Khảo sát sự làm việc của nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng xử lý nền đất yếu bằng phương pháp phần tử hữu hạn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC XÂY DỰNG

NGUYỄN THÀNH ĐẠT

KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA NỀN LIÊN HỢP
SỬ DỤNG CỌC BÊ TÔNG XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN
Chuyên ngành: Xây dựng Đường ô tô & Đường thành phố
Mã số: 60.58.30

LUẬN VĂN THẠC SỸ KỸ THUẬT

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : TS. BÙI PHÚ DOANH

Hà Nội - 2012


1

LỜI CẢM ƠN
Trong quá trình thực hiện luận văn từ lúc ý tưởng cịn thai nghén cho đến ngày hồn thành
đã gặp rất nhiều khó khăn từ nguồn tài liệu tham khảo ít ỏi, phương pháp tư duy cho đến phương
pháp tính tốn, xử lý số liệu. Đến nay, luận văn đã hoàn thành đúng mục tiêu đề ra và thời hạn cho
phép.
Lời đầu tiên, tác giả xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS. Bùi Phú Doanh, người đã
trực tiếp hướng dẫn, chỉ bảo, quan tâm giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tác giả trong suốt
q trình thực hiện và hồn thiện luận văn. Cơ hội được làm việc với TS. Bùi Phú Doanh đã tạo
cho tác giả một sức bật mới trong chuyên môn và nhiều kinh nghiệm trong cuộc sống.
Tác giả chân thành cảm ơn các thầy trong Khoa Cầu Đường, đặc biệt là Bộ môn Đường ôtô
và đường đô thị đã giảng dạy và truyền đạt kiến thức cũng như kinh nghiệm thực tế trong thời gian

học tập của khóa học.
Tác giả xin gửi lời cảm ơn đến Khoa đào tạo sau đại học - Đại học Xây dựng đã tạo mọi
điều kiện và giúp đỡ để tác giả hồn thành khóa học.
Tác giả cũng xin gửi lời cảm ơn đến các thầy cô, đồng nghiệp trong Khoa Cầu Đường –
Trường đại học Xây dựng đã tạo điều kiện về thời gian và hỗ trợ trong công tác giảng dạy để tác
giả thuận lợi trong quá trình học tập cũng như làm tốt nghiệp.
Tác giả chân thành cảm ơn tập thể lớp Cao học Xây dựng đường ôtô và đường thành phố,
khóa T8/2009 đã hỗ trợ rất nhiều trong suốt quá trình học tập và trong thời gian làm luận văn tốt
nghiệp.
Lời cuối cùng, tác giả xin gửi lời cảm ơn sâu sắc nhất đến gia đình tác giả đã ln bên cạnh
động viên, hỗ trợ và chăm sóc chu đáo để tác giả hồn thành khóa học.
Mặc dù đã có rất nhiều cố gắng, tham khảo từ nhiều nguồn tài liệu có uy tín song kiến thức
là vơ hạn mà khả năng của tác giả lại hữu hạn nên đơi lúc khó tránh khỏi những sai sót nhất định.
Tác giả rất mong nhận được sự đóng góp ý kiến, phê bình trên tinh thần xây dựng của các thầy cô
trong hội đồng cũng như của độc giả.
Em xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2012
Tác giả

Nguyễn Thành Đạt


2

MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG..........................................................................................4
DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ .....................................................................5
PHẦN MỞ ĐẦU .........................................................................................................8
PHẦN MỞ ĐẦU .........................................................................................................8
1.

Đặt vấn đề ........................................................................................................8

2.

Mục đích nghiên cứu ......................................................................................12

3.

Đối tượng nghiên cứu ....................................................................................13

4.

Phương pháp nghiên cứu................................................................................13

5.

Ý nghĩa khoa học của đề tài ...........................................................................13

6.

Bố cục đề tài ...................................................................................................13

CHƯƠNG 1:
1.1

TỔNG QUAN VỀ NỀN LIÊN HỢP ..............................................15

Sự phát triển nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng. ......................15

1.1.1

Tổng quan về nền liên hợp ..............................................................15

1.1.2

Khái niệm nền liên hợp ...................................................................26

1.2

Sự làm việc của nền liên hợp sử dụng cọc bê tơng xi măng. .................26

1.2.1

Ngun lý hình thành nền liên hợp .................................................26

1.2.2

Sự làm việc của cọc (mũ cọc) .........................................................27

1.2.3

Sự làm việc của lớp đệm đầu cọc ....................................................28

1.2.4

Sự làm việc của nền liên hợp ..........................................................29

1.3

Ảnh hưởng của lớp đệm đầu cọc trong nền liên hợp sử dụng cọc bê tông

xi măng ..............................................................................................................30
1.4

Kết luận chương 1...................................................................................30

CHƯƠNG 2:

PHƯƠNG PHÁP LUẬN VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN

NỀN LIÊN HỢP SỬ DỤNG CỌC BÊ TƠNG XI MĂNG.......................................32
2.1

Ngun lý hình thành nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng .........32

2.2

Các phương pháp lý thuyết tính tốn nền liên hợp sử dụng cọc bê tơng xi

măng ................................................................................................................33
2.2.1

Hiệu ứng vịm và cơ chế hình thành ...............................................33

2.2.2

Phương pháp tính tốn hiệu ứng vịm theo Terzaghi ......................38

3

2.2.3

Phương pháp tính tốn hiệu ứng vịm theo Nordic của các nước Bắc

Âu

.........................................................................................................40

2.2.4

Phương pháp tính tốn hiệu ứng vịm theo tiêu chuẩn Anh

BS8006:1995 ..................................................................................................41
2.2.5

Phương pháp tính tốn hiệu ứng vịm theo tiêu chuẩn Đức cũ .......42

2.2.6

Phương pháp tính tốn hiệu ứng vòm theo tiêu chuẩn EBGEO 2004
.........................................................................................................45

2.2.7

Sức chịu tải của cọc bê tơng xi măng trong nền liên hợp ...............47

2.3

Tính toán độ lún nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng .................51

2.4

Kết luận chương 2...................................................................................54

CHƯƠNG 3:

KHẢO SÁT SỰ LÀM VIỆC CỦA NỀN LIÊN HỢP SỬ DỤNG

CỌC BÊ TÔNG XI MĂNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
PHẦN TỬ HỮU HẠN ..............................................................................................56
3.1

Giới thiệu phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus ......................................56

3.1.1

Giới thiệu phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus...............................56

3.1.2

Các bước mơ hình hóa một bài tốn trong chương trình Abaqus ...59

3.2

Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus khảo sát bài toán nền liên

hợp sử dụng cọc bê tông xi măng ......................................................................61
3.2.1

Số liệu vật liệu đầu vào: ..................................................................61

3.2.2

Mơ hình hóa bài tốn bằng phần mềm Abaqus ...............................62

3.2.3

Khảo sát các bài toán bằng phần mềm ABAQUS...........................66

3.3

Kết luận chương......................................................................................85

CHƯƠNG 4:

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ .........................................................87

4.1

Kết luận ...................................................................................................87

4.2

Kiến nghị ................................................................................................88

4.3

Hạn chế của luận văn ..............................................................................89

4.4

Hướng phát triển của luận văn ................................................................89

TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................90
PHẦN PHỤ LỤC ......................................................................................................93


4

DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3-1: Bảng số liệu địa chất và vật liệu đắp ........................................................61
Bảng 3-2: Bảng ứng suất tại đầu cọc khi không sử dụng mũ cọc .............................70
Bảng 3-3: Tỷ diện tích bố trí cọc trong 100m2 đất nền ............................................72
Bảng 3-4: Bảng độ phủ mũ cọc so với đất nền khi khoảng cách cọc là 3m .............74
Bảng 3-5: Bảng ứng suất tại đầu cọc, đất giữa các cọc khi khoảng cách cọc là 3m.78
Bảng 3-6: Độ lún nền đất giữa hai cọc (mm) ............................................................79
Bảng 3-7: Bảng ứng suất đầu cọc khi môdul đàn hồi lớp đệm mũ cọc thay đổi ......82
Bảng 3-8: Bảng ứng suất đất giữa cọc khi Eđh lớp đệm mũ cọc là 400MPa .............83
Bảng 3-9: Bảng ứng suất đầu cọc khi môdul đàn hồi lớp đá dăm đệm thay đổi ......84
Bảng 3-10: Bảng độ lún nền đất giữa hai cọc sau thời gian 15 năm.........................85


5

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ
Hình 1.1: Mặt cắt ngang xử lý nền đất yếu bằng đệm cát .........................................16
Hình 1.2: Mặt cắt ngang xử lý nền đất yếu bằng bệ phản áp ....................................16
Hình 1.3: Nền đường sử dụng phương tiện thốt nước thẳng đứng ........................17

Hình 1.4: Sơ đồ cơng nghệ hút chân khơng .............................................................17
Hình 1.5: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường ..18
Hình 1.6: Tuyến đường sắt HamBurg - Berlin sử dụng cọc bê tơng xi măng .........19
Hình 1.7: Q trình thi công tại tuyến đường sắt Bắc Kinh - Thiên Tân ................19
Hình 1.8: Nền đường sau khi thi cơng cọc tại tuyến đường sắt Bắc Kinh - Thiên Tân
..................................................................................................................20
Hình 1.9: Cấu tạo nền liên hợp sử dụng cọc cứng...................................................20
Hình 1.10: Cấu tạo điển hình nền liên hợp .......…………………………………… 23
Hình 1.11:

Khối đất phủ lên trên một khoảng rỗng tiềm năng (theo

McKelvey,1994) ......................................................................................24
Hình 1.12: Sự hình thành của một vịm thực (khoảng rỗng dưới khối đất) (theo
McKelvey, 1994).. ...................................................................................24
Hình 1.13: Khối đất lún hình thành nên một vịm giảm tải (theo McKelvey,
1994).... ....................................................................................................25
Hình 1.14: Nguyên lý hình thành nền liên hợp ........................................................27
Hình 1.15: Sự làm việc của nền liên hợp... ...............................................................30
Hình 2.1: Phân bố tải trọng đắp lên đầu cọc theo BS8006:1995... ...........................34
Hình 2.2: Cơ chế truyền tải của nền đường đắp trên cọc .........................................37
Hình 2.3: Miêu tả phân tích hiệu ứng vịm theo Terzaghi .. .....................................39
Hình 2.4 : Dạng hình nêm 2D và 3D … ...................................................................40
Hình 2.5 : Hình vịm bán cầu theo BS8006:1995…. ................................................41
Hình 2.6 : Phân tích trạng thái cân bằng tại đỉnh vịm ….. .......................................43
Hình 2.7 : Phân tích trạng thái cân bằng phía trên đầu cọc … .................................43
Hình 2.8 : Kiểu vịm nhiều lớp ….............................................................................45


6

Hình 2.9 : Phân bố ứng suất thẳng đứng của đất đắp dọc theo chiều sâu với kiểu
vòm nhiều lớp ….. ...................................................................................46
Hình 2.10 : Tỷ thay thế và độ phủ mũ cọc khi bố trí cọc theo hình vng…...........49
Hình 2.11 : Giới hạn ngồi của mũ cọc…. ...............................................................50
Hình 2.12 : Tính lún nền gia cố khi tải trọng tác dụng chưa vượt q .....................54
Hình 3.1 : Mơ hình hóa nền đất yếu gia cố bằng cọc bê tông xi măng .....................63
Hình 3.2 : Định nghĩa vật liệu các phần tử. ..............................................................64
Hình 3.3: Gán điều kiện biên cho bài tốn. ...............................................................65
Hình 3.4: Mơ hình chia lưới phần tử. ........................................................................66
Hình 3.5: Nền đất làm việc khi không sử dụng biện pháp gia cố .............................67
Hình 3.6: Mơ hình thực nghiệm được thực hiện trên máy gia tốc ly tâm với chiều
cao nền đắp là 8m, chiều dày nền đất yếu dày 15m, nền đất khơng sử
dụng giải pháp gia cố.... ...........................................................................68
Hình 3.7: Kết quả phân tích bài tốn bằng phần mềm phần tử hữu hạn. .................69
Hình 3.8: Hiệu ứng vịm hình thành trên đầu cọc. ....................................................69
Hình 3.9: Biểu đồ ứng suất nền đất trên đầu cọc khi khoảng cách cọc thay đổi ......70
Hình 3.10: Mơ hình thực nghiệm được thực hiện trên máy gia tốc ly tâm với chiều
cao nền đắp là 8m, chiều dày nền đất yếu dày 15m, chiều sâu cọc xử lý
15m, khoảng cách cọc là 6D và không sử dụng mũ cọc.... ......................71
Hình 3.11: Biểu đồ ứng suất trên đầu cọc khi khoảng cách cọc từ 2D đến 8D ........72
Hình 3.12: Tỷ diện tích cọc thay thế .........................................................................73
Hình 3.13: Hiệu ứng vịm hình thành trên đầu cọc. ..................................................74
Hình 3.14: Nền đất trước và sau khi biến dạng. ........................................................74
Hình 3.15: Mơ hình thực nghiệm được thực hiện trên máy gia tốc ly tâm với chiều
cao nền đắp là 8m, chiều dày nền đất yếu dày 15m, chiều sâu cọc xử lý
15m, khoảng cách cọc là 6D và độ phủ mũ cọc là 2.5%.... .....................75
Hình 3.16: Biểu đồ ứng suất nền đất trên đầu cọc khi khoảng cách cọc là 6D, độ phủ
mũ cọc thay đổi ........................................................................................76

7

Hình 3.17: Biểu đồ ứng suất nền đất giữa hai cọc khi khoảng cách cọc là 6D, độ phủ
mũ cọc thay đổi ........................................................................................77
Hình 3.18: Biểu đồ ứng suất tại đầu cọc và đất nền khi khoảng cách giữa các cọc là
6D .............................................................................................................78
Hình 3.19: Biểu đồ lún nền đất trong các trường hợp sau khi thi cơng ....................79
Hình 3.20: Biểu đồ lún nền đất sau 15 năm khi khoảng cách cọc là 3m ..................79
Hình 3.21: Hiệu ứng vịm hình thành trên đầu cọc khi mơdul lớp đệm tăng ...........81
Hình 3.22: Biểu đồ ứng suất nền đất trên đầu cọc khi khoảng cách cọc là 6D trường
hợp Eđh lớp đệm là 400Mpa, độ phủ mũ cọc thay đổi ............................81
Hình 3.23: Biểu đồ ứng suất nền đất giữa hai cọc khi khoảng cách cọc là 6D trường
hợp Eđh lớp đệm là 400MPa ...................................................................82
Hình 3.24: Biểu đồ ứng suất trên đầu cọc khi môdul đàn hồi lớp đệm biến đổi ......83
Hình 3.25: Biểu đồ lún nền đất khi thay đổi môdul đàn hồi lớp đệm và độ phủ mũ
cọc sau thời gian 15 năm. ........................................................................84


8

PHẦN MỞ ĐẦU
1.

Đặt vấn đề
Trong những năm gần đây, cùng với việc phát triển kinh tế xã hội, nhu cầu

xây dựng các cơng trình cầu đường ngày càng tăng, đặc biệt là các cơng trình đường
cao tốc. Việt Nam với diện tích khoảng 327.480 km2 đất liền, trong đó địa hình
đồng bằng chiếm khoảng hơn 20%, địa hình đồi chiếm khoảng 40% và núi khoảng

hơn 40%. Phần lớn diện tích đồng bằng tập trung ở đồng bằng sông Hồng với diện
tích 15.000 km2 với chiều dày lớp đất yếu từ vài mét đến hơn 100m, đồng bằng
sông Cửu Long với diện tích 40.000 km2 với chiều dày lớp đất yếu từ 5 đến 30m, cá
biệt có khu vực từ 15 đến 300m và vùng đồng bằng ven biển miền trung. Các vùng
đồng bằng này chủ yếu là đất phù sa với địa chất yếu và phức tạp. Khu vực đồng
bằng sông Hồng và đồng bằng sông Cửu Long được coi là hai khu vực kinh tế trọng
điểm của nước ta địi hỏi mạng lưới giao thơng đồng bộ, thơng suốt, đáp ứng được
nhu cầu vận tải ngày càng cao, phát huy tối đa vị trí trung tâm kinh tế của vùng. Để
đảm bảo kết nối khu vực kinh tế trọng điểm với khu vực lân cận có nhu cầu vận tải
lớn, tốc độ cao cần có mạng lưới đường cao tốc hoàn chỉnh, hợp lý đáp ứng được
yêu cầu phát triển lâu dài. Theo quy hoạch phát triển mạng lưới đường cao tốc đã
được Thủ tướng Chính phủ phê duyệt tại Quyết định số 1734/QĐ-TTg ngày 01
tháng 12 năm 2008, tổng chiều dài các tuyến đường cao tốc là 5.753km trong đó
khu vực đồng bằng sơng Hồng là 556km và khu vực đồng bằng sông Cửu Long là
1468km. Việc thi cơng xây dựng các cơng trình đường cao tốc đi qua hai khu vực
này cần có giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp đảm bảo tính bền vững của cơng
trình. Có nhiều giải pháp xử lý nền đất yếu được sử dụng tại các cơng trình đường
cao tốc đã và đang thi công tiêu biểu như:


Dự án đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng: điểm đầu nằm trên đường

vành đai 3 của Hà Nội, điểm cuối là đập Đình Vũ của Hải Phịng. Đây là cơng trình
đường cao tốc hiện đại nhất Việt Nam cho tới thời điểm hiện nay với chiều dài
105.5km, bề rộng mặt đường từ 32.5m đến 35m với 6 làn xe chạy theo tốc độ thiết


9

kế 120km/h. Tuyến đường sử dụng các giải pháp xử lý nền đất yếu tiên tiến trên thế

giới như:


Giải pháp cọc cát đầm với ưu điểm thi công nhanh, tăng độ kháng cắt

của đất yếu, chiều sâu xử lý đất yếu tương đối lớn có thể lên tới 30m, dễ dàng kiểm
sốt về chất lượng và khối lượng. Tại gói thầu số 2 [15] đoạn km 6+739 -:- km
6+860 sử dụng giải pháp này với thời gian thi công từ 8 đến 9 tháng.


Giải pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước: chiều sâu xử lý đất yếu khá

lớn lên đến 40m, tuy nhiên thời gian thi công dài như tại gói thầu số 2 [15] đoạn km
9+600 đến km 9+700 và km 10+860 đến km 10+740 từ 12 đến 13 tháng, làm xáo
động vùng đất yếu dưới nền đắp, kiểm sốt chất lượng khó khăn.


Giải pháp giếng túi cát đường kính từ 7 đến 10cm: duy trì được đường

thốt nước thẳng đứng dưới tác dụng của tải trọng, tăng nhanh độ cố kết so với
giếng cát thông thường, tiết kiệm hơn so với giếng cát.


Giải pháp giếng cát: chiều sâu xử lý đất yếu khá lớn, tuy nhiên thời

gian thi cơng dài như tại gói thầu số 2 [15] đoạn km 7+880 đến km 8+220 và km
8+880 đến km 9+040 từ 14 đến 15 tháng, làm xáo động vùng đất yếu dưới nền đắp,
kiểm sốt chất lượng khó khăn.


Dự án đường cao tốc TP Hồ Chí Minh - Long Thành - Dầu Giây:

điểm đầu là nút giao An Phú - quận 2, TP Hồ Chí Minh và điểm cuối là nút giao
quốc lộ 1A tại Dầu Giây tỉnh Đồng Nai. Dự án có chiều dài là 55km, mặt đường
giai đoạn 1 có 4 làn xe chạy theo tốc độ thiết kế 120km/h. Tuyến đường sử dụng
nhiều giải pháp gia cố hiện đại như:


Giải pháp hút chân khơng: thay vì thời gian sử dụng cọc cát hay bấc

thấm được đề xuất trong giai đoạn thiết kế kỹ thuật phải chờ 18 tháng thì sử dụng
giải pháp hút chân khơng thì chỉ mất 5 tháng để có thể đạt cố kết 90%, làm giảm giá
thành thi công và đảm bảo chất lượng. Tuy nhiên, có nhược điểm là khó làm kín
khí, bị giới hạn về độ sâu gia cố, giá thành cao do phải sử dụng các biện pháp tăng
độ chân khơng vùng gia cố. Tại gói thầu số 3 [2] đoạn km 14+100 -:- km 23+900 có


10

sử dụng giải pháp hút chân không với thời gian thi công là 8 tháng, tiết kiệm 10 đến
12 tháng nếu sử dụng giải pháp bấc thấm tại đây.


Giải pháp cọc xi măng đất: Chiều sâu xử lý khoảng 20m đến 30m,

thời gian thi công ngắn, giảm độ lún của nền đường, cường độ đất nền cao, thích
hợp với các loại đất yếu khác nhau, dễ dàng kiểm soát được chất lượng. Tại gói thầu
số 3 [2] đoạn km 14+100 -:- km 23+900 có sử dụng giải pháp cọc xi măng đất với
tổng độ lún sau 20 năm là 21cm. Nhược điểm của giải pháp này là khi hàm lượng
hữu cơ trong đất yếu cao ảnh hưởng đến cường độ của cọc.

Ta có thể thấy việc sử dụng giải pháp xử lý nền đất yếu ở hai dự án đường
cao tốc là khác nhau. Với dự án đường cao tốc Hà Nội - Hải Phịng sử dụng giải
pháp thốt nước thẳng đứng kết hợp gia tải trước cần thời gian để nền đất cố kết.
Giải pháp này tuy giá thành thấp nhưng thời gian thi cơng kéo dài, kiểm sốt chất
lượng thi cơng khó khăn. Dự án đường cao tốc TP Hồ Chí Minh - Long Thành Dầu Giây đã sử dụng giải pháp thi công với công nghệ cao giá thành đắt tuy nhiên
rút ngắn được thời gian thi cơng từ 10 đến 12 tháng, sớm đưa cơng trình vào khai
thác, đặc biệt đối với các cơng trình sử dụng nguồn vốn vay.
Việc xây dựng các cơng trình giao thông trên địa chất yếu, phức tạp luôn tồn
tại những nguy cơ gây sụt trượt, lún, biến dạng cơng trình ảnh hưởng lớn đến khai
thác sử dụng cơng trình. Vấn đề nền đường bị biến dạng trên nền đất yếu hiện nay
rất được quan tâm giải quyết để đảm bảo khai thác bình thường và lâu dài của tuyến
đường. Ở Việt Nam và các nước trên thế giới, để giải quyết bài toán thiết kế nền
đường đắp trên nền đất yếu thường tiến hành theo hai nhóm giải pháp chính sau:


Nhóm 1: nhóm giải pháp cải thiện sức chịu tải của nền đất như:



Đào thay đất.



Đầm chặt bằng quả rơi tự do.



Bệ phản áp



Thoát nước thẳng đứng kết hợp gia tải trước (phương pháp cọc cát,

giếng cát, bấc thấm).


Phương pháp thốt nước bằng áp lực như hút chân khơng.


11



Nhóm 2: nhóm giải pháp gia cường nền đất yếu như:



Sử dụng cọc tre, cọc cừ tràm.



Cọc cát đầm.



Vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật



Cọc đá balát.



Cọc xi măng đất.



Cọc ống bê tông xi măng đúc sẵn, đổ tại chỗ.



Cọc bê tơng xi măng cốt thép.

Đối với đất có tính nén lún cao, để tăng nhanh tốc độ cố kết và giảm thiểu
lún dư của nền đắp khi khai thác thì việc sử dụng các biện pháp thốt nước thẳng
đứng kết hợp gia tải đem lại hiệu quả nhất định nhưng thời gian thi công bị kéo dài,
gây tổn thất về thời gian đưa cơng trình vào khai thác, đặc biệt là những cơng trình
đường cao tốc có chi phí đầu tư xây dựng lớn, và phần lớn vốn đầu tư là vốn vay
nước ngoài cần sử dụng các biện pháp để rút ngắn thời gian thi công sớm đưa cơng
trình vào khai thác. Chính vì vậy, hiện nay hình thành xu thế xử lý nền đất yếu bằng
giải pháp phối hợp các biện pháp để hình thành hệ nền liên hợp làm việc tốt hơn và
rút ngắn thời gian thi công. Điều này tạo nên một xu thế nghiên cứu mới trong việc
kết hợp các biện pháp xử lý nền đất yếu.
Trên thế giới đã có những tiêu chuẩn về việc thiết kế xử lý nền đất yếu bằng
hệ cọc như BS8006:1995 của Anh; EBGEO 2004 của Đức; chỉ dẫn thiết kế của
quân đội Mỹ năm 1991; tiêu chuẩn JGJ/T 213 - 2010 của Trung Quốc về thiết kế và
thi công cọc PCC. Một số quốc gia đã sử dụng các biện pháp này để xây dựng các
công trình như tại Hà Lan đã xây dựng tuyến đường sắt năm 2008, đường cao tốc và
đường địa phương năm 2009; tuyến đường sắt Hamburg - Berlin năm 2003; tuyến
đường sắt cao tốc giữa Bắc Kinh và Thiên Tân năm 2008 sử dụng cọc bê tơng đúc

sẵn đường kính 45cm có chiều dài tới 35m. Ở Việt Nam trong vịng 10 năm trở lại
đây, việc sử dụng các công nghệ xử lý nền đất yếu ngày càng phát triển với những
phương pháp khác nhau, tuy nhiên bước đầu cũng chỉ áp dụng làm cọc chống dưới
sàn giảm tải tại các vị trí chuyển tiếp giữa đầu cầu và đường.


12

Một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu là giải pháp gia cường bằng cọc
bê tông xi măng đã đạt được hiệu quả nhất định ở các nước trên thế giới. Giải pháp
này có thể xử lý nền đất yếu với độ sâu lớn từ 25 đến 50 m. Giải pháp xử lý nền đất
yếu bằng cọc bê tông xi măng đổ tại chỗ, cọc ống bê tông xi măng, cọc bê tông cốt
thép đúc sẵn theo phương pháp rung hoặc tạo lỗ đã hình thành nền đường ô tô làm
việc theo nguyên tắc liên hợp (gọi tắt là nền liên hợp), trong đó cọc và nền đất giữa
các cọc cùng tham gia chịu lực, khác với mô hình cọc truyền thống chỉ cọc tham gia
chịu lực. Nền liên hợp có sức chịu tải cao, thỏa mãn yêu cầu nền đường đắp đầu cầu
và trên nền đất yếu, rút ngắn thời gian thi công do không cần thời gian cố kết, tăng
nhanh độ ổn định của đất nền. Huy động được sức chịu tải của đất yếu vào tham gia
làm việc đồng thời với cọc, tùy theo sức chịu tải của đất yếu mà khoảng cách cọc có
thể thay đổi để giảm giá thành. Với những ưu điểm này giải pháp xử lý nền đất yếu
bằng cọc bê tông xi măng bước đầu được nghiên cứu đưa vào xử lý nền đất yếu trong
điều kiện địa chất Việt Nam, tuy nhiên mới chỉ là các giải pháp cọc trên hệ sàn,
nghiên cứu hệ cọc độc lập chưa được ứng dụng vào cơng trình cụ thể nào.
Theo các tài liệu tham khảo mà tác giả được biết thì chưa có nghiên cứu sâu
để áp dụng giải pháp này ở Việt Nam. Với những ưu điểm về công nghệ thi cơng
đơn giản, kiểm sốt chất lượng trong khi thi cơng và sau khi thi công dễ dàng, rút
ngắn thời gian thi cơng, sớm đưa cơng trình vào khai thác thì việc đưa vào bổ sung
các giải pháp thiết kế xử lý nền đất yếu là cấp bách và thiết yếu. Trên cơ sở các
phân tích ở trên, việc nghiên cứu chuyên sâu về phương pháp xử lý nền đất yếu
bằng cọc bê tơng xi măng chưa có cơng trình thực tế cụ thể, kết quả thực nghiệm

hay lý thuyết ở Việt Nam. Vì vậy, tác giả lựa chọn đề tài “Khảo sát sự làm việc của
nền liên hợp sử dụng cọc Bê tông xi măng xử lý nền đất yếu bằng phương pháp
phần tử hữu hạn” để làm đề tài nghiên cứu luận văn cuối khóa.
2.

Mục đích nghiên cứu
Nghiên cứu khái niệm nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng, các lý

thuyết tính tốn của nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.


13

Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn khảo sát sự biến thiên khoảng cách, độ
phủ mũ cọc và cường độ lớp đệm đầu cọc trong nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi
măng.
Đề xuất ứng dụng của giải pháp này trên cơ sở kết quả khảo sát bằng phương
pháp phần tử hữu hạn trong thiết kế xử lý nền đất yếu ở điều kiện Việt Nam.
3.

4.

Đối tượng nghiên cứu


Nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.



Nghiên cứu phần mềm phần tử hữu hạn.

Phương pháp nghiên cứu


Thu thập số liệu, tài liệu phục vụ cho việc nghiên cứu khái niệm, lý

thuyết nền đường liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.


Nghiên cứu sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn để giải các bài toán

liên quan.

5.

Vận dụng phần mềm phần tử hữu hạn khảo sát bài toán đặt ra.

Ý nghĩa khoa học của đề tài
Nêu được lý thuyết bản chất, phương pháp tính tốn nền đường liên hợp sử

dụng cọc bê tơng xi măng, từ đó khảo sát sự biến thiên khoảng cách của cọc bê tông
xi măng, độ phủ mũ cọc và cường độ lớp đệm đầu cọc. Ứng dụng giải pháp này
trong thiết kế xử lý nền đất yếu trong điều kiện Việt Nam.
6.

Bố cục đề tài
Nội dung của đề tài được thể hiện trong 4 chương:
Chương 1: Tổng quan về nền liên hợp
1.1 Sự phát triển nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng
1.2 Sự làm việc của nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng

1.3 Ảnh hưởng của lớp đệm trong nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng
1.4 Kết luận chương 1.
Chương 2: Phương pháp luận và các phương pháp tính tốn nền liên hợp sử

dụng cọc bê tơng xi măng.
2.1 Ngun lý hình thành nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.


14

2.2 Các phương pháp lý thuyết tính tốn nền liên hợp sử dụng cọc bê tơng xi
măng.
2.3 Tính tốn độ lún nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.
2.4 Kết luận chương 2.
Chương 3: Khảo sát sự làm việc của nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi
măng xử lý nền đất yếu bằng phần tử hữu hạn.
3.1 Giới thiệu phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus.
3.2 Sử dụng phần mềm phần tử hữu hạn Abaqus để khảo sát bài toán nền
liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.
3.3 Kết luận chương 3.
Chương 4: Kết luận và kiến nghị
4.1 Kết luận.
4.2 Kiến nghị.
4.3 Hạn chế của đề tài.
4.4 Hướng phát triển của luận văn.


15

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ NỀN LIÊN HỢP

Để đảm bảo ổn định, bằng phẳng, vận hành với vận tốc cao trong thiết kế
đường cao tốc cũng như đường cấp cao khác cần phải khống chế bến dạng và tính
ổn định của nền đường, nền đường có khả năng xuất hiện các nguyên nhân gây hư
hỏng khác là một trong những nhân tố khống chế quan trọng đầu tiên trong việc
kiểm soát chất lượng đảm bảo tiến độ của đường, chất lượng của đường cao tốc.
Tuy nhiên nền đường tự nhiên khó có khả năng tiếp nhận được tồn bộ tải trọng và
đảm bảo sức chịu tải hoặc các yêu cầu về độ lún, từ đó cần phải thiết kế xử lý đảm
bảo ổn định của nền đường. Các giải pháp đang áp dụng như thoát nước cố kết,
thay đất, cọc xi măng đất, cọc bê tông xi măng đúc sẵn hay cọc bê tông xi măng đổ
tại chỗ (hệ cọc cứng) tạo thành nền liên hợp. Nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi
măng trong một số năm gần đây được sử dụng khá rộng rãi trên thế giới để xử lý
nền đất yếu. Giải pháp nền liên hợp với những ưu điểm thời gian thi công nhanh
sau khi xử lý nền có thể tiến hành đắp trực tiếp đến cao độ thiết kế, dễ dàng quản lý
chất lượng, rất thích hợp cho xử lý nền các cơng trình đường cao tốc. Giải pháp
này đã được Ấn Độ, Trung Quốc ứng dụng nhiều vào xử lý nền đường ô tô cao tốc,
đường sắt cao tốc, tuy nhiên giá thành còn cao, cần nghiên cứu thiết kế để hạ giá
thành. Ở Việt Nam để giải pháp này trở thành giải pháp chính thức cần có nghiên
cứu lý thuyết, thực nghiệm tạo thành luận chứng đầy đủ để áp dụng giải pháp này
rộng rãi trong các cơng trình đường ơ tơ, đặc biệt là đường ô tô cấp cao. Tác giả
đã tìm hiểu các lý thuyết tính tốn nền liên hợp và trong chương mục này, tác giả
luận văn trình bày các nội dung cơ bản sau:


Sự phát triển nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.



Sự làm việc của nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.



Ảnh hưởng của lớp đệm đầu cọc trong nền liên hợp sử dụng cọc bê

tông xi măng.
1.1

Sự phát triển nền liên hợp sử dụng cọc bê tông xi măng.

1.1.1 Tổng quan về nền liên hợp
a.

Sự hình thành và phát triển của biện pháp xử lý nền đất yếu


16

Việc xây dựng đường trên nền đất yếu, địa chất phức tạp luôn là một vấn đề
rất được quan tâm khơng chỉ riêng ở Việt Nam mà cịn cả các nước trên thế giới. Từ
trước tới nay đã có rất nhiều biện pháp xử lý nền đất yếu được sử dụng để đảm bảo
nền đường làm việc ổn định thỏa mãn yêu cầu khai thác của nền đường, tiêu biểu
như:


Nhóm 1: nhóm giải pháp cải thiện sức chịu tải của nền đất như:



Đào thay đất: Sử dụng ở lớp mặt nền đất yếu có chiều dày nhỏ hơn

3m thường kết hp vi thoỏt nc theo chiu thng ng.

B

.5

.5
1:1

.5
1:1

.5

1:1

h=2.0-3.0m

2%
1:1

htb=2m

2%

Đào thay đất h=2-3m
Đắp trả bằng cát hạt nhỏ

1 lớp vải ĐKT loại dƯt
c-êng ®é 50 kN/m

Hình 1.1: Mặt cắt ngang xử lý nền đất yếu bằng đệm cát



Đầm chặt bằng quả rơi tự do: áp dụng cho nền đất yếu có độ ẩm nhỏ,

tận dụng được nền đất thiên nhiên, giảm khối lượng đào đắp.


Bệ phản áp: dùng để tăng độ ổn định và chống trượt trồi cơng trình.

Khơng cần khống chế tiến trình đắp.

Hình 1.2: Mặt cắt ngang xử lý nền đất yếu bằng bệ phản áp


17



Thoát nước thẳng đứng kết hợp gia tải trước (phương pháp cọc cát,

giếng cát, bấc thấm): sử dụng xử lý lớp bùn đất, bùn sét, độ sâu xử lý có thể lên tới
40m. Tuy nhiên thời gian thi công kéo dài do biện pháp này cần thời gian để đất cố
kết lún. Biện pháp này thường kết hợp với gia tải trước.

Hình 1.3: Nền đường sử dụng phương tiện thốt nước thẳng đứng


Phương pháp thoát nước thẳng đứng kết hợp gia tải bằng hút chân

không: sử dụng với bùn đất, nền móng thuộc lớp bùn dính. Có thể kết hợp với giếng

cát hoặc bấc thấm.

Hình 1.4: Sơ đồ cơng nghệ hút chân không


18



Nhóm 2: nhóm giải pháp gia cường nền đất yếu như:



Sử dụng cọc tre, cọc cừ tràm: xử lý nền đất yếu có chiều sâu nhỏ, nền

đất ở trạng thái ẩm ướt. Làm tăng sức chịu tải và giảm độ lún của nền đất.


Cọc cát đầm: chiều sâu xử lý tương đối lớn, tăng cường độ ổn định

nền đắp, rút ngắn thời gian thi công.


Vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật: làm tăng độ bền, tính ổn định do

ma sát giữa lớp đất đắp và vải địa kỹ thuật, tạo ra lực giữ khối đất đắp cho các tuyến
đường đi qua những khu vực có nền đất yếu như sét mềm, bùn, than bùn. Thường
được kết hợp với các phương pháp xử lý khác để đạt được yêu cầu cao hơn.

Hình 1.5: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường



Cọc đá balát: làm tăng độ bền, sức chống cắt cho đất yếu, giảm độ lún

cơng trình, sử dụng khi nền đất yếu mỏng, không quá 15m.


Cọc xi măng đất, cọc vôi: thay thế một phần đất yếu, tạo ra lực ma sát

giữa cọc và đất từ đó cọc và đất cùng làm việc. Tăng tính kháng cắt, giảm độ lún
nền móng cơng trình. Thích hợp với các loại đất yếu, rút ngắn thời gian thi cơng so
với biện pháp thốt nước thẳng đứng.


Cọc ống bê tông xi măng đúc sẵn, cọc bê tông xi măng đổ tại chỗ:

chịu phần lớn tải trọng nền đắp, giảm độ lún nền đường. Thời gian thi cơng nhanh,
kiểm sốt chất lượng tốt, độ ổn định cơng trình cao, giảm chiều cao đắp.
Do yêu cầu về tiến độ, độ ổn định trong quá trình khai thác nên các nước trên
thế giới thường áp dụng giải pháp gia cường nền đất yếu bằng hệ thống cọc đặc biệt


19

là nhóm cọc có cường độ cao (cọc bê tơng xi măng đúc sẵn, cọc bê tông xi măng đổ
tại chỗ) để thi cơng các cơng trình đường sắt, đường cao tốc. Giải pháp này lần đầu
tiên được áp dụng rộng rãi tại Hà Lan với chiều dài nền đường gia cố là 14km vào
năm 2007, đến năm 2009 đã có ít nhất 20 cơng trình đường cao tốc và đường sắt sử
dụng giải pháp này. Tại Đức sử dụng trong tuyến đường sắt HamBurg - Berlin dài
13km năm 2003. Tuyến đường sắt cao tốc Bắc Kinh - Thiên Tân dài 115km sử

dụng cọc bê tơng đúc sẵn đường kính 45cm có chiều dài lên tới 35m. Tại Việt Nam
sử dụng cọc xi măng đất tại dự án đường cao tốc TP Hồ Chí Minh - Long Thành Dầu Giây, dự án đại lộ Đơng Tây.

Hình 1.6: Tuyến đường sắt HamBurg - Berlin sử dụng cọc bê tơng xi măng

Hình 1.7: Q trình thi cơng tại tuyến đường sắt Bắc Kinh - Thiên Tân


20

Hình 1.8: Nền đường sau khi thi cơng cọc tại tuyến đường sắt Bắc Kinh - Thiên Tân
Với sự phát triển của các phương pháp xử lý nền đất yếu của Việt Nam nói
riêng cũng như của thế giới nói chung, ta có thể thấy các phương pháp này đang dần
tiến đến rút ngắn thời gian thi công nhằm đáp ứng u cầu sớm đưa cơng trình vào
khai thác và tận dụng khả năng làm việc của nền đất yếu qua đó giảm giá thành
cơng trình.
Hiện nay có nhiều nước trên thế giới đã áp dụng những giải pháp sử dụng
cọc xi măng đất, cọc bê tông xi măng để xử lý nền đất yếu..., khắc phục những
nhược điểm của công nghệ truyền thống, rút ngắn thời gian thi công. Tiêu biểu là
các nước đã thiết kế và thi công cũng như có rất nhiều các nghiên cứu cho giải pháp
này và được cụ thể hóa bằng các quy trình quy phạm như BS8006:1995 của Anh;
EBGEO 2004 của Đức; chỉ dẫn thiết kế của quân đội Mỹ năm 1991; tiêu chuẩn
JGJ/T 213 - 2010 của Trung Quốc. Ở Việt Nam hiện nay, bản dự thảo bổ sung, sửa
đổi của 22TCN 262-2000 đã đề xuất tính tốn thiết kế sử dụng các biện pháp gia
cường đất, hay như TCXDVN 385:2006 “gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng”.
Việc ứng dụng giải pháp gia cường nền đất yếu bằng cọc bê tông xi măng được các
nước trên thế giới đã áp dụng khá rộng rãi và đạt được những kết quả tốt, tuy nhiên


21

ở Việt Nam công nghệ này mới chỉ áp dụng vào các cơng trình xây dựng dân dụng
hay tại các vị trí sàn giảm tải của nền đường đắp đầu cầu.
Cơng trình xây dựng trên nền đất tự nhiên thường khơng đảm bảo ổn định,
nên cần có giải pháp xử lý, qua đó hình thành nền đất nhân tạo đảm bảo cơng trình
bên trên an tồn và sử dụng bình thường. Nền liên hợp là một khái niện mới được
đưa ra và thường sử dụng cho đường cấp cao là nền đất tự nhiên trong quá trình xử
lý bằng cách gia cường, thay thế hoặc thiết kế các vật liệu có cốt hình thành lên
vùng gia cố thể hiện như hỡnh v s 1.9.

Nền đ-ờng đắp

Nền đ-ờng đắp
L-ới gia c-ờng

Mũ cọc

L-ới gia c-ờng

Mũ cọc
Cọc thẳng đứng

Đất tốt hoặc đá
(a)

Cọc thẳng đứng

Đất tốt hoặc đá
(b)

Hỡnh 1.9: Cu to nn liờn hp sử dụng cọc cứng [22]
Việc ứng dụng công nghệ gia cường đất yếu với mỗi loại cơng trình có các
ứng xử khác nhau. Với cơng trình xây dựng dân dụng thì do đặc điểm tải trọng có
tính chất tập trung, độ lún cho phép nhỏ nên việc xử lý nền chủ yếu thông qua hệ
đài cọc truyền tải trọng xuống lớp đất tốt. Cọc chịu toàn bộ tải trọng của cơng trình,
cịn nền đất bỏ qua khơng tham gia vào chịu tải. Cịn đối với cơng trình đường do
tải trọng phân bố trên bề rộng mặt đường theo dải dài, khối lượng nền rất lớn, nếu
đơn thuần áp dụng giải pháp công nghệ gia cường nền bằng hệ cọc với nguyên lý
cọc chịu tải 100% thì giá thành sẽ rất cao và không khả thi. Để giảm giá thành và
đảm bảo tính khả thi cao, các nhà thiết kế đã tìm cách tăng hiệu quả của giải pháp
bằng cách cho đất nền cùng tham gia chịu tải, cọc và nền đường cùng tham gia chịu
lực, chính điều này đã tạo nên hướng nghiên cứu coi nền và hệ cọc cùng đồng thời
làm việc. Cọc gia cường trong nền liên hợp chỉ chịu tối đa 90% tải trọng cơng trình,
phần cịn lại sẽ do nền đất xung quanh chịu tải trọng. Ưu điểm của nền liên hợp là


22

tận dụng được sự làm việc đồng thời giữa cọc và nền đất yếu, qua đó tiết kiệm được
chi phí xử lý nền đất yếu, giảm chiều cao đất đắp, giảm được thời gian thi cơng và
tính nén lún sau khi thi công của nền đường.
Nền liên hợp sử dụng cọc cứng là một giải pháp xử lý nền đường đắp khi nền
đất không đủ sức chịu tải từ bên trên, sử dụng gia cường hệ cọc thẳng đứng (cọc
cứng) có cường độ mác bê tơng từ 15 đến 20 hình thành vùng gia cố có tác dụng
truyền tải trọng và chịu tải, đồng thời trên đầu hệ cọc được thiết kế một lớp lưới địa
kỹ thuật tăng cường theo phương ngang hình thành hệ đài cọc mềm điều chỉnh phân
bố lại tải trọng và ứng suất giữa cọc và đất nền. Hệ cọc, đất giữa cọc, lớp gia cường
cùng với nền đắp tạo thành hệ nền liên hợp cùng chịu tải trọng, giảm độ lún, tăng
cường độ ổn định. Nền liên hợp bao gồm các bộ phận tạo thành:


Lớp đất đắp ở trên có tác dụng truyền tải trọng xe chạy và tải trọng

bản thân xuống lớp lưới địa kỹ thuật gia cường, cùng với lưới địa kỹ thuật gia
cường tạo sự cân bằng, phân bố lại ứng suất cho cọc và đất giữa các cọc.


Lớp đệm đầu cọc có lưới địa kỹ thuật gia cường phân bố lại ứng suất,

có sức chịu tải cao làm giảm độ lún, làm tầng thoát nước. Lưới địa kỹ thuật chủ yếu
phân bổ lại ứng suất kéo trên đỉnh cọc, là một bộ phận rất quan trọng trong nền liên
hợp.


Cọc gia cường: có nhiều loại cọc như cọc bê tơng xi măng đổ tại chỗ,

cọc bê tông xi măng đúc sẵn, cọc thép, cọc thép đổ bê tông. Cùng với đất tự nhiên
giữa các cọc hình thành vùng gia cố, tiếp nhận tải trọng truyền từ trên xuống lớp đất
tốt.


Vùng đất dưới mũi cọc: cọc sẽ chống vào lớp đất này và truyền tải

trọng của nền đắp vào. Trường hợp nền đất yếu sâu thì cọc làm việc ma sát, tải
trọng của nền đắp được cọc truyền vào trong đất yếu thông qua ma sát giữa cọc và
đất yếu.
Để hình thành lên hệ nền liên hợp thì bộ phận quan trọng nhất của nền liên
hợp là cọc và lớp đệm đầu cọc. Cọc và lớp đệm đầu cọc cùng với nền đường đắp

23

hình thành nên hiệu ứng vịm có tác dụng phân bố lại tải trọng vào cọc và đất giữa
các cọc. Nền liên hợp chỉ hình thành khi hiệu ứng vịm xuất hiện.

Hình 1.10: Cấu tạo điển hình nền liên hợp [19]
Hiệu ứng vòm theo McNulty (1965) [22], là khả năng truyền tải trọng của
một vật liệu từ một vị trí này đến một vị trí khác theo một chuyển vị tương đối giữa
các vị trí. Các tải trọng được truyền thơng qua một cơ chế được hình thành từ hệ
thống các ứng suất trượt. Nếu coi đất đắp trên một nền đường cứng, thì sẽ khơng có
hiện tượng di chuyển chênh lệch, do đó khơng xảy ra hiệu ứng vịm. Ứng suất tác
động tại một điểm a trong hình 1.11 là ứng suất quá tải γH, trong đó γ là trọng
lượng riêng của đất và H là chiều cao của nền đường. Khi một trong các bộ phận
chống đỡ tại điểm a đó bị dịch chuyển, thì điểm a sẽ bị kéo căng và một hiệu ứng
mái vịm được hình thành. Hiệu ứng vịm thực thể hiện ở hình vẽ số 1.12 sẽ bị lún
vì nền khi đó khơng cân bằng, mà nó định vị trong một vịm giảm tải và nền đất liền
kề sẽ sinh ra ứng suất trượt thích hợp, từ đó nền đường sẽ đạt đến trạng thái cân
bằng. Hiện tượng truyền ứng suất từ phần đất lún đến phần đất ổn định được gọi là
hiệu ứng vịm như hình vẽ số 1.13.


24

Hình 1.11: Khối đất phủ lên trên một khoảng rỗng tiềm năng (theo

H

McKelvey,1994) [22]

B

a

Hình 1.12: Sự hình thành của một vòm thực (khoảng rỗng dưới khối đất) (theo
McKelvey, 1994)[22]