BÀI GIẢNG CHUYÊN ĐỀ XỬ LÝ NỀN MÓNG - TS TÔ VĂN LẬN pps

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH
oOo
BÀI GIẢNG
CHUYÊN ĐỀ XỬ LÝ NỀN MÓNG
Dành cho sinh viên ngành Xây dựng Dân dụng – Công nghiệp
Biên soạn : TS. Tô Văn Lận
Năm 2009

MỤC LỤC
TÀI LIỆU THAM KHẢO 4
CHƯƠNG 1 5
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU 5
1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU 5
1.1.1 Về định tính 5
1.1.2 Về định lượng 5
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU 5
1.2.1 Đất sét yếu 5
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét 5
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét 6
1.2.1.3 Các đặc điểm khác của đất sét yếu 8
1.2.2 Đất cát yếu 9
1.2.3 Bùn, than bùn và đất than bùn 9
1.2.4 Đất đắp 10
1.3 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU 10
1.3.1 Giải pháp kết cấu 10
1.3.2 Các biện pháp xử lý nền 11
1.3.3 Các giải pháp về móng 11
CHƯƠNG 2 11
BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 11
2.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU 11

2.1.1 Loại kết cấu tuyệt đối cứng 11
2.1.2 Loại kết cấu mềm 11
2.1.3 Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn 12
2.2 BỐ TRÍ KHE LÚN 13
2.3 THIẾT KẾ GIẰNG MÓNG VÀ GIẰNG TƯỜNG 14
2.3.1 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp đơn giản 15
2.3.1.1 Cơ sở tính toán 15
2.3.1.2 Nội lực trong giằng 15
2.3.1.3 Tính toán cốt thép giằng 16
2.3.2 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp của B.I. Đalmatov 17
2.4 CẤU TẠO GỐI TỰA CỨNG 19
2.5 CHỌN LOẠI MÓNG VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG 20
2.5.1 Chọn loại móng 20
2.5.2 Chọn chiều sâu chôn móng 20
2.5.2.1 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khu vực xây dựng 20
2.5.2.2 Anh hưởng của trị số và tính chất truyền tải trọng của công trình 20
2.5.2.3 Anh hưởng của đặc điểm và yêu cầu sử dụng công trình 20
2.5.2.4 Anh hưởng của biện pháp thi công móng 21
CHƯƠNG 3 21
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN 21
3.1 ĐỆM CÁT 21
3.1.1 Phạm vi áp dụng 21
3.1.2 Tính toán đệm cát 22
3.1.3 Thi công đệm cát 24
3.1.4 Trình tự thiết kế móng sử dụng đệm cát 25
3.1.4.1 Chọn độ sâu chôn móng 25
3.1.4.2 Xác định kích thước đáy móng và kiểm tra điều kiện áp lực 25
3.2 CỌC CÁT 25
3.2.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng 25
3.2.2 Tính toán và thiết kế cọc cát 26

3.2.2.1 Hệ số rỗng của nền được gia cố bằng cọc cát 26
3.2.2.2 Diện tích nén chặt 26
3.2.2.3 Số lượng cọc cát 26
3.2.2.4 Bố trí cọc cát 27
3.2.3 Thi công cọc cát 27
3.3 TRỤ ĐẤT XI MĂNG 28
3.3.1 Phạm vi áp dụng 28
3.3.2 Mô tả về công nghệ 28

3.3.3 Các giải pháp thiết kế 29
3.3.3.1 Nguyên lý thiết kế 29
3.3.3.2 Quy trình thiết kế, thi công trụ đất xi măng 30
3.3.3.3 Thí nghiệm 31
3.3.3.4 Tương quan giữa các đặc tính của đất xử lý 31
3.3.3.5 Phương hướng thiết kế 31
3.4 NÉN TRƯỚC BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH 33
3.4.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng 33
3.4.2 Điều kiện về địa chất công trình 33
3.4.3 Tính toán gia tải trước 34
3.4.4 Biện pháp thi công 34
3.5 GIẾNG CÁT 35
3.5.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng 35
3.5.2 Tính toán và thiết kế giếng cát 35
3.5.2.1 Đệm cát 35
3.5.2.2 Lớp gia tải 36
3.5.2.3 Giếng cát 36
3.5.2.4 Tính biến dạng của nền 36
3.5.3 Thi công giếng cát 37
3.6 GIA CỐ NỀN BẰNG BẤC THẤM 37
3.6.1 Phạm vi áp dụng 37

3.6.2 Mô tả về công nghệ 38
3.7 GIA CỐ NỀN BẰNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT 38
3.7.1 Gia cố nền đường 38
3.7.2 Gia cố tường chắn đất 39
CHƯƠNG 4 41
NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ MỘT SỐ LOẠI MÓNG CỌC 41
4.1 THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI 41
4.1.1 Đặc điểm phạm vi áp dụng 41
4.1.2 Thiết kế móng cọc khoan nhồi 42
4.1.3 Thi công móng cọc khoan nhồi 49
4.1.4 Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi 52
4.1.5 Các sự cố thường gặp và cách xử lý 58
4.2 THIẾT KẾ MÓNG CỌC BARET 59
4.2.1 Khái niệm 59
4.2.2 Khảo sát địa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét 60
4.2.3 Sức chịu tải của cọc baret 61
4.2.4 Thiết kế cọc baret 63
4.2.5 Thiết kế đài cọc 63
4.2.6 Thi công cọc baret 66
4.3 TƯỜNG TRONG ĐẤT (TƯỜNG CỪ - TƯỜNG CỌC BẢN) 67
4.3.1 Đặc điểm, phạm vi áp dụng 67
4.3.2 C¸c lo¹i tng trong ®t 67
4.3.3 Thit k tng trong ®t 71
4.4 THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRÀM 74
4.4.1 Vật liệu cọc tràm 74
4.4.2 Đặc điểm, phạm vi áp dụng 75
4.4.3 Thiết kế móng cọc tràm 76
CHƯƠNG 5 79
CÔNG TÁC KHẢO SÁT TRONG XÂY DỰNG 79
5.1 MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG CỦA CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT 79

5.1.1 Mục đích 79
5.1.2 Nội dung chính của công tác khảo sát địa chất 79
5.1.3 Yêu cầu kỹ thuật (do người chủ trì kết cấu lập) 80
5.2 KHẢO SÁT CHO THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÓNG CỌC 80
5.2.1 Phương án kỹ thuật khảo sát 80
5.2.2 Nội dung khảo sát 80
5.2.3 Khối lượng công tác khảo sát 81
5.3 KHẢO SÁT CHO THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG 82
5.3.1 Thí nghiệm hiện trường 82

5.3.2 Thí nghiệm trong phòng 82
5.4 XỬ LÝ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT VÀ THÍ NGHIỆM 83
5.4.1 Nguyên tắc chung 83
5.4.2 Xác định trị tiêu chuẩn và trị tính toán của đất 83
5.4.3 Yêu cầu về số lượng thí nghiệm các đặc trưng của đất 86
Tài liệu tham khảo
1. Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân,
Nguyễn Hải; Những phương pháp xây dựng công trình trên nền
đất yếu. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1973.
2. Nguyễn Văn Quảng; Nền móng nhà cao tầng. NXB Khoa học và
kỹ thuật, Hà Nội, 2003.
3. TCXDVN 385 : 2006, Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng.
4. TCXD 45 : 1978, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
 TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
 TCXDVN 326 : 2004, Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và
nghiệm thu.
7. TCVN 4419-1987, Khảo sát cho xây dựng.

Chương 1
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU

1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU.
Về đất yếu hiện nay có hai quan điểm dựa vào định tính và định lượng:
1.1.1 Về định tính.
Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải trọng của công
trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập…
Khái niệm này nói chung không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
1.1.2 Về định lượng.
Đất yếu là loại đất có sức chịu tải kém (nhỏ hơn 0,5 – 1,0 kG/cm
2
), dễ bị
phá hoại, biến dạng dưới tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số
liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ thể.
Khái niệm này được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
+ Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
- Dung trọng : γ
W
≤ 1,7 T/m
3
.
- Hệ số rỗng : e ≥ 1.
- Độ ẩm : W ≥ 40%.
- Độ bão hòa : G ≥ 0,8.
+ Dựa vào các chỉ tiêu cơ học :
- Modun biến dạng : E
0
≤ 50 kG/cm
2
.
- Hệ số nén : a ≥ 0,01 cm
2

/kG.
- Góc ma sát trong : ϕ ≤ 10
0
.
- Lực dính (đối với đất dính): c ≤ 0,1 kG/cm
2
.
1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU.
Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp những loại đất yếu sau đây :
đất sét yếu; đất cát yếu; bùn; than bùn và đất than bùn và đất đắp.
1.2.1 Đất sét yếu.
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét.
Trong đất sét gồm có 2 thành phần :
- Phần phân tán thô (gọi là những hạt sét) có kích thước > 0,002mm. Chủ
yếu có các khoáng chất nguồn gốc lục địa như thạch anh, fenspat,…
- Phần phân tán mịn (gọi là khoáng chất sét) bao gồm những hạt có kích
thước rất bé (2 – 0,1µm) và keo (0,1 – 0,001µm). Những khoáng chất này quyết

định tính chất cơ lý của đất sét. Các khoáng chất sét thường gặp nhất là 3 nhóm
điển hình : kaolinit
(1)
, mônmôrilônit
(2)
và ilit :
+ Kaolinit :
Công thức hóa học là Al
2
O
3
.2SiO

2
.2H
2
O; được tạo thành do phong hóa đá
phun trào, đá biến chất và đá trầm tích trong điều kiện môi trường axit (pH = 5-
6). Đặc điểm của mạng tinh thể kaolinit là tương đối bền, ổn định và trương nở
ít.
+ Mônmôrilônit :
Công thức hóa học là (OH)
4
Si
8
Al
4
O
20
.nH
2
O; được thành tạo do phong hoá
đá macma giàu Mg và các biến đổi thứ sinh khác) được tạo thành do phong hóa
đá phun trào kiềm trong điều kiện môi trường kiềm (pH = 7-8,5).
Montmorilonit có mạng tinh thể kém bền vững và dễ sảy ra hiện tượng
trương nở dưới dáy móng khi có mặt loại sét này. Loại này thường dễ gặp ở
vùng ven biển.
+ Ilit :
Đại biểu của nhóm ilit là hyđrômica (K,Al
2
[Al,Si
3
O

10
](OH)
2
) được tạo
thành từ nhiều điều kiện khác nhau nhưng chủ yếu là trong môi trường kiềm.
Loại này không có khả năng trương nở hoặc trương nở rất ít.
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét.
Trong tự nhiên, đất loại sét luôn tồn tại 3 dạng liên kết cấu trúc, đó là :
dạng chảy, dạng dẻo và dạng cứng (hình 1.1). Người ta chia thành hai loại :
- Liên kết mềm : lực liên kết chủ yếu là lực liên kết phân tử, từ tính. Liên
kết này mềm dẻo và có thể hồi phục sau khi bị phá hoại (liên kết thuận nghịch).
- Liên kết cứng : lực liên kết chủ yếu là liên kết ion, đồng hóa trị. Liên kết
này cứng, giòn, không hồi phục được khi bị phá hoại bằng cơ học (liên kết thuận
nghịch).
Về lực dính của đất sét, một số nhà khoa học đã kiến nghị chia lực dính
tổng cộng thành hai thành phần : lực dính mềm và lực dính cứng (lực dính cấu
trúc)
(3)
:
C
W
= ∑
W
+ c
c
(1.1)
Trong đó :
C
W
: lực dính tổng cộng.

∑
W
: lực dính mềm (lực dính có nguồn gốc keo nước).
c
c
: lực dính cứng (lực dính cấu trúc).


ấủởố


ấủ ỏ! ở"#$


!%&$ườđề%ấ'ệự( $ầ'ă )–)*đượ'ế+#
'ă )ế$,'&$ũđề%ấ'ă )-%&$đề%ấ'ă ).*'ớ/


0

1''đề%ấă )* $ầ2/

0



NƯỚC TỰ DO
HẠT ĐẤT
LK DẠNG CHẢY LK DẠNG DẺO
NƯỚC TỰ DO

LK DẠNG CỨNG
Hình 1.1 : Các dạng liên kết trong đất dính
Phương pháp phân tích ∑
W
, c
c
:
a. Cắt mẫu ngun dạng và mẫu chế bị ở cùng độ ẩm – độ chặt :
Xây dựng được biểu đồ theo hình 1.2, và :
c
c
= c
nd
- c
cb
(1.2)
Trong đó :
c
nd
: lực dính theo kết q cắt mẫu ngun dạng.
c
cb
: lực dính theo kết q cắt mẫu chế bị.
Theo Maxlơp thì lực dính cứng chỉ tồn tại ở đất ngun dạng cứng.
C
c
.
.
MẪU NGUYÊN DẠNG
Sw

P
MẪU CHẾ BỊ
w
C
w
Hình 1.2 : Kết quả cắt mẫu xác định lực dính cứng c
c

.
b. Phương pháp cắt theo bản phẳng :
Cắt mẫu cứng ngun dạng, sau đó ép lại, để mẫu hồi phục và cắt lần thứ
2 (thời gian để phục hồi khoảng 20 phút).
c
c
= c
nd
- c
bản phẳng
(1.3)
c. Phương pháp trùng lặp :
- Lần đầu cắt mẫu ngun dạng theo chiều từ trái sang
phải.
- Cắt tiếp lần thứ 2 theo chiều ngược lại.
- Có thể cắt tiếp lần 3,4 theo chiều ngược lại cho đến khi
biểu đồ ổn định.
d. Phương pháp cắt theo độ ẩm :
Với cùng 1 loại đất, lấy nhiều mẫu thí nghiệm với độ ẩm khác nhau.
Trong 4 phương pháp trên, thường chọn PP thứ 2 vì thí nghiệm đơn giản,
trên cùng 1 mẫu và cho kết quả khá chính xác.
.

Từ những kết quả này, các tác giả kiến nghị rằng với những công trình có
quy mô nhỏ, tạm thời, thành phần lực dính có thể lấy toàn bộ (c
W
), nhưng đối
với công trình vĩnh cửu, có quy mô lớn thì chỉ nên lấy thành phần lực dính cứng
c
c
mà thôi.
Bảng 1.1 : Cơ cấu thành phần của lực dính đất loại sét.
Cấu trúc của đất
Độ sệt B
Mức độ thể hiện của các thành phần lực dính
c
c
= %c
W
∑
W
= %c
W
B < 0 80 20
0 – 0,25 70 30
0,25 – 0,5 50 50
0,50 – 0,75 20 80
0,75 – 1,00 10 90
> 1,0 0 100
Nhân tạo
B < 0 70 30
0 – 0,25 40 60
0,25 – 0,5 30 70

0,50 – 0,75 10 90
> 0,75 0 100
1.2.1.3 Các đặc điểm khác của đất sét yếu.
Hiện tượng hấp thụ :
Hiện tượng hấp thụ là khả năng hút nước từ môi trường xung quanh và
giữ lại trên chúng những vật chất khác nhau : cứng, lỏng và hơi, những ion, phân
tử và các hạt keo. Sự hấp thụ của đất sét có bản chất phức tạp và thường gồm
một số quá trình sảy ra đồng thời.
Tính dẻo :
Tính dẻo là một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét. Tính chất
này biểu thị sự lưu động của đất sét ở một độ ẩm nào đó khi chịu tác dụng của
ngoại lực và chứng tỏ rằng về mức độ biến dạng đất sét chiếm vị trí trung gian
giữa thế cứng và thể lỏng hoặc chảy nhớt. Độ dẻo phụ thuộc vào nhiều nhân tố :
mức độ phân tán và thành phần khoáng vật của đất, thành phần và độ khoáng
hoá của dung dịch nước làm bão hòa đất.
Gradien ban đầu :
Đất sét có đặc tính thẩm thấu khác thường : chỉ cho nước thấm qua khi
gradien cột nước vượt quá một trị số nhất định nào đó. Trị số đó gọi là gradien
ban đầu. Gradien ban đầu là độ chênh lệch tối thiểu nào đó của áp lực cột nước,
mà thấp hơn nó tốc độ thấm giảm xuống nhiều, rất bé và có thể coi như không
thấm nước.
Đặc điểm biến dạng :
Tính chất biến dạng của đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt
của chúng quyết định. Có thể chia biến dạng của đất sét yếu ra các loại sau đây :
- Biến dạng khôi phục, gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng cấu
trúc hấp phụ.
3
- Biến dạng dư, chỉ gồm biến dạng cấu trúc.
Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc và
biến dạng các màng hấp phụ của nước liên kết gây nên. Các loại biến dạng chủ

yếu của đất sét yếu là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc hấp phụ.
Tính chất lưu biến :
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính dão (từ biến)
(1)
và
có khả năng thay đổi độ bền khi tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là
tính chất lưu biến.
Hiện tượng dão trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước tự do khi
nén chặt. Do vậy hiện tượng này liên quan với sự thay đổi mật độ kết cấu của
đất do kết quả chuyển dịch, các hạt và các khối lên nhau, cũng như những thay
đổi trong sự định hướng của các hạt và các khối đó với phương tác dụng của tải
trọng.
1.2.2 Đất cát yếu.
Cát được hình thành tạo ở biển hoặc vũng, vịnh. Về thành phần khoáng
vật, cát chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt có kích
thước 0,05 – 2mm.
Cát được coi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mịn trở xuống, đồng thời có
kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bị nén chặt và hóa lỏng đáng
kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chịu tác
dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát chảy.
Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bị nén chặt nhanh, có độ thấm nước
rất lớn. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì chúng trở
thành cát chảy, hiện tượng này đôi khi rất nguy hiểm cho công trình và cho công
tác thi công.
Cần lưu ý 2 hiện tượng nguy hiểm đối với cát yếu :
- Biến loãng.
- Cát chảy.
1.2.3 Bùn, than bùn và đất than bùn.
Bùn là những trầm tích hiện đại, được thành tạo chủ yếu do kết quả tích
lũy các vật liệu phân tán mịn bằng cơ học hoặc hoá học ở đáy biển, đáy hồ, bãi

lầy… Bùn chỉ liên quan với các chỗ chứa nước, là các trầm tích mới lắng đọng,
no nước và rất yếu về mặt chịu lực.
Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét pha cát, sét và cũng có
thể là cát, nhưng chỉ là cát nhỏ trở xuống.
Độ bền của bùn rất bé, vì vậy việc phân tích sức chống cắt (SCC) thành
lực ma sát và lực dính là không hợp lý. SCC của bùn phụ thuộc vào tốc độ phát
triển biến dạng. Góc ma sát có thể xấp xỉ bằng không. Chỉ khi bùn mất nước,
mới có thể cho góc ma sát.


Đ45ếạừừ*$#ểấậ ờ
)
Việc xây dựng các công trình trên bùn chỉ có thể thực hiện sau khi đã tiến
hành các biện pháp xử lý nền.
Than bùn là đất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo do kết quả phân hủy các
di tích hữu cơ, chủ yếu là thực vật, tại các bãi lầy và những nơi bị hóa lầy. Đất
loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sét và cát
(2
.
Trong điều kiện thế nằm thiên nhiên, than bùn có độ ẩm cao 85 – 95%
hoặc cao hơn tùy theo thành phần khoáng vật, mức độ phân hủy, mức độ thoát
nước…
Than bùn là loại đất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất. Hệ số
nén lún có thể đạt từ 3-8, thậm chí 10 kG/cm
2
. Không thể thí nghiệm nén than
bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15-20cm, mà phải từ 40-50cm.
Khi xây dựng ở những vùng đất than bùn, cần áp dụng các biện pháp :
làm đai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền cọc,
đào hoặc thay một phần than bùn.

1.2.4 Đất đắp.
Loại đất này được tạo nên do tác động của con người. Đặc điểm của đất
đắp là phân bố đứt đoạn và có thành phần không thuần nhất.
Theo thành phần có thể chia thành 4 loại sau :
- Đất gồm hỗn hợp các chất thải của sản xuất công nghiệp và xây
dựng.
- Đất hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt.
- Đất của các nền đắp trên cạn và khu đắp dưới nước (để tạo bãi).
- Đất thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoáng sản.
Nhìn chung, các loại đất đắp hầu hết đều phải có biện pháp xử lý trước khi
xây dựng.
1.3 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU.
1.3.1 Giải pháp kết cấu.
Bao gồm các biện pháp sau :
- Chọn kiểu kết cấu ít nhạy lún, làm khe lún, làm giằng BTCT; dự trữ độ
cao bằng độ lún dự kiến của công trình.
- Lựa chọn độ sâu chôn móng và kích thước móng hợp lý, sử dụng vật
liệu, các lớp cách nước ngăn ngừa nước dâng mao dẫn theo các khe hở trong đất.
- Quy định và chấp hành nghiêm ngặt về quy trình đào đắp đất.


"ủ67&ũ258ứ9:(ự'ậ*;đấ58ứ9<9:
(ự'ậ
9
1.3.2 Các biện pháp xử lý nền.
Mục đích : cải thiện thành phần, trạng thái của đất, từ đó làm cho các tính
chất cơ học, vật lý của đất nền đáp ứng được yêu cầu trong xây dựng. Để làm
tăng độ bền và làm giảm độ nén lún của đất, có thể chọn những giải pháp làm
giảm độ rỗng hoặc tăng lực dính. Trong một số trường hợp khác, mục đích của
gia cố là làm cho đất đá từ chỗ thấm nước trở thành cách nước.

1.3.3 Các giải pháp về móng.
Lựa chọn các giải pháp về móng cho phù hợp như : móng đơn, móng băng
(1 hoặc 2 phương), móng bè, móng cọc, … tùy theo tải trọng tác dụng và đặc
điểm của công trình, từng loại đất cụ thể.
Chương 2
BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU
2.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU.
Khi thiết kế các công trình trên nền đất yếu, cần phải nắm được các hình
thức kết cấu chịu lực phần trên công trình cũng như tính nhạy của nó đối với độ
lún của nền đất. Độ nhạy lún của công trình chủ yếu phụ thuộc vào độ cứng. Tùy
theo độ cứng có thể phân chia kết cấu thành ba loại như sau :
2.1.1 Loại kết cấu tuyệt đối cứng.
Như ống khói, tháp nước, kết cấu khung nhiều tầng trên bản móng liên
tục, mố cầu… Loại kết cấu này có độ cứng không gian rất lớn do vậy công trình
không bị uốn, chỉ có khả năng lún đều hoặc nghiêng.
Đối với kết cấu này, tính nhạy lún kém, không yêu cầu những biện pháp
xử lý về phương diện kết cấu. Trong trường hợp này, chỉ cần giảm bớt độ
nghiêng nếu có của công trình.
2.1.2 Loại kết cấu mềm.
Các loại kết cấu này như bản đáy móng của các bể chứa, cống, âu thuyền
và những cấu kiện độc lập khớp như cột trên móng đơn liên kết tự do với dàn
hoặc dầm ngang…
Các công trình thuộc loại này có thể bị uốn cong cùng cấp với khả năng
biến dạng của đất nền, do đó không gây nên những nội lực phụ trong kết cấu và

không ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình. Đặc điểm của loại kết cấu này là
có tính nhạy lún kém khi nền đất biến dạng không đều.
2.1.3 Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn.
Đó là các khung siêu tĩnh trên các móng đơn, dầm liên nhiều nhịp, vòm

không khớp… Các công trình thuộc loại này thường hay gặp trong thực tế.
Khi nền đất có biến dạng không đều, đồng thời dưới đế móng có sự phân
bố lại ứng suất tiếp xúc thì trong kết cấu móng và kết cấu chịu lực sẽ xuất hiện
nội lực phụ cục bộ. Nếu kết cấu không có khả năng tiếp thu nội lực phụ thì ở các
tiết diện yếu sẽ có vết nứt. Ơ những tiết diện này, độ cứng của kết cấu giảm
đáng kể. Đặc điểm của loại kết cấu này là có tính nhạy lún lớn do đó cần có
những biện pháp xử lý thích hợp.
Dưới đây là những biện pháp làm giảm độ lún không đều của đất nền
thường được áp dụng trong thực tế :
Cắt công trình bằng khe lún : sẽ được trình bày trong phần II dưới đây.
Thay đổi kích thước, dộ sâu chôn móng : Sử dụng khi nền đất có chiều
dày các lớp khác nhau, không đồng nhất. Biện pháp này nhằm mục đích làm cho
chiều dày vùng chịu nén của lớp đất dưới đế móng như nhau. Có thể thiết kế đáy
móng có chiều rộng thay đổi làm cho biểu đồ phân bố ứng suất dưới đáy móng
có giá trị khác nhau tại các điểm dưới đế móng.
Sử dụng các loại móng hợp lý : Dùng móng băng, móng băng giao thoa,
móng bè, móng cọc… tùy theo tình hình thực tế của công trình. Nếu chiều dày
lớp đất yếu không lớn lắm có thể dùng lớp đệm cát hoặc đệm các vật liệu khác
để thay thế. Khi chiều dày lớp đất yếu là lớn, để giảm bớt độ lún và khả năng lún
không đều, có thể xử lý bằng móng cọc hay các phương pháp gia cố nhân tạo
như cọc cát, giếng cát…
Hình 2.1 đến 2.3 giới thiệu một số biện pháp thường dùng hiện nay : cấu
tạo móng có chiều sâu khác nhau (2.1); đế móng có chiều rộng thay đổi (2.2) và
sử dụng những loại móng khác nhau (2.3).
LÔÙP ÑAÁT YEÁU
LÔÙP ÑAÁT TOÁT
Hình 2.1 Cấu tạo của móng với những chiều sâu khác nhau.

LÔÙP ÑAÁT YEÁU
LÔÙP ÑAÁT TOÁT

Hình 2.2 Cấu tạo của móng với những chiều rộng khác nhau.
LÔÙP ÑAÁT YEÁU
LÔÙP ÑAÁT TOÁT
Hình 2.3 Dùng móng cọc ở những đoạn lớp đất yếu có chiều dày lớn.
2.2 BỐ TRÍ KHE LÚN.
Bố trí khe lún là một trong những biện pháp rất có hiệu quả khi xây dựng
những công trình có tải trọng khác nhau trên nền đất có tính nén lớn và tính nén
không đều.
Khe lún phải được bố trí sao cho bảo đảm cho những bộ phận của công
trình có khả năng làm việc độc lập, có đủ cường độ và độ cứng khi chịu lực,
không gây ra những vết nứt khi nền đất có biến dạng lớn và biến dạng không
đều.
Vị trí đặt khe lún căn cứ vào sự phân bố các lớp đất dưới đế móng và hình
thức kết cấu của công trình.
Hình 2.4 dưới đây giới thiệu môt số cách bố trí khe lún cho công trình khi
gặp nền đất yếu hoặc công trình có chiều dài lớn.

LỚP ĐẤT TỐT
LỚP ĐẤT YẾU
KHE LÚN
LỚP ĐẤT YẾU
KHE LÚN
LỚP ĐẤT TỐT
KHE LÚN
KHE LÚN
Hình 2.4 Bố trí khe lún.
Chiều rộng khe lún tùy thuộc vào tính chất biến dạng của cơng trình và sự
phân bố lớp đất yếu dưới đế móng.
Chiều rộng tối thiểu của khe lún có thể tính theo cơng thức sau đây :
δ = k.h(tgθ

p
- tgθ
tr
) (2.1)
Trong đó :
h : khoảng cách từ đế móng đến độ cao mà ở đó xác định khe hở.
tgθ
p
: độ nghiêng cúa móng cơng trình phần bên phải.
tgθ
tr
: độ nghiêng cúa móng cơng trình phần bên trái. Nếu các phần
cơng trình nghiêng vào nhau thì tgθ
tr
lấy trị âm.
k : hệ số kể đến tính khơng đồng nhất của đất nền, k = 1,3 – 1,5.
Tuy nhiên, khoảng cách của khe lún thường được lựa chọn trong khoảng
từ 2-3cm.
Trong nhiều trường hợp, khe lún được kết hợp với khe co dãn. Tuy vậy,
khe lún cũng gây nhiều khó khăn phức tạp trong xây dựng và sử dụng, tốn kém
thêm tường, móng ngang, vì vậy chỉ làm khe lún khi thật cần thiết :
- Khi đất nền có tính nén lún lớn.
- Khi cơng trình có hình dạng phức tạp, tải trọng, chiều cao tầng chênh
lệch.
- Khi cơng trình q dài và có khả năng sảy ra lún khơng đều (thơng
thường khi cơng trình có chiều dài trên 60m).
2.3 THIẾT KẾ GIẰNG MĨNG VÀ GIẰNG TƯỜNG.
- Tác dụng :
• Tiếp thu nội lực kéo xuất hiện khi lún khơng đều.
• Làm tăng thêm cường độ và độ cứng khơng gian của kết cấu.

- Thiết kế giằng móng và giằng tường bao gồm các cơng việc :
• Xác định vị trí của các giằng trong tường và móng.
• Tính tốn lượng cốt thép cần thiết trong giằng.

- Vị trí của các giằng phụ thuộc vào tính chất biến dạng của công trình
(công trình có thể bị vồng lên hoặc võng xuống :
• Bố trí ở phía trên hoặc phía dưới của tường.
• Giằng tường có thể bố trí ở cao trình ngăn giữa các tầng nhà, lanh
tô cửa sổ…
- Để đảm bảo độ cứng không gian, giằng nên được bố trí liên tục trên
suốt các tường hoặc phần móng bên dưới để tạo thành khung kín
không gian.
Kích thước và số lượng giằng có thể xác định dựa vào tính chất không
đồng đều của nền đất và đặc tính làm việc của kết cấu công trình :
- Khi cốt thép bố trí 1 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 75mm.
- Khi cốt thép bố trí 2 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 150mm.
Khi giằng trong tường gạch cốt thép đường kính 6-8mm, cách khoảng 3-6
hàng gạch bố trí 1 lớp. Chiều dày mạch thường từ 3-4cm. Mác vữa không nhỏ
hơn 75.
Nếu dùng các giằng đúc sẵn thì các mối nối phải có mác bê tông ≥ mác
của giằng. Để tính toán cốt thép cho giằng có thể sử dụng 1 trong 2 phương pháp
sau :
2.3.1 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp đơn giản.
2.3.1.1 Cơ sở tính toán.
Giả thiết cơ bản của PP này là tường dọc của nhà được xem như 1 dầm
đặt trên nền đất có độ cứng thay đổi. Tính nén không đều của nền đất được đặc
trưng bằng sự thay đổi trị số modun biến dạng E
0
của đất tại các điểm dọc theo
chiều dài của nhà.

2.3.1.2 Nội lực trong giằng.
- Moment uốn lớn nhất :
( )
( )

=6
!



%
+α
−α
=
(2.2)
- Lực cắt lớn nhất :
( )
22,5
1
1
max
1
+
−
=







α
α
qL
Q
(2.3)
Trong đó :
9
%9

>
>
=α
(2.4)
E
0max
: modun biến dạng lớn nhất của nền đất ở dưới hai đầu tường nhà.
E
0min
: modun biến dạng nhỏ nhất của nền đất ở dưới hai đầu tường nhà.
q : tải trọng của tường nhà hoặc công trình được xem là phân bố đều.
L : chiều dài của tường nhà hoặc công trình.
- Độ võng tuyệt đối lớn nhất :

( )
EJ
qL
Y
25760
133

1
4
max
1
+
−
=






α
α
(2.5)
- Độ võng tương đối lớn nhất :
6

?
%
9
=
(2.6)
Trong đó :
E : modun đàn hồi của khối tường xây : đối với tường gạch có thể lấy
bằng 5.000-10.000 kG/cm
2
, phụ thuộc vào mác gạch và vữa xây.
J : moment quán tính tiết diện tường xét đến sự giảm yếu do các lỗ cửa.


15
@

A
=
(2.7)
b
tđ :
chiều dày tương đương của tường, b
tđ =
0,6b (2.8)
b : chiều dày thực của tường.
2.3.1.3 Tính toán cốt thép giằng.
0
max
hR
M
F
ct
ct
=
(2.9)
Trong đó :
M
max
:

moment uốn lớn nhất tính theo công thức 2.2.
R

ct
:

giới hạn chảy của cốt thép.
H
0
: chiều cao tính toán của tường nhà; H
0
= (0,8 - 0,9)H.
Ưng suất tiếp trong khối tường xây do lực cắt gây nên :

%
B

=
τ
(2.10)
Trong đó F
n
: diện tích tiết diện nguyên của móng và các giằng giữa các
tầng nhà của khối xây.
F
n
= b∑H
i
(2.11)
Trị số ứng suất tiếp τ tính theo công thức 2.10 trong mọi trường
hợp không nên vượt quá 2,5 kG/cm
2
. Nếu trị số f

o
tính toán theo công thức 2.6
không vượt quá các trị số giới hạn cho trong bảng 2.1 thì cho phép không phải
bố trí các giằng tường.
Bảng 2.1 : Trị số độ võng tương đối giới hạn
Trị số α
1
Trị số L/H
1,5 2 3 4 5 6
5 0,00025 0,00030 0,00035 0,00045 0,0005 0,0006
4 0,00030 0,00035 0,00045 0,00060 0,0007 0,0005
3 0,00045 0,00040 0,00055 0,00070 0,0008 0,0010

2.3.2 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp của B.I. Đalmatov.
Theo B.I. Đalmatov, dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều q của tường,
biểu đồ ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng theo hướng dọc sẽ có một trong những
dạng như hình 2.5a,b.
a)
q
m
i
n
q
q
m
a
x
q
m
a

x
b)
q
m
i
n
q
c)
2
p
p
Hình 2.5 Các dạng biểu đồ ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng : a) khi tường nhà bị uốn cong
lên, b) khi tường nhà bị uốn cong xuống, c) biểu đồ ứng suất tiếp xúc tính toán trong trường
hợp a.
Trị ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng và diện tích cốt thép cần thiết F
ct
trong trường hợp 2.5a có thể tính như sau :






+αα
=
.6
>5*9
"

C %

(2.12);
ctctk
ct
RmmL
Eby
F
kt






+
=
167
2,1.8
2
max
αα
(2.13)
Trong đó :
1,2

:

he số vượt tải.
y
max
: độ võng lớn nhất.

 %

D6

α
Φ
∆
−=
(2.14)
n : hệ số, phụ thuộc vào thời gian cứng của vữa, tốc độ xây dựng và tốc độ
tăng độ lún theo thời gian, có thể lấy bằng 0,25 – 0,75, đối với khối xây gạch
bằng vữa hỗn hợp, lấy n = 0,50 – 0,75, với nhà panen lớn dùng vữa xi măng, lấy
n = 0,25 – 0.50.
∆S : độ không đồng đều tương đối của biến dạng nền.
6*9
DD
D
 %
−
=∆
(2.15)
S
mac
, S
min
: độ chênh của biến dạng nền, xác định theo tính toán độ lún; đối
với tường dài 60 – 100m, lấy sơ bộ bằng 0,4 – 0,5 trị số độ lún trung bình.
L : chiều dài của tường.
.
Φ

(
α
)
: hàm số phụ thuộc vào α lấy theo bảng 2.2.
Bảng 2.2 : Trị số của hàm số Φ
(
α
)
1
6
=α
≤ 1
1,5 2,0 4,0
Φ
(
α
)
0,90 0,80 0,70 0,50
b
t :
chiều dày tương đương của tường có xét đến sự giảm yếu do cửa số.
E
k
: modun biến dạng lâu dài của khối xây.

C


>>
ϕ+

=
(2.16)
E : modun đàn hồi của khối xây.
ϕ
t
: đặc trưng từ biến, xác định bằng thực nghiệm hoặc có thể lấy gần
đúng bằng cách căn cứ vào kết cấu của tường, theo bảng 2.3.
1
6
=α
(2.17)
Bảng 2.3 : Trị số gần đúng của đặc trưng từ biến ϕ
t
Kết cấu tường
ϕ
t
Tường panen lớn
Tường khối lớn
Tường gạch, đá vụn
2-3
3-4
4-5
H : chiều cao của tường nhà xác định như sau :
- Nếu tường có khả năng bị uốn cong lên theo chiều dọc thì lấy H từ đáy
móng đến giằng trên cùng.
- Nếu tường có bị uốn cong xuống thì lấy H từ mái hắt đến giằng dưới
cùng.
m
k
và m

ct
: hệ số điều kiện làm việc của khối xây tường và của cốt thép.
R
ct
: giới hạn chảy của cốt thép.
Khi co nhiều giằng bố trí trên chiều cao của tường, nếu giả thiết diện tích
tiết diện cốt thép trong mỗi giằng đều như nhau thì tính như sau :
( )
∑
−
−
====
=



1
1
BBBB
(2.18)
Trong đó :
F
ct
: tính theo công thức 2.13.
a = 0,1H.
n : số giằng làm việc đồng thời.
Các loại giằng tường và giằng móng trong thực tế thường được thiết kế
theo sơ đồ trong hình 2.6 và 2.7 dưới đây.
3
>

1
5
0
a)
>
7
5
b)
>
1
5
0
c) d)
3
0
-
4
0
Hình 2.6 Bố trí cốt thép trong giằng tường : a,b,c)
Giằng BTCT, d) giằng cốt thép
1
2
Hình 2.7 Bố trí cốt thép trong giằng móng : 1)
giằng BTCT; 2) giằng cốt thép
Sau khi tính toán diện tích cốt thép cần kiểm tra lại điều kiện :
p ≤ b(σ
o
- γh) (2.19)
Trong đó :
p : ứng suất tiếp xúc dưới đế móng, xác định theo công thức 2.12.

b : chiều rộng đế móng.
σ
o
: ứng suất trung bình dưới đế móng do tải trọng tính toán.
γh : ứng suất do trọng lượng bản thân của đất ở cao trình đế móng.
Ưng suất tiếp trong khối xây cần được thỏa mãn điều kiện sau đây :
CC
A
E
5.
$
≤
α
=τ
(2.20)
Trong đó :
b
tđ
: chiều dày tương đương của tường có xét đến sự giảm yếu do cửa.
R
kk
: sức kháng tính toán củakhối xây khi chịu nén.
2.4 CẤU TẠO GỐI TỰA CỨNG.
Với các công trình cao tầng xây dựng trên những vùng đất có biến dạng
lún lớn và biến dạng không đều thì ngoài việc thiết kế các giằng tường, giằng
móng như trên, trong nhiều trường hợp, để làm tăng độ cứng không gian, người
ta còn bố trí các gối tựa cứng bằng bê tông cốt thép.
Ơ nhiều nước, người ta đã thiết kế những gối tựa cứng giống như những
móng hộp lớn bao gồm bản đáy, bản trên và các vách ngăn liên kết cứng với các
tường ngăn và tường biên. Ngoài ra còn kết hợp với việc bố trí thêm các loại cốt

thép xiên, cốt thép dọc có sức chịu kéo cao trong các tường vách ngăn, bản đáy,
bản trên của móng. Bố trí thêm các cốt thép phụ ở các lỗ cửa sổ, cửa đi…
Biện pháp cấu tạo gối tựa cứng dưới nhà và công trình là một phương
hướng tiến bộ để xử lý đối với nền đất yếu và đã được áp dụng ở nhiều nước.
Đây là biện pháp có hiệu quả đối với nhà và công trình cao tầng.
)
2.5 CHỌN LOẠI MÓNG VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG.
2.5.1 Chọn loại móng.
Đối với nền đất yếu, việc chọn loại móng có ý nghĩa quan trọng cả về kỹ
thuật và kinh tế. Chọn loại móng căn cứ vào những đặc điểm sau đây :
- Hình thức kết cấu của công trình, tính chất truyền tải trọng.
- Sơ đồ bố trí các công trình ngầm (tầng hầm, ống dẫn…).
- Tình hình địa chất khu vực xây dựng.
- Điều kiện XD móng (phương tiện thi công, thời gian XD…).
2.5.2 Chọn chiều sâu chôn móng.
Việc lựa chọn độ sâu chôn móng phụ thuộc vào các yếu tố sau đây :
2.5.2.1 Điều kiện địa chất công trình, địa chất thủy văn khu vực xây dựng.
Điều kiện địa chất và địa chất thủy văn khu vực xây dựng công trình là
yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến việc lựa chọn độ sâu chôn móng; trong đó
vị trí của lớp đất chịu lực là điều kiện quan trọng nhất. Tùy thuộc vào các sơ đồ
phổ biến trong thực tế để lựa chọn độ sâu chôn móng và các loại móng cho phù
hợp.
Về điều kiện thủy văn của khu vực xây dựng cần phải được xem xét thận
trọng về biên độ dao động của mực nước ngầm, dòng chảy ngầm có thể gây ra
hiện tượng cát chảy… đây là một trong những yếu tố làm cơ sở cho việc lựa
chọn phương án móng, độ sâu chôn móng, biện pháp thi công móng… Khi mực
nước ngầm nằm cao hơn đế móng, do tác dụng đẩy nổi của nước, sẽ làm giảm trị
số ứng suất tác dụng lên nền và hạn chế khả năng chống trượt khi chịu lực
ngang. Vì vậy, trong mọi trường hợp nên cố gắng đặt móng ở bên trên mực
nước ngầm.

2.5.2.2 Anh hưởng của trị số và tính chất truyền tải trọng của công trình.
Khi công trình chịu tải trọng lớn thì móng cần đặt sâu để giảm bớt diện
tích đế móng và hạn chế khả năng lún và biến dạng không đều của đất nền.
Khi công trình chịu tải trọng ngang và moment uốn lớn, móng cũng phải
có chiều sâu đủ lớn để đảm bảo ổn định về trượt và lật.
2.5.2.3 Anh hưởng của đặc điểm và yêu cầu sử dụng công trình.
Chiều sâu chôn móng còn phụ thuộc vào sự có mặt của các công trình như
tầng hầm, đường giao thông, đường ống dẫn nước… cũng như các công trình
lân cận đã xây dựng.
Đáy móng phải được đặt sâu hơn tầng hầm ít nhất 40cm và mặt trên của
móng phải nằm ở dưới sàn tầng hầm. Khi công trình tiếp cận với các đường giao
thông ngầm thì đế móng cần đặt sâu hơn các vị trí trên tối thiểu 20 – 40cm.
Việc xem xét tình hình xây dựng và đặc điểm móng của các công trình
xây dựng lân cận là hết sức quan trọng. Khi cao trình đáy móng mới và cũ khác
nhau thì phải đảm bảo điều kiện tối thiểu về khoảng cách và góc truyền lực để
các móng không ảnh hưởng lẫn nhau.
9
2.5.2.4 Anh hưởng của biện pháp thi công móng.
Chiều sâu chôn móng có liên quan đến phương pháp thi công móng. Nếu
lựa chọn chiều sâu chôn móng một cách hợp lý thì có thể rút ngắn thời gian xây
dựng móng và biện pháp thi công không đòi hỏi phức tạp. Có thể đề xuất ra
nhiều phương án móng, độ sâu chôn móng để lựa chọn phương án cho phù hợp.
Chương 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN
3.1 ĐỆM CÁT.
3.1.1 Phạm vi áp dụng.
Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như sét
nhão; cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất
cần thay thế không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này
và thay thế bằng lớp cát có khả năng chịu lực lớn hơn.

Đệm cát có các tác dụng sau đây :
- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực tiếp thu tải trọng công
trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chịu tải của đất nền.
- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân
bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát.
- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của
nền và rút ngắn quá trình lún.

Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp
sinh ra hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng
hóa lỏng do tác dụng của tải trọng động.
Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát :
- Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, lúc này đệm cát có chiều
dày lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.
- Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém
và đệm cát không ổn định.
Kích thước đệm cát được xác định bằng tính toán nhằm thoả mãn 2 điều
kiện : ổn định về cường độ và đảm bảo độ lún của công trình sau khi có đệm cát
nằm trong giới hạn cho phép.
3.1.2 Tính toán đệm cát.
Kích thước đệm cát được xác định từ điều kiện :
σ
1
+ σ
2
≤ R
đy
(3.1)
Trong đó :

σ
1
: ƯS thường xuyên do trọng lượng bản thân đất trên cốt đáy móng và
của đệm cát tác dụng trên mặt lớp đất yếu dưới đáy đệm cát.
σ
2
: ƯS do công trình gây ra, truyền trên mặt lớp đất yếu đáy đệm cát.
σ
2
= K
o
(σ
o
tc
- γh
M
) (3.2)
Trong đó :
K
o
: hệ số phụ thuộc vào m = 2z/b và n = l/b, được tra bảng.
σ
o
tc
: ứng suất tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng xác định như sau :
Trường hợp móng chịu tải trọng đúng tâm :
σ
o
tc
=

B
F



!5
∑
+γ
(3.3)
Trường hợp móng chịu tải trọng lệch tâm :
σ
o
tc
=




%
σ+σ
(3.4)
G
B
F




!5


 %*
!
∑
∑
±+= γσ
(3.5)
Trong đó :
∑
tc
0
N
: tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng của công trình tác dụng lên
móng;
∑
tc
M
: tổng moment do tải trọng công trình tác dụng vào móng;
F : diện tích đáy móng;
W : moment chống uốn của tiết diện đáy móng;
γ
tb
: dung trọng trung bình của móng và đất đắp lên móng.

h
Ñ
h
M
bÑ
b
Hình 3.1 Sơ đồ tính toán đệm cát.

Cướng độ tính toán tại mặt lớp đất yếu, dưới đáy lớp đệm cát xác định
theo công thức :
R
đy
=
tc
21
K
mm
(Ab
y
γ
II
+ BH
y
γ’
II
+ Dc
II
- γ’
II
h
o
) (3.6)
Trong đó :
A,B,D : tra bảng phụ thuốc vào ϕ
II
;
b
y

: bề rộng móng quy ước, xác định như sau :
+ Đối với móng băng :
b
y
=
.lσ
N
2
tc
o
∑
(3.7)
+ Đối với móng chữ nhật :
b
y
=
∆−+
y
2
FΔ
; ∆ =
2
bl−
(3.8)
2
tc
o
y
σ
N

F
∑
=
(3.9)
Để đơn giản, chiều dày đệm cát có thể được tính toán theo công thức :
h
đ
= K.b (3.10)

∑F
9

σ


/γ
!
E
đ

σ

σ

R1
R2
6,0
4,0
3,0
2,0

1,0
5,0
0,0 0,5 1,0 1,5
K
b
l
=1
=2
b
l
=x
l
b

Hình 3.2 Biểu đồ xác định hệ số K.
Trong đó :
K : hệ số phụ thuộc vào tỷ số l/b và
R
1
/R
2
tra trên biểu đồ hình 3.2.
R
1
: cường độ tính toán của đệm cát,
thường được xác định bằng thí nghiệm nén
tĩnh tại hiện trường hoặc theo công thức
quy phạm.
R
2

: cường độ tính toán của lớp đất
yếu nằm dưới đệm cát, thường được xác
định bằng bàn nén tại hiện trường hoặc
tính toán theo C
II
; ϕ
II
.
Chiều rộng đệm cát xác định như
sau :
b
đ
= b + 2h
đ
.tgα
(3.11)
α : góc truyền lực của cát hoặc có
thể lấy trong khoảng 30 – 45
o
.
Kiểm tra về độ lún :
S = S
1
+ S
2
≤ S
gh
(3.12)
Trong đó : S
1

: độ lún của đệm cát; S
2
: độ lún của các lớp đất nằm dưới
đệm cát trong vùng chịu nén; S
gh
: độ lún cho phép.
3.1.3 Thi công đệm cát.
Hiệu quả của đệm cát phụ thuộc phần lớn vào công tác thi công, do vậy
phải đầm nén đảm bảo đủ độ chặt và không làm phá hoại kết cấu của lớp đất bên
dưới. Trường hợp không có nước ngầm, cát được đổ từng lớp dày khoảng 20cm,
làm chặt bằng đầm lăn, đầm rung… khi có nước ngầm cao, phải có biện pháp hạ
mực nước ngầm hoặc dùng biện pháp thi công trong nước.
Độ ẩm đầm nén tốt nhất của cát làm vật liệu lớp đệm xác định theo công
thức sau đây :
+


9*.
G
γ
γ
=
(3.13)
Trong đó :
e : hệ số rỗng của cát trước khi đầm nén;
γ
n
: trọng lượng riêng của nước = 10 KN/m
3
;

γ
s
: trọng lượng riêng của cát.
Sau khi đầm nén cần kiểm tra lại độ chặt của đệm cát bằng cách sử dụng
xuyên tiêu chuẩn; xuyên tĩnh hoặc xuyên động.

3.1.4 Trình tự thiết kế móng sử dụng đệm cát.
3.1.4.1 Chọn độ sâu chôn móng.
Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình và tải trọng tác dụng, phân tích
để lựa chọn phương án, từ đó chọn độ sâu chôn móng (độ sâu này có thể điều
chỉnh trong quá trình tính toán chi tiết).
Thông thường độ sâu chôn móng trên đệm cát được chọn bình thường
giống như đặt trên nền đất tốt (sơ đồ số 1).
3.1.4.2 Xác định kích thước đáy móng và kiểm tra điều kiện áp lực.
Gồm các bước sau :
- Xác định cường độ tính toán quy ước của cát làm đệm (theo công thức
quy đổi của quy phạm).
- Xác định diện tích đế móng và xác định kích thước móng.
- Xác định chiều dày của đệm cát : để đơn giản, chiều dày thường được
chọn trước sau đó kiểm tra lại, nếu không đạt có thể tăng chiều dày
đệm, nhưng đệm không nên dày quá 3m, lúc này có thể chuyển sang
phương án móng khác).
- Kiểm tra điều kiện áp lực tại đỉnh lớp đất yếu (đáy đệm cát).
- Tính toán độ lún của móng.
- Tính toán các kích thước của đệm cát (theo mặt bằng).
- Tính toán độ bền và cấu tạo móng (giồng như móng nông trên nền
thiên nhiên).
Cùng nguyên tắc với đệm cát, còn dùng đệm đất, đệm đá sỏi… tùy theo
khả năng cung cấp ở từng khu vực xây dựng.
3.2 CỌC CÁT.

3.2.1 Đặc điểm và phạm vi ứng dụng.
Cọc cát được sử dụng trong các trường hợp sau đây : Công trình chịu tải
trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày > 3m.
Những trường hợp sau đây không nên dùng cọc cát :
- Đất quá nhão yếu, lưới cọc cát không thể lèn chặt được đất
(khi hệ số rỗng nén chặt e
nc
> 1 thì không nên dùng cọc cát.
- Chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng > 3m, lúc này dùng
đệm cát tốt hơn.
Tác dụng của cọc cát :
- Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng thể
tích, modun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên.
- Do nền đất được nén chặt, nên sức chịu tải tăng lên, độ lún
và biến dạng không đều của đất nền dưới đế móng giảm đi đáng kể.
- Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất được nén
chặt xung quanh cọc cùng làm việc đồng thời, đất được nén chặt đều
trong khoảng cách giữa các cọc. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền
được nén chặt bằng cọc cát có thể được coi như một nền thiên nhiên.
