ĐỀ XUẤT KỸ THUẬT PHƯƠNG ÁN ĐẮP NỀN ĐƯỜNG BẰNG BÊ TÔNG NHẸ

CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 1/19



CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG

ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN & NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
(ĐOẠN SAU MỐ M2, PHÍA ĐƯỜNG ĐIỆN BIÊN PHỦ)


PHƯƠNG ÁN ĐẮP NỀN ĐƯỜNG BẰNG BÊ TÔNG NHẸ
(Hoàn thiện theo Thông báo số 1404/TB-SGTVT ngày 7/5/2014 của Sở GTVT)

I GIỚI THIỆU CHUNG
Dự án nút giao thông khác mức tại Ngã ba Huế là dự án có quy mô lớn, có
tầm quan trọng và đối với hệ thống giao thông đô thị và kiến trúc cảnh quan
của thành phố Đà Nẵng. Hiện nay, dự án đang được triển khai rất khẩn
trương để đáp ứng tiến độ dự kiến hoàn thành vào ngày 29/3/2015.
Theo kết quả khảo sát địa chất đã được thực hiện, địa tầng bên dưới đoạn
nền đường đầu cầu sau mố M2 tồn tại lớp đất yếu có tính nén lún lớn cần
phải nghiên cứu biện pháp xử lý để vừa đảm bảo tính kinh tế - kỹ thuật vừa
đáp ứng tiến độ rất cấp bách của dự án.
Với sự tiến bộ của công nghệ về vật liệu xây dựng, các phương án xử lý đất
yếu cũng ngày càng phong phú. Ngoài các giải pháp tác động trực tiếp để cải

thiện sức chịu tải của nền đất và tăng nhanh cố kết như bấc thấm, giếng cát,
cọc xi măng đất là các phương án đã được sử dụng tương đối phổ biến, còn
có các giải pháp giảm tải trọng nền đắp bằng các kết cấu nhẹ hoặc tải trọng
nhẹ.
Trên cơ sở đó, Công ty Cổ phần Tư vấn & Đầu tư xây dựng ECC (BK-ECC) đưa
ra đề xuất xử lý lún nền đường đầu cầu sau mố M2 bằng bê tông nhẹ, với
mong muốn đóng góp thêm một phương án hợp lý về kinh tế - kỹ thuật để
Chủ đầu tư và cơ quan có thẩm quyền xem xét.
Tại cuộc họp báo cáo ngày 7/5/2014, sau khi nghe các đơn vị tư vấn báo cáo
phương án xử lý, Lãnh đạo Sở GTVT đã quyết định phương án xử lý lún nền
đường đầu cầu sau mố M2 bằng bê tông nhẹ là một trong hai phương án
được chọn để tiếp tục nghiên cứu, làm rõ về giá thành, tiến độ thực hiện, khả
năng huy động vật liệu, vật tư, thiết bị để thực hiện, tiêu chuẩn áp dụng, chỉ
dẫn kỹ thuật, chuyển giao công nghệ làm cơ sở lựa chọn phương án hợp lý
nhất.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 2/19

II CĂN CỨ LẬP BÁO CÁO
- Thư mời số 1075/SGTVT-GĐ&QLCL của Sở GTVT thành phố Đà Nẵng ngày
11/4/2014 v/v mời tham gia báo cáo phương án thiết kế tường chắn và nền
đường đầu cầu, công trình nút giao thông khác mức Ngã ba Huế.
- Các số liệu khảo sát địa hình, địa chất và tiêu chuẩn kỹ thuật dự án cùng một
số thông tin liên quan do Sở GTVT cung cấp.

- Kết quả cuộc họp báo cáo phương án xử lý đường đầu cầu sau mố M2 theo
Thông báo số 1404/TB-SGTVT ngày 7/5/2014.
III TỔNG HỢP SỐ LIỆU & PHÂN TÍCH
3.1 TỔNG HỢP CÁC CÔNG TÁC KHOAN VÀ THÍ NGHIỆM ĐỐI VỚI NỀN ĐẤT YẾU
Trong phạm vi khu vực nền đường đắp sau các mố M2, M2A và M2A’ đã tiến
hành 3 đợt khảo sát địa chất:
- Đợt 1 (thực hiện tháng 10~11/2013) :
o Do TEDI thực hiện: Gồm các lỗ khoan trụ mố trụ cầu vượt và 1 lỗ
khoan tường chắn (tổng cộng 06 lỗ khoan), có kết hợp thí nghiệm
nén cố kết cho lớp đất yếu.
o Do TRICC thực hiện : Gồm các lỗ khoan mố trụ cầu dẫn tầng 1 và 2
lỗ khoan nền đường đầu cầu.
- Đợt 2 (thực hiện tháng 12/2013) gồm 02 lỗ khoan bổ sung để khảo sát địa
chất nền đường đất yếu, ngoài thí nghiệm cố kết cho lớp đất yếu còn bổ sung
các thí nghiệm nén 3 trục theo các sơ đồ UU, CU và thí nghiệm cắt cánh hiện
trường.
- Đợt 3 (thực hiện tháng 3/2014) gồm 01 lỗ khoan bổ sung để khảo sát địa
chất nền đường đất yếu tại vị trí sau mố M2 (LKBS5).
STT
Tên lỗ
khoan
Độ sâu
(m)
Mẫu thí nghiệm (mẫu)
TN. Cắt
cánh
Nguyên
dạng
Không
nguyên dạng

Nén cố
kết
Thí
nghiệm
UU,CU
Điểm
1
LKT10
39.0
2
6



2
LKT11
49.0
2
5



3
LKT12
50.3
5
2

4
LKT13
46.0
1
5



5
LKM2
53.5
2
6
2


6
LKTC2
20.0
1
5
1


7
LKBS3
13.50
3
3
1

1
2
8
LKBS4
13.50
5
01
3
0
2
9
LKBS5
14.45





10
LKC21






11
LKC22

12
BS1
11.0
1
4



13
BS2
14.5
5
2
1

1
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 3/19

Hình 1: Bình đồ bố trí các lỗ khoan và sơ họa khoanh vùng phân bố lớp đất yếu


Hình 2: Phân bố của lớp đất yếu bên dưới nền đường đầu cầu sau các mố M2, M2A và M2A’
(Sau khi cập nhật LKBS5)

Hình 3: Mặt cắt dọc địa chất dưới nền đắp sau mố M2 (Sau khi cập nhật LKBS5)
Lớp đất yếu
Đường ống
cấp nước
D600mm
Lớp đất yếu
Khu vực có
đất yếu
LKBS5
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 4/19

3.2 TÓM TẮT VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT
Khái quát
Nút giao đường sắt & đường bộ Ngã Ba Huế thuộc Km 793+460 tuyến đường sắt
Hà Nội-Tp Hồ Chí Minh. Đây là một trong những cửa ngõ quan trọng nối liền giao
thông Bắc – Nam (Đường Tôn Đức Thắng và đường Trường Chinh) vào trung
tâm TP Đà Nẵng (Đường Điện Biên Phủ). Nút giao thuộc địa phận quận Thanh

Khê, quận Liên Chiểu và quận Cẩm Lệ – TP.Đà Nẵng. Với địa hình bằng phẳng,
xung quanh khu vực dự án nhà cửa tập trung nhiều. Cấu tạo địa chất bao gồm
các lớp đất có nguồn gốc trầm tích sông biển và tàn tích từ đá phiến như : Cát,
cát pha, sét pha…
Đặc điểm lớp đất yếu trên địa bàn thành phố Đà Nẵng thường có chiều dày
không lớn, ít khi phân bố trên bề mặt mà thường nằm bên dưới lớp cát từ vừa
đến dày. Bên dưới lớp đất yếu, nếu có, thường phân bố lớp đất có sức chịu tải
tương đối tốt như lớp cát chặt vừa hay lớp sét, sét pha nửa cứng.
Lịch sử xây dựng của tuyến đường tại khu vực có nền đất yếu

- Đoạn xuất hiện đất yếu trên đường Điện Biên Phủ thuộc về một khu vực cục
bộ mà trước đây là ao hồ vào lòng sông suối cũ. Quá trình đô thị hóa dần dần
đã tạo thành các ao hồ (tiếng địa phương gọi là “bàu”) nối thông với nhau.
- Địa hình khu vực có hai khu vực cao rõ rệt so với các khu vực lân cận là ngã
tư Điện Biên Phủ - Huỳnh Ngọc Huệ và ngã ba Huế. Đoạn nối hai khu vực này
phải băng qua khu vực thấp trũng của Bàu Trảng và cắt bàu này thành hai
phần. Có thể thấy rõ qua việc so sánh các ảnh vệ tinh giữa năm 2002 và
2014:

Hình 4a - Ảnh chụp vệ tinh năm 2002
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 5/19

Hình 4b - Ảnh chụp vệ tinh năm 2013
Địa tầng
Theo hồ sơ khảo sát bước TKKT do TEDI và TRICC thực hiện, địa tầng đoạn
xử lý đất yếu gồm các lớp đất chính như sau:
a/ Lớp Đất đắp: Sét pha cát lẫn dăm sạn, kết cấu nền đường BTN cũ. Lớp đất
đắp này được hình thành do quá trình thi công bồn hoa và nền mặt đường cũ.
Bề dày lớp thay đổi từ 3.50m đến 5.0m.
Tại một số vị trí (như các lỗ khoan LKBS3 và LKBS4), lớp này bao gồm 2 tầng
nền mặt đường cũ. Từ trên xuống gồm có : BTN dày 15-20cm, cấp phối đá dăm
dày 65-70cm, BTN cũ dày 12cm và xấp xỉ 2m bên dưới là nền móng đường
nguyên thủy (trước khi mở rộng đường Điện Biên Phủ lên mặt cắt 48m vào năm
2005).
b/ Lớp đất sét rất dẻo (CH), lẫn ít sò hến, màu xám xanh, trạng thái dẻo chảy –
dẻo mềm. Tên lớp này là 1b (TEDI) hay lớp 2 (TRICC). Lớp này có bề dày thay
đổi từ 1.80m đến 7.0m. Cao độ đáy lớp thay đổi từ -7.16m đến -3.06m. Kết quả
thí nghiệm SPT cho giá trị N30 của lớp thay đổi từ 2-4. Trong lớp đã thí nghiệm
nhiều mẫu nén cố kết và 01 mẫu thí nghiệm UU,CU cùng một số điểm cắt cánh
hiện trường với các chỉ tiêu đặc trưng của lớp như sau:
Bảng 1: Một số chỉ tiêu cơ lý đặc trưng lớp đất yếu (trung bình)
Đơn vị
khảo
sát

Chỉ tiêu cơ lý
tn
(T/m3)
e0
B
Su
(kN/m2)

Cc

Cr

OCR

(deg)
C
(kG/cm2)
TEDI
1.638
1.608

30
0.582
0.109
1
4d51’
0.046
TRICC
1.65
1.596

34
0.576
0.143
1
5d47’
0.05
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG

Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 6/19

c/ Lớp Đất cát lẫn bụi (SM) xen kẹp các lớp sét mỏng (d=10cm-15cm), màu
xám xanh, xám trắng, trạng thái bão hoà, kết cấu rất rời rạc – chặt vừa. Tên
lớp là 2a (TEDI) hay lớp 3b (TRICC). Lớp này có bề dày thay đổi từ 3.40m
đến 6.50m. Cao độ đáy lớp thay đổi từ -8.12m đến -9.56m. Kết quả thí
nghiệm SPT cho giá trị N30 của lớp thay đổi từ 4 – 20.
d/ Đất sét ít dẻo (CL) màu xám trắng, xám xanh. Trạng thái nửa cứng. Tên
lớp là 5a (TEDI) hay 4e (TRICC). Bề dày lớp 2 - 9m và phân bố bên dưới lớp
cát. Kết quả thí nghiệm SPT cho giá trị N30 của lớp thay đổi từ 15 – 26.
e/ Đất sét ít dẻo (CL) màu xám trắng, xám xanh. Trạng thái cứng. Tên lớp là
5b (TEDI) hay 4f (TRICC). Bề dày lớp thay đổi từ 1.80m đến 4.20m. Cao độ
đáy lớp thay đổi từ -17.96m đến -13.76m. Kết quả thí nghiệm SPT cho giá trị
N30 của lớp thay đổi từ 43-134.
Bên dưới các lớp đất kể trên là tầng đá phiến sericit phong hóa có bề dày rất
lớn.
Khu vực khảo sát có địa hình bằng phẳng, cao độ địa hình tương đối cao so
với mực nước biển nên không bị ngập nước về mùa mưa lũ. Trong quá trình
khảo sát cho thấy nước ngầm tại các lỗ khoan nằm tương đối nông và thay
đổi từ 1.30m đến 1.50m.
Nhận xét về kết quả khảo sát và điều kiện địa chất

- Xem xét các lỗ khoan đã thực hiện cho đoạn sau mố M2, có một số nhận xét
sau:

o Các lỗ khoan LKBS3 và LKBS5 bố trí trong phạm vi đường đầu cầu,
rất sát đuôi mố và tạo thành một mặt cắt ngang ĐCCT nên là các lỗ
khoan phù hợp nhất để sử dụng tính toán xử lý đất yếu cho đoạn
sát mố M2.
o Vị trí lỗ khoan LKM2 trùng vào vị trí mố M2, nằm sát ngoài phạm vi
nền đường đầu cầu. Địa tầng tại lỗ khoan LKM2 có lớp đất yếu dày
đột biến so với các lỗ lân cận (7m so với ≤4,8m).
- Căn cứ các chỉ tiêu cơ lý và cố kết của lớp đất yếu (1b) thì lớp này tương tự
các lớp đất yếu được gặp phổ biến trên các công trình xây dựng trong địa bàn
thành phố Đà Nẵng.
- Sự tồn tại của lớp đất đắp dày 3,5~5m trên bề mặt sẽ làm tăng độ ổn định
của nền đường và giảm một phần độ lún. Do đó các biện pháp xử lý lún cũng
phải cân nhắc ưu tiên tận dụng lớp đất tốt này để giảm giá thành xây dựng
và rút ngắn thời gian thi công.
- Việc tính toán phục vụ lựa chọn giải pháp thiết kế về cơ bản có thể sử dụng
các lỗ khoan trong phạm vi nền đường đầu cầu (không dùng lỗ khoan LKM2).
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 7/19

3.2 GIẢI PHÁP THIẾT KẾ CHUNG VÀ YÊU CẦU VỀ ĐỘ LÚN DƯ
Mô tả khái quát về đoạn nền đường đầu cầu cần xử lý lún
- Đường đầu cầu vượt tầng 2 sau mố M2 phục vụ cho các luồng xe đi thẳng
theo hướng Điện Biên Phủ - Tôn Đức Thắng, được thiết kế với tốc độ
Vtk=60km/h. Bề rộng nền đường B=17m. Do yêu cầu về cảnh quan và hạn

chế giải phóng mặt bằng, nền đường được thiết kế tường chắn bằng đất có
cốt (tường MSE) ở cả hai bên ta luy. Chiều cao tường chắn 1,8~4,3m (tính
đến bề mặt hiện trạng); chiều dài tường chắn L=58,58m mỗi bên. Theo các
kết quả tính toán, nền đường đầu cầu đảm bảo ổn định tổng thể, tuy nhiên
độ lún của nền đường vượt quá yêu cầu của các tiêu chuẩn hiện hành.
- Bên dưới đường đầu cầu sau mố M2 có đường ống cấp nước D600 bằng gang
chạy dọc theo tuyến. Việc xử lý lún cần đảm bảo an toàn khai thác đường ống
cấp nước này.
Lựa chọn các yêu cầu kỹ thuật về độ lún của nền đắp đường đầu cầu
- Đoạn nền đường đắp sau mố cầu trước tiên cần đảm bảo các tiêu chuẩn về
độ lún cố kết còn dư sau 15 năm được quy định trong các tiêu chuẩn 22TCN
262-2000 và 22TCN 211-06. Theo đó, tiêu chuẩn tối đa về độ lún dư cho
phép: 20cm cho đoạn gần mố cầu và 30cm cho đoạn tiếp theo (do có đường
ống cấp nước nên áp dụng như đoạn có cống).
- Độ lún của nền đường đầu cầu còn phải đảm bảo không làm phát sinh thêm
nhiều chuyển vị của đường ống cấp nước. Theo những thông tin ban đầu mà
chúng tôi thu thập được từ đơn vị quản lý cấp nước, đường ống D600 trong
khu vực này gồm các ống gang dài L=6m, nối tiếp nhau bằng mặt bích.
Chuyển vị góc xoay tối đa cho phép giữa 2 đoạn ống liên tiếp để đường ống
làm việc bình thường là 3 độ. Tạm tính độ chênh chuyển vị giữa 2 đầu 1 đoạn
ống tối đa là Δv≤L*tang(3°)=600*tang(3°)=31,4cm. Như vậy, trường hợp
khống chế được độ chênh lún trên chiều dài 6m dưới 31cm thì sẽ đảm bảo an
toàn của đường ống nước.
Tổng hợp quy định về độ lún nền đắp sau mố cầu:
STT
Tên tiêu chuẩn
[S dư]
trong 15
năm (cm)
Ghi chú

A
22TCN 262-2000 và 22TCN 211-06


1
- Sau bệ móng mố 3x6,4m=19,2m (sau
lưng mố 19,2+2=21,2m)
20
Vtk=60km/h
2
- Đoạn còn lại
30
Vtk=60km/h, có công
trình ngầm
B
Theo điều kiện chuyển vị của đường ống
nước
31


TỔNG HỢP ĐỀ XUẤT ÁP DỤNG
20
Cho phạm vi từ sau
lưng mố đến hết phạm
vi tường chắn đầu cầu
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC

BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 8/19

3.3 TÍNH TOÁN ĐỘ LÚN CỐ KẾT
Trường hợp không xử lý
- Việc tính toán dựa trên số liệu khảo sát địa chất đã cập nhật lỗ khoan bổ sung
và thiết kế trắc dọc, trắc ngang đường đầu cầu, thiết kế kích thước mố M2 đã
được đệ trình. Chiều cao nền đường đắp được tính lại từ bề mặt hiện trạng
(không đào bóc kết cấu nền mặt đường cũ).
- Cao độ mực nước ngầm lấy theo kết quả khảo sát.
- Thời gian lưu tải trước khi hoàn thành kết cấu áo đường tạm tính 1 tháng (do
tiến độ rất gấp rút), do đó tổng thời gian cố kết tính toán cuối cùng gồm 15
năm sau khi hoàn thành áo đường và 0,083 năm lưu tải là 15,083 năm.
- Kết quả tính toán độ lún tại tim đường trường hợp không xử lý như sau (Độ
lún tại mép đường theo tính toán bằng 50-60% của độ lún tại tim đường nên
không cần đề cập):
Mặt
cắt
Tính
toán
Khoảng
cách
đến
lưng
mố
H
đắp
(m)
 đắp

(T/m3)
h đất
đắp
cũ
(m)
h
đất
yếu
(m)
Lún
tức
thời
Si
(cm)
Lún
cố
kết
Sc
(cm)
S dư
trong
15
năm
(cm)
[Sdư]
(cm)
MC1
6
4.3
2

3.9
4
0.9
31.1
24.4
20
MC2
12
4
2
3.9
3.4
0.8
27.7
21.8
20
MC3
18
3.7
2
4.1
2.8
0.6
21.7
15.9
20
MC4
24
3.4
2

4.3
2.3
0.5
16.7
11.4
20
MC5
36
2.87
2
4.5
1.8
0.3
11.4
7.2
20
MC6
45
2.53
2
4.5
1.8
0.3
10.1
6.3
20
- Nhận xét:
o Đoạn từ MC1÷MC3 có độ lún dư trong 15 năm kể từ khi xây dựng
xong mặt đường không thỏa mãn yêu cầu, cần có biện pháp xử lý.
o Từ sau mặt cắt MC3 trở đi độ lún cố kết còn dư là đạt yêu cầu và

không cần xử lý. Tuy nhiên để dự phòng cho điều kiện địa chất thay
đổi phức tạp và đảm bảo sự đồng đều về độ lún của đoạn sát mố
cầu, đề xuất kéo dài phạm vi xử lý thêm 1m qua khỏi mặt cắt MC4
(
25m tính từ lưng mố hoặc 23m tính từ sau bệ mố
).
IV CÁC TIÊU CHÍ XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU SAU MỐ M2
- Khống chế được độ lún dư trong thời gian khai thác công trình theo quy định.
- Khống chế được độ lún tổng không ảnh hưởng an toàn đường ống cấp nước.
- Biện pháp thi công an toàn và không phức tạp.
- Đáp ứng tiến độ dự án.
- Chi phí xây dựng hợp lý.
- Hạn chế tối đa ảnh hưởng môi trường (bụi, chấn động, tiếng ồn…) trong quá
trình xây dựng.
- Đảm bảo mỹ quan công trình.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 9/19

V NGUYÊN LÝ XỬ LÝ LÚN CỦA CÔNG TRÌNH ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU BẰNG VẬT
LIỆU NHẸ & CÁC PHƯƠNG ÁN VẬT LIỆU NHẸ
Nguyên tắc xử lý
- Đối với công trình nền đường, áp lực chủ yếu tác động lên nền đất tự nhiên là
tải trọng bản thân nền đắp. Tải trọng càng lớn và diện càng rộng thì chiều
sâu và mức độ ảnh hưởng của tải trọng cũng càng tăng.

- Với diện phân bố của tải trọng về cơ bản là phụ thuộc vào kích thước công
trình nên khó thay đổi, thì biện pháp cơ bản nhất để giảm chiều sâu ảnh
hưởng và cường độ áp lực do tải trọng gây ra là giảm tải trọng bản thân nền
đắp. Do chiều cao nền đắp là khống chế nên giải pháp phổ biến nhất là giảm
khối lượng thể tích của vật liệu đắp nền, qua đó giảm tải trọng bản thân nền
đắp.
- Biện pháp giảm trọng lượng nền đắp thuần túy thường được áp dụng khi độ
lún cố kết dự báo vượt tiêu chuẩn cho phép khoảng 30~400%. Trường hợp
độ lún cố kết dự báo lớn hơn thì cần phối hợp với các biện pháp khác.
Các phương án thông thường giảm khối lượng thể tích của vật liệu đắp nền
- Giảm khối lượng thể tích của vật liệu: Đắp bằng đá, đắp bằng vật liệu nhẹ.
- Chèn các kết cấu có độ rỗng lớn vào nền đắp (dùng cống tròn, cống hộp).
Bảng so sánh khối lượng thể tích nền đắp theo các phương án:
STT
Phương án kết cấu nền đắp
Khối lượng thể tích (T/m3)
I
Phương án đắp đất thông thường

1
Nền đắp đất đồi
1,9~2,0
II
Các phương án dùng vật liệu nhẹ

2
Nền đắp cát
1,8
3
Nền đắp đá hộc

1,65~1,8
4
Bê tông nhẹ đổ toàn khối (Foam Concrete)
0,5~1,8
5
EPS (Expanded Polystyren) (Geo foam)
0,02~0,06
III
Các phương án dùng kết cấu rỗng

6
Chèn cống tròn trong nền đắp
1,15~1,4
7
Chèn cống hộp trong nền đắp
0,85~1,2
Ghi chú: Các thông số trên là tương đối do còn phụ thuộc vào bố trí kết cấu cụ thể.
Nhận xét:
Loại vật liệu có khối lượng thể tích thấp đặc biệt là Geo foam (EPS), với khối
lượng thể tích có thể đạt được là 1~2% so với đất đắp thông thường. Tuy
nhiên cường độ chịu nén của vật liệu này rất thấp (15~128 kPa) và giá thành
đắt (khoảng 3,5 triệu đồng/m3) nên việc ứng dụng vào nền đường chỉ mới
mang tính thử nghiệm, ở nước ta vật liệu này chủ yếu mới sử dụng làm vật
liệu cách nhiệt, cách âm.
Các phương án dùng vật liệu nhẹ đơn giản như đắp cát, đắp đá hộc thực tế
không giảm được khối lượng nền đắp đáng kể (tối đa khoảng 15%) nên thực
tế không được xem như là một biện pháp để xử lý lún mà chủ yếu được sử
dụng như vật liệu có tính thoát nước tốt, góc nội ma sát cao để đắp sau mố,
sau lưng tường chắn…
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG

Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 10/19

Phương án chèn cống tròn trong nền đắp tuy cũng giảm được đáng kể khối
lượng thể tích nền đắp, nhưng thi công phức tạp, và khó xử lý độ cứng nền
đường không đồng đều phía trên bề mặt, khó xử lý tường chắn bên ngoài.
Phương án nền đường trên cống hộp BTCT có giá thành rất cao, chỉ đạt được
hiệu quả trong trường hợp nền đất rất yếu và lớp đất yếu phân bố trên bề
mặt (phối hợp với móng cọc). Mặt khác, do tải trọng nền đắp chỉ giảm được
tối đa khoảng 60% thì phương án này chỉ thích hợp khi độ lún dư khi không
xử lý là không quá lớn (≤200% độ lún dư cho phép). Với độ lún dư lớn hơn
phải sử dụng cống hộp trên móng cọc. Ngoài ra, xử lý kiến trúc bề mặt công
trình cũng tương đối khó khăn.
Phương án dùng bê tông bọt (Foam Concrete) đổ toàn khối với ưu điểm đặc
biệt là có dải biến thiên trọng lượng thể tích vật liệu rất rộng, nên có thể điều
chỉnh để tạo ra các loại nền đắp có khối lượng thể tích khác nhau tùy theo
nhu cầu xử lý.
Giới thiệu vật liệu bê tông bọt đổ toàn khối
- Bê tông nhẹ là loại bê tông kỹ thuật hiện nay đã được sử dụng rộng rãi trong
các công trình xây dựng, sử dụng xi măng Portland, các loại phụ gia và chất
tạo bọt làm thành phần chính, với cấu trúc bao gồm vô số các lỗ rỗng li ti,
hình cầu, được phân bố một cách đồng đều. Ở thể rắn, có thể xem bê tông
nhẹ như là bê tông có cốt liệu khí.
- Hiện nay, trên thế giới phổ biến hai loại công nghệ bê tông nhẹ, đó là: Bê
tông khí chưng áp (Autoclaved Aerated Concrete – AAC) và bê tông bọt khí

(Cellular Lightweight Concrete – CLC). Cả hai công nghệ này đều dựa trên
nguyên lí đưa bọt khí vào hỗn hợp vữa xi măng nhằm làm giảm trọng lượng
đồng thời nâng cao chất lượng sản phẩm.
- Tuy nhiên, đối với kết cấu bê tông toàn khối đổ tại hiện trường thì chỉ áp
dụng được công nghệ bê tông bọt khí (CLC).
- Một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu bê tông nhẹ:

o Bê tông nhẹ không dùng cát:

TT
Khối lượng thể
tích khô, kg/m
3

Cường độ
nén, kg/cm
2

Mô đun đàn
hồi, kg/cm
2

1
250
4.0
3000
2
300
6.0
4000

3
400
10
6000
4
500
15
8000
5
550
23
10000
6
600
32
13000
7
700
45
16000
8
750
56
19000
9
800
65
21500

o Bê tông nhẹ sử dụng cát:

CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 11/19


TT
Khối lượng thể
tích khô, kg/m
3

Cường độ
nén, kg/cm
2

Mô đun đàn
hồi, kg/cm
2

1
800
~30
20000
2
1000
~40

25000
3
1200
~80
40000
4
1400
~120
55000
5
1600
~180
66000

Nhận xét:
Các loại bê tông nhẹ không dùng cát có đặc trưng chịu lực lớn hơn nhiều so
với đất đắp thông thường (mô đuyn đàn hồi của sét cứng hoặc cát chặt chỉ
vào khoảng 750~1000 kg/cm2), trong khi đó trọng lượng thể tích chỉ bằng
12,5% so với đất đắp. Vật liệu này có thể sử dụng thay cho các lớp đất đắp
nền đường bên dưới.
Các loại bê tông nhẹ dùng cát có chỉ tiêu cường độ khá cao, loại thấp nhất
cũng tương đương với cấp phối đá dăm gia cố xi măng. Tuy nhiên khối lượng
thể tích của vật liệu này cao hơn (thấp nhất là 40% so với đất đắp). Do đó,
vật liệu này có thể sử dụng cho các lớn nền đường bên trên (lớp nền thượng)
đồng thời kết hợp thay cho lớp móng dưới của kết cấu áo đường. Khi dùng
làm lớp nền thượng hoặc móng dưới cần tham khảo yêu cầu về cường độ chịu
nén đối với mẫu 14 ngày tuổi của lớp móng dưới bằng cấp phối đá dăm gia cố
xi măng là Rn≥1,5Mpa (Điều 4.7.1 của TCVN 8858:2011).
Khi đổ bê tông, vữa bê tông nhẹ có tính chảy và dễ dàng lấp đầy mọi ngóc
ngách nhỏ, không cần đầm lèn mà vẫn đảm bảo độ đồng đều và độ chặt. Do

đó đặc biệt thích hợp và thường được sử dụng để đắp sau lưng mố cầu.
Các tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu đối với kết cấu sử dụng bê
tông nhẹ
o Thiết kế:
 TCVN 5074:2012
o Thi công và nghiệm thu:
 TCVN 9028:2011: Vữa cho bê tông nhẹ;
 TCVN 9029:2011: Bê tông nhẹ - Gạch bê tông bọt, khí không
chưng áp – Yêu cầu kỹ thuật;
 TCVN 9030:2011: Bê tông nhẹ - Gạch bê tông bọt, khí không
chưng áp – Phương pháp thử;
 TCVN 2682:2009: Xi măng Portland – Yêu cầu kỹ thuật;
 TCVN 6260:2009: Xi măng Portland hỗn hợp – Yêu cầu kỹ
thuật;
 TCVN 7570:2006: Cốt liệu cho bê tông và vữa – Yêu cầu kỹ
thuật
 ACI 213R-03: Chỉ dẫn kết cấu bê tông nhẹ toàn khối.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 12/19

Một số hình ảnh về phạm vi ứng dụng của bê tông nhẹ:


Xử lý đắp sau mố cầu cũ

Đắp sau mố cầu

Xử lí tôn nền tầng hầm

Ổn định nền công trình

Làm lớp cách âm, cách nhiệt cho sàn nhà

Chống nóng mái nhà bê tông

Chống nóng mái nhà lợp tôn

Xử lí ổn định nền móng
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 13/19


Tấm panel đúc sẵn cho nhà dân dụng

Tấm panel khối lớn

Giảm tải trọng nền đường đắp cao

Đắp nền đường qua vùng đất yếu để giảm tải

Giảm tải cho kè bờ sông

Thay thế đất yếu dọc bờ sông

San lấp trên vùng đất yếu

Lót nền đường cao tốc đi qua vùng đất yếu
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 14/19


Đổ lót đường dẫn lên cầu

Thi công chống sạt lở mái dốc

VI THIẾT KẾ CẤU TẠO NỀN MẶT ĐƯỜNG SỬ DỤNG VẬT LIỆU ĐẮP BẰNG BÊ
TÔNG NHẸ TOÀN KHỐI ĐỔ TẠI CHỖ
Phạm vi xử lý lún nền đường bằng bê tông nhẹ
- Căn cứ kết quả tính toán độ lún cố kết, đề xuất xử lý lún bằng vật liệu bê
tông nhẹ cho phạm vi 25m kể từ lưng mố M2 (23m kể từ mép bệ mố).

Phạm vi đề xuất xử lý nền đường đắp bằng bê tông nhẹ

Cấu tạo nền đường bằng bê tông nhẹ
- Thân nền đường bằng bê tông nhẹ (CLC) đổ tại chỗ, trong đó 60cm bên dưới
kết cấu áo đường dùng loại bê tông nhẹ sử dụng cát với khối lượng thể tích
khô 1000kg/m3, phần nền đường bên dưới dùng loại bê tông nhẹ không sử
dụng cát với khối lượng thể tích khô 500kg/m3.
- Hai bên nền đường bố trí tường block bằng bê tông đúc sẵn. Tường block vừa
có tính năng mỹ quan đô thị, vừa có tính năng bảo vệ bề mặt bên ngoài của
nền đường đồng thời cũng là ván khuôn để đổ bê tông nền đường. Các khối
block của hai mặt tường đối diện được liên kết với nhau bằng lưới thép neo.
Kết cấu áo đường
- Với bê tông nhẹ được sử dụng thay thế lớp móng dưới và nền đường, kết cấu
áo đường được đề xuất điều chỉnh gồm các lớp từ trên xuống như sau:
o Bê tông nhựa chặt hạt mịn dày 7cm
o BTXM lưới thép dày 20cm.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 15/19


Mặt cắt ngang điển hình nền đường đắp bằng bê tông nhẹ
Kết quả tính toán độ lún cố kết trường hợp xử lý bằng nền đắp bê tông nhẹ
- Sơ đồ tính toán tương tự trường hợp không xử lý, với khối lượng thể tích nền
đắp được quy đổi riêng cho mỗi mặt cắt tính toán.
- Kết quả tính toán tại tim đường cho trường hợp đắp nền đường bằng bê tông
nhẹ (thời gian lưu tải trong bảng này chỉ xét cho tải trọng nền móng đường):

Mặt
cắt
Tính
toán
Khoảng
cách
đến
lưng
mố
H
đắp
(m)
 đắp
(T/m3)
h
đất
đắp
cũ
(m)
h
đất
yếu
(m)
Lún
tức
thời
Si
(cm)
Lún

cố
kết
Sc
(cm)
S dư
trong 15
năm (cm)
Lưu tải 1
tháng
[Sdư]
(cm)
MC1
6
4.3
0.9
3.9
4
0.4
17.2
13.8
20
MC2
12
4
0.9
3.9
3.4
0.4
15.4
12.1

20
MC3
18
3.7
0.9
4.1
2.8
0.3
12.0
8.8
20
- Nhận xét:
o Sau khi xử lý đắp bằng bê tông nhẹ, đoạn xử lý có độ lún dư trong
15 năm kể từ khi xây dựng xong mặt đường bé hơn độ lún dư cho
phép theo yêu cầu.
o Hệ số an toàn ổn định tính toán tại mặt cắt có chiều cao đắp lớp
nhất và đất yếu dày nhất (MC1) là FS=2,68 > [FS]=1,5, đạt yêu cầu
về độ ổn định nền đường.
Thiết kế kiến trúc bề mặt ngoài tường block
- Tường block bê tông đúc sẵn dễ dàng thiết kế nhiều loại hoa văn và màu sắc
theo yêu cầu thẩm mỹ và cảnh quan, có thể đáp ứng theo yêu cầu của Chủ
đầu tư và sản xuất được tại địa phương.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 16/19

Mẫu sọc đứng
Mẫu kẻ ron tổ ong
VII. BIỆN PHÁP THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG BẰNG BÊ TÔNG NHẸ
1. Quy trình sản xuất bê tông nhẹ
Công đoạn tập kết nguyên vật liệu
Các nguyên vật liệu chính (xi măng, cát, tro bay) được vận chuyển đến nhà
máy bằng các phương tiện khác nhau:
 Xi măng: Xe stec vận chuyển xi măng, bơm vào các silo chứa của trạm
trộn.
 Cát: Được vận chuyển bằng các xe ben tự đổ, tập kết tại các kho bãi trong
mặt bằng trạm trộn.
 Tro bay: Được vận chuyển bằng các xe ben tự đổ và chứa trong nhà kho
chứa.

Công đoạn sản xuất hỗn hợp bê tông nhẹ
Công đoạn sản xuất được thực hiện hoàn toàn tự động bằng hệ thống
phần mềm điện tử điều khiển, với mức độ chính xác cao. Tùy thuộc vào từng loại
cấp phối thiết kế, hệ thống sẽ định lượng lượng xi măng, nước, cát và tro bay
(nếu có) vào máy trộn cưỡng bức trục đứng; kiểm soát tốc độ và thời gian trộn
hỗn hợp vữa. Dung dịch tạo bọt được định lượng và hòa trộn với nước, bơm vào
máy tạo bọt và dưới áp suất của khí nén, bọt được tạo ra và phun vào máy trộn
cùng với hỗn hợp vữa. Hỗn hợp bê tông bọt được tạo ra khi trộn đồng đều vữa
và bọt khí.

Công đoạn thi công hỗn hợp bê tông nhẹ
Hỗn hợp bê tông nhẹ được vận chuyển tới công trường bằng các xe bồn
chuyên dụng hoặc được thi công sản xuất trực tiếp tại công trường. Các thiết bị

CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 17/19

sản xuất sẽ được bố trí thuận lợi tại mặt bằng công trường, phục vụ công tác thi
công, bảo dưỡng và hoàn thiện bề mặt cũng như chất lượng bê tông nhẹ.

Máy móc, thiết bị
Hỗn hợp bê tông nhẹ được sản xuất bằng hệ thống trạm trộn tự động, với
các máy móc, thiết bị và phụ gia được nhập khẩu.


Trạm trộn bê tông nhẹ
Máy tạo bọt


Máy trộn di động
Xe bơm bê tông

2. Các bước thi công nền đường bằng bê tông nhẹ
Nền đường bê tông nhẹ được đổ thành từng lớp dày khoảng 30~70cm,
mỗi lớp thực hiện theo trình tự sau:
- Chuẩn bị mặt bằng
- Lắp dựng tường block (lắp dần tương ứng cao trình đổ bê tông)
- Tạo ván khuôn (tùy theo diện tích mặt bằng để chia ô đổ bê tông), lắp dựng

đà giáo chống đỡ mặt ngoài tường block.
- Đổ bê tông
- Bảo dưỡng bê tông.

Chi tiết thể hiện trong Chỉ dẫn kỹ thuật thi công và nghiệm thu kết cấu bê tông
nhẹ toàn khối ở phần Phụ lục.
CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ


Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 18/19

VIII KIẾN NGHỊ & ĐỀ XUẤT THỰC HIỆN
1. Kiến nghị phương án xử lý
Phương án xử lý đề xuất cho đoạn nền đường đầu cầu sau mố M2 được tóm
tắt như sau:
Tiêu chí
Phương án 2
Phạm vi xử lý

23m từ mép sau bệ mố (25m từ lưng mố)
Độ lún dư cho phép trong 15 năm
kể từ khi hoàn thành áo đường
Theo 22TCN 262-2000 và 22TCN 211-06:
20cm
Giải pháp chính

Đắp nền đường bằng bê tông nhẹ
Thời gian xử lý
1 tháng (cho toàn bộ công tác lắp đặt
tường chắn và nền đường bê tông nhẹ)
Chi phí
Tổng cộng 3,07 tỷ đồng


2. Kết luận và đề xuất
Công ty Cổ phần Tư vấn & Đầu tư xây dựng ECC (BK-ECC) kiến nghị xử
lý nền đường sau mố M2 với giải pháp đắp nền đường bằng bê tông nhẹ để
đảm bảo tiến độ và chất lượng của dự án. Các ưu điểm của phương án xử lý
này là:
- Đáp ứng yêu cầu về độ lún cố kết còn dư cho đoạn nền đường đầu cầu, đảm
bảo độ êm thuận tối đa tại vị trí tiếp giáp giữa cầu và đường.
- Nền mặt đường đảm bảo các yêu cầu về khả năng chịu lực. Không ảnh hưởng
đến đường ống cấp nước D600 hiện hữu.
- Đáp ứng tiến độ cấp bách của dự án.
- Thi công dễ dàng và thuận lợi.
- Kinh phí hợp lý.
- Dễ trang trí tạo cảnh quan.

Trên đây là nội dung phương án thiết kế tường chắn & nền đường đầu cầu
(đoạn sát mố M2) – sử dụng giải pháp đắp nền đường bằng bê tông nhẹ,
Công ty Cổ phần Tư vấn & Đầu tư xây dựng ECC (BK-ECC) đề xuất để Sở Giao
thông vận tải Tp Đà Nẵng xem xét.

CÔNG TRÌNH NÚT GIAO THÔNG KHÁC MỨC NGÃ BA HUẾ - TP ĐÀ NẴNG
Đề xuất phương án tường chắn & nền đường đầu cầu sau mố M2– Phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ

Công ty Cổ phần Tư vấn và Đầu tư Xây dựng ECC
BK Engineering & Construction Company
www.bk-ecc.com.vn
Trang 19/19

PHỤ LỤC
1. Văn bản liên quan
2. Biểu tiến độ thi công nền đường bê tông nhẹ
3. Dự toán phương án đắp nền đường bằng bê tông nhẹ
4. Kết quả tính toán xử lý lún đường đầu cầu
5. Kết quả tính toán ổn định đường đầu cầu
6. Các bản vẽ điển hình nền đường đắp bằng bê tông nhẹ
7. Chỉ dẫn kỹ thuật thi công bê tông nhẹ đổ toàn khối