Ứng xử soilcrete trong phõng tạo ra từ đất ở cầu tám bang và vàm đinh mô phỏng công nghệ Jet Grouting
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.
Tóm tắt 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
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
File đính kèm:
- ung_xu_soilcrete_trong_phong_tao_ra_tu_dat_o_cau_tam_bang_va.pdf