Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp đất và xỉ than để làm nền đường giao thông

Tóm tắt Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp đất và xỉ than để làm nền đường giao thông: ... - - 3 - 116 128 64 52 383 157 Đất K5 gia cố 60% xỉ than - - 3 - 116 139 70 46 418 139 Đất K9 gia cố 5% xỉ than - - 3 - 116 220 110 6 661 17 6 CBR (D=152 mm, H=117 mm) Đất K2 gia cố 5% xỉ than 22 TCVN 333-06 - - 3 - 3.820 7.258 3.629 191 87.096 2.292 Đất K3 gia cố 5% ...của AASHTO. Mục tiêu của nghiên cứu là tận dụng tối đa đất sẵn có tại địa phương nên ta sẽ chọn tỷ lệ phối trộn của hỗn hợp để tỷ lệ đất là lớn nhất nhưng thành hạt vẫn thỏa theo phân loại đất của AASHTO. Từ đó, tác giả đề xuất một tỉ lệ xỉ than thêm vào đất để hỗn hợp có thành phần hạt vừa ...K3 K4 K5 K9 Dung trọng tự nhiên (g/cm3) 1,68 1,72 1,53 1,67 1,68 Độ dốc thủy lực 330,579 333,333 307,692 333,333 333,333 Vận tốc thấm (m/s) 8,27911E-06 1,354E-05 1,23E-05 1,473E-05 1,442E-06 % CBR 24,63 22,49 20,35 21,96 24,1 Lực dính C (kG/cm2) 2,521 0,065 0,47 0,592 0,06 Góc nội ma sát...

pdf8 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 19/02/2024 | Lượt xem: 79 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp đất và xỉ than để làm nền đường giao thông, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
7 45,2 72,9 
Tổng cộng 93,5 100 93,5 100 41,0 100 113,5 100 62,0 100 
2.3. Đánh giá chỉ tiêu cơ lí đất 
2.3.1 Thí nghiệm phân tích thành phần cỡ hạt 
Đất chủ yếu là đất sét pha có màu vàng nâu, xám nâu trạng thái 
nửa cứng. Thí nghiệm thành phần hạt của đất theo TCVN 4198:2014, 
đất có thành phần hạt bụi và sét chiếm đa số. 
Bảng 4. Thành phần hạt nguyên trạng (K2, K3, K4, K5, K9) 
D(mm) 
Cát Bụi Sét 
2 - 1 1 – 0,5 0,5 - 0,25 0,25 – 0,1 0,1 – 0,05 0,05 – 0,01 0,01 – 0,005 < 0,005 
K2 0 0 0 26,3 12,8 24,8 25,9 10,2 
K3 0 0 0 11,5 44 15,7 16,2 12,5 
K4 0 0 0 9,8 16 15,4 43,5 15,3 
K5 0 0 0 15,8 16,1 12,7 32 23,5 
K9 0 0 0 29,5 21,3 14,5 21,8 12,9 
Theo kết quả thí nghiệm thành phần hạt đất K2 có giới hạn 
chảy WL=44,69 và chỉ số dẽo IP=22,14. Theo TCVN 5747:1993 và 
bảng 3-6 phân chia hạt và nhóm hạt theo hệ thống AASHTO. Nên 
đất K2 đất thuộc nhóm A-2-7 là loại đất sét ít dẻo (CL), trạng thái 
nữa cứng có tính nén từ thấp đến trung bình. Theo kết quả thí 
nghiệm thành phần hạt đất K3 có giới hạn chảy WL=45,03 và chỉ số 
dẽo IP=21. Theo TCVN 5747:1993 và bảng 3-6 phân chia hạt và 
nhóm hạt theo hệ thống AASHTO. Nên đất K3 đất thuộc nhóm A-
2-7 là loại đất sét ít dẻo (CL), trạng thái nữa cứng có tính nén từ 
thấp đến trung bình. Theo kết quả thí nghiệm thành phần hạt đất 
K4 có giới hạn chảy WL=45.53 và chỉ số dẽo IP=19.18. Theo TCVN 
5747:1993 và bảng 3-6 phân chia hạt và nhóm hạt theo hệ thống 
AASHTO. Nên đất K4 đất thuộc nhóm A-2-7 là loại đất sét ít dẻo 
(CL), trạng thái nữa cứng có tính nén từ thấp đến trung bình. Theo 
kết quả thí nghiệm thành phần hạt đất K5 có giới hạn chảy WL=47 
và chỉ số dẽo IP=21. Theo TCVN 5747:1993 và bảng 3-6 phân chia 
hạt và nhóm hạt theo hệ thống AASHTO. Nên đất K5 đất thuộc 
nhóm A-2-7 là loại đất sét ít dẻo (CL), trạng thái nữa cứng có tính 
nén từ thấp đến trung bình. Theo kết quả thí nghiệm thành phần 
hạt đất K9 có giới hạn chảy WL=44,36 và chỉ số dẽo IP=20,70. Theo 
TCVN 5747:1993 và bảng 3-6 phân chia hạt và nhóm hạt theo hệ 
thống AASHTO. Nên đất K9 đất thuộc nhóm A-2-7 là loại đất sét ít 
dẻo (CL), trạng thái nữa cứng có tính nén từ thấp đến trung bình. 
2.3.2 Sức kháng cắt 
Thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất theo tiêu chuẩn TCVN 
4199:2012 của 5 loại đất K2, K3, K4, K5, K9 có kết quả độ bền kháng 
cắt tương đương nhau như hình 2. 
Hình 2. Biểu đồ sức kháng cắt của đất 
Từ hình 2 cho thấy giá trị nhỏ nhất φ=17°28’; giá trị lớn nhất 
φ=18°12’ và giá trị nhỏ nhất C=0,222 daN/cm2; giá trị lớn nhất C= 
0,253daN/cm2. Nhìn chung sức chống cắt của 5 hỗn hợp có thay 
đổi mà không đáng kể và gần như tương đồng nhau. 
2.3.3 Sức kháng nén không nở hông 
Kết quả của thí nghiệm nén cố kết được thể hiện ở bảng 5. 
Bảng 5. Sức kháng nén không nở hông 
Loại mẫu K2 K3 K4 K5 K9 
Dung trọng trước thí nghiệm 0 1,7 1,72 1,71 1,75 1,74 
Độ ẩm trước thí nghiệm W0 26,96 26,22 29,74 28,03 27,52 
Tỷ trọng 2,68 2,7 2,56 2,7 2,6 
Hệ số rỗng trước thí nghiêm e0 1,001 0,981 0,942 0,975 0,964 
Độ bão hòa nước trước thí nghiệm G0 0,7 0,72 0,81 0,78 0,76 
Dung trọng sau thí nghiệm 1 1,34 1,36 1,32 1,37 1,36 
Hệ số rỗng ở cấp áp lực cuối cùng 0,801 0,673 0,841 0,804 0,809 
Hệ số nén lún a (cm2/daN) 0,037 0,021 0,021 0,012 0,024 
Mô đun đàn hồi E ( daN/cm2) 52,7 83,6 91,7 154,3 79,3 
10.2021ISSN 2734-9888 167
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU K IỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
2.4 Đánh giá chỉ tiêu cơ lí xỉ than 
Mẫu than xỉ trong nghiên cứu này là tro đáy được lấy từ Nhà 
máy Nhiệt điện để làm cốt liệu rời thay thế cát do đó chỉ quan tâm 
đối với việc xác định các đặc tính cơ học của nó, bao gồm cả nén 
chặt, thấm, độ bền, độ cứng và độ kháng nén,... Thành phần hoá 
học trên cơ sở kết quả thử nghiệm của Công ty CP tư vấn Xây dựng 
và Môi trường Duy Thành (LAS 817); thành phần hóa học của xỉ 
than như bảng 6 và 7. 
Bảng 7. Thành phần hạt của xỉ than 
Cỡ 
sàng 
(mm) 
25 19 12,5 9,5 4,75 2 0,425 0,075 
Xỉ 
than 
(%) 
0 0 100 98,075 77,825 27,05 4,075 0 
2.5 Xác định tỷ lệ phối trộn 
Để tái tạo đất với mục đích sử dụng làm đất đắp nền đường thì 
một trong những chỉ tiêu quan trọng cần phải quan tâm tới là 
thành phần hạt của hỗn hợp. Ta áp dụng theo tiêu chuẩn AASHTO 
M145, và TCVN 9436:2012 thì ta chọn ngưỡng thành phần hạt từ 
A1-A3 theo phân loại của AASHTO. Mục tiêu của nghiên cứu là tận 
dụng tối đa đất sẵn có tại địa phương nên ta sẽ chọn tỷ lệ phối 
trộn của hỗn hợp để tỷ lệ đất là lớn nhất nhưng thành hạt vẫn thỏa 
theo phân loại đất của AASHTO. Từ đó, tác giả đề xuất một tỉ lệ xỉ 
than thêm vào đất để hỗn hợp có thành phần hạt vừa đủ thỏa mãn 
yêu cầu về thành phần hạt theo AASHTO. Sau đó tiến hành thí 
nghiệm các chỉ tiêu cơ lí khác. Nếu có trường hợp nào không đạt 
quay về thay đổi tỉ lệ xỉ than phối trộn bảng 7 (thường theo xu 
hướng tăng thêm xỉ than). 
Bảng 8. Tỷ lệ phối trộn đất và xỉ than 
Tên hỗ 
hợp 
Tỉ lệ phối trộn (%) 
K2 K3 K4 K5 K9 
Xỉ than 5 5 45 40 5 
Đất 95 95 55 60 95 
Hỗn 
hợp 
100 100 100 100 100 
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 
3.1 Đánh giá các chỉ tiêu cơ lí của hỗn hợp. 
- Thí nghiệm đầm chặt tiêu chuẩn TCVN 4201:2012 
Sau khi chế tạo 5 mẫu theo tỉ lệ phối trộn như bảng 8, tiến 
hành thí nghiệm của hỗn hợp ta có kết quả thí nghiệm như 
bảng 9. 
Bảng 9. Các chỉ tiêu dung trọng, độ ẩm mẫu phối trộn 
Loại mẫu K2 K3 K4 K5 K9 
Dung trọng tự 
nhiên (g/cm3) 
1,68 1,72 1,53 1,67 1,68 
Độ ẩm (%) 17,53 15,06 18,40 16,41 17,71 
Từ bảng 9 cho thấy giá trị dung trọng khô lớn nhất và độ ẩm 
tối ưu trong đầm chặt tiêu chuẩn có giá trị gần như xấp xỉ nhau, 
đặc biệt là độ ẩm. Dung trọng khô lớn nhất biến đổi từ 1,53 g/cm3
đến 1,72 g/cm3. 
- Thí nghiệm nén đơn trục (qu) TCVN 9403:2012 
Do cường độ của mẫu dự kiến khá nhỏ, nên các thí nghiệm được 
thực hiện tại phòng thí nghiệm. Xác định sức kháng nén đơn trục 
của vật liệu phối trộn trên máy nén nở hông tự do, áp lực tăng dần 
tương đương 8mm/phút đến khi mẫu phá hoại. Mẫu vật liệu hỗn 
hợp thí nghiệm là loại mẫu 152x117 qua thời gian dưỡng hộ. 
Bảng 10. Kết quả nén đơn trục mẫu phối trộn 
TT Ký hiệu mẫu 
Cường độ chịu nén (MPa) 
7 ngày 14 ngày 28 ngày 56 ngày 
1 K2 0,191 0,203 0,221 0,219 
2 K3 0,087 0,092 0,092 0,088 
3 K4 0,127 0,128 0,142 0,141 
4 K5 0,237 0,283 0,293 0,338 
5 K9 0,206 0,231 0,246 0,259 
Bảng 10 cho thấy tỉ lệ xỉ than càng tăng thì cường độ nén càng 
tăng nhưng có 1 số trường hợp đặt biệt thì tỉ lệ phối trộn cao 
nhưng có cường độ thấp hơn so với tỉ lệ phố trộn, cường độ chịu 
nén của vật liệu dạng hạt không có chất liên kết vô cơ nên rất nhỏ 
nên không xét đến. 
- Thí nghiệm cắt trực tiếp và nén nhanh TCVN 4199:2012 
Sức chống cắt của đất là lực chống trượt lớn nhất trên một đơn 
vị diện tích tại mặt trượt, khi khối đất này trượt lên khối đất kia 
dưới tác dụng của tải trọng ngoài, nó là yếu tố chủ yếu quyết định 
đối với sự ổn định của nền và an toàn của công trình. Dựa theo tiêu 
chuẩn TCVN 4199:2012 xác định sức chống cắt của hỗn hợp việu 
liệu từ đó suy ra được lực dính c và góc ma sát trong φ với số lượng 
mẫu chế tạo gồm 5 tổ mẫu xác định ở tuổi 28 ngày thí nghiệm ta 
có kết quả thể hiện hình 4. 
Hình 3. Đất, xỉ than và mẫu phối trộn 
Bảng 6. Thành phần hóa học của xỉ than 
Thành phần hóa học SiO2 Al2O3 Fe2O3 CaO Na2O K2O SO3 MgO Loss on Ignition (LOI) Tổng 
Hàm lượng (%) 40,4 18,8 6,42 0,91 0,49 3,49 1,48 1,33 26,6 100 
10.2021 ISSN 2734-9888168
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU K IỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Hình 4 cho thấy có sự tăng rõ rệt các chỉ tiêu sức chống cắt của 
hỗn hợp đất và xỉ than so với đất K2,  tăng từ 17 o28’ lên 27o42’ 
tăng 58,68%, lực dính C tăng từ 0,222 KG/cm2 lên 2,521 KG/cm2 
tăng 1035,59% tương tự với các hỗn hợp phối trộn so với đất 
tương ứng được tổng hợp ở bảng 11. 
- Thí nghiệm hệ số thấm TCVN 8723:2012 
Để thí nghiệm hệ số thấm (k) của vật liệu hỗn hợp theo phương 
pháp cột nước không đổi cho 3 cấp áp lực là 100 kPa; 200 kPa và 
300 kPa. Mẫu đo thấm có kích thước Φ55x60 lượng mẫu chế tạo là 
5 tổ mẫu (xác định ở tuổi 28 ngày). Hệ số thấm dao động không 
lớn khi so sánh trong cùng áp lực và thời gian dưỡng hộ, ở cấp áp 
lực nén 100 kPa từ 2,15x10-8cm/s (K2); 5,63x10-8cm/s (K3); 2,31x10-
8cm/s (K4); 2,06x10-8cm/s (K5); 1,49x10-8cm/s (K9); Kết quả thí 
nghiệm được dùng mô phỏng khi lớp vật liệu đang làm lớp đắp 
nền, đặc biệt trên nền đất yếu; có ảnh hưởng của nước ngầm. 
Với tất cả các mẫu, hệ số thấm nhỏ nhất ở 28 ngày là 1,49 x10-
8cm/s. Tính thấm của các hỗn hợp sau khi đạt cường độ rất nhỏ, 
nhỏ hơn nhiều so với hệ số thấm của đất sét. Điều này cho thấy 
hiệu quả của khả năng chống thấm của hỗn hợp vật liệu bất kể tỉ 
lệ phối trộn nào. 
- Thí nghiệm CBR (Dựa theo tiêu chuẩn 22TCN332:06) 
CBR là tỷ số (%) giữa áp lực nén (do đầu nén gây ra trên mẫu thí 
nghiệm và áp lực nén trên mẫu tiêu chuẩn, ứng với cùng một độ 
ép lún là 2,54cm hoặc 5,08cm. CBR của vật liệu là một chỉ tiêu để 
đánh giá chất lượng vật liệu sử dụng làm nền, móng đường và 
dùng để thiết kế kết cấu mặt đường theo tiêu chuẩn AASHTO. Với 
số lượng mẫu các thành phần là 5 tổ mẫu tuổi 28 ngày và ngâm 
trong nước 4 ngày đêm. 
Bảng 12 cho thấy kết quả của 5 mẫu phối trộn, mẫu có CBR 
nhỏ nhất K4=20,35 và lớn nhất mẫu K2= 24,63. Qua kết quả thí 
nghiệm trên tất cả các mẫu có CBR>8 nên đủ điều kiện áp dụng 
cho đất đắp nền đường. 
Hình 4. Biểu đồ quan hệ ứng suất cắt và pháp khi cắt trực tiếp mẫu phối trộn 
Hình 5. Biểu đồ thấm theo cấp áp lực nén 
3.2 Đề xuất tỉ lệ phối trộn hợp lí của hỗn hợp 
Qua đánh giá trữ lượng đất, phân tích các chỉ tiêu cơ lí của đất, 
xỉ than và kết quả thực nghiệm tỷ lệ phối trộn. Sau khi so sánh với 
TCVN 5747:1993; TCVN 4447:2012 và AASHTO nhóm tác giả đề 
xuất tỷ lệ phối trộn như bảng 8 làm vật liệu đắp nền đường giao 
thông khi đó ta có bảng tổng hợp các kết quả thực nghiệm như 
bảng 13. 
Bảng 11. Bảng tổng hợp giá trị tăng giảm c và φ sau của hỗn hợp so với các đất tương ứng 
Chỉ tiêu thí nghiệm K2 K3 K4 K5 K9 
Góc nội ma sát φ 
Tăng 
58,68% 
Tăng 
188,72% 
Tăng 
188.10% 
Tăng 
179.03% 
Tăng 
217.58% 
Lực dính c 
Tăng 
1035.59% 
Giảm 
70.72% 
Tăng 
108.89% 
Tăng 
133.99% 
Giảm 
74.58% 
Bảng 12. Kết quả sức chịu tải CBR mẫu hỗn hợp vật liệu 
TT 
Chỉ tiêu thí nghiệm 
Tuổi mẫu (ngày) 
Ký hiệu mẫu 
K2 K3 K4 K5 K9 
1 Dung trọng khô (g/cm3) 28 2,190 2,115 2,041 2,008 1,933 
2 CBR (%) 28 24,63 22,49 20,35 21,96 24,10 
Bảng 13. Bảng tổng hợp các quả thực nghiệm tỷ lệ phối trộn của mẫu 
Thông số thực nghiệm K2 K3 K4 K5 K9 
Dung trọng tự nhiên (g/cm3) 1,68 1,72 1,53 1,67 1,68 
Độ dốc thủy lực 330,579 333,333 307,692 333,333 333,333 
Vận tốc thấm (m/s) 8,27911E-06 1,354E-05 1,23E-05 1,473E-05 1,442E-06 
% CBR 24,63 22,49 20,35 21,96 24,1 
Lực dính C (kG/cm2) 2,521 0,065 0,47 0,592 0,06 
Góc nội ma sát (φ) 27ο42' 52ο23' 52ο03' 50ο56' 55ο56' 
Độ trương nở (%) 0,15 0,13 0,11 0,12 0,12 
10.2021ISSN 2734-9888 169
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU K IỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Qua thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lí của xỉ than và đất, ta thấy 
CBR lớn dao động từ khoảng 20,43÷24,63, góc ma sát trong lớn 
từ 270 đến 550, độ trương nở từ 0,11%÷0,15% và dung trong tự 
nhiên từ 1,53÷1,72g/cm3 tương ứng từng trường hợp K2, K3, 
K4, K5 và K9. Kết quả này ta có thể thấy là hỗn hợp xỉ than và 
đất có thể dùng thay thế cát hiện nay để làm nền đường và san 
lấp mặt bằng. 
3.3 Đánh giá ổn định nền đường khi sử dụng hỗn hợp đất-xỉ than 
Dựa vào các đặc trưng vật liệu hỗn hợp đất và xỉ than, tác giả 
sẽ mô phỏng bằng phần mềm Plaxis (Brinkgreve et al., 2007) đánh 
giá ổn định nền đường và đề xuất giải pháp hợp lí. Trường hợp 
tính toán được chia ra 5 trường hợp cụ thể như sau: TH1 (thay thế 
vật liệu đắp bằng hỗn hợp đất K2 phối trộn xỉ than), TH2 (thay thế 
vật liệu đắp bằng hỗn hợp đất K3 phối trộn xỉ than), TH3 (thay thế 
vật liệu đắp bằng hỗn hợp đất K4 phối trộn xỉ than), TH4 (thay thế 
vật liệu đắp bằng hỗn hợp đất K5 phối trộn xỉ than), TH5 (thay thế 
vật liệu đắp bằng hỗn hợp đất K9 phối trộn xỉ than). 
3.3.1 Đường đầu cầu 
Mục tiêu thay thế vật liệu đắp tôn cao nền bằng hỗn hợp đất phối 
trộn xỉ than (K2, K3, K4, K5 và K9). Kết quả tính toán bằng phần mềm 
Plaxis là cơ sở để lựa chọn vật liệu thay thế phù hợp (hình 6, 7), khi đó 
ta có kết quả tính toán thể hiện trong bảng 14 và 15. 
Bảng 14. Kết quả tính hệ số ổn định cho bài toán đường đầu cầu 
Mặt cắt ngang 
Hệ số ổn định SF 
[K] 
TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 
Nền đắp cao 5m 1,731 1,721 1,808 1,829 1,824 1,4 
Nền đắp cao 6m 1,542 1,530 1,612 1,630 1,624 1,4 
Nền đắp cao 7m 1,369 1,363 1,431 1,448 1,451 1,4 
Bảng 15. Kết quả tính độ lún nền đường cho bài toán đường 
đầu cầu 
Mặt cắt ngang 
Độ lún nền đường (mm) 
[S] 
TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 
Nền đắp cao 5m 44,14 43,20 40,32 38,87 36,47 400 
Nền đắp cao 6m 59,47 57,98 54,39 42,24 49,18 400 
Nền đắp cao 7m 78,01 76,12 71,67 68,68 64,07 400 
Từ bảng 14 và 15 trên ta thấy kết quả tính lún nền đường đối 
với các trường hợp tính khác nhau đều đảm bảo độ lún cho phép. 
Ngược lại, kết quả tính ổn định cho bài toán đường đầu cầu như 
sau: 
- Đối với mặt cắt đoạn đầu cầu cao 5m: hệ số ổn định khá cao 
K=1,711÷1,829, do vậy có thể sử dụng tất cả các hỗn hợp đất phối 
trộn xỉ than (K2, K3, K4, K5 và K9) khi nền đắp đường đầu cầu cao 
5m. 
- Đối với mặt cắt đoạn đầu cầu cao 6m: hệ số ổn định 
K=1,530÷1,630 đều lớn hơn hệ số ổn định cho phép [K]=1,4, do vậy 
có thể sử dụng tất cả các hỗn hợp đất phối trộn xỉ than (K2, K3, K4, 
K5 và K9) khi nền đắp đường đầu cầu cao 6m. 
- Đối với mặt cắt đoạn đầu cầu cao 7m: hệ số ổn định 
K=1,363÷1,451. Do vậy, đối với mặt cắt đoạn đầu cầu cao 7m chỉ 
nên sử dụng hỗn hợp đất phối trộn xỉ than (K4, K5 và K9) khi nền 
đắp đường đầu cầu cao 7m. 
3.3.2 Đường – đê – kè kết hợp 
Tổng hợp kết quả tính cho các trường hợp khác nhau được 
trình bày ở bảng 16 và bảng 17. 
Hình 6. Mặt cắt ngang đoạn đầu cầu tính toán trường hợp nền đắp cao 5m (trường hợp 1) 
(a) (b) (c) 
Hình 7. Kết quả tính đoạn đầu cầu tính toán trường hợp nền đắp cao 5m theo trường hợp 1 (vật liệu K2) 
a. Kết quả tính toán chuyển vị tổng thể; b. Kết quả tính độ lún nền đường S=44,14mm); c. Kết quả tính hệ số ổn định (Kmin = 1,731) 
10.2021 ISSN 2734-9888170
PHÁT TRIỂN X ÂY DỰNG BỀN VỮNG TRONG ĐIỀU K IỆN BIẾN ĐỔI KHÍ HẬU KHU VỰC ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
Bảng 16. Kết quả tính hệ số ổn định cho bài toán đường - đê - 
kè kết hợp 
Hệ số ổn định SF 
[K] 
TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 
1,239 1,242 1,247 1,249 1,252 1,20 
Bảng 17. Kết quả tính độ lún nền đường cho bài toán đường - 
đê - kè kết hợp 
Độ lún nền đường (mm) 
[S] 
TH1 TH2 TH3 TH4 TH5 
40,40 39,94 39,36 39,13 38,60 300 
Kết quả tính ổn định cho bài toán đường – đê – kè kết hợp 
với các trường hợp tính khác nhau đều đảm bảo độ lún cho 
phép. Do vậy, có thể sử dụng tất cả các hỗn hợp đất phối trộn 
xỉ than (K2, K3, K4, K5 và K9) khi thay thế vật liệu đắp nền 
đường – đê – kè kết hợp. 
3.3.3 Đường đô thị quy hoạch 
Kết quả tính lún tương ứng là S1 = 30,68 mm; S2 = 30,59 mm; 
S3 = 24,28 mm; S4 = 21,63 mm; S5 = 16,23 mm. Kết quả tính lún 
nền đường đối với các trường hợp tính khác nhau độ lún tính 
toán [S]=16,23÷30,68mm đều nhỏ hơn và tương đương với độ 
lún cho phép [S] = 300mm. Do đó ta có thể sử dụng tất cả các 
hỗn hợp đất phối trộn xỉ than (K2, K3, K4, K5 và K9) thay thế kết 
cấu nền đường (lớp cát đắp). 
Qua kết quả tính toán hỗn hợp xỉ than - đất (K2; K3; K4; K5; 
K9) thì độ lún tính toán nhỏ hơn nhiều so với độ lún cho phép. 
Hệ số ổn định luôn lớn hệ số ổn định cho phép nên đủ điều 
kiện dùng vật liệu hỗn hợp đắp nền đường tại vị trí đầu cầu, 
đường đô thị, đường – đê – kè kết hợp (trừ trường hợp khi đắp 
tại vị trí đầu cầu > 6m thì có K2, K3 không đạt hệ số ổn định). 
Thay thế đất nền đường cho thấy tính thấm cao, CBR lớn hơn 
cho phép, độ bền vững công trình hiệu quả sử dụng xỉ than, gia 
cố đất nền đường trong nước và thế giới, đặt biệt cho thấy triển 
vọng của việc sử dụng xử lí xỉ than phối trộn đất để làm vậy liệu 
xây dựng giao thông. 
4. KẾT LUẬN 
- Đã đánh giá trữ lượng đất, phân tích các chỉ tiêu cơ lí của 
đất, xỉ than. Tiến hành phối trộn sau đó kết quả thực nghiệm tỷ 
lệ phối trộn ta có dung trọng tự nhiên lớn từ 1,53 đến 1,72 
g/cm3, góc ma sát trong lớn từ 270 đến 550 và xỉ than có kích cỡ 
đa dạng, cỡ hạt lớn nhất là 12,5mm và nhỏ nhất là 0,425mm. 
Các đặc trưng cơ lí của hỗn hợp đất và xỉ than chưa qua xử lí có 
thể sử dụng để thay thế cát. 
- Hỗn hợp đề xuất gồm vật liệu xỉ than-đất có CBR>8 đảm 
bảo có thể sử dụng để đắp nền đường thay cho các lớp cấp 
phối thiên nhiên để làm vật liệu đắp nền trên nền đất yếu 
nhưng tính thấm rất nhỏ, khả năng cách nước rất cao. 
- Dựa vào các đặc trưng vật liệu hỗn hợp đất-xỉ than được thí 
nghiệm, nghiên cứu đã đã mô phỏng và đánh giá ổn định các 
dạng nền đường, sử dụng vật liệu nghiên cứu để đề xuất sử 
dụng loại hỗn hợp, tỉ lệ phối trộn phù hợp với từng chiều cao 
đắp, từng loại mặt cắt ngang (nền đắp cao đầu cầu, đường có 
nguy cơ ngập nước, nền đường đắp thông thường và san lấp 
mặt bằng). 
- Kết quả nghiên cứu này giúp cho nhà quản lí, nhà thiết kế 
để có kế hoạch sử dụng trong tương lai cho đắp nền đường và 
san lấp mặt bằng trong điều kiện khang hiếm cát hiện nay. 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
AASHTO, M145-91, The classification of soils and soil-agregate Mixtures for 
highway construction purpose, 2004. 
Brinkgreve. RBJ, WM. Swolfs, E. Engin, D. Waterman, A. Chesaru, P. Bonnier, V. 
Galavi. Plaxis user’s manual, version 2.0. Rotterdam: Balkema; 2007. 
Châu Trường Linh, Nghiên cứu sử dụng hỗn hợp vật liệu xỉ than - tro bay chưa xử 
lí - xi măng để đắp nền và làm lớp móng kết cấu áo đường tại tỉnh Trà Vinh, Tạp chí 
Giao thông vận tải, 2018, (
hon-hop-vat-lieu-xi-than-tro-bay-chua-xu-ly-xi-mang-de-dap-nen-va-lam-lop-
mong-ket-cau-ao-duong-tai-tinh-tra-vinh). 
D. M. Proctor, K. A. Fehling, E. C. Shay, J. L. Wittenborn, J. J. Green, C. Avent, R. D. 
Bigham, M. Connolly, B. Lee, T. O. Shepker, and M. A. Zak, Physical and Chemical 
Characteristics of Blast Furnace, Basic Oxygen Furnace, and Electric Arc Furnace Steel 
Industry Slags, Journal of Environmental science and technology, Vol 34, No 8, 2000, 
page 1576÷1582. 
Đoàn Thế Tường, Đinh Quốc Dân, Đỗ Ngọc Sơn, Sử dụng tro xỉ nhiệt điện làm vật 
liệu san lấp, Tạp chí Khoa học công nghệ Xây dựng - số 1/2019 trang 35÷43 
Sirotyuk, V. V.; Lunev, A. A, Strength and deformation characteristics of Ash and 
Slag mixture, Magazine of Civil Engineering, 2017, Vol. 74 Issue 6, page1÷14. 
22 TCN 332:06, Xác định chỉ số CBR của đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm, Bộ 
Giao thông vận tải, 2006. 
22 TCN 333:06, Đầm nén đất, đá dăm trong phòng thí nghiệm, Bộ Giao thông vận 
tải, 2006. 
Tiêu chuẩn Việt Nam - TCVN 5747:1993 về Đất xây dựng - Phân loại, xuất bản lần 
1, Hà Nội, 1993. 
Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 4199:2012, Đất xây dựng-Phương pháp xác định sức 
chống cắt trong phòng thí nghiệm ở máy cắt phẳng, xuất bản lần 1, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Quốc Gia, TCVN 9436:2012, Nền đường ô tô - thi công và nghiệm thu, 
xuất bản lần 1, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 4201:2012, Đất xây dựng-Phương pháp xác định độ 
chặt tiêu chuẩn trong phòng thí nghiệm, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 9403:2012, Gia cố nền đất yếu - Phương pháp trụ đất 
xi măng, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Việt Nam, TCVN 8723:2012, Đất xây dựng công trình thủy lợi- Phương 
pháp xác định hệ số thấm trong phòng thí nghiệm, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Quốc gia, TCVN 4447:2012, Công tác đất- thi công và nghiệm thu, 
xuất bản lần 1, Hà Nội, 2012. 
Tiêu chuẩn Quốc gia-TCVN 4198:2014 về Đất xây dựng – Phương pháp phân tích 
thành phần hạt trong phòng thí nghiệm, xuất bản lần thứ 1, Hà Nội, 2014. 
World of Coal Ash, World of Coal Ash Conference in Kentucky, 2013. 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_su_dung_hon_hop_dat_va_xi_than_de_lam_nen_duong_g.pdf
Ebook liên quan