Đề tài nghiên cứu khoa học Công nghệ mới nâng cao chất lượng nền đường trong xây dựng

1
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU 8
1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn 8
3. Đối tượng nghiên cứu 9
4. Phạm vi nghiên cứu 9
5. Phương pháp nghiên cứu 9
1. 1 Yêu cầu thiết kế 10
1. 2 Yêu cầu thi công 10
1. 3 Yêu cầu về nghiệm thu 12
1.4 Các dạng nền đường điển hình 12
1. 5. Yêu cầu chung đối với nền đường 14
1. 5. 1. Các dạng hư hỏng của nền đường 14
1. 5. 2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với nền đường 14
1. 5. 3. Nguyên nhân gây hư hỏng nền đường 15
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU HIỆN NAY Ở NƯỚC TA 23
2.1. Giới thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu 23
2.2. Ứng dụng các công nghệ mới xử lý nền đất yếu ở nước ta hiện nay 24
2.2.1. Công nghệ cố kết hút chân không 24
Đặt vấn đề 26
Tổng quan về công nghệ cố kết hút chân không 30
Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 31
2.2.2 Cọc đất gia cố xi măng 37
2
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TRONG
GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG 49
3. 3. Phân tích đánh giá các trường hợp sử dụng vật liệu Neoweb trong gia cố
kết cấu nền đường. 59
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHẠM VI ỨNG DỤNG HỢP LÝ, CÓ HIỆU QUẢ

VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC HỒ CHÍ MINH -
LONG THÀNH - DẦU GIÂY 65
4. 1. Điều kiện của từng địa phương 65
4. 1. 1. Khu vực miền Bắc 65
4. 1. 2. Khu vực miền Trung 66
4. 1. 3. Khu vực miền Nam 66
4. 2. Các chỉ tiêu về kinh tế 66
4. 3. Chỉ tiêu về phương pháp, thời gian và thiết bị thi công 67
4. 4. Chỉ tiêu về tác động môi trường 67
4. 5. Tính đa dạng trong chức năng và khả năng ứng dụng 67
4. 6. Giới thiệu dự án 67
4. 6. 1. Mô tả dự án 67
4. 6. 2. Điều kiện tự nhiên 68
4. 6. 3. Đặc điểm địa tầng 68
4. 6. 4. Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát 73
4. 7. Phương án xử lý nền đường 74
4. 7. 1. Tổng quan về kỹ thuật đoạn tuyến 74
4. 7. 2. Phương án xử lý đề xuất 75
4. 7. 3. Trình tự thi công 76
4. 7. 4. Một số hình ảnh trong quá trình thi công 77
3
79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80
Những nội dung đã thực hiện. 80
Các kết quả đã đạt được. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC 85
4
DANH MỤC HÌNH VẼ
MỞ ĐẦU 8

1. Tính cấp thiết của đề tài 8
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn 8
3. Đối tượng nghiên cứu 9
4. Phạm vi nghiên cứu 9
5. Phương pháp nghiên cứu 9
1. 1 Yêu cầu thiết kế 10
1. 2 Yêu cầu thi công 10
1. 3 Yêu cầu về nghiệm thu 12
1.4 Các dạng nền đường điển hình 12
Hình 1. 1: Các dạng nền đường điển hình 13
Hình 1. 2: Nền đường đắp 13
Hình 1. 3. Nền đường đắp có gia cố mái taluy bằng đá hộc xây vữa có
lớp lót là vải địa kỹ thuật 13
Hình 1. 4: Nền đường đào 14
1. 5. Yêu cầu chung đối với nền đường 14
1. 5. 1. Các dạng hư hỏng của nền đường 14
Hình 1. 5: Các dạng hư hỏng của nền đường 14
1. 5. 2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với nền đường 14
1. 5. 3. Nguyên nhân gây hư hỏng nền đường 15
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU HIỆN NAY Ở NƯỚC TA 23
2.1. Giới thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu 23
2.2. Ứng dụng các công nghệ mới xử lý nền đất yếu ở nước ta hiện nay 24
2.2.1. Công nghệ cố kết hút chân không 24
5
Đặt vấn đề 26
Tổng quan về công nghệ cố kết hút chân không 30
Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 31
Ưu nhược điểm. 36
Một số dự án áp dụng. 36

2.2.2 Cọc đất gia cố xi măng 37
CHƯƠNG 3: PHƯƠNG PHÁP Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TRONG
GIA CƯỜNG NỀN ĐƯỜNG 49
Hình 3. 1: Cấu tạo hệ thống các ô ngăn hình mạng Neoweb 49
50
Hình 3. 2: Các loại Neoweb và vật liệu chèn lấp khác nhau 50
Hình 3. 3: Các áp dụng tiêu biểu của công nghệ ô ngăn hình mạng
Neoweb 51
Hình 3. 4: Sức chịu tải của nền đường thông thường không gia cố 53
Hình 3. 5: Sức chịu tải của đất nền được gia cố hệ thống Neoweb 53
Hình 3. 6: Ứng suất theo phương ngang tác dụng lên thành ô ngăn
Neoweb 54
Hình 3. 7: Sức kháng xung quanh ô ngăn Neoweb 54
Hình 3. 8: Sức kháng bị động của các ô xung quanh 55
Hình 3. 9: Sức kháng ma sát tiếp xúc của thành ô 56
Hình 3. 10: Biểu đồ ứng suất mô men uốn 56
Hình 3. 11: Tác dụng của từ biến, mỏi, cường độ mối nối lên ổn định
kích thước ngăn 57
Hình 3. 12: Lực dính tương đương 57
Hình 3. 13: Chống mài mòn xuống cấp vật liệu 58
Hình 3. 14: Tăng khả năng thoát nước theo phương ngang 58
Hình 3. 15: Biều đồ sự giảm chiều dầy kết cấu áo đường theo tải trọng
trục tương đương 59
6
3. 3. Phân tích đánh giá các trường hợp sử dụng vật liệu Neoweb trong gia cố
kết cấu nền đường. 59
Áp dụng. 59
Ưu nhược điểm. 59
Phân tích nghiên cứu thiết kế nền đường đắp cao có gia cố hệ thống
Neoweb bằng phần tử hữu hạn (G. Madhavi Latha và K. Rajagopal,

2007, Indian). 60
Hình 3. 16: Mặt cắt ngang nền đường đưa ra nghiên cứu bằng phương
pháp phần tử hữu hạn 61
Hình 3. 17: Mô hình thí nghiệm và kiểm tra thực nghiệm 62
Một số dự án áp dụng. 62
CHƯƠNG 4: LỰA CHỌN PHẠM VI ỨNG DỤNG HỢP LÝ, CÓ HIỆU QUẢ
VÀ ÁP DỤNG THỰC TẾ TẠI DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO TỐC HỒ CHÍ MINH -
LONG THÀNH - DẦU GIÂY 65
4. 1. Điều kiện của từng địa phương 65
4. 1. 1. Khu vực miền Bắc 65
4. 1. 2. Khu vực miền Trung 66
4. 1. 3. Khu vực miền Nam 66
4. 2. Các chỉ tiêu về kinh tế 66
4. 3. Chỉ tiêu về phương pháp, thời gian và thiết bị thi công 67
4. 4. Chỉ tiêu về tác động môi trường 67
4. 5. Tính đa dạng trong chức năng và khả năng ứng dụng 67
4. 6. Giới thiệu dự án 67
4. 6. 1. Mô tả dự án 67
4. 6. 2. Điều kiện tự nhiên 68
4. 6. 3. Đặc điểm địa tầng 68
7
4. 6. 4. Đặc điểm thuỷ văn và địa chất thuỷ văn khu vực khảo sát 73
4. 7. Phương án xử lý nền đường 74
4. 7. 1. Tổng quan về kỹ thuật đoạn tuyến 74
Bảng 4. 2: Phần độ lún cố kết cho phép còn lại ∆S tại trục tim của nền
đường sau khi hoàn thành công trình 75
4. 7. 2. Phương án xử lý đề xuất 75
Hình 4. 1: Phương án đề xuất 76
4. 7. 3. Trình tự thi công 76
Hình 4. 2: Định vị hệ thống bơm hút chân không 77

4. 7. 4. Một số hình ảnh trong quá trình thi công 77
79
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 80
Những nội dung đã thực hiện. 80
Các kết quả đã đạt được. 81
TÀI LIỆU THAM KHẢO 83
PHỤ LỤC 85
8
MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Giao thông vận tải luôn được xem như là huyết mạch, vì vậy để có được
một hệ thống giao thông hoàn thiện là yêu cầu tất yếu của bất kỳ quốc gia nào
trong đó không ngoại lệ Việt Nam.
Một công trình giao thông đường bộ nói riêng muốn có chất lượng tốt thì
điều quan trọng và cốt lõi của nó là phải có một nền móng vững vàng, hay nói
một cách khác đó là nó cần một nền đường chất lượng tốt.
Công nghệ mới trong xây dựng nền đường ô tô đã được nhiều nước
nghiên cứu và đưa ra các vật liệu mới cũng như công nghệ, máy móc vào thi
công nền đường và đã đem lại hiệu quả to lớn. Trong điều kiện nước ta hiện nay
thì công nghệ mới trong xây dựng nền đường cần được chú ý ở một số tiêu chí
như: tận dụng vật liệu địa phương, kết hợp với những tính năng của vật liệu mới
tạo nên sản phẩm chất lượng cao; sử dụng máy móc hiện có; đặc biệt là có thể
thi công trong điều kiện khí hậu nước ta ngay trong mùa mưa và điều quan trọng
là chất lượng phải đi đôi với hiệu quả kinh tế của nó đem lại thông qua việc hạ
giá thành sản phẩm .
Xuất phát từ những yêu cầu trên, đề tài “ Công nghệ mới nâng cao chất
lượng xây dựng nền đường” được thực hiện nhằm giải quyết vấn đề khoa học
và thực tiễn đối với xây dựng nền đường trong điều kiện nước ta hiện nay.
2. Mục tiêu nghiên cứu của luận văn
Xuất phát từ yêu cầu thực tế hiện nay về việc nâng cao chất lượng xây dựng

nói chung và chất lượng công trình giao thông đường bộ nói riêng. Trong khuôn
khổ đề tài tập trung nghiên cứu các tiêu chí về vật liệu, công nghệ thi công mới
và tình hình áp dụng thi công trong điều kiện nước ta hiện nay, nhằm mục đích
xác định được chi phí đầu tư xây dựng hợp lý và đảm bảo chất lượng tốt nhất.
9
3. Đối tượng nghiên cứu
Đánh giá vai trò và yêu cầu của nền đường trong xây dựng đường ô tô.
Phân tích ý nghĩa của các giải pháp gia cường nền đường và công trình trên
đường.
Phân tích các giải pháp kỹ thuật và công nghệ gia cường ổn định nền đường
ở Việt Nam để làm sáng tỏ ưu nhược điểm của từng phương pháp.
Nghiên cứu về công nghệ xử lý nền đường, phạm vi áp dụng và ưu nhược
điểm của giải pháp công nghệ này.
4. Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu về các công nghệ xử lý nền đường và việc áp dụng tại nước
ta, đặc biệt là công nghệ xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bơm hút chân
không.
5. Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp giữa lý thuyết về gia cường ổn định nền đường ô tô, lý thuyết về
gia cố.
- Tham khảo về công nghệ xử lý và ổn định nền đường trên thế giới.
- Đánh giá một số dự án cụ thể áp dụng công nghệ bơm hút chân không.
6. Kết cấu của luận văn
Ngoài phần mở đầu, kết luận và tài liệu tham khảo, nội dung luận
văn được thể hiện ở 3 chương:
- Chương 1: Yêu cầu kỹ thuật đối với nền đường
- Chương 2: Ứng dụng công nghệ mới trong xử lý nền đất
yếu hiện nay ở nước ta
- Chưong 3: Phương pháp ô ngăn hình mạng Neoweb
trong gia cường nền đường

- Chương 4: Lựa chọn phạm vi ứng dụng hợp lý, có hiệu
quả và áp dụng thực tế tại dự án đường cao tốc Hồ Chí
Minh – Long Thành – Dầu Giây
10
CHƯƠNG 1: YÊU CẦU KỸ THUẬT ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG
1. 1 Yêu cầu thiết kế
- Trên cơ sở phân tích cơ học, đề ra các nguyên lý để xác định các yếu tố cơ
bản của đường trên bình đồ, mặt cắt dọc và mặt cắt ngang.
- Thiết kế nền đường và các công trình chống đỡ nền đường. Nền đường là
công trình trên đất nhằm tạo ra một bề rộng cho xe chạy. Nền đường phải ổn
định và bền vững dưới tác dụng của xe cộ và thiên nhiên. Các nguyên lý về
cơ học đất, địa chất công trình được vận dụng ở đây làm cơ sở cho tính ổn
định nền đường.
- Tính toán xác định khẩu độ cống và quy hoạch bố trí các công trình thoát
nước ngầm và nước mặt ra xa nền đường nhằm đảm bảo cho nền đường khô
ráo, có cường độ cao.
- Thiết kế các công trình phục vụ khai thác và đảm bảo giao thông trên đường
nhằm nâng cao tính phục vụ và tính hiệu quả của con đường.
- Các phương pháp điều tra và dự báo khối lượng vận chuyển trong tương lai
để có một phương án tuyến đường tốt nhất trên cơ sở vững chắc là phân tích,
luận chứng kinh tế kỹ thuật. Các vấn đề này cần phải giải quyết trên cơ sở lý
thuyết dự báo, thống kê và kinh tế.
- Các phương pháp khảo sát thiết kế tuyến đường ở văn phòng và ngoài hiện
trường, các phương pháp khảo sát trên các vùng địa hình khác nhau, các
phương pháp thiết kế nhanh, trên các vùng không có bản đồ địa hình.
- Luôn luôn đảm bảo cho con đường phục vụ giao thông theo các chỉ tiêu chủ
yếu : An toàn – Thuận lợi – Kinh tế
1. 2 Yêu cầu thi công
Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường. Nhiệm vụ của nó là
đảm bảo cường độ và độ ổn định của kết cấu mặt đường. Nó là nền tảng của áo

đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng sử dụng của kết cấu áo đường phụ
thuộc rất lớn vào cường độ và độổn định của nền đường. Nền đường yếu, mặt
11
đường sẽ biến dạng, rạn nứt và hư hỏng mau. Cho nên trong bất kỳ tình huống
nào, nền đường cũng phải có đủ cường độ và độ ổn định, đủ khả năng chống
được các tác dụng phá hoại của các nhân tố bên ngoài. Yếu tố chủ yếu
ảnh hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường là tính chất đất của nền
đường, phương pháp đắp, chất lượng đầm lèn, biện pháp thoát nước và biện
pháp bảo vệ nền đường.
Công tác xây dựng nền đường nhằm biến đổi nội dung các phương án và
bản vẽ thiết kế tuyến và nền đường trên giấy thành hiện thực. Trong quá trình
này cần phải tiết kiệm tiền vốn, nhân lực làm sao hoàn thành được nhiệm vụ,
đúng khối lượng, đúng chất lượng, đúng tiến độ. Do vậy, khi xây dựng nền
đường, phải thực hiện các yêu cầu cơ bản dưới đây:
* Để bảo đảm nền đường có tính năng sử dụng tốt, vị trí, cao độ, kích thước
mặt cắt, quy cách vật liệu, chất lượng đầm nén hoặc sắp xếp đá của nền đường
(bao gồm: thân nền và các hạng mục công trình có liên quan về thoát nước,
phòng hộ và gia cố) phải phù hợp với hồ sơ thiết kế và các quy định hữu quan
trong quy phạm kỹ thuật thi công. Yêu cầu này có nghĩa là phải làm tốt công tác
lên khuôn đường phục vụ thi công, phải chọn vật liệu sử dụng một cách hợp lý,
phải lập và hoàn chỉnh các quy trình thao tác kỹ thuật thi công và chế độ kiểm
tra, nghiệm thu chất lượng.
* Chọn phương pháp thi công thích hợp tuỳ theo các điều kiện về địa hình, tình
huống đào đắp, loại đất đá, cự ly vận chuyển, thời hạn thi công và công cụ
thiết bị. Phải điều phối và sử dụng nhân lực, máy móc, vật liệu một cách hợp
lý, làm sao “tận dụng được tài năng con người và của cải” để tăng năng suất lao
động, hạ giá thành và bảo đảm chất lượng công trình.
* Các hạng mục công tác xây dựng nền đường phải phối hợp chặt chẽ, công
trình nền đường cũng phải phối hợp tiến độ với các công trình khác và tuân thủ
sự bố trí sắp xếp thống nhất về tổ chức và kế hoạch thi công của toàn bộ công

việc xây dựng đường nhằm hoàn thành nhiệm vụ thi công đúng hoặc trước thời
hạn.
12
* Thi công nền đường phải quán triệt phương châm an toàn sản xuất, tăng
cường giáo dục về an toàn phòng hộ, quy định các biện pháp kỹ thuật đảm bảo
an toàn, nghiêm túc chấp hành quy trình làm việc an toàn, làm tốt công tác đề
phòng tai nạn, bảo đảm thi công thực sự an toàn.
Tóm lại: Cần phải chú trọng về các mặt kỹ thuật thi công và tổ chức quản lý để
thực hiện được các yêu cầu về chất lượng tốt, rẻ, nhanh và an toàn.
1. 3 Yêu cầu về nghiệm thu
- Phù hợp với quy định hiện hành.
- Đảm bảo chất lượng công trình , phục vụ cho tiến độ thi công .
1.4 Các dạng nền đường điển hình
Nền đường là một bộ phận quan trọng của công trình đường, nơi trực tiếp
đặt kết cấu mặt đường đáp ứng được yêu cầu chạy xe an toàn, êm thuận và kinh
tế. Trừ một số trường hợp đặc biệt nền đường phải đắp bằng đá còn thông
thường được đắp bằng đất nên có thể nói nền đường ôtô là một công trình bằng
đất có tác dụng:
- Khắc phục địa hình thiên nhiên để tạo ra một dải đủ rộng dọc theo tuyến có
đủ tiêu chuẩn về bình đồ, trắc đọc, trắc ngang đáp ứng được điều kiện chạy xe
với lưu lượng xe thiết kế trong suốt thời kỳ khai thác.
- Làm nền trực tiếp đặt kết cấu mặt đường. Có thể nói lớp mặt trên của nền
đường (subgrade) với chiều dày từ 30 - 50cm kể từ đáy áo đường xuống được
coi như là lớp cuối cùng của áo đường cùng với các lớp trên chịu tác dụng tải
trọng xe cộ lặp lại nhiều lần trong suốt thời kì khai thác. Do vậy, chất lượng
của nền đường ảnh hưởng lớn đến tình trạng khai thác của cả kết cấu tổng thể
nền mặt đường. Nhiều trạng thái phá hỏng của mặt đường là do chất lượng kém
của nền đường gây nên.
- Các dạng nền đường điển hình thường gặp:
• Nền đường nửa đào, nửa đắp, hình 1. 1a.

• Nền đường đắp thấp - chiều cao đắp H
đ
= 1,0 - 1,5m, hình l. lb.
13
Hình 1. 1: Các dạng nền đường điển hình
- Nền đường đắp (hình 1. 2)
• Loại có chiểu đắp l.5m <Hđ< 6m có một mái dốc taluy (hình 1. 2a).
• Loại đắp cao 6m < Hđ≤ 12m có 2 mái dốc taluy (hình 1. 2b).
• Loại nền đắp cao, thường có nước mặt ở 2 bên mái taluy như nền đường
đắp qua đồng bằng, hai bên là ruộng lúa, đường dọc ven theo sông, suối
hoặc ven biển (hình 1. 3).
Hình 1. 2: Nền đường đắp
Hình 1. 3. Nền đường đắp có gia cố mái taluy bằng đá hộc xây vữa có lớp lót là
vải địa kỹ thuật
- Nền đường đào:
• Nền đào hình chữ L một mái dốc (hình 1. 4a).
14
• Nền đường đào nhiều mái dốc (hình 1. 4b).
Hình 1. 4: Nền đường đào
1. 5. Yêu cầu chung đối với nền đường
1. 5. 1. Các dạng hư hỏng của nền đường
Các dạng hư hỏng của nền đường bao gồm:
- Trượt cục bộ mái taluy nền đường đắp (hình 1. 5a).
- Trượt trồi (trượt toàn khối)của nền đắp trên đất yếu (hình 1. 5b).
- Lún sụt nền đắp cao trên đất yếu do độ lún quá lớn làm nứt nền đường
(hình 1. 5c).
- Trượt phần đất đắp của nền đường nửa đào nửa đắp trên sườn dốc.
- Sụt lở mái taluy nền đào của nền đào hình chữ L trên sườn dốc.
- Trượt toàn khối ở nền đường đào làm mất hẳn nền đường.
Hình 1. 5: Các dạng hư hỏng của nền đường

1. 5. 2. Các yêu cầu kỹ thuật chính đối với nền đường
15
- Nền đường có đủ cường độ và độ ổn định cao khi ở trạng thái bão hoà nước.
- Nền đường luôn bảo đảm ổn định toàn khối. Trong mọi hoàn cảnh nền
đường cần đảm bảo đúng kích thước hình học và dạng của nền đường không bị
phá hoại hoặc biến dạng quá lớn gây bất lợi cho việc thông xe, không cho phép
xuất hiện có dạng phá hỏng như trình bày ở hình 1. 5.
Nền đường đắp cao trên đất yếu ở các đoạn đường dẫn lên cầu hoặc các
đoạn đắp cao qua vùng đồng chiêm thường xuyên có mực nước đọng cao thì
xảy ra loại phá hỏng như hình 1. 5c.
1. 5. 3. Nguyên nhân gây hư hỏng nền đường
Nền đường trong quá trình khai thác chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố
gây phá hoại nền đường và làm cho nền đường không đạt được các yêu cầu đảm
bảo khai thác. Các nguyên nhân chính bao gồm:
- Sự phá hoại của thiên nhiên như mưa, tích nước hai bên nền đường làm
giảm cường độ của đất cả ở taluy nền đường và bên trong nền đường phần xe
chạy. Hiện tượng mưa hoặc nước chảy xói lở bề mặt và taluy…gây mất ổn định
toàn khối và ngấm vào nền đất gây mất ổn định cường độ.
- Điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt về cấu tạo tầng lớp, về mức
độ phong hóa, đặc biệt là sự phá hoại của nước ngầm (nước ngầm lôi theo đất
gây hiện tượng xói ngầm và thấm ẩm, giảm cường độ đất).
- Do tác dụng nhiều lần của tải trọng xe, đặc biệt các tải trọng rất nặng (siêu
nặng) nền đường phát sinh biến dạng tích luỹ (lún dư không phục hồi) lớn cũng
gây phá hỏng nền đường.
- Chất lượng đồ án thiết kế kém, không phù hợp với điều kiện thực tế.
- Chất luợng thi công không đạt yêu cầu (đầm nén kém, đất xấu. . . ), công
tác duy tu, bảo dưỡng không kịp thời cũng là một nguyên nhân lớn dẫn đến phá
hỏng nền đường.
Do vậy trong quá trình thiết kế và xây dựng nền đường cần có các giải
pháp kỹ thuật để đảm bảo ổn định toàn khối, thiết kế tăng cường và đảm bảo ổn

định cường độ của nền đường.
16
17
Công việc thiết kế nền đường nhằm giải quyết các vấn đề:
- Thiết kế ổn định toàn khối.
- Thiết kế gia cường cường độ.
- Đảm bảo ổn định về cường độ.
Muốn giải quyết triệt để, có hiệu quả thì các kĩ sư tư vấn thiết kế cần phải
xem xét kĩ các điều kiện cụ thể sau:
- Điều kiện thiên nhiên của tuyến đường đi qua: Địa hình, địa chất, địa chất
thủy văn, quy luật hoạt động của nước mặt, nước ngầm để hạn chế tối đa các
tác đụng bất lợi của nó.
- Nắm vững quan điểm kinh tế - kĩ thuật, vận dụng hợp lí các yêu cầu tiêu
chuẩn kĩ thuật trong điểu kiện cụ thể. Gặp trường hợp phức tạp thường sử dụng
các biện pháp xử lí tổng hợp với các vật liệu mới, tiên tiến ví dụ như: Sử dụng
VĐKT, lưới địa kĩ thuật (Geegrid - LĐKT) các loại kè, tường chắn (đặc biệt
là tường chắn có cốt hoặc mềm hoặc cốt cứng), tường chắn kiểu rọ đá mạ,
công nghệ neo cố trong đất. Với nền đắp cao trên đất yếu dùng thiết bị tiêu
nước thẳng đứng (PVD, VCT hoặc SW) kết hợp với gia tải trước.
- Các phương pháp tính toán đảm bảo yêu cầu về ổn định toàn khối của nền
đường.
18
1. 6 Những tiêu chuẩn đánh giá chất lượng và cơ sở để nghiệm thu nền
đường
Hình 1. 6: Cấu tạo tổng thể nền - mặt đường
 Các yêu cầu kỹ thuật với nền đường
1. Nền đường phải ổn định
Nền đường xây dựng trên mặt đất, tất yếu phải cải biến trạng thái vốn có
của các lớp đất nguyên thổ. Do ảnh hưởng của các nhân tố bất lợi (địa chất, thuỷ
văn, khí hậu, tải trọng xe chạy. . . ) nền đường có thể phát sinh sụt, trượt mái

đốc, xuất hiện lún và trượt của nền đường gây gián đoạn giao thông hoặc tai nạn
do chạy xe.
Để xe chạy thuận lợi và an toàn trên đường phải xác định chuẩn xác hình
dạng và kích thước , mặt cắt ngang của nền đường, phải có biện pháp thoát
nước, phòn hộ và gia cố cần thiết để bảo đảm kết cấu chỉnh thể của nền đường
(bao gồm lớp đất xung quanh) có độ ổn định đầy đủ.
2. Nền đường phải vững chắc.
Phần nền đường trong phạm vi chiều sâu tác dụng tải trọng gọi là khu
vực công tác của nền đường. Bộ phận này là lớp đất dày khoảng 1,5m - 2m nằm
trực tiếp dưới kết cấu mặt đường còn gọi là nền đất. Nếu nền đất qúa ẩm mềm
1
2
3
5
4
P1
P
6
Lề đường
CẤU TẠO TỔNG THỂ NỀN- MẶT
ĐƯỜNG
1- BTN hạt mịn
2- BTN hạt thô
3- CPĐD L1
4- CPĐD L2
5- Lớp trên nền đường
6- tấm ép đường kính
D=33cm
7- Tấm ép D=60- 80cm
7

P1
p
b
P1
19
và điều kiện thuỷ nhiệt xấu thì dưới tác dụng của bánh xe có thể sinh ra biến
dạng lún qúa lớn, thậm chí dẫn tới hiện tượng sình lầy làm cho mặt đường bị hư
hỏng qúa sớm, do nền móng lún không đều.
Để đảm bảo tính năng sử dụng cho mặt đường, giảm nhẹ nhiệm vụ của
mặt đường, hạ giá thành công trình thì nền đường phải đủ năng lực chịu tải và
ổn định với nước.
Chính vì vậy lớp trên nền đường tốt nhất phải được đắp bằng đất tốt, phải được
đầm nén cần thận, khi cần thiết phải có lớp cách ly hoặc có các biện pháp xử lý
khác.
 Các chỉ tiêu kỹ thuật của nền đường.
1. Độ võng.
Độ võng là một chỉ tiêu tổng quát về sức mang của đất, hoặc của mặt đường,
đây là biến dạng theo chiều thẳng đứng mà một điểm trên mặt đất hoặc mặt
đường phải chịu khi có một trục xe chạy qua. Thường thì đo giữa 2 bánh xe của
một trục kép mang 1 tải trọng nhất định ( P = 6.5T- 13T- 10T), [Mỹ đo với xe
trục 18 kips hoặc 8.2 T].
Đo độ võng với đơn vị là 1/100 mm.
Có thể phân biệt 3 loại.
- Độ võng tổng cộng: là độ võng tối đa đạt được trong khi tải trọng tác dụng.
- Độ võng tàn dư hoặc độ võng dẻo (độ võng còn dư): là độ lún vĩnh cửu, tồn tại
lại sau khi đã cất tải.
- Độ võng đàn hồi: Là hiệu số của hai độ võng trên.
Về mặt lý thuyết quan hệ giữa tải trọng thẳng đứng và độ võng đàn hồi của mặt
bán không gian đàn hồi đồng nhất, vô hạn có môt mặt nằm ngang.
Trong đó:

Er
p
l
r
π
µ
)1(
2
−
=
20
E, µ là mô duyn đàn hồi và hệ số Poát xông của vật liệu bán không gian vô
hạn.
2. Moduyn đàn hồi của nền đường.
Để xét tới tác dụng của tải trọng bánh xe lên đỉnh nền đường thường dùng
moduyn đàn hồi đo được bằng phương pháp nén tấm ép tròn lên nền đường.
- Biến dạng đàn hồi được hiểu theo nghĩa có thể khôi phục được, cũng phản ánh
tính chất đàn hồi của khối đất.
Do vậy nền đường thường xem là bán không gian đàn hồi vô hạn đồng nhất.
- Thông qua thí nghiệm tấm ép ta có thể vẽ được đường cong quan hệ giữa tải
trọng ở đỉnh nền đường (áp lực đơn vị), và biến dạng đàn hồi (độ võng), tính
được moduyn đàn hồi đại diện cho cả nền đường (từ trên xuống).
- Khi thí nghiệm thường dùng tấm ép bằng kim loại, dùng phương pháp gia tải,
dỡ tải dần từng cấp để đo trị số biến dạng đàn hồi dưới tác dụng của các cấp tải
trọng và vẽ đường cong quan tải trọng và biến dạng đàn hồi (hình1.7).
0
0. 1 0. 2 0. 3 0. 4 0. 5 0. 6
20
40
60

80
100
120
- Thường thì đường cong thí nghiệm có dạng như hình vẽ ( một số ít khi đất
khô và chặt có quan hệ gần với đường thẳng). Do đó trị số moduyn đàn hồi của
nền đường vẫn là 1 đại lượng thay đổi, giảm xuống khi áp lực tăng. Vì vậy cần
dựa vào áp lực thu nhận thực tế của nền đường, hoặc sự lớn nhỏ của độ võng
đàn hồi có thể sinh ra để chọn cho phù hợp.
- Khi thiết kế mặt đường mềm thường lấy trị số độ võng 1mm để xác định trị số
moduyn đàn hồi. Còn khi thiết kế mặt đường cứng do trị số áp lực ở đỉnh nền
Biến dạng đàn hồi
Tổng biến dạng
P(Mpa)
l(x10
3
mm)
Hình1. 7: Đường cong của tải trọng thí nghiệm tấm ép
21
đường (lớp móng ) và độ võng đều nhỏ hơn mặt đường mềm, do vậy trị số
moduyn đàn hồi phải lấy lớn hơn một ít.
Đường kính tấm ép lớn hay nhỏ cũng ảnh hưởng đối với kết quả xác định
được.
Moduyn đàn hồi của nền đất E
o
hoặc moduyn đàn hồi tương đương (tổng hợp)
của nền móng E
t
quy định lấy biến dạng đàn hồi không qú 1 mm, dùng phương
pháp quy nạp tuyến tính để tiến hành tính toán:
∑

∑
−=
i
i
l
p
D
E )1(
4
2
µ
π
Trong đó:
E- Là moduyn đàn hồi (E
o
hoặc E
t
).
D- Đường kính tấm ép, quy định dùng 60 cm (30 cm).
µ- Hệ số poisson, với đất nền lấy = 0.35 các lớp móng = 0.3;
P
i
áp lực đơn vị tải trọng các cấp trước khi biến dạng 1mm.
l
i
:Biến dạng đàn hồi tưương ứng với p
i
(cm).
3. Mô duyn phản ứng nền.
- Độ võng tại 1 điểm bất kỳ trên đỉnh nền đường chỉ tỷ lệ thuận với áp lực đơn vị

p tác dụng lên điểm đó.
- Hệ số tỷ lệ phản ánh quán hệ giữa áp lực và độ lún gọi là moduyn phản ứng
nền k (Mpa/m
3
).
l
p
k
=
Trị số moduyn phản ứng nền k cũng được xác định bằng thí nghiệm tấm
ép, thông qua đường kính cong tải trọng - tổng biến dạng đo được theo phương
pháp gia tải từng cấp có thể biết được trị số k thay đổi theo áp lực hoặc độ lún
cần lấy.
Trị số l với việc xét đến áp lực dưới tấm bê tông có thể lấy l=1.27 hoặc
p=0.07 MPa khi nền đất tương đối chắc.
22
4. Hệ số CBR
- CBR là một chỉ tiêu xác định năng lực chịu tải của đất nền đường và của
vật liệu mặt đường đề ra ở bang Caliphonia (Mỹ) dùng để biểu thị khả năng
chống lại biến dạng dỡ tải trong nén cục bộ và biểu thị bằng trị số tương đối so
với năng lực chịu tải của khối đá dăm tiêu chuẩn.
- Thí nghiệm CBR được tiến hành trong một cối đường kính trong 152,4
mm, cao 177,3mm. Dùng pít tông nén lún đường kính 4.95 cm- tốc độ nén lún
1.24mm/phút và đo được trị số tải trọng ứng với các độ sâu lún khác nhau rồi
dựa vào công thức dưới đây để tính CBR
(%)100
1
x
p
p

CBR
=
Trong đó:
p- áp lực đơn vị ứng với một lượng lún nào đó trong vật liệu thí nghiệm.
p1- áp lực đơn vị ứng với lượng lún như vậy trong đá dăm tiêu tiêu chuẩn.
Thông thường khi tính toán trị số CBR lấy với độ lún là 1/10in=2,54 mm
hoặc 5,087 mm nếu tương ứng CBR với lượng lún trên nhỏ hơn lượng lún
dưới. Chú ý rằng giữa k và CBR hoặc CBR và moduyn đàn hồi có thể lập
đường cong quan hệ với nhau và lợi dụng tài liệu thí nghiệm CBR để tính đổi
thành trị số k hoặc moduyn đàn hồi.
5. Tiêu chuẩn đầm nén.
- Nền đường sau khi đầm nén đảm bảo tiêu chuẩn sẽ chặt khít lại, giảm
nhỏ tính ép lún, tính thấm nước và thay đổi thể tích, tăng cường độ tăng năng
lực chống biến dạng và độ ổn định đối với nước, khắc phục được được việc sinh
ra biến dạng lún chặt dưới tác dụng của trọng lượng bản thân, của tác dụng lặp
lại của xe chạy, khống chế được việc tích tụ ẩm dẫn đến hiện tượng đông
chướng và lầy lội, tránh được các hư hỏng lún sụt do nước gây ra.
- Tỷ số của độ chặt sau khi đầm nén trên độ chặt lớn nhất tìm được bằng
thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn ( thí nghiệm Proctor) để biểu thị mức độ nén
chặt, gọi là độ nén chặt làm chỉ tiêu yêu cầu phải nén chặt.
23
- Hiện nay đang quy định:
+ Với đường cấp 3 và cấp 4 cho phép theo độ chặt lớn nhất xác định bằng thí
nghiệm bằng Proctor thường.
+ Với đường ôtô cao tốc và đường ôtô cấp 1 thì độ chặt của nền đường đắp
trong phần trên nền đường 0 - 80 cm và nền đào từ 0 - 30 cm phải >95%.
+ Với các khu vực khô hạn và ẩm ướt đặc biệt, các trị số độ chặt có thể giảm
xuống 2- 3%.
CHƯƠNG 2: ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ MỚI TRONG XỬ LÝ NỀN
ĐẤT YẾU HIỆN NAY Ở NƯỚC TA

2.1. Giới thiệu về một số công nghệ mới xử lý nền đất yếu
Thi công đường trong khu vực đất yếu luôn là một thách thức vô cùng lớn với
không chỉ quốc gia nào. Tuy nhiên hiện nay đã có rất nhiều công nghệ mới được
áp dụng để xử lý triệt để hiện tượng trên. Một trong số những công nghệ mới
hiện nay có thể được kể đến như sau:
24
+ Công nghệ xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố xi măng
+ Công nghệ xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bơm hút chân không….
Công nghệ bơm hút chân không là một trong những công nghệ mới được ứng
dụng vào nước ta và đã có những thành công đáng kể.
2.2. Ứng dụng các công nghệ mới xử lý nền đất yếu ở nước ta hiện nay
2.2.1. Công nghệ cố kết hút chân không
2.2.1.1. Tổng quát
Hút chân không (HCK) là phương pháp xử lý nền bằng cách bơm hút nước
ra khỏi đất nền để giảm hệ số rỗng, tăng liên kết giữa các hạt đất, nhờ đó mà
giảm được độ lún và tăng sức chịu tải của nền khi xây dựng công trình. Hiện
nay trên thế giới có rất nhiều công ty xây dựng triển khai công nghệ HCK, mỗi
một công ty lại có những cải tiến riêng, những thiết bị riêng để phù hợp với các
công trình xây dựng mà công ty đó thực hiện. Vì vậy trong thực tế có nhiều
biện pháp thi công HCK khác nhau. Tuy nhiên các phương pháp này đều dùng
gia tải để hỗ trợ quá trình rút nước khỏi nền. Về cơ bản có thể phân thành hai
loại chính là thi công HCK có màng kín khí và không có màng kín khí.
2.2.1.2. Nhóm phương pháp thi công có màng kín khí
Màng kín khí thông thường là màng địa kỹ thuật (geo- membrane) bao kín
toàn bộ khu vực thi công. Trong quá trình bơm hút, mực nước ngầm hạ xuống
và không khí cũng được rút ra, tạo một vùng áp suất nhỏ hơn áp suất khí quyển
trong lớp đất gia tải nằm dưới màng, từ đó hình thành một gia tải phụ do sự
chênh lệch về áp suất không khí ở trên và dưới màng kín khí (hình 2. 12). Đại
diện của nhóm phương pháp thi công HCK có màng kín khí là phương pháp
MVC (Menard Vacuum Consolidation).

Khi thi công MVC cần lưu ý các yêu cầu kỹ thuật sau:
- Duy trì hệ thống thoát nước hoạt động có hiệu quả nằm dưới màng chống
thấm để thoát nước và khí trong suốt quá trình bơm hút, không để tắc hoặc hở.
- Giữ cho vùng đất dưới màng kín khí không bão hòa nước.
- Giữ ổn định áp suất chân không dưới màng.
25
- Giữ kín khí trên toàn bộ diện tích màng phủ, đặc biệt đoạn nối máy bơm
và màng.
- Neo giữ và kín khí toàn bộ hệ thống tại biên khu vực xử lý (hào
bentonite).
- Hạn chế dòng thấm của nước ngầm đi vào khu vực xử lý.
Hình 2. 1. Sơ đồ nguyên lý phương pháp MVC
Nhìn chung, phương pháp MVC có ưu điểm là có thể giảm khối lượng gia
tải, tuy nhiên công tác chuẩn bị thi công phức tạp do phải hàn nối màng kín khí
và kiểm soát chặt chẽ khả năng kín khí của màng.
2.2.1.3. Nhóm phương pháp thi công không có màng kín khí
Nguyên tắc của nhóm phương pháp thi công không có màng kín khí dựa
trên việc đơn giản hóa phương pháp MVC bằng cách bỏ đi màng kín khí, cũng
là bỏ đi sự trợ giúp của áp suất khí quyển. Thay vào đó, nhóm phương pháp
này yêu cầu đắp lớp gia tải cao hơn để bù đắp sự thiếu hụt về áp lực gia tải (hình