Tài liệu Ứng xử soilcrete trong phõng tạo ra từ đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh mô phỏng công nghệ Jet Grouting: ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 42
ỨNG XỬ SOILCRETE TRONG PHÕNG TẠO RA TỪ ĐẤT
Ở CẦU TÁM BANG VÀ VÀM ĐINH MÔ PHỎNG
CÔNG NGHỆ JET GROUTING
QUÁCH HỒNG CHƢƠNG*, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG**,
HÀ HOAN HỶ***, VÀ PHẠM QUỐC THIỆN*
Mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and
Vam Dinh bridges simulating Jet Grouting technology
Abstract: The current techniques to reinforce bridge approaching
embankments mitigating settlement have been ineffective and less sustainable.
Jet Grouting has high potential application to lessen settlement at bridge
approaching embankments but has limit applications. This paper investigated
mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and Vam
Dinh bridges in laboratory. Three cement types used in this study were
PCB40 (A), 10% (B) and 50% (B) slag. The ratio of water and cemnet (w/c)
of grout were 1/1 and 1/0.7. A designed replacement ratio of cement slurry to
the in-situ soills was 50%. About 200 specimens ...
10 trang |
Chia sẻ: quangot475 | Lượt xem: 370 | Lượt tải: 0
Bạn đang xem nội dung tài liệu Ứng xử soilcrete trong phõng tạo ra từ đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh mô phỏng công nghệ Jet Grouting, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 42
ỨNG XỬ SOILCRETE TRONG PHÕNG TẠO RA TỪ ĐẤT
Ở CẦU TÁM BANG VÀ VÀM ĐINH MÔ PHỎNG
CÔNG NGHỆ JET GROUTING
QUÁCH HỒNG CHƢƠNG*, TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG**,
HÀ HOAN HỶ***, VÀ PHẠM QUỐC THIỆN*
Mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and
Vam Dinh bridges simulating Jet Grouting technology
Abstract: The current techniques to reinforce bridge approaching
embankments mitigating settlement have been ineffective and less sustainable.
Jet Grouting has high potential application to lessen settlement at bridge
approaching embankments but has limit applications. This paper investigated
mechanical behaviors of soilcrete created from soils of Tam Bang and Vam
Dinh bridges in laboratory. Three cement types used in this study were
PCB40 (A), 10% (B) and 50% (B) slag. The ratio of water and cemnet (w/c)
of grout were 1/1 and 1/0.7. A designed replacement ratio of cement slurry to
the in-situ soills was 50%. About 200 specimens were made in the laboratory,
cured in various curing times to examine soilcrete characteristics. The results
show that (1) Unconfined compressive strength (UCS) at a curing time of 3
days higher 4 to 11 times than those of the in-situ soils; (2) Secant modulus of
elasticity varying from 43 to 147 times to UCS; (3) Strain at failure varying
from 1 to 3%; (4) UCS increase with increasing in percentage of slag; (5) w/c
= 1/0.7 providing suitable soilcrete strength and viscocity.
Keywords: Soilcrete, Jet Grouting, settlement, ground improvement, DMM,
bridge approaching embankment.
1. GIỚI THIỆU *
Đường dẫn vào cầu làm nhiệm vụ kết nối và
chuyển tiếp độ cứng giữa đường và cầu thông
qua kết cấu mố cầu, đảm bảo sự êm thuận cho
lưu thông trên tuyến [1]. Tuy nhiên, phần đất
đắp ngay sau mố (trong phạm vi 3-5 m) thường
xảy ra độ lún lớn gây chênh lệch cao độ đỉnh
mố và đường sau khi công trình đưa vào khai
thác. Việc lưu thông trên tuyến đường sẽ gặp
nhiều khó khăn khi độ lún này vượt quá 30 mm,
và cần phải bù lún. Hầu hết các cầu trên các tỉnh
* Học viên cao học, Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng (KTXD),
Trường Đại Học Bách Khoa TP. HCM (HCMUT).
** Tiến sĩ, giảng viên, Khoa KTXD, HCMUT,
tnhhung@hcmut.edu.vn.
*** Nghiên cứu sinh, Khoa KTXD, HCMUT.
lộ thuộc tỉnh Đồng Tháp đều xảy ra hiện tượng
lún này trong quá trình khai thác dựa trên số liệu
khảo sát của nhóm nghiên cứu. Hiện tượng lún
này cũng xảy ra hầu hết ở các cầu ở Đồng Bằng
sông Cửu Long như các cầu trên tuyến Quản lộ
Phụng Hiệp, Đường Xuyên Á nối TP. Cà Mau
và Rạch Giá, v.v.
Theo quyết định 3095/QĐ-BGTVT
07/10/2013 có ba biện pháp khắc phục đối với
cầu đang trong quá trình khai thác như sau: bù
lún, bơm vữa, và thay thế. So với các giải pháp
trên, Jet Grouting có ưu điểm là xử lý được lớp
đất yếu có chiều dày lớn mà không chiếm dụng
nhiều diện tích, và không phá vỡ lớp kết cấu bên
trên gây ảnh hưởng đến giao thông trong quá
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 43
trình thi công. Tuy nhiên, ngành giao thông và
xây dựng vẫn chưa có tiêu chuẩn ngành hướng
dẫn sử dụng và ứng dụng một cách chính thức
[4]. Nghiên cứu và áp dụng công nghệ Jet
Grouting để xử hiện tượng lún ở đường đầu cầu
là cần thiết.
Bài báo tập trung vào việc nghiên cứu ứng
xử của đất trộn ximăng (soilcrete) như mối quan
hệ giữa cường độ nén nở hông tự do qu theo thời
gian bảo dưỡng, loại ximăng, tỷ lệ nước:
ximăng (w/c), và modul đàn hồi cát tuyến E50
của 4 lớp đất ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh.
Kết quả nghiên cứu sẽ làm nền tảng bước đầu
cho việc ứng dụng và thi công thử nghiệm Jet
Grouting gia cố lún đường dẫn đầu cầu đang
trong quá trình khai thác ở hiện trường.
2. PHƢƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu được thực hiện bằng phương
pháp thí nghiệm trong phòng thông qua các thí
nghiệm nén nở hông tự do (UCS) cho các mẫu
soilcrete. Việc chế tạo, bảo dưỡng, và thí
nghiệm nén UCS tuân theo các tiêu chuẩn hiện
hành như ASTM D2166, ASTM D1633, và
TCVN 9403:2012.
2.1. Vật liệu thí nghệm
Đất nguyên thổ
Các mẫu đất được ở hai hố khoang đến độ
sâu 30 m tại hiện trường cầu Tám Bang (km 10
+ 891) và cầu Vàm Đinh (km 10 + 620) thuộc
ĐT852, xã Long Hưng B, huyện Lấp Vò, tỉnh
Đồng Tháp (Hình 1). Các lớp đất dùng để thí
nghiệm ở chiều sâu gia cố dự kiến được ký hiệu
VĐ1, VĐ2, TB1, và TB2 tương ứng với lớp đất
thứ 1 và lớp đất thứ 2 được lấy từ cầu Vàm
Đinh và Tám Bang. Chỉ tiêu cơ lý của đất dùng
để thí nghiệm được thể hiện ở Bảng 1.
Hình 1. Vị trí nghiên cứu (Google map)
Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất thí nghiệm ở chiều sâu gia cố dự kiến (Las – XD475)
Các chỉ tiêu / tên lớp đất TB1 TB2 VĐ1 VĐ2
Mô tả lớp đất
Bùn sét màu
nâu đen
Bùn sét lẫn cát
mịn màu nâu đen
Sét màu nâu
đỏ, nâu vàng
Bùn sét màu
nâu đen
Chiều dày (m) 10 12 3,6 13,8
Độ ẩm tự nhiên, w (%) 53,1 46,7 34,1 55,8
Dung trọng tự nhiên, γw (kN/m
3
) 16,46 16,79 18,24 16,22
Giới hạn chảy, LL (%) 50,6 52,4 42,1 48,7
Chỉ số dẻo, PI (%) 20 17,8 18,2 21,1
Modul biến dạng nhỏ, E (kN/m2) 1659 1852 3105 1539
Hàm lượng hạt bụi và sét (%) 96,3 84,1 92,8 94,3
Cường độ nén nở hông tự do, qu
(kN/m
2
)
56,06 70,54 117,91 59,61
Độ pH 6,81 7,55 - 7,78
Hàm lượng hữu cơ (%) 6,13 3,02 - 5,07
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 44
2.2. Ximăng
Ximăng dùng trong nghiên cứu là ximăng
PCB40 (A), ximăng xỉ lò cao 10% (B), và
ximăng 50% (C). Các loại ximăng trong
nghiên cứu đều sản xuất trong nước đáp ứng
yêu cầu kỹ thuật theo TCVN 6260:2009
(ximăng Portland hổn hợp) và TCVN
4316:2007 (ximăng Portland xỉ lò cao) (Bảng
2). Ximăng không được quá hạn một tháng kể
từ ngày xuất xưởng.
Bảng 2. Các chỉ tiêu cơ lý của các loại ximăng sử dụng trong thí nghiệm
Cường độ nén
(MPa)
Thời gian đông kết (phút) Độ mịn *
(%)
Độ ổn định
thể tích
(mm)
Hàm lượng
SO3
(%) 3 ngày 28 ngày Bắt đầu Kết thúc
≥ 18 ≥ 40 ≥ 45 ≤ 420 ≤ 10 ≤ 10 ≤ 3.5
*Xác định theo phần còn lại trên sàng kích thước lỗ 0.09 mm.
2.3. Nƣớc
Nước uống sinh hoạt dùng thí nghiệm tuân
theo yêu cầu kỹ thuật TCVN 4506:2012, trong
nước không có hàm lượng tạp chất vượt quá
giới hạn cho phép làm ảnh hưởng đến quá trình
đông kết của đất trộn ximăng cũng như làm
giảm độ bền của kết cấu trong quá trình sử dụng
(Bảng 3).
Bảng 3. Hàm lượng tối đa cho phép của các thành phần trong nước trộn vữa (TCVN 4506:2012)
Hàm lượng tối đa cho phép (mg/L)
Muối hòa tan Ion sunfat (SO4-2) Ion clo (Cl-) Cặn không tan
10,000 2,700 3,500 300
2.4. Chế tạo mẫu
a) Tỷ lệ nước:ximăng (w/c) và tỷ lệ vữa
thay thế đất tự nhiên
Tỷ lệ w/c thông thường từ 0,7–1 [5], 0,6–1,2
và thường được chọn là 1 [6]. Jet Grouting khi
thử nghiệm tại cảng Phú Hữu, Q.9, TP. HCM
w/c là 1/0,7 [7], [8]. Vì vậy, tỷ lệ w/c dự kiến là
1/1 và 1/0,7. Tỷ lệ vữa thay thế khi trộn với đất
tự nhiên là 50% [9], [10] phù hợp với nhận định
của [11].
b) Đúc mẫu
Đất được lấy từ các lớp đất của cầu Tám
Bang và cầu Vàm Đinh được trộn với vữa
được tạo thành từ hai loại ximăng A và B. Hai
lớp TB2 và VĐ2 được trộn thêm với ximăng
C. Đất tự nhiên được xác định độ ẩm trước khi
thí nghiệm. Nếu độ ẩm của đất trong phòng
nhỏ hơn độ ẩm đất hiện trường, cần thêm vào
một lượng nước để đưa độ ẩm của đất về đúng
độ ẩm ở hiện trường.
Các mẫu đất trộn ximăng được cho vào
khuôn bằng ống nhựa PVC (đường kính 55
2 mm, cao 120 2 mm) được cắt hở một bên
giúp tháo khuôn được dễ dàng. Nhằm đảm bảo
độ ẩm trong quá trình bảo dưỡng, mẫu được
cố định bằng 3 vòng thép. Khuôn được bôi
một lớp dầu nhờn mỏng ở mặt trong của
khuôn để có thể dễ dàng tháo mẫu ra khỏi
khuôn sau thời gian bảo dưỡng. Hỗn hợp đất
trộn ximăng cho vào khuôn thành 3 lớp, dùng
que gỗ đường kính 10 mm và dài 400 mm để
đầm chặt từng lớp. Mẫu được bảo quản trong
phòng thí nghiệm bằng cách ngâm trong nước
đối với mẫu đất ở dưới mực nước ngầm (Hình
2) [12], [13].
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 45
Hình 2. Bảo dưỡng mẫu
2.5. Nén mẫu
Thí nghiệm nén nở hông tự do được thực
hiện theo tiêu chuẩn ASTM D2166. Hai bề mặt
mẫu được làm phẳng và bôi trơn trước khi tiến
hành thí nghiệm UCS. Mẫu được nén bằng máy
nén mẫu TSZ30-2.0 ngay sau khi lấy mẫu ra
khỏi phòng bảo dưỡng để tránh thay đổi độ ẩm
và nhiệt độ. Tốc độc gia tải ở 0,4 mm/phút, ghi
lại số đọc giá trị lực và biến dạng dọc trục, khi
mẫu bị phá hoại thì ghi lại lực phá hoại. Khi
nén, lực nén phải được gia tải liên tục và không
tăng đột biến.
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
Đất ở khu vực cầu Tám Bang và Vàm Đinh
được lấy tại hai hố khoan cách nhau khoảng 200
m, dựa vào chỉ tiêu cơ lý (Bảng 1) có thể xác
định được đất tại hai vị trí trên bao gồm hai loại
đất chính là bùn sét và sét dẻo mềm. Hơn 200
mẫu ximăng đất tạo thành từ 4 lớp đất: VĐ1,
VĐ2, TB1, và TB2 đã được nén nở hông tự do
(UCS). Các chỉ tiêu cơ lý đặc trưng của mẫu đất
trộn ximăng đối với từng lớp đất như cường độ
(qu), biến dạng lúc phá hoại (f), modul đàn hồi
cát tuyến (E50), và các mối quan hệ của các chỉ
tiêu cơ lý đặc trưng của đất trộn ximăng đã được
xác định.
3.1. Quan hệ giữa thời gian bảo dưỡng và
cường độ nén nở hông tự do
Hình 3 thể hiện mối quan hệ giữa qu và thời
gian bảo dưỡng cho tất cả các mẫu soilcrete.
Cường độ của hầu hết các mẫu tăng theo thời
gian, phù hợp với các nghiên cứu [12], [13]
(nguồn từ Kawasaki et al.1981), và [14]. Sự
hình thành cường độ của soilcrete chủ yếu là từ
phản ứng thủy hóa và phản ứng pozzolan kéo
dài theo thời gian [13], [14], [15]. Khuyết tật
trong quá trình chế tạo làm ảnh hưởng đến qu
nên có một vài mẫu cường độ không tăng theo
quy luật [12]. Cường độ những mẫu trên 60
ngày tuổi ở lớp VĐ1 vượt quá khả năng nén tối
đa của máy nén TSZ30-2.0 (3,2 MPa), nên xem
qu ít nhất 3,2 MPa. Những mẫu được trộn với
ximăng C được nén bằng máy nén bêtông nên
cho được cường độ lớn hơn 3,2 MPa.
(a). Trộn với ximăng A, w/c = 1/1
(b). Trộn với ximăng A, w/c = 1/0.7
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 46
(c). Trộn với ximăng B, w/c = 1/1
(d). Trộn với ximăng B, w/c = 1/0.7
(e). Trộn với ximăng C, w/c = 1/1
(f). Trộn với ximăng C, w/c = 1/0.7
Hình 3. Quan hệ giữa thời gian bảo dưỡng
và cường độ nén nở hông tự do
Cường độ nén nở hông tự do ở tuổi 28 ngày
thường được dùng để tính toán thiết kế
(TCVN 9403:2012). qu ở tuổi 28 ngày của lớp
bùn sét (TB1, TB2, và VĐ2) và sét dẻo mềm
(VĐ1) với ximăng A và B là 0,75-1,53 MPa
và 1,64-2,72 MPa, tương ứng. Riêng lớp TB2
và VĐ2 với ximăng C, cường độ lên đến 6.5
và 3,2 MPa, tương ứng. [11] (từ nguồn Bell
1993, Miki 1985, và Shibazaki 1991) và [8]
cho kết quả tượng tự khi thử nghiệm Jet
Grouting với ximăng PCB40 tại cảng Phú
Hữu, Q.9, TP.HCM.
3.2. Cường độ nén nở hông tự do ở 3
ngày tuổi
qu ở 3 ngày tuổi giúp quyết định trình tự
thi công và thời gian giải phóng mặt bằng
thi công thích hợp để không làm gián đoạn
giao thông quá lâu. Hình 4 thể hiện mối
quan hệ giữa qu3 của các loại đất khác nhau.
qu3 của lớp TB1 khi trộn với các loại
ximăng và tỷ lệ w/c khác nhau từ 0,2-0,43
MPa, gấp từ 4-8,6 lần cường độ nén nở
hông tự do của đất tự nhiên (0,05 MPa).
Tương tự, qu3 của lớp TB2 vào khoảng
0,38-0,74 MPa gấp từ 5,4-10,6 lần cường
độ nén nở hông tự do của đất tự nhiên (0,07
MPa). Cho lớp VĐ2, qu3 vào khoảng 0,33 –
0,68 MPa gấp 5,5 – 11,3 lần cường độ nén
nở hông tự do của đất tự nhiên (0,06 MPa).
Do không đủ lượng đất để thí nghiệm, lớp
VĐ1 không có mẫu ở 3 ngày tuổi.
3.3. Tốc độ phát triển cường độ của
soilcrete
Tốc độ phát triển qut ở các thời gian bảo
dưỡng khác nhau so với qu ở 28 ngày tuổi
được nghiên cứu để làm cơ sở khoa học rút
ngắn tiến độ thi công. Hình 5 thể hiện tốc độ
phát triển cường độ của các lớp đất với các
loại ximăng khác nhau. Tỷ số qu3/qu28, qu7/qu28,
qu60/qu28 và qu90/qu28 của mẫu trộn với ximăng
A bằng 0,45, 0,68, 1,02, và 1,26, tương ứng.
Tỷ số qu3/qu28, qu7/qu28, qu60/qu28 và qu90/qu28
của mẫu trộn với ximăng B bằng 0,43, 0,65,
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 47
1,22, và 1,54, tương ứng. Mẫu được tạo bởi
ximăng C có tỷ số qu7/qu28, qu14/qu28 và
qu50/qu28 bằng 0,45, 0,78, và 1,41, tương ứng.
Nhìn chung, kết quả phù hợp với các nghiên
cứu của [12] khi nghiên cứu đất trộn ximăng
tại Đồng Tháp [14], [16] (nguồn từ Wang et
al. 1999 và Arroyo et al. 2007). Tỷ số qut so
với qu28 của ximăng xỉ cao hơn so với với
ximăng PCB40, phù hợp với các nghiên cứu
của [13], [19].
(a). Trộn với tỷ lệ w/c = 1/1
(b). Trộn với tỷ lệ w/c = 1/0.7
Hình 4. Cường độ nén nở hông tự do của đất
nguyên thổ và soilcrete ở 3 ngày tuổi
(a). Trộn với ximăng A
(b). Trộn với ximăng B
(c). Trộn với ximăng C
Hình 5. Tốc độ phát triển cường độ của
soilcrete tại với các loại ximăng khác nhau
3.4. Quan hệ giữa loại đất và cường độ nén
nở hông tự do
Việc xác định ảnh hưởng của loại đất và qu28
giúp lựa chọn thông số thi công thích hợp khi
thi công đối với từng lớp đất. Khi thử nghiệm
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 48
với ximăng A và B, qu28 được tạo từ lớp sét
(VĐ1) cao hơn so với các lớp bùn sét (TB2,
VĐ2, và TB1) ở cùng điều kiện trộn, thời gian
bảo dưỡng, và tỷ lệ w/c. Soilcrete tại lớp TB2 có
cường độ cao hơn so với lớp VĐ2 khi được tạo
từ ximăng C (Hình 6), chủ yếu do hàm lượng
hữu cơ tồn tại trong các lớp bùn sét (Bảng 1).
Hàm lượng hữu cơ được xem không ảnh hưởng
đến cường độ của soilcrete thường không nên
quá 2% [17]. Hàm lượng hữu cơ trong đất gây
cản trở quá trình thủy hóa và phản ứng pozzolan
[19]. Hàm lượng hữu cơ càng cao của các vị trí
nghiên cứu (> 5%, Bảng 1) làm giảm cường độ
nén nở hông tự do của soilcrete [12], [18].
(a). Trộn với w/c = 1/1
(b). Trộn với w/c = 1/0.7
Hình 6. Ảnh hưởng của loại đất đến cường độ
nén nở hông tự do ở 28 ngày tuổi
3.5. Ảnh hưởng của loại ximăng và tỷ lệ w/c
đến cường độ nén nở hông tự do
Mục tiêu của việc xác định ảnh hưởng loại
ximăng và tỷ lệ w/c đến cường độ nén nở hông
tự do của soilcrete để tìm ra được loại ximăng
cùng với ty lệ w/c thích hợp với từng mục đích
gia cố cụ thể ở cầu Tám Bang và Vàm Đinh.
3.6. Ảnh hƣởng của w/c đến qu28
Cùng một loại đất, loại ximăng, ở 28 ngày
tuổi, và điều kiện bảo dưỡng, mẫu có tỉ lệ w/c
= 1/1 có cường độ cao hơn mẫu có tỉ lệ w/c =
1/0,7 (Hình 7). Lượng ximăng trong hỗn hợp
vữa có tỷ lệ w/c bằng 1/0,7 thấp hơn so với tỷ
lệ w/c bằng 1/1 khoảng 24%. Kết quả nghiên
cứu cho thấy tùy vào từng loại đất, khi giảm
24% lượng ximăng thì cường độ giảm từ 8–
20% với ximăng A (Hình 7a), 8 – 45% với
ximăng B (Hình 7b), và 15 – 21% với ximăng
C (Hình 7c). Kết quả phù hợp với nghiên cứu
của [16]. Tuy nhiên, độ nhớt của vữa ximăng
có w/c = 1/0,7 nhỏ hơn w/c = 1/1 làm giảm ma
sát vòi trong quá trình phun vữa cao áp khi thi
công Jet Grouting.
3.7. Ảnh hƣởng của loại ximăng đến qu28
Hình 8 thể hiện ảnh hưởng của loại ximăng
đến qu28. Với cùng một loại đất, điều kiện trộn,
tỷ lệ w/c, và thời gian bảo dưỡng, qu28 tạo thành
từ ximăng B và C cao hơn so với ximăng A từ
1,3-2 lần và 3,5-6,7 lần, tương ứng. Hàm lượng
xỉ lò cao có trong ximăng B (10%) và C (50%)
đóng vai trò chủ yếu làm gia tăng cường độ
soilcrete. Kết quả cho thấy đất tại cầu Tám
Bang và cầu Vàm Đinh thích hợp để gia cố với
ximăng có hàm lượng xỉ lò cao. Hàm lượng xỉ
càng cao thì cường độ đạt được càng tăng.
Quan hệ giữa biến dạng lúc phá hoại f
và qu28
Hình 9 thể hiện biến dạng lúc phá hoại ở tuổi
28 ngày của các mẫu soilcrete được tạo thành từ
ximăng A và B. Các mẫu ximăng đất được tạo từ
ximăng C được nén bằng máy nén bêtông nên
không xác định được biến dạng lúc phá hoại. f
biến thiên trong khoảng 1% đến 3%, phù hợp với
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 49
kết quả nghiên cứu của [12], [13], [19]. Biến dạng
lúc phá hoại của các mẫu có cường độ lớn hơn 2
MPa lớn hơn 2%, cao so với [13], [19], có thể mặt
tiếp xúc của các mẫu khi nén không được bằng
phẳng dẫn đến mẫu bị biến dạng cục bộ tại hai đầu
trước khi xuất hiện biến dạng lúc phá hoại [12].
(a). Ximăng A
(b). Ximăng B
(c). Ximăng C
Hình 7. Ảnh hưởng của tỷ lệ w/c đến qu28
(a). Trộn với w/c = 1/1
(b). Trộn với w/c = 1/0.7
Hình 8. Ảnh hưởng của loại ximăng đến cường
độ nén nở hông tự do ở 28 ngày tuổi
Hình 9. Quan hệ giữa biến dạng lúc phá hoại
và qu28 tạo từ ximăng A và B
Quan hệ giữa modul đàn hồi cát tuyến E50
và qu28
E50 tăng khi qu tăng, tỷ số E50/qu bằng khoảng
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 50
43 đến 147 (Hình 10). Tỷ số E50/qu nhỏ hơn so
với nhận định của [16], [20]. Kết quả nghiên
cứu cho thấy, tỷ số E50/qu của ximăng đất tạo từ
bùn sét có tỷ số cao hơn (64 – 147) so với
ximăng đất tạo từ sét dẻo mềm (43 – 64), do tỷ
số E50/qu phụ thuộc vào loại đất [13], [19].
Hình 10. Quạn hệ giữa E50 và qu28 của soilcrete
tạo từ ximăng A và B
4. KẾT LUẬN
Khoảng 200 mẫu soilcrete đã được chế tạo
trong phòng bằng cách trộn với 3 loại ximăng
PCB40, 10% xỉ, và 50% xỉ có tỷ lệ nước/
ximăng w/c bằng 1/1 và 1/0.7. Tỷ lệ thay thế
thiết kế của vữa với đất nguyên thổ là 50%. Tất
cả các mẫu đều được bảo dưỡng với nhiều độ
tuổi khác nhau để nghiên cứu ứng xử của
soilcrete nhằm đánh giá tiềm năng ứng dụng
công nghệ Jet Grouting để gia cố lún đường đầu
cầu. Kết quả cho thấy:
(1) Cường độ nén nở hông tự do tăng
theo thời gia bảo dưỡng.
(2) Cường độ nén nở hông tự do ở 3 ngày
tuổi gấp từ 4 đến 11 lần của đất tự nhiên và
đạt khoảng 50% qu28, có thể thông xe sau ba
ngày thi công.
(3) Ximăng xỉ cho cường độ soilcrete cao
hơn đáng kể ximăng PCB40.
(4) Tỷ lệ w/c = 1/0,7 cho soilcret có
cường độ và độ nhớt vữa ximăng phù hợp.
(5) Modul đàn hồi cát tuyến E50 từ 43
đến 147 lần cường độ nén nở hông tự do ở
28 ngày tuổi.
(6) Biến dạng lúc phá hoại của mẫu ximăng
đất ở khoảng 1 đến 3%.
(7) Soilcrete tạo ra trong phòng phù hợp
đáp ứng yêu cầu gia cố lún đường đầu cầu ở
Đồng Tháp.
LỜI CẢM ƠN
Nhóm nghiên cứu xin chân thành cảm ơn
Sở KHCN tỉnh Đồng Tháp đã cấp kinh phí
nghiên cứu thông qua hợp đồng nghiên cứu số
108/2015/ĐT-KHCN, trường Đại học Bách
Khoa – ĐHQG TP. HCM, và các Sở Ban
Ngành ở Đồng Tháp đã hỗ trợ trong suốt quá
trình thực hiện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1]. Phan Quốc Bảo. “Nghiên cứu một số giải
pháp cải thiện độ êm thuận đoạn đường dẫn vào
cầu khu vực đồng bằng Sông Cửu Long”. Luận
văn Tiến Sỹ, Viện Khoa Học và Công Nghệ
Giao Thông Vận Tải, 2015, 126 trang.
[2]. Nguyễn Thị Thu Hằng. “Tổng Quan Về
Sự Cố Lún Đường Dẫn Sau Mố Cầu Tại Việt
Nam”, Báo Giao Thông Vận Tải, số10/2008, 5
trang, 2008.
[3]. Nguyễn Việt Hùng. “Đất yếu và các giải
pháp xử lý nền đắp trên đất yếu trong xây dựng
công trình giao thông”, Báo Cầu Đường Việt
Nam, số 6, trang 32 – 36, 2011.
[4]. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. “Đánh giá
tìm năng ứng dụng công nghệ phụt vữa cao áp
(Jet Grouting) trong điều kiện Việt Nam”, Tạp
chí GTVT, số 9, trang 28 – 31, 2011.
[5]. E.H. Chu. “Turbulent fluid jet excavation
in cohesive soil with particular application to
Jet Grouting”. Doctor of Science in
Geotechnical and Geoenvironmental
Engineering, Massachusetts Institute of
Technology, 2005, 456 pp.
[6]. D.A Bruce. “Jet Grouting”, in Ground
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 2-2016 51
Control and Improvement, PP.Xanthakos, L.W.
Abramson and D.A Bruce, Ed. New York: John
Wiley & Sons, 1994, pp.580-683.
[7]. Lê Thọ Thanh, Lý Hữu Thắng, và Trần
Nguyễn Hoàng Hùng. “Nghiên cứu thử nghiệm
hiện trường Jet Grouting lần 4 ở TP.Hồ Chí
Minh”, Tạp chí Địa Kỹ Thuật, số 2, trang 30 -
39, 2013a.
[8]. Lê Thọ Thanh, Lý Hữu Thắng, và Trần
Nguyễn Hoàng Hùng. “Nghiên cứu thử nghiệm
hiện trường Jet Grouting ở Q.9 TP.Hồ Chí
Minh”, Tạp chí GTVT, số 4, trang 20 - 22,
2013b.
[9]. S.Coulter and C.D.Martin. “Single fluid
jet-grout strength and deformation properties”,
Tunnelling and Underground Space Technology
21, pp. 690 – 695, 2006.
[10]. D.F.Laefer, D.O'Neill, and
C.O'Mahony. “Impact of clay On early jet
grouting strength”, in Proc. the 34th Annual
Conference on DeepFoundations, Kansas city,
2009, pp. 472 – 477.
[11]. P.Core and A.Flora. “Analysis of Single
Lquid Jet Grouting ”, Geotechnique, vol.50,
No.6, pp. 739 – 748, 2000.
[12]. Lê Khắc Bảo. “Nghiên cứu ứng xử của
đất Đồng Tháp trộn với ximăng bằng công nghệ
trộn ướt – sâu ứng dụng gia cố đường giao thông
nông thôn (GTNT) kết hợp đê bao chống lũ ở
Đồng Tháp”. luận văn Thạc Sỹ, Đại học Bách
Khoa TP.HCM, TP.HCM, 2014, 186 trang.
[13]. M.Kitazume and M.Terashi. The Deep
Mixing Method. London: Taylor&Francis
Group, 2013, 405 pp.
[14]. T.S Tan, T.L Goh, and K.Y Yong.
“Properties of Singapore Marine Clays
Improved by Cement Mixing”, Geotechnical
Testing Journal, vol.25, 11pp.
[15]. A.H.M. Kamruzzaman. “Physico-
Chemical And Engineering Behavior Of Cement
Treated Singapore Marine Clay”. Ph.D. Thesis,
National University Of Singapore, Singapore,
2002, 189 pp.
[16]. P.Corce, A.Flora, and G.Modoni. Jet
Grouting: Technology, Design and Control.
New York: Taylor & Francis Group, 2014,
278 pp.
[17]. Tensar Corp. “Cement Stabilization”, in
Chemical And Mechanical Stabilization Of
Subgrades And Flexible Pavement Sections,
USA, The Tensar Corporation ,1998, pp. 32-47.
[18]. B.B.K. Huat, S. Maail, and T.A.
Mohamed. “Effect of Chemical Admixtures on
the Engineering Properties of Tropical Peat
Soils” American Journal of Applied Sciences,
Vol. 7, pp. 1113-1120, 2005.
[19]. A. Porbaha, S. Shibuya, and T. Kishida.
“State of the art in deep mixing technology. Part
III: geomaterial characterization”, Ground
Improvement, vol. 3, pp. 91-110, 2000.
Y.S.Fang, J.J Liao, and S.C Sze. “An
empirical strength criterion for jet grouted
soilcrete”, Engineering Geology 37, pp.285 -
293, 1994.
Người phản biện: PGS.TS. ĐẶNG HỮU DIỆP
Các file đính kèm theo tài liệu này:
- 89_6806_2159849.pdf