Đại Học Quốc Gia TP Hồ Chí Minh TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - VŨ ĐỨC TUẤN NGHIÊN CỨU GIA CỐ NGUỒN VẬT LIỆU ĐẤT TẠI CHỖ LÀM ÁO ĐƯỜNG TỈNH LỘ VÀ ĐƯỜNG GIAO THÔNG NÔNG THÔN TỈNH TÂY NINH Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT Mã số ngành : 60.44.68 LUẬN VĂN THẠC SĨ TP HỒ CHÍ MINH, tháng năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học 1: TS NGUYỄN MẠNH HÙNG Cán hướng dẫn khoa học 2: TS NGUYỄN MẠNH THỦY Cán chấm nhận xét 1: PGS TS ĐẶNG HỮU DIỆP Cán chấm nhận xét 2: TS PHAN THỊ SAN HÀ Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 26 tháng năm 2005 LỜI CẢM ƠN Sau thời gian học tập nghiên cứu theo chương trình đào tạo Thạc só ngành Địa Kỹ Thuật thuộc Trường Đại Học Bách Khoa TP Hồ Chí Minh Nay hoàn thành với luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn thầy, cô Bộ môn Địa Kỹ Thuật Khoa Địa Chất-Dầu Khí trực tiếp giảng dạy cung cấp nguồn tài liệu suốt thời gian học tập Tôi xin chân thành cảm ơn anh chị em CBCNV Phòng Thí Nghiệm Trọng Điểm Đường Bộ III-Viện KHCN GTVT, Phòng Thí Nghiệm Địa Kỹ Thuật Khoa Địa Chất-Dầu Khí-Đại Học Bách Khoa TP HCM Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào Tạo Sau Đại Học–Trường Đại Học Bách Khoa TP HCM, tạo điều kiện thuận lợi suốt khóa học Sự kính trọng biết ơn sâu sắc đến Tiến só Nguyễn Mạnh Hùng, Thầy Nguyễn Mạnh Thủy tận tình bảo hoàn thành luận văn Tôi xin chân thành cảm ơn bạn đồng nghiệp, thầy, cô giúp đỡ suốt trình thực luận văn Cuối xin trân trọng cảm ơn người thân gia đình, động viên giúp đỡ mặt tinh thần vật chất để hoàn thành chương trình học tập Với khả hiểu biết tôi, chắn không tránh khỏi sai lầm định Xin Quý Thầy, Cô, độïc giả bỏ qua dẫn cho để hoàn thiện kiến thức Trân trọng kính chào ! TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong năm qua, việc xây dựng sở hạ tầng đặc biệt giao thông đường Tỉnh Tây Ninh gặp phải không khó khăn thiếu nguồn vật liệu sỏi đỏ đạt chất lượng đá Để giải vấn đề đó, sở Tỉnh Tây Ninh có nguồn vật liệu đất chỗ dễ khai thác, tác giả đề xuất phương án gia cố đất chỗ với mục đích làm lớp móng kết cấu áo đường Chất kết dính vô dùng gia cố xi măng tro bay áp dụng lần đầu khu vực Phía Nam Kết thí nghiệm phòng với tổ hợp mẫu đại diện đặc trưng cho thấy: việc sử dụng nguồn vật liệu đất chỗ gia cố làm lớp móng mang lại hiệu kinh tế-kỹ thuật cao, giải tốt khó khăn mà Tỉnh Tây Ninh gặp phải Cũng sở kết thí nghiệm có được, tác giả xây dựng toán đồ tính toán cho lớp móng kết cấu áo đường gia cố thay cho kết cấu truyền thống Cuối cùng, tác giả đề xuất hướng nghiên cứu mở rộng phát triển để ứng dụng cho Tỉnh khác ABSTRACT In recent years, there was a difficulty for substruction construction, specially road construction in Tay Ninh province For example, there were less and less well-graded lateritic soils and gravels In order to rub along, thanks to available local soils, wich is easy for exploitaion, the author proposes a method of local soil stabilization for road foundation construction The stabilizing agent is cement with fly-ash, fly-ash is an additive This is one of first researchs in South of Viet Nam The results of laboratory tests indicated that the method of local soil stabilization is effectively both economic and technical, overcoming Tay Ninh’s problem Based on testing results in laboratory, the author also diagammatizes the calculation with stabilized road foundation in place of traditional road foundation Finally, the author proposes developmental and wide-open researchs so that it can be applicable for other provinces MỤC LỤC MỞ ĐẦU CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NGHIÊN CỨU ĐẤT GIA CỐ 1.1 – Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố nước 1.2 – Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố Việt Nam 7 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ ĐIỀU KIỆN TỰ NHIÊN, ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT VÀ ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC 2.1 – Điều kiện tự nhiên Tỉnh Taây Ninh 2.2 – Đặc điểm địa chất khu vực Tỉnh Tây Ninh…………………… 2.2.1 – Địa tầngï 2.2.2 – Các thành tạo Macma xâm nhập 2.2.3 – Kiến tạo……………………………………………… 2.3 – Đặc điểm địa chất công trình khu vực nghiên cứu 16 16 16 16 23 24 25 CHƯƠNG : QUÁ TRÌNH HÌNH THÀNH CƯỜNG ĐỘ ĐẤT GIA CỐ 3.1 – Bản chất tính chất vật lý đất………………………… 3.1.1 – Các đặc điểm cấu trúc hệ keo đấtï 3.1.2 – nh hưởng hệ keo tới trình gia cố đất……………………… 3.1.3 – Phân loại cấu trúc đất 3.2 – Bản chất hình thành cường độ đất gia cố…………………… 3.2.1 – Sự hình thành cường độ cấu trúc keo tụ 3.2.2 – Sự hình thành cường độ cấu trúc kết tinh…………………………… 3.3 – Các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ độ ổn định đất gia cố… 32 32 33 35 36 37 37 38 39 CHƯƠNG 4: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 – Phân tích chọn lựa loại chất kết dính sử dụng cho nghiên cứu gia cố 4.1.1 – Phân tích khái quát 4.1.2 – Phân tích chọn lựa 4.2 – Các đặc trưng lý chất kết dính vô ximăng tro bay sử dụng nghiên cứu gia cố 4.2.1 – Giới thiệu khái quát 4.2.2 – Các tiêu lý xi măng tro bay 4.3 – Các thí nghiệm phòng dùng nghiên cứu gia cố 4.3.1 – Tiêu chuẩn, Phương pháp thí nghiệm 4.3.2 – Thống kê số lượng thí nghiệm 41 41 41 43 44 CHƯƠNG 5: MINH GIẢI KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU 5.1 – Kết thí nghiệm mẫu SH 04 5.1.1 – Số liệu môđun đàn hồi, cường độ 5.1.2 – Số liệu CBR 54 54 54 60 44 45 47 47 50 5.1.3 – Số liệu độ ổn định nước nhiệt……………………………………………… 5.2 – Kết thí nghiệm mẫu SH 06 5.2.1 – Số liệu môđun đàn hồi, cường độ 5.2.2 – Số liệu CBR 5.2.3 – Số liệu độ ổn định nước nhiệt……………………………………………… 5.3 – Nhận xét, đánh giá…………………………………………… 62 63 63 70 72 74 CHƯƠNG 6: XÂY DỰNG TOÁN ĐỒ THIẾT KẾ, ĐÁNH GIÁ HIỆU QUẢ KINH TẾ KỸ THUẬT VÀ GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ THI CÔNG ĐẤT GIA CỐ 6.1 – Xây dựng toán đồ thiết kế 6.1.1 – Thoâng số lựa chọn tính toán 6.1.2 – Toán đồ thiết kế kết cấu áo đường gia cố đất với xi măng tro bay 6.2 – Đánh giá hiệu kinh tế–kỹ thuật………………………… 6.3 – Công nghệ thi công………………………………………… 85 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ PHỤ LỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO 105 85 85 87 98 103 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết đề tài Trong năm qua, việc xây dựng sở hạ tầng đặc biệt giao thông đường Tỉnh Tây Ninh gặp phải không khó khăn Việc khai thác tràn lan, thiếu kiểm soát dẫn đến cạn kiệt nhiều nguồn vật liệu sỏi đỏ đạt chất lượng phục vụ cho xây dựng lớp móng kết cấu áo đường ôtô Hơn gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến môi trường sách vó mô Các mỏ vật liệu sỏi đỏ đạt chất lượng lại trữ lượng nằm khu cấm hạn chế khai thác như: khu dân cư, rừng quốc gia, khu di tích lịch sử văn hoá… Việc khai thác đá gặp phải khó khăn Tỉnh có mỏ đá xây dựng Núi Bà Đen mà vị trí lại nằm trung tâm khu di tích lịch sử văn hoá bảo tồn thiên nhiên Núi Bà Đen Vậy sử dụng loại vật liệu khả thi thay ? mà đảm bảo giải vấn đề kinh tế, môi trường, thời gian biện pháp thi công…và tạo phát triển bền vững lâu dài Phần lớn địa bàn Tỉnh Tây Ninh, khoảng độ sâu từ mặt xuống 35m thường gặp lớp đất có cấu tạo sét, cát Vật liệu dễ khai thác chỗ ta thường sử dụng với vai trò lớp đất chọn lọc cấp II đắp kết cấu áo đường ô tô Các kết qủa nghiên cứu cho thấy vật liệu thích hợp cho công nghệ gia cố chất kết dính vô Một số kết nghiên cứu gia cố chất kết dính vô vôi, vôi kết hợp hoá chất với nguồn đất chỗ khu vực Huyện Bến Cầu, Trảng Bàng cho thấy kết khả thi Chính lý trên, chọn đề tài “Nghiên cứu gia cố nguồn vật liệu đất chỗ làm áo đường tỉnh lộ đường giao thông nông thôn Tỉnh Tây Ninh“ Mục đích đề tài Vấn đề đặt là: sử dụng công nghệ gia cố chất kết dính vô với đất chỗ để thay cho lớp móng vật liệu sỏi đỏ đá có đảm bảo yêu cầu kinh tế-kỹ thuật lâu dài vấn đề môi trường phát triển bền vững không? Vì mục đích đề tài nghiên cứu gia cố nguồn vật liệu đất chỗ cách sử dụng lọai chất kết dính vô thích hợp, vôi ximăng tro bay với tỷ lệ tối ưu cho nguồn đất chỗ sau gia cố đảm bảo đạt tiêu chuẩn kỹ thuật cần thiết kết cấu áo đường, thay cho lớp móng có cấu tạo cấp phối sỏi đỏ lớp móng thường có cấu tạo đá dăm Nhiệm vụ đề tài Trên sở phân tích, đánh giá yếu tố kỹ thuật điều kiện tự nhiên kinh tế xã hội, chọn sử dụng loại chất kết dính dùng cho gia cố thích hợp Tiến hành thí nghiệm phòng gia cố đất với loại chất kết dính chọn để đánh giá gia tăng cường độ độ bền hỗn hợp đất sau gia cố Tìm qui luật phát triển cường độ độ bền theo thời gian hỗn hợp đất gia cố Từ kết nghiên cứu, sử dụng hỗn hợp đất gia cố với hàm lượng chất kết dính thích hợp đảm bảo tiêu chuẩn kỹ thuật, xây dựng kết cấu áo đường có lớp móng vật liệu đất gia cố thay cho lớp móng vật liệu sỏi đỏ đá dăm kết cấu áo đường truyền thống Nội dung đề tài Đề tài bao gồm nội dung sau: • Nghiên cứu tổng quan gia cố đất xây dựng công trình giao thông Việt Nam giới • Nghiên cứu khái quát điều kiện tự nhiên, đặc điểm địa chất, địa chất công trình khu vực • Nghiên cứu trình hình thành cường độ đất gia cố • Trên sở định hướng sử dụng số chất kết dính vô vôi, xi măng, xi măng tro bay…để gia cố đất Từ tiến hành thí nghiệm phòng cần thiết Nhận xét đánh giá kết thu • Xây dựng toán đồ thiết kế kết cấu áo đường gia cố thay cho kết cấu áo đường truyền thống Đánh giá hiệu qủa kinh tế kỹ thuật • Đề xuất hướng nghiên cứu khác để phát triển đề tài mở rộng phạm vi ứng dụng thành đề tài Phương pháp nghiên cứu Về mặt lý thuyết, đề tài chủ yếu tổng hợp tài liệu nghiên cứu gia cố đất Việt nam giới Về mặt thực tiễn, hạn chế thời gian nguồn kinh phí nên đề tài tiến hành nghiên cứu phòng thí nghiệm, chưa triển khai thực nghiệm trường Các thí nghiệm phòng chủ yếu tiến hành Phòng thí nghiệm Trọng điểm đường III-Viện KHCN Giao thông Vận tải Thí nghiệm phân tích thành phần hoá đất nghiên cứu gởi phân tích Trung tâm Phân tích thí Ở ta chọn hàm lượng gia cố 6% xi măng tro bay, trị số Evl đề nghị 8000 kG/cm2, Ru,chf 8.0 kG/cm2 (xem mục 6.1.2 Bảng 6.2) Tiến hành kiểm toán tiêu chuẩn kỹ thuật • Với công trình Đường Tỉnh lộ 784: Tra toán đồ Hình 6.3 (cách thức sử dụng giống trình bày mục 6.1) Biết mô đun đàn hồi đường E0 = 490 kG/cm2, chọn Ett = 1550 kG/cm2 > Eyc = 1530 kG/cm2 Tìm giao điểm đường song song trục tung trục hoành xuất phát từ Ett = 1550 kG/cm2 E0 = 490 kG/cm2 xác định chiều dày lớp đất gia cố h = 20 cm Tiếp tục tra toán đồ ta có giá trị ứng suất chịu kéo uốn đáy lớp móng gia cố σu = 7.1 kG/cm2 < Ru,chf = 8.0 kG/cm2 Ứng suất pháp đường σZ = 1.15 kG/cm2 • Với công trình Bến xe khách: Tương tự trên, tra toán đồ Hình 6.6, ta có Ett = 1420 kG/cm2 lớn Eyc = 1416 kG/cm2 Chiều dày lớp đất gia cố chọn h = 15 cm Tiếp tục tra toán đồ ta có: giá trị ứng suất chịu kéo uốn đáy lớp BTN laø σu,BTN = 18.5 kG/cm2 < Ru,BTN = 20.0 kG/cm2, giá trị ứng suất chịu kéo uốn đáy lớp móng gia cố σu,DGC = 6.5 kG/cm2 < Ru,chf = 8.0 kG/cm2 Kiểm toán tiêu chuẩn kỹ thuật cho thấy chiều dày lớp móng đất gia cố ta chọn thỏa mãn Trên sở ta tiến hành tính dự toán công trình (Xem hình vẽ minh hoạ so sánh kết cấu trang 101,102) Vì lớp đất lớp mặt kết cấu áo đường gia cố không khác với kết cấu áo đường trạng nên ta so sánh giá thành phần móng Cơ sở tính dự toán đơn giá xây dựng Tỉnh Tây Ninh, áp dụng thời điểm thiết kế Cơ sở so sánh dự toán hai công trình trạng UBND Tỉnh Tây Ninh phê duyệt Sau chạy dự toán kết thống kê Bảng 6.3 sau: Bảng 6.3 So sánh chi phí xây dựng bề dày kết cấu Công trình Đường 784 Bến xe khách 40.000 34.600 30.000 27.000 25 (%) 22 (%) Chiều dày kết cấu trạng (cm) 50 40 Chiều dày kết cấu gia cố (cm) 20 20 30 (cm) 20 (cm) Hạng mục so sánh Giá thành kết cấu áo đường trạng, trung bình (đồng/m2) Giá thành kết cấu áo đường gia cố, trung bình (đồng/m2) Tiết kiệm giá thành Giảm Như vậy, ta kết luận rằng: sử dụng kết cấu áo đường có lớp móng vật liệu đất chỗ gia cố xi măng tro bay thay cho kết cấu cũ có lớp móng vật liệu sỏi đỏ-đá hoàn toàn khả thi Không giải vấn đề khan nguồn vật liệu sỏi đỏ (đạt chất lượng) đá mà có ý nghóa mặt kinh tế giảm giá thành xây dựng kỹ thuật giảm bề dày kết cấu Qua tính toán với kết cấu áo đường cấp cao trên, ta khẳng định rằng: đường giao thông nông thôn (mặt đường cấp thấp, lưu lượng xe tính toán nhỏ, tải trọng xe tính toán khoảng 5T) sử dụng hàm lượng chất kết dính đến % đạt yêu cầu kinh tế-kỹ thuật SO SÁNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HIỆN TRẠNG VÀ GIA CỐ XMTB CÔNG TRÌNH: ĐƯỜNG TỈNH 784, T.TÂY NINH Loại kết cấu mặt đường cấp: A2 Loại xe trục đơn: 10 tấân Eyc = 1530 daN/cm2 Theo yêu cầu thiết kế, lựa chọn loại kết cấu áo đường dùng móng đất gia cố XMTB 6%thay cho lớp móng sỏi đỏ đá mac-ca-đam Dựa vào Eyc Eo, lựa chọn bề dày móng gia cố 20cm Kiểm toán tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, ứng suất chịu kéo uốn lớp đất gia cố XMTB Tra tóan đồ Hình 6.3 đối chiếu khả làm việc vật liệu thấy tất đảm bảo tiêu chuẩn KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HIỆN TRẠNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIA CỐ 2 Ett = 1617 daN/cm Ett = 1550 daN/cm D = 33 cm D = 33 cm daN/cm2 ÑGC XM 20cm E1 = 1800 daN/cm2 Eo = 490 daN/cm2 NEÀN 30cm E = 8000 daN/cm2 H = 40cm E2 = 3000 daN/cm2 NỀN daN/cm2 ĐÁ 20cm P = SỎI ĐỎ P = Eo = 490 daN/cm2 Hình 6.9 So sánh kết cấu áo đường có mặt láng nhựa Các đặc trưng cường độ vật liệu Các giá trị kiểm toán Evl (daN/cm ) VẬT LIỆU Tính trượt Ru Tính độ Tính kéo daN/cm đáy lớp gia cố võng uốn 8,000 Đất gia cố XMTB 6% Ứng suất kéo uốn 8.0 Ứng suất pháp đường σu daN/cm σz daN/cm 7.1 1.15 SO SAÙNH GIAÙ THÀNH VÀ BỀ DÀY KẾT CẤU GIẢM HIỆN TRẠNG GIÁ THÀNH BỀ DÀY KẾT CẤU 40000 đ/m 50 cm 25.0 % 30 cm GIA CỐ GIÁ THÀNH BỀ DÀY KẾT CẤU 30000 đ/m 20 cm SO SÁNH KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HIỆN TRẠNG VÀ GIA CỐ XMTB CÔNG TRÌNH: MẶT BẰNG BẾN XE KHÁCH, H.TRẢNG BÀNG, T.TÂY NINH Loại kết cấu mặt đường cấp: A1 Loại xe trục đơn: 10 tấân Eyc = 1416 daN/cm Theo yêu cầu thiết kế, lựa chọn loại kết cấu áo đường dùng móng đất gia cố XMTB 6% thay cho lớp móng sỏi đỏ đá mac ca đam Dựa vào Eyc Eo, lựa chọn bề dày móng gia cố 15cm Kiểm toán tiêu chuẩn độ võng đàn hồi, ứng suất chịu kéo uốn lớp BTN 5cm, ứng suất chịu kéo uốn lớp đất gia cố XMTB Tra tóan đồ Hình 6.7 đối chiếu khả làm việc vật liệu thấy tất đảm bảo tiêu chuẩn KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG HIỆN TRẠNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIA CỐ 2 Ett = 1424 daN/cm Ett = 1420 daN/cm D = 33 cm D = 33 cm NỀN daN/cm2 ĐGC XM BTN 15cm 5cm H = 20cm P = E3 = 2700 daN/cm2 NEÀN BTN 5cm E1 = 1800 daN/cm2 20cm E2 = 3500 daN/cm2 H = 40cm E3 = 2700 daN/cm2 ĐÁ 15cm daN/cm2 SỎI ĐỎ P = Eo = 490 daN/cm2 E = 8000 daN/cm2 Eo = 490 daN/cm2 Hình 6.10 So sánh kết cấu áo đường có mặt BTN Các đặc trưng cường độ vật liệu Các giá trị kiểm toán Evl (daN/cm ) VẬT LIỆU BT nhựa nóng hạït mịn Tính Ru Ứng suất kéo uốn Ứng suất kéo uốn Tính độ Tính kéo daN/cm đáy lớp gia cố đáy lớp BTN 2 trượt võng 2,000 2,700 15,000 20.0 8,000 8.0 Đất gia coá XMTB 6% uoán σu,DGC daN/cm σu,BTN daN/cm 18.5 6.5 SO SÁNH GIÁ THÀNH VÀ BỀ DÀY KẾT CẤU GIẢM HIỆN TRẠNG GIÁ THÀNH BỀ DÀY KẾT CẤU 34600 ñ/m 40 cm 22.0 % 20 cm GIA CỐ GIÁ THÀNH BỀ DÀY KẾT CẤU 27000 đ/m 20 cm 6.3 CÔNG NGHỆ THI CÔNG Do chưa có điều kiện triển khai thi công thử nghiệm, tiến hành nghiên cứu phòng nên phần xin nêu số yêu cầu công nghệ thi công phương tiện giới hoá thi công để gia cố đất với xi măng tro bay Nhiệm vụ chủ yếu thi công gia cố đất tổ chức hợp lý, thực thi công với tốc độ cao giới, bảo đảm chất lượng vật liệu kết cấu tạo có chất lượng cao Khi áp dụng công nghệ thi công đất gia cố với xi măng tro bay phải đáp ứng yêu cầu sau: - Xới làm nhỏ hạt kết cấu đất (đối với đất dính) - Cân đong xác nước, xi măng chất khác; trộn hỗn hợp đất gia cố - Rải hỗn hợp đất xi măng theo trắc ngang thiết kế - Đầm nén tối đa hỗn hợp đất xi măng độ ẩm tốt tương ứng với loại đất phương pháp gia cố - Bảo dưỡng đất gia cố giữ ẩm thời kỳ hoá cứng Trong trình nghiên cứu hoàn chỉnh công nghệ thi công đất, người ta đưa ba hướng phương pháp thi công: chế tạo rải hỗn hợp phương pháp trộn đường với máy phải nhiều hành trình (máy phay đất); chế tạo rải hỗn hợp phương pháp trộn đường với máy phay trộn đất nhiều trục quay hành trình; chế tạo hỗn hợp đất chỗ chở từ nơi khác đến trạm trộn cố định bán cố định, vận chuyển hỗn hợp đến nơi rải Để xây dựng móng mặt đường đất gia cố cho đường cấp IV-V, hợp lý sử dụng đội giới có máy chủ đạo máy phay suất đội máy đủ để hoàn thành công việc công trình có khối lượng tương đối không lớn Tính ưu việt máy phay giá thành không cao, động tiện lợi Khi xây dựng móng mặt đường đất gia cố cho đường cấp I-III, sân bay lớn, hợp lý sử dụng đội giới có máy chủ đạo máy trộn đất nhiều trục quay hành trình Tính ưu việt có suất cao đội giới có máy chủ đạo máy phay, đồng thời bảo đảm chất lượng hỗn hợp tốt hơn, việc sử dụng máy phụ khác tổ hợp đội máy có hiệu cao Nhờ hoàn thành tất khâu công nghệ thi công đất hành trình, nên công việc tiến hành phụ thuộc vào điều kiện thời tiết Phương pháp thứ ba, chế tạo hỗn hợp gia cố đất mỏ dọc tuyến có hiệu lớn công việc phải tiến hành điều kiện chật hẹp Nó có ưu điểm là: bảo đảm khả chọn đất thích hợp để gia cố, bảo đảm cân đong xác rải chất phản ứng hoá học hơn, công việc phụ thuộc vào thời tiết so với trộn đường, chiều dày lớp đất trộn bảo đảm thiết kế, đất mỏ đồng tính chất so với đất đường, tháo lắp thiết bị … Mỗi phương pháp có ưu khuyết điểm riêng, thực tế, tùy quy mô dự án đầu tư mà định lựa chọn công nghệ thi công hợp lý, đạt hiệu kinh tế–kỹ thuật KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ Đặc điểm địa chất công trình Tỉnh Tây Ninh cho thấy: lớp đất phủ mặt thường cát, sét, sét thích hợp cho công nghệ gia cố Trong đó, lớp sét thuận lợi cho gia cố với chất kết dính xi măng tro bay Kết thí nghiệm phòng với mẫu nghiên cứu SH 04 SH 06 so với tiêu chuẩn cho phép đất gia cố đạt cao, đáp ứng chất lượng tới tiêu chuẩn loại I Các đặc trưng cường độ (mô đun đàn hồi, khả chịu nén khả chịu kéo uốn, CBR) tăng đồng biến với hàm lượng xi măng gia cố Cụ thể: - Mẫu gia cố thời điểm bảo dưỡng đạt 28 ngày (so với mẫu chưa gia cố) có trị số: + mô đun đàn hồi vật liệu tăng từ 76.0-171.0 % + khả chịu nén tăng từ 63.7-239.4 % + khả chịu kéo uốn tăng từ 100.4-370.8 % - Giá trị CBR tăng từ 112.0-346.0 % (mẫu bảo dưỡng đạt 14 ngày tuổi ngâm nước ngày) Trong điều kiện bất lợi: Trong điều kiện ngâm bão hoà nước, khả chịu tải đất gia cố xi măng tro bay đạt cao Có khả chịu ảnh hưởng, tác động từ môi trường thay đổi nhiệt độ, điều kiện tiêu thoát nước Cụ thể: + Thí nghiệm ngâm bão hoà nước (mẫu bảo dưỡng đạt 28 ngày ngâm nước ngày): đặc trưng cường độ giảm không đáng kể, 10 % (so với mẫu bảo dưỡng đạt 28 ngày) + Thí nghiệm độ ổn định nước-nhiệt: độ tổn thất khối lượng thấp, gần 0.65 %; độ hút nước 1.0 %; cường độ chịu nén giảm ít, khoảng từ 12.3-16.3 % Kết đạt mẫu SH 04 cao mẫu SH 06 so sánh hàm lượng chất gia cố Điều khẳng định loại đất sét pha cát nhẹ cho hiệu gia cố xi măng cao Kết cấu áo đường có lớp móng vật liệu đất chỗ gia cố xi măng tro bay cho hiệu kinh tế cao lớp móng truyền thống sử dụng vật liệu sỏi đỏđá Với hàm lượng chất kết dính 6.0 %, giá thành xây dựng giảm từ 22-25%, chiều dày kết cấu giảm từ 20-30cm Kết thí nghiệm phòng cho thấy: sử dụng đất chỗ Tỉnh Tây Ninh gia cố với xi măng tro bay giải pháp kỹ thuật có tính khả thi cao Trên sở kết thí nghiệm đạt được, tác giả có số kiến nghị sau: • Tỉnh Tây Ninh nên nhanh chóng triển khai ứng dụng kết cấu áo đường gia cố phù hợp thay cho kết cấu truyền thống để khắc phục khó khăn gặp phải Trong đó, tiêu kỹ thuật dùng tính toán lấy từ số liệu nghiên cứu luận văn, nội suy từ kết qua quan hệ xác định Chương Chương • Cần tiếp tục có nghiên cứu mở rộng Chẳng hạn, sử dụng vật liệu xi măng tro bay gia cố cho loại đất khác Sử dụng chất liên kết khác để gia cố mẫu vừa nghiên cứu • Tại Tỉnh khác, đặc biệt Miền Đông Nam Bộ, khả phát triển hướng nghiên cứu thực nghiệm kết cấu áo đường gia cố hoàn toàn khả thi mang lại hiệu kinh tế-kỹ thuật Trong khoảng thời gian tháng với nguồn kinh phí hạn hẹp, tác giả giới hạn nghiên cứu thí nghiệm phòng với số loại đất định, triển khai nghiên cứu thêm nhiều thí nghiệm với nhiều loại đất, với nhiều chất liên kết khác Hơn nữa, chưa có điều kiện triển khai thi công thực nghiệm để kiểm chứng, đúc kết, đánh giá lại Vì thế, bên cạnh thành tựu đạt đề tài hạn chế PHỤ LỤC BẢNG TÍNH MUN ĐÀN HỒI CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CÓ MẶT ĐƯỜNG LÀ BÊ TÔNG NHỰA DÀY CM, LỚP MÓNG ĐẤT GIA CỐ XMTB ỨNG VỚI BỀ DÀY h VÀ MUN ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT NỀN Eo = 300, 450, 600 kg/cm (dùng tính toán Chương 6) Vật liệu gia cố với %XMTB Vật liệu gia cố với %XMTB Vật liệu gia cố với %XMTB Evl = 7.000 kg/cm2 h= Evl = 8.000 kg/cm2 Eo h= Evl = 10.000 kg/cm2 Eo h= Eo cm 300 450 600 cm 300 450 600 cm 300 450 600 10 816 988 1125 10 840 1010 1215 10 908 1115 1276 15 981 1278 1457 15 1060 1325 1557 15 1113 1423 1669 20 1236 1512 1715 20 1314 1562 1811 20 1397 1742 2020 25 1398 1797 1997 25 1459 1834 2095 25 1590 1996 2265 30 1564 2115 2319 30 1599 2184 2496 30 1763 2288 2624 PHỤ LỤC BẢNG TÍNH ỨNG SUẤT CHỊU KÉO UỐN CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CÓ MẶT ĐƯỜNG LÀ BÊ TÔNG NHỰA DÀY CM, LỚP MÓNG ĐẤT GIA CỐ XMTB ỨNG VỚI BỀ DÀY h VÀ MUN ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT NỀN Eo = 300, 450, 600 kg/cm2 (dùng tính toán Chương 6) 1- ỨNG SUẤT KÉO UỐN TẠI ĐÁY LỚP BTN 5CM Bêtông nhựa hạt mịn, có môđun tính kéo uốn Eu = 15000 (kG/cm ) Môđun đàn hồi vật liệu gia cố XMTB (kG/cm2) Bề dày lớp gia Evl = 7000 Evl = 8000 Evl = 10000 coá h = Eo Eo Eo (cm) 300 450 600 300 450 600 300 450 600 10 27.945 24.000 20.700 27.117 23.322 19.872 25.737 22.149 18.975 15 24.495 20.217 17.526 24.012 19.320 17.043 22.287 18.492 15.870 20 21.250 18.000 16.146 19.872 16.560 14.973 18.630 15.663 13.317 25 19.458 16.146 14.283 18.285 14.973 13.455 16.491 13.800 12.420 30 16.767 14.283 13.317 16.215 13.455 12.282 15.180 12.489 11.400 2- ỨNG SUẤT KÉO UỐN TẠI ĐÁY LỚP ĐẤT GIA CỐ XMTB Bêtông nhựa hạt mịn, có môđun tính độ võng E = 2700 (kG/cm2) Môđun đàn hồi vật liệu gia cố XMTB (kG/cm2) Bề dày lớp gia Evl = 7000 Evl = 8000 Evl = 10000 coá h = Eo Eo Eo (cm) 300 450 600 300 450 600 300 450 600 10 10.350 9.110 8.420 10.350 9.250 8.420 10.700 9.660 8.830 15 6.900 6.420 6.210 7.040 6.560 6.220 7.380 6.900 6.690 20 5.350 5.040 4.690 5.240 5.040 4.830 5.310 5.110 4.970 25 3.930 3.730 3.660 4.140 3.800 3.800 4.350 3.930 3.800 30 3.240 2.900 2.760 3.380 3.040 2.760 3.450 3.170 2.900 PHỤ LỤC BẢNG TÍNH MUN ĐÀN HỒI CHUNG CỦA KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG CÓ MẶT ĐƯỜNG LÀ ĐÁ DĂM LÁNG NHỰA, LỚP MÓNG ĐẤT GIA CỐ XMTB ỨNG VỚI BỀ DÀY h VÀ MUN ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT NỀN Eo = 300, 450, 600 kg/cm (dùng tính toán Chương 6) Vật liệu gia cố với %XMTB Vật liệu gia cố với %XMTB Vật liệu gia cố với %XMTB Evl = 7.000 kg/cm h= Evl = 8.000 kg/cm Eo h= Evl = 10.000 kg/cm Eo h= Eo cm 300 450 600 cm 300 450 600 cm 300 450 600 10 595 845 1050 10 640 890 1120 10 700 975 1200 15 840 1085 1330 15 880 1165 1360 15 950 1265 1500 20 1015 1344 1540 20 1120 1450 1680 20 1230 1590 1850 25 1155 1540 1820 25 1280 1685 2000 25 1430 1920 2200 30 1400 1820 2030 30 1480 2010 2320 30 1650 2235 2550 PHỤ LỤC BẢNG KẾT QUẢ ỨNG SUẤT TẠI ĐÁY LỚP GIA CỐ CÓ MẶT ĐƯỜNG LÀ ĐÁ DĂM LÁNG NHỰA, LỚP MÓNG ĐẤT GIA CỐ XMTB ỨNG VỚI BỀ DÀY h VÀ MUN ĐÀN HỒI CỦA ĐẤT NỀN Eo = 300, 450, 600 kg/cm2 (dùng tính toán Chương 6) Mơđun Mơđun Ứng suất chịu kéo uốn δk,u Ứng suất pháp đường δz vật liệu đất bề dầy lớp gia cố (cm) bề dầy lớp gia cố (cm) gia cố kG/cm2 Evl Eo 7000 10 15 20 25 30 10 15 20 25 30 300 16.197 11.461 8.29 6.17 4.716 2.425 1.428 0.936 0.658 0.485 7000 450 12.665 9.461 7.021 5.289 4.083 2.853 1.744 1.167 0.83 0.617 7000 600 10.347 8.081 6.121 4.67 3.622 3.166 1.992 1.354 0.971 0.726 8000 300 17.417 12.129 8.707 6.452 4.92 2.29 1.33 0.869 0.608 0.448 8000 450 13.797 10.114 7.439 5.587 4.293 2.709 1.635 1.087 0.770 0.571 8000 600 11.402 8.716 6.538 4.962 3.837 3.02 1.875 1.265 0.904 0.673 10000 300 19.548 13.25 9.398 6.919 5.256 2.073 1.184 0.764 0.532 0.39 10000 450 15.758 11.218 8.138 6.066 4.641 2.475 1.463 0.962 0.677 0.500 10000 600 13.246 9.798 7.237 5.447 4.192 2.778 1.687 1.125 0.799 0.593 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] V.M BEZRUK, A.X ELENOVITS: Áo đường đất gia cố (bản dịch), NXB KHKT, 1981 [2] PTS ĐỖ MINH TOÀN: Bài giảng cải tạo kỹ thuật đất đá, Trường Đại học Mỏ Địa chất, Hà Nội 1999 [3] Phòng Thí nghiệm Trọng điểm đường III: Giải pháp dùng đất chỗ gia cố vôi thay cho kết cấu áo đường truyền thống đường vào Khu chế xuất Linh Trung III, huyện Trảng Bàng, Tỉnh Tây Ninh TP HCM, năm 2005 [4] Phòng Thí nghiệm Trọng điểm đường III: Báo cáo kỹ thuật “Sử dụng xi măng chuyên dùng Holcim gia cố đất Tỉnh Đồng Tháp” TP HCM, năm 2005 [5] NGUYỄN MINH TRÍ: Nghiên cứu ứng dụng đất gia cố vôi làm móng đường khu vực đồng sông Cửu Long, Luận văn Thạc sỹ KHKT-Đại học GTVT, TP HCM năm 2000 [6] Phòng Thí nghiệm Trọng điểm đường III: Báo cáo kỹ thuật “Nghiên cứu sử dụng vôi gia cố đất huyện Bến Cầu, Tỉnh Tây Ninh” TP HCM, năm 2002 [7] Bản đồ địa chất Tỉnh Tây Ninh, Tỷ lệ 1:100.000, Liên đoàn Bản đồ địa chất Miền Nam, TP HCM năm 2000 [8] TRẦN MINH SƠN, VÕ VĂN VẤN: Báo cáo qui hoạch Tài nguyên khoáng sản Tỉnh Tây Ninh giai đoạn 2004-2010 Tây Ninh, năm 2004 [9] PGS TS NGUYỄN VIẾT TRUNG, TS NGUYỄN NGỌC LONG, KS NGUYỄN ĐỨC THỊ THU ĐỊNH: Phụ gia hoá chất dùng cho bêtông, NXB Xây dựng, năm 2004 [10] Tập hợp báo cáo KSĐCCT, Công ty CP Tư vấn Xây dựng Tổng hợp Tỉnh Tây Ninh [11] Tập hợp báo cáo KSĐCCT, Công ty CP Tư vấn Đầu tư xây dựng Tỉnh Tây Ninh [12] Tập hợp báo cáo KSĐCCT, Công ty CP Tư vấn xây dựng Nông nghiệp phát triển nông thôn Tỉnh Tây Ninh [13] TRẦN HỮU NHÂN: Đất xây dựng, NXB GIÁO DỤC, 1997 [14] Qui trình thiết kế áo đường mềm, 22 TCN 211-93, BỘ GTVT [15] Đề tài khoa học cấp nhà nước, “Các giải pháp công nghệ phát triển giao thông vận tải Đồng Bằng Sông Cửu Long”, mã số KHCN 10-08, Phân Viện KHCN GTVT Phía Nam thực hiện, Chủ nhiệm đề tài: PTS Bùi Đức Tân, Chủ trì phần đường: PTS Nguyễn Mạnh Hùng, Tháng 11/1998 [16] PHẠM XUÂN VÀ NNK: Những vấn đề địa chất công trình, Tập 1, NXB Xây Dựng, 1984 [17] P T SHERWOOD: Soil stabilization with cement and lime HMSO, 1993 [18] REELY, BLAINE THEODORE: Effects of flyash content on strength and durability characteristics of pantono soil cement mixes, UMI, 1985 [19] DR R K GHOSH, C S PANT, R K SHARMA: Laboratory and field studies on lime-flyash stabilisation of different soils with both hydraulic and non- hydraulic types of flyash Central Road Research Institute, Okhla, New Delhi, 1979 [20] 1st international Symposium on Subgrade stabilization and In Situ Pavement Recycling using Cement to October 2001, Salamanca, Spain *** -*** TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC Họ tên : Vũ Đức Tuấn Năm sinh : 09/10/1976 Nơi sinh : Tỉnh Nam Định Nơi thường trú : 28/17, KP 1, Phường 3, TX Tây Ninh Cơ quan công tác nay: Phòng Thí nghiệm Kiểm định, Công ty Cổ phần Tư vấn Xây dựng Tổng hợp Tây Ninh Quá trình đào tạo: Năm 1994 – 1999: Sinh viên Trường Đại học Kỹ Thuật TP HCM (Đại học Bách Khoa TP HCM), khoa Địa chất-Dầu khí Năm 2003 – 2005: học viên cao học chuyên Ngành Địa Kỹ Thuật, khóa K14, Trường Đại học Bách Khoa TP HCM Quá trình công tác: Năm 1999 – 2005: Phòng Thí nghiệm Kiểm định, Công ty CP Tư vấn xây dựng tổng hợp Tây Ninh Địa liên hệ: Công ty CP Tư vấn Xây dựng Tổng hợp Tây Ninh Điện thoại: 066 814.037 ... tài ? ?Nghiên cứu gia cố nguồn vật liệu đất chỗ làm áo đường tỉnh lộ đường giao thông nông thôn Tỉnh Tây Ninh? ?? Mục đích đề tài Vấn đề đặt là: sử dụng công nghệ gia cố chất kết dính vô với đất chỗ. .. hạ tầng đặc biệt giao thông đường Tỉnh Tây Ninh gặp phải không khó khăn thiếu nguồn vật liệu sỏi đỏ đạt chất lượng đá Để giải vấn đề đó, sở Tỉnh Tây Ninh có nguồn vật liệu đất chỗ dễ khai thác,... áo đường ô tô, cách sử dụng nguồn vật liệu đất chỗ gia cố làm lớp móng thay cho lớp móng vật liệu sỏi-đá, đề tài mở hướng lónh vực nghiên cứu gia cố đất Việt Nam Bởi hai lý sau: Thứ nhất, nghiên