Nghiên cứu xây dựng quy hoạch hệ thống các quy chuẩn,tiêu chuẩn lĩnh vực địa kỹ thuật và nền móng công trình đến 2030 chuong 6 xử lý đất yếu

Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy d ng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

CHƯƠNG 6
Thiết kế, thi công và nghiệm thu công tác Địa kỹ thuật đặc biệt
Xử lý đất yếu
6.1. Mở đầu

Nền móng của các công trình nhà ở, đường xá, đê điều, đập chắn nớc và một số công trình
khác trên đất yếu thờng đặt ra hàng loạt các vấn đề phải giải quyết nh sức chịu tải của nền
thấp, độ lún lớn và độ ổn định của cả diện tích lớn. Việt Nam đợc biết đến là nơi có nhiều
đất yếu, đặc biệt lu vực của Sông Hồng và Sông Mekong. Nhiều thành phố và thị trấn quan
trọng đợc hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những điều kiện hết sức phức tạp của
đất nền, dọc theo các dòng sông và bờ biển. Thực tế này đã đòi hỏi phải hình thành và phát
triển các công nghệ thích hợp và tiên tiến để xử lý nền đất yếu. Hiện nay TCVN - Địa kỹ thuật
về xử lý đất yếu là chưa đầy đủ, không có hệ thống và chưa được soát xét.

Dưới đây nêu một số đặc tính tiêu biểu của nền đất yếu, các vấn đề do nền đất đặt ra và một
số công nghệ xử lý nền. Đồng thời trình bày và đề cập đến các giải pháp xử lý nền đẫ đợc
dùng ở Việt Nam. Một số công nghệ xử lý nền mới đợc trình bày và thảo luận. Một số giải
pháp xử lý nền móng trên đất yếu thích hợp với điều kiện Việt Nam va hớng phát triển trong
tơng lai đợc tác giả kiến nghị. Một số công nghệ xử lý nền sau đây đợc đề cập.


Xử lý nền bằng cọc tràm và cọc tre (1m2 đóng 25 cọc, sức chịu tải đạt 100kPa).



Xử lý nền bằng bệ phản áp để tăng độ ổn định và chống trợt lở công trình đờng giao
thông và đê điều.

Gia tải trớc với mục đích tăng cờng độ và giảm độ lún của nền.



Gia tải trớc đất nền với thoát nớc thẳng đứng: công nghệ cho phép tăng nhanh quá
trình cố kết, rút ngắn quãng đờng và thời gian dịch chuyển của nớc trong đất dới
tác dụng của tải trọng có thể là lớp đất đắp hoặc hút chân không.



Cọc đất vôi và cọc đất xi măng: trộn vôi hoặc xi măng với đất bằng hình thức bơm
phun và quấy trộn tại chỗ. Công nghệ cho phép tạo đợc các cọc đất vôi, đất xi măng
với cờng độ thấp hơn các loại cọc thông thờng. Đây là giải pháp thích hợp để xử lý
sâu nền đất yếu, phục vụ cho việc xây dựng đờng, cảng, khu công nghiệp, sửa chữa
và cải tạo đê điều, đập chắn nớc...



Cọc cát xi măng: sử dụng công nghệ thi công cọc cát để tạo lỗ, cát trộn xi măng đợc
đầm với hệ thống máy rung và ống chống tạo lỗ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------47


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cọc đá và cọc cát đầm chặt: Công nghệ cho phép làm tăng cờng độ, sức chịu
tải của đất nền và giảm độ lún của công trình. Đây là giải pháp gia cố nền sâu.
Thích hợp cho các công trình có diện tích xây dựng lớn, đờng quốc lộ, bến cảng,
đất mới san lấp và lấn biển.



Cố kết động: Quả tạ bê tông có trọng lợng từ 10 - 15 tấn, rơi ở độ cao 10 -15m bằng
cẩu, cho phép đầm chặt đất nền

và bổ xung thêm cát thông qua các hố đầm. Công nghệ thích hợp để xử lý nền cho
vùng đất mới san lấp.


Công nghệ xử lý nền bằng cọc nhỏ: Cọc có đờng kính từ 100 - 250mm đợc thi công
bằng công nghệ đóng, ép hoặc khoan phun. Công nghệ cho phép truyền tải trọng
công trình xuống sâu hơn với chi phí vật liệu bê tông cốt thép tối u. Đây là giải pháp
công nghệ thích hợp để xử lý nền đất yếu phục vụ cho việc xây dựng nhà, đờng,
công trình đất và cứu chữa công trình bị h hỏng do nền móng.

6.2.

Mở đầu

Những thành phố ở Việt nam nh Hà Nội, Hải Phòng, TP Hồ Chí Minh đều nằm trên lu vực
đồng bằng Sông Hồng và Sông Mekong. Đây là khu vực có tầng đất phù khá dày và tập
trung đất sét yếu. Với mục tiêu phát triển các đô thị, rất cần thiết lựa chọn các giải pháp và

công nghệ xử lý nền thích hợp cho điều kiện của Việt Nam.
Đặc tính của đất yếu cần thiết phải đợc cải thiện để phục vụ các yêu cầu thực tế trong
quá trình xây dựng và sử dụng công trình. Đất yếu thờng có độ ẩm cao và sức kháng cắt
không thoát nớc thấp. Đất thuộc dạng cố kết bình thờng và có khả năng thấm nớc thấp.
Mực nớc ngầm trong nền đất thờng nằm gần bề mặt, cách từ 0,5 đến 2,5m. Một số trờng
hợp đất yếu có hàm lợng hữu cơ cao và có cả lớp than bùn. Đối với một vài loại đất, do
lún thứ cấp chiếm từ 10 - 25% độ lún tổng cộng. Trong một số khu vực của các thành phố,
mặt cắt địa kỹ thuật cho thấy nền đất bao gồm các lớp đất với độ chặt, độ cứng, độ thấm và
chiều dày khác nhau.
Nói chung đất sét yếu là loại đất có sức chịu tải thấp và tính nén lún cao. Một vài chỉ số
tiêu biểu của đất yếu đợc trình bày dới đây để tham khảo:


Độ ẩm:

30% hoặc lớn hơn cho đất cát pha
50% hoặc lớn hơn cho đất sét
100% hoặc lớn hơn cho đất hữu cơ

-------------------------------------------------------------------------------------------------------48


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------



Chỉ số N của xuyên động tiêu chuẩn:

0- 5



Sức kháng cắt không thoát nớc:

20 - 40 kPa



Nén một trục có nở hông:

50 kPa hoặc nhỏ hơn.

Việc xác định công trình trên đất yếu ngoài các đặc tính của đất nền còn phụ thuộc vào các
loại công trình (nhà, đờng, đập, đê, đờng sắt...) và qui mô công trình.
6.3. Các vấn đề đặt ra với nền đất yếu
Móng của đờng bộ, đờng sắt, nhà cửa, và các dạng công trình khác đặt trên nền đất yếu
thờng đặt ra những bài toán sau cần phải giải quyết:


Độ lún: Độ lún có trị số lớn, ma sát âm tác dụng lên cọc do tính nén của nền đất.



ổn định: Sức chịu tải của móng, độ ổn định của nền đắp, ổn định mái dốc, áp lực
đất lên tờng chắn, sức chịu tải ngang của cọc. Bài toán trên phải đợc xem xét do
sức chịu tải và cờng độ của nền không đủ lớn.

Thấm: Cát xủi, thẩm thấu, phá hỏng nền do bài toán thấm và dới tác động của áp lực
nớc.



Hoá lỏng: Đất nền bị hoá lỏng do tải trọng động của tầu hoả, ô tô và động đất.

Một số bài toán với nền đất yếu đợc thể hiện trên hình 6.1.
Trong điều kiện Việt Nam hiện nay, các vấn đề thực tế sau đây đang đợc quan tâm:


Xây dựng công trình đờng giao thông, thuỷ lợi, đê điều và công trình cơ sở trên nền
đất yếu.



Xử lý và gia cờng nền đê, nền đờng trên đất yếu hiện đang khai thác và sử dụng cần
có công nghệ xử lý sâu.



Xử lý trợt lở bờ sông, bờ biển và đê điều.



Lấn biển và xây dựng các công trình trên biển.

Xử lý nền cho các khu công nghiệp đợc xây dựng ven sông, ven biển.



Xử lý nền đất yếu để chung sống với lũ tại đồng bằng Sông Cửu Long.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------49


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.1. Các vấn đề đặt ra với đất yếu

6.4.
6.4.1.

Một số phương pháp xử lý nền đất yếu.
Cọc tre và cọc tràm

Cọc tre và cọc tràm là giải pháp công nghệ mang tính truyền thống để xử lý nền cho công
trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu. Cọc tràm và tre có chiều dài từ 3 - 6m đợc đóng để
gia cờng nền đất với mục đích làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún. Theo kinh nghiệm,
thờng 25 cọc tre hoặc tràm đợc đóng cho 1m2. Tuy vậy nên dự tính sức chịu tải và
độ lún của móng cọc tre hoặc cọc tràm bằng các phơng pháp tính toán theo thông lệ.
Hình số 2 thể hiện ví dụ áp dụng cọc tràm cho 2 công trình ở TP Hồ Chí Minh. Việc sử dụng
cọc tràm trong điều kiện đất nền và tải trọng không hợp lý trên đây đã đòi hỏi phải chống lún
bằng cọc tiết diện nhỏ.
6.4.2.

Bệ phản áp

Bệ phản áp thờng đợc dùng để tăng độ ổn định của khối đất đắp của nền đờng
hoặc nền đê trên đất yếu. Phơng pháp đơn giản song có giới hạn là phát sinh độ lún phụ
của bệ phản áp và diện tích chiếm đất để xây dựng bệ phản áp. Chiều cao và chiều rộng
của bệ phản áp đợc thiết kế từ các chỉ tiêu về sức kháng cắt của đất yêú, chiều dày, chiều sâu
lớp đất yếu và trọng lợng của bệ phản áp. Bệ phản áp cũng thờng đợc sử dụng để
bảo vệ đê điều, chống mạch sủi và cát sủi.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------50


Báo cáo tổng kết Đề tài
"Nghiên cứu xây dựng Quy hoạch hệ thống các quy chuẩn, tieu chuẩn lĩnh vực ĐKT và nền móng CT đến năm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

H×nh 6.2a.C«ng tr×nh B×nh Th¹nh TP Hå ChÝ Minh
12,6 x 16,5m ; H = 22,4m; rate of settlement 1mm/day (4/1995),
S= 30 (a: Building ; b : Soft clay; c: large settlement)

H×nh 6.2b. C«ng tr×nh 505 Lª V¨n Sü – TP Hå ChÝ Minh.
4,2 m x 17m; H = 19,5m; b: Isolated footing b. Tram Tree Pile; c: adjacent bilding

-------------------------------------------------------------------------------------------------------51


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.2c. Mặt bằng công trình 505 Lê Văn Sỹ TP Hồ Chí Minh.
Gia cố bằng cọc 168mm, P = 250 kN
6.4.3.

Gia tải trước

Phơng pháp gia tải trớc thờng là giải pháp công nghệ kinh tế nhất để xử lý nền đất yếu.
Trong một số tròng hợp phơng pháp chất tải trớc không dùng giếng thoát nớc thẳng đứng
vẫn thành công nếu điều kiện thời gian và đất nền cho phép. Quá trình chất tải trớc đợc mô
tả trên hình 3. Tải trọng gia tải trớc có thể bằng hoặc lớn hơn tải trọng công trình trong
tơng lai. Trong thời gian chất tải độ lún và áp lực nớc đợc quan trắc. Lớp đất đắp để gia
tải đợc dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra. Phơng pháp gia tải trớc đợc
dùng để xử lý nền móng của Rạp xiếc Trung ơng (Hà Nội), Viện nhi Thuỵ Điển (Hà
Nội), Trờng đại học Hàng Hải (Hải Phòng) và một loạt công trình tại phía Nam.
Gia tải trớc là công nghệ đơn giản, tuy vậy cần thiết phải khảo sát đất nền một cách chi tiết.
Một số lớp đất mỏng, xen kẹp khó xác định bằng các phơng pháp thông thờng. Nên sử
dụng thiết bị xuyên tĩnh có đo áp lực nớc lỗ rỗng đồng thời khoan lấy mẫu liên tục. Trong
một số trờng hợp do thời gian gia tải ngắn, thiếu độ quan trắc và đánh giá đầy đủ, nên
sau khi xây dựng công trình, đất nền tiếp tục bị lún và công trình bị h hỏng.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------52


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.3. Đắp đất tôn nền theo từng lớp. Cho phép tăng cờng độ do cố kết.

6.4.4.

Gia tải trước với thoát nước thẳng đứng.

Trong rất nhiều trờng hợp, thời gian gia tải trớc cần thiết đợc rút ngắn để xây dựng công
trình, vì vậy tốc độ cố kết của nền đợc tăng do sử dụng cọc cát hoặc băng thoát nớc. Cọc cát
đợc đóng bằng công nghệ rung ống chống để chiếm đất, sau đó cát đợc làm đầy ống và
rung để đầm chặt. Cọc cát có đờng kính 30 - 40cm. Có thể đựoc thi công đến 6 - 9 m. Giải
pháp cọc cát đã đợc áp dụng để xử lý nền móng một số công trình ở TP Hồ CHí Minh,
Vũng Tàu, Hải Phòng và Hà Nội...
Bản nhựa đợc dùng để xử lý nền đất yếu của Việt Nam từ thập kỷ 1980. Thiết bị và công
nghệ của Thuỵ Điển đợc sử dụng để thi công bản nhựa. Công nghệ cho phép tăng cờng
độ đất nền và giảm thời gian cố kết. Sự tăng trởng của sức kháng cắt của đất nền đợc thể
hiện trên hình 4 và kết quả quan trắc độ lún thể hiện trên hình 5 cho hiện trờng thí nghiệm
tại Nam Định.

Hình 6.4. Sự tăng trởng của cờng độ kháng cắt
không thoát nớc xác định bằng cắt cánh.
1. Trớc cố kết

2. Sau cố kết.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------53


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.5. Quan trắc độ lún tại trung tâm diện tích chất tải

a. Với băng thoát nớc

b. Không có băng thoát nớc.

Tại ven Sông Sài Gòn đã xây dựng một bể chứa với các kích thớc hình học và tải
trọng sau: đờng kính 43m, chiều cao 15m, tải trọng 20.000 tấn. Nền công trình là đất
yếu có chiều dày lớn đợc xử lý nền bằng bản nhựa thoát nớc thẳng đứng kết hợp với gia tải
bằng hút chân không. Độ lún đợc tính là xấp xỉ 1.0m. Kết quả độ lún thực tế sau 2 lần gia
tải là 3.26m (lần đầu độ lún bằng 2.4m và lần sau độ lún bằng 0.86m). ở đây có sự sai khác
giữa kết quả đo và dự tính. Sự khác nhau có thể do quá trình tính toán cha kể đến biến
dạng ngang của nền và điều kiện công trình đặt ven sông.
Trong công nghệ xử lý nền bằng gia tải trớc với thoát nớc thẳng đứng rất cần thiết đặt hệ
quan trắc lún nh thể hiện trên hình 6.6. Thí dụ về quan trắc xử lý nền đợc mô tả trên hình
6.7.

Hình 6.6.

Quan trắc đất nền đợc gia cố.

1. Đo lún tại tâm bề mặt đất đắp.
2. Đo lún theo độ sâu.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------54


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3. Đo lún tại bề mặt mái dốc.

4. Đo áp lực nớc lỗ rỗng.

5. Đo dịch chuyển ngang bề mặt.
6. Đo dịch chuyển theo độ sâu (ống mềm).
7. Đo dãn nở ngang (đo trợt đất).
8. Vị trí lấy mẫu để quan trắc.

Hình 6.7. Quy trình tôn nền chất tải trớc
p : Tải trọng
Sp: Độ lún do cố kết của tải trọng P.
P : Tổng tải trọng của kết cấu trên nền.
SR: Độ lún thứ cấp do tải trọng p.
S : Độ lún sau khi dỡ tải.
R : Đất nền nâng do dỡ tải.
6.4.5.

Cọc đất vôi và đất xi măng

Thiết bị và công nghệ của Thuỵ Điển đợc dùng để chế tạo cùng đất xi măng và đất vôi. Các
kết quả nghiên cứu trong phòng và áp dựng hiện trờng cho thấy:


Cọc đất vôi và đất xi măng đóng vai trò thoát nớc và gia cờng nền. Đây là giải pháp
công nghệ thích hợp để gia cố sâu nền đất yếu.



Các chỉ tiêu về cờng độ, biến dạng phụ thuộc vào thời gian, loại đất nền, hàm
lợng nớc, hàm lợng hữu cơ, thành phần hạt và hàm lợng xi măng và vôi sử dụng.

Việc sử dụng xi măng rẻ hơn trong điều kiện Việt Nam so với vôi. Tỷ lệ phần trăm

-------------------------------------------------------------------------------------------------------55


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

thờng dùng là 8 - 12% và tỷ lệ phần trăm của xi măng là 12 - 15% trọng lợng khô
của đất. Hình 6.8 thể hiện sự thay đổi sức kháng cắt của đất xi măng với thời gian và
tỷ lệ trộn.



Thiết bị Thuỵ Điển có khả năng thi công cọc đất xi măng.



Có thể dùng thiết bị xuyên có cánh để kiểm tra chất lợng cọc. Hình 6.9 mô tả kết quả
xuyên trong đất và trong cọc đất xi măng. Sức kháng xuyên tăng trởng từ 2 đến 5
lần.



Cọc đất xi măng đợc dùng để gia cố nền đờng, nền nhà, khu công nghiệp, nền đê...

ảnh hởng của nhiệt độ đến cờng độ đất vôi đợc thể hiện trên hình 6.10.

Hình 6.8. Thay đổi sức kháng cắt với đất nền đợc gia cố bằng xi măng.
a.

Tỷ lệ xi măng 11%.

b. Tỷ lệ xi măng 9%.
c. Tỷ lệ xi măng 5%.

Hình 6.9. Kết quả kiểm tra cờng độ cọc đất xi măng theo kết quả xuyên.
a. Trong đất.

b. Trong cọc.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------56


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.10a. ảnh hởng của nhiệt độ bảo quản mẫu đến việc tăng trởng cờng độ.
6.4.6.

Cọc cát xi măng

Thiết bị thi công cọc cát có thể đợc dùng để thi công cọc cát xi măng. ống thép đợc đóng và
rung xuống nền đất và chiếm chỗ đất yếu. Cát và xi măng đợc trộn lẫn để đổ vào ống

chống. Cát xi măng đợc đầm chặt bằng ống chống và đầm rung.
6.4.7.

Cọc đá và cọc cát đầm chặt

Nhằm giảm độ lún và tăng cờng độ đất yếu, cọc cát hoặc cọc đá đầm chặt đợc sử
dụng. Cát và đá đợc đầm bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng công nghệ đầm trong
ống chống. Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá để xây dựng một số công trình tại TP
Hồ Chí Minh, Hà Nội, Hải Phòng và Vũng Tàu. Sức chịu tải của cọc cát phụ thuộc vào áp
lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc. Theo Broms (1987) áp lực tới hạn bằng 25 cu với cu =
20 kPa, cọc cát 40cm có sức chịu tải tới hạn là 60KN. Hệ số an toàn bằng 1,5 có thể đợc
sử dụng. Hình 11 mô tả công nghệ thi công cọc cát bằng thiết bị SUMITOMO của Nhật.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------57


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Hình 6.10b. Thiết bị thi công cọc đất xi măng
và sử dụng công nghệ cọc đất xi măng cho đờng giao thông.

Hình 6.11. Công nghệ thi công cọc cát đầm chặt
6.4.8.

Cố kết động

Cố kết động cho phép tăng cờng độ và sức chịu tải và giảm độ lún của nền. Công nghệ
đợc dùng để gia cố nền đất yếu ở Hà Nội, hải Phòng và TP Hồ Chí Minh. Quả đầm bằng

khối bê tông đúc sẵn có trọng lợng từ 10 - 15 tấn đợc nhấc lên bằng cẩu và rơi xuống bề
mặt nền từ độ cao 10 - 15 m để đầm chặt nền. Khoảng cách giữa các hố đầm là 3x3,
4x4 hoặc 5x5m. Độ sâu ảnh hởng của đầm chặt cố kết động đợc tính bằng:
D = 0.5 WH
Trong đó:

D: Độ sâu hữu hiệu đợc đầm chặt
W: Trọng lợng quả đầm, tấn
H: Chiều cao rơi quả đầm, m.

Sau khi đầm chặt tại một điểm một vài lần, cát và đá đợc đổ đầy hố đầm. Phơng pháp cố kết
động để gia cố nền đất yếu đơn giản và kinh tế, thích hợp với hiện trờng mới san lấp và
đất đắp. Cần thiết kiểm tra hiệu quả công tác đầm chặt trớc và sau khi đầm bằng các thiết bị
xuyên hoặc nén ngang trong hố khoan.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------58


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

6.4.9.

Gia cường nền đất yếu bằng cọc tiết diện nhỏ

Cọc tiết diện nhỏ đợc hiểu là các loại cọc có đờng kính hoặc cạnh từ 10 đến 25cm. Cọc nhỏ
có thể đợc thi công bằng công nghệ đóng, ép, khoan phun. Cọc nhỏ đợc dùng để gia cố nền
móng cho công trình nhà, đờng xá, đất đắp và các dạng kết cấu khác. Cọc nhỏ là một giải
pháp tốt để xử lý nền đất yếu vì mang lại hiệu quả kinh tế và kỹ thuật. Công nghệ cọc nhỏ

cho phép giảm chi phí vật liệu, thi công đơn giản, đồng thời truyền tải trọng công trình
xuống các lớp đất sâu hơn, giảm độ lún tổng cộng và độ lún lệch của công trình. Hình 6.12
giới thiệu việc áp dụng cọc nhỏ để gia cố nền đất đắp.

Hình 6.12. Gia cờng nền đất yếu bằng cọc nhỏ O 10 25cm,
bằng bê tông, luồng, nhựa, gỗ.
6.5.

Lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------59


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Bảng 6.5.1 Lựa chọn giải pháp xử lý nền

Phương pháp
Thay thế đất

Làm chặt đất

Phạm vi áp dụng

Ghi chú

Chỉ áp dụng với tầng đất yếu mỏng

Cần thiết lựa chọn chất lợng đất

< 2,5 m

thay thế

áp dụng cho các trờng hợp.

Cần chú ý khả năng phá hỏng đất

bằng cố kết đất

yếu do kích thớc giếng cát lớn.

sét yếu.

Phải kiểm tra bài toán ổn định, trợt

Sử dụng giếng

Phải có tải trọng gia tải trớc

cát.

Cần thiết kiểm tra thời gian lún, tốc
độ lún độ ổn định

Bằng bản nhựa. áp dụngcho các trờng hợp. Phải có tải Không có vấn đề về ổn định. Giả
thiết có thể tăng cờng độ đất, sét.
trọng gia tải trớc theo từng bớc.

Bản nhựa hoặc áp lực gia tải tơng ứng với áp lực khí
giếng cát kết
quyển, có thể kết hợp với chất tải
hợp với gia tải
bằng hút chân
không
Gia tải không
có bản nhựa và

Đối với các công trình cho phép lún
kéo dài

Có thể có bệ phản áp để đắp đất
đến độ cao thiết kế và không bị

giếng cát
Đầm chặt đất cát, Cát rời, đất sét yếu có thể gia cố sâu

mất ổn định
Phải có lợng cát bù sau khi gây

cát bụi bằng các

chấn động bằng đầm rung. Cọc cát

biện pháp rung,

đầm chặt cho phép giảm độ lún do

đầm rời quả nặng

Xi măng hoá, Gia cố sâu

cố kết thứ phát
Kiểm tra lợng xi măng và vôi thích

vôi hoá

hợp theo thí nghiệm trong phòng

Đất có cốt, vải

Phân bố ứng suất đều. Tăng khả năng Phải kiểm tra độ ổn định của

địa kỹ thuật và

chịu kéo của đất, giảm áp lực lên tờng mái dốc và tờng chắn. Có thể kết

lới địa kỹ thuật chắn ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp hợp với vật liệu san lấp nhẹ. Sử dụng
đất đắp hoặc thay thế. Thoát nớc tốt

theo chỉ dẫn kỹ thuật của nhà cung

hơn

cấp

-------------------------------------------------------------------------------------------------------60


Bỏo cỏo tng kt ti

"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cọc tre, cọc tràm Gia cố nông, chủ yếu giải quyết bài

Cọc nhỏ

Thông thờng đóng 25 cọc/m2. Nên

toán sức chịu tải

tính toán nhóm cọc cùng làm việc để

Phải tính lún dới nhóm cọc

lựa chọn số lợng cọc hợp lý. Đóng

Gia cố sâu, giải quyết bài toán ổn

nhiều cọc sẽ làm phá hoại nền
Là giải pháp kinh tế vì tăng ma sát

định và

bên của cọc và khắc phục giới

chống lún

hạn của cọc tre, cọc tràm (chiều

Phải tính lún dới nhóm cọc

dài giới hạn)

Phơng pháp kết Gia cố nông + gia cố sâu

Tuỳ thuộc vào tải trọng và chiều

hợp
Cọc cát + bản nhựa

dày đất yếu
Tăng sức chịu tải và thoát nớc

Cọc thay đổi chiều dài

Thay đổi theo chiều dày lợng đất
đắp (ví dụ tại mố cầu)

Vải địa kỹ thuật + bản nhựa

Tăng ổn định, phân bố ứng suất
đều, thoát nớc theo 2 phơng

Vải địa kỹ thuật, lới địa kỹ thuật, cọc Giải quyết bài toán ổn định lún
của đất yếu. Giảm áp lực lên tờng
chắn. Tăng ổn định mái dốc
Phân loại phương pháp xử lý nềntheo mục đích sử dụng
Bảng 6.5.2 Xử lý nền v mục đích sử dụng

Mục đích sử dụng
Nâng cao sức chịu
tải và giảm độ lún
trong giới hạn cho
phép

Thay thế Thoát nớc
đất
v gia tải

x

ổn định mái dốc
Giảm áp lực đất

x

Kiểm soát thấm

x

Ghi chú

Ghi chú:

Xử lý
nông

x

Lm chặt
đất

x

Xi măng
hoá

Đất có cốt Móng cọc

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

x

Xử lý nông Xử lý nông Xử lý nông
Xử lý nông
Xử lý nông
và sâu lý nông
và sâu
và sâu
và sâu

x: Thích hợp sử dụng

-------------------------------------------------------------------------------------------------------61


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

- Trong mọi trờng hợp gia cố nền phải thoả mãn điều kiện về sức chịu tải, độ lún cho phép,
ổn định. Cần thiết quan trắc địa kỹ thuật và so sánh kết quả dự báo, thí nghiệm trong phòng,
thí nghiệm hiện trờng.

6.6. Kết luận và kiến nghị
6.6.1.

Nhận xét và kết luận.

Trong hơn 10 năm qua hàng loạt công nghệ xử lý nền đất yếu đợc 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 về cơ sở vật chất của
nớc ta. Trong những năm tới công nghệ xử lý nền đất chắc chắn sẽ không ngừng phát
triển nhằm đáp ứng việc xây dựng đờng, cảng biển, lấn biển và công trình hạ tầng cơ
sở khác.



Sai sót chủ yếu của các công trình bị h hỏng có nguyên nhân từ nền móng là do
ngời thiết kế lựa chọn sai giải pháp xử lý đất nền và thiết kế móng.



Phơng pháp thông dụng để xử lý nền đất yếu Việt Nam là dùng cọc tre và cọc tràm.
Đây là giải pháp kinh tế cho công trình có điều kiện đất nền và tải trọng tơng đối
thuận lợi. Do sự giới hạn của chiều dài cọc, nên khả năng áp dựng thực tế cũng bị
hạn chế. Cần thiết đánh giá sức chịu tải và độ lún của nền đợc gia cố bằng cọc
ngắn theo các phơng pháp thông thờng. Các giải pháp này chỉ có tác dụng cho công
trình nhà ở độc lập. Không nên sử dụng với chiều rộng đất đắp lớn.



Phơng pháp gia tải trớc thờng là giải pháp kinh tế để xử lý nền yếu. Cần thiết
đánh giá độ ổn định của nền dới tải trọng tác dụng. Nên tiến hành quan trắc độ lún và
áp lực nớc. Không nên sử dụng khái niệm chờ lún và bù lún. Phải kiểm soát đợc độ

lún. Cần quan tâm đến độ lún thứ phát và dự tính.



Gia tải trớc kết hợp với thoát nớc bằng bản nhựa hoặc giếng cát. Tải trọng tác động
có thể thay thế bằng công nghệ hút chân không. Hiện nay các thiết bị có thể cắm bản
nhựa xuống độ sâu trên 20m. Cần thiết phải quan trắc độ lún, áp lực nớc lỗ rỗng,
dịch chuyển ngang để so sánh với dự tính.



Cọc đất vôi, đất xi măng nên đợc dùng rộng rãi để gia cố sâu đất nền. Đây là giải
pháp hữu ích, không cần thời gian chất tải, tăng cờng độ ổn định của nền.



Cọc cát đầm chặt cho phép tăng sức chịu tải và rút ngắn thời gian cố kết của đất nền.
Thiết bị cọc cát hiện nay cho phép thi công cọc có đờng kính 40 - 70cm và với chiều
dài 25 m. Đây là giải pháp công nghệ thích hợp, kinh tế và cho phép xử lý sâu. Việc
đầm chặt cọc cát ở vị trí mũi cọc cho phép tăng hiệu quả gia cố.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------62


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Cố kết động là giải pháp ít tốn kém để xử lý nền. Diện tích gia cố lớn có thể đợc thi
công xử lý trong thời gian ngắn.



Hiệu quả của giải pháp cần đợc kiểm tra bằng các thiết bị khảo sát. Đây là công nghệ
thích hợp để gia cố các lớp đất đắp cha đợc đầm chặt.



Rất cần thiết thực hiện tốt công tác khảo sát, đo đạc, thiết kế, kiểm tra chất lợng
và thiết lập hệ thống quan trắc để phục vụ cho công tác xử lý nền đất yếu. Có thể tham
khảo dự thảo về Quy trình tôn nền trên đất yếu.



Nên hình thành các chơng trình quốc gia về nghiên cứu, tổng kết, chuyển giao công
nghệ, xây dựng qui trình, qui phạm trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu. Cần thiết học tập
kinh nghiệm quốc tế và đúc rút kinh nghiệm trong nớc để thông tin rộng rãi. Hội Cơ
học đất và Địa Kỹ thuật công trình Việt Nam (VSSMGE) và Công ty T vấn AA (đợc
sự bảo trợ của VSSMGE) mong muốn nhận đợc nhiều tài liệu, báo cáo về khảo sát,
đo đạc, thiết kế, quan trắc, thí nghiệm, xử lý nền móng các công trình trên đất yếu,
kể cả các bài học thành công và thất bại để đúc rút kinh nghiệm. Hình thành ngân
hàng dữ liệu về xử lý đất yếu của các dự án/công trình cụ thể (case histories) để làm tài
liệu chung.



Hình thành mạng lới Địa kỹ thuật, tập hợp các chuyên gia địa kỹ thuật của Việt Nam
và Quốc tế nhằm cùng phối hợp giải quyết các bài toán cơ học đất và địa kỹ thuật

phức tạp nhất.
6.6.2.



Kết luận và kiến nghị

Cần thiết xây dựng mới hệ thống tiêu chuẩn kỹ thuật và cẩm nang địa kỹ thuật về xử lý
nền đất yếu. Một số tiêu chuẩn xử lý nền đất yếu đã có cần được soát xét, bổ xung đổi
mới và cập nhật các thông tin mới nhất.



Cần thiết có các nghiên cứu biên soạn tiêu chuẩn theo các bước sau đây
1. Tập hợp tài liệu về các công trình xử lý đất yếu tiêu biểu
2. Thực hiện các khảo sát, điều tra, đánh giá về kết quả xử lý đất yếu
3. Thực nghiệm một số công nghệ xử lý đất yếu trên các công trình
thực tế
4. Nhận chuyển giao công nghệ xử lý đất yếu
5. áp dụng công nghệ xử lý nền đất yếu vào các công trình thực tế
6. Xây dựng tiêu chuẩn cơ sở
7. Quan trắc, so sánh giữa dự báo và kết quả thực tế
8. Xây dựng tiêu chuẩn Quốc gia

-------------------------------------------------------------------------------------------------------63


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

9. Xây dựng hướng dẫn sử dụng tiêu chuẩn ( cẩm nang địa kỹ thuật )

10. Soát xét đổi mới sau khi có thêm kết quả thực tiễn và nghiên cứu
mới
11. Phổ biến kiến thức và đào tạo Kỹ sư Địa kỹ thuật
12. Đổi mới các giáo trình đào tạo
13. Hợp tác với các tổ chức thế giới, Quốc gia để trao đổi tài liệu và
kinh nghiệm về xử lý đất yếu.
14. Hình thành những công ty chuyên nghiệp về xử lý đất yếu


Tập trung biên soạn các tiêu chuẩn sau :
-

Giếng cát và băng thoát nước thẳng đứng

-

Chất tải bằng hút chân không

-

Cọc cát đềm chặt và cố kết động

-

Cọc đất xi măng

-

Cọc xỉ thép

-

Cọc vít

-

Đất có cốt

-------------------------------------------------------------------------------------------------------64


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

Một số ví dụ điển hình về tôn nền trên đất yếu.
Các ví dụ thực tiễn và bài học kinh nghiệm.
1. Công trình Cảng Thị Vải
1.1. Điều kiện đất nền
Bùn sét:

15 m, SPT=1, CPT=16+/m2=1.6MP
E = 3qc = 50 t/m2 = 0.5 MPa

Cát pha:

9m SPT= 20, CPT = 4 MPa

E = 12 MPa

Cát chặt vừa:

6m, SPT = 33, CPT = 10 MPa
E = 30 Mpa

1.2. Kích thước đất đắp
A = 183 m x 183 m
B = 183 m
2B = 366 m
Chiều cao đất đắp H = 4.0m
= 1.85 t/m3
P = áp lực gây lún 1.85 x 4 = 7.4 t/m2 = 74 kPa
1.3. Dự tính độ lún
S = P x H / E
Tổng độ lún của 3 lớp đất đợc dự tính là 2.2 m
1.4. Dự tính sức chịu tải
=

cu Nc.

cu = qc / 15 = 1.6 kg/m2/15 = 0.11 kg/cm2.
= 5.14 x 11 kPa =
< P

57 kPa.

Nền đất bị phá hỏng.

1.5. Thiết kế xử lý nền
Sử dụng bản nhựa để tăng thời gian cố kết, song thiếu lớp cát thoát nớc bề mặt nên hạn chế

-------------------------------------------------------------------------------------------------------65


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

tác dụng.

1.6.. Thực tế :
Sau 3 năm (1998-2000) độ lún quan trắc là 2.4 m. Tốc độ lún 4.2 mm/tháng.
1.7. Hậu quả:
Ttoàn bộ nền bị tụt. Các công trình bị lún nứt nghiêm trọng. Đứt đờng ống dẫn khí. Cá biệt
có móng bị rời khỏi cột.
1.8. Giải pháp:
Sử dụng cọc nhỏ để gia cờng móng các công trình phụ trợ.
2.

Công trình Condensate (Vũng Tàu)

Công trình Condensate nằm sát công trình trên. Có điều kiện địa chất tơng tự.
2.1. Giải pháp xử lý nền
- Cắm bản nhựa đến độ sâu trung bình 18 m (hết lớp bùn sét và vào lớp cát phe)
- Chất tải bằng cát đầm chặt. Chiều cao lớp đất đắp thay đổi từ 5.5 đến 6.2 m (khu trung tâm).
- Tải trọng đợc chất theo từng cấp để tăng cờng độ đất do thoát nớc.
2.2. Kết quả quan trắc
- Sau 9 tháng độ lún quan trắc trung bình là 2.7 m tơng ứng với độ lún tính toán và đạt cốt

san nền nhà máy.
- Sau 5 năm quan trắc độ lún thứ phát trung bình là 50 cm (bằng khoảng 15-20% độ lún cố
kết)
2.3. Lời khuyên
- Phải dự tính độ lún, thời gian lún vì cờng độ chịu tải của nền
- Phải tiến hành quan trắc địa kỹ thuật (độ lún, áp lực nớc lỗ rỗng,dịch chuyển ngang)
- Chiều cao đất đắp đợc thiết kế hợp lý để sau khi kết thúc lún cố kết, cốt cao độ tơng ứng
với cốt san nền
- Đắp đất theo từng cấp, phù hợp với cờng độ chịu tải
3. Xử lý nền đất yếu bắng cọc đất ximăng cho công trình bể xăng dầu tại Trà Nóc, Cần
Thơ.

-------------------------------------------------------------------------------------------------------66


Bỏo cỏo tng kt ti
"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

3.1. Công trình :
Bể chứa dần dung tích 3000 m3 đờng kính 18.5 m. Tải trọng phân bố nền là 11 t/m2
3.2. Điều kiện đất nền:
- Lớp cát mịn dầy 1.0 m
- Lớp sét nửa cứng dày 2.0m :

= 17.2 kN/m3

e = 1.24 ;

= 10o

C = 15.9 kPa
- Lớp sét yếu dầy 7.0 m :

e = 2.02 ;

= 15.1 kN/m3

cu = 9.6 kPa
- Lớp sét pha dẻo chảy dầy 22 m :

e = 1.3 ;

=2
= 16.7 kN/m3

cu = 9.6 kPa
- Lớp cát pha : chiều dày 10.0 m

=4

= 16.7 kN/m3
c = 12.0 kPa

= 4o

3.3. Thiết kế xử lý nền
- Sử dụng cọc đất ximăng đờng kính 600mm, chiều dài 18m.
- Tổng chiều dài :

5133m

- Độ lún dự tính :

Khối đất gia cố 6.2 cm
Dới mũi cọc 8.0 cm

3.4. Theo dõi lún :

Trị trung bình = 7.2 cm

4. Viện nhi Thuỵ Điển (Hà Nội)
- Đắp đất tôn nền trên đất yếu với chiều dầy trung bình 3.5 m
- Chiều dầy đất yếu trung bình 18 m
- Công trình là nhà 1-2 tầng
- Lún lệch, nứt, nghiêng
Nguyên nhân : 90 % độ lún do đất đắp
Đặt mốc quan trắc quá nông, lún của nền và nhà chênh nhau không đáng kể.
Giải pháp cứu chữa:

- ép cọc chống lún cả nhà
- Gia cờng kết cấu
- Đặt mốc quan trắc lún sâu

5. Đắp đất tôn nền vượt lũ tại Đồng bằng sông Cửu Long

-------------------------------------------------------------------------------------------------------67


Bỏo cỏo tng kt ti

"Nghiờn cu xõy dng Quy hoch h thng cỏc quy chun, tieu chun lnh vc KT v nn múng CT n nm 2030"
------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------

5.1. Đặc điểm đất nền.
e = 1.5 2.5
W = 65 -75
= 5o
c = 6kPa.
E = 300 600 kPa
cu = 6 20 kPa (Sức kháng cắt không thoát nớc)
5.2. Kích thước khu dân cư.
B = 100 m

L = 100 m

Tôn nền bằng cát dầy 3 m,
áp lực dới đáy lớp đất đắp



= 1.85 t/m3

H

= 5.55 t/m2

5.3. Dự tính độ lún.
- Chiều dầy lớp đất yếu:

25.0 m

E = 400 KPa
Độ lún dự tính 2.90 m

- Chiều dầy lớp đất yếu:

10 m
Độ lún dự tính: 1.35 m

5.4. Nhận xét
- Khoảng 40 90 % chiều dầy lớp đất đắp bị lún
- Chiều rộng lớp đất đắp lớn vì vậy vùng ảnh hởng sâu. áp lực gây lún giảm ít với độ sâu.
- Các công trình xây dựng trên đất đắp bị lún theo nền
- Gia cố nhà bằng cọc tràm 3-5 m ít tác dụng chống lún. Chỉ tăng khả năng chịu tải của nền.
Không nên dùng quá nhiều cọc vì đất nền bị phá hỏng.
5.5. Sử dụng cố kết động
Nhiều trờng hợp đất tôn nền không đợc đầm chặt với K>90%. Nên sử dụng cố kết động để
đâm chặt
đất. Độ sâu đầm chặt
D = 0.5 WH
W: Trọng lợng quả đầm bằng 10 tấn
H: Chiều cao nâng quả đầm bằng 10 m
D = 0.5 10.10 = 5m

-------------------------------------------------------------------------------------------------------68