Cac phương pháp xư lý nền đất yếu

Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị

CC PHNG PHP X Lí NN T YU VIT
NAM, P DNG VI IU KIN THC T T NN V
TI TRNG CễNG TRèNH.
1.M U
Nhng thnh ph VIt Nam nh: H Ni, Hi Phũng, TP H Chớ Minh u
nm trờn lu vc ng bng Sụng Hng v Sụng Mekong. Cú tng t phự sa
dy& tp trung t sột yu. phỏt trin cỏc ụ th, rt cn thit la chn cỏc
gii phỏp v cụng ngh x lý nn thớch hp cho iu kin ca Vit Nam.








c tớnh ca t yu cn thit phi c ci thin.
t yu: m cao v sc khỏng ct khụng thoỏt nc thp.
t thuc dng c kt bỡnh thng v cú kh nng thm nc thp.
Mc nc ngm trong nn t nm gn b mt, cỏch t 0,5 -2,5m.
Mt s ni t yu cú hm lng hu c cao v cú c lp than bựn.
Mt vi loi t, lỳn th cp chim t 10 -25% lỳn tng cng.
mt s khu vc, mt ct KT cho thay nn t cú cỏc lp t vi cht,
cng, thm v chiu dy khỏc nhau.
t sột yu l loi t cú sc chu ti thp v tớnh nộn lỳn cao. Mt vi ch s
tiờu biu ca t yu c trỡnh by di õy tham kho:

m: 30% hoc ln hn cho t cỏt pha, 50% hoc ln hn cho t sột, 100%
hoc ln hn cho t hu c.
Ch s N ca xuyờn ng tiờu chun: 0 -5
Sc khỏng ct khụng thoỏt nc: 20 - 40 kPa
Nộn mt trc cú n hụng: 50 kPa hoc nh hn.
Vic xỏc nh cụng trỡnh trờn t yu ngoi cỏc c tớnh ca t nn cũn ph
thuc vo cỏc loi cụng trỡnh (nh, ng, p, ờ, ng st...) v qui mụ cụng
trỡnh.
2. CC VN T RA VI NN T YU.
Múng ca cỏc dng cụng trỡnh khỏc t trờn nn t yu thng t ra nhng bi
toỏn sau cn phi gii quyt:







lỳn: lỳn cú tr s ln, ma sỏt õm tỏc dng lờn cc do tớnh nộn ca nn t.
n nh: Sc chu ti ca múng, n nh ca nn p, n nh mỏi dc, ỏp
lc t lờn tng chn, sc chu ti ngang ca cc. Bi toỏn trờn phi c xem
xột do sc chu ti v cng ca nn khụng ln.
Thm: Cỏt si, thm thu, phỏ hng nn do bi toỏn thm v di tỏc ng ca
ỏp lc nc.
Hoỏ lng: t nn b hoỏ lng do ti trng ng ca tu ho, ụtụ v ng t.
Mt s bi toỏn vi nn t yu c th hin trờn (hỡnh 1).

Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị

3. MT S PHNG PHP X Lí NN T YU.
3.1. CC TRE V CC TRM.
Cc tre v cc trm l gii phỏp cụng ngh mang tớnh truyn thng x lý nn
cho cụng trỡnh cú ti trng nh trờn nn t yu. Cc trm v tre cú chiu di t
3 - 6m c úng gia cng nn t vi mc ớch lm tng kh nng chu ti
v gim lỳn. Theo kinh nghim, thng 25 cc tre hoc trm c úng cho
1m2. Tuy vy nờn d tớnh sc chu ti v lỳn ca múng cc tre hoc cc trm
bng cỏc phng phỏp tớnh toỏn theo thụng l. Vic s dng cc trm trong iu
kin t nn v ti trng khụng hp lý trờn õy ó ũi hi phi chng lỳn bng
cc tit din nh.


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ

3.2. BỆ PHẢN ÁP


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
B phn ỏp thng c dựng tng n nh ca khi t p ca nn
ng hoc nn ờ trờn t yu. Phng phỏp n gin song cú gii hn l
phỏt sinh lỳn ph ca b phn ỏp v din tớch chim t xõy dng b phn
ỏp. Chiu cao v chiu rng ca b phn ỏp c thit k t cỏc ch tiờu v sc
khỏng ct ca t yờỳ, chiu dy, chiu sõu lp t yu v trng lng ca b
phn ỏp. B phn ỏp cng thng c s dng bo v ờ iu, chng mch
si v cỏt si.

3.3. GIA TI TRC.

Phng phỏp gia ti trc thng l gii phỏp cụng ngh kinh t nht x lý
nn t yu. Trong mt s trng hp phng phỏp cht ti trc khụng dựng
ging thoỏt nc thng ng vn thnh cụng nu iu kin thi gian v t nn
cho phộp. Quỏ trỡnh cht ti trc c mụ t trờn hỡnh 3. Ti trng gia ti trc
cú th bng hoc ln hn ti trng cụng trỡnh trong tng lai. Trong thi gian
cht ti lỳn v ỏp lc nc c quan trc. Lp t p gia ti c d khi


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ
độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra. Phương pháp gia tải trước được dùng để
xử lý nền móng của Rạp xiếc Trung ương (HàNội), Viện nhi Thuỵ Điển (Hà
Nội), Trường đại học Hàng Hải (Hải Phòng) và một loạt công trình tại phía
Nam.
Gia tải trước là công nghệ đơn giản, tuy vậy cần thiết phải khảo sát đất nền một
cách chi tiết. Một số lớp đất mỏng, xen kẹp khó xác định bằng các phương pháp
thông thường. Nên sử dụng thiết bị xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng đồng
thời khoan lấy mẫu liên tục. Trong một sốtrường hợp do thời gian gia tải ngắn,
thiếu độ quan trắc và đánh giá đầy đủ, nên sau khi xây dựng công trình, đất nền
tiếp tục bị lún và công trình bị hư hỏng.


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
3.4. GIA TI TRC VI THOT NC THNG NG
Trong rt nhiu trng hp, thi gian gia ti trc cn thit c rỳt ngn
xõy dng cụng trỡnh, vỡ vy tc c kt ca nn c tng do s dng cc cỏt
hoc bng thoỏt nc. Cc cỏt c úng bng cụng ngh rung ng chng
chim t, sau ú cỏt c lm y ng v rung m cht. Cc cỏt cú ng
kớnh 30 -40cm. Cú th c thi cụng n 6 -9 m. Gii phỏp cc cỏt ó c ỏp
dng x lý nn múng mt s cụng trỡnh TP H CHớ Minh, Vng Tu, Hi
Phũng v H Ni... Bn nha c dớnh x lý nn t yu caVit Nam t

thp k 1980. Thit b v cụng ngh ca Thu in c s dng thi cụng
bn nha. Cụng ngh cho phộp tng cng t nn v gim thi gian c kt.
S tng trng ca sc khỏng ct ca t nn c th hin trờn hỡnh 4 v kt
qu quan trc lỳn th hin trờn hỡnh 5 cho hin trng thớ nghim ti Nam
nh.


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị

Ti ven Sụng Si Gũn ó xõy dng mt b cha vi cỏc kớch thc hỡnh hc v
ti trng sau: ng kớnh 43m, chiu cao 15m, ti trng 20.000 tn. Nn cụng
trỡnh l t yu cú chiu dy ln c x lý nn bng bn nha thoỏt nc thng
ng k hp vi gia ti bng hỳt chõn khụng. lỳn c tớnh l xp x 1.0m.
Kt qu lỳn thc t sau 2 ln gia ti l 3.26m (ln u lỳn bng 2.4m v
ln sau lỳn bng 0.86m). õy cú s sai khỏc gia kt qu o v d tớnh. S
khỏc nhau cú th do quỏ trỡnh tớnh toỏn cha k n bin dng ngang ca nn v
iu kin cụng trỡnh t ven sụng. Trong cụng ngh x lý nn bng gia ti trc
vi thoỏt nc thng ng rt cn thit t h quan trc lỳn nh th hin trờn
hỡnh 6. Thớ d v quan trc x lý nn c mụ t trờn


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị

3.5. CC T VễI V T XI MNG
Thit b v cụng ngh ca Thu in c dựng ch to cựng t xi mng v
t vụi. Cỏc kt qu nghiờn cu trong phũng v ỏp dung hin trng cho thy:

Cc t vụi v t xi mng úng vai trũ thoỏt nc v gia cng nn.
Cỏc ch tiờu v cng , bin dng ph thuc vo thi gian, loi t nn, hm
lng nc & hu c, thnh phn ht & hm lng xi mng v vụi s dng.
Vic s dng xi mng r hn Vit Nam so vi vụi. T l phn trm thng
dựng l 8 -12% v t l ca xi mng l 12 -15% trng lng khụ ca t.
(Hỡnh8) th hin s thay i sc khỏng ct ca t XM vi thi gian v t l
trn.
Thit b Thu in cú kh nng thi cụng cc t xi mng.
Dựng thit b xuyờn cú cỏnh kim tra cht lng cc. (Hỡnh 9) mụ t kt qu
xuyờn trong t v trong cc t xi mng. Sc khỏng xuyờn tng trng t 2-5
ln.
Cc t XM dựng gia c nn ng, nn nh, khu cụng nghip, nn ờ...
nh hng ca nhit n cng t vụi c th hin trờn(Hỡnh 10).


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ

Hình ảnh cọc đất XM được thi công bằng máy CDM

Phạm vi áp dụng của PP này


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ

Gia cố nền, làm chắc nền nhà gia cố dưới móng nhà, gia cố quanh hố sâu hầm.
Gia cố khu vực mới đào, chống thấm cho nền công trình và cho đê, đập , tạo
cứng cho nền đất yếu.
3.6. CỌC CÁT XI MĂNG
Thiết bị thi công cọc cát có thể được dùng để thi công cọc cát xi măng. Ống thép
được đóng và rung xuống nền đất và chiếm chỗ đất yếu. Cát và xi măng được
trộn lẫn để đổ vào ống chống. Cát xi măng được đầm chặt bằng ống chống và
đầm rung.

3.7. CỌC ĐÁ VÀ CỌC CÁT ĐẦM CHẶT
Nhằm giảm độ lún và tăng cường độ đất yếu, cọc cát hoặc cọc đá, đầm chặt
được sử dụng. Cát và đá được đầm bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng
công nghệ đầm trong ống chống. Đã sử dụng công nghệ cọc cát và cọc đá để xây
dựng một số công trình tại TP HCM, 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 1cu= 20 kPa, cọc cát d40cm có sức


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
chu ti ti hn l 60KN. H s an ton bng1,5 cú th c s dng. (Hỡnh11)
mụ t cụng ngh thi cụng cc cỏt bng thit b SUMITOMO ca Nht.

3.8. C KT NG
C kt ng cho phộp tng cng v sc chu ti v gim lỳn ca nn.
Cụng ngh c dựng gia c nn t yu H Ni, Hi Phũng v TP HCM.

Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ
Quả đầm bằng khối bê tông đúc sẵn có trọng lượng từ 10 -15 tấn được 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 hưởng của đầm chặt
cố kết động được tính bằng: D = 0.5√WH Trongđó:
•
•
•

D: Độ sâu hữu hiệu được đầm chặt
W: Trọng lượng quả đầm, tấn
H: Chiều cao rơI quả đầm, m.
Sau khi đầm chặt tại một điểm một vài lần, cát và đá được đổ đầy hố đầm.
Phương pháp cố kết động để gia cố nền đất yếu đơn giảnvà kinhtế, thích hợp
với hiện trường mới san lấp và đất đắp. Cần thiết kiểm tra hiệu quả công tác
đầm chặt trước và sau khi đầm bằng các thiết bị xuyên hoặc nénn gang trong hố
khoan.
3.9. GIA CƯỜNG NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC TIẾT DIỆN NHỎ
Cọc tiết diện nhỏ được hiểu là các loại cọc có đường kính hoặc cạnh từ 10 25cm. Cọc nhỏ có thể được thi công bằng công nghệ đóng, ép, khoan phun. Cọc
nhỏ được dùng để gia cố nền móng cho công trình nhà, đường 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 12 giới
thiệu việc áp dụng cọc nhỏ để gia cố nền đất đắp.

Hình 12 gia cường nền đất yếu bằng cọc nhỏ đường kính 10-25 cm. bằng bê
tông, luồng, nhựa, gỗ.

4. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.
Bảng 4.1: Lựa chọn giải pháp xử lý nền
Phương pháp

Phạm vi áp

Ghi chú

Thay thế đất

Chỉ áp dụng với tầng Cần thiết lựa chọn chất
đất yếu mỏng < 2,5 m lượng đất thay thế

Làm chặt đất bằng cố Phải có tải trọng gia Cần chú ý khả năng phá


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
kt t sột yu.

ti trc

hng t yu do kớch thc
ging cỏt ln. Phi kim tra
bi toỏn n nh, trt.

Bng bn nha

p dng cho cỏc Cn thit kim tra thi gian
trng hp phi cú ti lỳn, tc lỳn n nh
trng gia ti trc theo

tng bc.

Bn nha hoc ging p lc gia ti tng Khụng cú vn v n
cỏt kt hp vi gia ti ng vi ỏp lc khớ nh. Gi thit cú th tng
bng hỳt chõn khụng
quyn, cú th kt hp cng t sột.
vi cht ti
Gia ti khụng cú bn i vi cỏc cụng trỡnh Cú th cú b phn ỏp
nha v ging cỏt
cho phộp lỳn kộo di
p t n cao thit k
v khụng b mt n nh.
m cht t cỏt, cỏt Cỏt ri, t sột yu cú Phi cú lng cỏt bự sau
bi bng cỏc bin phỏp th gia c sõu.
khi gõy chn ng bng
rung, m ri qu
m rung. Cc cỏt m cht
nng.
cho phộp gim lỳn do c
kt th phỏt.
Xi mng hoỏ, vụi hoỏ.

Gia c sõu

Kim tra lng xi mng v
vụi thớch hp theo thi
nghim trong phũng.

t cú ct, vi a k Phõn b ng sut u.
thut v li a k Tng kh nng chu

thut
kộo ca t, gim ỏp
lc lờn tng chn
ngn cỏch gia lp t
yu v lp t p
hoc thay th. Thoỏt
nc tt hn

Phi kim tra n nh
ca mỏi dc v tng chn.
Cú th kt hp vi vt liu
san lp nh. S dng theo
ch dn k thut ca nh
cung cp

Cc tre, cc trm

Gia c nụng, ch yu
gii quyt bi toỏn sc
chu ti. Phi tớnh lỳn
di nhúm cc

Thụng thng úng 25
cc/m2. Nờn tớnh toỏn
nhúm cc cựng lm vic
la chn s lng cc hp
lý. úng nhiu cc s lm
phỏ hoi nn

Cc nh

Gia c sõu, gii quyt
bi toỏn n nh v
chng lỳn. Phi tớnh
lỳn di nhúm cc.

L gii phỏp kinh t vỡ tng
ma sỏt bờn ca cc v khc
phc gii hn ca cc tre,
cc trm (chiu di gii
hn)


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
Gia c nụng + gia c Tu thuc vo ti trng v
sõu
chiu dy t yu
Cc cỏt + bn nha
Phng phỏp kt hp

Tng sc chu ti v thoỏt
nc

Cc thay i chiu di Thay i theo chiu dy
lng t p (vớ d ti m
cu)
Vi a k thut + bn Tng n nh, phõn b ng
nha
sut u, thoỏt nc theo 2
phng

Vi a k thut, li Gii quyt bi toỏn n nh
a k thut, cc
lỳn ca t yu. Gim ỏp
lc lờn tng chn. Tng n
nh mỏi dc

Bng 4.2 X lý nn v mc ớch s dng
Mc ớch Thay th Thoỏt
Lm cht Xi mng t
s dng t
nc v t
hoỏ
ct
gia ti
Nõng cao
sc chu
ti
v
gim
lỳn trong
gii hn
cho phộp

X

n nh
mỏi dc
Gim ỏp
lc t

X

Kim
soỏt
thm

X

Ghi chỳ

X
nụng

cú Múng
cc

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

X

lý X
lý X
lý X
lý X
nụng v nụng v nụng v nụng
sõu
sõu
sõu

lý X

lý
nụng v
sõu


Chuyên đề - Thi công hệ thống kỹ thật hạ tầng đô thị
Ghichỳ:
- x: Thớch hp s dng
- Trong mi trng hp gia c nn phi tho món iu kin v sc chu
ti, lỳn cho phộp, n nh. Cn thit quan trc a k thut v so sỏnh kt qu
d bỏo, thi nghim trong phũng, thớ nghim hin trng.
5. KT LUN
5. 1. NHN XẫT.
Trong nhng nm qua hng lot cụng ngh x lý nn t yu c ỏp dng ti
Vit Nam, nhu cu nghiờn cu v phỏt trin cụng ngh x lý nn t yu ngy
cng gia tang, thỏch thc chớnh l iu kin t nn phc tp v hn ch v c s
vt cht ca nc ta. Trong nhng nm ti cụng ngh x lý nn t chc chn s
khụng ngng phỏt trin nhm ỏp ng vic xõy dng ng, cng bin, ln bin
v cụng trỡnh h tng c s khỏc.
Sai sút ch yu ca cỏc cụng trỡnh b h hng cú nguyờn nhõn t nn múng l do
ngi thit k la chn sai gii phỏp x lý t nn v thit k múng.
Phng phỏp thụng dng x lý nn t yu VN l dựng cc tre v cc
tram, õy l gii phỏp kinh t cho cụng trỡnh cú iu kin t nn v ti trng
tng i thun li. Gii hn ca chiu di cc lm kh nng ỏp dung thc t b
hn ch, cn thit ỏnh giỏ sc chu ti v lỳn ca nn c gia c bng cc
ngn theo cỏc phng phỏp thụng thng, cỏc gii phỏp ny ch cú tỏc dng cho
cụng trỡnh nh c lp khụng nờn s dng vi chiu rng t p ln.
Phng phỏp gia ti trc l gii phỏp kinh t x lý nn t yu, cn thit
ỏnh giỏ n nh ca nn di ti trng tỏc dng, nờn tin hnh quan trc
lỳn v ỏp lc nc, khụng nờn s dng khỏi nim ch lỳn v bự lỳn, phi kim

soỏt c lỳn, cn quan tõm n lỳn th phỏt v d tớnh.
Gia ti trc kt hp vi thoỏt nc bng bn nha hoc ging cỏt. Ti trng tỏc
ng cú th thay th bng cụng ngh hỳt chõn khụng, hin nay cỏc thit b cú th
cm bn nha xung sõu trờn 20m. Cn thit phi quan trc lỳn, ỏp lc
nc l rng, dch chuyn ngang so sỏnh vi d tớnh.
Cc t vụi, t xi mng nờn c dựng rng rói gia c sõu t nn, õy l
gii phỏp hu ớch, khụng cn thi gian cht ti, tng cng n nh ca
nn.
Cc cỏt m cht cho phộp tng sc chu ti v rỳt ngn thi gian c kt ca t
nn, thit b cc cỏt hin nay cho phộp thi cụng cc cú ng kớnh 40 -70cm v
vi chiu di 25 m. õy l gii phỏp cụng ngh thớch hp, kinh t v cho phộp
x lý sõu. Vic m cht cc cỏt v trớ mi cc cho phộp tng hiu qu gia c.
C kt ng l gii phỏp ớt tn kộm x lý nn. Din tớch gia c ln cú th
c thi cụng x lý trong thi gian ngn. Hiu qu ca gii phỏp cn c kim
tra bng cỏc thit b kho sỏt. õy l cụng ngh thớch hp gia c cỏc lp t
p cha c m cht.


Chuyªn ®Ò - Thi c«ng hÖ thèng kü thËt h¹ tÇng ®« thÞ
Cần thiết thực hiện tốt công tác khảo sát, đo đạc, thiết kế, kiểm tra chất lượng 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.
5. 2. ĐỀ XUẤT.
Hiện nay có rất nhiều phương pháp sử lý nền đất yếu đang được thế giới áp
dụng nhưng chưa được sử dụng rộng rãi ở Việt Nam:
- Công nghệ thay thế bằng vật liệu nhẹ
- Công nghệ sử dụng chất phụ gia consoild 44 gia cố nền
- Các công nghệ khác……..
Hi vọng trong thời gian tới những công nghệ xử lý tân tiến này sẽ được áp dụng
ở Việt Nam như các công nghệ đã được nêu trên.

Do thời gian có hạn, nên bài viết này em xin đưa ra các phương pháp xử lý nền
đất yếu và được áp dụng thực tế vào các điều kiện đất nền thực tế ở Việt Nam
dựa trên mặt lý thuyết.