xử đất yếu cho công trình giao thông

Xử lý nền đất yếu trong xây dựng
cho công trình giao thông
Công trình đường Hồ Chí Minh cũng là một công trình quan trọng
quốc gia được Đảng và Nhà nước đặc biệt quan tâm. Do tính chất đặc
thù của công trình trải dài từ Bắc vào Nam, đi qua nhiều vùng địa chất
phức tạp nên việc ứng dụng các kết quả nghiên cứu về công nghệ mới
được áp dụng trong quá trình xây dựng công trình được trú trọng và
đã làm tăng năng suất lao động, hạ giá thành và nâng cao chất lượng
công trình.
Nhằm đáp ứng yêu cầu phát triển ngày một cao hơn, xuất phát từ
thực tế sản xuất, chỉ nói riêng đến vấn đề xây dựng nền đường đã nảy
sinh nhiều vấn đề bức xúc về mặt kỹ thuật cần phải được nghiên cứu
giải quyết. Một trong những vấn đề bức xúc về vấn kề kỹ thuật và công
nghệ mới được đặt ra, đó là bảo đảm sự ổn định nền đường khi xây
dựng tuyến đường Hồ Chí Minh đi qua các vùng đất yếu.
Trong quá trình xây dựng đường qua khu vực đồng bằng, khu vực ven
biển, nơi tuyến đường đi qua các vùng có địa chất là nền đất yếu và diễn
biến khá phức tạp, xuất hiện đòi hỏi phải có những giải pháp kỹ thuật phù
hợp nhằm đáp ứng được yêu cầu tiến độ cũng như vấn đề ổn định lâu dài
đồng thời đảm bảo yếu tố kinh tế - kỹ thuật cho toàn bộ tuyến đường.
Thông qua thực tiễn theo dõi và tổng hợp các biện pháp xử lý nền đất
yếu khi xây dựng đường bộ, sân bay, bến bãi đã, đang và sẽ được áp dụng
vào Việt Nam, tham khảo một số tài liệu xử lý nền đất yếu của nước ngoài,
chúng tôi xin giới thiệu về một số phương pháp xử lý nền đất yếu để các
đồng nghiệp tham khảo.
1. Phân biệt nền đất yếu và đặc tính công trình
nền đất yếu
Nền đất yếu thường gặp ở khu vực miền
duyên hải (bãi bồi ven sông, biển) hoặc ở các
thung lũng thuộc vùng núi… có chung đặc tính là

lượng nước tự nhiên lớn (≥ 35%) độ lún cao,
cường độ chịu cắt thấp (< 35Kpa), hệ số rỗng lớn
(e≥1,0) và độ thoát nước kém … khi xây dựng
công trình trên loại đất này dễ bị lún sụt.
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 1 of 6
Trải vải địa kỹ thuật xử lý nền đất
yếu khu vực xây dựng cầu Thủ
Thiêm, phía Q.2, TP.HCM (ảnh
minh họa - TTO)
1.1 Cách phân biệt nền đất yếu
Cách phân biệt nền đất yếu ở trong nước cũng như ở nước ngoài đều có
các tiêu chuẩn cụ thể để phân loại nền đất yếu
a) Theo nguyên nhân hình thành: loại đất yếu có nguồn gốc khoáng vật hoặc
nguồn gốc hữu cơ.
- Loại có nguồn gốc khoáng vật : thường là sét hoặc á sét trầm tích trong
nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, thung lũng.
- Loại có nguồn gốc hữu cơ : hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng
thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật phát triển, thối
rữa phân huỷ tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với trầm tích khoáng vật.
b) Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý (trạng thái tự nhiên): Thông thường phân biệt
theo trạng thái tự nhiên và tính chất cơ lý của chúng như hàm lượng nước
tự nhiên, tỷ lệ lỗ rỗng, hệ số co ngót, độ bão hoà, góc nội ma sát (chịu cắt
nhanh) cường độ chịu cắt.
c) Phân biệt đất yếu loại sét hoặc á sét, đầm lầy hoặc than bùn (phân loại
theo độ sệt
d) Một số chỉ tiêu phân biệt loại đất mềm yếu:
Chỉ tiêu
Hàm lượng nước
tự nhiên (%)

Độ rỗng tự nhiên
Cường độ chịu
cắt (Kpa)
Giá trị chỉ
tiêu
≥ 35 và giới hạn
lỏng
≥ 1,0
< 35

Chỉ tiêu
Loại đất
Hàm lượng
nước tự
nhiên (%)
Độ rỗng
tự nhiên
Hệ số co ngót
(Mpa
-1
)
Độ bão hoà
(%)
Góc nội ma
sát (
o
) (chịu
cắt nhanh)
Đất sét > 40 > 1,2 > 0,50 > 95 < 5
Đất á sét

(Đất bột)
> 30 > 0,95 > 0,30 > 95 < 5
2. Các yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế nền đất yếu
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 2 of 6
2.1. Các yêu cầu về khảo sát phục vụ thiết kế
- Phải điều tra xác định được phạm vi phân bố của các vùng đất yếu về phân
bố, chiều sâu, nguồn gây ẩm, khả năng thoát nước…
- Lấy mẫu và tiến hành các thí nghiệm trong phòng và thí nghiệm hiện
trường để xác định loại đất yếu, chỉ tiêu phục vụ cho tính toán.
2.2. Các yêu cầu về thiết kế thi công
a) Về ổn định : nền đắp trên nền đất yếu phải đảm bảo ổn định , không bị
phá hoại do trượt trồi trong quá trình thi công xây đắp (đắp phần nền theo
thiết kế hoặc đắp cao hơn cao độ thiết kế để gia tải trước) và trong suốt quá
trình đưa vào khai thác sử dụng sau đó.
b) Về tính toán lún: (độ lún dư - độ lún sau khi thi công)
- Tính toán dự báo được độ lún tổng cộng kể từ khi bắt đầu đắp nền cho đến
khi lún hết hoàn toàn để đắp phòng lún.
- Bố trí hệ thống quan trắc trong quá trình thi công nền đắp trên nền đất yếu.
c) Xác định các tải trọng tính toán: tải trọng tính toán khi kiểm tra ổn định và
dự báo lún của nền đắp như: tải trọng đắp nền, đắp gia tải trước, tải trọng xe
cộ, tải trọng động đất
2.3. Tiêu chuẩn thiết kế nền đất yếu
Cho đến thời điểm hiện nay, ở trong nước vẫn chưa xây dựng đầy đủ được
những Tiêu chuẩn riêng của Việt nam về tính toán thiết kế cũng như Quy
trình công nghệ thi công mới để xử lý nền dất yếu mà đều dựa chủ yếu vào
các tài liệu ở nước ngoài chuyển giao. Tại Việt Nam đang thiết kế và thi
công theo một số quy trình, quy phạm như:
- Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu bấc thấm trong xây dựng nền
đường trên đất yếu: 22TCN 236-97.

- Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đường:
22TCN 244-98.
- Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu – Tiêu chuẩn thiết kế
thi công và nghiệm thu: 22TCN248-98.
- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu – Tiêu chuẩn
thiết kế: 22TCN-2000.
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 3 of 6
3. Các phương pháp chủ yếu để xử lý nền móng đường đất yếu
3.1. Phân loại xử lý và phạm vi áp dụng
a) Phân loại xử lý: thông thường việc phân loại căn cứ vị trí tầng đất,
phương pháp xử lý để phân loại và được phân loại như sau:
- Vị trí tầng đất được xử lý: xử lý lớp mặt, xử lý tầng nông, xử lý tầng sâu.
- Phương pháp xử lý: chất tải nén trước, tầng đệm cát, gia cố nền đường, bệ
phản áp, sử dụng vật liệu nhẹ (sử dụng phụ gia để gia cố nền đất, nền đất
bằng vật liệu nhẹ); thay bằng lớp đầm chặt, thả đá hộc (với chiều dày lớp
bùn không sâu); thoát nước cố kết (bấc thấm, giếng bao cát, cọc cát, giếng
cát, cọc đá dăm, dự ép chân không, chân không chất tải dự ép liên hợp);
nền móng phức hợp (hạ cọc bê tông, hạ cọc bằng chấn động, cọc xi măng
đất, cọc đất – vôi – xi măng, cọc bê tông có lẫn bột than); cọc cứng (cọc ống
mỏng chế tạo tại chỗ); cọc cừ tràm hoặc cọc tre
- Xử lý không thêm vật liệu gia cố và thêm vật liệu gia cố:
+ Không thêm vật liệu: phương pháp cố kết đất (bấc thấm, gia cố chân
không); đầm nén đối với đất hạt rời (gia cố động, đầm chấn động).
+ Thêm vật liệu: Thêm vật liệu tự nhiên (cọc cát, đắp đá, cọc đá); thêm vật
liệu nửa cứng (cột vữa xi măng, phụt vữa…).
b) Phạm vi ứng dụng của các biện pháp:
1. Xử lý nền bằng cọc tre và cọc cừ tràm: xử lý nơi nền đất yếu có chiều
nhỏ.
2. Chất tải nén trước (gia tải trước): dùng để xử lý lớp đất yếu, có thể sử

dụng đơn độc hoặc có thể kết hợp với thoát nước cố kết, sử dụng liên hợp
một cách phức hợp.
3. Tầng đệm cát: sử dụng nhiều ở lớp mặt nền đất yếu, thường kết hợp
với thoát nước theo chiều thẳng đứng.
4. Gia cố nền đường: dùng cho các dạng đất yếu để nâng cao độ ổn
định, giảm bớt biến dạng không đều.
5. Bệ phản áp: dùng để tăng độ ổn định và chống trượt lở công trình.
6. Gia cố nền đường bằng chất vô cơ (vôi, sợi tổng hợp): sử dụng khi
hàm lượng nước lớn, cường độ chịu cắt thấp.
7. Nền đường chất dẻo (sử dụng bọt khí FPS gia cố nền đất, trọng
lượng FPS ở đất là 1/50 ÷ 1/100): làm giảm tải trọng nền đường, giảm độ lún
thích hợp lớp đất có hàm lượng nước lớn, lớp đất yếu có độ dày lớn.
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 4 of 6
8. Nền đường gia cố bằng hoá chất: khi phun hoá chất, nước và bọt khí
qua hỗn hợp trộn xong hình thành vật liệu sợi, trọng lượng có thể đạt 1/4
trọng lượng đất, thích hợp với lớp đất có hàm lượng nước lớn, độ dày đất
yếu lớn.
9. Thay thế lớp đất yếu: dùng xử lý tầng nông, dùng ở lớp đất mỏng, độ
dày không lớn và thuộc đất bùn.
10. Bấc thấm, giếng bao cát: sử dụng xử lý lớp bùn đất, bùn sét, độ sâu
xử lý không vượt quá 25m.
11. Cột cát, giếng cát, cọc đá dăm: sử dụng ở lớp bùn, bùn đất sét, nhưng
dễ sản sinh co ngót.
12. Dự ép chân không: sử dụng với bùn đất, nền móng thuộc lớp bùn đất
dính.
13. Chân không - chất tải dự ép liên hợp: liên kết chân không và chất tải
dự ép sử dụng với đoạn đường đắp cao và đường đầu cầu, sử dụng chân
không chất tải dự ép nên sử dụng trong nền móng có bố trí giếng cát hoặc
bấc thấm và bản thoát nước, ép chân không có độ chân không nhỏ hơn 70

Kpa.
14. Ép cọc bê tông: sử dụng trường hợp không thoát nước, chống cắt lớn
hơn 10 Kpa.
15. Hạ cọc bằng chấn động: sử dụng không thoát nước, cường độ chống
cắt lớn hơn 15 Kpa.
16. Cọc xi mămg (cọc xi măng - đất): bao gồm cọc phun vữa xi măng sử
dụng để gia cố nền đất yếu có cường độ chống cắt không nhỏ hơn 10 Kpa,
sử dụng cọc phun bột xi măng (khô hoặc ướt) để gia cố nền đất yếu có độ
sâu không vượt quá 15m.
17. Cọc CFG (cọc bê tông có lẫn bột than): thích hợp với lớp đất có
cường độ chịu tải lớn hơn 50 Kpa.
18. Cọc cứng: thích hợp với khu vực đất yếu ở độ sâu lớn hơn nền
đường cũ được mở rộng.
19. Tường cách ly: thông thường chỉ sử dụng với nền đường cũ được cải
tạo mở rộng.
20. Làm ngăn cách và hạ mực nước ngầm: nền đá nứt nẻ, đường miền
núi.
21. Làm công trình : cầu cạn …
3.2. Các công trình có nền móng đất yếu đã được xử lý
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 5 of 6
Trong những năm vừa qua các công trình giao thông được nâng cấp cải tạo
và xây dựng mới, cùng với sự phát triển công nghệ, các dự án xây dựng
giao thông đã áp dụng hầu hết các phương pháp trên thế giới để xử lý nền
đất yếu như:
- Quốc lộ 1A: sử dụng cọc cát, bệ phản áp (đầu cầu Phù Đổng), bấc thấm,
vải địa kỹ thuật (đoạn Cà Mau – Năm Căn)…
- Quốc lộ 5: bấc thấm kết hợp vải địa kỹ thuật, tầng đệm cát, vét bùn…
- Quốc lộ 18,10: cọc cát, tầng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật, bấc thấm.
- Dự án đường Hồ Chí Minh (giai đoạn 1): thay đất yếu, làm rãnh ngầm hạ

mực nước ngầm, thả đá hộc (Km89 – Km92).
- Dự án đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương: cầu cạn, vét bùn thay đất,
giếng cát, bấc thấm, sàn giảm tải.
- Những công nghệ mới như cọc xi măng - đất áp dụng để xử lý nền móng
sân bay Trà Nóc (TP Cần Thơ), đường vào khu khí điện đạm Cà Mau.
- Hút chân không áp dụng để xử lý nền móng nhà máy khí điện đạm Cà Mau
Việc đưa ra một số các biện pháp xử lý nền đất yếu mới góp phần làm
phong phú các phương pháp xử lý nền móng trong công tác xây dựng nền
đường qua vùng địa hình có địa chất yếu từ đó có cơ sở để lựa chọn những
biện pháp tối ưu để áp dụng cho công trình đường Hồ Chí Minh một cách có
hiệu quả.
Lê Thanh Bình
/storage2/vhost/convert.store123doc.com/data_temp/document/sef1398235492-820077-
13982354929970/sef1398235492.doc Page 6 of 6