -28
H nh uan h qu và ε c a E Geofoam
trong 5 chu gia t i - dỡ t i t c đ v 2 5mm phút
Hình 4. uan h gi a qu và ε c a c c o i E Geofoam trong chu
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 43
Hình 5. qu bi n d ng úc ph h y (εf) t c đ
nén 1 và 2,5mm/phút
3.2. Mô đun đ n hồi ban đầu (Ei) và mô
đun đ n hồi khi dỡ tải (Eu)
ộ ố i u ờng ộ nén nở h ng t o
(qu) v iến ạng ọ trụ (ε) ủ eofo m trong
gi i oạn tăng tuyến tính n ầu ợ gọi l m
un n h i n ầu (Ei). i trị Ei ủ mẫu
EPS eofo m ở tố ộ nén 1 và 2,5mm/phút
ợ th hi n trong H nh 6. Ei ủ EPS- ến
EPS- 8 tăng t ,98-9,95 MP ở tố ộ nén
1mm/phút và 2,29- 0,88 MP ở tố ộ nén
,5mm phút, ph hợp v i kết quả nghi n ứu
[5, 6, 15]. Ei tăng khi khối l ợng ri ng tăng v
quy luật tăng gần nh tuyến tính theo khối l ợng
ri ng, ph hợp v i nghi n ứu [5, 6, 8, 4,
15]. Ei t ng ng so v i kết quả nghi n
ứu ủ t giả [6 ợ th hi n trong H nh
7. Tuy nhiên, Ei t nhiều kết quả nghi n ứu tr n
thế gi i sẽ kh nh u [6, 6]. Loại EPS eofo m
thu thập ợ t nh sản xuất kh nh u ẫn
ến tính hất lý kh nh u, kí h th
mẫu thí nghi m t nh nghi n ứu kh
nh u, ối v i mẫu kí h th l n h n, m
un n h i n ầu o h n [6, 6 . Tố ộ gi
tải nén ng l n m un n h i n ầu ng
cao [6, 5 . M un n h i khi ỡ tải (Eu) ở tố
ộ nén v ,5mm phút ợ th hi n trong
H nh 8, gi trị ạt ợ t ,85-8,5 ở tố ộ nén
1mm/phút và 2,10-9,4 MP ở tố ộ nén
2,5mm/phút. Eu tăng khi khối l ợng ri ng tăng
v nhỏ h n so v i Ei.
Hình 6. Quan h gi a Ei v ρ c a EPS
Geofoam t c đ 1 và 2,5mm/phút
Hình 7. So sánh k t qu thí nghi m Ei v i
các k t qu nghiên c u trên th gi i
H nh uan h gi a Eu v ρ c a E Geofoam
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 44
3.3. ệ số Poisson (ν)
H số Poisson (ν) ủ EPS- ến EPS-28 ở
tố ộ nén v ,5mm phút t ng ng nh u,
gi trị t 0,06-0,14, và nhỏ h n so v i vật
li u ắp truyền thống nh t, ất, v sét, ph
hợp v i kết quả nghi n ứu t 0,05-0,2 [6,
8, 9, 12, 13, 15, 16, 17]. ν ủ EPS-20 là 0,093
ph hợp v i nghi n ứu [5, 6 l t 0,05-0,11. ν
ủ EPS- 8 l 0, 4 nhỏ h n so v i [ 6 l t
0,16-0,22 và ủ loại EPS eofo m khác t
0,08-0,3. Tuy nhi n, nghi n ứu ng kết
quả l h số Poisson tăng tuyến tính theo khối
l ợng ri ng ủ EPS eofo m v kh ng phụ
thuộ v o tố ộ nén [5, 6, 13, 15]. EPS
eofo m l vật li u nh tổng hợp, ấu trú
xốp, kh ng khí hiếm t i 98% nh ã tr nh y
ở Mụ 3. . , khi gi tải nén ọ trụ l n mẫu,
iến ạng ọ trụ tăng l n nh ng iến ạng
ng ng tăng l n kh ng ng k , n n h số
Poisson rất nhỏ. Khi tăng khối l ợng ri ng, th
tí h kh ng khí giảm, v tỷ l hạt nh
polystyrene trong ấu trú EPS eofo m tăng,
khi iến ạng ọ trụ tăng sẽ xu h ng tăng
iến ạng ng ng. H nh 9 th hi n qu n h giữ
h số Poisson (ν) v khối l ợng ri ng (ρ) ủ vật
li u EPS eofo m.
Hình 9. uan h gi a ν v ρ c a E Geofoam
t c đ nén v 2 5mm phút
4. KẾT LU N
7 loại EPS eofo m ợ thu thập t nh
sản xuất trong n v hế tạo trong ph ng v i
h n 00 mẫu th hi n thí nghi m theo
ti u huẩn ASTM. Kết quả nghi n ứu t thí
nghi m nén nở h ng t o (UCS) nh ờng ộ
nén, m un n h i n ầu, v h số Poisson
ho phép rút r ợ kết luận nh sau:
(1) C ờng ộ nén nở hông t do (qu) tăng
theo khối l ợng riêng và tố ộ nén, qu ở t ng
cấp biến dạng tăng tuyến tính ở biến dạng
i 1,14%.
(2) qu ạt t 31,6- ,8 kP ở tố ộ nén
1mm/phút và 36,4- 4 , kP ở tố ộ nén
2,5mm/phút theo khối l ợng ri ng t 12,1-28,6
kg/m3.
(3) EPS Geofoam có th t phục h i khi gia
tải và dỡ tải trong gi i oạn n h i.
(4) iến ạng o ủ mẫu EPS eofo m ở
khoảng , 4-1,78%.
(5) M un n h i n ầu (Ei) ạt t 1,98-
9,95 MP ở tố ộ nén mm phút v , 9-10,88
MP ở tố ộ nén ,5mm/phút.
(6) M un n h i khi ỡ tải (Eu) ạt t
1,85-8,5 ở tố ộ nén mm phút v , 0-9,41
MP ở tố ộ nén ,5mm phút.
(7) H số Poisson ν) tăng theo khối l ợng
ri ng v kh ng phụ thuộ v o tố ộ nén, ν t
0,06-0, 4, nhỏ h n so v i vật li u ắp
truyền thống nh t, ất ắp, v sét.
LỜI CẢM ƠN
ề t i nghi n ứu n y ợ th hi n v i
ngu n kinh phí ấp t Sở Kho họ v C ng
ngh Th nh phố H Chí Minh (hợp ng số
45 0 8 H -SKHCN v 50 H - H K-
KHCN&DA). C t giả h n th nh ảm n s
hỗ trợ ủ Sở Kho họ v C ng Ngh , tr ờng
ại họ h Kho TP. HCM v n vị
ung ấp vật li u eofo m trong suốt qu tr nh
th hi n nghi n ứu.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
1. American Society for Testing and
M teri ls. St n r Spe ifi tion for Rigi
Cellular Polystyrene. USA. ASTM 68 7 –
07, 4 p., 2007.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 45
2. American Society for Testing and
M teri ls. St n r Spe ifi tion for
Dimensions and Density of Preformed Block
and Board–Type Therm l Insul tion. USA.
ASTM C 303 – 98, 4 p., 1998.
3. American Society for Testing And
M teri ls. St n r Test Metho for
Compressive Properties of Rigid Cellular
Pl sti s. USA. ASTM 6 – 00, 4 p., 2000.
4. W. Chena, H. Hao, D. Hughes, Y. Shi, J.
Cui, n Z. Li. St ti n yn mi me h ni l
properties of expanded polystyrene , Materials
and Design, vol. 69, pp. 170–180, 2015.
5. M. uskov. M teri ls Rese r h on EPS-
20 and EPS-15 Under Representative
Con itions in P vement Stru ture , Geotextiles
and Geomembranes, vol. 15, pp. 147-181, 1997
6. A.F. Elragi. Selected Engineering
Properties and Applications of EPS Geofoam.
Softoria, 2006, 39 p.
7. J.S. Horv th. Emerging Tren s in
Failures Involving EPS- lo k eofo m ills ,
Journal of Performance of Constructed
Facilities, Vol. 24, No. 4, 8 p., 2010.
8. J.S. Horv th. Exp n e Polystyrene
(EPS) Geofoam: An Introduction to Material
eh vior , Geotextiles and Geomembranes, vol.
13, pp. 263-280, 1994.
9. J.S. Horv th. L ter l Pressure Re u tion
on Earth-Retaining Structures Using Geofoams:
Corre ting Some Misun erst n ings , in
ER2010: Earth Retention Conference 3, USA,
2010, 8 p.
10. J.S. Horv th. The ompressi le
in lusion fun tion of EPS: An Overview, in
Proceedings of the International Symposium on
EPS Contruction Method, Japan, Tokyo, 1996,
pp. 71 – 81
11. J.S. Horvath. “The compressible
in lusion fun tion of EPS , Geotextiles and
Geomembranes, vol. 15, pp. 77-120, 1997.
12. J.S Horvath. Concepts for Cellular
Geosynthetics Standards with an Example for
EPS-Block Geofoam as Lightweight Fill for
Roads. USA: Center for Geotechnology,
Research Report No. CGT-2001-4, 2001, 92 p.
13. A. Mohajerani, M. Ashdown, L.
A ih shi, n M. N zem. Exp n e
polystyrene geofo m in p vement onstru tion ,
Construction and Building Materials, vol. 157,
pp. 438-448, 2017.
14. Oss n M.P. Romo. Confining stress
influen e on EPS w ter sorption p ility ,
Confining stress influence on EPS water
absorption capability, vol. 35, pp. 132 – 137,
2012.
15. A. Oss n M.P. Romo. Mi ro- and
macro-mechanical study of compressive
behavior of expanded polystyrene geofo m ,
Geosynthetics International, vol. 16, pp. 327 –
338, 2009.
16. S. Srirajan, D. Negussey, and N.
Anasthas. Creep behavior of EPS geofoam.
2001, 12 p.
17. T.D. Stark, S.F. Bartlett, and D. Arellano.
Expanded Polystyrene (EPS) Geofoam
Applications & Technical Data. Crofton, MD:
The EPS Industry Alliance, 2012, 36 p.
18. A.C. Trandafir, S.F. Bartlett, and B. N.
Lingw ll. eh vior of EPS geofo m in stress-
ontrolle y li uni xi l tests , Geotextiles and
Geomembranes, vol. 28, pp. 514-524, 2010.
g i ph n bi n P S,TS TRẦN THƯƠN ÌNH
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 46
PH N TÍ H S L M VI Ủ M NG È Ọ ÉT N NH H NG Ủ K T ẤU KHUNG
T LÊ ƢƠN
*
LÊ BÁ VINH, N U ỄN N ỰT N ỨT
Effects of the structure frameworks on behavior of piled raft foundations.
Abstract: During foundation design, the designer usually divide the work
into two separate parts for calculation: the upper structure frame and the
foundation below. But in reality, structural frameworks and foundations link
together in a combination and work at the same time. In this paper, the
authors conducted the analysis of the piled raft foundations modeled in
PLAXIS 3D under two alternatives: the foundation work with upper load
and the foundation working simultaneously with the above framework. The
analysis results show that, in the case of frame working with foundation, the
column near the center of the raft has bending moment 18 times greater
than the bending moment of column in analysis structure frame only.
Therefore, the simulation and calculation according to the working
simultaneously of structure frame and foundation will be consistent with the
actual model of the construction, and, the internal force values in the frame
will be more reliable and safer in structure design.
Keywords: Numerical analysis, piled raft foundation, structure frame,
PLAXIS 3D.
1. ẶT VẤN Ề*
ối v i ng tr nh nh o tầng v si u
o tầng, ph ng n m ng ọ ã trở th nh
l họn h ng ầu [ , , 3 . Vi l họn s
tính ph hợp trong phần mềm m phỏng số
khi tính to n thiết kế m ng ng rất qu n trọng.
Th ng th ờng, phần l n ng ời thiết kế sẽ tính
to n ri ng rẽ phần khung ng tr nh n tr n,
xem ng tr nh l m vi tr n nền ứng (kh ng
iến ạng). Tải trọng ủ phần kết ấu s u sẽ
ợ tổng hợp v trở th nh ữ ki n ho vi
thiết kế nền m ng. V i ph ng ph p tính ri ng
rẽ t ng phần nh vậy, kết quả th s i kh
ng k so v i ứng xử th tế ủ ng tr nh
tr n nền ất iến ạng kh ng ng ều. phản
* B m n a c – n m ng hoa hu t X y D ng
r ng i H c B ch hoa – i H c u c Gia
h nh h H Ch inh.
Email: [email protected]
nh úng s l m vi th tế ủ ng tr nh, ần
s ph n tí h v so s nh v i tr ờng hợp m ng
ọ v h khung kết ấu n tr n l m vi
ng thời. Trong nghi n ứu n y, ph n tí h,
tính to n ợ th hi n theo tr ờng hợp:
Tr ờng hợp : M ng ọ hịu tải trọng
t ng tr nh n tr n i ạng tải tập
trung ở những vị trí nhất ịnh tr n mặt , hính
l vị trí ủ h n ột. i trị nội l h n ột
ợ lấy t kết quả tính h khung kết ấu trong
phần mềm ph n tí h kết ấu nh SAP 000,
ETA S,v.v
Tr ờng hợp : M ng ọ v khung kết
ấu l m vi ng thời. Lú n y, phần mềm m
phỏng to n ộ h khung ng tr nh n tr n, nền
ất n i ng tr nh v ặ i t l t ng t
giữ ất v m ng ọ sẽ ho phép ph n tí h
ứng xử ủ h khung kết ấu – m ng ọ –
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 47
ất nền ng l m vi ng thời v n phản nh
úng ản hất l m vi ủ ng tr nh.
Phần mềm ETA S v PLAXIS 3 ợ sử
ụng ph n tí h ứng xử ủ m ng ọ
trong tr ờng hợp tr n.
Hình 1. Móng bè c c làm vi c đ c l p.
Hình 2. Móng bè c c và khung k t c u cùng
làm vi c đ ng th i.
2. THIẾT KẾ KẾT CẤU MÓNG CHO
CÔNG TRÌNH CỤ THỂ
2. . Xác định tải trọng của phần khung kết
cấu bên trên
C ng tr nh 0 tầng, o 6 m, ột l
7, m sử ụng m ng ọ tr n nền ị hất
g m 5 l p (Hình 3). C ng tr nh ợ nghi n
ứu v i iều ki n ị hất i n h nh ở khu v
Quận nh Thạnh, Th nh Phố H Chí Minh.
Nền ất g m l p: L p : C t ắp, t
mịn lẫn ột, hặt v (SM); L p : n sét, n
sét, trạng th i hảy (OH); L p 3: Sét, sét
m u x m en, o hảy ến nử ứng (CH);
L p 4: Sét, sét m u x m en, o hảy ến
nử ứng (CH); L p 5: C t mịn, ít sét, trạng th i
hặt ến rất hặt (SM);
H khung ng tr nh ợ m phỏng v
tính nội l ằng phần mềm ETA S (theo s
kết ấu v i h n ột ợ ng m ứng).
Kết quả nội l h n ột ợ th hi n tr n
Hình 4.
2.2. Xác định sơ bộ số lƣợng cọc v chiều
dày bè
Kí h th m ng ọ 3,6m x 3,6m ,
ọ ờng kính = 800 mm, t ng ọ
30. Sứ hịu tải ủ ọ theo ất nền v theo
vật li u l m ọ , hiều i l m vi ủ ọ
tối u l m i ọ nằm ở ộ s u -50m, sứ hịu
tải thiết kế ủ ọ Ptk = 400kN. T họn
số l ợng ọ ố trí trong i l 49 ọ , ố trí
ối xứng (Hình 5) v i khoảng h giữ
ọ l 4,5 = 3,6m.
Hình 3. M t c t ngang công trình.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 48
Hình 4. Ph n l c chân c t (kN)
Hình 5. M t bằng b trí c c và c t
trong móng bè c c
Chiều y ợ tính to n theo iều ki n
hống xuy n thủng o ột g y r ho . Xét tại
vị trí phản l h n ột l n nhất tính v
ki m tr , ề y tối thi u thỏ iều ki n
hống xuy n thủng l ,7m.
3. PHÂN TÍCH ẢN ƢỞNG CỦA
KẾT CẤU K UN ẾN SỰ LÀM VIỆC
CỦA MÓNG BÈ CỌC
Chiều y thí h hợp kh ng những thỏ
iều ki n hống xuy n thủng m ần xét
th m iều ki n về ộ lún ổn ịnh, ộ lún
l h. nh gi iều ki n , t giả sử
ụng phần mềm PLAXIS m phỏng v
phân tích.
3.1. Mô hình tính toán trong PLAXIS 3D
Bảng 1. Thông số địa chất các lớp đất trong PLAXIS 3D.
Thông số Lớp (SM) Lớp 2 (OH) Lớp 3 (C ) Lớp 4 (C ) Lớp 5 (SM)
Chiều dày 5 19 5 9 52
Mô hình HS HS HS HS HS
γunsat (kN/m3) 18,63 14,25 18,02 18,02 19,87
γsat (kN/m3) 19.16 15,03 18,24 18,24 20,52
kx (m/day) 1,368 4,72
E-8
1,37
E-7
1,37
E-7
3,34
E-7
ky (m/day) 0,684 2,36
E-8
6,87
E-8
6,87
E-8
1.67
E-7
E50ref
(kN/m2) 5368 19019 20979 34972 56040
Eeodref
(kN/m2) 5368 19019 20979 34972 56040
Eurref
(kN/m2) 16105 57057 62936 104916 168119
m (-) 0,55 0,95 0,82 1 0,96
’ref (kN/m2) 4,5 17,9 31 33 18,4
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 49
Thông số Lớp (SM) Lớp 2 (OH) Lớp 3 (C ) Lớp 4 (C ) Lớp 5 (SM)
φ'
( ộ) 26.6 18.28 23.35 23.68 33,1
Ψ ( ộ) 0 0 0 0 3,1
υur (-) 0,2 0,2 0,2 0,2 0,2
pref (kN/m2) 50 200 200 400 400
K0nc
(-) 0,552 0,684 0,601 0,601 0,454
C ng tr nh 0 tầng v i tải trọng v kí h
th m ng ọ thiết kế nh tr n ợ m
h nh trong PLAXIS theo h i ph ng n nh ở
Bảng 2.
Trong phƣơng án , hỉ m ng ọ
làm vi ộ lập, tải trọng t ụng l n t ng
ứng ở vị trí h n ột ợ m phỏng ằng
tải tập trung, gi trị ằng nội l h n ột
tính ợ theo phần mềm ETA S (Hình 6).
Trong phƣơng án 2, phần khung kết ấu n
tr n g m ột, ầm, s n, t ờng ợ m phỏng
ằng phần tử th nh ( e m), tấm (pl te) v
tải t ờng ph n ố tr n mét i th nh v hoạt tải
ph n ố ều tr n i n tí h tấm gi trị nh ã
nhập tr n ETA S ủ ph ng n (Hình 7).
Bảng 2. Trƣờng hợp phân tích móng bè cọc
Ph ng n Tr ờng hợp ề y (m)
Ph ng n :
M ng ọ
1 0,5
2 1,0
3 1,5
4 2,0
5 2,5
6 3,0
Ph ng n :
M ng ọ
+ Khung kết
ấu
1A 0,5
2A 1,0
3A 1,5
4A 2,0
5A 2,5
6A 3,0
Hình 6. Mô hình móng bè c c làm vi c đ c l p
trong ph n m m PLAXIS 3D
Hình 7: Mô hình móng bè c c và h khung
k t c u làm vi c đ ng th i trong ph n m m
PLAXIS 3D.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 50
3.2. ộ lún trung bình của móng bè cọc
Hình 8. Bi u đ quan h đ lún và b dày bè
c a móng bè c c theo ph ng n 2
Trong ph ng n (M ng ọ + khung kết
ấu), ộ lún trung nh ủ m ng ọ giảm khi
tăng ề y t 0,5m ến 3m. Tuy nhi n hi u
quả n y hỉ rõ r t khi tăng ề y t 0.5m ến
m, n t m trở i th vi tăng ề y kh ng
giúp giảm ộ lún ho h m ng ọ .
ề y tối thi u thỏ iều ki n họ thủng
ợ tính ho ng tr nh n y l .7m. V vậy,
m l hiều y tối u v t sẽ khảo s t tiếp
ảnh h ởng tr n ề y n y.
3.3. ộ lún lệch trong móng bè cọc
Hình 9. V tr c c đi m kh o sát và m t c t
kh o sát trong bè
Hình 10. K t qu đ lún t i c c đi m
kh o sát trong bè
V m ng thiết kế ối xứng n n hỉ ần
khảo s t i m thuộ g 4 ủ m ng l ủ.
nh gi ảnh h ởng lún l h ủ h m ng
ọ , t xem xét ộ lún v ộ lún l h giữ các
i m ặ i t tr n . S i m khảo s t
ợ th hi n tr n Hình 9.
Kết quả ở Hình 10 ho thấy: ộ lún ở g
( i m 3) l nhỏ nhất trong i m khảo s t.
Khi h khung ng l m vi v i m ng
ọ , ộ lún ủ m ng ở v ng t m ( i m v
4) gần nh kh ng kh i t so v i ph ng n
m ng ọ l m vi ộ lập.
S th m gi l m vi ủ khung kết ấu giúp
giảm ng k ộ lún l h trong m ng ọ :
- Ở ph ng n (m ng ọ ), ộ lún l h
giữ g v t m ( i m 3 - 4) là 0,47 ‰,
trong khi ở ph ng n (m ng ọ + khung
kết ấu) ho ộ lún l h giữ h i i m n y l
0, 8 ‰, nghĩ l giảm 38%.
- Ở khu v ạnh v g , ộ lún l h
giữ i m v 3 trong ph ng n l 0,6 ‰,
n trong ph ng n l 0,33 ‰, nghĩ l giảm
h n 40%.
Khi khung kết ấu l m vi hung v i
m ng ọ , giúp tăng ộ ứng ho , t
giảm ng k ộ lún l h trong m ng ọ .
3.4. Nội lực trong cọc
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 51
Xét nội l ủ ọ A, , C, thuộ mặt
ắt i n h nh - , v ọ E ở g , kết quả ở
các Hình 11 ho thấy:
Hình 11. L c d c đ u c c t i các c c.
- Khi khung kết ấu ng l m vi v i
m ng ọ , l ọ trong ọ ở g ( ọ E)
tăng 6,5% so v i tr ờng hợp m phỏng m ng
ọ kh ng khung. o , sẽ ảnh h ởng ến
khả năng hịu tải ủ ọ ở g .
- M men v l ắt ủ ọ nằm ở ạnh
( ọ ) l l n nhất so v i ọ ở trung t m
(A, , C). Cọ ở g hịu m men, l ắt
trong ọ xấp xỉ 75% m men, l ắt ọ ở
ạnh (Hình 12 và Hình 13).
- S h nh l h gi trị m men, l ắt
trong ọ giữ h i ph ng n khung kết
ấu v kh ng khung kết ấu l kh ít
(khoảng 5-7%).
H nh 2 men đ u c c t i các c c.
Hình 13. L c c t đ u c c t i các c c.
3.5. Nội lực trong cột
Hình 14. L c d c chân c t t i các c t.
Hình 15. Mô men chân c t t i các c t.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 52
Hình 16. L c c t chân c t t i các c t.
Xét nội l tại h n ột ở vị trí , tr n mặt
ắt -1. Hình 14 ho thấy s th m gi ủ
khung kết ấu khi m phỏng kh ng ảnh h ởng
nhiều ến l ọ t ụng l n ột. Cột ở
gần t m ( ột ) hịu l ọ l n h n ột ở
ạnh ( ột ).
so s nh gi trị m men v l ắt trong
ột giữ h i ph ng n m phỏng, ph ng n
(m ng + nền) sẽ lấy gi trị m men, l ắt
trong ột t phần mềm kết ấu ETA S; ph ng
án 2 (khung + m ng + nền) sẽ lấy gi trị m
men, l ắt trong ột t phần mềm PLAXIS
3 . Kết quả so s nh ợ th hi n tr n Hình 15
và Hình 16. C th thấy rằng: ối v i ột ở gần
t m ( ột ): m men ột trong m h nh
(khung - móng - nền) l n h n nhiều so v i m
men ột khi hỉ tính to n ri ng h khung trong
ETA S. m phỏng trong PLAXIS ộ
ứng hữu hạn n n th xem nh ạng mềm,
gần úng v i th tế ng tr nh. o khi
khung - móng - nền ng hịu tải th sẽ iến
ạng kh ng ều ở nhiều vị trí trong . ặ i t
ở khu v t m sẽ ị lún nhiều h n vị trí
kh trong , ẫn ến ột ở v ng t m
kh ng hỉ ị lún theo m n sinh r g
xo y ở h n ột, n n m men trong ột sẽ l n
h n m men ủ ột li n kết tr n tuy t ối
ứng trong ETA S.
Ng ợ lại, v i ột ở ạnh ( ột ), m men
ột trong m h nh (khung - móng - nền) nhỏ h n
nhiều so v i m men ột khi hỉ tính to n ri ng
h khung trong ETA S. iều n y l o trong
PLAXIS ợ xem l mềm, ng iến
ạng theo h khung khi hịu l , v thế m men
h n ột ở i n sẽ ợ giảm xuống ng k .
Ng ợ lại, trong ETA S, h n ột xem nh li n
kết ng m v i tuy t ối ứng. V vậy khi
ột ở i n ị iến ạng theo h khung, iến
ạng ít, n n sinh r m men ng ợ hiều v i m
men ủ ột, h nh th nh m men kh ng uốn ủ
ột l n h n ột t ng ứng trong PLAXIS.
3.6. Nội lực trong bè
nh gi s th y ổi nội l trong , xét
mặt ắt i n h nh - vị trí nh Hình 9.
i u m men v l ắt trong tại vị trí
mặt ắt - ợ th hi n trong Hình 17 và
Hình 18.
L ắt trong kh ng kh i t nhiều giữ
ph ng n ( khung kết ấu v kh ng
khung kết ấu).
M men tại mép ủ ph ng n gần nh
kh ng kh i t. C ng tiến về t m th s
h nh l h về gi trị m men. Ph ng án có
khung kết ấu ho gi trị m men nhỏ h n
kh ng nhiều so v i tr ờng hợp kh ng khung
kết ấu (khoảng 7%).
Hình 17. Mô men trong bè, m t c t 1-1.
Hình 18. L c c t trong bè, m t c t 1-1.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 53
4. KẾT LU N
Th ng qu vi so s nh, nh gi kết quả nội
l ủ v ọ theo h i ph ng n: m ng
ọ l m vi ộ lập (ph ng n ) v m ng
ọ + khung kết ấu l m vi ng thời (ph ng
n ), th rút r một số kết luận nh s u:
- Khi có kết cấu khung làm vi c chung v i
móng bè cọ , giúp tăng ộ cứng cho bè, t
giảm ến 40% ộ lún l ch trong móng bè cọc.
- Khi mô phỏng khung kết cấu cùng làm vi c
v i móng bè cọc, nội l c trong bè và nội l c
trong cọc không chênh l ch nhiều so v i tr ờng
hợp móng bè cọc làm vi ộc lập.
- Tuy vậy, có s khác bi t ng k về mô
men và l c cắt tại chân cột khi mô phỏng h
khung kết cấu cùng làm vi c v i móng bè cọc.
Khi chỉ tính riêng khung kết cấu mà không k
ến t ng t v i m ng v ất nền n i,
nghĩ l xem tuy t ối cứng, chân cột ở vùng
tâm bè cho mô men, l c cắt nhỏ h n h n ột ở
cạnh bè. Còn khi xét h móng bè cọc + khung
kết cấu cùng làm vi ng thời, ợc xem
nh ộ cứng hữu hạn, lún nhiều ở tâm bè và
giảm dần về cạnh bè. Khi chịu tải, bè cùng biến
dạng theo h khung công trình, nên mô men và
l c cắt tại chân cột ở tâm bè sẽ l n h n h n ột
ở cạnh bè.
- S tham gia của khung kết cấu cùng làm
vi c v i móng bè cọc làm cho mô men tại các
chân cột gần tâm bè l n h n rõ r t. Trong
ph ng n m ng ọc + khung kết cấu, xét
cột ở tâm bè, mô men cột l n h n 18 lần mô
men cột t ng ứng trong ph ng n m ng
cọ . Tuy nhi n, ối v i cột ở cạnh bè thì mô
men tại chân cột trong ph ng n m ng ọc
+ khung kết cấu giảm còn khoảng 33% so v i
mô men tại chân cột trong mô hình móng bè
cọc. Vì mứ ộ chênh l ch nội l c trong cột
giữ h i ph ng n m phỏng rất l n, o ảnh
h ởng nhiều ến vi c tính toán bố trí thép cho
các cấu ki n khung bên trên.
C kết luận tr n ho thấy, th nh gi
thiết kế m ng ọ ss t v i ứng xử th tế
ng tr nh, ần thiết sử ụng phần mềm,
ph ng ph p m phỏng s l m vi ng thời
ủ h khung kết ấu v m ng ọ .
ghi n c u n y đ c t i tr b i tr ng i
H c Bách Khoa - i H c u c Gia h nh h
H Ch inh trong hu n h đ t i mã s
T-KTXD-2018-110.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
1. Katzenbach R, Arslan U, Moormann C.
( 000). Pile r ft foun tion proje ts in
erm ny . esign Appli tions of R ft
Foundations, Hemsley. Thomas Telford,
London; pp. 323–91.
2. Badelow, F., Kim, S., Poulos, H.G. and
Abdelrazaq, A. (2009). oun tion esign for
t ll tower in re l m tion re . Pro . 7th Int.
Conf. Tall Buildings, Hong Kong, Ed. F.T.K.
Au, Research Publishing, pp.815-823.
3. Yamashita K, Hamada J, Soga Y. (2010)
Settlement n lo sh ring of pile r ft of
162m high resi enti l tower . In: Pro .
international conference on deep foundations
and geotechnical in situ testing, Shanghai,
China; pp. 26–33.
4. PLAXIS 3D Manual 2018.
5. ETABS Manual 2017.
g i ph n bi n TS PHÙN ỨC LON
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 54
QU N TRẮ LÚN ỜNG ẦU ẦU V M INH S U GI ẰNG NG NGH JET GROUTING
N U ỄN T IẾT OÀI*
TRẦN N U ỄN OÀN ÙN **
Monitoring differential settlement of Vam Dinh bridge abutment after
reinforced by Jet Grouting
Abstract: Differential settlement of bridge abutments causes uneven
traveling, especially for bridge approaching embankments. Several
solutions have benn applied to treat the differential settlement of bridge
abutments but still ineffective, less sustainable, and negative reaction from
the ommunity. The analysis results indicate that Jet Grouting can be applied
to treat differential settlement. This paper presents the result of settlement
monitoring after reinforced using Jet Grouting for Vam Dinh bridge for 13
months. The analysis results from the field monitored data for 13 months
show that (1) Differential settlement was less than 24 mm for the reinforced
abutment, whereas 22÷45 mm settlement was monitored for the
unreinforced abutment; (2) The reinforced abutment provides traveling
normally; (3) The monitored settlement was smaller than the computed
settlement; (4) The rate of settlement was low and diminishing for the
reinforced abutment.
Từ khóa: Jet Grouting; Soicrete; Settlement; Bridge abutment; Soft ground;
Soft ground improvement.
1. IỚI T IỆU*
Hi n t ợng lún l h ờng ầu ầu g y kh
khăn l u th ng, giảm ộ ền ph ng ti n gi o
th ng, ng nh h hỏng h ng h trong qu
tr nh vận huy n ( o gni et l. 990, ri u et
l. 997, Ph n Quố ảo 0 5). Ở Vi t N m,
lún ầu ầu xảy r hầu hết ở tỉnh miền T y
N m ộ (Ph n Quố ảo 0 5, ỗ Mỹ Chinh
v Trần Nguy n Ho ng H ng 0 6), ở Mỹ gần
25% công trình (Briaud et al. 1997). Boagni et
* H c vi n cao h c hoa thu t X y d ng tr ng i
h c B ch hoa - H G HC
** G Gi ng vi n hoa thu t X y d ng tr ng
i h c B ch hoa - H G HC
l. ( 990) v Q 3095 Q -BGTVT- 0 3 ã
n u r nhiều giải ph p xử lý hi n t ợng lún
tr n, nh ng h hi u quả về mặt kỹ thuật,
kinh tế, v luận xã hội.
Trần Nguy n Ho ng H ng v Qu h H ng
Ch ng ( 0 6) ã ề xuất giải ph p Jet
routing ứng ụng gi ố giảm lún ờng ầu
ầu trong qu tr nh kh i th v i nhiều u i m
v ợt trội nh th xử lý lún ho nền ờng
ề y l p ất yếu l n, kh ng ần ph ỡ l p
kết ấu n tr n m vẫn ảm ảo ợ xe ộ l u
th ng trong qu tr nh thi ng o ng ngh n y
thiết ị nhỏ gọn. Ph ng ph p m phỏng giải
tí h ã ợ t giả sử ụng ph n tí h ộ
lún ho ờng ầu ầu ủ ầu V m inh thuộ
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 55
tỉnh ng Th p v i giải ph p gi ố ằng h
ọ Jet routing. Phạm vi 5.5 m ờng s u mố
ợ gi ố ằng h ọ Jet routing v i ờng
kính thiết kế m, hiều i ọ t 7-9 m. Kết
quả ph n tí h ho thấy ờng ầu ầu ở h i ầu
n y ảm ảo ợ y u ầu về ộ lún trong hu
kỳ 5 năm theo TCN -06, 22 TCN 262-
000, v hu kỳ v nh hỉ 5 năm lần th y v
mỗi năm một lần nh hi n tại.
Nh m nghi n ứu ã tri n kh i thi ng thử
nghi m tại hi n tr ờng, ng thời kết hợp
thí nghi m hi n tr ờng ối hiếu v i kết quả
nghi n ứu trong ph ng ủ Qu h H ng
Ch ng v Trần Nguy n Ho ng H ng ( 0 6).
Nghi n ứu n y tập trung v o qu n trắ v giải
mã số li u qu n trắ hi n tr ờng nh gi
s l m vi hi n tr ờng ủ giải ph p ề xuất.
Kết quả nghi n ứu n y l m sở kho họ
minh hứng ho s th nh ng ủ ng ngh
trong mụ í h giảm lún ờng ầu.
2. VỊ TR N IÊN CỨU
Thi ng thử nghi m hi n tr ờng ợ th
hi n ho ờng ầu ầu phí mố ờ T y ầu
V m inh. ờng ầu ầu ở mố n lại kh ng
gi ố l m sở so s nh (H nh ). ị hất
khu v nghi n ứu ợ x ịnh th ng qu
h i lỗ kho n tại h i ờng ẫn ầu ầu ủ ầu
V m inh. C hỉ ti u lý ợ th hi n
trong ảng .
Hình 1. V trí nghiên c u
Bảng . Chỉ tiêu cơ lý của cầu V m inh (LAS-XD475)
L p ất
Chiều
dày
(m)
Trọng l ợng
riêng
gw, (kN/m3)
H số
rỗng,
e0
Chỉ số
nén,
Cc
Chỉ số
nở,
Cr
Áp l ố
kết tr ,
sp (kN/m2)
Sét, o mềm 3,6 18,4 0,98 - - -
n sét, hảy ( ) 6 16,2 0,15 0,533 0,17 68
n sét, hảy ( ) 7,8 16,2 0,15 0,527 0,152 102,8
C t ph , o > 9 19 0,75 - - -
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 56
3. THI CÔNG THỬ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG
H ọ ợ ố trí theo s thiết kế ủ
Qu h H ng Ch ng v Trần Nguy n Ho ng
Hùng (2016). ờng kính ọ kiến l m,
hiều i ọ ợ ố trí theo s tiếp ận về
ộ lún (H nh ).
Hình 2 đ b trí h c c Jet Grouting
(Quách H ng Ch ng v r n Nguy n Hoàng Hùng 2016)
Th ng số vận h nh ợ th y ổi t m r
ộ th ng số hi u quả nhất ( ảng ). Vi thi
ng th nghi m tại ầu V m inh kết thú
ng y 0 3 0 7. Nh m nghi m ứu ã th hi n
nhiều thí nghi m ki m tr hất l ợng sản
phẩm s u khi thi ng. C kết quả n y l sở
r iều hỉnh ần thiết nhằm ho n
thi n quy tr nh ho ng ngh .
Bảng 2. Thông số vận h nh cọc Jet routing
(Lý Du ên ồng Nhung v Trần Ngu ễn o ng ùng 20 6)
Thông số vận hành Cọc thử lần 1 Cọc thử lần 2 Cọ ại trà
Số vòi phun (vòi 2.5 mm) 2 2 2
Tỉ l n xi măng (w/c) 1/0.7 1/0.7 1/0.7
Hình thức di chuy n vòi phụt trên xuống i lên i lên
Áp l c phun (MPa) 20-25 20 20
Tố ộ xoay cần (vòng/phút) 5-6 6 6
Tố ộ nhảy bậc (vòng/bậc) 6 2 2
ộ dài nhảy bậc (cm/bậc) 5 10 10
Ống vách dẫn vữa dài 1.5 m Φ 4 mm Φ 50 mm -
Chiều dài cọc (m) 10 12 8-10
C ọ thử ợ o lộ ầu ọ ở 7 ng y
tuổi x ịnh h nh ạng tại hi n tr ờng (H nh
3). ờng kính ọ thử lần ạt t -1.2 m
nh ng h nh ạng h ợ ng ều, th o
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 57
p l m h ổn ịnh. ờng kính ọ thử
lần ạt t 0,8- m v ầu ọ kh tr n ều o
p l m ợ giữ ổn ịnh. ờng kính ủ
ọ thử ều ạt so v i kiến l m. Nh m
nghi n ứu ã th hi n kho n lấy lõi x
ịnh mứ ộ h nh th nh ọ theo hiều s u.
(a) Lần 1 (b) Lần 2
Hình 3. Hình d ng đ u c c thử đ sâu 1.5 m
Soil ete hỉ xuất hi n ở ộ s u t 1,5-3,5 m và
9,5-10,5 m tại ọ thử lần . Tại ọ thử lần ,
soil rete h nh th nh gần nh tr n suốt hiều s u
ọ . Kết quả n y ho thấy ộ th ng số vận h nh ở
lần ho hi u quả tốt h n, v th p ụng ho
ng tr nh iều ki n ị hất t ng t .
4. P ƢƠN P ÁP T ỰC IỆN
C ng t khảo s t o ộ hi n hữu th hi n
theo 22 TCN 262- 000. Kết quả o ộ lún ng
tr nh nh gi t nh trạng lún th tế ủ ng
tr nh s u khi ợ gi ố ằng Jet routing. Mặt
ờng trong phạm vi 8 m phí s u mố ầu
ợ nh ấu phụ vụ ng t qu n trắ
o ộ theo thời gi n (H nh 4).
a. Khu v c sau m VD0 (phía b ng
ph a h ng đ c gia c )
b. Khu v c sau m VD1 (phí b Tây)
ph a đ c gia c )
Hình 4 t bằng b tr quan tr c
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 58
C o ộ tại i m tr n mặt ờng ợ lấy
theo H s ho n ng v qu tr nh qu n trắ
theo thời gi n tại thời i m g m thiết kế
(TK), tr gi ố (T C), s u gi ố (S C), s u
gi ố th ng ( t), s u gi ố th ng ( t), s u
gi ố 3 th ng (3t), s u gi ố 6 th ng (6t), s u
gi ố 0 th ng ( 0t), s u gi ố 3 th ng ( 3t).
Mố ầu ợ xem nh kh ng lún trong suốt qu
tr nh kh i th . C i m tr n mố ợ sử ụng
l m mố o ộ giả ịnh, gi trị o ộ
ằng 0. C o ộ i m n lại ợ x ịnh
theo mố giải ịnh n y.
5. KẾT QUẢ VÀ T ẢO LU N
Kết quả qu n trắ ầu V m inh ợ th
hi n theo mặt ắt ọ song song v i tim
ờng (H nh 5, 6). i o hỉ th hi n số li u
ủ mặt ắt ại i n: V0-2, V0-4, V0-6,
V1-2, V1-4 v V 6 v vị trí n y hịu tải
trọng nh xe th ờng xuy n h n mặt ắt
n lại.
Hình 5 Cao đ m t đ ng t i c c m t c t d c c ch tim đ ng 2m theo th i gian
Hình 6 Cao đ m t đ ng t i c c m t c t d c tim đ ng theo th i gian
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 59
Kết quả qu n trắ ho thấy mặt ờng
phạm vi 8 m phí s u mố ầu ã lún t 30-200
mm trong khoảng thời gi n 8 năm (k t khi
ắt ầu khai thác (TK) - năm 0 0 ến thời
i m s u gi ố (S C) - năm 0 7). Mặt
ờng s t mố ợ lún li n tụ tạo m
thuận ho xe l u th ng v o ầu (H nh 7), phí
x mố nền ờng lún ố kết theo thời gi n m
kh ng ợ lún. o , kết quả thu ợ l
ộ lún nền ờng phí x mố l n nhiều h n so
v i phạm vi s t mố (H nh 8, 9).
(a) M t đ ng đã đ c bù lún nhi u l p bê tông nh a
(nhìn mép ngoài)
(b) M t đ ng đã đ c bù lún g n 0.6
m bê tông nh a (v trí t o l đ gia c )
Hình 7. M t đ ng đã đ c bù lún nhi u l p bê tông nh a
5.1. ộ lún tích lũ sau khi gia cố
Nền ờng phạm vi 5 m s u mố V ợ
gi ố ằng Jet routing. Phí mố V 0 kh ng
gi ố khảo s t hi u quả ủ vi sử ụng
ng ngh Jet routing trong vi giảm lún nền
ờng. ộ lún nền ờng phí s u ả h i mố t
thời i m s u gi ố ằng Jet routing (S C)
ợ th hi n ở H nh 8, 9.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 60
Hình 8 ún n n đ ng t i c c m t c t d c c ch tim đ ng 2 m t nh t th i đi m sau gia c
Hình 9 ún n n đ ng t i c c m t c t d c tim đ ng t nh t th i đi m sau gia c
ộ lún nền ờng s u 3 th ng t thời i m
S C trong phạm vi ợ gi ố nhỏ h n 4
mm. ộ lún n y ho phép mặt ờng kh ng ần
bù lún (Ph n Quố ảo 0 6). Tuy nhi n, mặt
ờng s t h i mố ị lún so v i ỉnh mố t 0-35
mm tr thời i m gi ố (H nh 0). V vậy
s u khi gi ố, khoảng 0,5 m phạm vi s t mố
n y ợ lún tạo m thuận ho xe l u
th ng. ộ lún gi trị + 0-+45 mm trên các
i u tại thời i m qu n trắ 3t t ng ứng v i
l p t ng nh y t 0-45 mm (Hình
8÷9).
Hình 10. M t đ ng sát hai m b lún so v i đỉnh m t 20- 5 mm tr c th i đi m gia c
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 61
Phạm vi nền ờng h mố V t 5-8 m
v nền ờng phí mố V 0 kh ng ợ gi ố
n n ộ lún ạt t -45 mm sau 13 tháng quan
trắ . S h nh l h l n giữ khu v ợ gi
ố v khu v h ợ gi ố ho thấy Jet
routing ph t huy hi u quả trong vi giảm lún
ho nền ờng.
ộ lún theo kết quả ph n tí h lý thuyết s u
3 th ng l 37 mm (H nh ). ộ lún th tế
s u gi ố ho gi trị nhỏ h n gi trị theo lý
thuyết. Nền ất t nhi n phí nền ờng ã ố
kết một phần i tải trọng nền ờng trong
khoảng thời gi n t khi x y ng ến thời
i m ợ gi ố. iều n y th l nguy n
nh n ủ vi ộ lún th tế nhỏ h n so v i
ộ lún lý thuyết. Kết quả n y ho thấy ho n
to n th kỳ vọng giảm lún ho nền ờng
ằng Jet routing.
Hình 11 ún theo t qu ph n t ch ý thuy t
u ch H ng Ch ng v r n guy n Ho ng H ng 2
5.2. ộ lún nền đƣờng phạm vi sát mố (từ
mố ra sau 0.5 m)
S u 3 th ng gi ố, ộ h nh o ộ DS
giữ i m tr n mố v mặt ờng tiếp gi p
mố phí mố V nhỏ h n 4 mm, phí mố
V 0 ạt t 3-5 mm (H nh v H nh 3). ộ
h nh o n y vẫn ảm ảo xe hạy m thuận
khi xe v o ầu phí mố V , n mố V 0 ắt
ầu g y ảm gi x ho xe v o ầu.
ộ lún trong phạm s t mố ở phí mố V
ạt t 8- 4 mm, phí mố V 0 ạt t -34 mm.
Kết quả n y ho thấy Jet routing ầu
em lại hi u quả tốt trong vi giảm lún v tạo
ộ m thuận ho oạn ờng ầu ầu.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 62
Hình 12 r c d c m t đ ng t i c c m t c t d c c ch tim đ ng 2 m theo th i gian
Hình 13 r c d c m t đ ng t i c c m t c t d c tim đ ng theo th i gian
Jet routing ã tạo s kh i t rõ s u khi p
ụng ho mố V (H nh 4). Mặt ờng tiếp gi p
mố V xuất hi n lún s u gi ố nh ng vẫn ảm
ảo l u th ng m thuận v kh nhận thấy ằng
mắt th ờng. Mặt ờng tiếp gi p mố V 0 tiếp tụ
lún s u v th thấy rõ ằng mắt th ờng.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 63
a. Mặt ờng phạm vi tiếp giáp mố VD1
(phía mố gia cố), DS < 28 mm
b. Mặt ờng phạm vi tiếp giáp
mố VD0 (phía không gia cố),
DS ạt t 23-52 mm
Hình 14. Hi n tr ng m t đ ng ph m vi ti p giáp các m c u sau 13 tháng gia c
ản qu ộ kh ng ợ ố trí trong phạm vi
s t mố l nguy n nh n hính g y r ảm gi
thiếu m thuận khi xe l n ầu. Jet routing ã
xử lý ợ yếu tố ộ m thuận ho ầu
kh ng ố trí ản qu ộ. Yếu tố n y ý nghĩ
v ng qu n trọng trong vi xử lý ộ m
thuận ho ầu hi n hữu h ợ ố trí ản
qu ộ. Jet routing v ảm ảo tính kỹ thuật,
v ho gi th nh r h n nhiều so v i vi o
ỏ to n ộ nền, mặt ờng ổ sung ản qu
ộ, v ảm ảo l u th ng trong suốt qu tr nh
xử lý.
5.3. Tốc độ lún nền đƣờng
ộ lún trung nh tr n t ng mặt ắt ng ng
ủ nền ờng theo thời gi n ợ th hi n ở
H nh 5. C mặt ắt ng ng khảo s t g m:
MCN 0,1 m, MCN 0,5 m, MCN 1 m, MCN 2 m,
MCN 4 m, MCN 6m v MCN 8 m. C mặt
ng ng n y lần l ợt h mố ầu một khoảng:
0,1 m, 0,5 m, 1 m, 2 m, 4 m, 6 m và 8 m.
i u ộ lún nền ờng theo thời gi n tại
tất ả mặt ắt ng ng phí mố V 0 v tại
mặt ắt MCN 6 m, MCN 8 m phí mố
V ộ ố l n v ng ều. iều n y n i
l n ộ lún ủ nền ờng tại khu v n y
(khu v h ợ gi ố) i n r t ng ối
ều theo thời gi n v v i tố ộ lún nh nh.
Tại mặt ắt n lại phí mố V (khu v
ợ gi ố) ộ ố l n trong th ng s u
khi kết thú gi ố. ộ ố n y giảm ần theo
thời gi n. Kết quả n y ho thấy, nền ờng
khu v ợ gi ố v khu v h ợ
gi ố ộ lún gần nh nh u trong một th ng
ầu ti n s u gi ố. Tuy nhi n, ộ lún tại khu
v ợ gi ố i n iến hậm lại ần theo
thời gi n. Hi n t ợng n y th o trong thời
gi n ầu h soi rete ng trong qu tr nh h nh
th nh ờng ộ, ộng v i vi nền ờng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 64
trong qu tr nh sắp xếp lại s u khi ị x o trộn
ởi qu tr nh thi ng. S u khi soicrete hình
th nh ờng ộ v nền ắp ổn ịnh th h
soi rete ã ph t huy tốt khả năng giảm lún.
Hình 15 ún trung b nh tr n t ng m t c t ngang c a n n đ ng theo th i gian
Vi giảm lún ho nền ờng ạt ợ nh
mong muốn hứng tỏ vi ố trí h ọ nh
thiết kế ề r l ph hợp. H ọ ố trí theo
ph ng ph p tiếp ận ộ về ộ lún tạo ộ m
thuận ho xe l u th ng. S ố trí n y ho n
to n th th y thế ho ản giảm tải ủ
ờng v o ầu.
Công tác thi công i n r thuận lợi v xe ộ
vẫn l u th ng thuận lợi trong suốt qu tr nh thi
ng. Yếu tố n y hứng tỏ ng ngh Jet
routing ứng ụng rất tốt ho ng tr nh
sử hữ v n ng ấp, i hỏi i n tí h thi ng
hật hẹp. Sản phẩm ọ thử ạt kí h th hình
họ nh ề r v ờng ộ soi rete ủ ọ thử
v ợt qu so v i giả thuyết tính to n ủ Qu h
H ng Ch ng v Trần Nguy n Ho ng H ng
( 0 6) (Lý uy n H ng Nhung v Trần Nguy n
Ho ng H ng 0 9). Kết quả n y ho thấy ộ
th ng số vận h nh r l ph hợp v i iều
ki n ủ ng tr nh.
6. KẾT LU N
Mặt ờng trong phạm vi 8 m phí s u
mố ầu ợ nh ấu phụ vụ ng t
qu n trắ ộ lún ủ nền ờng theo thời gi n
s u khi gi ố. M y thủy nh v mi ợ sử
ụng o ạ o ộ mặt ờng. ỉnh mố
ợ giả thuyết l kh ng lún, v ợ sử ụng
l m mố o ộ trong suốt qu tr nh qu n trắ .
Kết quả qu n trắ s u 3 th ng ho thấy:
(1) ộ lún ủ nền ờng trong phạm vi
ợ gi ố ằng Jet routing é h n 4 mm,
phạm vi h gi ố ạt t 45 mm;
(2) Mặt ờng tiếp gi p mố phí mố V
vẫn ảm ảo xe hạy m thuận khi xe v o ầu,
n phí mố V 0 ắt ầu g y ảm gi x khi
xe v o ầu;
(3) ộ lún nền ờng th tế ở khu v tiếp
gi p h i mố ều é h n so v i kết quả ph n tí h
lý thuyết l 37 mm s u ng một thời gi n;
(4) ộ lún nền ờng tại khu v ợ
gi ố tố ộ giảm nh nh s u th ng gi ố,
n khu v h ợ gi ố th i n iến
lún vẫn i n r ều v i tố ộ lún l n.
C ng ngh Jet routing khẳng ịnh tính hi u
quả trong vi giảm lún ờng ầu ầu. Kết quả
qu n trắ ho thấy Jet routing khả qu n h n so
v i kiến. V vậy, ng ngh n y ho n to n
th ảm ảo hu kỳ v nh l 5 năm một lần
theo y u ầu ề r . ộ th ng số vận h nh ã sử
ụng th ứng ụng ho ng tr nh t ng
t tr n ị n tỉnh ng Th p v khu v
ng ằng s ng Cửu Long.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 65
Lời cảm ơn: Nh m nghi n ứu xin h n
th nh ảm n Sở KHCN ã ấp kinh phí nghi n
ứu qu hợp ng số 08 0 5 T-KHCN, Sở
i o th ng Vận tải, ng ời n ị ph ng ở
ng tr ờng, v tr ờng ại họ h Kho -
HQ TP HCM ã hỗ trợ trong suốt qu tr nh
th hi n.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
1. E. Boagni, E. Butler, F. Dimillio, G. P. Ja
yaprakash, G. Keane, Vasant mistry, R. Mcneal
n C. White . esign n onstru tion of
ri ge ppro hes , National cooperative
highway research program, Vol. 159, 52 pp,
July 1990.
2. J.L Briaud, R.W James and S.B &
Hoffm n. Settlement of Bridge Approaches
(The Bump at the End of the Bridge) , National
cooperative highway research program, Vol.
234, 65 pp, 1997.
3. Ph n Quố ảo. Nghi n ứu một số giải
ph p ải thi n ộ m thuận oạn ờng ẫn v o
ầu khu v ng ằng s ng Cửu Long . Luận
n tiến sỹ, Vi n kho họ v ng ngh gi o
th ng vận tải, H Nội, 50 tr ng, 0 5.
4. ỗ Mỹ Chinh v Trần Nguy n Ho ng
H ng. Nghi n ứu ản hất ủ hi n t ợng lún
ờng ầu ầu trong qu tr nh kh i th to n
tỉnh ng Th p , p ch X y D ng, số th ng
8/2016, trang 24-29, 2016.
5. ộ i o Th ng Vận Tải. Quyết ịnh
3095 Q - TVT Quy ịnh tạm thời về
giải ph p kỹ thuật ối v i oạn huy n tiếp giữ
ờng v ầu ống tr n ờng t , 7 tr ng,
07/10/2013.
6. Qu h H ng Ch ng v Trần Nguy n
Ho ng H ng. iải ph p Jet grouting gi ố
lún ờng ẫn ầu ầu T m ng v V m
inh , p ch a hu t, Số 0 6, 9
trang, 2016.
7. Lý uy n H ng Nhung v Trần
Nguy n Ho ng H ng. nh gi hất l ợng
soil rete hi n tr ờng tạo ởi Jet routing ở
ng th p , p ch a hu t, Số + -
2019, 9 trang, 2016.
g i ph n bi n P S,TS OÀN THẾ TƯỜN
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 66
THI T LẬP TỶ L M H NH TH NGHI M TRONG PHÒNG HỢP LÝ PHỤ VỤ NGHI N U NG Ử H TRỤ ẤT
I MĂNG K T HỢP L I Ị KỸ THUẬT ỜNG Ộ O
N U ỄN T ÁI LIN *, N U ỄN ỨC MẠN
*
Selection of reasonable experimental models for study behavior of
system soil-cement columns with high-strength geogrid in laboratory
Abstract: Experimental research on the physical model plays an important
role in geotechnical engineering, including the geosynthetics reinforced
pile supported - GRPS. In order to approach the studying results on the
miniature experimental model similar to the real model, the paper uses the
method based on the dominant phenomena equation, combining the
establishment of the basic physical quantities that govern the phenomenon
to explain the formulas of uniform theory. On that basis, boundary
conditions are established, miniaturized experimental models are
established for laboratory study on soil-cement columns behavior
combined with high-strength geogrid to soft soil improvement.
Keyword: Geosynthetics reinforced pile supported – GRPS, physical
model, miniature experimental model, cement soil column
. ẶT VẤN Ề*
Nghi n ứu m h nh th nghi m ng v i
tr qu n trọng ki m hứng v ph n tí h sở
lý thuyết trong lĩnh v ị kỹ thuật, trong
i to n ứng xử ủ trụ ất gi ố xi măng kết
hợp l i ị kỹ thuật xử lý nền ất yếu - còn
ợ gọi l h nền ọ ( eosyntheti s
reinforced pile supported - GRPS) (Low và nnk,
1984; Hewlett và Randolph, 1988; Zaeske,
2001; Zhen Fang, 2006). Ở Vi t N m,
nghi n ứu li n qu n RPS n khi m tốn, hủ
yếu l ph n tí h m h nh số ằng ph ng ph p
phần tử hữu hạn h y giải tí h m h
nghi n ứu tr n m h nh tỷ l nhỏ.
C m h nh th nghi m l : m h nh qu y
ly t m, m h nh vật lý tỷ l th tại hi n tr ờng
v m h nh vật lý tỷ l nhỏ trong ph ng thí
nghi m ( ạ h V Ho ng L n, 0 7) [7 . Trong
* hoa c ng tr nh tr ng đ i h c Giao th ng n t i
Email: [email protected];
số n y, m h nh qu y ly t m khả năng m
phỏng p l ị tầng ằng l qu y ly t m,
nh ng v i thuộ tính nội tại ủ ất nh l
ính n vị, l o m s t hạt ất th vấn
ề tỷ l trong m h nh ần ợ nghi n ứu
th m, y ng l hạn hế ủ loại m h nh n y
(Nguy n ứ Hạnh, L Thị H ng V n, 006)
[8 . M h nh tỷ l th tại hi n tr ờng ho kết
quả thí nghi m v i ộ hính x o v s t v i
th tế, nh ng hi phí thí nghi m o v kh
nghi n ứu th ng số ảnh h ởng ng nh
tiến h nh ợ nhiều lần. M h nh vật lý tỷ l
nhỏ trong ph ng thí nghi m th m phỏng
ợ p l ị tầng ở o tr nh nhất ịnh, ho
phép ki m hứng nhiều giả thiết ng nh
nghi n ứu th ng số ảnh h ởng ến ng
tr nh, hi phí thấp v phổ iến trong nghi n
ứu ị kỹ thuật [7 . Vấn ề hính v ng v i
tr qu n trọng khi l họn m h nh vật lý tỷ l
nhỏ hính l tỷ l m h nh ng nh sở lý
thuyết thiết lập m h nh. Tr n sở lý
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 67
thuyết ản ẫn giải ng thứ ủ lý
thuyết ng ạng, luận hứng v thiết lập
iều ki n i n ng nh m h nh th nghi m
tỷ l nhỏ phụ vụ nghi n ứu ứng xử h trụ ất
gi ố xi măng kết hợp l i ị kỹ thuật i
tải trọng ắp.
2. MỐI QUAN Ệ IỮA M ÌN
T ỰC VÀ M ÌN T U N Ỏ
Trong nghi n ứu m h nh th nghi m, tính
ng ạng so v i kết ấu th l vi ầu ti n
ần thiết lập v x y ng. ng ạng ợ n i
ến ở y kh ng hỉ ý nghĩ n thuần l
ng ạng về mặt h nh họ , m n n o g m
ả vi ng ạng về mặt thời gi n, huy n vị,
vận tố , gi tố , h y những ại l ợng vật lý
kh , v th i u thị i ạng i u thứ
to n nh ( ) [ 0 :
*'
q hay '.* qqq (1)
trong , q và q’ l ại l ợng vật lý ủ
ng một hi n t ợng xuất hi n tr n kết ấu th
v m h nh thu nhỏ; q* l một ại l ợng ợ
gọi l h số ng ạng (scale factor). L u ý
rằng, gi trị nghị h ảo ủ h số ng ạng
(1/q*) ợ gọi l h số thu nhỏ.
Chẳng hạn giả ịnh ại l ợng vật lý q th
hi n kí h th h nh họ , t ng thứ ( ) t
viết lại nh ( ):
*
'
1
'
2
1
'
1
1 ... ll
l
l
l
l
l
n
(2)
trong , l1, l2 , ln l kí h th h nh
họ ủ kết ấu th ; ’1, ’2 , ’n là các kích
th h nh họ t ng ứng ủ m h nh thu nhỏ;
l*l h số ng ạng về kí h th .
Khi p ụng lý thuyết ng ạng x y
ng m h nh thu nhỏ, ại l ợng vật lý
t ng ứng giữ kết ấu th v m h nh sẽ phải
ng một tỷ l [5 . Chẳng hạn nh khi xét
ến s ng ạng về mặt kí h th h nh họ , t
hỉ ần qu n t m ến một kí h th l ủ, v
kí h th n y sẽ ợ gọi l trị số ại i n
(representative value). Trong nghi n ứu m
h nh th nghi m, trị số ại i n ủ ại
l ợng vật lý t ng ứng nh kí h th h nh
họ , thời gi n v khối l ợng th ờng ng
ký hi u ký hi u l, t, m i u thị.
Nh ợ n u tr n, h số ng ạng (q*) là
tỷ l giữ h i ại l ợng vật ý t ng ứng. Nh
vậy o nhi u ại l ợng vật lý sẽ ấy
nhi u h số ng ạng [9 . Tuy nhi n, rất
nhiều ại l ợng vật lý th ợ ợ i u
i n th ng qu ại l ợng vật lý ản h y
n gọi l ộ lập kh . Nghĩ l ng sẽ
nhiều h số ng ạng ợ i u i n th ng qu
h số ng ạng ản ( ộ lập).
C ại l ợng vật lý g m kí h th h nh
họ , thời gi n, khối l ợng, nhi t ộ, i n l u
th ờng ợ ng l m ại l ợng vật lý ản.
H số ng ạng t ng ứng v i ại l ợng
vật lý n y ợ gọi l h số ng ạng ản
[ 0 . C h số ng ạng kh ợ gọi l số
ng ạng phụ thuộ .
Th tế nghi n ứu m h nh th nghi m,
nhiều tr ờng hợp sẽ l ti n lợi h n nếu húng t
l họn h số ng ạng t ng ứng v i ại
l ợng vật lý v i tr hi phối ứng xử ủ h
kết ấu l m h số ng ạng ản. Trong
những tr ờng hợp n y, vi l họn h số n o
l m h số ng ạng ản ho n to n phụ
thuộ v o quyết ịnh ủ ng ời thiết kế. Tuy
vậy, ng ần l u ý rằng h số ng ạng
ản phải ộ lập v i nh u [5 .
3. NGUYÊN TẮC ĐỒNG DẠNG MÔ HÌNH
Vi x y ng m h nh thu nhỏ ợ th
hi n tr n sở p ụng lý thuyết ng ạng. Về
mặt ph ng ph p, h ản ẫn giải
ng thứ ủ lý thuyết ng ạng nh
tr n ph ng tr nh hi phối hi n t ợng, tr n
vi x lập ại l ợng vật lý ản hi phối
hi n t ợng, v ph ng ph p ph n tí h thứ
nguy n [9 . Chẳng hạn, nh tr n h nh m tả
một i to n n giản về lý thuyết ng ạng,
v i một th nh ng xon hiều i l o ộng
i t ụng ủ gi tố .
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 68
H nh Dao đ ng c a t c u
c d ng thanh c ng xon
* Ph ng tr nh chi ph i hi n t ng
Tr n h nh , nếu ặt u(x, t) l huy n vị
t ng ối so v i i m ng m ủ th nh ng
xon, ph ng tr nh chi ph i hi n t ng o ộng
ủ h kết ấu ạng (3):
(
3)
Trong , l tỷ trọng; A l i n tí h tiết
i n; E l m un n h i; I l m men qu n
tính ủ tiết i n th nh ng xon.
Tr ờng hợp ần x lập một h ầy ủ
ph ng tr nh hi phối hi n t ợng o ộng, khi
vi giải ph ng tr nh n y ho phép x ịnh
ợ ứng xử ủ kết ấu th . Tuy nhi n,
nhiều tr ờng hợp vi giải ph ng tr nh n y sẽ
rất kh khăn, khi một giải ph p ợ r
l x y ng m h nh thu nhỏ, v tiến h nh thí
nghi m tr n m h nh thu nhỏ t nh gi
ứng xử ủ m h nh th .
t m r ng thứ m phỏng tính ng
ạng, ối v i m h nh húng t ng ph ng
tr nh o ộng nh (4):
(4)
Th y ng thứ qu n h ( ) v o ph ng tr nh o ộng ủ m h nh th (3), t :
(5)
Khi ph ng tr nh (5) v (4) ng một ph ng tr nh o ộng, theo húng t (6):
(6)
Trong tr ờng hợp m h nh th v m h nh thu nhỏ tính ng ạng, tất ả kí h th h nh
họ sẽ ng một tỷ l ng ạng, v ợ th hi n:
o vậy, ph ng tr nh (6) th ợ viết lại i ạng nh s u:
C ng thứ tr n l iều ki n ần phải ợ
thỏ mãn khi x y ng m h nh ng ạng ủ
một kết ấu th . Chúng ợ gọi l nguy n tắ
ng ạng. Trong ng thứ ủ nguy n tắ
ng ạng 5 iến số ( , , ,
về mặt ph ng tr nh hỉ ph ng tr nh, nh
vậy sẽ (5- =3) iến số sẽ o ng ời thiết kế
m h nh t quyết ịnh. Nếu giả sử , , là ba
iến số ã ợ quyết ịnh, t ph ng tr nh (6),
h i iến số n lại sẽ ợ tính nh s u:
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 69
(7)
Trong tr ờng hợp kết ấu th v m h nh sử
ụng ng một loại vật li u, = , nguyên
tắ ng ạng khi nghi n ứu m h nh sẽ
ạng (8):
(8)
Nếu thiết kế m h nh thỏ mãn nguy n tắ
ng ạng n i tr n, giữ kết ấu th v m
h nh nghi n ứu th nghi m sẽ tính ng
ạng. Khi , giữ ứng xử ủ kết ấu th u và
ủ m h nh sẽ qu n h nh (9):
(9)
* X c p c c đ i ng v t ý c b n chi
ph i hi n t ng
Trong nhiều tr ờng hợp, ằng vi giải
ph ng tr nh hi phối hi n t ợng (3) nh ã m
tả tr n, th x ịnh ợ ứng xử ủ kết
ấu th [9 . Tuy nhi n, tr n th tế nhiều
tr ờng hợp vi x lập một h ầy ủ
ph ng tr nh hi phối ứng xử ủ h kết ấu
th ờng rất kh khăn. Khi , ằng vi x lập
ại l ợng vật lý ản hi phối hi n t ợng
húng t ng th ẫn giải r ợ ng
thứ ủ nguy n tắ ng ạng, v t ho
phép x y ng ợ m h nh th nghi m thu
nhỏ, ng nh th tính to n gi trị ứng xử
ủ kết ấu th t kết quả thí nghi m tr n m
h nh th nghi m thu nhỏ [5 .
T ng t tr n, xét hi n t ợng o ộng ủ
một kết ấu nh h nh . C ại l ợng vật lý
ản hi phối hi n t ợng o ộng ủ húng
nh l qu n tính theo ịnh luật Newton ( 0);
l phụ h i theo ịnh luật Hook ( ); v tải
trọng ộng ất ( ):
- L qu n tính theo ịnh luật Newton):
(10)
- L phụ h i (theo ịnh luật Hook):
(11)
- Tải trọng ộng ất:
(12)
Trong tr ờng hợp n y ph ng tr nh hi
phối hi n t ợng th hi n qu n h giữ ại
l ợng vật lý hủ yếu ng thứ nguy n
ạng nh ( 3):
(13)
Tr ờng hợp ph ng tr nh hi phối ứng xử
ủ h kết ấu kh ng ợ x lập một h ầy
ủ, nh ng th x lập ợ ại l ợng vật
lý ản hi phối hi n t ợng, ng thứ ủ
nguy n tắ ng ạng l i u thứ ( 4) v ( 5)
[ 0 . Tại i u thứ n y, ại l ợng ợ
họn l m sở tính to n tỷ số giữ ại
l ợng vật lý ản.
(14)
(15)
trong , và l tỷ số giữ ại l ợng
vật lý ng thứ nguy n, o húng l
trị số kh ng thứ nguy n. C tỷ số n y n
một t n gọi kh l trị số ( number). C rất
nhiều trị số , tuy nhi n một số trị số là
tỷ số giữ ại l ợng vật lý hủ yếu hi phối
ứng xử ủ h kết ấu, húng n t n gọi l
trị số hủ yếu. Nếu ng trị số hủ yếu
viết lại ph ng tr nh hi phối ứng xử ủ h
kết ấu, t i u thứ ( 6) [9]:
(16)
Nếu húng t x y ng m h nh nghi n ứu
th nghi m trị số hủ yếu ằng v i
gi trị n y ủ kết ấu th , ph ng tr nh
hi phối ứng xử ủ m h nh ng sẽ ợ thỏ
mãn, v o vậy sẽ một m h nh tính ng
ạng v i kết ấu th . Nguy n tắ hính x y
ng m h nh ng ạng trong tr ờng hợp n y
l Trị số hủ yếu ủ kết ấu th v m h nh
l ằng nh u nh th hi n tại ( 7).
(17)
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 70
hay
(18)
V i những nội ung nh tr nh y phần tr n
ho thấy, trong những tr ờng hợp khi ph ng
tr nh hi phối ứng xử ủ h kết ấu kh ng ợ
x lập một h ầy ủ, ằng vi x lập
ại l ợng vật lý ản hi phối hi n t ợng,
húng t vẫn th x y ng ợ nguy n
tắ ng ạng t ng ng phụ vụ nghi n ứu
m h nh th nghi m.
* h n t ch th nguy n
Vi ầu ti n ủ ph ng ph p ph n tí h thứ
nguy n l l họn th m số ợ oi li n
qu n t i hi n t ợng. Nh ví ụ th hi n ở h nh
, th lấy th m số l (A, I, u,
x là các ại l ợng sẽ ợ x ịnh nếu nh l
ợ x ịnh, o th loại ỏ húng khỏi
nh s h th m số). ng th m số n y
i u i n ại l ợng vật lý ản. C h
i u i n n y n ợ gọi l m trận thứ
nguy n, xem ảng .
Bảng . Ma trận thứ ngu ên
Th m số l t ρ E α
ại l ợng vật lý
l 1 0 -3 -1 1
t 0 1 0 -2 -2
m 0 0 1 1 0
Nếu i u i n i ạng m trận t
ph ng tr nh ( 9):
(19)
Hạng (r nk) ủ m trận thứ nguy n n y l
. iều nghĩ l trong th m số sẽ
ba th m số ản. iả sử húng t họn là
th m số ản (th m số ộ lập). Khi ối
v i h i th m số n lại , th ng qu một ại
l ợng kh ng thứ nguy n , th i u i n
húng theo th m số ản nh s u:
(20)
C hỉ số ợ x ịnh t iều ki n l thứ nguy n ủ ại l ợng vật lý ản phải
giống nh u, iều nghĩ l :
(21)
iải h ph ng tr nh , t i u thứ ( ):
(22)
T kết quả nghi n ứu v tr nh y n tr n, nếu tính ại l ợng kh ng thứ nguy n 1,
2, chúngta có:
(23)
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 71
C ại l ợng n y sẽ l trị số ủ hi n
t ợng. o vậy, nguy n tắ ng ạng sẽ l :
(24)
T ng t tr ờng hợp tr n, ở y ng thu
ợ ng một kết quả nh ã ph n t ích
tr .
Ph ng ph p ph n tí h thứ nguy n u
i m nhất ịnh, th tiến h nh ph n tí h ng y
ả khi kh ng xét ến ịnh luật vật lý hi
phối hi n t ợng. Tuy nhi n, i to n m húng
t lấy l m ví ụ hỉ l một i to n n giản.
Trong những i to n phứ tạp, l ợng th m số
nhiều th vi l họn th m số n o l th m số
hủ yếu qu n h t i hi n t ợng v th m số
n o kh ng qu n h t i hi n t ợng sẽ l một
yếu tố qu n trọng [8 .
4. ÁP DỤN N U ÊN TẮC ỒN
DẠN Ể XÂ DỰN M ÌN TỶ LỆ
N Ỏ N IÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC Ệ
TRỤ ẤT XI M N KẾT ỢP LƢỚI ỊA
KỸ T U T CƢỜN Ộ CAO
* X c p đi u i n bi n m h nh nghi n c u
th c nghi m
V i ph ng ph p ẫn giải ng
thứ ủ lý thuyết ng ạng nh ã tr nh y
phần sở lý thuyết tr n, p ụng ph ng ph p
v o ph ng tr nh hi phối hi n t ợng v
ph ng ph p x ịnh ại l ợng vật lý
ản hi phối hi n t ợng, nh m nghi n ứu x y
ng m h nh thu nhỏ ng một vật li u trụ
ất xi măng v l i ị kỹ thuật ờng ộ o l
* = E* = * = 1. C ại ại l ợng ản ủ
m h nh nh tại ảng .
Bảng 2. Các đại lƣợng vật lý cơ bản chi phối hiện tƣợng thiết lập
ại lƣợng Ký hiệu Thứ ngu ên
ờng kính trụ ất xi măng ( ọ ) d [L]
Chiều i trụ ất xi măng L [L]
Khoảng h giữ trụ ất xi măng S [L]
ung trọng t nhi n ủ ất [ML-2
T-2
]
m s t trong ủ ất [Rad]
L ính n vị ủ ất c [ML-2
]
Sứ hịu tải ọ trụ nh m trụ ất xi măng (Qg)ult [MLT-2
]
Th ng số ờng kính trụ ất xi măng ( )
ảnh h ởng quyết ịnh ến sứ hịu tải gi i hạn
ủ nh m trụ ất xi măng (Qg)ult, iều ki n n y
th hi n qu h m nh ( 5).
d = f (L; S; ; ; c; (Qg)ult ) (25)
Viết lại i u thứ ( 5) i ạng nh ( 6):
(L; S; ; ; c; (Qg)ult) = 0 (26)
Quan h trong ph ng tr nh ( 6) th viết
i ạng kh ng thứ nguy n П1; П2; П3;... V i
П1; П2; П3;... sẽ ít h n tổng số ại l ợng vật
lý ở ph ng tr nh ( 6). iến ổi, th y i u
thứ Пi, t ph ng tr nh hung nhất x ịnh
huỗi thí nghi m th tiến h nh.
3
( ); ; ;
g ultQL Sf
d d d
(27)
Ph ng tr nh ( 7) ho phép x ịnh
huỗi (seri) thí nghi m ần th hi n. V i s
thiết lập ph ng tr nh n y, số ại l ợng nghi n
ứu ã giảm xuống t 7 ại l ợng n 4 ại
l ợng iến ổi. S li n qu n giữ ại l ợng
ở ph ng tr nh ( 7) ho thấy hỉ ần th y ổi
một ại l ợng sẽ ẫn ến ại l ợng kh
th y ổi. tr n kết quả iến ổi, ho phép
họn nghi n ứu ảnh h ởng ủ tỷ l L ,
S v tính hất lý ủ ất ến khả năng l m
vi ủ nh m trụ ất xi măng giảm khối
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 72
l ợng thí nghi m m vẫn nh gi úng vấn ề
nghi n ứu [7 .
* X y d ng m h nh nghi n c u th c nghi m
T những nghi n ứu ã tiến h nh trong v
ngo i n [ [4 [5 [7 [8 , nghi n ứu lý thuyết
v iều ki n i n thiết lập tr n, m h nh tỷ l
nhỏ phụ vụ nghi n ứu trụ ất xi măng kết hợp
l i ị kỹ thuật ờng ộ o xử lý nền ất
yếu ợ l họn v i tỷ l 5.
Hộp thí nghi m kí h th i x rộng x
o t ng ứng 000 x 500 x 000mm, ợ l m
ằng thép y 5mm ở h i ầu v th nh n hộp
ằng kính ờng l y 0mm nhằm hạn hế
s i số o ảnh h ởng th nh n. Trụ ất xi măng
ờng kính 40mm t ng ứng v i ờng kính
th 000mm (Zhen Fang, 2006).
o hịu tải trọng tr tiếp t kết ấu phần
tr n n n trong m h nh thí nghi m sẽ p l
thẳng ứng g y r ởi trọng l ợng ản th n ủ
phần ất ắp. V kết ấu th v m h nh thí
nghi m ợ l m ằng ng một vật li u – trụ
ất xi măng v l i ị kỹ thuật ờng ộ o,
n n m un n h i ủ vật li u ng ợ
ng nhất (giống nh u). V i iều ki n n y,
gọi h số ng ạng về mặt kí h th h nh họ
là SL = 5 (kí h th kết ấu th m h nh thí
nghi m). tr n thuyết ng ạng, ph n tí h
nghi n ứu ã , ại l ợng vật lý kh
ợ ợ l họn nh trong ảng 3, v i gi
tố v m un n h i ợ họn l th m số
ản.
Bảng 3. Tỷ lệ giữa các tham số sử dụng nghiên cứu mô hình thực nghiệm thu nhỏ
Tham số Ký hiệu Thứ ngu ên Tỷ lệ thu nhỏ Chú ý
Chiều i L L SL=25 Th m số ản
Tỷ trọng ρ ρ 1/SL=1/25
Thời gi n T t SL0,5
=250,5
Tần số f 1/t SL-0,5
= 25-0,5
Ứng suất ρL2/t
2 1
M un n h i E ρL2/t
2 1 Th m số ản
L F ρL4/t
2 SL
2 = 25
2
M men uốn M ρL5/t
2 SL
3 = 25
3
i tố L/t2
1 Th m số ản
Khối l ợng m ρL3 SL
2 = 25
2
Trọng l ợng W ρL4/t
2 SL
2= 25
2
V thứ nguy n ủ khối l ợng l l y th ậ
h i v thứ nguy n ủ th tí h l l y th ậ ,
n n thỏ mãn nguy n tắ ng ạng thứ nguy n
ủ tỷ trọng phải l y th ậ - , tứ l vật li u
sử ụng l m m h nh thí nghi m phải tỷ trọng
nặng h n kết ấu th . L họn n y ph hợp
nghi n ứu ã tiến h nh nh [9 . Tuy nhi n, tỷ l
về tỷ trọng n y tr n th tế l kh ng th iều hỉnh
ợ v húng t sử ụng vật li u l m m h nh thí
nghi m giống v i vật li u ủ kết ấu th . iều
nghĩ l quy tắ ng ạng kh ng ợ thỏ
mãn. giải quyết vấn ề n y, tiến h nh iều
hỉnh ằng h th m v o một khối l ợng ổ sung
Δm. ọi m l khối l ợng ủ kết ấu th , iều
ki n nguy n tắ ng ạng ợ thỏ mãn một
h ầy ủ v khi khối l ợng ủ m h nh l
m/ SL2. Tr ờng hợp tỷ trọng l kh ng ổi, khi
khối l ợng ủ m h nh l m/ SL3, và ta có công
thứ tính khối l ợng ần ổ sung Δm nh ( 8):
(28)
L họn ho m h nh nghi n ứu n y, một
khối t ng ợ sử ụng m phỏng phần
khối l ợng ổ sung n y (H nh ).
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 73
H nh 2 h nh thu nh đ nghi n c u h
tr đ t gia c xi măng t h p i đ a thu t
c ng đ cao trong ph ng
M h nh th nghi n thu nhỏ ợ thiết lập
n y, ph hợp v i nhiều nghi n ứu kh trong
lĩnh v ị kỹ thuật ã ợ tiến h nh nh [5
[7 [9 . M h nh vật lý thu nhỏ ợ thiết lập
tr n phụ vụ nghi n ứu h số tập trung ứng
suất, iến ạng ứng ất yếu khi sử ụng trụ ất
gi ố xi măng kết hợp l p l i ị kỹ thuật
ờng ộ o tr n ỉnh trụ, ặ i t n khảo s t
hi u ứng m ng v v m li n qu n h nền ọ
RPS. C ại l ợng l ợng vật lý ản phụ
vụ nghi n ứu ứng xử h RPS, ụ th nh tại
ảng 4.
Bảng 4. Các đại lƣợng vật lý cơ bản chi phối hiện tƣợng trong mô hình thu nhỏ
để nghiên cứu hệ trụ đất gia cố xi măng kết hợp lƣới địa kỹ thuật cƣờng độ cao
ại lƣợng vật lý Ký
hiệu ơn vị
Kích
thƣớc
thực
Kích thƣớc
thu nhỏ
Tỷ lệ
thu nhỏ
ờng kính trụ ất xi măng Dtr m 1 0.04 25
Chiều i trụ ất xi măng Ltr m 20 0.8 25
Chiều y l p ất yếu L m 20 0.8 25
M un n h i vật li u
(trụ ất xi măng, l i ị kỹ thuật) E kN/m
2
Th m số ản
1
Ứng suất kN/m2
5. KẾT LU N
Khi nghi n ứu th nghi m m h nh thu
nhỏ, lý thuyết ng ạng ợ p ụng x y
ng m h nh tính ng ạng so v i kết ấu
th , nhằm x ịnh ặ tính ứng xử v o
ộng ủ kết ấu th th ng qu kết quả thu
ợ t th nghi m tr n m h nh trong ph ng.
Sử ụng ph ng ph p tr n ph ng tr nh
hi phối hi n t ợng, kết hợp vi x lập ại
l ợng vật lý ản hi phối hi n t ợng ẫn
giải ng thứ ủ lý thuyết ng ạng,
trong nghi n ứu n y ã x y ng m h nh tỷ l
nhỏ phụ vụ nghi n ứu ứng xử h trụ ất xi
măng kết hợp l i ị kỹ thuật ờng ộ o
khi xử lý nền ất yếu v i tỷ l 5 v tu n theo
lý thuyết ng ạng.
LỜI CẢM ƠN
Nghi n ứu n y ợ t i trợ ởi Tr ờng ại
họ i o th ng Vận tải ( H TVT) trong ề t i
mã số T 0 9-CT-049.
TÀI LIỆU T AM K ẢO
[1] D. J. King, A. Bouazza, J. R. Gniel, R.
K. Rowe, and H. H. Bui, “ oad-transfer
platform behaviour in embankments supported
on semi-rigid columns: implications of the
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 74
ground reaction curve Can.Geotech, Vol.
1175, No. March, pp. 1158–1175, 2017.
[2] B. Standards, BS- 8006-1:2010, Code
of Practice for Strengthened/ Reinforced Soils
and Other Fi s , 2010.
[3] M. Raithel, A. Kirchner, and H. G.
Kempfert, “German Recommendations for
Reinforced Embankments on Pile-Similar
E ements , Geosynth. Civ. Environ. Eng., pp.
697–702, 2009.
[4] J. Han and M. A. Gabr, “ umerica
Analysis of Geosynthetic-Reinforced and Pile-
Supported Earth Platforms over Soft Soil , J.
Geotech. Geoenvironmental Eng., Vol. 128, No.
1, pp. 44–53, 2002.
[5] Zhen Fang, thesis“ hysica and
numerical modelling of the soft soil ground
improved by deep cement mixing method
Hong Kong, 2006.
[6] N.N.S.Yapage, D.S. Liyannapathirana,
H.G. Poulos, R.B. Kelly, and C.J. Leo,
“ umerica mode ing of geotexti e reinforced
embankments over deep cement mixed columns
incorporating strain - softening behaviour of
co umns , Geotextiles and geomembranes 44
(2016), pp.157-169.
[7] ạ h V Ho ng L n, “ ghi n c u nh
h ng c a hi u ng nh m đ n h năng ch u t i
d c tr c v đ ún c a nh m c c thẳng đ ng
Luận n TS KT, 017.
[8] Nguy n ứ Hạnh, L Thị H ng V n,
“ h nh v t ý trong đ a thu t p ch
KHGTVT, r ng i h c Giao h ng n
i H i, pp. 1–10, 2010.
[9] Phạm Ho ng Ki n, “ ý thuy t đ ng
d ng Hội nghị họ to n quố , Nẵng,
2015.
[10]Akiyama, H., Yamada, S., Minowa, C.,
Teramoto, T., Otake, A. and Yabe Y. (1998).
"Experimental Method of the Full Scale Shaking
Table Test using the Inertial Loading
Equipment", Journal of Structural and
Construction Engineering, Architectural
Institute of Japan, No.505, pp.139-146 (in
Japanese).
g i ph n bi n P S, TS PHAN HUY ÔN
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 75
MỘT S GI I PH P NG NGH N NG O T Ộ O GI NG NGHI NG 3-2 TRONG IỀU KI N TR NG THI T Ị Ủ NG TY TNHH MỘT TH NH VI N TH N N M MẪU
NGÔ DOÃN HÀO*
Some technological solu tions to increase the excavation speed of 3-2
incline shaft of NamMan coal company
Abstract: At present, underground coal mines in VINACOMIN have been
expanding end deepening mining areas for increasing coal output.
Manyincline shafts have been implemented by blasting method, but the
excavation speed isslow. The paper refers to some technological solutions
to increase the excavationspeed of 3-2 incline shaftby Nam Mau coal
company present equipments.
Trong* những năm qu , ng ty v xí
nghi p kh i th th n hầm l thuộ Tập o n
C ng nghi p Th n- Kho ng sản Vi t N m ng
mở rộng i n kh i th v kh i th xuống s u.
Nhiều n o giếng nghi ng ằng ph ng
pháp kho n nổ m n ng ợ th hi n. Song,
nh n hung tố ộ o giếng nghi ng ở một số
n n h o; ví ụ nh tố ộ o giếng
nghiêng chính 3- ở C ng ty tr h nhi m hữu
hạn một th nh vi n Th n (CTTNHHMTVT)
N m Mẫu hỉ ạt khoảng 35 ến 40 mét th ng.
C nhiều yếu tố ảnh h ởng t i tố ộ o
giếng nh yếu tố ị hất ng tr nh, ị
hất thủy văn, tính hất họ ủ khối ,
yếu tố kỹ thuật v ng ngh ; yếu tố về tổ
hứ thi ng.
C kh u ng vi hính trong một hu kỳ
o giếng nghi ng th ờng o g m: kho n nổ
m n, th ng gi n to n, xú ố -vận huy n, lắp
ng khung hống v ng t phụ. Trong
h i kh u ng vi kho n nổ, xú ố -vận
huy n l hiếm nhiều thời gi n v nh n l
* i h c - a ch t
h i n ph ng c h ng qu n B c
i m H i;
Email: [email protected]
nhất; ng thời, y ng l những kh u ng
vi th ờng ph vỡ i u tổ hứ hu kỳ o
l , ảnh h ởng tr tiếp t i tố ộ o giếng.
. IỀU KIỆN ỊA C ẤT VÀ T N
SỐ ÌN ỌC CƠ BẢN CỦA IẾN
NGHIÊNG CHÍNH 3-2
. . iều kiện địa chất nơi giếng nghiêng
đƣợc đ o qua [3]
iếng nghi ng hính 3- o qu l p ất
g m: t kết, ột kết, sét kết, sét th n v
vỉ th n.
- C t kết: th ờng mầu x m tro, x m s ng,
ấu tạo khối, i hỗ ph n l p y, khe nứt ph t
tri n. Chiều y iến ổi phứ tạp t ,0m ến
30m, trung nh 5m v uy tr li n tụ theo ả
ph ng v h ng ố . Hạt mịn ến th v gắn
kết ằng xi măng sili ền vững.
- ột kết: mầu x m tro, x m en hiếm tỷ l
trung nh 40% trong ị tầng, th nh phần hủ
yếu l kho ng vật sét v hạt thạ h nh hạt
mịn gắn kết ằng keo sili rắn hắ . Cấu tạo
ph n l p, i hỗ l ạng khối ặ xít. Chiều
y th y ổi t 0,5m ến 3m.
- Sét kết: m u x m en hiếm khoảng 8,7%
trong ị tầng, ấu tạo ph n l p mỏng, hiều
y th y ổi t 0, m ến 3,5m. C l p sét kết
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 76
th ờng nằm s t v h v trụ vỉ , thuộ loại
nử ứng.
- Sét th n: th ờng mầu en, hiếm tỷ l
kh ng ng k trong ị tầng, hiều y mỏng,
mềm ở tạo th nh v h giả ủ vỉ th n.
.2. Một số thông số hình học của giếng
nghiêng chính 3-2 [4]
Thiết kế kỹ thuật giếng nghi ng hính 3-2
thuộ CTTNHHMTVT N m Mẫu o C ng ty
Cổ phần T vấn ầu t Mỏ v C ng nghi p-
TKV th hi n. iếng nghi ng hính 3-2 có góc
ố 80 v i h nh ạng tiết i n ng ng v m 3
t m, t ờng thẳng. iếng ợ hống ằng
t ng ốt thép, khung thép v neo t ng ốt
thép. oạn giếng nghi ng ợ hống ằng
khung thép v i hống l 0,7m, i n tí h
tiết i n o 8,8m2, i n tí h tiết i n sử ụng
16,4m2, n h n kín, h ng h n mắt o ằng
t ng. Xú ằng m y o P-60 . Vẩn tải
ằng trụ tải v i m y trụ JK-25/50.
H nh ạng v kí h th oạn giếng hống
ằng thép ợ th hi n tr n h nh .
H nh H nh d ng ch th c m t c t ngang gi ng nghi ng ch nh -2 [4]
2. T ỰC TRẠN T I C N IẾN
NGHIÊNG CHÍNH 3-2 TẠI C N T
THAN NAM MẪU [4]
Trong thời gi n qu , CTTNHHMTVT Nam
Mẫu ã sử ụng thiết ị nh ở ảng
o giếng nghi ng hính 3-2.
Bảng . Một thiết bị đƣợc dùng để thi công giếng nghiêng chính 3-2
TT nh mụ thiết ị n vị Số l ợng
1 Quạt ụ ộ Y T6 -2 Cái 01
2 Búa khoan nén khí 7655 Cái 04 ( ph ng)
3 Búa chèn Cái 05
4 M y o P-60B Cái 02
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 77
TT nh mụ thiết ị n vị Số l ợng
5 rie mềm Cái 01
6 Tời trụ tải hính JK-25/50 Cái 01
7 Trạm khí nén Trạm 01
8 M y ịnh h ng L ze Cái 01
9 m n h m Cái 02
10 m n ẩy LT-115/81 Cái 02
11 o ng 3 tấn mở h ng hở Cái 06
Nhằm ảm ảo n to n trong qu tr nh thi
ng, ng t kho n, nạp nổ, xú ố ất v
hống giữ giếng nghi ng ợ tiến h nh nối
tiếp. rút ngắn thời gi n hu kỳ o l một số
ng vi phụ ợ tiến h nh song song. Tố ộ
o giếng trung nh hi n n y khoảng
3540m/tháng.
Qu khảo s t v ph n tí h th trạng o
giếng nghi ng hính 3- , húng t i nhận thấy
một số nguy n nh n, song nguy n nh n hính
ẫn t i tố ộ o giếng nghi ng hính 3- h
cao là o vi tính to n lập hộ hiếu kho n nổ
m n v ng t kho n lỗ m n, xú ố ất
h th s hi u quả.
3. K ẢO SÁT VÀ P ÂN T C , ÁN
IÁ C N TÁC K OAN NỔ MÌN VÀ
XÚC BỐ ẤT Á Ở ƢƠN
3. . Việc tính toán lập hộ chiếu khoan nổ
mìn v xúc bóc đất đá
Khi lập hộ hiếu kho n nổ m n,
CTTNHHMTVT N m Mẫu ã hỉ sử ụng sử
ụng một hộ hiếu kho n nổ ho ất
f=68 v i tổng số lỗ m n tr n g ng l 64 lỗ,
hiều s u i lỗ kho n trung nh ,65m, lỗ ột
ph ,75m, l ợng thuố nổ n vị ,63kg m3.
C lỗ ột ph ợ ố trí theo ạng h p.
C ng t xú ố ợ tiến h nh ằng m y
o P-60 , ất ợ l n go ng 3 tấn
ổ h ng v ợ trụ l n mi ng giếng ằng h
thống tời trụ JK- 5 0. Vi xú ố ất
kh ng ợ th hi n hết v i số ất nổ r
trong một hu kỳ. Phần ất n lại tr n
g ng ủ hu kỳ tr nhằm tạo ộ o ho
vi kho n g ng ủ hu kỳ s u.
3.2. ánh giá việc tính toán lập hộ chiếu
khoan nổ mìn, khoan lỗ mìn v xúc bốc đất
đá ở gƣơng giếng
T hộ hiếu kho n nổ m n thấy rằng, vi
thiết kế hỉ ợ th hi n v i f=68 l h
th s ph hợp v i tính hất lý ủ ất
tr n to n ộ hiều i giếng. V i thiết kế nh
vậy sẽ l m tăng số lỗ kho n khi thi ng ở n i
ất h số ki n ố f=46, y ng hính l
nguy n nh n ẫn t i tăng h số th tiết i n,
ất nổ r văng x h n, kí h th hạt vụ h n,
iến th nh n nhão khi gặp n , g y kh
khăn ho xú ố .
Vi sử ụng lỗ kho n tạo rạ h theo ạng
h nh h p, g y kh khăn ho vi kho n nhất l
khi ng t kho n ợ th hi n ởi kho n
t y, trong iều ki n ất rắn ứng; v khi ,
ph ng ủ lỗ kho n ột ph phải kho n
ghi ng theo ả ph ng thẳng ứng v ph ng
nằm ng ng. Chính v vậy m tố ộ kho n
hậm, hất l ợng lỗ kho n kh ng ợ nh
mong muốn; y ng l một trong những
nguy n nh n ản ẫn t i hi u suất nổ m n
không cao.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 78
Mặt ắt ng ng ủ giếng hiều o l n
h n tầm v i ủ m y kho n khí nén 7655.
Chính v vậy, kho n những lỗ kho n tr n
ỉnh v m th m y kho n phải ứng tr n ống
ất ph nổ lại t hu kỳ tr (phần ất
n y hỉ ợ xú ố khi ã kh on hết lỗ
kho n ở tr n o, ngo i tầm o v i ủ m y
kho n khí nén 7655). Vi m y kho n phải
ứng tr n ống ất nổ m n n n tính ổn ịnh
ủ m y kho n trong qu tr nh kho n l kh ng
o. H n nữ , o ng ời v m y kho n ng
ứng tr n ống ất nổ m n l m n ị l n hặt
th m, hoặ ị nhão khi gặp n g y kh khăn
ho ng t xú ố .
4. . iều chỉnh hộ chiếu khoan nổ mìn
T kinh nghi m th tế v ph n tí h lý
thuyết thấy rằng ph ng h ng iều hỉnh hộ
hiếu kho n nổ m n ần tập trung v o vấn
ề s u:
- C lỗ m n nh m ột ph n n ố trí ủ thấp
về phí nền hạn hế văng x , v th
giảm ợ l ợng thuố nổ o phần l n lỗ
ph nằm phí n kh ng i hỏi năng l ợng
thắng trọng l ợng ủ phần ần ph nổ.
- Kh ng n n nổ ng thời một l ợng l n
thuố nổ. Nh vậy sẽ giảm ợ t ộng g y
ph hoại ấu trú khối phí ngo i i n ng
tr nh o t ộng ủ s ng nổ, nhờ giảm
ợ o qu tiết i n.
- Cần ố trí tr nh t nổ lỗ ph s o ho
lỗ ph s o ho lỗ nổ ợt s u nhiều
mặt t o nhất th . Ngo i r n n nổ theo thứ
t s ờn tr , v m n s u.
- C lỗ m n i n n n ố trí khoảng h
hợp lý, l ợng thuố nổ giảm, ần xử ụng thỏi
thuố ờng kính nhỏ, kh ng nổ ng thời
lỗ i n, nh ng ng kh ng giãn h nhiều
v nh vậy kh tạo r ng i n tr n.
* Chọn ạng lỗ m n nh m ột ph : Vi sử
ụng nh m lỗ kho n ột ph ạng h nh h p
nh hộ hiếu ng sử ụng ủ
CTTNHHMTVT N m Mẫu l rất kh th hi n
khi kho n ằng kho n khí nén 7655. Trong
tr ờng n y, húng t i thấy hợp lý h n ả l sử
ụng nh m ột ph ạng n m ứng, v ạng
ột ph n y ph hợp v i iều ki n ị hất
ạng khe nứt t n tại trong khối xung qu nh
giếng nghi ng hính 3- . ạng lỗ kho n n y
ng ph hợp v i thiết ị kho n t y ằng khí
nén 7655, v khi lỗ kho n nh m ột ph
hỉ phải kho n nghi ng theo một ph ng.
* L ợng thuố nổ n vị: ph hợp v i
iều ki n họ khối xung qu nh giếng
nghiêng, khi tính toán kho n nổ m n n n sử
ụng gi trị h số ki n ố f=5 ho oạn giếng
nghi ng i qu ất f=46 v gi trị h số
ki n ố f=7 ho oạn giếng nghi ng i qu ất
f=68. L ợng thuố nổ n vị l l ợng
thuố nổ ần thiết ph vỡ một mét khối ất
ở trạng th i nguy n khối(kg m3). Kinh
nghi m nổ m n th tế ho thấy, hi u quả sử
ụng lỗ m n th ờng phụ thuộ rất l n v o l ợng
thuố nổ n vị. i trị ủ l ợng thuố nổ n
vị th y ổi trong một gi i hạn t ng ối l n v
phụ thuộ v o nhiều yếu tố kh nh u nh :
hất l ợng thuố nổ (sứ ng nổ v nhi t
l ợng nổ), tính hất lý ủ ất , kí h
th tiết i n g ng o, số mặt phẳng t o
trong g ng,... Nếu l ợng thuố nổ n vị
họn qu nhỏ sẽ th l nguy n nh n ẫn ến
s ập vỡ ất kí h th l n, ờng i n
l kh ng hính x , hi u suất nổ m n thấp v
gi n tiếp l m giảm năng suất ủ thiết ị thi
ng. Trong tr ờng hợp ng ợ lại, khi l ợng
thuố nổ n vị qu l n sẽ g y r hi n t ợng
ất ị vỡ vụn, ộ văng x l n, th g y h
hỏng kết ấu hống hoặ mất ổn ịnh, khối
xung qu nh ng tr nh ị nứt n nhiều v xu
h ng ph t tri n s u v o trong khối xung
quanh biên công trình.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 79
x ịnh l ợng thuố nổ n vị, húng t i
sử ụng ng thứ ủ gi o s N.M.Po rovxiki:
q=q1.fc.e.v.k ; kg/m3. Trong : q1- l ợng thuố
nổ ti u huẩn phụ thuộ v o ộ ki n ố ủ ất
, q1=0,1f; fc- h số phụ thuộ v o ấu trú ủ
; e - h số phụ thuộ v o khả năng ng nổ
ủ loại thuố ng sử ụng, e=sP
380 , ở y 380
l khả năng ng nổ ủ thuố nổ ti u huẩn, Ps-
l khả năng ng nổ ủ thuố nổ sử ụng; v –
h số ản nổ, phụ thuộ v o số mặt t o v
i n tí h g ng o, theo [ khi mặt t o
hoặ i n tí h o S 18m2 họn v= , 1,5;
k - h số ảnh h ởng ủ ờng kính thỏi thuố .
Kết quả tính to n l ợng thuố nổ n vị ho
loại f=46 và có f=68 ợ th hi n
tr n ảng .
Bảng 2. Kết quả tính toán lƣợng thuốc nổ đơn vị khi đ o giếng nghiêng chính 3-2 [1]
S (m2) f q1 fc e v kd q (kg/m
3)
18,8 5 0,5 1,1 1,187 1,5 1 0,98
18,8 7 0,7 1,1 1,187 1,5 1 1,37
* Số l ợng lỗ m n tr n g ng: Theo gi o s
N.M.Po rovxiki, tổng số lỗ m n tr n g ng
trong một ợt nổ ợ x ịnh nh s u: NG=
Nb+Nr,f ; lỗ. Trong : NG- tổng số lỗ m n tr n
g ng, lỗ; Nb- số lỗ m n i n, Nb= 1b
b
b
P, lỗ; ở
y Pb- hiều i ờng i n th tế ố trí lỗ
mìn biên; bb- khoảng h giữ lỗ m n tạo
biên; Nr,f – tổng số lỗ m n ột ph v lỗ m n ph
trong một ợt nổ, lỗ; Nr,f =
0.1.
b
PSq bđ
lỗ, ở y: S - i n tí h g ng o, m2; γ - l ợng
thuố nổ nạp tr n mét hiều i lỗ kho n ph ,
kg; γ0 - l ợng thuố nổ nạp tr n mét hiều i
lỗ kho n i n, kg.
S u khi tính to n th ng số kho n nổ m n
theo [ ợ ho ở ảng 3.
Bảng 3. Các thông số khoan nổ mìn khi đ o giếng nghiêng chính 3-2 [1]
f q
kg/ m3
Pb
m
bb
m
S
d
m2
0
kg/ m
kg/m
Nb
lç
Nr,f
lç
Lỗ tạo
rãnh n ;
lỗ
NG
lỗ
4-6 0,98 9,86 0,62 18,8 0,3 0,43 17 31 1 49
6-8 1,37 9,86 0,55 18,8 0,39 0,52 19 36 1 56
C ng t kết quả tính ở tr n, t hộ
hiếu kho n nổ m n ho h i loại ất ở giếng
nghiêng chính 3- h số ki n ố f=68 và có
f=46 ợ ho ở h nh v h nh 3.
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 80
H nh 2 đ b tr m n trong đ c f= 8
H nh đ b tr m n trong đ c f= 6
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2020 81
4.2. Sử dụng s n công tác để khoan các lỗ
khoan cao hơn tầm với của má khoan khí
nén 7655
Vi sử ụng s n ng t khi kho n lỗ m n
nhằm giảm thời gi n kho n, ải thi n hất l ợng
lỗ kho n; ng thời kh ng phải lại một phần
ất ã nổ r ủ hu kỳ tr nhằm tăng tầm
v i ủ m y kho n, n n ã loại tr ợ vi
l m giảm năng suất xú ố o ống ất ị
n n hặt hoặ hảy nhão khi gặp n . S n
ng t ảm ảo n to n, hắ hắn nh ng
th th o lắp n gi n v nh nh h ng. o vậy,
theo [1], sàn công tác ợ thiết kế ảm ảo ho
vi kho n g ng th tiến h nh tr n mặt s n
ng t một h hắ hắn v ng th
ng thời tiến h nh kho n tr n nền l .
5. KẾT LU N
Trong thời gi n qu , CTTNHHMTVT N m
Mẫu v i vi sử ụng kho n g ng ằng ằng
máy khoan t y khí nén 7655 ủ Trung Quố ,
xú ố ằng m y o P-60 , trụ tải ằng
m y trụ tải JK- 5 0, go ng 3 tấn, ng
vi tổ hứ theo kíp v th hi n theo hộ hiếu
kho n nổ m n; kết hợp v i vi sử ụng s n
ng t nh ã n u tr n, tố ộ o giếng
nghiêng chính 3- ã ạt t i 60 ến 65
mét/tháng [1].
TÀI LIỆU T AM K ẢO
[ Ng oãn H o v nnk. o o ề t i:
Nghi n ứu x y ng ng ngh n ng o tố
ộ o giếng nghi ng hính 3-2 công ty Than
N m Mẫu.
[2] Võ Trọng Hu ng, Nguy n Văn .
Công ngh x y ng ng tr nh ngầm trong
mỏ T - Nh xuất ản i o th ng vận tải. H
Nội 997.
[3 Ph ng ị hất-Trắ ị ng ty th n
N m Mẫu.
[4 Ph ng Kỹ thuật ng ty th n N m Mẫu.
g i ph n bi n P S, TS N UYỄN VĂN THẢO