báo cáo chuyên đề nền đất yếu & hướng dẫn sửdụng phần mềm plaxis tính toán thiết kế công trình trên nền đất yếu

Nha Trang, tháng 6 - 2014


CÔNG TY CP TƯ VẤN XÂY DỰNG ĐIỆN 4
TRUNG TÂM TƯ VẤN XÂY DỰNG THỦY ĐIỆN
B
B
Á
Á
O
O


C
C
Á

Á
O
O


C
C
H
H
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N


Đ
Đ
Ề
Ề


NỀN ĐẤT YẾU & HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
PHẦN MỀM PLAXIS TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

CÔNG TY CP TƯ VẤN XÂY DỰNG ĐIỆN 4
TRUNG TÂM TƯ VẤN XÂY DỰNG THỦY ĐIỆN
B

B
Á
Á
O
O


C
C
Á
Á
O
O


C
C
H
H
U
U
Y
Y
Ê
Ê
N
N


Đ

Đ
Ề
Ề


NỀN ĐẤT YẾU & HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG
PHẦN MỀM PLAXIS TÍNH TOÁN THIẾT KẾ
CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
GĐ Trung tâm : Vương Anh Dũng

Người lập báo cáo : Trần Minh Kha


Nha Trang, tháng 11 - 2013
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề i
MỤC LỤC
Chương 1 : NỀN ĐẤT YẾU 1
1.1. THẾ NÀO LÀ ĐẤT YẾU? 1
1.2. CÁCH PHÂN BIỆT ĐẤT YẾU 1
1.2.1. Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý của đất 1
1.2.2. Phân biệt theo nguyên nhân hình thành 1
1.2.3. Sự phân bố của đất yếu 2
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 2
1.3.1. Tổng quan 2
1.3.2. Nhóm biện pháp xử lý về kết cấu công trình 2
1.3.3. Nhóm biện pháp xử lý về móng 3
1.3.4. Nhóm biện pháp xử lý về nền 3
1.3.5. Một số phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng 5

1.4. PHÂN LOẠI XỬ LÝ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG 11
1.4.1. Phân loại xử lý 11
1.4.2. Phạm vi áp dụng và các biện pháp 11
1.5. NHẬN XÉT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 13
1.6. CÁC CÔNG TRÌNH CÓ NỀN ĐẤT YẾU ĐÃ ĐƯỢC XỬ LÝ Ở VIỆT NAM. 14
1.7. CÁC TÀI LIỆU QUI CHUẨN LIÊN QUAN 15

Chương 2 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TOÁN PLAXIS 16
2.1. GIỚI THIỆU CHUNG 16
2.1.1. Xuất xứ 16
2.1.2. Các phiên bản 16
2.1.3. Khả năng tính toán và phân tích các phiên bản phần mềm PLAXIS 16
2.1.4. Yêu cầu kỹ thuật và cài đặt phần mềm PLAXIS 17
2.2. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA PHẦN MỀM 18
2.2.1. Tính năng Input (Nhập dữ liệu) : 18
2.2.2. Tính năng Calculation (Tính toán) : 19
2.2.3. Tính năng Output (Biểu diễn kết quả tính) : 19
2.2.4. Tính năng Curves (Biểu diễn các đường cong của kết quả tính) : 19
2.3. TỔNG QUAN GIAO DIỆN PHẦN MỀM PLAXIS V.8 – 2D 20
2.3.1. Giới thiệu chung 20
2.3.2. Giới thiệu Menu chính 22

Chương 3 : HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG PHẦN MỀM PLAXIS 28
3.1. MỘT SỐ DẠNG BÀI TOÁN CƠ BẢN ỨNG DỤNG GIẢI BẰNG PHẦN MỀM
PLAXIS V.8 28
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề ii
3.2. BÀI TOÁN PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG HỐ DÀO CHỐNG ĐỠ BẰNG CỪ CÓ
THANH CHỐNG NEO 28

3.2.1. Nội dung bài toán 29
3.2.2. Trình tự giải 30
3.2.2.1. Bước 1: Thiết lập tổng thể bài toán 30
3.2.2.2. Bước 2: Xây dựng mô hình hình học 32
3.2.2.3. Bước 3: Khai báo tải trọng 34
3.2.2.4. Bước 4: Thiết lập điều kiện biên 35
3.2.2.5. Bước 5: Khai báo đặc trưng vật liệu 36
3.2.2.6. Bước 6: Chia lưới phần tử 38
3.2.2.7. Bước 7:Thiết lập điều kiện về mực nước 39
3.2.2.8. Bước 8: Thiết lập giai đoạn & Tính toán 43
3.2.2.9. Bước 9: Xem và xuất kết quả 48
3.3. TỔNG KẾT TRÌNH TỰ VÀ CÁC BƯỚC GIẢI BÀI TOÁN PLAXIS 53
3.4. VẤN ĐỀ AUTOCAD TRỢ GIÚP VẼ MÔ HÌNH 54
3.5. VẤN ĐỀ VẼ MÔ HÌNH TỪ MỘT BẢNG TỌA ĐỘ CÓ SẴN 56

Chương 4 : BÀI TOÁN ĐẮP ĐƯỜNG TRÊN NỀN ĐẤT YẾU 59
4.1. GIỚI THIỆU CHUNG 59
4.2. TRÌNH TỰ GIẢI 60
4.2.1. Thiết lập tổng thể bài toán 60
4.2.2. Xây dựng mô hình hình học 60
4.2.3. Khai báo tải trọng 61
4.2.4. Thiết lập điều kiện biên 61
4.2.5. Khai báo các tính chất vật liệu 61
4.2.6. Chia lưới phần tử 62
4.2.7. Thiết lập điều kiện ban đầu 62
4.2.8. Thiết lập các giai đoạn & Tính toán 64
4.2.9. Xem và xuất kết quả 71
4.2.10. Phân tích cập nhật lưới 81

Chương 5 : PHẦN MỀM PLAXIS - NHỮNG VẤN ĐỀ ĐẶT RA 84

5.1. ỔN ĐỊNH MÁI DỐC – CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH 84
5.2. CÁC BÀI TOÁN KỸ THUẬT ĐƯỢC GIẢI BẰNG PHẦN MỀM PLAXIS 85

Chương 6 : KẾT LUẬN 88

PECC4
P9
Tài liệu tham khảo iii


TÀI LIỆU THAM KHẢO

• PLAXIS Version 8 - Tutorial Manual ;
• PLAXIS INTRODUCTORY COURSE – Dr.William Cheang Wai
Lum (Plaxis AsiaPac, Singapore) & Dr. Phung Duc Long (VSSMGE,
Hanoi, Vietnam).




GHI CHÚ VỀ ẤN BẢN

Trong ấn bản tháng 6/2014 này, tác giả đã hiệu chỉnh và bổ sung một số
vấn đề mà Hội đồng xét nâng ngạch ký sư của Công ty đã đóng góp ý
kiến trong buổi tổ chức họp báo cáo chuyên đề ngày 21/6/2014.

PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 1
Chương 1 : NỀN ĐẤT YẾU

1.1. THẾ NÀO LÀ ĐẤT YẾU?
Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và bị biến dạng
nhiều, do vậy không thể xây dựng công trình lên trên nếu không có biện pháp xử lý
thích hợp.
Khi thi công các công trình xây dựng gặp các loại nền đất yếu, tùy thuộc vào
tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình mà người ta dùng
phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm
độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình.
Trong thực tế xây dựng, do không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý
của nền đất để làm cơ sở đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp, hoặc do
không có những biện pháp xử lý hiệu quả đã dẫn đến có nhiều công trình bị lún,
sập khi xây dựng trên nền đất yếu. Đây là một vấn đề hết sức khó khăn, đòi hỏi sự
kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết,
giảm được tối đa các sự cố, hư hỏng của công trình.
Nền đất yếu là một trong những đối tượng nghiên cứu và xử lý khá phức tạp,
đòi hỏi công tác khảo sát, điều tra, nghiên cứu, phân tích và tính toán công phu. Để
xử lý đất yếu đạt hiệu quả cao cũng phải có yếu tố tay nghề thiết kế và bề dày kinh
nghiệm xử lý của Đơn vị Tư vấn trong việc lựa chọn giải pháp hợp lý.
1.2. CÁCH PHÂN BIỆT ĐẤT YẾU
1.2.1. Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý của đất
Về mặt chỉ tiêu cơ lý của đất ở trạng thái tự nhiên, đất được gọi là đất yếu khí:
- Môđun biến dạng thấp (Eo < 50 daN/cm
2

);
- Sức chịu tải bé (R ≈ 0,5 – 1 daN/cm
2
)
- Độ ẩm gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy ;
- Hệ số rỗng lớn (ε >1);
- Lực dính C theo kết quả cắt nhanh không thoát nước từ 0,15 daN/cm
2
trở
xuống hoặc lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường Cu ≤ 0,35daN/cm
2
.
Có thể định nghĩa nền đất yếu theo sức kháng cắt không thoát nước (s
u
) và trị
số xuyên tiêu chuẩn (N), như sau:
- Đất rất yếu : s
u
≤ 12,5 kPa hoặc N ≤ 2
- Đất yếu : s
u
≤ 25 kPa hoặc N ≤ 4
1.2.2. Phân biệt theo nguyên nhân hình thành
Đất yếu có nguồn gốc khoáng vật hoặc nguồn gốc hữu cơ:
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 2
- Loại có nguồn gốc khoáng vật: Thường là sét hoặc á sét trầm tích trong
nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, thung lũng.
- Loại có nguồn gốc hữu cơ: Hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng

thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật phát triển, thối rữa
phân huỷ tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với trầm tích khoáng vật.
1.2.3. Sự phân bố của đất yếu
Ở nước ta, đất yếu xuất hiện ở nhiều nơi, đặc biệt lưu vực sông Hồng và lưu
vực sông Cửu Long. Đất yếu thường gặp ở khu vực miền duyên hải (bãi bồi ven
sông, biển) hoặc ở các thung lũng thuộc vùng núi… Từ các khu vực châu thổ Bắc
bộ, Thanh - Nghệ Tĩnh, ven biển Trung bộ, đến đồng bằng Nam Bộ đều có những
vùng đất yếu.
1.3. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
1.3.1. Tổng quan
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện
một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún,
tăng độ chặt, tăng trị số modun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất Đối
với công trình thủy lợi, việc xử lý nền đất yếu còn làm giảm tính thấm của đất,
đảm bảo ổn định cho khối đất đắp.
Các phương pháp xử lý nền đất yếu gồm nhiều loại, căn cứ vào điều kiện địa
chất, nguyên nhân và đòi hỏi với công nghệ khắc phục. Kỹ thuật cải tạo nền đất
yếu thuộc lĩnh vực địa kỹ thuật, nhằm đưa ra các cơ sở lý thuyết và phương pháp
thực tế để cải thiện khả năng tải của đất sao cho phù hợp với yêu cầu của từng loại
công trình khác nhau.
Với các đặc điểm của đất yếu như trên, muốn đặt móng công trình xây dựng
trên nền đất này thì phải có các biện pháp kỹ thuật để cải tạo tính năng chịu lực của
nó. Nền đất sau khi xử lý gọi là nền nhân tạo.
Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vào điều kiện
như: Đặc điểm công trình, đặc điểm của nền đất Với từng điều kiện cụ thể mà
người thiết kế đưa ra các biện pháp xử lý hợp lý. Có nhiều biện pháp xử lý nền đất
yếu, được phân thành các nhóm như sau:
• Biện pháp xử lý về kết cấu công trình
• Biện pháp xử lý về móng
• Biện pháp xử lý nền

1.3.2. Nhóm biện pháp xử lý về kết cấu công trình
Kết cấu công trình có thể bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều kiện
biến dạng không thỏa mãn: Lún hoặc lún lệch quá lớn do nền đất yếu, sức chịu tải
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 3
bé. Các biện pháp về kết cấu công trình nhằm giảm áp lực tác dụng lên mặt nền
hoặc làm tăng khả năng chịu lực của kết cấu công trình. Người ta thường dùng các
biện pháp sau:
• Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ, thanh mảnh, nhưng phải đảm bảo khả
năng chịu lực của công trình nhằm mục đích làm giảm trọng lượng bản thân công
trình, tức là giảm được tĩnh tải tác dụng lên móng.
• Làm tăng sự linh hoạt của kết cấu công trình kể cả móng bằng cách dùng kết
cấu tĩnh định hoặc phân cắt các bộ phận của công trình bằng các khe lún để khử
được ứng suất phụ phát sinh trong kết cấu khi xảy ra lún lệch hoặc lún không đều.
• Làm tăng khả năng chịu lực cho kết cấu công trình để đủ sức chịu các ứng
lực sinh ra do lún lệch và lún không đều bằng các đai bê tông cốt thép để tăng khả
năng chịu ứng suất kéo khi chịu uốn, đồng thời có thể gia cố tại các vị trí dự đoán
xuất hiện ứng suất cục bộ lớn.
1.3.3. Nhóm biện pháp xử lý về móng
Khi xây dựngcông trình trên nền đất yếu, ta có thể sử dụng một số phương
pháp xử lý về móng thường dùng như:
• Thay đổi chiều sâu chôn móng nhằm giải quyết sự lún và khả năng chịu tải
của nền; Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị số sức chịu tải của nền đồng
thời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nên giảm được độ lún của móng; Đồng
thời tăng độ sâu chôn móng, có thể đặt móng xuống các tầng đất phía dưới chặt
hơn, ổn định hơn. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn móng phải cân nhắc giữa 2
yếu tố kinh tế và kỹ thuật.
• Thay đổi kích thước và hình dáng móng sẽ có tác dụng thay đổi trực tiếp áp
lực tác dụng lên mặt nền, và do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu tải cũng như

điều kiện biến dạng của nền. Khi tăng diện tích đáy móng thường làm giảm được
áp lực tác dụng lên mặt nền và làm giảm độ lún của công trình. Tuy nhiên đất có
tính nén lún tăng dần theo chiều sâu thì biện pháp này không hoàn toàn phù hợp.
• Thay đổi loại móng và độ cứng của móng cho phù hợp với điều kiện địa chất
công trình: Có thể thay móng đơn bằng móng băng, móng băng giao thoa, móng bè
hoặc móng hộp; trường hợp sử dụng móng băng mà biến dạng vẫn lớn thì cần tăng
thêm khả năng chịu lực cho móng; Độ cứng của móng bản, móng băng càng lớn
thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé. Có thể sử dụng biện pháp tăng chiều dày móng,
tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cứng kết cấu bên trên, bố trí các sườn tăng
cường khi móng bản có kích thước lớn.
1.3.4. Nhóm biện pháp xử lý về nền

PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 4
1. Phương pháp thay nền. Đây là một phương pháp ít được sử dụng, để khắc
phục vướng mắc do đất yếu, nhà xây dựng thay một phần hoặc toàn bộ nền đất yếu
trong phạm vi chịu lực công trình bằng nền đất mới có tính bền cơ học cao, như
làm gối cát, đệm cát. Phương pháp này đòi hỏi kinh tế và thời gian thi công lâu dài,
áp dụng được với mọi điều kiện địa chất. Bên cạnh đó cũng có thể kết hợp cơ học
bằng phương pháp nén thêm đất khô với điều kiện địa chất đất mùn xốp.
2. Các phương pháp cơ học. Là một trong những nhóm phương pháp phổ
biến nhất, bao gồm các phương pháp làm chặt bằng sử dụng tải trọng tĩnh (phương
pháp nén trước), sử dụng tải trọng động (đầm chấn động), sử dụng các cọc không
thấm, sử dụng lưới nền cơ học và sử dụng thuốc nổ sâu , phương pháp làm chặt
bằng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc xi măng đất, cọc vôi ), phương pháp vải
địa kỹ thuật, phương pháp đệm cát để gia cố nền bằng các tác nhân cơ học.
Sử dụng tải trọng động khá phổ biến với điều kiện địa chất đất cát hoặc đất sỏi như
dùng máy đầm rung, đầm lăn. Cọc không thấm như cọc tre, cọc cừ tràm, cọc gỗ
chắc thường được áp dụng với các công trình dân dụng. Sử dụng hệ thống lưới nền

cơ học chủ yếu áp dụng để gia cố đất trong các công trình xây mới như đường bộ
và đường sắt. Sử dụng thuốc nổ sâu tuy đem lại hiệu quả cao trong thời gian ngắn,
nhưng không thích hợp với đất sét và đòi hỏi tính chuyên nghiệp của nhà xây
dựng.
3. Phương pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương
pháp dùng giếng cát, phương pháp bấc thấm, điện thấm
4. Phương pháp nhiệt học. Là một phương pháp độc đáo có thể sử dụng kết
hợp với một số phương pháp khác trong điều kiện tự nhiên cho phép. Sử dụng khí
nóng trên 800
o
để làm biến đổi đặc tính lí hóa của nền đất yếu. Phương pháp này
chủ yếu sử dụng cho điều kiện địa chất đất sét hoặc đất cát mịn. Phương pháp đòi
hỏi một lượng năng lượng không nhỏ, nhưng kết quả nhanh và tương đối khả quan.
5. Các phương pháp hóa học. Là một trong các nhóm phương pháp được chú
ý trong vòng 40 năm trở lại đây. Sử dụng hóa chất để tăng cường liên kết trong đất
như xi măng, thủy tinh, phương pháp Silicat hóa… hoặc một số hóa chất đặc biệt
phục vụ mục đích điện hóa. Phương pháp xi măng hóa và sử dụng cọc xi măng đất
tương đối tiện lợi và phổ biến. Trong vòng chưa tới 20 năm trở lại đây đã có những
nghiên cứu tích cực về việc thêm cốt cho cọc xi măng đất. Sử dụng thủy tinh ít phổ
biến hơn do độ bền của phương pháp không thực sự khả quan, còn điện hóa rất ít
dùng do đòi hỏi tương đối về công nghệ.
6. Phương pháp sinh học. Là một phương pháp mới sử dụng hoạt động của vi
sinh vật để làm thay đổi đặc tính của đất yếu, rút bớt nước úng trong vùng địa chất
công trình. Đây là một phương pháp ít được sự quan tâm, do thời gian thi công
tương đối dài, nhưng lại được khá nhiều ủng hộ về phương diện kinh tế.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 5
7. Các phương pháp thủy lực. Đây là nhóm phương pháp lớn như là sử dụng
cọc thấm, lưới thấm, sử dụng vật liệu composite thấm, bấc thấm, sử dụng bơm

chân không, sử dụng điện thẩm. Các phương pháp phân làm hai nhóm chính, nhóm
một chủ yếu mang mục đích làm khô đất, nhóm này thường đòi hỏi một lượng
tương đối thời gian và còn khiêm tốn về tính kinh tế. Nhóm hai ngoài mục đích
trên còn muốn mượn lực nén thủy lực để gia cố đất, nhóm này đòi hỏi cao về công
nghệ, thời gian thi công giảm đi và tính kinh tế được cải thiện đáng kể.
8. Ngoài ra còn có các phương pháp mới được nghiên cứu như rung hỗn hợp,
đâm xuyên, bơm cát…
1.3.5. Một số phương pháp xử lý nền đất yếu thường dùng
1. Phương pháp xử lý nền bằng đệm cát
Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước
(sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏ
hơn 3m.
Biện pháp tiến hành: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường hợp
lớp đất yếu có chiều dày bé) và thay vào đó bằng cát hạt trung, hạt thô đầm chặt.
Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát có những tác dụng chủ yếu sau:
• Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát
đóng vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng
xuống các lớp đất yếu bên dưới.
• Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự phân bộ lại ứng
suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
• Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm
móng.
• Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể
tiếp nhận được.
• Làm tăng khả năng ổn định của công trình, kể cả khi có tải trọng ngang tác
dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt.
• Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng
chịu tải của nền và tăng nhanh thời gian ổn định về lún cho công trình.
• Về mặt thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng
tương đối rộng rãi.

Phạm vi áp dụng tốt nhất khi lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m. Không nên
sử dụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì sẽ
tốn kém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định.

PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 6
2. Phương pháp đầm chặt lớp đất mặt (cố kết đóng)
Khi gặp trường hợp nền đất yếu nhưng có độ ẩm nhỏ thì có thể sử dụng
phương pháp đầm chặt lớp đất mặt để làm tăng cường độ chống cắt của đất và làm
giảm tính nén lún.
Lớp đất mặt sau khi được đầm chặt sẽ có tác dụng như một tầng đệm đất,
không những có ưu điểm như phương pháp đệm cát mà cón có ưu điểm là tận dụng
được nền đất thiên nhiên để đặt móng, giảm được khối lượng đào đắp.
Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta có thể dùng nhiều biện pháp khác nhau, thường
hay dùng nhất là phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp này quả đầm
trọng lượng 1 - 4 tấn (có khi 5 - 7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn 1m. Để hiệu
quả tốt khi chọn quả đầm nên đảm bảo áp lực tĩnh do quả đầm gây ra không nhỏ
hơn 0,2kG/cm
2
với loại đất sét và 0,15kG/cm
2
với đất loại cát.
Cố kết đóng cho phép tăng cường độ sức chịu tải và giảm độ lún của nền.
Công nghệ được dùng để gia cố nền đất yếu ở Hà Nội, Hải Phòng và TP. HCM.
Quả đấm bằng khối bê tông đúc sẵn có trọng lượng từ 10 - 15 tấn được nhấc lên
bằng cẩu và rơi xuống bề mặt từ độ cao 10-15m để đầm chặt nền. Khoảng cách
giữa các hố đầm là 3x3, 4x4 hoặc 5x5m. Độ sâu ảnh hưởng của đầm chặt cố kết
động được tính bằng:
HW.¦5,0=D

Trong do:
• D - độ sâu hữu hiệu được đầm chặt (m)
• W - Trọng lượng quả đấm (tấn )
• H - Chiều cao rơi quả đấm (m )
Sau khi đầm chặt tại một điểm một vài lần cát và đá được đổ đầy hố đầm.
Phương pháp cố kết đóng để gia cố nền đất yếu đơn giản và kinh tế, thích hợp với
hiện tượng mới san lấp và đất đắp. cần thiết kiểm tra hiệu quả công tác đầm chặt
trước và sau khi đầm bằng các thiết bị xuyên hoặc nén ngang trong hố khoan.
3. Phương pháp bệ phản áp
Bệ phản áp thường được dùng để tăng độ ổn định của khối đất đắp của nền
đường hoặc nền đê trên nền đất yếu. Phương pháp đơn giản song có giới hạn là
phát sinh độ lún phụ của bệ phản áp và diện tích chiếm đất để xây dựng bệ phản
áp. Chiều cao và chiều rộng của bệ phản áp được thiết kế từ các chỉ tiêu về sức
kháng cắt của đất yếu, chiều dày, chiều sâu lớp đất yếu và trọng lượng của bệ phản
áp. Bệ phản áp cũng được sử dụng để bảo vệ đê điều, chống mạch sủi và cát sủi.


PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 7
4. Phương pháp gia tải nén trước
Trong một số trường hợp, phương pháp chất tải trước không dùng giếng thoát
nước thẳng đứng vẫn thành công nếu điều kiện thời gian và đất nền cho phép. Tải
trọng gia tải trước có thể bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình trong tương lai.
Trong thời gian chất tải độ lún và áp lực nước được quan trắc. Lớp đất đắp để gia
tải được dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra. Phương pháp này có thể sử
dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn sét và sét pha dẻo nhão, cát
pha bão hoà nước. Dùng phương pháp này có các ưu điểm sau:
• Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất;

• Tăng nhanh thời gian cố kết, tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian.
Các biện pháp thực hiện:
• Chất tải trọng (cát, sỏi, gạch, đá…) bằng hoặc lớn hơn tải trọng công
trình dự kiến thiết kế trên nền đất yếu, để nền chịu tải trước và lún
trước khi xây dựng công trình.
• Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng
nhanh quá trình cố kết của đất nền, tăng nhanh tốc độ lún theo thời
gian.
Tuỳ yêu cầu cụ thể của công trình, điều kiện địa chất công trình, địa chất thuỷ
văn của nơi xây dựng mà dùng biện pháp xử lý thích hợp, có thể dùng đơn lẻ hoặc
kết hợp cả hai biện pháp trên.
Phương pháp gia tải trước thường là giải pháp công nghệ kinh tế nhất để xử lý
nền đất yếu. Gia tải trước là công nghệ đơn giản, tuy vậy cần thiết phải khảo sát
đất nền một cách chi tiết. Một số lớp đất mỏng, xen kẹp khó xác định bằng các
phương pháp thông thường. Nên sử dụng thiết bị xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ
rỗng đồng thời khoan lấy mẫu liên tục. Trong một số trường hợp do thời gian gia
tải ngắn, thiếu độ quan trắc và đánh giá đầy đủ, nên sau khi xây dựng công trình,
đất nền tiếp tục bị lún và công trình bị hư hỏng.
Phương pháp gia tải trước được dùng để xử lý nền móng của Rạp xiếc Trung
ương (Hà Nội), Viện nhi Thuỵ Điển (Hà Nội), Trường Đại học Hàng Hải (Hải
Phòng) và một loạt công trình tại phía Nam.
5. Gia tải trước với thoát nước thẳng đứng
Trong rất nhiều trường hợp, thời gian gia tải trước cần thiết được rút ngắn để
xây dựng công trình, vì vậy tốc độ cố kết của nền được tăng do sử dụng cọc cát
hoặc bằng thoát nước. Cọc cát được đóng bằng công nghệ rung ống chống để
chiếm đất, sau đó cát được làm đầy ống và rung để đầm chặt. Cọc cát có đường
kính 30-40cm. Có thể được thi công đến 6-9m. Giải pháp cọc cát đã được áp dụng
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 8

để xử lý nền móng một số công trình ở TP. Hồ Chí Minh, Vũng Tàu, Hải Phòng,
Hà Nội.
Bộ phận thoát nước thẳng đứng là bản nhựa được dùng để xử lý nền đất yếu
của Việt Nam từ thập kỷ 1980. Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển được sử dụng
để thi công bản nhựa. Công nghệ cho phép tăng cường độ đất nền và giảm thời
gian cố kết.
Tại ven sông Sài Gòn đã xây dựng một bể chứa với các kích thước hình học
đường kính 43m, chiều cao 15m, tải trọng 20.000tấn. Nền công trình là đất yếu có
chiều dày lớn được xử lý nền bằng bản nhựa thoát nước thẳng đứng kết hợp với gia
tải bằng hút chân không. Độ lún được tính xấp xỉ 1,0m. Kết quả độ lún thực tế sau
2 lần gia tải là 3,26m (lần đầu độ lún bằng 2,4m và lần sau độ lún bằng 0,86m), ở
đây có sự sai khác giữa kết quả đo và dự tính. Sự khác nhau có thể do quá trình
tính toán chưa kể đến biến dạng ngang của nền và điều kiện công trình đặt ven
sông.
Trong công nghệ xử lý nền bằng gia tải trước với thoát nước thẳng đứng rất
cần thiết đặt hệ quan trắc lún.
6. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm
Là phương pháp kỹ thuật thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm kết hợp với
gia tải trước. Khi chiều dày đất yếu rất lớn hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ thì có
thể bố trí đường thấm thẳng đứng để tăng tốc độ cố kết. Phương pháp này thường
dùng để xử lý nền đường đắp trên nền đất yếu. Phương pháp bấc thấm (PVD) có
tác dụng thấm thẳng đứng để tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng của
đất yếu, làm giảm độ rỗng, độ ẩm, tăng dung trọng. Kết quả là làm tăng nhanh quá
trình cố kết của nền đất yếu, tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy
định trong thời gian cho phép. Phương pháp bấc thấm có thể sử dụng độc lập,
nhưng trong trường hợp cần tăng nhanh tốc độ cố kết, người ta có thể sử dụng kết
hợp đồng thời biện pháp xử lý bằng bấc thấm với gia tải tạm thời, tức là đắp cao
thêm nền đường so với chiều dày thiết kế 2 - 3m trong vài tháng rồi sẽ lấy phần gia
tải đó đi ở thời điểm mà nền đường đạt được độ lún cuối cùng như trường hợp nền
đắp không gia tải.

Bấc thấm được cấu tạo gồm 2 phần: Lõi chất dẽo (hay bìa cứng) được bao
ngoài bằng vật liệu tổng hợp (thường là vải địa kỹ thuật Polypropylene hay
Polyesie không dệt…). Bấc thấm có các tính chất vật lý đặc trưng sau:
• Cho nước trong lỗ rỗng của đất thấm qua lớp vải địa kỹ thuật bọc
ngoài vào lõi chất dẽo.
• Lõi chất dẽo chính là đường tập trung nước và dẫn chúng thoát ra
ngoài khỏi nền đất yếu bão hòa nước.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 9
Lớp vải địa kỹ thuật bọc ngoài là Polypropylene và Polyesie không dệt hay
vật liệu giấy tổng hợp, có chức năng ngăn cách giữa lõi chất dẽo và đất xung
quanh, đồng thời là bộ phận lọc, hạn chế cát hạt mịn chui vào làm tắc thiết bị.
Lõi chất dẽo có 2 chức năng: Vừa đỡ lớp bao bọc ngoài, và tạo đường cho
nước thấm dọc chúng ngay cả khi áp lực ngang xung quanh lớn. Nếu so sánh hệ số
thấm nước giữa bấc thấm PVD với đất sét bão hòa nước cho thấy rằng, bấc thấm
PVD có hệ số thấm (K = 1 x 10
-4
m/s) lớn hơn nhiều lần so với hệ số thấm nước
của đất sét ( k = 10 x 10
-5
m/ngày đêm). Do đó, các thiết bị PVD dưới tải trọng nén
tức thời đủ lớn có thể ép nước trong lỗ rỗng của đất thoát tự do ra ngoài.
7. Gia cường nền đất yếu bằng cọc tiết diện nhỏ
Cọc tiết diện nhỏ được hiểu là các loại cọc có đường kính hoặc cạnh từ 10 đến
25cm. Cọc nhỏ có thể được thi công bằng công nghệ đóng, ép, khoan phun. Cọc
nhỏ được dùng để gia cố nền móng cho các công trình nhà, đường sá, đất đắp và
các dạng kết cấu khác. Cọc nhỏ là một giải pháp tốt để xử lý nền đất yếu vì mang
lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. Công nghệ cọc nhỏ cho phép giảm chi phí vật liệu,
thi công đơn giản, đồng thời truyền tải trọng công trình xuống các lớp đất yếu hơn,

giảm độ lún tổng cộng và độ lún lệch của công trình.
Cọc tre và cọc tràm là giải pháp công nghệ mang tính truyền thống để xử lý
nền cho công trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu, nền đất luôn luôn ở trạng thái
ẩm ướt. Cọc tràm và tre có chiều dài từ 2,5-6m được đóng để gia cường nền đất
với mực đích làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún. Theo kinh nghiệm,
thường 25-30 cọc tre hoặc cọc tràm được đóng cho 1m
2
. Tuy vậy nên dự tính sức
chịu tải và độ lún của móng cọc tre hoặc cọc tràm bằng các phương pháp tính toán
theo thông lệ. Việc sử dụng cọc tràm trong điều kiện đất nền và tải trọng không
hợp lý đòi hỏi phải chống lún bằng cọc tiết diện nhỏ
8. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc cát
Nhằm giảm độ lún và tăng cường độ đất yếu, cọc cát hoặc cọc đá đầm chặt
được sử dụng.Cát và đá được đầm bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng công
nghệ đầm trong ống chống. Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá để xây dựng
một số công trình tại Tp, Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng và Vũng Tàu. Sức chịu
tải của cọc cát phụ thuộc vào áp lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc. Theo Broms
(1987) áp lực tới hạn bằng 25 Cu với Cu = 20kPa, cọc cát Ф 40cm có sức chịu tải
tới hạn là 60 kN. Hệ số an toàn bằng 1,5 có thể được sử dụng. Khác với các loại
cọc cứng khác (bê tông, bê tông cốt thép, cọc gỗ, cọc cừ tràm, cọc tre ) là một bộ
phận của kết cấu móng, làm nhiệm vụ tiếp nhận và truyền tải trọng xuống đất nền,
mạng lưới cọc cát làm nhiệm vụ gia cố nền đất yếu nên còn gọi là nền cọc cát.
Việc sử dụng cọc cát để gia cố nền có những ưu điểm nổi bật sau: Cọc cát làm
nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm tăng nhanh quá
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 10
trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn; Nền đất được ép chặt do ống thép
tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị
ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý;

Cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với dùng
các loại vật liệu khác. Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều
dày > 3m.
9. Phương pháp xử lý nền bằng cọc vôi và cọc xi măng đất
Cọc vôi thường được dùng để xử lý, nén chặt các lớp đất yếu như: Than bùn,
bùn, sét và sét pha ở trạng thái dẻo nhão. Việc sử dụng cọc vôi có những tác dụng
sau:
• Sau khi cọc vôi được đầm chặt, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20%
làm cho đất xung quanh nén chặt lại.
• Khi vôi được tôi trong lỗ khoan thì nó toả ra một nhiệt lượng lớn làm
cho nước lỗ rỗng bốc hơi làm giảm độ ẩm và tăng nhanh quá trình nén
chặt.
• Sau khi xử lý bằng cọc vôi nền đất được cải thiện đáng kể: Độ ẩm của
đất giảm 5-8%; Lực dính tăng lên khoảng 1,5 - 3 lần.
Việc chế tạo cọc xi măng đất cũng giống như đối với cọc đất - vôi, ở đây xilô
chứa ximăng và phun vào đất với tỷ lệ định trước. Lưu ý sàng ximăng trước khi đổ
vào xilô để đảm bảo ximăng không bị vón cục và các hạt ximăng có kích thước
đều < 0,2mm, để không bị tắc ống phun. Hàm lượng ximăng có thể từ 7-15% và
kết quả cho thấy gia cố đất bằng ximăng tốt hơn vôi và đất bùn gốc cát thì hiệu quả
cao hơn đất bùn gốc sét.
Qua kết quả thí nghiệm xuyên cho thấy sức kháng xuyên của đất nền tăng lên
từ 4-5 lần so với khi chưa gia cố. Ở nước ta đã sử dụng loại cọc đất-ximăng này để
xử lý gia cố một số công trình và hiện nay triển vọng sử dụng loại cọc đất-ximăng
này để gia cố nền là rất tốt.
Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển được dùng để chế tạo cùng đất xi măng
và đất vôi. Các kết quả nghiên cứu trong phòng thí nghiệm và áp dụng hiện trường
cho thấy:
- Cọc đất vôi và đất xi măng đóng vai trò thoát nước và gia cường nền. Đây là giải
pháp công nghệ thích hợp để gia cố sâu nền đất yếu.
- Các chỉ tiêu về cường độ, biến dạng phụ thuộc vào thời gian, loại đất nền, hàm

lượng hữu cơ, thành phần hạt và hàm lượng xi măng và vôi sử dụng.
- Việc sử dụng xi măng rẻ hơn trong điều kiện Việt Nam so với vôi. Tỷ lệ phần
trăm thường dùng là 8 – 12% và tỷ lệ phẩn trăm của xi măng là 12 – 15% trọng
lượng khô của đất.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 11

- Thiết bị Thuỵ Điển có khả năng thi công cọc đất xi măng.
- Có thể dùng thiết bị xuyên có cánh để kiểm tra chất lưọng cọc.
- Cọc đất xi măng được dùng để gia cố nền đường, nền nhà, khu công nghiệp, nền
đê
-Ảnh hưởng của nhiệt độ đến cường độ đất vôi.
1.4. PHÂN LOẠI XỬ LÝ VÀ PHẠM VI ÁP DỤNG
1.4.1. Phân loại xử lý
Thông thường việc phân loại xử lý căn cứ vị trí tầng đất, phương pháp xử lý
và được phân loại như sau:
- Vị trí tầng đất được xử lý: xử lý lớp mặt, xử lý tầng nông, xử lý tầng sâu.
- Phương pháp xử lý: chất tải nén trước, tầng đệm cát, gia cố nền đường, bệ
phản áp, sử dụng vật liệu nhẹ (sử dụng phụ gia để gia cố nền đất, nền đất bằng vật
liệu nhẹ); thay bằng lớp đầm chặt, thả đá hộc (với chiều dày lớp bùn không sâu);
thoát nước cố kết (bấc thấm, giếng bao cát, cọc cát, giếng cát, cọc đá dăm, dự ép
chân không, chân không chất tải dự ép liên hợp); nền móng phức hợp (hạ cọc bê
tông, hạ cọc bằng chấn động, cọc xi măng đất, cọc đất – vôi – xi măng, cọc bê tông
có lẫn bột than); cọc cứng (cọc ống mỏng chế tạo tại chỗ); cọc cừ tràm hoặc cọc
tre
- Xử lý không thêm vật liệu gia cố và thêm vật liệu gia cố:
+ Không thêm vật liệu: phương pháp cố kết đất (bấc thấm, gia cố chân
không); đầm nén đối với đất hạt rời (gia cố động, đầm chấn động).
+ Thêm vật liệu: Thêm vật liệu tự nhiên (cọc cát, đắp đá, cọc đá); thêm

vật liệu nửa cứng (cột vữa xi măng, phụt vữa…).
1.4.2. Phạm vi áp dụng và các biện pháp
1. Xử lý nền bằng cọc tre và cọc cừ tràm: xử lý nơi nền đất yếu có chiều sâu
nhỏ.
2. Chất tải nén trước (gia tải trước): dùng để xử lý lớp đất yếu, có thể sử dụng
đơn độc hoặc có thể kết hợp với thoát nước cố kết, sử dụng liên hợp một cách phức
hợp.
3. Tầng đệm cát: sử dụng nhiều ở lớp mặt nền đất yếu, thường kết hợp với
thoát nước theo chiều thẳng đứng.
4. Gia cố nền đường: dùng cho các dạng đất yếu để nâng cao độ ổn định, giảm
bớt biến dạng không đều.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 12
5. Bệ phản áp: dùng để tăng độ ổn định và chống trượt lở công trình.
6. Gia cố nền đường bằng chất vô cơ (vôi, sợi tổng hợp): sử dụng khi hàm lượng
nước lớn, cường độ chịu cắt thấp.
7. Nền đường chất dẻo (sử dụng bọt khí FPS gia cố nền đất, trọng lượng FPS
ở đất là 1/50 ¸ 1/100): làm giảm tải trọng nền đường, giảm độ lún thích hợp lớp đất
có hàm lượng nước lớn, lớp đất yếu có độ dày lớn.
8. Nền đường gia cố bằng hoá chất: khi phun hoá chất, nước và bọt khí qua
hỗn hợp trộn xong hình thành vật liệu sợi, trọng lượng có thể đạt 1/4 trọng lượng
đất, thích hợp với lớp đất có hàm lượng nước lớn, độ dày đất yếu lớn.
9. Thay thế lớp đất yếu: dùng xử lý tầng nông, dùng ở lớp đất mỏng, độ dày
không lớn và phụ thuộc đất bùn.
10. Bấc thấm, giếng bao cát: sử dụng xử lý lớp bùn đất, bùn sét, độ sâu xử lý
không vượt quá 25m.
11. Cột cát, giếng cát, cọc đá dăm: sử dụng ở lớp bùn, bùn đất sét, nhưng dễ
sản sinh co ngót.
12. Dự ép chân không: sử dụng với bùn đất, nền móng thuộc lớp bùn đất dính.

13. Chân không - chất tải dự ép liên hợp: liên kết chân không và chất tải dự ép
sử dụng với đoạn đường đắp cao và đường đầu cầu, sử dụng chân không chất tải
dự ép nên sử dụng trong nền móng có bố trí giếng cát hoặc bấc thấm và bản thoát
nước, ép chân không có độ chân không nhỏ hơn 70 kPa.
14. Ép cọc bê tông: sử dụng trường hợp không thoát nước, chống cắt lớn hơn
10 kPa.
15. Hạ cọc bằng chấn động: sử dụng không thoát nước, cường độ chống cắt
lớn hơn 15 kPa.
16. Cọc xi mămg (cọc xi măng - đất): bao gồm cọc phun vữa xi măng sử dụng
để gia cố nền đất yếu có cường độ chống cắt không nhỏ hơn 10 kPa, sử dụng cọc
phun bột xi măng (khô hoặc ướt) để gia cố nền đất yếu có độ sâu không vượt quá
15m.
17. Cọc CFG (cọc bê tông có lẫn bột than): thích hợp với lớp đất có cường độ
chịu tải lớn hơn 50 kPa.
18. Cọc cứng: thích hợp với khu vực đất yếu ở độ sâu lớn hơn nền đường cũ
được mở rộng.
19. Tường cách ly: thông thường chỉ sử dụng với nền đường cũ được cải tạo
mở rộng.
20. Làm ngăn cách và hạ mực nước ngầm: nền đá nứt nẻ, đường miền núi.

PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 13
1.5. NHẬN XÉT VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
Các phương pháp cổ điển dùng giếng cát thoát nước thẳng đứng và cọc cát
làm chặt đất kết hợp với việc chất tải tạm thời là phương pháp đơn giản nhất nhưng
vẫn đạt hiệu quả cao cả về kỹ thuật, thời gian và kinh tế. Theo phương pháp này,
người ta thường dùng giếng cát đường kính 50-60 cm, được nhồi vào nền đất yếu
bão hoà nước đến độ sâu thiết kế để làm chức năng những kênh thoát nước thẳng
đứng, nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết nền đất yếu. Do đó, phương pháp này luôn

phải kèm theo biện pháp gia tải trước để tăng nhanh quá trình cố kết. Lớp đất yếu
bão hoà nước càng dầy thì phương pháp giếng cát càng hiệu quả về độ lún tức thời.
Trong thực tế, phương pháp này đã được ngành Giao thông vận tải áp dụng phổ
biến từ năm 1990 để xử lý nền đất yếu. Công trình có quy mô lớn đầu tiên áp dụng
giếng cát để xử lý nền đất yếu được triển khai trên đường Thăng Long - Nội Bài
(Hà Nội) và đoạn Km 93 QL5 (đoạn Cảng Chùa Vẽ, Hải Phòng), sau này được áp
dụng đại trà trên nhiều tuyến Quốc lộ khác nữa, trong đó có đường Láng - Hoà Lạc
đường Pháp Vân - Cầu Giẽ
Từ năm 1960 trở lại đây phương pháp sử dụng vải địa kỹ thuật được các nước
trên thế giới áp dụng rộng rãi trong xử lý đất yếu. Đặc biệt từ những năm 1990 trở
lại đây, các nước ASEAN đã áp dụng phổ biến vải địa kỹ thuật với 6 chức năng cơ
bản, là: ngăn cách, lọc nước, gia cường đất yếu để tăng khả năng chịu tải của đất
nền, làm lớp bảo vệ và ngăn nước. Phương pháp sử dụng vải địa kỹ thuật cũng đã
được áp dụng lần đầu tiên tại Việt Nam từ cuối những năm 90 của thế kỷ 20 trên
QL5, QL51, QL10 và đường Láng - Hoà Lạc (Hà Nội).
Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc đất - vôi/ xi măng (XM) là một
công nghệ mới được thế giới biết đến và áp dụng từ những năm 1970 nhưng đạt
được công nghệ hoàn chỉnh và phát triển mạnh mẽ phải tính từ những năm 1990
trở lại đây. Phương pháp cọc đất - vôi / XM có thể được chia ra làm 2 loại :
phương pháp trộn khô, phun khô và phương pháp trộn phun ướt - mà thực chất
phương pháp này là phun vữa. Đối với Việt Nam, công nghệ cọc đất - vôi/ XM lần
đầu tiên được Thuỵ Điển chuyển giao công nghệ cho Bộ Xây dựng vào những năm
1992-1994, sử dụng trong gia cường nền nhà và công trình xây dựng dân dụng. Tại
nhiều nước trên thế giới, việc sử dụng công nghệ cọc đất - vôi / XM cho gia cố nền
đất yếu trong các dự án đường bộ, đường sắt đã cho hiệu quả rất cao. Do vậy, nếu
nghiên cứu để áp dụng cho các dự án đường bộ đắp trên nền đất yếu khu vực đồng
bằng sông Cửu Long thì rất có thể sẽ là một trong các phương pháp hiệu quả góp
phần giải quyết tình trạng lún kéo dài và kém ổn định của nền đường tại khu vực
này.
Từ những năm 90 của thập kỷ trước, cạnh phương pháp cổ điển, lần đầu tiên

công nghệ mới xử lý đất yếu bằng phương pháp bấc thấm thoát nước thẳng đứng
(PVD) kết hợp gia tải trước đã được đưa vào sử dụng rộng rãi trên thế giới. Tại
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 14
Việt Nam, công nghệ mới bấc thấm này đã được sử dụng trong xử lý nền đất yếu
cho Dự án nâng cấp QL5 trên đoạn Km 47 - Km 62 vào năm 1993, sau đó dùng
cho QL51 (TP Hồ Chí Minh đi Vũng Tàu) và đường Láng - Hoà Lạc. Từ 1999 -
2004, phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi để xử lý đất yếu trong các dự án
nâng cấp và cải tạo QL1A, QL18, QL60, QL80 Theo báo cáo về các sự cố công
trình nền đường ôtô xây dựng trên vùng đất yếu trong những năm gần đây, các vấn
đề mắc phải của nền đường đắp trên đất yếu trong thời gian qua ở Việt Nam chủ
yếu dưới dạng nền đường bị lún sụt - trượt trồi và ở dạng lún kéo dài ảnh hưởng
lớn đến chất lượng khai thác đường. Gần đây nhất, nhiều đoạn nền đường đắp trên
đất yếu tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ trên QL1A (đoạn cửa ngõ Hà Nội), mặc dù đã
được xử lý và không xuất hiện các vết nứt nhưng biến dạng lún vẫn còn kéo dài.
Theo số liệu đo đạc quan trắc cho thấy, sau một năm đưa vào khai thác, nền vẫn
lún thêm khoảng 40-60 cm, ảnh hưởng lớn đến khai thác.

Về nguyên tắc, mỗi một phương pháp xử lý đất yếu đều có phạm vi áp dụng thích
hợp; đều có những ưu điểm và nhược điểm nói riêng. Do đó, căn cứ vào điều kiện
cụ thể của nền đất yếu, địa hình, điều kiện địa chất, phương pháp thi công và kinh
nghiệm của tư vấn thiết kế mà có thể lựa chọn ra phương pháp hợp lý nhất. Tiêu
chuẩn cho phép lún của nền đường ôtô sau khi đưa đường vào khai thác cũng cần
phải được xem xét theo quan điểm kinh tế - kỹ thuật. Trong đó, phải lựa chọn và so
sánh theo các quan điểm hoặc là sử dụng các biện pháp đắt tiền để tăng nhanh độ
lún tức thời hoặc là hãy chấp nhận một độ lún nhất định bằng việc sử dụng các
biện pháp rẻ tiền và đơn giản hơn để rồi sau đó cho thông xe và theo thời gian tiến
hành bù lún bằng rải bù lớp mặt đường. Thực tế đã cho thấy, nếu lún nhiều mà
không nứt, không xảy ra trượt trồi thì việc tổ chức kịp thời rải bù mặt đường cũng

sẽ không gây ảnh hưởng gì lớn đến khai thác.
1.6. CÁC CÔNG TRÌNH CÓ NỀN ĐẤT YẾU ĐÃ ĐƯỢC XỬ LÝ Ở VIỆT
NAM
Trong những năm qua, các công trình giao thông được nâng cấp cải tạo và
xây dựng mới. Cùng với sự phát triển công nghệ, các dự án xây dựng giao thông
đã áp dụng hầu hết các phương pháp trên thế giới để xử lý nền đất yếu như:
- Quốc lộ 1A: sử dụng cọc cát, bệ phản áp (đầu cầu Phù Đổng), bấc thấm, vải
địa kỹ thuật (đoạn Cà Mau – Năm Căn)…
- Quốc lộ 5: sử dụng bấc thấm kết hợp vải địa kỹ thuật, tầng đệm cát, vét
bùn…
- Quốc lộ 18,10: sử dụng cọc cát, tầng đệm cát kết hợp vải địa kỹ thuật, bấc
thấm.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 15
- Dự án đường Hồ Chí Minh (giai đoạn 1): thay đất yếu, làm rãnh ngầm hạ
mực nước ngầm, thả đá hộc (Km89 – Km92).
- Dự án đường cao tốc Sài Gòn – Trung Lương: cầu cạn, vét bùn thay đất,
giếng cát, bấc thấm, sàn giảm tải.
- Những công nghệ mới như cọc xi măng - đất áp dụng để xử lý nền móng sân
bay Trà Nóc (TP Cần Thơ), đường vào khu khí điện đạm Cà Mau.
- Hút chân không áp dụng để xử lý nền móng nhà máy khí điện đạm Cà Mau.
Việc đưa ra một số các biện pháp xử lý nền đất yếu mới góp phần làm phong
phú các phương pháp xử lý nền móng trong công tác xây dựng nền đường qua
vùng địa hình có địa chất yếu từ đó có cơ sở để lựa chọn những biện pháp tối ưu để
áp dụng cho công trình đường Hồ Chí Minh một cách có hiệu quả.
1.7. CÁC TÀI LIỆU QUI CHUẨN LIÊN QUAN
Cho đến nay, ở nước ta vẫn chưa xây dựng được những tiêu chuẩn riêng của
Việt Nam về tính toán thiết kế hoặc quy trình công nghệ thi công để xử lý nền dất
yếu. Những tài liệu về thiết kế và thi công tại Việt Nam đang áp dụng dưới đây đều

biên soạn và dịch từ các tài liệu của nước ngoài chuyển giao:
- Tiêu chuẩn Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất ximăng (TCVN 9403:2012);
-Tiêu chuẩn Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoát nước (TCVN
9355:2012);
- Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đường:
22TCN 244-98;
- Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu – Tiêu chuẩnthiết kếthi
công và nghiệm thu: 22TCN 248-98;
- Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu – Tiêu chuẩn
thiết kế: 22TCN 262-2000;
- Chỉ dẫn thiết kế và sử dụng vải địa kỹ thuật để lọc trong công trình thuỷ lợi
(ban hành kèm theo 1871 NN-KHCN/QĐ ngày 04/11/1996 của bộ NN&PTNT);
- Bảng tiêu chuẩn vải địa kỹ thuật không dệt.
Các tài liệu nói trên, tác giả đã thu thập và lưu tại địa chỉ:
\\P9_Khatm\Giao luu\TAI LIEU



PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 16
Chương 2 : GIỚI THIỆU PHẦN MỀM TÍNH TOÁN PLAXIS

2.1. GIỚI THIỆU CHUNG
2.1.1. Xuất xứ
Sự phát triển phần mềm PLAXIS được bắt đầu từ năm 1987 tại Đại học Kỹ
thuật DELFT, đây là một sáng kiến của Bộ Công chính và Quản lý nước của Hà
Lan. Phiên bản PLAXIS v.1 đầu tiên được thành lập do GS R.B.J Brinkgreve và
P.A Vemeer khởi xướng. Quá trình nghiên cứu phần mềm này đã hình thành cầu
nối giữa các kỹ sư địa kỹ thuật và các chuyên gia lý thuyết. Mục tiêu phần mềm

nhằm mục đích phân tích các bài toán ổn định đê biển và đê sông tại các vùng bờ
biển thấp trên nền đất yếu của Hà Lan
Năm 1993 Công ty PLAXIS BV được thành lập để chuyên nghiên cứu và
phát triển phần mềm PLAXIS. Từ năm 1998, PLAXIS được xây dựng theo
phương pháp phần tử hữu hạn và được mở rộng để bao trùm hầu hết các lĩnh vực
khác của địa kỹ thuật.
2.1.2. Các phiên bản
Đến nay phần mềm PLAXIS đã được phát triển và hoàn thiện dần theo từng
phiên bản, cụ thể như sau:
Bảng 2.1
Sự phát triển các phiên bản phần mềm PLAXIS

2.1.3. Khả năng tính toán và phân tích các phiên bản phần mềm PLAXIS
1) PLAXIS v.8 – 2D : Phân tích biến dạng và ổn định các bài toán địa kỹ
thuật theo phương pháp phần tử hữu hạn (FEM - Finite element method)
2D trong trường hợp đất bão hòa và không bão hòa; biến dạng đàn dẻo;
các loại mô hình đất tiên tiến; phân tích ổn định, cố kết; phân tích độ an
toàn; cập nhật lưới và đường mực nước trong trạng thái ổn định
2) PLAXIS 2D Dynamics: Môđun này xây dựng theo FEM – 2D, có khả
năng phân tích các dao động trong đất (do các lực động nhân tạo và động
đất gây ra) và ảnh hưởng của chúng tới các công trình lân cận. Áp lực
nước lỗ rỗng dư được phân tích. Tuy nhiên, yếu tố hoá lỏng chưa được
xem xét do sự phức tạp của quá trình vật lý liên quan và sự hạn chế của mô
hình Plaxis về khía cạnh này. Các phiên bản trong tương lai sẽ nghiên cứu
kỹ và chi tiết hơn vấn đề hoá lỏng này.
PLAXIS
Phiên
bản
v.1 v.2 v.3 v.4 v.5 v.6 v.7
Dynamics

3D
Tunnel
v.8-
2D
PlaxFlow
3D
Found
3D
version
2
Năm 1987 1989 1990 1991 1993 1995 1998 2000 2001 2002 2003 2004 2006
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 17
3) PLAXIS PlaxFlow - v.1: Môđun này có khả năng phân tích thêm trong
môi trường đất đá theo FEM – 2D với các bài toán thấm ổn định và không
ổn định, môi trường đẳng hướng và bất đẳng hướng.
PlaxFlow có thể được tích hợp với Plaxis 2D để phân tích các bài toán về
ứng suất và biến dạng (dòng thấm ổn định).
4) PLAXIS 3D Tunnel - v.2: Pphân tích biến dạng và ổn định theo bài toán
3 chiều trong thiết kế đường hấm theo FEM. Môđun này chủ yếu dùng cho
phân tích các công trình ngầm, nhưng nó còn có khả năng phân tích các
vấn đề địa ký thuật khác. Lưới FEM 3D với độ chính xác yêu cầu được
phát sinh khi tính toán. Chương trình 3D Tunnel có khả năng kết hợp
nhiều yêu cầu, bao gồm: phân tích biến dạng đàn dẻo tĩnh, các mô hình đất
tiến tiến, phân tích ổn định, cố kết, phân tích an toàn, cập nhật lưới và
đường mực nước ổn định.
5) PLAXIS 3D Foundation: Phân tích biến dạng và ổn định các bài toán
móng bè, móng cọc, công trình biển theo FEM. Chương trình 3D
Foundation có khả năng kết hợp nhiều yêu cầu tương tự như 3D Tunnel.

2.1.4. Yêu cầu kỹ thuật và cài đặt phần mềm PLAXIS
1) Yêu cầu kỹ thuật đối với máy tính cài đặt:
Để cài đặt và chạy được phần mềm PLAXIS, các thông số kỹ thuật của máy
tính phải đạt yêu cầu tối thiểu như sau:
- Tốc độ máy: 1 GHz
- Sử dụng Windows 98/Me/2000/XP
- Khoảng trống bộ nhớ ổ cứng: 100 MB
- Tốc độ xử lý bộ nhớ trong (RAM): 256 MB
2) Cài đặt chương trình:
Cài đặt bình thường như những phần mềm đã được Crack thông thường khác.
Quá trình cài đặt nếu có xảy ra sự cố, có thể cài đặt lại.
3) Khởi động phần mềm:
Sau khi cài đặt xong, nên đưa Logo phần mềm ra màn hình Desktop để thuận
tiện trong sử dụng. Thực hiện như sau:
- Click vào Start ở Task bar (đáy màn hình)
- All Programs \ …\1- Plaxis Input
- Right Click vào 1- Plaxis Input, chọn Send to, chọn Desktop (Create
shortcut). Xem hình 2.1 trang sau.
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 18

Hình 2.1 Đưa Logo phần mềm ra màn hình Desktop
2.2. CÁC TÍNH NĂNG CƠ BẢN CỦA PHẦN MỀM
Phần mềm PLAXIS V.8.2 gồm 4 tính năng cơ bản: Input, Calculation,
Output và Curves.
2.2.1.
Tính năng Input
(Nhập dữ liệu) :
Biểu tượng Module Input (Nhập dữ liệu) như hình bên

Khi khởi động phần mềm PLAXIS V.8.2, mặc định tính năng Input sẽ hiện
ra và trên thanh công cụ ở góc trên trái của màn hình chỉ còn hiển thị biểu tượng
của 3 tính năng: Cal, Output và Curves như hình sau :

.

Hình 2.2 Các tính năng cơ bản
Biểu tượng các
tính năng
PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 19
Tính năng Input được dùng để:
- Tạo mặt cắt ngang mô hình hình học (Graphical input of cross section
models). Chức năng này cho phép nhập các lớp đất đá công trình, quá trình xây
dựng, điều kiện tải trọng và điều kiện biên dựa trên các công cụ vẽ tương tự như
trong môi trường AutoCad, cho phép vẽ đạt mức độ chi tiết và chính xác mặt cắt
ngang hình học của mô hình.
- Tạo lưới tự động (Automatic Mesh Generation). Phần mềm PLAXIS V.8.2
cho phép tự động tạo ra số lượng hữu hạn phần tử lưới cho toàn bộ mô hình hoặc
cho các phần tử cục bộ. Lưới 2D thông thường là lưới hình tam giác.
- Tạo mô hình đường hầm (Tunnel). Phần mềm PLAXIS 3D cho phép tạo ra
các mô hình đường hầm có mặt cắt ngang hình dạng bất kỳ bằng các cung tròn,
đường thẳng và các góc. Có thể tạo ra các mặt cắt tiếp xúc giữa vỏ chống và đất đá
xung quanh.
- Tải trọng tác dụng phân bố hoặc tập trung (Distributed or point loads). Cho
phép gán các loại tải trọng tác dụng lên mặt cắt mô hình có dạng phân bố hoặc tập
trung.
- Phần tử tấm (Plates). Các phần tử dạng tấm đặc biệt được sử dụng để thể hiện

mô hình vỏ chống hầm, vỏ khiên đào, tường trong đất và các cấu trúc dạng mỏng
khác.
- Thiết lập các điều kiện ban đầu (Initial conditions).
2.2.2. Tính năng
Calculation
(Tính toán) :
Sau khi nhập đầy đủ các dữ liệu đầu vào của mô hình hình học, tính năng
Calculaion (tính toán) sẽ thực hiện chức năng tính toán để cho ra kết quả theo điều
kiện ban đầu đã nhập.
Trong tính năng này có thể xác định kết quả tính theo từng Phase (bước ,
giai đoạn) của tiến trình thi công.
2.2.3. Tính năng
Output
(Biểu diễn kết quả tính) :
Tính năng này cho phép biểu diễn các kết quả tính toán như chuyển vị, ứng
suất, biến dạng…của đất đá xung quanh công trình theo dạng không gian 2 chiều.
2.2.4. Tính năng
Curves
(Biểu diễn các đường cong của kết quả tính) :
Tính năng này cho phép biểu diễn các quan hệ ứng suất, biến dạng, chuyển
vị & lực tại các thời điểm thi công khác nhau tại các điểm bất kỳ của mô hình tính
(dưới dạng đồ thị, bảng biểu…).

PECC4
P9
Báo cáo chuyên đề 20
2.3. TỔNG QUAN GIAO DIỆN PHẦN MỀM PLAXIS V.8 – 2D
2.3.1. Giới thiệu chung
Sau khi Double click vào
Logo của phần mềm, sẽ xuất hiện

hộp thoại Create/Open Project,
trong đó mục Open có 2 lựa chọn
(Option buttion) là :
- New project: Mở dự án mới;
- Existing project: Mở dự án đã tồn
tại.
Xem hình 2.3
→



Hình 2.3 Hộp thoại Create/Open Project
Trong hộp thoại
Create/Open Project., nếu chọn
New project , sẽ xuất hiện hộp
thoại General settings (thiết lập
thông tin chung) như hình 2.3;
trong đó có 2 Tab là Project và
Dimensions (mặc định hiện ra
Tab Project trước):
- Tab Project : Gồm các khai báo
tổng quan về tên file, tiêu đề,
Commebts (ghi chú), Model
(kiểu): Plainstrain/Axisymmetry,
Elements (phần tử):15-Node/6
Node, Earth gravity (gia tốc trọng
trường)…

Hình 2.4 Hộp thoại General settings, Tab Project

- Tab Dimensions : Gồm các khai báo về Units (đơn vị), Geometry dimensions
(kích thước hình học), Grid (lưới).