nghiÊn cỨu hỆ sỐ thẤm c t bÙn sÉt tÂy nam bỘ ...đến 9 lần so với đất sét...
TRANSCRIPT
-
NGHIÊN CỨU HỆ SỐ THẤM CỦA ĐẤT BÙN SÉT TÂY NAM BỘ TRỘN XI MĂNG
NGUYỄN TUẤN DUY KHÁNH*, NGUYỄN THANH TÂM
**
và TRẦN NGUYỄN HOÀNG HÙNG***
Research on the permeability of soilcrete from Soft Clay in the Mekong delta
Abstract: Several research on soilcrete strength – a product of the SCM
technology in Vietnam. However. soilcrete permeability or hydraulic
conductivity. ks. has limit investigation and databdse. This paper
investigated hydraulic conductivity of the in-situ soil samples. ksoil. and the
variation of soilcrete permeability made from the soft clay samples with
curing time. The soft clay samples waere taken at a depth of 1.7 m below
the ground surface close to Tam Bang bridge on DT852 in Dong Thap
province. The soft clay samples were mixed with cement slurry at the
cement contents of 200. 250. 300. and 350 kg/m3
with the ratio w:c of
1.2:1. ksoil and ks were tested following the “Falling head-constant
tailwater level” method. The results indicate that ks reduced from 1.92 x
10-9
m/s to 3.4 x 10-10
m/s. especially ks dropped sharply in the first 21
days. ksoil was about 2 x 10-7
m/s which is higher 100 times than that of ks.
ks still decreased slightly after 21 days due to the pozzolanic reseactions.
Keywords: Permeability. hydraulic conductivity. soilcrete. soil cement
mixing. soft clay. soft ground improvement.
1. GIỚI THIỆU*
Soilcrete là vật liệu được sử dụng gia cố nền
đất yếu trên thế giới và ở Việt Nam. Gần đây.
soilcrete được ứng dụng cho các công trình
chống thấm như đê bao ngăn lũ. đập. tường vây
hố đào. tường ngăn chống ô nhiễm mực nước
ngầm. v.v [1. 2. 3. 4. 5]. Vì vậy. hệ số thấm
soilcrete là một thông số quan trọng nhưng chưa
được nghiên cứu toàn diện. Một số nghiên cứu
cho thấy ks tăng so với đất chưa xử lý [6. 7] và
một số khác ks thấp hơn so với đất không trộn xi
măng [8]. [9]. [10]. Hệ số thấm soilcrete cao
hoặc thấp hơn đất tự nhiên phụ thuộc loại đất
được trộn với xi măng [11]. Hàm lượng xi măng
càng tăng thì hệ số thấm soilcrete càng giảm [8].
[9]. [10]. Tuy nhiên. một số kết quả nghiên cứu
khác cho rằng hệ số thấm soilcrete tăng khi tăng
* Học viên cao học. Khoa KTXD. Trường Đại học Bách
Khoa TP. HCM. [email protected] ** Học viên cao học. Khoa KTXD. Trường Đại học Bách
Khoa TP. HCM. [email protected] *** Giảng viên. PGS. TS. Khoa KTXD. Trường Đại học
Bách Khoa TP. HCM. [email protected]
hàm lượng xi măng [12]. [13]. [14]. Trong cùng
điều kiện thời gian bảo dưỡng và hàm lượng xi
măng. đất sét trộn xi măng có hệ số thấm giảm 1
đến 9 lần so với đất sét chưa xử lý [12]. Tương
tự. hệ số thấm đất cát và đất than bùn cũng cho
kết quả hệ số thấm giảm [15. 16].
Ở Việt Nam. ks vẫn chưa có công trình
nghiên cứu chính thức được công bố trong nước
và quốc tế. Bài báo này tập trung nghiên cứu
bản chất thấm của đất bùn sét đặc trưng của Tây
Nam Bộ trộn xi măng ở các hàm lượng 200.
250. 300. và 350 kg/m3; và theo thời gian bảo
dưỡng đến 90 ngày. Hàng loạt các mẫu soilcrete
được tạo ra trong phòng thí nghiệm và được bảo
dưỡng từ 1-3 ngày trước khi thực hiện các thí
nghiệm thấm. Các hệ thống thí nghiệm cũng
được thiết kế riêng và liên tục được điều chỉnh
để tối ưu độ tin cậy thiết bị. Mẫu đất tự nhiên
cũng được thí nghiệm thấm cho mẫu nguyên
dạng để so sánh với mẫu soilcrete. Quy trình và
tiêu chuẩn thí nghiệm tuân thủ theo hai tiêu
chuẩn ASTM D5084 và D5856. Phương pháp
thí nghiệm thấm “Cột áp vào giảm – cột áp ra
-
không đổi” là chủ đạo trong nghiên cứu này.
Quá trình thấm soilcrete được nghiên cứu sự
thay đổi theo thời gian cho đến khi thời gian gần
như không ảnh hưởng đến tốc độ thấm.
2. PHƢƠNG PHÁP luẬn
2.1. Tiêu chuẩn thí nghiệm
Phương pháp tạo mẫu soilcrete tham khảo
tiêu chuẩn TCVN 9403:2012. Phương pháp thí
nghiệm thấm tuân theo tiêu chuẩn ASTM
D5856 và ASTM D5084.
2.2. Vật liệu thí nghiệm
Đất bùn sét được lấy ở độ sâu 1,7 m từ mặt
đất tự nhiên ở cầu Tám Bang trên ĐT852 thuộc
xã Long Hưng B. huyện Lấp Vò. tỉnh Đồng
Tháp (Hình 1, 2). Bảng 1 thể hiện các chỉ tiêu
cơ bản của mẫu đất này.
Hình 1. Vị trí lấy đất Hình 2. Đào lấy đất bùn sét
Bảng 1. Chỉ tiêu cơ lý của đất bùn sét [17]
TT Các chỉ tiêu Kí hiệu Đơn vị Giá trị
1 Mô tả mẫu Bùn sét màu nâu đen
2 Độ ẩm w % 53,1
3 Trọng lượng riêng tự nhiên γ kN/m3 16,46
4 Giới hạn chảy LL % 50,5
5 Giới hạn dẻo PL % 30,5
6 Chỉ số dẻo Ip % 20
7 Độ sệt A > 1
8 Hệ số rỗng e 1,42
9 Độ pH của đất pH 6,81
10 Hàm lượng hữu cơ OC % 6,13
11 Hệ số thấm ở 200C (nội suy từ thí
nghiệm nén cố kết 1 chiều) kSoil m/s 1,92 x 10
-8
Xi măng dùng chế tạo mẫu soilcrete là loại Portland PCB40 theo tiêu chuẩn TCVN 6260:2009
được trình bày trong Bảng 2.
Bảng 2. Chỉ tiêu chất lƣợng của xi măng pooc lăng PCP40 [18]
-
Các chỉ tiêu PCB 40
Cường độ nén phẳng:
3 ngày ± 45 phút
28 ngày ± 8 giờ
≥ 18
≥ 40
Thời gian đông kết tối thiểu:
Bắt đầu. phút
Kết thúc. phút
≥ 45
≥ 420
Độ mịn:
Phần sót lại trên sang kích thước lỗ 0.09 mm. %
Bề mặt riêng. xác định theo phương pháp Blaine. cm2/g
≤ 10
≥ 2800
Độ ẩm ổn định thể tích. xác định theo phương pháp Le Chatelier. mm ≤ 10
Hàm lượng SO3. % ≤ 3,5
Nước dùng chế tạo mẫu soilcrete và thí nghiệm thấm là nước sinh hoạt phù hợp tiêu chuẩn
TCVN 4506:2012 được trình bày trong Bảng 3.
Bảng 3. Hàm lƣợng tối đa cho phép của các chất trong nƣớc trộn vữa [19]
Muối hòa tan Ion sunfat (SO4)2-
Ion clo (Cl)- Cặn không tan
Hàm lượng (mg/l) 10,000 2,700 3,500 300
2.3. Chuẩn bị mẫu
2.3.1. Mẫu đất nguyên trạng
Mẫu đất nguyên dạng có kích thước D × H =
62 × 140 mm và được lấy trực tiếp tại khu vực
cầu Tám Bang bằng cách ép và cắt lấy mẫu theo
các bước (Hình 3. 4. 5): (1) Mẫu được lấy ra
khỏi đất bằng ống thép thành mỏng. có đường
kính trong bằng đường kính ống nhựa chứa
mẫu; (2) Mẫu được ép chuyển qua ống nhựa
chứa mẫu; (3) Mẫu được cắt phẳng bằng cưa và
bịt kín hai đầu bằng màng nhựa; (4) Mẫu gia
công được ngâm bảo quản trong nước.
Hình 3. Thiết bị lấy mẫu Hình 4. Gia công xử lý
mẫu tại hiện tường
Hình 5. Bảo quản mẫu trong nước
2.3.2. Mẫu soilcrete
Đất bùn sét lưu trữ trong bao nhựa và để vào
thùng nhựa đậy kín nắp nhằm tránh mất độ ẩm
tự nhiên. Đất bùn sét được trộn với xi măng
PCB40 ở các hàm lượng 200. 250. 300. và 350
kg/m3
ở tỉ lệ w:c là 1,2:1 nhằm tạo ra hỗn hợp
-
soilcrete ở trạng thái chảy để dễ dàng loại bỏ
bọt khí khi được đầm nén bằng máy đầm rung.
Hỗn hợp soilcrete được đúc thành các mẫu có
kích thước và số lượng như Bảng 4 và thông số
liệu tạo mẫu được trình bày trong Bảng 5. Đối
với thiết bị thành cứng, mẫu soilcrete có tỉ số
chiều cao mẫu, H và đường kính mẫu, D nằm
trong khoảng 2 đến 2,5. Đối với thiết bị thành
mềm. mẫu soilcrete có tỉ số H/D lớn hơn hoặc
bằng 1.
Bảng 4. Thống kê mẫu soilcrete
Ký hiệu Kích thƣớc mẫu
D × H (mm)
Số lƣợng
(mẫu)
Loại thiết bị thí nghiệm
A 62 × 65 1 Thiết bị thành mềm
B 62 × 65 1 Thiết bị thành mềm
D 60 × 125 1 Thiết bị thành cứng
D.E 62 × 65 2 Thiết bị thành mềm
F 62 × 65 1 Thiết bị thành mềm
Bảng 5. Thông số vật liệu tạo mẫu soilcrete
Ký hiệu
Hàm lƣợng
xi măng
(kg/m3)
Khối lƣợng
đất
(g)
w:c
(g)
Khối lƣợng
nƣớc
(g)
Khối lƣợng
xi măng
(g)
A 200 350 1,2 49,8 41,7
B 250 350 1,2 62,3 52,2
D 300 1250 1,2 267,1 223,5
F 350 350 1,2 109,1 73,01
Mẫu soilcrete được tạo theo các bước: (1)
Khối lượng đất. nước. xi măng được xác định
bởi cân có độ chính xác 0,1 g. Đất được cắt
nhỏ trước khi trộn; (2) Bôi dầu vào thành
khuôn chuẩn bị sẵn và lót tấm nhựa mỏng vào
ên trong khuôn; (3) Nước và xi măng được
trộn đểu bằng máy trộn và trộn đều từ 3 đến 5
phút; (4) Đất được cắt nhỏ cho vào cối trộn và
trộn đều từ 5 đến 10 phút (Hình 6); (5) Hỗn
hợp soilcrete cho vào khuôn và đầm bằng máy
đầm rung. Hỗn hợp soilcrete chia thành nhiều
lớp để đầm. mỗi lớp dày 2~3 cm. và được đầm
từ 3-5 phút (Hình 7); (6) Bịt kín các đầu
khuôn bằng tấm nilong và dán nhãn; (7) Bảo
dưỡng mẫu trong nước nhằm tạo ra môi
trường tương đồng với cọc soilcrete nằm dưới
mực nước ngầm trong thực tế thi công; (8)
Khi mẫu được 3 ngày tuổi. mẫu soilcrete ép ra
khỏi khuôn và tách màng nhựa khỏi mẫu và
tiếp tục ngâm bảo dưỡng mẫu trong nước
(Hình 8. 9); (9) Khi mẫu được 5 ngày tuổi.
xác định đường kính và chiều cao của mẫu
(Hình 10). Đường kính và chiều cao mẫu được
đo ở 3 vị trí khác nhau và lấy giá trị trung
bình; (10) Bọc màng cao su cho mẫu (Hình
11); (11) Mẫu được hút chân không với áp lực
từ -80 -90 kPa trong 24 giờ để hỗ trợ bão
hòa mẫu (Hình 12); (12) Lắp đặt mẫu được
bão hòa nước vào thiết bị và tiến hành thí
nghiệm thấm. Quá trình lắp đặt được thực
hiện hoàn toàn trong nước. nhằm đảm bảo cho
mẫu và thiết bị được bảo hòa nước hoàn toàn.
-
Hình 6. Trộn hỗn hợp soilcreteHình 7. Đúc mẫu soilcrete
Hình 8. Ép mẫu Hình 9. Tách màng nhựa Hình 10. Xác định kích thước mẫu
Hình 11. Bọc màng cao su vào mẫu. Hình 12. Hút chân không bão hòa mẫu.
2.4. Thí nghiệm thấm
ksoil được xác định bằng thiết bị thành cứng
(Hình 13). Độ dốc thủy lực có giá trị từ 2 đến 5
nhằm tránh hiện tượng cố kết mẫu và rò rỉ nước
chảy dọc theo thành khuôn mẫu, ks được xác
định bằng thiết bị thành mềm và thành cứng
(Hình 13. 14). Cột áp chảy qua mẫu có giá trị từ
30 kPa đến 39 kPa và độ dốc thủy lực có giá trị
từ 25 đến 30. Sự chênh lệch nhiệt độ giữa các
lần thu thập số liệu trong quá trình thí nghiệm
không quá 20C. Đối với thiết bị thành mềm, áp
lực buồng lớn hơn áp lực nước chảy qua mẫu tối
thiểu 5 kPa nhằm đảm bảo nước thấm không bị
chảy dọc thành mẫu.
-
Hình 13. Thiết bị có thành cứng Hình 14. Thiết bị có thành mềm
ks và ksoil ở nhiệt độ thí nghiệm được phân
tích theo Công thức (1) (Das 2010):
k 2.303a.L
A. tlog
h1
h2
(1)
trong đó: k - hệ số thấm (m/s); a - diện tích tiết
diện ống nước chảy vào mẫu (m2); L - chiều dài
của mẫu (m); A - diện tích tiết diện mẫu; t = t1 - t2
- khoảng thời gian xác định chênh cao cột áp h1 và
h2 (giây); h1 - chênh cao cột áp tại thời điểm t1 (m);
h2 là chênh cao cột áp tại thời điểm t2 (m).
Hệ số thấm ở nhiệt độ thí nghiệm được quy
đổi về nhiệt độ chuẩn 200C theo Công thức (2):
k20 = RT × k (2)
trong đó: k20 - hệ số thấm ở nhiệt độ chuẩn
200C (m/s); k - hệ số thấm ở nhiệt độ thí nghiệm
t; RT - hệ số quy đổi độ nhớt của nước theo nhiệt
độ, được xác định theo tiêu chuẩn ASTM
D5084.
Thời gian ghi nhận số liệu thí nghiệm thấm
trong 7 ngày khác nhau được đo bằng thiết bị
ghi nhiệt độ (Hình 15). Nhiệt độ phòng chênh
lệch nhỏ hơn hoặc bằng 20C là: 8:00; 12:00;
17:00 (Hình 16). Sự chênh lệch nhiệt độ được
khống chế giúp giảm tối thiểu sai số khi quy đổi
hệ số thấm từ nhiệt độ thí nghiệm về nhiệt độ
chuẩn 200C.
Hình 15. Thiết bị ghi nhiệt độ Hình 16. Biểu đồ nhiệt độ phòng trong 7 ngày
,
-
3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN
3.1. Tạo mẫu
Mẫu soilcrete được lấy ra sau ba ngày bảo
dưỡng. Mẫu được tạo đảm bảo các yêu cầu của
thí nghiệm thấm theo tiêu chuẩn ASTM D5856
và ASTM D5084. Đường kính mẫu, D lấy giá
trị trung bình cho 3 vị trí đo mặt trên. giữa. và
mặt dưới mẫu. Chiều cao mẫu, H mẫu được đo
3 ở vị trí cách nhau 1200 và lấy giá trị trung
bình. Kích thước các mẫu được trình bày trong
Bảng 6. Sự thay đổi chiều cao mẫu thiết bị
thấm thành mềm so với mẫu thiết bị thấm
thành cứng có mục đích là tăng giá trị gradient
thủy lực giúp đẩy nhanh quá trình thí nghiệm
thấm soilcrete và giảm sai số hệ số thấm
soilcrete.
Bảng 6. Kích thƣớc mẫu soilcrete
Tên mẫu Kích thước Lần đo thứ i (mm) Trung bình (mm)
A Đường kính. D 62,0 61,9 61,8 61,9 62,0 62,1 61,95
Chiều cao. H 65,1 65,0 65,0 65,0
B Đường kính. D 62,1 61,9 61,9 62,0 62,0 61,8 61,95
Chiều cao. H 65,1 64,9 65,0 65,0
D Đường kính. D 60,0 60,0 59,9 60,0 61,1 60,0 60,2
Chiều cao. H 125,5 125,4 125,6 125,5
D.E1 Đường kính. D 62,2 62,1 62,0 61,9 62,0 61,8 62,0
Chiều cao. H 65,0 65,3 65,1 65,1
D.E2 Đường kính. D 62,1 61,8 61,9 62,0 62,2 60,0 61,7
Chiều cao. H 65,2 65,0 65,0 65,1
F Đường kính. D 62 61,8 61,7 62,1 62,2 61,9 61,95
Chiều cao. H 65,2 65,1 65,2 65,2
3.2. Hệ số thấm
3.2.1. Ảnh hưởng loại thiết bị đo thấm đến ks
Quy luật thay đổi của ks là như nhau ở các
mẫu và tương đồng với [24], ks của mẫu D lớn
hơn các mẫu D.E là do mẫu D được tạo sau
cùng trong quá trình tạo mẫu (Hình 17). Khi
thời gian tạo mẫu quá 45 phút tính từ lúc trộn
vữa xi măng, hỗn hợp soilcrete có dấu hiệu
ninh kết và trở nên cô đặc hơn. Hỗn hợp
soilcrete cô đặc trở lại làm cản trở quá trình
đầm rung loại bỏ bọt khí dẫn đến mẫu D
không đặc chắc hơn so với mẫu D, E được tạo
trong khoảng thời gian 45 phút. Ngoài ra. mẫu
soilcrete được thí nghiệm bằng thiết bị thành
cứng có thể thấm dọc thành. Sự thủy hóa giữa
nước và xi măng đã làm cho hỗn hợp soilcrete
trở nên cứng hơn và bị co ngót. Sự co ngót
mẫu soilcrete làm tách mẫu khỏi thành thiết bị
gây ra hiện tượng chảy dọc thành mẫu. Vì
vậy, ks của mẫu thiết bị thành cứng cao hơn so
với mẫu thiết bị thành mềm.
Hình 18. Ảnh hưởng thiết bị thấm đến hệ số
thấm soilcrete tại hàm lượng xi măng 300 kg/m3
theo thời gian bảo dưỡng
-
3.2.2. Ảnh hưởng sự thay đổi kích thước mẫu
đến ks
Mẫu có kích thước D x H = 60 x 125 mm có
hệ số thấm ks tăng so với mẫu có kích thước D x
H = 62 x 65 mm. Giá trị ks tăng 47% tại thời
điểm 60 ngày bảo dưỡng (Hình 18). Hệ số thấm
tăng khi tăng kích thước mẫu được cho là do
tăng tương đối kích thước lỗ rỗng và hư hỏng
thủy lực như tạo khe nứt [25]. Do đó. mẫu
soilcrete có kích thước mẫu lớn hơn có hệ số
thấm tăng có thể do kích thước lỗ rỗng tăng làm
sự thấm thấu của nước diễn ra nhanh hơn.
Hình 18. Quan hệ hệ số thấm soilcrete
và hàm lượng xi măng 300kg/m3 tại thời điểm
60 ngày bảo dưỡng
3.2.3. So sánh hệ số thấm ks so với đất tự nhiên
Đất bùn sét tự nhiên có hệ số thấm ksoil có giá
trị trung bình 2 x 10-7
m/s cho thấy cấu trúc hạt
mịn có lỗ rỗng nhỏ và hệ số thấm thấp. Kết quả
thí nghiệm cho thấy hệ số thấm ks tạo từ đất bùn
sét thấp hơn 100 lần so với đất bùn sét tự nhiên
(Hình 19). Giá trị hệ số thấm ks nằm trong
khoảng 2,39 x 10-9
m/s đến 4,44 x 10-10
m/s tại
thời điểm 28 ngày bảo dưỡng. phù hợp với kết
quả [9].
Hình 19. Quan hệ hệ số thấm và hàm lượng
xi măng khác nhau tại thời điểm 28 ngày
bảo dưỡng
3.2.4. Ảnh hưởng hàm lượng xi măng đến ks
Khi tăng hàm lượng xi măng. ks đều giảm
dần tại các hàm lượng xi măng 200 kg/m3, 250
kg/m3, và 300 kg/m
3 nhưng ks tăng nhẹ trở lại
tại hàm lượng xi măng 350 kg/m3 (Hình 20). Ở
38 ngày tuổi. hệ số thấm ks tăng 52% so với mẫu
D.E2. Khi bắt đầu trộn với xi măng. thể tích
rỗng của mẫu đại diện cho mức độ nước thấm
qua lỗ rỗng có thể được giả định bằng với lượng
nước và do đó được biểu thị bằng một hàm w:c
[26]. Do đó. mẫu F được tạo với tỉ lệ nước và xi
măng cao hơn sẽ có độ rỗng cao hơn có thể làm
nước chảy qua mẫu nhanh hơn.
Hình 20. Quan hệ hệ số thấm soilcrete và
hàm lượng xi măng khác nhau tại thời điểm
38 ngày bảo dưỡng
3.2.5. Ảnh hưởng thời gian bảo dưỡng đến ks
ks ở các hàm lượng xi măng đều giảm
-
theo thời gian. Trong thời gian bảo dưỡng từ
7 đến 30 ngày tuổi, ks của các mẫu A. B.
D.E2. và F giảm lần lượt là 56%, 35%, 66%
và 55% tương ứng (Hình 21). Kết quả này
tương đồng với [11]. [12] và [13]. Trong
khoảng 21 ngày tuổi đầu, ks giảm nhanh là
do phản ứng thủy hóa của các khoáng vật có
trong xi măng với nước. Theo Trần Nguyễn
Hoàng Hùng (2019). quá trình thủy hóa đã
tạo ra các tinh thể Hydrated Calcium Silicat
(C-S-H) tồn tại ở dạng keo bao phủ xung
quanh hạt xi măng. Các “nhánh” tinh thể
phát triển lớn dần ra ngoài bề mặt các hạt xi
măng và liên kết với các “nhánh” tinh thể
khác. Một mạng tinh thể dày đặc nhanh
chống lắp đầy các lỗ rỗng trong soilcrete
làm cho hỗn hợp đặc chắc hơn và làm giảm
ks [8]. Sau 21 ngày tuổi, quá trình thủy hóa
và trao đổi ion vẫn tiếp tục diễn ra nhưng
chậm hơn. Hỗn hợp soilcrete sau 21 ngày
tuổi có độ pH cao do Ca(OH)2 tạo ra từ quá
trình thủy hóa và tỏa nhiệt đã tạo điều kiện
cho cho các tinh thể pozzolans có trong đất
chuyển đổi thành các tinh thể có gốc axit.
Các tinh thể có gốc axit tiếp tục tác dụng với
Ca(OH)2 (phản ứng pozzolanic) tạo ra các
sản phẩm ở dạng keo là C-S-H và Calcium
Aluminate Hydrate (C-A-H) (Chou 1987
nguồn từ [27]. [28).
Ca2+
+ 2(OH)- + H4SiO4 =>
CaH2SiO4.2H2O (C-S-H)
Ca2+
+ 2(OH)- + Al(OH)
-4 =>
3CaO.Al2O3.12H2O (C-A-H)
Quá trình thủy hóa tiếp tục diễn ra trong
nhiều năm và duy trì độ pH cao trong hỗn hợp
soilcrete [29]. Phản ứng pozzolanic tiếp tục diễn
ra là điều kiện làm giảm hệ số rỗng của
soilcrete.
Hình 21. Sự thay đổi hệ số thấm soilcrete
ở các hàm lượng xi măng khác nhau theo
thời gian bảo dưỡng
4. KẾT LUẬN
Bài báo nghiên cứu ứng xử thấm của
soilcrete theo thời gian bảo dưỡng với đất bùn
sét đặc trưng cho vùng Tây Nam Bộ được lấy từ
cầu Tám Bang trên ĐT852 thuộc xã Long Hưng
B. huyện Lấp Vò, tỉnh Đồng Tháp. Sáu mẫu
soilcrete được trộn theo phương pháp trộn ướt
với các hàm lượng xi măng 200, 250, 300, và
350 kg/m3, tỉ lệ w:c là 1,2:1. Hỗn hợp được đầm
vào khuôn nhựa trong suốt. được bảo dưỡng
trong nước. Sau đó, Mẫu được tiến hành thí
nghiệm thấm theo phương pháp: “cột áp vào
giảm – cột áp ra không đổi” từ ngày tuổi thứ 7
cho đến khi vận tốc thấm gần như không thay
đổi theo thời gian bảo dưỡng từ 7 ngày đến 90
ngày. Các kết luận được rút ra từ quá trình thí
nghiệm như sau:
(1) Quá trình tạo mẫu được tham khảo có
điều chỉnh từ TCVN 9403:2012 giúp mẫu
soilcrete tương đối phẳng ở bề mặt 2 đầu và
xung quanh thành mẫu.
(2) Hệ số thấm soilcrete tăng khi tăng kích
thước mẫu.
(3) Kết quả thí nghiệm cho thấy thiết bị thí
nghiệm có thành mềm phù hợp hơn thiết bị có
thành cứng trong việc xác định hệ số thấm của
soilcrete.
(4) Trong cùng hàm lượng xi măng và thời
gian bảo dưỡng, hệ số thấm của đất bùn sét trộn
xi măng giảm có giá trị nhỏ hơn 100 lần so với
đất bùn sét tự nhiên.
-
(5) Hệ số thấm soilcrete giảm dần khi tăng
hàm lượng xi măng 200, 250 và 300 kg/m3 .Tuy
nhiên, hàm lượng xi măng 350 kg/m3 làm tăng
hệ số thấm soilcrete trở lại.
LỜI CẢM ƠN
Nghiên cứu này được thực hiện nhờ vào kinh
phí nghiên cứu của đề tài loại B - Đại học Quốc
gia TP HCM, mã số B2018-20-04. Nhóm
nghiên chân thành cảm ơn Đại học Quốc gia TP
HCM và trường Đại học Bách Khoa đã hỗ trợ
hiệu quả trong suốt quá trình nghiên cứu.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. Công nghệ Xói
trộn vữa cao áp (Jet Grouting). TP. HCM:
ĐHQG. 2016. 368 trang.
2. Trần Nguyễn Hoàng Hùng. Công nghệ Đất
trộn xi măng (SCM) gia cố nền đất yếu. TP.
HCM: ĐHQG. 2019. 547 trang.
3. H.H. Tran-Nguyen. M. Kitazume. H.
Tanaka. K.B. Le. P.L. Le. T.M.C. Do. B.T.
Nguyen. D.C. Truong. and A.P. Mai.
“Laboratory investigation of soilcrete created
from Mekong delta’s soils mixed with cement.”
Proceedings of The Deep Mixing 2015
Conference. June 2-5. San Francisco. USA.
2015. pp. 725-734.
4. H.H. Tran-Nguyen. D.C. Truong. and T.K.
Truong. “Effects of operating parameters of the
NSV system on field soilcrete characteristics in
the Mekong delta. Vietnam.” Proceedings of the
4th Congres International de Geotechnique-
Ouvrages-Structures. Lecture Notes in Civil
Engineering 8. Oct. 24-26. HCMC. Vietnam.
Vol. II. 2017. pp. 704-715.
5. H.H. Tran-Nguyen. P.L. Le. K.B. Le.
and T.M.H.Ly. “Field trials on the soil
cement mixing technology to reinforce earth
levees in the Mekong delta. Vietnam.”
Malaysia Journal of Civil Engineering. 8
(1). 2018. pp. 14-26.
6. T.D. Tran. Y.J. Cui. A.M. Tang. M.
Audiguier. and R. Cojean. “Effects of lime
treatment on the microstructure and hydraulic
conductivity of Héricourt clay”. Journal of Rock
Mechanics and Geotechnical Engineering”. Vol.
6. No.5. 2014. pp. 399-404.
7. S.H. Chew. A.H.M. Kamruzzaman. and
F.H. Lee. “Physicochemical and engineering
behaviour of cement treated clays”. Journal of
Geotechnical and Geoenvironmental Engineering.
Vol. 130. No. 7. 2004. pp. 696–706.
8. K. Onitsuka. C. Modmoltin. M. Kouno.
and T. Negami. “Effect of organic matter on
lime and cement stabilized ariake clays.”
Journal of Geotechnical Engineering. JSCE no.
729/III-62. 2003. pp. 1-13.
9. M. Kitazume and M. Terashi. The Deep
Mixing Method. Netherlands: CRC
Press/Balkema. 2013. 405 pp.
10. N.S. Ikhlef. M.S. Ghembaza. and M.
Dahouch. “Effect of Treatment with Cement
on the Mechanical Characteristics of Silt
from Telagh Region of Sidi Belabes.
Algeria.” Journal of Geotechnical and
Geological Engineering. Vol. 33. No. 4.
2015. pp. 1067-1079.
11. Bellezza and E. Fratalocchi.
“Effectiveness of cement on hydraulic
conductivity of compacted soil–cement
mixtures.” Proceedings of ICE - Ground
Improvement. Vol. 10. No. 2. 2006. pp. 77-90.
12. E. Mengue. H. Mroueh. L. Lancelot and
R.M. Eko. “Physicochemical and consolidation
properties of compacted lateritic soil treated
with cement.” Soils and Foundations. Vol. 57.
2017. pp. 60-79.
13. K.M.M. Latt and P.H. Giao. “Prediction
of Permeability of Cement-admixed Soft Clay
using Resistivity and Time-domain IP
Measurements.” Journal of Applied Geophysics.
Vol. 137. 2017. pp. 92-103.
14. P. Govindasamy and M. R. Taha.
“Hydraulic Conductivity of Residual Soil-
Cement Mix.” Materials Science and
Engineering. Vol. 136. 2016. pp. 1-6.
15. Z. A. Rahman. N.Sulaiman. S.A.Rahim.
W.M.R.Idis and T.Lihan. “Effect of Cement
Additive and Curing Period on Some
Engineering Properties of Treated Peat Soil.”
Sains Malaysiana. Vol. 45. 2016. pp. 1679-1687
file:///D:/master/MASTER/Downloads/TAI%20LIEU/05%20EFFECT%20OF%20ORGANIC%20%20MATTER%20ON%20LIME%20AND%20CEMENT%20STABILIZED%20ARIAKE%20CLAYS.pdffile:///D:/master/MASTER/Downloads/TAI%20LIEU/05%20EFFECT%20OF%20ORGANIC%20%20MATTER%20ON%20LIME%20AND%20CEMENT%20STABILIZED%20ARIAKE%20CLAYS.pdf
-
16. O. Helson. J. Eslami. A.Beaucour. A.
Noumowe and P. Gotteland. “Hydro-
mechanical behaviour of soilcretes through a
parametric laboratary study.” Construction and
Building Materials. Vol. 166. 2018. pp.
657-667.
17. Las XD475. “Báo cáo khảo sát địa chất
công trình: Công trình Cầu Tám Bang –
Km10+891.” Đồng Tháp. 2015.
18. Bộ Khoa học và Công nghệ. “Xi măng
Poóc lăng hỗn hợp – yêu cầu kỹ thuật.” Việt
Nam. TCVN 6260:2009. 2009.
19. Bộ Khoa học và Công nghệ. “Nước cho
bê tông và vữa – yêu cầu kỹ thuật.” Việt Nam.
TCVN 4506:2012. 2012.
20. Bộ Khoa học và Công nghệ. “Gia cố nền
đất yếu – Phương pháp trụ đất ximăng.” Việt
Nam. TCVN 9403:2012. 2012.
21. B.M. Das. Principles of Geotechnical
Engineering. 7th Edition. USA: Cengage
Learning. 2010. 666 pages.
22. American Society for Testing and
Materials. “Standard test for measurement of
hydraulic conductivity of saturated porous
material using a flexible wall permeameter.”
ASTM D 5084. 1997.
23. American Society for Testing and
Materials. “Standard test for measurement of
hydraulic conductivity of saturated porous
material using a rigid-wall. compaction-mold
permeameter.” ASTM D 5856. 2002.
24. R.D.V. Flores and G.D. Emidio. “Impact
of sulfate attack on mechanical properties and
hydraulic conductivity of a cement-admixed
clay.” Journal of Applied Clay Science. Vol.
101. 2014. pp. 490-496.
25. S.S. Boynton and D.E. Daniel “Hydraulic
conductivity tests on compacted clay.” Journal
of Geotechnical Engineering. Vol. 111. No.4.
1985. pp. 465–478.
26. V.Picandet. D. Rangeard. A. Perrot and
T. Lecompte. “Permeability measurement of
fresh cement paste.” Cement and Concrete
Research. Vol.41. No.3. 2011. pp. 330–338.
27. J.R. Jacobson. G.M. Filz. and J.K.
Michell. “Factors Affecting Strength of Lime-
Cement Columns and Development of a
Laboratory Testing Proceduce.” Report No.
57565 FHWA/VTRC 03-CR16. 2003. 74 pages.
28. L. Wang. “Cementitious Stabilization of
Soil in The Presence of Sulfate.” P.D.
dissertation. Louisiana State University. United
States. 2002. 117 pages.
29. D.A. Bruce. “An introduction to Deep
Soil Mixing Methods as Used in Geotechnical
Application”. Publication No. FHWA-RD-99-
168. 2001. 458 pages
-
Người phản biện: PGS.TS. ĐỖ MINH TOÀN