Cải thiện nền ở lớp đất sâu.[17/11/09]

CẢI THIỆN NỀN Ở LỚP ĐẤT SÂU

 

 

Takashi TAKENAKA

Water Research Co.,LTD

 

Máy khoan đất và phụt chất Stein gia cố đất nền dưới sâu

 

BBT. Tác giả là một chuyên gia lâu năm và nhiều kinh nghiêm xây dựng thủy lợi của Nhật Bản. Đây là một trong những công nghệ tiên tiến xử lý các lớp đất nền yếu dưới sâu, đặc biệt thích hợp với các công trình trên nền yếu, như các công trình vùng đồng bằng, cửa sông, ven biển,.. các đập có điều kiện địa chất nền phức tạp như Tả Trạch (Huế). Xin trân trọng giới thiệu với bạn đọc. 

 

1． Giới thiệu chung

 

Ngày nay, sự phát triển kinh tế đòi hỏi chúng ta phải xây dựng nhiều cơ sở hạ tầng xã hội và công trình quy mô lớn ở nhiều khu vực có nền yếu, không ổn định như các vùng duyên hải và đầm lầy ven sông do vì tính khả dụng của đất có nền vững chắc còn hạn chế. Thí dụ như ở Nhật, đường băng thứ tư của sân bay Haneda gọi chính thức là sân bay quốc tế Tokyo đang được xây dựng là một phần của việc mở rộng sân bay ở Vịnh Tokyo ra khỏi cửa sông Tamagawa.

 

Áp dụng phương pháp truyền thống cho việc cải thiện nền của các công trình là điều không hợp lý, chẳng hạn như thay thế các lớp đất yếu bằng phương pháp đào, xét về mặt chi phí cũng như các vấn đề xây dựng thực tế, như xây dựng dưới nước trong trường hợp mở rộng sân bay Haneda.

 

Xét tình hình trên, kỹ thuật mới được gọi là phương pháp khoan đất (tham khảo tài liệu đính kèm số 1) được áp dụng rộng rãi để cải thiện nền yếu, không ổn định ở Nhật Bản. Đây là tài liệu vắn tắt giới thiệu phương pháp khoan đất này.

 

2. Đặc điểm của phương pháp khoan đất

 

Như đã được nhìn thấy ở tài liệu đính kèm số 1, có nhiều cách cho phương pháp khoan đất, trong đây chúng tôi thảo luận phương pháp áp dụng máy khoan có chức năng phun chất làm rắn đất với hai loại là bột và sệt cùng lúc. Đó là, máy khoan này sẽ đào một hố bằng cách khuấy lớp đất lên và phun chất làm rắn đất vào để cùng lúc trộn lẫn chúng lại với nhau. Sau khi đạt đến độ sâu cần thiết, máy khoan sẽ được rút ra bằng cách quay ngược lưỡi khoan. Sư quay ngược chiều của máy khoan thực hiện như máy nén để làm chắc lớp đất khuấy đã được trộn với chất làm rắn đất.

 

Sau khi khoan các hố với một khoảng cách từ 2 đến 5 m theo phương ngang và phương dọc (các hố này sẽ có dạng như ô lưới) bằng máy có chức năng phun chất làm rắn đất vào, các lớp đất giữa các hố sẽ được nén theo phương ngang cũng như khử nước, dẫn đến lớp đất sâu ở toàn bộ khu vực xác định này trở thành khu vực có nền vững chắc. Tóm lại, xét về chi phí và công nghệ, chúng ta có thể áp dụng phương pháp khoan đất này kết hợp với chức năng phun chất làm rắn đất để cải thiện lớp đất sâu ở toàn bộ khu vực chỉ định có nền yếu, không ổn định, nơi mà công tác đào đất không thể ứng dụng.

 

3. Máy khoan đất

 

Máy khoan gồm có một lưỡi khoan để đào hố, một cần trục để quay bằng động cơ và một máy nén để phun chất làm rắn đất vào, và thông thường nó được lắp trên xe kéo hoặc máy ủi để thuận tiện di chuyển (Hình 1). Đối với các công trình dưới nước, máy khoan này được chở trên tàu.

 

Độ dài của lưỡi khoan được điều chỉnh tới kích cỡ của viên sỏi và đá gặp phải trong suốt quá trình khoan. Thí dụ như trong trường hợp dự kiến gặp những viên đá có kích cỡ 30cm trong quá trình khoan thì đường kính lưỡi khoan nên ở chừng khoảng 100cm. Khi máy khoan này được rút ra thì góc của mũi khoan cũng thay đổi. Thông thường người ta sử dụng loại trục kép trong máy khoan của Nhật để có thể khoan hai hố cùng lúc.

 

4. Chất làm rắn đất

 

Chất làm rắn đất được chia làm hai loại: loại sệt (loại lỏng để hoà tan chất làm rắn đất vào nước) và loại bột. Xi măng, chất có gốc xi măng và chất đặc biệt thuộc loại sệt, và vôi sống, xi măng và chất có gốc xi măng được dùng cho loại bột. Cần lưu ý rằng do khả năng thấm lớn ở nền yếu nên có cơ hội để phun liên tục chất loại sệt này một cách không giới hạn.  

 

Xi măng và vôi sống ở ngoài thị trường là các nguyên liệu thông thường có thể dễ dàng mua được, tuy nhiên những loại này có tính năng là hiệu quả làm cứng kém hơn cũng như dễ phong hóa. Hơn nữa, cần một lượng lớn nguyên liệu này để ứng dụng. Xét về tính năng của xi măng và vôi sống như để cập ở trên cũng như độ bền của chúng (chẳng hạn 50 năm) thì chất làm rắn đất được gọi là Stein được ứng dụng rộng khắp nước Nhật như là một trong những chất có gốc xi măng với các đặc điểm sau:

 

(1)   Stein có thể được dùng ở hai dạng: sệt (ký hiệu là M) và bột (ký hiệu là R), tuỳ thuộc vào loại công trình.

(2)   Có thể đạt khả năng chịu tải cao đến 70kg/cm2.

(3)   Cải thiện cực tốt hệ số thấm

(4)   Thời gian cần thiết để chăm chút cho đạt đến khả năng chịu tải thì ngắn.

 

Tham khảo tài liệu dính kèm số 2 cho các thảo luận thêm nữa về Stein.

 

5. Tóm tắt

 

Phương pháp khoan đất ứng dụng Stein như là chất làm rắn đất có các ưu điểm sau:

(1)   Cải thiện lớp đất sâu mà không cần đào.

(2)   Lớp đất sâu này có đủ sức chịu tải để chống đỡ các công trình kết cấu nặng thậm chí như đập kể cả các công trình bê tông có liên quan chẳng hạn như đập tràn.

(3)   Có thể khoan tuy nen, chẳng hạn như tuy nen dẫn dòng và dòng chảy ở lớp đất sau khi được cải thiện.

(4)   Tiết kiệm chi phí và thời gian xây lắp.

Water Research Co.,LTD

Văn phòng chính Tokyo và

Văn phòng đại diện Thành phố Hồ Chí Minh