Thuyết minh lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu

MỤC LỤC
THUYẾT MINH TÍNH TOÁN

I. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ CÁC QUY TRÌNH ÁP DỤNG.

II. THỜI GIAN THI CÔNG NỀN ðƯỜNG : Dự kiến tối ña 12 tháng.

III . YÊU CẦU TÍNH TOÁN

3.1. ðộ lún dư và tốc ñộ lún.

3.2. Kiểm toán ổn ñịnh trượt.

IV. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN

4.1. Tính lún.

4.2. Kiểm toán ổn ñịnh trượt.

V. LỰA CHỌN MẶT CẮT VÀ CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN

5.1. ðịa tầng

5.2. Kết luận

5.3. Lựa chọn các mặt cắt tính toán.

5.4. Lựa chọn các chỉ tiêu phục vụ tính toán.

5.4.2. Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu ñắp nền

5.4.3. Hoạt tải

5.5. Lựa chọn biện pháp xử lý nền ñất yếu

5.5.1. Các biện pháp có thể áp dụng xử lý nền ñất yếu cho dự án

5.5.2. Kết quả tính toán nền ñất yếu khi chưa có giải pháp xử lý:

5.4.3. Lựa chọn giải pháp xử lý nền ñất yếu:

5.6. Trình tự thi công:

VI. CÁC QUY ðỊNH KỸ THUẬT.

6.1. Vải ñịa kỹ thuật.

6.3. Thiết bị quan trắc.

VII. KẾT QUẢ TÍNH TOÁN.


Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

THUYẾT MINH TÍNH TOÁN
PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ỔN ðỊNH NỀN ðƯỜNG VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
DỰ ÁN ðẦU TƯ XÂY DỰNG TUYẾN ðƯỜNG TRỤC BẮC – NAM HẢI DƯƠNG
BƯỚC: LẬP DỰ ÁN ðẦU TƯ

I. TIÊU CHUẨN THIẾT KẾ VÀ CÁC QUY TRÌNH ÁP DỤNG.
* Qui mô và tiêu chuẩn kỹ thuật
Tiêu chuẩn kỹ thuật :
ðường thiết kế với có quy mô mặt cắt như sau :
 Tuyến 1:
Bề rộng nền ñường: B
nền
= 30m, trong ñó:
+ Phần xe chạy dành cho xe cơ giới: B
mặt
= 2x7.0 = 14m.
+ Dải phân cách giữa: B
pc
= 1.0m.
+ Bề rộng vỉa hè : B
vh
= 2 x 7.5 = 15m.
+ ðộ dốc ngang mặt ñường 2 mái: i
mặt
= 2%
 Tuyến 2:
Bề rộng nền ñường: B
nền
= 17.5m, trong ñó:
+ Phần xe chạy dành cho xe cơ giới: B
mặt
= 2x3.75 = 7.5m.
+ Dải phân cách giữa: B
pc
= 0.0m.

+ Bề rộng vỉa hè : B
vh
= 2 x 5.0 = 10m.
+ ðộ dốc ngang mặt ñường 2 mái: i
mặt
= 2%
 Tuyến 3:
Bề rộng nền ñường: B
nền
= 13.0m, trong ñó:
+ Phần xe chạy dành cho xe cơ giới: B
mặt
= 2x3.5 = 7.0m.
+ Dải phân cách giữa: B
pc
= 0.0m.
+ Bề rộng vỉa hè : B
vh
= 2 x 3.0 = 6.0m.
+ ðộ dốc ngang mặt ñường 2 mái: i
mặt
= 2%
 Tuyến 4:
Bề rộng nền ñường: B
nền
= 17.5m, trong ñó:
+ Phần xe chạy dành cho xe cơ giới: B
mặt
= 2x4.0= 8.0m.
+ Dải phân cách giữa: B

pc
= 1.5m.
+ Bề rộng vỉa hè : B
vh
= 2 x 4.0 = 8.0m.
+ ðộ dốc ngang mặt ñường 2 mái: i
mặt
= 2%
 Tuyến 5A-5B:
Bề rộng nền ñường: B
nền
= 12.0m, trong ñó:
+ Phần xe chạy dành cho xe cơ giới: B
mặt
= 2x3.0= 6.0m.
+ Dải phân cách giữa: B
pc
= 0.0m.
+ Bề rộng vỉa hè : B
vh
= 2 x 3.0 = 6.0m.
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

+ ðộ dốc ngang mặt ñường 2 mái: i
mặt
= 2%
* Các quy trình và phần mềm áp dụng tính toán.
- Quy trình khảo sát ñường ô tô 22-TCN263-2000.
- Quy trình khảo sát thiết kế nền ñường ô tô ñắp trên ñất yếu 22TCN262-2000.

- Quy trình thiết kế xử lý ñất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền ñường 22TCN
244-98.
- Tiêu chuẩn ngành vải ñịa kỹ thuật trong xây dựng nền ñắp trên ñất yếu 22 TCN248 -
98.
- Tiêu chuẩn thiết kế ñường ô tô TCVN4054-05.
- Tiêu chuẩn thiết kế 22TCN211-06
- Phần mềm SLOPE/W 2007 tính hệ số ổn ñịnh K theo phương pháp BISHOP
- Phần mềm SASPRO tính ñộ lún cố kết.
- Các bảng tính lập trên phần mềm EXCEL.
II. THỜI GIAN THI CÔNG NỀN ðƯỜNG :
Dự kiến tối ña 12 tháng.

III . YÊU CẦU TÍNH TOÁN
3.1. ðộ lún dư và tốc ñộ lún.
Theo quy trình khảo sát thiết kế nền ñường ô tô ñắp trên ñất yếu 22TCN262-2000 thì
ñộ lún cố kết S còn lại sau khi hoàn thành công trình với ñường có vận tốc thiết kế
40km/h và ñường cấp cao A1 (Bảng II-1 : Phần ñộ lún cố kết cho phép còn lại S tại tim
của nền ñường sau khi hoàn thành công trình) ñược quy ñịnh như sau:
- ðoạn gần mố cầu S ≤ 20 cm
- ðoạn chỗ có cống hoặc cống chui S ≤ 30 cm
- ðoạn nền ñắp thông thường S ≤ 40 cm
Theo bảng 1-3 tiêu chuẩn 22 TCN211-06 thì ñộ lún cho phép còn lại trong thời hạn
15 năm tại tim ñường sau khi thi công xong kết cấu áo ñường quy ñịnh:
- ðoạn gần mố cầu S ≤ 20 cm
- ðoạn chỗ có cống hoặc cống chui S ≤ 30 cm
- ðoạn nền ñắp thông thường S ≤ 40 cm
Theo bảng ghi chú “Bảng 1-3” của tiêu chuẩn 22TCN211-06: ðối với các ñường có
tốc ñộ thiết kế từ 40Km/h trở xuống cũng như các ñường chỉ thiết kế kết cấu áo ñường
mềm cấp cao A2 hoặc cấp thấp thì không cần ñề cập ñến yêu cầu về ñộ lún cố kết còn lại
khi thiết kế (ðiều này cho phép vận dụng ñể thiết kế kết cấu áo ñường theo nguyên tắc

phân kỳ ñối với các ñường cấp III trở xuống như ñề cập ở mục 2.1.5 của tiêu chuẩn nhằm
giảm chi phí xử lý nền ñất yếu).
 Khi tính toán xử lý ổn ñịnh nền ñường TVTK sẽ sử dụng quy ñịnh ñộ lún dư trong thời
hạn 15 năm tại tim ñường sau khi thi công xong kết cấu áo ñường theo tiêu chuẩn
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

22TCN211-06 ñối với một số tuyến ñường có tốc ñộ thiết kế <40 Km/h và tính toán khối
lượng bù lún và phân kỳ ñầu tư.
Theo như bản quy hoạch chi tiết xây dựng khu nhà ở thấp tầng, cây xanh, cây xanh
công cộng kết hợp hồ nước và các chức năng khác thì tuyến ñường số 1 là tuyến chính, là
tuyến có liên kết vùng và liên kết với các tuyến ñường trục chính khác trong thành phố,
ñặc biệt là tuyến ñi Hà ðông và ñi ñường Kim Giang, ñây là hai tuyến ñường có lưu
lượng giao thông lớn và huyết mạch. Do vậy khi tính toán TVTK lựa chọn là tuyến ñường
có V
tk
≥40 Km/h  Cần phải có biện pháp xử lý lún dư theo yêu cầu của 22TCN262-
2000 nếu như nó không ñạt yêu cầu theo quy ñịnh.
ðối với các tuyến ñường còn lại, từ tuyến số 2 ñến tuyến 5B chỉ là các tuyến ñường
nội bộ, kết nối các khu trong nội bộ với nhau do vậy TVTK lựa chọn thiết kế các tuyến có
V
tk
< 40 Km/h  Không cần phải có biện pháp xử lý lún dư theo yêu cầu của tiêu chuẩn
mà chỉ cần tính toán ổn ñịnh tổng thể nền ñường nếu như nó không ñạt yêu cầu về ñộ ổn
ñịnh thì cần có biện pháp xử lý ổn ñịnh, nếu ñạt yêu cầu theo quy ñịnh của tiêu chuẩn thì
chỉ cần tính toán khối lượng bù lún cho các tuyến trong quá trình thi công mà không cần
biện pháp xử lý.
3.2. Kiểm toán ổn ñịnh trượt.
Theo quy trình khảo sát thiết kế nền ñường ô tô ñắp trên ñất yếu 22TCN262-2000 ổn
ñịnh trượt cho các ñoạn sau xử lý phải ñảm bảo K

min
≥1.4 (phương pháp BIPSHOP).
Riêng ñối với những ñoạn ñược thi công theo phương pháp ñắp theo giai ñoạn, hệ số K
min

≥1.2.
IV. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN
4.1. Tính lún.
1/ Ứng suất do tải trọng nền ñường gây ra:
Ứng suất thẳng ñứng do tải trọng nền ñường gây ra ñược tính theo công thức
OSTERBERG như sau: σ
Z
= I
q
*q
Trong ñó:
σ
Z
- ứng suất thẳng ñứng tại ñộ sâu Z.
q - Tải trọng nền ñường q = γ * h (T/m
2
).
h - Chiều cao ñất ñắp.
γ - Dung trọng vật liệu ñất ñắp nền ñường (T/m
3
).
I
q
- Hệ số ảnh hưởng tra theo toán ñồ OSTERBERG
2/ Lún cố kết.

Do sự thay ñổi ứng suất gây ra bởi tải trọng của nền ñường và ñộ sâu phân bố của
ñất, một lớp ñất sẽ ñược phân chia thành các lớp nhỏ ñể tính toán ñộ lún và ñộ lún của lớp
ñất sẽ là tổng ñộ lún của các lớp nhỏ.
Có thể tính toán ñộ lún cố kết bằng cách sử dụng công thức gốc theo mô tả dưới
ñây (sau ñây gọi tắt là phương pháp ∆e):
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác


H
e
ee
S
o
c
0
1
1+
−
=
(2-1)
Hoặc bằng các công thức ñiều chỉnh sau ñây (sau ñây gọi tắt là phương pháp Pc/Cc):
0
0
0
log
1 P
PP
H
e

C
S
c
c
∆
+
+
=
, ðối với ñất cố kết bình thường P
c
≤ P
o
(2-2)
o
o
o
s
c
P
PP
H
e
C
S
∆
+
+
= log
1
, ðối với ñất quá cố kết và P

c
>P
0
+∆P (2-3)
c
cc
o
s
c
P
PP
H
e
C
P
P
H
e
C
S
∆
+
+
+
+
=
0
00
log
1

log
1
, ðối với ñất quá cố kết và P
c
<P
0
+∆P , (2-4)
Về lớp ñất cát, có thể sử dụng công thức sau ñây ñể tính ñộ lún tức thời (phương pháp De
Beer)
o
o
i
P
PP
H
N
P
S
∆+
=
0
log4.0
(2-5)
Hoặc phương pháp ∆e (Công thức 2-1, TVTK sử dụng phương pháp ∆e ñể tính toán ñộ
lún nếu có lớp cát kẹp giữa các lớp ñất khác).
Trong ñó:
S
c
: ðộ lún cố kết,
S

i
: ðộ lún tức thời của lớp ñất cát,
e
o
: Hệ số rỗng tại áp lực P
0
(Hệ số rỗng ban ñầu),
e
1
: Hệ số rỗng ở áp lực P
0
+∆P,
P
0
: Áp lực ñịa tầng,
∆P: Áp lực do nền ñường gây ra,
C
c
: Chỉ số nén,
C
s
: Chỉ số nở,
P
c
: Áp lực tiền cố kết,
H: ðộ dày của lớp ñất.
N: Giá trị Thí nghiệm Xuyên Tiêu chuẩn SPT
3/ Tổng lún.
Tổng lún gồm hai thành phần ñó là lún tức thời và lún cố kết giai ñoạn sơ cấp. Tải
trọng gây lún, ngoài tải trọng thân nền ñắp theo chiều cao thiết kế còn xét ñến tải trọng do

Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

phần bù lún. Lún cố kết thứ cấp (lún từ biến) không xét ñến trong ñồ án này. Không ñưa
hoạt tải xe cộ vào tính lún cố kết .
Tính lún theo phương pháp phân tầng lấy tổng, chiều sâu ảnh hưởng lún ñược tính
ñến ñộ sâu mà tại ñó ∆P = 0,15 P
0
(∆P – ứng suất do tải trọng nền ñắp, P
0
– ứng suất bản
thân nền ñất), hoặc ñến lớp ñất sét có trạng thái dẻo cứng ñến cứng hoặc gặp các lớp cát.
Công thức tính lún theo quy trình 22TCN 262-2000, tổng lượng lún của nền ñường ñược
tính theo công thức sau:
S = S
c
+ S
i

Trong ñó :
S
c
- ðộ lún cố kết.
S
i
- ðộ lún tức thời, ñược dự ñoán theo quan hệ kinh nghiệm sau :
S
i
= (m-1)*S
c

Với m = 1.1-:-1.4; nếu có các biện pháp hạn chế ñất yếu bị ñẩy trồi ngang dưới tải
trọng ñắp (như có ñắp bệ phản áp hoặc rải vải ñịa kỹ thuật ) thì sử dụng trị số m = 1.1;
ngoài ra chiều cao ñắp càng lớn và ñất càng yếu thì sử dụng trị số m càng lớn.
Kiến nghị chọn hệ số m = 1.2 ñể tính toán lún tức thời.
4/ ðộ cố kết.
a. Cố kết
Trường hợp không có ñường thấm ñứng, hệ số thời gian (T
v
) sẽ ñược tính toán
theo công thức (2-6) như sau:
2
H
Cvt
T
v
×
=
(2-6)
Sau ñó ñộ cố kết sẽ ñược tính theo mối quan hệ Terzaghi U
v
– T
v
như sau:
2
1004







×=
U
T
v
π
nếu 0<U<53% (2-7)
(
)
UT
v
−×−= 100log933.0781.1
nếu U>53% (2-8)
Trong ñó:
t: Thời gian lún,
H: Chiều dài ñường thấm,
T
v
: Hệ số thời gian,
U
v
: ðộ cố kết,
C
v
: Hệ số cố kết.
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

Trong trường hợp có ñường thấm ñứng như là Bấc thấm, Giếng cát, v.v ñược bố
trí ñể xử lý nền ñất yếu, ñộ cố kết sẽ ñược xác ñịnh bằng biểu thức Carrillo:

(
)
(
)
hv
UUU −−−= 1*11
(2-9)
Trong ñó:
U: ðộ cố kết,
U
v
: Thành phần cố kết thẳng ñứng ñược tính như ñề cập trên,
U
h
: Thành phần cố kết ngang ñược tính bằng kiến nghị Hansbo như sau:






×−
−=
F
T
U
h
h
8
exp1

(2-10)
2
.
e
h
h
d
tC
T =
(2-11)
rs
FFnFF ++= )(
(2-12)
2
2
2
2
4
13
ln
1
)(
n
n
n
n
n
nF
−
−

−
=
(2-13)
w
e
d
d
n =
(2-14)
















−=
w
s
s
h

s
d
d
k
k
F ln1
(2-15)
( )
w
h
r
q
k
zLzF −= 2
π
(2-16)
Trong ñó:
T
h
: Hệ số thời gian,
C
h
: Hệ số cố kết ngang,
d
e
: Khoảng cách thoát nước hiệu quả (=1,13d
s
cho dạng hình vuông, =1,05d
s
cho

dạng hình tam giác),
d
s
: Khoảng cách từ tâm ñến tâm giữa các ñường thấm ñứng,
d
w
: ðường kính/ñường kính tương ñương của ñường thấm ñứng,
k
h:
Hệ số thấm theo phương ngang,
k
s:
Hệ số thấm trong vùng ñất bị xáo trộn,

d
s
: ðường kính mặt cắt ngang của vùng ñất bị xáo trộn,
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

L: Chiều dài thoát nước,
q
w
: Khả năng thoát nước của ñường thấm ñứng
b. Sức kháng cắt do cố kết
Sức kháng cắt không thoát nước của ñất yếu ñược xem là tăng lên 1 lượng ∆C do
cố kết ñược xác ñịnh như sau:
(
)
mUPPPC

c
××∆+−=∆
0
(2-17)
Trong ñó:
∆C: Lượng tăng của sức kháng cắt không thoát nước do cố kết,
m: Hệ số tăng của sức kháng cắt không thoát nước.
4.2. Kiểm toán ổn ñịnh trượt.
- Trong quá trình kiểm toán ổn ñịnh có xét ñến yếu tố tăng cường ñộ của các lớp ñất
sau từng ñợt ñắp nền ñường.
- Công tác kiểm toán ổn ñịnh trượt trong qua các bước sau:
+ Kiểm toán ổn ñịnh trượt trong trường hợp khi chưa có biện pháp xử lý.
+ Kiểm toán ổn ñịnh trong trường hợp ñã có giải pháp xử lý (thoát nước thẳng
ñứng, bệ phản áp, vải ñịa kỹ thuật ) ở từng giai ñoạn thi công ñắp nền, kể cả gia tải.
+ Kiểm toán ổn ñịnh trượt trong trường hợp ñã có giải pháp xử lý khi ñưa công
trình vào khai thác sử dụng.
+ Công tác kiểm toán ổn ñịnh ñược thử lại nhiều lần và chỉ ñưa ra kết quả cuối
cùng khi thoả mãn ñiều kiện ñã nêu trong qui trình.
Tư vấn kiến nghị sử dụng Phương pháp Bishop như công thức dưới ñây ñể kiểm
toán trượt.
( )
[ ]
∑
∑
×−+×
=
α
ϕ
sin
tan

1
w
buwbC
m
Fs
a
(2-18)






+=
Fs
m
a
ϕ
αα
tan
tan1cos
(2-19)
Trong ñó (xem hình a):
C: Lực dính,
ϕ: Góc ma sát trong,
b: Bề rộng phân tố,
u: Áp lực nước lỗ rộng tác ñộng ñáy cung trượt,
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

W: Trọng lượng của phân tố,
α
: Góc nghiêng tại ñáy cung trượt so với phương ngang.
α

Hình a: Mô hình kiểm toán trượt
Trong trường hợp có sử dụng lớp vải ñịa kỹ thuật gia cường, cường ñộ kháng trượt
ñược tính như sau:
[
]
pulloutbreak
TTT ,max=
(2-20)
Trong ñó (xem hình vẽ b),
k
Tensile
T
break
=

τ
×
=
bT
pullout

( )







×××=
ϕγτ
tan
3
2
'2 hk

Tensile: Cường ñộ chịu kéo ñứt của vải (=200KN)
k: Hệ số an toàn (=2 với vải ñược làm bằng polyester theo 22TCN262-2000)
k’: Hệ số dự trữ (=0.66 theo 22TCN262-2000)
ττ τ τ τ τ
φ
γ,

Hình b: Mô hình kiểm toán trượt sử dụng VðKT gia cường
V. LỰA CHỌN MẶT CẮT VÀ CÁC CHỈ TIÊU TÍNH TOÁN
5.1. ðịa tầng
Dựa vào kết quả công tác thí nghiệm trong phòng và khảo sát hiện trường, bảy mặt
cắt ñịa chất công trình ñã ñược thành lập nhằm mô tả ñịa tầng khu vực khảo sát.
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

ðịa tầng khu vực dự án có thể chia thành các các ñất từ trên xuống như sau:
- Lớp số 1: ðất lấp
- Lớp số 2: Sét, trạng thái dẻo cứng
- Lớp số 3: Sét lẫn sét pha, trạng thái dẻo chảy ñến chảy, lẫn hữu cơ
- Lớp số 4: Sét pha. trạng thái dẻo mềm

- Lớp số 5: Sét pha, trạng thái dẻo chảy
- Lớp số 6: Sét pha, dẻo cứng
- Lớp số 7: Cát bụi, chặt vừa ñến chặt
Các lớp ñược mô tả chi tiết dưới ñây:
 Lớp số 1: ðất lấp
Lớp này có thành phần chủ yếu là sét pha màu xám nâu, trạng thái dẻo mềm lẫn
vật liệu xây dựng, rễ cây. Tại những vị trí khoan ở dưới nước thì lớp này có thành phần
chủ yếu là bùn hữu cơ lẫn vật liệu xây dựng. Bề dày của lớp thay ñổi từ 0.20m ñến 3.70m.
Trong lớp này không tiến hành lấy mẫu thí nghiệm.
 Lớp số 2: Sét, dẻo cứng
Thành phần chính của lớp là sét màu xám nâu, nâu ñỏ, trạng thái dẻo cứng, có chỗ
dẻo mềm. Lớp này không xuất hiện tại một số các hố khoan, bề dày thay ñổi từ 1.30m ñến
4.00m.
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu
chuẩn NSPT = 3 – 10 búa/30cm.
 Lớp số 3: Sét, dẻo chảy – chảy
Thành phần chính của lớp là sét lẫn ít sét pha màu xám xanh, xám ghi, trạng thái
dẻo chảy ñến chảy, ñôi chỗ lẫn vật chất hữu cơ, ñất than bùn hóa. Lớp này có diện phân
bố rộng khắp khu vực khảo sát, quan sát thấy trong tất cả mọi hố khoan với bề dày thay
ñổi từ 6.00m ñến 17.70m.
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu
chuẩn NSPT = 1 – 3 búa/30cm.
 Lớp số 4: Sét pha, dẻo mềm
Thành phần chính của phụ lớp là sét pha kẹp cát pha màu xám nâu,trạng thái dẻo
mềm. Lớp này có diện phân bố khá rộng trong khu vực khảo sát với bề dày biến ñổi
mạnh, thay ñổi từ 7.50m ñến 18.20m.
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu

chuẩn NSPT = 3 – 8 búa/30cm.
 Lớp số 5: Sét pha, dẻo chảy
Thành phần chính của lớp là sét pha màu xám nâu, xám ghi, ñôi chỗ xen kẹp cát
pha, trạng thái dẻo chảy, ñôi chỗ dẻo mềm. Lớp này có diện phân bố hẹp, chỉ quan sát
ñược trong một số hố khoan với bề dày thay ñổi từ 4.00m ñến 9.00m.
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu
chuẩn NSPT = 2 – 8 búa/30cm.
 Lớp số 6: Sét pha, dẻo cứng
Lớp này có thành phần chủ yếu là sét pha màu xám nâu, trạng thái dẻo cứng. Lớp
này có phạm vi phân bố khá rộng, quan sát ñược trong hầu hết các hố khoan khảo sát với
bề dày thay ñổi từ 4.00m ñến 10.50m.
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu
chuẩn NSPT = 7 – 14 búa/30cm.
 Lớp số 7: Cát bụi, chặt vừa – chặt
Nằm dưới cùng trong phạm vi khảo sát là lớp cát bụi màu xám xanh, xám nâu, kết
cấu chặt vừa ñến chặt, bão hòa nước. Hàm lượng hạt kích thước lớn có xu hướng tăng
theo chiều sâu. Chiều dày lớp vẫn chưa xác ñịnh. Các hố khoan ñều kết thúc sau khi
khoan vào lớp này từ 3.00m ñến 3.50m mà vẫn chưa xuyên qua ñáy lớp.
Thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn (SPT) trong lớp này cho giá trị sức kháng xuyên tiêu
chuẩn NSPT = 13 – 48 búa/30cm, trung bình 28 búa/30cm. Cá biệt có một vài vị trí cho
giá trị SPT lên ñến 95 – 100 búa, tuy nhiên chỉ là trường hợp cá biệt khi gặp chỗ có hàm
lượng hạt thô lớn nên không ñưa vào tính toán.
5.2. Kết luận
Các số liệu khảo sát ñịa chất công trình trình bày trong báo cáo này ñủ ñể phục vụ
cho thiết kế xây dựng ñường trên nền ñất yếu, ñáp ứng ñược các yêu cầu kỹ thuật nêu ra
trong ñề cương khảo sát.
Kết quả khảo sát khẳng ñịnh khu vực tuyến khảo sát ñi qua có ñiều kiện ñịa chất
công trình bất lợi cho việc xây dựng nền ñường và ñược ñánh giá là nền ñất yếu. ðất nền
ở ñây ñược chia thành các lớp theo ñặc tính xây dựng như sau:
Lớp số 3, lớp số 4 và lớp số 5 là sét trạngdẻo mềm ñến trạng thái dẻo chảy ñến

chảy lẫn hữu cơ. ðây là các lớp ñất yếu có sức chịu tải rất thấp và biến dạng cao.
Lớp số 2, lớp số 6 là lớp có sức chịu tải trung bình.
Lớp số 7 là lớp có sức chịu tải khá.
Ph lc tớnh toỏn x lý nn ủt yu Nh thp tng, khu cõy xanh cụng cng kt hp h nc
Bc: D ỏn ủu t v cỏc chc nng khỏc

5.3. La chn cỏc mt ct tớnh toỏn.
Da vo mt ct ủa cht cụng trỡnh dc theo tim tuyn, b dy, phm vi phõn b
cỏc lp ủt yu, kt hp vi chiu cao ủp ủ la chn cỏc mt ct tớnh toỏn cú tớnh ủi
din cho tng ủon nn ủng.
5.4. La chn cỏc ch tiờu phc v tớnh toỏn.
Chi tit ch tiờu c lý ca cỏc lp ủt xem trong h s kho sỏt ủa cht cụng trỡnh
do Cụng ty CP Kt cu v Kin trỳc Vit Nam lp. Cỏc ch tiờu ủa vo tớnh toỏn ủc
thng kờ la chn theo, thớ nghim ct hin trng v thớ nghim trong phũng. Cỏc ch
tiờu lp ủt yu ca nn ủng ủc ly theo thớ nghim ct cỏnh, cỏc lp khỏc ly theo
thớ nghim trong phũng.
5.4.1. Cỏc ch tiờu c lý ca ủt nn

Bng 5.1. Bng tng hp cỏc ch tiờu c
Lớp
Trạng thái
của đất

C
u
C

m
=tan(
cu

)

P
c

C
c
C
r

C
v

Hệ
số
rỗng
e
0

t/m
3

t/m
2

t/m
2

độ t/m
2

x10
-
3
cm
2
/s

Lớp 2
- Sét, trạng thái dẻo
cứng
1.91 4.42 0.26 19.26
0.2
6
0.02
9
2.380
1.05
3
Lớp 3

- Sét lẫn sét pha,
trạng thái dẻo chảy
đến chảy, lẫn hữu cơ
1.76 1.85 0.28 6.60
0.5
0
0.05
3
0.790

1.70
0
Lớp 4
- Sột pha trng thỏi
do mm
1.77 4.06 0.25 17.73
0.3
5
0.03
7
2.200
1.29
2
Lớp 5
- Sột pha trng thỏi
do chy
1.93 3.13 0.21 16.91
0.2
7
0.02
6
2.540
1.08
5
EB Cát đắp nền đờng
1.85 0 30

- Do lớp 2 không có mẫu thí nghiệm nén 3 trục theo sơ ñồ CU nên TVTK lấy giá trị m theo công thức kinh nghiệm như ñã ñề cập
- Giá trị Cv ñược lấy theo kinh nghiệm dựa trên mối quan hệ với ñộ ẩm giới hạn chảy.

Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

5.4.2. Chỉ tiêu cơ lý của vật liệu ñắp nền
ðối với cát ñắp nền ñường:
- Trọng lượng riêng γ = 1.85 T/m
3
.
- Lực dính C = 0 kN/m
2
.
-
Góc ma sát trong ϕ = 30
o
5.4.3. Hoạt tải
- Hoạt tải trong quá trình khai thác trên nền ñường tính theo qui trình 22TCN 262-
2000 cho bề rộng nền ñắp thay ñổi từ 12m ñến 30m và hoạt tải ñược xếp trên toàn bộ bề
mặt xe chạy:

Trong ñó:
n: Số xe tối ña có thể xếp ñược trên phạm vi bề rộng nền ñường;
G: Trọng lượng một xe (T);
B: Bề rộng phân bố ngang của các xe (m);
l: Phạm vi phân bố tải trọng xe theo hướng dọc (m);
Sơ ñồ tính tải trọng quy ñổi với tải trọng trục H30:

0,3 1,8 1,3 1,8
0,3
6,6

B

d

b

b

e/2

e/2

l

ednbnB
lB
Gn
q
+−+=
=
)1(.
.
.
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

Cụ thể:
 Tuyến 1: Bề rộng B
n
= 30m
Hoạt tải ñưa vào kiểm toán ổn ñịnh là 1.50 T/m
2
. Hoạt tải trong quá trình thi công lựa
chọn = 1.0 T/m
2
.
 Tuyến 2 và tuyến 4: Bề rộng B
n
= 17.50m
Hoạt tải ñưa vào kiểm toán ổn ñịnh là 1.54 T/m
2
. Hoạt tải trong quá trình thi công lựa
chọn = 1.0 T/m
2

.
 Tuyến 3 và tuyến 5A-5B: Bề rộng B
n
= 12.0 -:- 13.0m
Hoạt tải ñưa vào kiểm toán ổn ñịnh là 1.55 T/m
2
. Hoạt tải trong quá trình thi công lựa
chọn = 1.0 T/m
2
.
5.5. Lựa chọn biện pháp xử lý nền ñất yếu
5.5.1. Các biện pháp có thể áp dụng xử lý nền ñất yếu cho dự án
Việc lựa chọn giải pháp xử lý nền ñường trên ñất yếu trong dự án ñược dựa trên
các tiêu chí: ðộ lún, Hệ số an toàn, Giới hạn lộ giới.












Có nhiều phương pháp cải tạo ñất nhằm giảm thiểu ñộ lún sau thi công hoặc gia tăng
tính ổn ñịnh nền ñường ñắp trong hoặc sau thi công. Nếu không, ñoạn ñường ñắp sẽ có
tính ổn ñịnh thấp trong thi công và ñộ lún dư sau khi khai thác do cố kết của lớp ñất có
tính nén lún cao. Phần lớn các phương pháp cải tạo ñất yếu ñều có chi phí cao hơn so với

công tác ñắp ñất thông thường, do ñó khi áp dụng bất kỳ giải pháp nào cũng phải dựa trên
cả hai khía cạnh kỹ thuật và tài chính của dự án. Dưới ñây là lưu ñồ thiết kế xử lý ñất yếu
áp dụng cho dự án dựa trên kỹ thuật và chi phí thi công, bắt ñầu bằng việc không tiến
hành cải tạo ñất, tiếp theo là xử lý bằng bấc thấm, cố kết chân không, phương pháp trộn
sâu và sàn giảm tải.


Hình 5.1. Tiêu chuẩn thiết kế nền ñường ñắp của dự án

- ðộ ổn ñịnh Fs > 1.2
- ðộ lún dư còn lai
+ ∆S ≤ 40cm ñường thông thường
+ ∆S ≤ 30cm ñường ñầu cống
+ ∆S ≤ 20cm ñường ñầu cầu

Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

a) Các biện pháp xử lý nền ñất yếu
Có một số biện pháp ñể xử lý nền ñất yếu, nhưng thường ñược phân loại thành 2 loại
gồm chống trượt và tăng cố kết như liệt kê trong bảng 5-2 dưới ñây:
Bảng 5.2. Phân loại các biện pháp xử lý
Phân loại Các biện pháp xử lý nền ñất yếu
Chống trượt
• Biện pháp bệ phản áp
• Vải ñịa kỹ thuật gia cường
• Cọc cát ñầm chặt
• Cọc xi măng ñấy
• Biện pháp thay thế
• Vật liệu nhẹ
• Cọc cột ñá
• Phun vữa
Tăng cố kết
• Thay một phần lớp ñất yếu
• Gia tải trước
• Giếng cát (SD)
• Bấc thấm (PVD)
• Giếng cát có vỏ bọc
• Phương pháp hút chân không
b) So sánh các biện pháp gia tăng cố kết
ðể có ñược giải pháp cho việc xử lý nền ñất yếu trong số các biện pháp gia tăng cố
kết nêu trên, các biện pháp sử dụng Bấc thấm, Giếng cát và Cọc cát ñầm ñã ñược so sánh
với nhau và cho kết quả như sau:
Bảng 5.3. Các phương pháp xử lý ñất yếu
TT Phương pháp

Phương pháp
thay một phần
lớp ñất yếu
Gia tải trước kết
hợp bấc thấm
(PVD) hoặc
giếng cát (SD)
Gia tải
trước bằng
cố kết
chân
không
Cọc xi
măng ñất
(CMD)
Hình 5.2. L
ưu ñ
ồ thiết kế cải tạo ñất

Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

TT Phương pháp
Phương pháp
thay một phần
lớp ñất yếu
Gia tải trước kết
hợp bấc thấm
(PVD) hoặc
giếng cát (SD)

Gia tải
trước bằng
cố kết
chân
không
Cọc xi
măng ñất
(CMD)


Vấn ñề
về kỹ
thuật
ðộ lún nguyên
thủy
Thấp nếu hệ số an
toàn cao
Thấp nếu hệ số an
toàn cao
Thấp do
thềm chảy
sang bên
thấp hơn
Rất thấp do
truyền tải
xuống lớp ñất
cứng hơn bên
dưới
ðộ lún cố kết
Kiểm soát ñược

bằng chiều dày
thay ñất
Cao Cao Rất thấp
ðộ lún dư
Kiểm soát ñược
dựa vào ñộ dày
lớp ñất thay thế và
quá trình gia tải
Có thể kiểm soát
ñược bằng cách gia
tải phụ phù hợp
Có thể kiểm
soát ñược
bằng cách
gia tải phụ
phù hợp
Rất thấp do
tải ñược
chuyển xuống
lớp ñất rắn
hơn bên dưới
ðộ ổn ñịnh
Hệ số an toàn tăng
do thay bằng lớp
ñất cứng hơn
Hệ số an toàn tăng
do cường ñộ ñất
tăng trong cố kết
Rất ổn ñịnh
ñối với riêng

chân không,
nhưng hệ số
an toàn thấp
hơn khi ñặt
thêm phụ tải
Ban ñầu hệ số
an toàn cao,
nhưng có thể
giảm dần
theo thời gian

Vấn ñề
về tài
chính
Chi phí bảo
dưỡng
Thấp Thấp Thấp Thấp
Chi phí thi công
Là biện pháp có
giá thành thấp nhất
trong các giải pháp
xử lý. Do vậy khi
tính toán xử lý cần
ưu tiên giải pháp
này ñầu tiên.
Trung bình Cao
Cao ñối với
ñường ñắp
cao

Các vấn
ñề liên
quan
khác
Thời gian thi
công
Thời gian thi công
nhanh nhất trong
các giải pháp xử lý
ñất yếu
Lâu nhất – tùy
thuộc vào thời gian
gia tải phụ
Trung bình
– cần từ 5 –
8 tháng cho
mỗi ñoạn
chân không
Từ ngắn tới
trung bình –
tùy thuộc vào
thiết bị sử
dụng
Chất lượng theo
thời gian dài
Sai khác ñộ lún
nhỏ
Sai khác ñộ lún
nhỏ
Sai khác ñộ

lún nhỏ
Sai khác ñộ
lún nhỏ
Lộ giới Cần lộ giới
Cần vùng lớn cho
bệ phản áp
Cần lộ giới
Không có vấn
ñề về Lộ giới
Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

TT Phương pháp
Phương pháp
thay một phần
lớp ñất yếu
Gia tải trước kết
hợp bấc thấm
(PVD) hoặc
giếng cát (SD)
Gia tải
trước bằng
cố kết
chân
không
Cọc xi
măng ñất
(CMD)
Kinh nghiệm ñịa
phương trong thi

công
Tốt – Chủ yếu là
công tác ñất
Rất tốt – không
cần quan trắc
nhiều
Ít – Mới
ñược ứng
dụng ở Viêt
Nam gần
ñây
Trung bình –
tùy thuộc cao
vào quan trắc
thường xuyên
Ứng dụng trong
các dự án ñường
tại Việt Nam
trước ñây
Phổ biến Có
Có nhưng
giới hạn
Có nhưng
giới hạn
Thị trường cung
ứng
Nguồn cung ứng
ñất ñắp nhiều
Không vấn ñề,
ngoại trừ nguồn

cung ứng ñệm cát
hạt trung khá hiếm
Cần nhập
khẩu một số
vật liệu và
thiết bị
Tương ñối
mới ở Việt
Nam
Hợp lý trong ứng
dụng
Là phương pháp
phù hợp ñối với
tuyến có ñộ lún cố
kết nhỏ và ñộ lún
dư còn lại gần ñạt
ñược yêu cầu của
dự án, thời gian thi
công nhanh nhất
trong tất cả các
biện pháp xử lý
Phương pháp triển
vọng nhưng ñòi
hỏi thời gian thi
công dài
Phù hợp
nhất khi bị
giới hạn về
thời gian thi
công và lộ

giới
Chi phí cao
hơn nhưng
thời gian thi
công ngắn
hơn
Bảng 5.4. Ưu nhược ñiểm của giải pháp bấc thấm so với giếng cát
Hạng mục Bấc thấm (PVD) Giếng cát (SD)
Mặt cắt
ngang


Các nguyên lý
chung
• Bấc thấm là một băng tiết diệ
n
hình chữ nhật, ñược dùng ñể dẫ
n
nước từ trong nền ñất yếu lên tầ
ng
ñệm cát (Vải ñịa kỹ thuật nếu cầ
n)
ñể thoát nước ra ngoài, nhờ ñó
tăng nhanh tốc ñộ cố kết, tăng kh
ả
năng chịu tải, thay ñổi một số chỉ
tiêu cơ lý của ñất (Lực dính v
à góc
• Giếng cát ñường kính D=0.3-:-0.45
m

ñược cắm như những ñường thấ
m
ñứng.

Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

Hạng mục Bấc thấm (PVD) Giếng cát (SD)
nội ma sát), làm tăng nhanh tốc ñộ
lún của nền ñất yếu.
Ưu ñiểm
• Sẵn có do chế tạo ñược
• Ít xáo ñộng khi cắm
• Ít khả năng bị cắt dòng thấm
• Nhiều kinh nghiệm thi công
ở
Việt Nam
• Xử lý môi trường.
• Khả năng chống trượ
t taluy cao
do tăng nhanh tốc ñộ cố kế
t làm
chỉ tiêu sức chống cắt tăng.
• Hiệu quả tốt trong trường hợp lún cố
kết.
• Khả năng làm việc tốt trong các lớ
p
ñất không ñồng nhất.
• Khắc phục ñược khả
năng kháng

xuyên vào lớp ñất lấp.
• Nhiều kinh nghiệm thi công ở Việ
t
Nam.
• Khả năng chống trượt taluy cao.

Nhược ñiểm

• Có khả năng bị uốn khi lún lớ
n
hoặc trong lớp ñất yếu sâu.
• Chiều sâu thi công bấc thấm hiệ
u
quả nên ≤30m.
• Khả năng cắt dòng thấm cao.
• Chiều sâu thi cống giếng cát hiệu qu
ả
nên nhỏ hơn 25m.
Tỉ lệ chi phí 1.0 3
Căn cứ vào bảng 5.3 và 5.4 ở trên thì chi phí xử lý nền ñất yếu thấp nhất mà vẫn
ñảm bảo kỹ thuật yêu cầu của dự án thì giải pháp ưu tiên xử lý nền ñất yếu tiếp theo cần
ñược xét ñến theo thứ tự ưu tiên là: Thay ñất một phần  Bấc thấm (PVD)  Giếng cát
(SD)  Cọc xi măng ñất (CMð)  Sàn giảm tải (thứ tự ưu tiên ở ñây xét ñến tính tăng
dần về chi phí và chất lượng).
c) ðề xuất lựa chọn trên nguyên tắc Biện pháp Xử lý nền ñất yếu
Từ các phân tích trên, ñề xuất sử dụng các chỉ tiêu sau làm nguyên tắc chung ñể lựa
chọn biện pháp xử lý nền ñất yếu cho dự án.
Chú ý:
ðối với những ñoạn tuyến có chiều cao ñất ñắp
H

e
< 2.2m mà không ñảm bảo ñộ lún dư
còn lại cũng như ổn ñịnh tổng thể TVTK kiến nghị nếu giải pháp thay ñất một phần ñảm bảo yêu
cầu kỹ thuật thì không cần so sánh với các giải pháp khác nữa (vì ñây là giải pháp có chi phí
thấp nhất bên cạnh ñó nó còn rút ngắn ñược thời gian thi công).



Phụ lục tính toán xử lý nền ñất yếu Nhà ở thấp tầng, khu cây xanh công cộng kết hợp hồ nước
Bước: Dự án ñầu tư và các chức năng khác

Bảng 5.5. Phân loại các giải pháp xử lý áp dụng cho dự án
Phân loại Các biện pháp xử lý nền ñất yếu
Nền ñắp thấp (H
e
< 2.2m)

1) Thay thế một phần ñất
yếu hoặc
2) Gia tải.
Có hoặc không áp dụng vải ñịa
kỹ thuật gia cường
Nền ñắp thấp (H
e
< 3.0m)
1) + 2) hoặc 2) và Bấc
thấm.
Như trên
Nền ñắp (6.0 ≥ H
e

≥ 3.0m)
và/hoặc ñộ sâu áp dụng ≤ 30m
1)+2) hoặc
2) và Bấc thấm.
Như trên

5.5.2. Kết quả tính toán nền ñất yếu khi chưa có giải pháp xử lý:
Kết quả tính toán khi chưa có giải pháp xử lý xem trong bảng 5.6 dưới ñây: