So sánh phần mềm Xử lý nền đất yếu Geo với SasPro

Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
LỜI CẢM ƠN
Để hoàn thành luận văn này, tôi đã nhận đượt rất nhiều sự giúp đỡ
đóng góp ý kiến của các thầy cô ở khoa Công trình và phòng sau đại học
Trường Đại học Giao thông Vận tải, các bạn đồng nghiệp cùng tập thể lớp
cao học khóa 19 – Ngành Xây dựng đường ô tô và đường thành phố đã cung
cấp kiến thức, tài liệu và các thông tin có liên quan đến đề tài này.
Đặc biệt tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo hướng
dẫn PGS-TS Bùi Xuân Cậy – Bộ môn Đường Bộ, Trường Đại học Giao
thông Vận tải, là người thầy đã tận tình giúp đỡ tôi trong quá trình học tập
và nghiên cứu hoàn thiện luận văn này.
Cuối cùng, tôi muốn gửi niềm biết ơn vô hạn đến bố mẹ và gia đình tôi,
những người luôn ở bên cạnh an ủi và là nguồn động viên to lớn cho tôi
vượt qua mọi khó khăn để hoàn thành khóa học này.
Trong khuôn khổ một luận văn Thạc sỹ khoa học kỹ thuật, chắc chắn
chưa đáp ứng được một cách đầy đủ những vấn đề đã nêu ra, mặt khác do
trình độ bản thân còn nhiều hạn chế. Tôi xin chân thành cảm ơn và tiếp thu
nghiêm túc những ý kiến đóng góp của các nhà khoa học và các bạn đồng
nghiệp.
Hà Nội, ngày tháng năm 2012

Tác giả

Vũ Trần Khoa
Vũ Trần Khoa Page 1
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU 6
2.1.2.1. Hệ thống Menu của chương trình 27
2.1.2.2. Chức năng chi tiết của từng Menu 27
Vũ Trần Khoa Page 2

Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
PHẦN MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Trong việc xây dựng đường trên nền đất yếu, điều quan trọng đầu tiên
khi thiết kế là xác định giải pháp cấu tạo hợp lý của công trình đường, đặc
biệt là cấu tạo phần xử lý nền đất yếu dưới nền đường, vì điều này sẽ góp
phần giảm thiểu giá thành của công trình và độ tin cậy sử dụng công trình
cao. Do vậy, qua việc phân tích, đưa ra các giải pháp xử lý đường trên nền
đất yếu là rất cấp thiết.
Để rút ngắn thời gian làm việc xử lý với nền đất yếu, nhu cầu cần một
phần mềm tự động hoá làm việc với các giải pháp xử lý đồng thời áp dụng
quy trình, quy chuẩn Việt Nam là một nhu cầu cấp bách.
Hiện nay xử lý nền đất yếu có rất ít phần mềm được sử dụng và một số
phần mềm hiện đang sử dụng trong đó có cả phần mềm trong và ngoài nước,
tuy nhiên nó còn nhiều hạn chế như:
+ Các đơn vị tư vấn hầu như vẫn dùng bảng tính tự lập bằng Excel,bảng tính
này có đặc điểm là đưa ra các giải pháp xử lý chưa tổng quát, tác động thủ
công từ con người vào do đó mỗi lần thay đổi số liệu hay giải pháp xử lý lại
là một lần tác động thủ công từ con người vào.
+ Một số đơn vị tư vấn cũng đã và đang tự lập phần mềm để phục vụ tính
toán cho riêng mình đơn cử như tổng công ty tư vấn đường bộ có phần mềm
Sapro, phần mềm này cũng được đánh giá tốt và cũng đã áp dụng được vào
thực tiễn nhiều. Tuy nhiên nó vẫn còn hạn chế khi đưa vào áp dụng như: độ
lún chưa chính xác nếu nền đắp cao, các biện pháp xử lý chưa nhiều…
+ Với nền đất có nhiều lớp đất có tính chất cơ lý khác nhau thì phần mềm
dự tính cho kết quả chính xác không cao.
+ Đối với các phần mềm xử lý nền đất yếu du nhập từ nước ngoài vào Việt
Nam thì có chi phí mua bản quyền đắt và chưa thể cập nhật các tiêu chuẩn
khi áp dụng vào điều kiện Việt Nam.
Vũ Trần Khoa Page 3

Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Để giải quyết được các hạn chế trên thì Phần mềm “Xử lý nền đất yếu
do công ty cổ phần tư vấn đầu tư XDCTGT1-Cienco1 lập” sẽ đáp ứng được
các yêu cầu trên.
Phần mềm này từ khi ra đời đã đáp ứng được tất cả các yêu cầu về xử
lý nền đất yếu tại công ty Tecco1, đã đang và tiếp tục mang về lợi nhuận
cho công ty, nâng cao thương hiệu Tecco1.
II. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Đưa ra các hướng tiếp cận sử dụng phần mềm xử lý nền đất yếu vào
thực tiễn công trình cụ thể.
Giới thiệu và so sánh phần mềm với các phần mềm hiện nay đang sử
dụng tại Việt Nam. Để từ đó đưa ra những ưu việt của phần mềm so với các
phần mềm khác.
Tạo bản thuyết minh hướng dẫn sử dụng và đưa ra ví dụ tính toán xử lý
nền đất yếu của một công trình cụ thể.
III. Phạm vi nghiên cứu
Giải pháp pháp xử lý nền đất yếu tại Việt Nam và một số nơi trên thế
giới.
Những vấn đề áp dụng công nghệ thông tin vào thực tiễn xử lý nền đất
yếu.
IV. Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu là điều tra và khảo sát kết hợp với phỏng
vấn người dùng với các câu hỏi đưa ra như:
+ Các công nghệ tính toán lún nền đất hiện nay là gì?
+ Các công nghệ thi công phổ biến hiện này là gì?
+ Các tiêu chí chủ yếu để đánh giá lựa chọn công nghệ thi công ?
+ Kết quả thu được cần hiển thị dưới dạng nào?
+ Những lưu ý khi thi công đối với từng công nghệ thi công?
Vũ Trần Khoa Page 4
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT

Phương pháp này được áp dụng cho nhóm này vì phương pháp giúp ta
tiếp cận rõ vấn đề quan tâm, yêu cầu cần thiết đối với hệ thống dự định sẽ
làm, những nhược điểm của hệ thống đang tồn tại.
Theo điều tra hiện nay vấn đề “xử lý nền đất yếu” trong công trình xây
dựng nào cũng cần phải tính đến nó để đưa ra phương án thiết kế nền đất rất
cần thiết ,nhưng trong quá trình thiết kế thường gặp nhiều vấn đề khó khăn
do các công đoạn tính toán thường thủ công nên phức tạp và rất tốn thời
gian nên cần có các công cụ hỗ trợ.
V. Kết cấu của luận văn:
Ngoài phần mở đầu và kết luận. Luận văn kết cấu gồm 3 chương.
Chương I – Tổng quan các biện pháp xử lý trên nền đất yếu.
Chương II – Phần mềm xử lý nền đất yếu SasPro và phần mềm
Geotecco1.
Chương III – So sánh kết quả tính toán xử lý nền đất yếu giữa hai phần
mềm.
Vũ Trần Khoa Page 5
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
1.1. Khái niệm chung
Nền đất yếu (Compessible soil) là nền nằm dưới đất đắp, là loại sét có
trạng thái từ dẻo mềm đến nhão, có tính chịu nén lớn và tuỳ theo hàm lượng
vật chất hữu cơ được gọi là bùn (soft organic soil) hoặc than bùn (peat).
Khi đất đắp nằm trên nền đất yếu thì độ ổn định và mức độ biến dạng của
chúng không chỉ phụ thuộc vào chất lượng đất đắp mà chủ yếu phụ thuộc
vào nền đất yếu.
Nghiên cứu xử lý nền đất yếu là nghiên cứu bản chất trạng thái hoạt động
của chúng, đánh giá độ ổn định, biến dạng và đề ra các giải pháp xử lý, gia
cố để công trình đắp trên nền đất yếu được an toàn, đạt được yêu cầu kinh tế
kỹ thuật cho thiết kế, thi công và khai thác sử dụng.
Đất mềm yếu nói chung là loại đất có khả năng chịu tải nhỏ (áp dụng cho

đất có cường độ kháng nén quy ước dưới 0,50 daN/ cm2), có tính nén lún
lớn, hệ số rỗng lớn (e >1), có môđun biến dạng thấp (E
o
< 50 daN/cm2), và
có sức kháng cắt nhỏ. Khi xây dựng công trình trên đất yếu mà thiếu các
biện pháp xử lý thích đáng và hợp lý thì sẽ phát sinh biến dạng thậm chí gây
hư hỏng công trình. Nghiên cứu xử lý đất yếu có mục đích cuối cùng là làm
tăng độ bền của đất, làm giảm tổng độ lún và độ lún lệch, rút ngắn thời gian
thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng.
Cách phân biệt nền đất yếu ở trong nước cũng như ở nước ngoài đều có các
tiêu chuẩn cụ thể để phân loại nền đất yếu.
a) Theo nguyên nhân hình thành: loại đất yếu có nguồn gốc khoáng vật hoặc
nguồn gốc hữu cơ.
- Loại có nguồn gốc khoáng vật : thường là sét hoặc á sét trầm tích trong
nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, thung lũng.
Vũ Trần Khoa Page 6
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
- Loại có nguồn gốc hữu cơ : hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng
thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật phát triển, thối
rữa phân huỷ tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với trầm tích khoáng vật.
b) Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý (trạng thái tự nhiên): Thông thường phân
biệt theo trạng thái tự nhiên và tính chất cơ lý của chúng như hàm lượng
nước tự nhiên, tỷ lệ lỗ rỗng, hệ số co ngót, độ bão hoà, góc nội ma sát (chịu
cắt nhanh) cường độ chịu cắt.
c) Phân biệt đất yếu loại sét hoặc á sét, đầm lầy hoặc than bùn (phân loại
theo độ sệt) .
1.2. Phân loại đất yếu
Nói chung các dạng đất yếu thường có những đặc điểm sau:
- Thường là loại đất sét có lẫn hữu cơ hoặc nhiều hoặc ít.
- Hàm lượng nước cao và trọng lượng thể tích nhỏ.

- Độ thấm nước rất nhỏ.
- Cường độ chống cắt nhỏ và khả năng nén lún lớn.
Ở Việt Nam thường gặp các loại đất sét mềm, bùn và than bùn. Ngoài ra
ở một số vùng còn gặp loại đất có ở nhiều tính chất của loại đất lún sập như
đất Badan ở Tây Nguyên và thỉnh thoảng còn gặp các vỉa cát chảy là những
loại đất yếu có những đặc điểm riêng biệt.
1.2.1. Đất sét mềm:
Theo quan điểm địa kỹ thuật thì không có sự phân biệt rõ ràng giữa đất
sét mềm và bùn. Tuy nhiên ở đây ta hiểu đất sét mềm là loại đất sét hoặc á
sét tương đối chặt, bão hoà và có cường độ cao hơn so với bùn. Đất sét mềm
có những đặc điểm riêng biệt nhưng cũng có nhiều tính chất chung của các
đất đá thuộc loại sét, đó là sản phẩm ở giai đoạn đầu của quá trình hình
thành đất đá loại sét. Đất sét gồm chủ yếu là các hạt nhỏ như thạch anh,
fenspat (phần phân tán thô) và các khoáng vật sét (phần phân tán mịn). Các
khoáng vật sét này là các silicat alumin có chứa các ion Mg, K, Ca, Na và
Vũ Trần Khoa Page 7
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Fe , chia thành ba loại chính là ilit, kaolinit, môn-mônrilônit. Đây là những
khoáng vật làm cho đất sét có đặc tính riêng của nó.
Ilit là khoáng vật đại biểu của nhóm hidromica – hidromica được thành
tạo chủ yếu là ở môi trường kiềm (PH tới 9.5), trung tính và axit yếu, luôn
chứa khá nhiều kali trong dung dịch. Về cấu tạo màng tinh thể, ilit chiếm vị
trí trung gian giữa kaolinit và môn-mônrilônit.
Kaolinit được thành tạo do phong hoá đá phún xuất, đá biến chất và đá
trầm tích trong điều kiện khí hậu khác nhau nhưng nhất thiết phải ẩm. Đặc
điểm của mạng tinh thể kaolinit là tương đối bền, ổn định.
Mônmônrilônit được thành tạo chủ yếu trong quá trình phong hoá đá
phún xuất và điều kiện môi trường kiềm (PH = 7 – 8.5), khí hậu khô, ôn hoà
và ẩm.
Các hạt sét và hoạt tính của chúng với nước trong đất làm cho đất sét

mang những tính chất mà những loại đất khác không có: tính dẻo và sự tồn
tại của gradien ban đầu, khả năng hấp thu, tính chất lưu biến từ đó mà đất
sét có những đặc điểm riêng về cường độ, tính biến dạng.
Một trong những đặc điểm quan trọng của đất yếu mềm là tính dẻo. Nhân
tố chủ yếu chi phối độ dẻo là thành phần khoáng vật của nhóm hạt kích
thước nhỏ hơn 0.002 mm và hoạt tính của chúng đối với nước. Một trong
những tính chất quan trọng nữa của đất sét là độ bền cấu trúc (hay cường độ
kết cấu σ
c
) của chúng. Nếu tải trọng truyển lên đất nhỏ hơn trị số σ
c
thì biến
dạng rất nhỏ, có thể bỏ qua, còn vượt quá σ
c
thì đường cong quan hệ giữa hệ
số rỗng và áp lực bắt đầu có độ dốc lớn.
Tính lưu biến cũng là tính chất quan trọng của đất sét yếu. Đất sét yếu là
môi trường dẻo nhất. Chúng có tính từ biến và có khả năng thay đổi độ bền
khi chịu tác dụng lâu dài của tải trọng. Khả năng đó gọi là tính lưu biến.
Ngoài sự từ biến, trong tính chất lưu biến của đất sét còn có biểu hiện giảm
dần ứng suất trong đất khi biến dạng không đổi, gọi là sự chùng ứng suất.
Thời gian mà ứng suất gây nên biến dạng đang xét giảm đi e=2.7183 lần gọi
là chu kỳ chùng ứng suất.
Vũ Trần Khoa Page 8
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
1.2.2. Bùn
Theo quan điểm địa chất thì bùn là các lớp đất mới được tạo thành trong
môi trường nước ngọt hoặc môi trường biển, gồm các hạt rất mịn, bản chất
khoáng vật thay đổi và thường có kết cấu tổ ong. Tỷ lệ phần trăm các chất
hữu cơ nói chung dưới 10%. Bùn được thành tạo chủ yếu do sự bồi lắng tại

các đáy biển, vũng, vịnh, hồ hoặc các bãi bồi cửa sông, nhất là các cửa sông
chịu ảnh hưởng của thuỷ triều. Bùn luôn no nước và rất yếu về mặt chịu lực.
Cường độ của bùn rất nhỏ, biến dạng rất lớn ( bùn có đặc tính là nén chặt
không hạn chế kèm theo sự thoát nước tự do), modun biến dạng chỉ vào
khoảng 1 – 5 daN/cm
2
( với bùn sét) và từ 10 – 15 daN/cm
2
(với bùn á sét, á
cát), hệ số nén lún thì có thể đạt tới 2 - 3 cm
2
/daN

. Như vậy bùn là những
trầm tích nén chưa chặt và dễ bị thay đổi kết cấu tự nhiên, do đó việc xây
dựng trên bùn chỉ có thể thực hiện được sau khi áp dụng các biện pháp xử lý
đặc biệt.
1.2.3. Than bùn
Than bùn là đất yếu nguồn gốc hữu cơ , được thành tạo do kết quả phân
huỷ các di tích hữu cơ ( chủ yếu là thực vật) tại các đầm lầy. Than bùn có
dung trọng khô rất thấp ( 3 – 9 KN/m3), hàm lượng hữu cơ chiếm 20 – 80%,
thường có mầu đen hoặc nâu sẫm, cấu trúc không mịn, còn thấy tàn dư thực
vật. Trong điều kiện tự nhiên, than bùn có độ ẩm cao, trung bình từ 85 –
95% và có thể đạt hàng trăm phần trăm. Than bùn là loại đất nén lún lâu dài,
không đều và mạnh nhất: hệ số nén lún có thể đạt từ 3.8 – 10 cm
2
/daN
1.2.4. Các loại đất yếu khác
1.2.4.1 . Cát chảy
Cát chảy là loại cát hạt mịn, có kết cấu rời rạc, khi bão hoà nước có thể

bị nén chặt hoặc pha loãng đáng kể, có chứa nhiều chất hữu cơ hoặc sét.
Loại cát này khi chịu tác dụng chấn động hoặc ứng suất thuỷ động thì
chuyển sang trạng thái lỏng nhớt gọi là cát chảy. Trong thành phần hạt cát
chảy, hàm lượng cát hạt bụi ( 0.05 – 0.002mm) chiếm 60 – 70 % hoặc lớn
hơn. Ở trạng thái thiên nhiên, cát chảy có thể có cường độ và khả năng chịu
Vũ Trần Khoa Page 9
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
lực tương đối cao nhưng khi bị phá hoại kết cấu và làm rời rạc thì không còn
tính chất đó nữa, lúc đó cát chuyển sang trạng thái chảy như chất lỏng.
Ngoài ra còn có loại cát chảy giả, chỉ bị chảy khi có áp lực thuỷ động. Thành
phần cát chảy giả là cát mịn sạch không lẫn vật liệu keo. Khi gặp cát chảy
cần nghiên cứu kỹ, xác định chính xác nguyên nhân phát sinh, phát triển để
áp dụng các biện pháp xử lý thích hợp.
1.2.4.2 Đất ba dan
Đất ba da là một loại đất yếu với đặc điểm là độ rỗng rất lớn, dung trọng
khô rất thấp, thành phần hạt của nó gần giống với thành phần hạt của đất á
sét, khả năng thấm nước rất cao.
1.3. Các giải pháp cải tạo đất yếu
1.3.1. Mục đích của việc cải tạo và xử lý nền đất yếu
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.
1.3.2. Các yêu cầu khi thiết kế nền đường đắp trên đất yếu
(1) Các yêu cầu về ổn định
Nền đắp trên đất yếu phải đảm bảo ổn định, không bị lún trồi và trượt sâu
trong quá trình thi công đắp nền và trong suốt quá trình đưa vào khai thác sử
dụng sau đó, tức là phải đảm bảo cho nền đường luôn ổn định.
Vũ Trần Khoa Page 10
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Theo tiêu chuẩn thiết kế nền đắp trên nền đất yếu 22TCN 262-2000
- Khi áp dụng phương pháp nghiệm toán ổn định theo cách phân mảnh cổ
điển với mặt trượt tròn khoét xuống vùng đất yếu thì hệ số ổn định nhỏ nhất
K
min
=1.2 (riêng trường hợp dùng kết quả thí nghiệm cắt nhanh không thoát
nước ở trong phòng thí nghiệm để tính toán thì K
min
=1.1).
- Khi áp dụng phương pháp Bishop để nghiệm toán ổn định thì hệ số ổn
định
nhỏ nhất Kmin=1.4.
Các yêu cầu trên đây chủ yếu căn cứ vào số liệu quy trình thiết kế nền
đường đắp trên đất yếu JTJ017-96 của Trung Quốc và đều thấp hơn hệ số ổn
định K
min
=1.5 theo quy định của các nước Phương Tây, vì vậy cần đặc biệt
chú ý việc quan trắc chuyển vị ngang trong quá trình đắp nền đường để
phán đoán sự ổn định của nền đường và khống chế tốc độ đắp đất. Nếu thấy
chuyển vị ngang tăng nhanh thì phải đình chỉ việc đắp đất hoặc dỡ bỏ phần
đất đã đắp để tránh hiện tượng lún trồi hoặc trượt sâu có thể sảy ra. Theo

kinh nghiệm tốc độ di động ngang không được lớn hơn 5mm/ngày.
(2) Các yêu cầu và tiêu chuẩn tính toán
Phải tính toán chính xác độ lún. Độ lún tuy tiến chiển trậm hơn những
cũng rất bất lợi – khi độ lún lớn mà không được xem xét ngay từ khi bắt đầu
xây dựng thì có thể làm biến dạng nền đắp nhiều, không đáp ứng được yêu
cầu sử dụng.
Ngoài ra khi nền đường lún có thể phát sinh các lực đẩy lớn làm hư hỏng
các kết cấu chôn trong đất ở xung quanh (các mố cọc, cọc ván).
Yêu cầu phải tính được độ lún tổng cộng kể từ khi bắt đầu đắp nền đường
đến khi lún kết thúc để xác định chiều cao phòng lún và chiều rộng phải đắp
thêm ở hai bên đường.
Khi tính toán độ lún tổng cộng nói trên thì tải trọng gây lún phải xét đến
chỉ gồm tải trọng nền đắp thiết kế bao gồm cả phần đắp phản áp (nếu có),
không bao gồm phần đắp gia tải trước (nếu có) và không xét đến tải trọng xe
cộ.
Vũ Trần Khoa Page 11
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Sau khi hoàn thành công trình nền mặt đường xây dựng trên vùng đất
yếu, phần độ lún cố kết còn lại ∆S tại trục tim của nền đường được cho phép
như bảng 1.2.1 ( theo tiêu chuẩn 22TCN262-2000)
Đối với đường cấp 20; 40 và đường chỉ sử dụng kết cấu áo đường mềm
cấp cao A2 trở xuống thì không cần để cập đến vấn đề độ lún cố kết còn lại
khi thiết kế.
Theo tiêu chuẩn 22 TCN 211-06 độ lún cho phép còn lại trong thời hạn
15 năm tại tim đường sau khi thi công xong kết cấu áo đường (bảng 1.1).
Ghi chú bảng 1.1:
1) Độ lún của kết cấu áo đường ở đây cũng chính bằng độ lún của nền
đường;
2) Độ lún còn lại này bằng độ lún tổng cộng dự báo được trong thời hạn
nêu trên trừ đi độ lún đã xảy ra trong quá trình kể từ khi bắt đầu thi công

nền đắp cho đến khi làm xong kết cấu áo đường ở trên;
3) Chiều dài đoạn đường gần mố cầu được xác định bằng 3 lần chiều dài
móng mố cầu liền kề. Chiều dài đoạn có cống thoát nước hoặc cống chiu
qua đường ở dưới được xác định bằng 3 – 5 lần bề rộng móng cống hoặc bề
rộng cống chui qua đường.
4) Đối với các đoạn đường có loại tầng mặt là cấp cao A1 nêu trong
bảng 1.2.2, nếu độ lún còn lại sau 15 năm kể từ khi làm xong kết cấu áo
đường vượt quá trị số quy định trong bảng 1.2.2 thì mới cần có biện pháp
xử lý đất yếu để giảm độ lún còn lại đạt yêu cầu trong bảng 1.2.2.
Vũ Trần Khoa Page 12
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
5) Đối với các đường có tốc độ 40Km/h trở xuống cũng như các đường
chỉ thiết kế kết cấu áo đường mềm cấp cao A2 hoặc cấp thấp thì không cần
đề cập đến yêu cầu về độ lún cố kết còn lại khi thiết kế ( Điều này cho phép
vận dụng để thiết kế kết cấu áo đường theo nguyên tắc phân kỳ đối với các
đường cấp III trở xuống nhằm giảm tri phí xử lý nền đất yếu).
1.3.3. Giải pháp xử lý nền đất yếu
1.3.3.1. Xây dựng nền đất đắp theo giai đoạn:
Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp để đảm bảo cho nền
đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ của nó bằng cách
đắp đất từng lớp một, chờ cho đất nền cố kết, sức chịu cắt tăng lên, có khả
năng chịu được tải trọng lớn hơn thì mới đắp lớp tiếp theo.
Đây là phương pháp xử lý đơn giản nhất nhưng thời gian thi công kéo
dài, nếu thời gian giữa các giai đoạn xây dựng quá dài có thể sử dụng kết
hợp với phương pháp dùng bấc thấm hay giếng cát.
Sơ đồ đắp và độ biến thiên lực dính theo thời gian được biểu diễn (hình
1.1).
Các bước phân tích như sau:
Vũ Trần Khoa Page 13
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT

 Xác định chiều cao cho phép của đất đắp theo từng giai đoạn I (h1)
Với đắp đắp có góc dốc β, các đặc trưng cơ lý γ, C,φ nằm trên nền đất
yếu có lực dính kết (C
u
). Ta cần xác định độ cao tối đa có thể đắp được bước
1 (h1), sao cho đảm bảo mái dốc không bị trượt.
 Xác định thời gian chờ đợi cần thiết để đạt được độ cố kết dự kiến
Sau khi đã đắp đất có chiều cao h1, cần để một thời gian để nền đất yếu
cố kết dưới chiều cao đất đắp h1, sức kháng cắt không thoát nước của đất
yếu được xem là tăng lên 1 lượng ∆C do cố kết được xác định như sau:
( )
mUPPPC
c
××∆+−=∆
0
Trong đó:
∆C: Lượng tăng của sức kháng cắt không thoát nước
do cố kết,
m: Hệ số tăng của sức kháng cắt không thoát nước.
Khi đó ở độ sâu z đất cố kết và lực dính kết sẽ tăng lên C
u1
= C
uo
+ ∆C.
Với sức kháng cắt C
u1
(lớn hơn C
u
ban đầu) cho phép ta tiếp tục đắp đất
giai đoạn 2. Việc xác định chiều cao h

1
+ h
2
của đất đắp giai đoạn 2 phụ
thuộc vào kết quả phân tích ổn định với lực dính kết C
u1
.
Tương tự, với thời gian cố kết t2, tiếp tục cho ta giá trị sức kháng cắt
Cu2. Đó là cơ sở để xác định chiều cao đắp đất giai đoạn 3 (nếu có).
1.3.3.2. Tăng chiều rộng nền đường, làm bệ phản áp
Giải pháp này chỉ dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác
dụng tăng mức ổn định chống trượt trồi cho nền đường sang hai bên.
Bệ phản áp đóng vai trò như là một đối trọng , tăng ổn định và cho phép
đắp nền đường với các chiều cao lớn hơn ,do đó đat được độ lún cuối cùng
trong một thời gian ngắn hơn.
Vũ Trần Khoa Page 14
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Tuy nhiên giải pháp này lại không giảm được thời gian lún cố kết và
không những giảm được độ lún mà còn làm tăng thêm độ lún (do thêm tải
trọng của bệ phản áp). Ngoài ra còn có nhược điểm là khối lượng đào đắp
lớn và diện tích chiếm ruộng đất lớn. Giải pháp này cũng không thích hợp
với các loại đất yếu là than bùn loại III và bùn sét.
 Cấu tạo bệ phản áp:
Vật liệu đắp bệ phản áp là các loại đất hoặc cát thông thường :trường
hợp khó khăn có thể dùng cả đất lẫn hữu cơ.
Bề rộng bệ phản áp mỗi bên nên vượt quá phạm vi cung trượt nguy hiểm
ít nhất từ 1-3 m. Mặt trên bề mặt phản áp phải tạo dốc ngang 2% ra phía
ngoài.
Chiều cao bệ phản áp không quá lón để có thể gây trượt trồi (mất ổn
định) đối với chính phần đắp phản áp ;khi thiết kế thường giả thiết chiều cao

bệ phản áp bằng 1/3-1/2 chiều cao nền đắp rồi nghiệm toán ổn định theo
phương pháp mặt trượt trụ tròn với bản thân bệ phản áp và đối với nền đắp
có bệ phản áp.
Độ chặt đất đắp bệ phản áp nên đạt K ≥ 0.9 (đầm nén tiêu chuẩn).
Vũ Trần Khoa Page 15
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
1.3.3.3. Đào bỏ một phần hay toàn bộ đất yếu
Giải pháp này rất có lợi về mặt tăng ổn định, giảm độ lún và thời gian
lún,do vậy trừ trường hợp trên đất yếu có tồn tại lớp vỏ không yếu ra ,trong
mọi trường hợp khác nên ưu tiên xem xét áp dụng hoặc kết hợp việc đào
một phần đất yếu với các giải pháp khác.
Các trường hợp đặc biệt thích hợp đối với giải pháp đào một phần hoặc
đào toàn bộ đất yếu.
+ Bề dày lớp đất yếu từ 2m trở xuống ( trường hợp này thường đào toàn bộ
đất yếu để đáy nền đường tiếp xúc hẳn với tầng đất không yếu ).
+ Đất yếu là than bùn loại I hoặc loại sét , á sét dẻo mềm,dẻo chảy;trường
hợp này ,nếu chiều dày đất yếu vượt quá 4-5m thì có thể đào một phần sao
cho đất yếu còn lại có bề dày nhiều nhất chỉ bằng 1/2 -1/3 chiều cao đắp (kể
cả phần đắp chìm trong đất yếu)
+ Khi thời hạn sử dụng đưa vào sử dụng là rất ngắn.
+ Các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ.
+ Cao độ thiết kế gần cao độ thiên nhiên.
Vũ Trần Khoa Page 16
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Dùng cọc tre đóng 25 cọc/m2 cũng là một giải pháp cho phép thay thế
việc đào bớt đất yếu trong phạm vi chiều sâu cọc đóng (thường có thể đóng
sâu 2 – 2.5 m). Tương tự có thể dùng cọc tràm loại có đường kính đầu lớn 12
cm, đầu nhỏ 5cm, đóng sâu 3-5 m với mật độ 16 cọc/m
2
.

1.3.3.4. Giảm trọng lượng nền đắp
Có thể giảm trọng lượng nền đắp bằng hai cách :
- Giảm chiều cao nền đắp đến trị số tối thiểu cho phép căn cứ vào điều
kiện địa chất thủy văn.
- Dùng vật liệu nhẹ để đắp. Vật liệu này phải đảm bảo những yêu cầu sau:
+ Dung trọng nhỏ
+ Không ăn mòn bê tông và thép
+ Có khả năng chịu nén tốt nhưng độ nén lún nhỏ
+ Không gây ô nhiễm môi trường
1.3.3.5. Phương pháp gia tải tạm thời
Vũ Trần Khoa Page 17
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Phương pháp này gồm có việc đặt một gia tải ( thường là 2 – 3 m nền đắp
bổ sung trong vài tháng rồi sẽ lấy đi ở thời điểm t mà ở đó nền đường sẽ đạt
được độ lún cuối cùng dự kiến như trường hợp với nền đắp không gia tải
.Nói cách khác đây là phương pháp cho phép đạt được một độ cố kết yêu
cầu trong một thời gian ngắn hơn.
Gia tải này phù hợp với điều kiện ổn định của nền đắp. Phương pháp này
nên dùng khi chiều cao tới hạn cao hơn nhiều so với chiều cao thiết kế.Nếu
chiều dày lớp đất yếu lớn(≥ 5m) thì việc đắp thêm 2m gia tải cũng ít hiệu
quả.
1.3.3.6. Biện pháp cải tạo điều kiện ổn định và biến dạng của đất yếu
Khi lớp đất yếu có chiều dày không lớn nằm trực tiếp dưới nền đắp (hoặc
dưới móng công trình ) thì có thể áp dụng các biện pháp xử lý như làm lớp
đệm cát ,đệm đá hoặc bệ phản áp để gia cố nền.
Trong thực tế thường dùng lớp đệm cát ,đệm đá để thay thế lớp đất yếu
chiều dày dưới 3 m cho các móng công trình xây dựng dân dụng và công
nghiệp ,dưới bản đáy của công trìng thủy lợi.
Biện pháp này không áp dụng khi chiều dày đất yếu lớn hoặc trong các
lớp đất yếu có nước ngầm.

Vũ Trần Khoa Page 18
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
 Làm lớp đệm cát:
Tầng đệm cát được bố trí giữa đất yếu và nền đắp để tăng nhanh khả
năng thoát nước cố kết từ phía dưới đất yếu lên mặt đất tự nhiên dưới tác
dụng của tải trọng nền đắp.
Tầng đệm cát nên được sử dụng trong các trường hợp đắp trực tiếp trên
đất yếu và bắt buộc phải có khi áp dụng các giải pháp thoát nước cố kết theo
phương thẳng đứng bằng giếng cát hoặc bấc thấm.
Chiều dày tầng đệm cát ít nhất phải bằng độ lún tổng cộng S nhưng
không được nhỏ hơn 50 cm . Độ chặt đầm nén của tầng đệm cát chỉ yêu cầu
đạt 0.9 độ chặt đầm nén tiêu chuẩn ( phục vụ máy thi công các lớp trên).
Bề rộng mặt tầng cát đệm phải rộng hơn đáy nền đắp mỗi bên tối thiểu là
0.5 -1 m mái dốc và phần mở rộng hai bên của tầng đệm cát phải cấu tạo
tầng lọc ngược để nước cố kết thoát ra ngoài không lôi theo cát,nhất là khi
lún chìm vào đất yếu nước cố kết vẫn có thể thoát ra và khi cần thiết dùng
bơm hút bớt nước sẽ không gây phá hoại tầng cát đệm.
Tầng lọc ngược có thể cấu tạo theo cách thông thường ( xếp đá dày
khoảng 20 - 25 cm) hoặc bằng vải địa kỹ thuật.Lớp vải địa kỹ thuật làm
chức năng lọc ngược phải chớm vào phạm vi đáy nền ít nhất là 2m.
Áp dụng phương pháp này khi :
+ Chiều cao nền đắp từ 6 – 9m
+ Lớp đất yếu không quá dày.
Vũ Trần Khoa Page 19
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
 Làm lớp đệm đá sỏi:
Khi đất yếu dưới nền đắp ở trạng thái bão hòa nước ,có chiều dày nhỏ
hơn 3 m và lớp dưới lớp đất yếu là lớp chịu lực tốt đồng thời xuất hiện nước
có áp cao dùng lớp đệm cát không thích hợp thì sử dụng đệm đá hộc ,đá dăm
,sỏi sạn.

1.3.3.7. Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (sử dụng giếng cát và
bấc thấm)
Nhờ có bố trí các phương tiện thoát nước theo phương thẳng đứng (giếng
cát hoặc bấc thấm) nên nước cố kết ở các lớp sâu trong đất yếu dưới tác
dụng của tải trọng đất đắp sẽ có điều kiện để thoát nước nhanh ( thoát theo
phương nằm ngang ra giếng cát hoặc bấc thấm rồi theo chúng thoát lên mặt
tự nhiên ). Tuy nhiên để đảm bảo phát huy được hiệu quả thoát nước này thì
chiều cao nền đắp tối thiểu nên là 4 m.
Các giải pháp dùng phương tiện thoát nước cố kết thẳng đứng nhất thiết
phải bố trí tầng đệm cát. Nếu dùng giếng cát thì đỉnh giếng cát phải tiếp xúc
trực tiếp với tầng đệm cát. Nếu dùng bấc thấm thì bấc thấm phải cắm xuyên
qua tầng đệm cát và cắm dư tối thiểu là 20 cm cao hơn tầng trên của tầng cát
đệm.
Giếng cát chỉ nên dùng loại có đường kính 35 -45 cm,bố trí kiểu hoa mai
với khoảng cách giữa các giếng bằng 8 -10 lần đường kính giếng . Nếu dùng
bấc thấm thì nên bố trí so le kiểu hoa mai với cự ly không nên dưới 1.3 m và
không quá 2.2 m.
Khi sử dụng các giải pháp thoát nước cố kết thẳng đứng nên kết hợp với
biện pháp gia tải trước và trong mọi trường hợp thời gian duy trì tải trọng
đắp không nên dưới 6 tháng .Có thể dùng bất kỳ loại đất đắp nào ( kể cả đất
lẫn hữu
cơ) để đắp gia tải trước. Ta luy đắp gia tải trước được phép đắp dốc tới 1 :
0,75 và độ chặt đầm nén chỉ cần đạt K = 0.9 ( đầm nén tiêu chuẩn).
Khi sử dụng các giải pháp thoát nước cố kết thẳng đứng nên kết hợp với
biện pháp gia tải trước và trong mọi trường hợp thời gian duy trì tải trọng
Vũ Trần Khoa Page 20
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
đắp không nên dưới 6 tháng .Có thể dùng bất kỳ loại đất đắp nào ( kể cả đất
lẫn hữu cơ) để đắp gia tải trước. Ta luy đắp gia tải trước được phép đắp dốc
tới 1 : 0,75 và độ chặt đầm nén chỉ cần đạt K = 0.9 ( đầm nén tiêu chuẩn).

1.3.3.8. Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định của nền
đường đắp trên đất yếu
Khi bố trí vải địa kỹ thuật giữa lớp đất yếu và nền đắp ,ma sát giữa đất
đắp và mặt bên của vải địa kỹ thuật sẽ tạo được một lực giữ khối trượt F( bỏ
qua ma sát giữa đất yếu và mặt dưới của vải )và nhờ đó mức độ ổn định của
nền đắp trên đất yếu sẽ tăng lên.
Vải địa kỹ thuật tăng cường sẽ cải thiện được cường độ chống trượt sâu
nhưng không chống được sự lún trồi.
Vũ Trần Khoa Page 21
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Vải địa kỹ thuật dùng để tăng cường sự ổn định cho nền đắp trên đất yếu
có thể được bố trí một hoặc nhiều lớp ( 1 - 4 lớp ), mỗi lớp vải xen kẽ cát
đắp dày 15 – 30 cm tùy theo khả năng lu lèn.
1.3.4. So sánh các giải pháp:
Việc để lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu, trường hợp không xử lý sẽ
được kiểm tra đầu tiên cho mỗi nền đắp. Trong trường hợp kết quả tính toán
không phù hợp với độ lún hoặc tiêu chí ổn định thì sau đó mới xem xét đến
việc xử lý.
Trong trường hợp này, nguyên tắc xử lý sẽ được thử dần theo thứ tự từ
đắp gia tải chờ lún rồi đến các giải pháp thoát nước thẳng đứng (PVD, SD,
SCP).
1.3.4.1. So sánh các biện pháp gia tăng cố kết
Để có được giải pháp cho việc xử lý nền đất yếu trong số các biện pháp
gia tăng cố kết nêu trên, các biện pháp sử dụng Bấc thấm, Giếng cát đã được
so sánh với nhau và cho kết quả (bảng 1.2) như sau:
Hạng mục
Bấc thấm Giếng cát
Vũ Trần Khoa Page 22
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Mặt cắt

ngang
Các nguyên lý
chung
• Bấc thấm được cắm như những
đường thấm đứng
• Giếng cát đường kính D=0.4m
được cắm như những đường thấm
đứng
Ưu điểm
• Sẵn có do chế tạo được
• Ít xáo động khi cắm
• Ít khả năng bị cắt dòng thấm
• Nhiều kinh nghiệm thi công ở
Việt Nam
• Hiệu quả tốt trong trường hợp lún
cố kết
• Khả năng làm việc tốt trong các
lớp đất không đồng nhất
• Khắc phục được khả năng kháng
xuyên vào lớp đất lấp
• Nhiều kinh nghiệm thi công ở Việt
Nam
• Khả năng chống trượt taluy cao
Nhược điểm
• Có khả năng bị uốn khi lún lớn
hoặc trong lớp đất yếu sâu
• Khả năng chống trượt của mái
taluy thấp
• Khả năng cắt dòng thấm cao
Chi phí 1.0 2.6

Đề xuất và kế
hoạch
• Sử dụng bấc thấm là biện pháp phù hợp nhất đối với khu vực có lớp đất
yếu đồng nhất và không có các thấu kính cát.
• Sử dụng giếng cát là biện pháp phù hợp đối với khu vực có các thấu
kính cát và lớp đất yếu không đồng nhất
1.3.4.2. So sánh các biên pháp chống trượt đối với nền đắp cao
Để có được biện pháp xử lý nền đất yếu trong số các biện pháp chống
trượt nêu trên, các biện pháp sử dụng Sàn giảm tải, Cột xi măng – đất và
Cọc cát nén được so sánh với nhau và cho ra kết quả (bảng 1.3) như sau:
Vũ Trần Khoa Page 23
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
Hạng mục Sàn giảm tải Cọc xi măng – đất Cọc cát đầm
Mặt cắt ngang
Các nguyên lý
chung
• Tải trọng được đỡ
bằng các cọc bê tông
(35cm×35cm) và một
bản bê tông 0.3m trên
lớp đất yếu
• Tải trọng được đỡ bằng
một cột hỗn hợp xi
măng – đất (D=1.3m)
• Tải trọng được đỡ bằng
cách tạo ra các cọc cát
đầm chặt đường kính
70cm trong lớp đất yếu
Ưu điểm
• Hiệu quả trong việc

giảm lún bằng cách
chuyển tải trọng trực
tiếp tới lớp chịu lực
• Nhiều kinh nghiệm ở
Việt Nam
• Chống trượt và giảm
lún bằng các cột đất – xi
măng
• Hiệu quả trong việc
chống trượt và gia tăng cố
kết
• Cát rất phổ biến ở Việt
Nam
Nhược điểm
• Cần kiểm soát chất
lượng nghiêm ngặt
• Chi phí xây lắp cao
• Khó kiểm soát chất
lượng cọc và quy trình
thi công
• Chi phí xây lắp cao
• Kinh nghiệm ở Việt
Nam rất hạn chế
• Chưa có kinh nghiệm thi
công ở Việt Nam
Chi phí 3.0 2.3 1.0
Đề xuất và kế
hoạch
• Cọc cát đầm chặt là biện pháp phù hợp nhất đối với khu vực nền đắp cao và
lớp đất yếu sâu

1.4. Kết luận chương 1
Qua phân tích trên có thể thấy vấn đề địa chất công trình là một vấn đề
lớn trong thiết kế, thi công và khai thác đường ô tô. Ở Việt Nam sau các
năm 1990, chúng ta đã thấy vấn đề này và đã ứng dụng nhiều giải pháp.
Vũ Trần Khoa Page 24
Luận văn Thạc sỹ Trường Đại học GTVT
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.
Trong hơn 10 năm qua hàng loạt công nghệ xử lý nền đất yếu được áp
dụng tại Việt Nam. Nhu cầu nghiên cứu và phát triển công nghệ xử lý nền
đất yếu ngày càng gia tăng. Thách thức chính là điều kiện đất nền phức tạp
và hạn chế cơ sở vật chất của nước ta. Trong những năm tới công nghệ xử lý
nền đất chắc chắn sẽ không ngừng phát triển nhằm đáp ứng việc xây dựng
đường, cảng biển, lấn biển và công trình hạ tầng cơ sở khác.
Việc tính toán xử lý nền đất yếu là công đoạn tính toán và thử dần do
vậy làm bằng cách thủ công sẽ dẫn đến kéo dài thời gian, đôi khi mang lại
kết quả nhầm lẫn trong tính toán, để giảm bớt được khối lượng tính toán và
yên tâm về kết quả xử lý cần có những chương trình hỗ trợ tính toán thực
hiện một cách tự động trên My Computer
Vũ Trần Khoa Page 25