CHƯƠNG 4 xây DỰNG nền ĐƯỜNG QUA các DẠNG địa HÌNH đặc BIỆT

Chương 4
XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG QUA CÁC DẠNG ĐỊA HÌNH ĐẶC BIỆT
4.1. Xây dựng nền đường ở vùng núi
4.1.1. Đặc điểm chung
a) Đặc điểm thiên nhiên
- Đòa hình vùng núi có đặc điểm là cao độ chênh lệch nhau lớn trên một
khoảng cách ngắn, thung lũng thường quanh co và hẹp, đòa chất vùng núi có cấu tạo
phức tạp, thay đổi trên từng đoạn ngắn, đất đá bò phong hóa rất mạnh.
- Điều kiện khí hậu thay đổi nhiều có ảnh hưởng mạnh tới sự phong hóa của
đất đá.
- Sông ngòi ở vùng núi thường nhỏ, hẹp, nhưng vận tốc dòng chảy lớn có sức
phá hoại lớn, chế độ dòng chảy không ổn đònh, luôn thay đổi.
b) Đặc điểm khi thiết kế và thi công nền
Tuyến đường thiết kế qua vùng núi thường mang những đặc điểm sau :
- Công trình xây dựng trên tuyến thường lớn, có giá thành xây dựng cao.
- Nhiều yếu tố kỹ thuật bò hạn chế do điều kiện đòa hình (ví dụ như bán kính
đường cong, độ dốc dọc).
- Thi công phức tạp, di chuyển máy móc khó khăn, công suất của máy bò giảm.
- Đặc điểm từng loại đòa hình và biện pháp kỹ thuật làm nền đường.
4.1.2. Làm đường theo các dạng đòa hình
a) Làm đường theo thung lũng

a)
b)
Hình 4.1. Đường qua vùng núi
a) Đườn g đi theo thung lũn g
b) Đường theo sườn núi

- Sử dụng thung lũng sông miền núi để đặt tuyến có thuận lợi vì :
+ Độ dốc nhỏ.
+ Dân cư tập trung.

- Nhưng cũng có nhược điểm là trên các đoạn riêng biệt bề rộng đáy thung
lũng quá nhỏ và quanh co, tuyến phải cắt qua nhiều khe suối, phải làm nhiều công
trình, dễ gặp sình lầy, cây cối rậm rạp, đòa chất thủy văn không ổn đònh.
b) Làm đường đi theo sườn núi


- Tuyến đường đi theo sườn núi thường gặp dốc ngang lớn, vực sâu và vùng đất
trượt; tuyến quanh co lượn theo sườn núi, phải làm nhiều đường vòng; đòch đánh phá
khó sửa chữa, có ưu điểm là nền đường ổn đònh, ít công trình nhân tạo hơn so với
tuyến đi theo thung lũng.
- Trắc ngang của nền đường đặt trên sườn núi thường có dạng: Nền đường đào
chữ “L”, nền đường nửa đào, nửa đắp sườn dốc đá quá dốc hay có mũi đổ nhô ra có
thể thiết kế nền đường nửa hầm

a)

b)

c)

Hình 4.2: Các dạng trắc ngang nền trên sườn núi
a) Đường đào mặt cắt chữ L.
b) Nền đườn g nửa đào, nửa đắp
c) ??????

- Khi tuyến qua khe, qua mỏm núi nhô ra, phải thiết kế đường cong có R nhô
ra???, nhưng phải chú ý tầm nhìn.
- Khi tuyến gặp những chỗ trũng trên sườn dốc phải thiết kế công trình nhân
tạo như: Kè, tường chắn, nền nửa hầm, nửa cầu (cầu ban công).
- Khi làm đường trên sườn dốc có độ dốc ngang lớn >50% hoặc nền không ổn

đònh thì cần phải làm tường, kè chắn chống sụt lở và hệ thống thoát nước sau tường
chắn, làm các cọc bảo hiểm, tường phòng hộ và biển báo…
- Trên các đoạn đường hẹp một chiều xe chạy, người ta phải làm các đoạn
đường xe tránh nhau và bố trí các trạm điều chỉnh giao thông.
- Ở những đoạn đường có dốc ngang lớn, dưới là vực, đường hẹp, sử dụng tạm
thời, người ta có thể làm đường dốc ngang một mái nghiêng về phía núi 2÷2,5% để
bảo đảm xe chạy an toàn.
>60cm

> 50

%

>60cm
2

1

Hình 4.4: Tường chắn trên sườn núi ?? còn hình 4.3 đâu????

c) Đường đi theo phân thủy
- Đường phân thủy là nơi khi trời mưa nước từ đó chảy về 2 phía. Đây là dạng
đòa hình mà các đồi núi kế tiếp nhau, nối liền nhau tạo thành dãy núi. Chúng ta phải


làm đường đi dọc theo đỉnh của dãy núi. Đặc điểm nổi bật của đường đi theo phân
thủy là độ dốc dọc và tầm nhìn của đường thường khó bảo đảm (dốc cục bộ ngắn), đòa
chất ổn đònh tốt, ít công trình, đường khó ngụy trang, xa nguồn nước sinh hoạt.
- Khi làm đường dọc theo phân thủy, đối với đoạn dốc lớn ngắn, liên tiếp,
ngược chiều, nối nhau qua các đỉnh đồi cần tính toán tỉ mỉ sử dụng đất đào hạ dốc ở

đỉnh đồi đưa xuống đắp ở chân dốc, bảo đảm độ dốc dọc của đường và tầm nhìn qui
đònh, đoạn đường đào thường có dạng xẻ đứt chữ “U”.
- Đối với dốc dài liên tục ≥ 6% thì cứ 1.000m với xe ô tô, 500m với xe thô sơ
phải làm một đoạn nghỉ với độ dốc 2÷3% dài 50÷100m.
- Đối với những đoạn đường vòng mà lên dốc thì phải hạ bớt dốc theo qui đònh.
d) Làm đường đi theo khe suối
- Khe suối ở nước ta thường có độ dốc lớn, tốc độ nước chảy và lưu lượng nước
phụ thuộc theo từng mùa và thay đổi rất nhanh. Dọc theo 2 bên bờ suối, thường có
nhiều đá cuội và cây cối lớn.
- Tùy theo yêu cầu sử dụng, căn cứ vào tình hình đòa chất, đòa hình hai bên bờ
suối, người ta thường đặt tuyến men theo dòng chảy.
- Trường hợp đường chỉ sử dụng trong mùa khô, và tình hình đòa chất, độ dốc
dọc cho phép có thể làm đường đi theo dòng chảy.
- Trường hợp sẵn đá, mặt đường phải được san lấp hoàn toàn bằng đá chống
được xói lở, trơn trượt của dòng chảy, khi ít đá sẵn gỗ, có thể lát mặt đường bằng gỗ
tròn, bó cành cây, áp dụng khi dòng chảy có vận tốc nhỏ, lòng suối rộng.
- Sử dụng đường đi theo dòng chảy phải chú ý an toàn, dùng biển báo, cọc bảo
hiểm đánh dấu, chỉ đường cho xe chạy.
e) Làm đường vượt qua dòng chảy, khe cạn
- Miền núi có nhiều sông suối, khe lạch, 1 km tuyến đường ở vùng núi thường
găïp 2÷5 chỗ vượt qua dòng chảy, chế độ dòng chảy miền núi hỗn loạn, hay biến đổi,
vận tốc chảy rất lớn, khi nước lũ có nhiều đá lăn, cây trôi phá hoại công trình, thung
lũng sông thường có độ dốc lớn nên lũ thường xuất hiện bất ngờ, thời gian lũ ngắn,
vận tốc lớn (tới 10m/s).
- Tùy theo tình hình cụ thể từng loại dòng chảy, khe cạn mà ta làm đường khắc
phục vượt qua dòng chảy, khe cạn bằng các công trình cho nước chảy dưới đường,
ngang qua đường hoặc trên đường như:
+ Thoát nước bằng hầm.
+ Đường tràn, đường ngầm.
+ Cầu, cống các loại.

+ Cầu máng nút thừa.
+ Bậc nước, dốc nước có giếng tiêu năng.
- Ngoài các công trình thoát nước ra còn cần phải xây dựng hệ thống các công
trình điều chỉnh, nắn dòng dẫn và điều hòa dòng chảy chống xói mòn, xói lở công
trình.
- Khi chọn tuyến cố gắng đặt tuyến thẳng góc với dòng chảy, vượt qua chỗ
dòng chảy thẳng, ổn đònh, thoát nước tốt, độ dốc vào đầu cầu không quá 6%.


Hình 4.5. Đường đi qua khe suối

g) Làm đường qua đèo (cắt qua đường phân thủy)
- Làm đường đèo đi qua các dãy núi là một vấn đề rất phức tạp, toàn bộ tuyến
vượt qua dãy núi gồm có phần dẫn tới đèo từ hai phía và đoạn qua đèo. Vấn đề quan
trọng nhất là ta tìm chọn được trên dãy núi một phần đèo thấp nhất, có đòa hình và
điều kiện đòa chất thuận lợi nhất, hai bên yên ngựa (đoạn dẫn tới đèo) phải có sườn
thoải, ổn đònh, có thể đặt tuyến và triển khai tuyến được.
- Có thể làm đường vượt qua đèo bằng các cách sau:
+ Tuyến đi qua đèo với cao độ thi công nhỏ (đi theo đèo thấp, rộng, sườn
thoải).
+ Tuyến qua đèo có làm đường đào sâu (khi đòa chất ổn đònh cho phép đào
sâu).
+ Tuyến qua đèo bằng hầm khi đèo hẹp và cao, đòa chất ngay tại đèo không ổn
đònh có đá lăn, đất lở đe dọa, sườn núi gần đèo rất dốc.
- Triển khai tuyến vượt đèo có thể phải cắm theo dạng đường chữ chi (đường
cong con rắn, đường vòng móng ngựa); song cố gắng tránh làm đường vòng móng
ngựa, vì khối lượng lớn khó thi công, dễ tạo thành trọng điểm đòch đánh phá, khó
ngụy trang.
f) Làm đường qua vùng đá lăn
- Khi làm đường qua vùng đá lăn, trước hết phải điều tra và đánh giá khu vực

đá lăn, cường độ và khối lượng đá lăn.
+ Nếu vùng đá lăn đang hoạt động mạnh, nền đường cần được đặt ở bên trên
sườn núi cao hơn vùng nham thạch bò phong hóa và cao hơn các chỗ trũng tích tụ đá
vụn, nếu đòa hình không cho phép đặt tuyến như trên thì chuyển sang phía bờ bên kia
thung lũng để tránh đá lăn.
+ Nếu đá lăn hoạt động do chân dốc bờ sông bò xói mòn thì có thể gia cố bờ
sông, làm kè hoặc nắn dòng chạy ra chỗ khác.


>60cm
>60cm
2
1

Hình 4.6: Tường chắn đá lăn trên sườn núi khi đá lăn hoạt động mạnh

- Nếu đá hoạt động yếu có thể đặt nền đường ngay trên vùng đá lăn, nhưng
phải làm tường chắn không cho đá rơi xuống mặt đường. Trường hợp đá lăn rất yếu,
đầu tiên làm các tường ngăn ở phía dưới, sau một thời gian đá lăn lấp đầy tường ngăn
thì lại xây tiếp các tường ngăn ở phía bên trên (hình 4.7a ).
- Nếu lớp đá lăn dầy thì tường chắn có thể đặt ngay trên phần lớp đá lăn (hình
4.7b)
>60cm
Tường chắn

b
)

>60cm

)Tường chắn

a)
b)

Hình 4.7: Tường chắn có thể đặt ngay trên phần lớp đá lăn, đá gốc
a) Đá lăn hoạt động yếu
b) Đá lăn dày

4.1.3. Xây dựng đường vòng móng ngựa
a) Khái niệm
Trong các vùng núi hiểm trở, khi đặt tuyến trên sườn núi có độ dốc rất lớn, cần
phải kéo dài tuyến để đảm bảo cho độ dốc không vượt quá độ dốc tối đa cho phép. Nếu chỗ
để triển khai tuyến bò hạn chế, người ta buộc phải đặt tuyến đi theo hình chữ chi (hình gẫy),
chuyển hướng đường từ đường bình độ này sang đường bình độ khác trên cùng một sườn dốc.
Đường đi theo hình chữ chi trên cùng một sườn dốc chuyển từ đường bình độ thấp lên đường
bình độ cao hơn chính là đường vòng móng ngựa.

b) Cấu tạo
Ở những chỗ giao nhau giữa hai đoạn thẳng liền nhau, người ta dùng các đường
cong nằm ở phía ngoài mà góc chuyển hướng để thay cho những chỗ gẫy của tuyến;
cấu tạo đường vòng móng ngựa gồm một đường cong chính, hai đường cong phụ, toàn
bộ đường vòng móng ngựa nằm trên cùng một sườn dốc (hình 4.8).


≥100m
TC5

TĐ6

TC6
Đ6

γ

05

≥40m

≥20m

TC2

TĐ3

TĐ4

TC4

β

e

Đ4
TC3

TĐ5

≥65m

α

02

B Đ1

≥1

5m

A Đ3

β

TĐ2

- 30m
L=10

TĐ1

TC1

Hình 4.8: Cấu tạo đường vòng móng ngựa

c) Đặc điểm
- Khối lượng thi công lớn, phạm vi thi công hẹp, triển khai thi công gặp nhiều
khó khăn, mất nhiều thời gian, nhân lực, khó sử dụng xe máy để thi công, kỹ thuật
phức tạp.
- Xe vào đường vòng móng ngựa bò hạn chế tốc độ, dễ xẩy ra mất an toàn.

Chú ý: Khi tuyến khó triển khai mới dùng đường vòng móng ngựa, cần hết sức
hạn chế sử dụng, vì ở đây phài dùng bán kính đường cong nhỏ, vận tốc hạn chế, vận
chuyển khó khăn.
d) Yêu cầu kỹ thuật

6%

hAB

A

6%

B

Bn

br

0,5m

Bn

br

Hình 4.9: Chiều rộng cổ họng A-B

- Bán kính đường vòng móng ngựa ≥15m.
- Độ dốc siêu cao trong đường vòng móng ngựa isc=6%.
- Độ mở rộng bụng đường vòng e=2,5÷3m.

- Đoạn nối mở rộng L=10÷30m.
- Độ dốc dọc cho phép trong đường vòng móng ngựa tính từ TĐ đến TC: i d=4%.
- Chiều dài tối thiểu đoạn đường cong chuyển tiếp là 20m.


- Khoảng cách tối thiểu giữa 2 tâm đường vòng móng ngựa gần nhau trên
tuyến là 100m.
- Bán kính đường vòng ngược chiều ≥40m.
- Không để nước đổ từ đường vóng móng ngựa trên xuống đường vòng móng
ngựa dưới.
- Chiều rộng cổ họng AB (hình 3.31) tính theo công thức :
AB=Bđ+Br+0,5m+ 1,5.HAB
(4.1)
Trong đó :
Bn: Chiều rộng nền đường (m).
Br: Chiều rộng của rãnh (m).
HAB: Độ chênh cao giữa A và B (m).
0,5m: Hệ số dự phòng sụt lở (thềm bảo vệ).

Hình 4.10.
chữ chi

Đường cong

Bảng 4.1: Chỉ tiêu kỹ thuật các chỗ quay đầu xe trong đường vòng móng ngựa
Tốc độ thiết kế, Vtk, km/h
60
40
30
20

Tốc độ thiết kế quay đầu xe, km/h
25
20
20
20
Bán kính cong nằm tối thiểu, m
20
15
Độ dốc siêu cao lớn nhất, %
6
6
Độ mở rộng phần xe chạy 2 làn xe, m
2,5
3,0
Dốc dọc lớn nhất chỗ quay đầu xe, %
5,0
5,5

4.2. Xây dựng nền đường đắp trên đất yếu
4.2.1. Khái niệm
- Nền đất yếu là một khái niệm khá rộng, bao gồm từ các loại đất sét có sức
chòu tải kém đến các loại lầy than bùn hoặc bùn hữu cơ với mức độ phân hủy khác
nhau. Do nguồn gốc cấu tạo và điều kiện hình thành mà tính chất làm việc của chúng
dưới tác dụng của tải trọng bên ngoài kém và cũng rất khác nhau. Nếu sức chòu tải
của nền đất yếu, không đủ hoặc nếu độ lún của nền đường, diễn biến quá chậm thì
cần áp dụng các biện pháp xử lý đặc biệt để tăng độ ổn đònh và tăng nhanh thời gian
lún của nền đắp trên đất yếu. Trên thực tế có thể áp dụng 3 nhóm, biện pháp xử lý
chủ yếu sau:
+ Thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế nền đường (như giảm chiều cao nền đắp
hoặc di chuyển vò trí tuyến đến khu vực có chiều dầy lớp đất yếu mỏng). Đây là biện

pháp tốt nhất, nên cố gắng áp dụng.


+ Các biện pháp liên quan đến việc bố trí thời gian (xây dựng theo giai đoạn),
các giải pháp về vật liệu (bệ phản áp, đắp bằng vật liệu nhẹ, đào bỏ một phần đất
yếu…) hoặc các biện pháp liên quan tới cả hai giải pháp trên (gia tải tạm thời).
+ Các biện pháp xử lý bản thân nền đất yếu (như cọc cát, cột balát, cột đất gia
cố vôi, nền cọc v.v…), nhóm biện pháp này đòi hỏi phải có các thiết bò chuyên dùng
và do các xí nghiệp chuyên nghiệp thi công.
- Nói chung mỗi trường hợp cụ thể đều có thể có một hoặc nhiều biện pháp xử
lý thích hợp, khi chọn biện pháp cần phải phân tích đầy đủ theo các nhân tố:
+ Tính chất và tầm quan trọng của công trình.
+ Thời gian.
+ Tính chất và chiều dầy của lớp đất yếu.
+ Giá thành xây dựng.
4.2.2. Một số phương pháp kỹ thuật xây dựng nền đắp trên đất yếu
Có rất nhiều biện pháp xử lý và do đó cũng có khá nhiều phương pháp kỹ thuật
xây dựng nền đắp trên đất yếu.
a) Xây dựng nền đắp theo thời gian (giai đoạn)
Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp, để đảm bảo cho nền đường ổn
đònh cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ của nó bằng cách đắp đất từng lớp
một, chờ cho đất mềm cố kết, sức chòu cắt tăng lên có khả năng chòu được tải trọng
lớn hơn thì mới đắp lớp tiếp theo.
b) Tăng chiều rộng nền đường, làm bệ phản áp
- Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu không đủ để xây dựng nền đắp theo
giai đoạn hoặc khi thời gian cố kết quá dài so với thời gian thi công, dự kiến thì có thể
áp dụng biện pháp này nhằm tăng độ ổn đònh, giảm khả năng trôi đất ra 2 bên.
- Bệ phản áp đóng vai trò một đối trọng, tăng độ ổn đònh và cho phép đắp nền
đường với các chiều cao lớn hơn, bệ phản áp còn có tác dụng phòng lũ, sóng, thấm
nước v.v…

- Bệ phản áp thường được đắp cùng một lúc với việc xây dựng nền đắp chính;
nếu không cho máy thi công đi lại trên bệ phản áp thì không cần đầm lèn, nếu có
dùng cho xe máy đi lại thì phần dưới của bệ phản áp phải đắp bằng vật liệu thấm
nước.
- Dùng bệ phản áp chỉ thích hợp nếu vật liệu đắp nền rẻ và phạm vi đắp đất
không bò hạn chế.

Nền đất yếu

L=24m
1/3

Hình 4.11: Sử dụng bệ phản áp

c) Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu

h=4,5m

H=12m

Nền đắp

D=0,9m

1/3


- Có thể áp dụng phương pháp đào bỏ một phần hoặc toàn bộ đất yếu trong
những trường hợp sau:
+ Khi thời hạn đưa đường vào sử dụng là rất ngắn và đào bỏ đất yếu là một

giải pháp tốt để tăng nhanh quá trình cố kết, tùy theo thời gian cố kết dự kiến để tính
chiều sâu cần đào bỏ đất yếu.
+ Khi mà việc cải thiện các đặc trưng cơ học của đất yếu (ví dụ góc ma sát nội)
bằng cố kết không có hiệu quả để đạt chiều cao thiết kế của nền đắp.
+ Khi cao độ thiết kế gần với cao độ thiên nhiên, không thể đắp nền đường đủ
dầy để đảm bảo cường độ cần thiết dưới kết cấu mặt đường.
- Để tính kích thước hợp lý nhất của phần đất cần đào bỏ đi, cần phải xét đến
các nhân tố:
+ Về mặt kinh tế: Chỉ đào bỏ toàn bộ lớp đất yếu khi chiều dầy không quá lớn,
trong thực tế khó xác đònh được chiều sâu kinh tế, vì nó liên quan đến nhiều điều kiện
cụ thể của hiện trường.
+ Về chiều rộng tối thiểu để đào bỏ đất, cần được quyết đònh có chú ý đến khả
năng gây mất ổn đònh của phần đất yếu còn lại trong khi thi công.
Mặt đường
Nền đường

Đất yếu

Hình 4.12: Đào bỏ một phần đất yếu

d) Giảm trọng lượng nền đắp
- Có thể giảm trọng lượng của nền đắp tác dụng lên đất yếu bằng 2 cách :
+ Giảm chiều cao nền đắp đến trò số tối thiểu cho phép, căn cứ vào điều kiện
đòa chất, thủy văn.
+ Dùng vật liệu nhẹ đắp nền đường.
- Các yêu cầu đối với vật liệu nhẹ dùng đắp nền đường:
+ Dung trọng nhỏ.
+ Có cường độ cơ học nhất đònh.
+ Không ăn mòn bê tông và thép.
+ Có khả năng chòu nén tốt, nhưng độ nén lún nhỏ.

+ Không gây ô nhiễm môi trường.
- Ở nước ngoài người ta đã sử dụng các vật liệu sau:
+ Dăm bào, mạt cưa.
+ Than bùn nghiền đóng bánh.
+ Tro hay xỉ lò cao.
+ Bê tông xen lu lô và polystyren nở.
+ Cũng có thể sử dụng các ống kim loại hoặc chất dẻo trong thân nền đường để
giảm tải trọng và còn có tác dụng thoát nước qua nền đường ở vùng ngập lụt.


2~3m

+ Ở Pháp đã sử dụng đất xốp để xây dựng một số đoạn nền đắp nhẹ.
e) Phương pháp gia tải tạm thời
Phương pháp này gồm có việc đặt một gia tải (thường là 2÷3m nền đắp bổ
sung) trong vài tháng rồi sẽ lấy đi ở thời điểm mà ở đó nền đường sẽ đạt được độ lún
cuối cùng dự kiến như trường hợp với nền đắp không gia tải, gia tải này phù hợp với
điều kiện ổn đònh của nền đắp; phương pháp này chỉ nên dùng khi chiều cao tới hạn
cao hơn nhiều so với chiều cao thiết kế. Nói chung phương pháp này chỉ cho phép cải
thiện độ lún trong một số trường hợp hạn chế sau:
+ Nếu nền đắp có chiều cao lớn thì không nên đắp thêm gia tải để đảm bảo
điều kiện ổn đònh.
+ Nếu chiều dầy lớp đất yếu lớn (ví dụ ≥5m) thì đắp thêm 2÷3m gia tải cũng ít
có hiệu quả.
+ Nếu chiều dầy lớp đất yếu nhỏ (3÷4m) và đất được thấm cả trên lẫn dưới thì
đắp thêm khoảng 2m gia tải có thể có hiệu quả nhất đònh.
Gia tải bằng đất hoặc cát
Mặt đường

3~4m

Nền đường

Đất yếu

Hình 4.13: Gia tải trên nền đất yếu

f) Làm lớp đệm cát
- Thường dùng lớp đệm cát để tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu sau khi đắp
đất để tăng cường độ chống cắt của đất yếu, lớp đệm cát còn có tác dụng cải tạo sự
phân bố ứng suất trên đất yếu.
- Dùng lớp đệm cát thì thi công đơn giản, nhưng thời gian đắp đất tượng đối lâu
vì thường kết hợp lớp đệm cát với phương pháp xây dựng nền đường theo giai đoạn.
Phương pháp làm lớp đệm cát thích hợp trong các điều kiện sau:
+ Chiều cao nền đắp từ 6÷9m.
+ Lớp đất yếu không quá dầy (dưới 3m).
+ Có nguồn cát ở gần.
- Có thể bố trí lớp đệm cát theo các hình thức sau :
+ Chiều dầy lớp đệm cát thường lấy theo kinh nghiệm và có thể tham khảo số
liệu ở (bảng 4.2).
Bảng 4.2. Chọn chiều dày của lớp đệm cát theo độ lún của nền
Độ lún của nền đắp (m)
Chiều dày lớp đệm cát(m)

1,5
0,8

1,5-2,0
1,0

>2,0
1,2

+ Đặt lớp đệm cát sau khi đã đào bỏ một phần lớp đất yếu:


6~9m

Mặt đường
Nền đắp

≤3m

Cát

Đất yếu

Hình 4.14: Lớp đệm cát đặt trực tiếp trên đất yếu

- Đối với loại đệm cát này, có thể thi công theo các dạng mặt cắt sau :
+ Lớp đệm cát có chiều dầy không đổi. Ứng dụng nơi có lớp đất yếu mỏng,
nhưng tương đối chặt, cường độ không quá thấp (hình 4.15)
Mặt đường
Nền đắp
Lớp đệm cát có chiều dày không đổi
Đất yếu

Hình 4.15: Lớp đệm cát có chiều dày không đổi

+ Lớp đệm cát có chiều dầy thay đổi, ở giữa mỏng hai bên dầy. Áp dụng nơi có

lớp đất yếu tương đối mỏng và lỏng, làm dầy ở hai bên để không cho bùn bò đẩy sang
hai bên, nếu phần làm dầy ở 2 bên nằm trên đất cứng thì có thể đắp bằng đá
(hình4.16).
Mặt đường
Nền đắp

Lớp đệm cát

Đất yếu

Hình 4.16: Lớp đệm cát ở giữa mỏng hai bên dày

+ Lớp đệm cát có chiều dầy thay đổi ở giữa dầy hai bên mỏng Áp dụng nơi có
lớp bùn tương đối dầy, ở giữa chòu ứng suất lớn, hai bên chòu ứng suất nhỏ (hình 4.17)
Mặt đường
Nền đắp
Lớp đệm cát

Đất yếu

Hình 4.17: Lớp đệm cát ở giữa dày hai bên mỏng


- Chiều dầy lớp đệm cát trong các trường hợp đặt lớp đệm cát sau khi đã đào
bỏ một phần đất yếu, phụ thuộc vào ứng suất của nền đắp tác dụng trên bề mặt lớp
cát, có thể tham khảo (bảng 4.3).
Bảng 4.3: Chiều dày lớp đệm cát phụ thuộc vào ứng suất bề mặt
Ứng suất trên bề mặt lớp cát (daN/cm2)
Chiều dày lớp đệm cát(m)

<1,0
1÷1,5

1,0÷1,5 1,5÷2.0 2,0÷3.0
2÷2,5 2,5÷3,0 3,0÷4,0

- Cát dùng làm lớp đệm tốt nhất là dùng cát hạt lớn và cát hạt vừa, không lẫn
đất bụi, cát được rải thành lớp, chiều dầy mỗi lớp phụ thuộc vào thiết bò đầm nén;
Trước khi đắp lớp cát đầu tiên, nếu không vét được bùn thì cần phải lót một lớp bó
cành cây để cát khỏi chìm vào bùn.
g) Làm lớp đệm đá, sỏi
Khi lớp đất yếu dưới nền đắp ở trạng thái bão hòa nước có chiều dầy < 3m và
dưới đáy là lớp đất chòu lực tốt, đồng thời xuất hiện nước có áp lực cao, nếu dùng lớp
đệm cát không thích hợp thì có thể dùng đệm đá hộc, đá dăm, sỏi sạn. Trình tự thi
công và khống chế thi công lớp đệm đá sỏi cũng tương tự như lớp đệm cát. Riêng lớp
đệm đá hộïc, yêu cầu phải được xếp và chèn tốt, bởi vì nếu xếp và chèn không đảm
bảo thì sự ổn đònh của toàn bộ lớp đệm sẽ không thực hiện được (hình 4.18).
Mặt đường

≤3m

Nền đắp

Đá gia cố

Lớp đệm cát

Đất yếu

Hình 4.18: Lớp đệm cát hai bên gia cố bằng đá

h) Đắp đất trên bè
- Đắp đất trên bè làm bằng tre, gỗ hoặc các bó cành cây là một trong những
phương pháp xây dựng lâu đời, được sử dụng thành công trong xây dựng đê đập và
đặc biệt trong làm đường quân sự tạm thời (dã chiến). Bè tre, gỗ có thể ngăn ngừa
không cho mặt trượt sâu xuyên qua lòng đường, tác dụng mở rộng diện tích truyền tải
trọng làm cho nền thiên nhiên chòu tải trọng phân bố đều.
- Phương pháp xây dựng nền đường trên bè thi công đơn giản, trọng lượng nhẹ,
mặt cắt ngang nền đắp và bệ phản áp nhỏ, do đó khi nền đắp không cao và xung
quanh sẵn vật liệu thì đây là phương án có khả năng rẻ nhất.
- Do sự khác nhau của vật liệu sử dụng, có thể chia thành hai loại: Bè mềm và
bè cứng.
+ Bè mềm thường làm bằng bó cành cây hoặc cây con có đường kính 2÷5cm,
thường dùng khi đắp đê lấn biển và đường qua đầm lầy, còn dùng bè mềm làm lớp lót
trên nền đất yếu trước khi làm lớp đệm cát hoặc đá. Bè làm bằng bó cành cây hoàn
chỉnh là do nhiều lớp bè chính (theo hướng ngang) và bè phụ (theo hướng dọc) đan
nhau (hình 4.19), bè chính thu nhận lực kéo, bè phụ có tác dụng liên kết và tăng
cường.


150~200cm

Bó vỉa
3 ,6
3~

Cọc ghìm

m

Bó cành cây
d25~30cm
~
0,5

Giá bó cành cây

Dây buộc

Bó cành cây

Lớp cát, sỏi dày
2-3cm hoặc đá dăm

20~30cm

1m

Dây buộc
Tim đường
0,5m

0,25~0,3m

30~100

30~100

30~100

30~100

B+0,5m

1~1,2m
- Chiều dày lát 25- 30cm.
- Trên lát đá dăm, sỏi dày
2cm - 3cm

Hình 4.19: Đắp đất trên bè bằng bó cành cây

+ Bè cứng thường làm bằng tre hoặc gỗ đường kính lớn ghép lại, thường dùng
xây dựng đường qua vùng lầy, chống lầy bảo đảm giao thông (Ví dụ: Đoạn đường
mòn Hồ Chí Minh qua thung lũng A Lưới năm 1973). Bè gỗ cứng có thể làm theo
kiểu toàn khối hoặc kiểu vệt bánh, cấu tạo và tính toàn loại bè này tương tự như cấu
tạo, tính toán cầu gỗ (xem phần xây dựng mặt đường), kết cấu bè gỗ rất đơn giản
( hình 4.20).
Dây buộc

1,5~2m

m
~1
0,5

m
3,6
3~

Cọc ghìm

d10~12cm

Cọc ghìm d6~8cm

Cách buộc dây
d8~10cm

Hình 4.20: Đắp đất trên bè bằng gỗ tròn, tre liên kết

i) Phương pháp làm cọc cát
- Khi chiều dầy của lớp đất yếu rất dầy hoặc khi độ thấm của đất rất nhỏ, tốc
độ cố kết tự nhiên của nền đất yếu có thể rất chậm. Để tăng tốc độ cố kết người ta bố
trí trong nền đất yếu các thiết bò thoát nước dưới dạng đường thấm thẳng đứng bằng
cát (cọc cát, giếng cát) hoặc các rãnh thấm. Hệ thống các đường thấm thẳng đứng
hoặc các rãnh thấm thường được bố trí trong nền đất yếu trước khi đắp đất (hình
4.21). Chúng chỉ phát huy tác dụng sau khi có tác dụng của tải trọng ngoài (sau khi
đắp nền đường lên trên).


Mặt đường
Nền đắp
Gia cố nền đường bằng cọc cát
Đất yếu

Hình 4.21: Gia cố nền đường bằng cọc cát
Mặt đường
Nền đắp
Gia cố nền đường bằng giếng cát
Đất yếu

Hình 4.21: Gia cố nền đường bằng giếng cát

- So với các loại cọc cứng, cọc cát có những ưu điểm sau:
+ Khi dùng cọc cát, trò số mô đun biến dạng của cọc cát và vùng đất được nén
chặt xung quanh, sẽ giống nhau, vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền đất xử lý bằng
cọc cát sẽ đồng đều.
+ Dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất tiến triển sẽ nhanh hơn khi dùng
cọc cứng.
+ Giá thành rẻ hơn so với cọc cứng.
- Kỹ thuật thi công cọc cát gồm những bước chính sau: Làm lớp đệm cát, tạo lỗ
trong đất yếu, rót cát vào lỗ, có nhiều biện pháp tạo lỗ:
+ Đóng một ống thép có mũi ống đặc biệt làm bằng bốn là chắn đóng mở
được. Khi đóng ống thì các lá chắn khép kín lại, khi rút ống lên cao lá chắn mở ra
(Hình vẽ).
+ Khoan lỗ bằng máy khoan cơ học.
+ Khoan lỗ bằng xói nước
+ Tạo lỗ bằng phương pháp nổ mìn dài.
Ống dẫn nước có áp
Ống thoát nước ra
Cát đệm

Ống vách

Đầu khoan


Hình 4.22: Khoan lỗ bằng xói nước

Phương pháp làm cột ba lát

- Kỹ thuật làm cột balát ứng dụng để gia cố nền đất yếu bằng sét hoặc á sét;
cột ba lát thường được thi công thành hai bước.
+ Khoan lỗ đường kính 0,6÷1,0m, chiều sâu có thể tới 15÷20m bằng ống “dùi
chấn động”; ống dùi hình trụ, đường kính 30÷40cm, dài từ 2÷5m, trong có bố trí một
thiết bò chấn động, ống dùi xuyên vào đất dưới tác dụng của tải trọng bản thân, của
chấn động kết hợp với việc xói nước ở đầu dùi, nước bùn xói sẽ được bơm hút lên mặt
đất và thoát đi.
+ Sau khi khoan lỗ xong thì lấp ngay vật liệu rời có góc nội ma sát lớn (Ví dụ
đá balát) vào lỗ khoan. Vật liệu rời sẽ lọt vào khoang trống giữa ống dùi chấn động
và thành lỗ khoan, rồi tụt dần xuống mũi ống và được chèn chặt, Tiếp tục nâng thiết
bò chấn động lên chầm chậm, sao cho dưới tác dụng của chấn động hình thành một cột
vật liệu rời được nén chặt từ dưới lên trên gọi là “cột balát”.
- Cột ba lát thường có tiết diện thay đổi theo chiều cao, to ra ở lớp đất mềm
hơn, do đó số lượng vật liệu rời cũng thay đổi theo. Cột balát được phân bố đều mỗi
cột một diện tích khoảng 5m2. Vật liệu cột sẽ làm việc tương tự như trong thiết bò nén
ba trục: Áp lực hông do tác dụng của nền đất thiên nhiên và tải trọng dọc trục tác
dụng từ trên bề mặt.
l) Làm cột đất gia cố vôi và cột đất gia cố xi măng
- Kỹ thuật gia cố vôi đầu tiên được áp dụng và phát triển mạnh mẽ trong việc
xây dựng các lớp móng đường; Gần đây người ta bắt đầu áp dụng kỹ thuật này để cải
thiện tính chất cơ lý của đất sét yếu trong nền thiên nhiên bằng cọc vôi. Để thi công
cọc vôi, người ta đào (hoặc khoan) lỗ có đường kính 30÷50cm, cách nhau 2÷5m, rồi
cho vôi cục chưa tôi vào. Khi tác dụng với nước, vôi sống được tôi sẽ tăng thể tích
(60÷80%), có tác dụng nén chặt đất xung quanh, đồng thời còn tác dụng gia cố đất
xung quanh cọc làm tăng cường độ hút nước, tỏa nhiệt, giảm độ ẩm đất yếu. Do độ
thấm của đất sét nhỏ nên sự lan truyền của vôi trong khối đất bò hạn chế, nên việc cải
thiện tính chất của đất yếu của cột vôi còn rất cục bộ. Để khắc phục nhược điểm này
năm 1975, chuyên gia Thụy Điển đã trực tiếp trộn vôi xi măng với đất sét mềm ngay
trong nền đất yếu, làm thành các cột đất gia cố vôi, gia cố xi măng.
Cát

Lỗ khoan
Thuốc nổ
Đất yếu

a)

b)

c)

d)


Hình 4.23: Tạo lỗ cột đất gia cố đất, cột đất gia cố xi măng

- Vật liệu gia cố trong cột đất là vôi bột chưa tôi có cỡ hạt 0,2mm; tác dụng của
vôi chủ yếu là để tăng sức chống cắt và giảm tính nén lún của đất; sự thay đổi về tính
chất cơ học của đất sẩy ra rất nhanh, do quá trình trao đổi Ion và vôi tôi trong đất, tiếp
theo là quá trình thủy hóa xi măng và silicát hóa.
Khi gia cố bằng xi măng, quá trình thủy hóa xi măng và tạo ra khung cứng
trong đất là chủ yếu và xẩy ra ngay sau khi khuấy trộn.
- Lượng vật liệu gia cốâ (vôi, xi măng) với số đất nền thường vào khoảng
8÷12% khối lượng đất khô.
- Đất được gia cố (vôi, xi măng) khá răn chắc, có hệ số nén thấp, sức chống cắt
cao, cường độ chống cắt của đất sét gia cố có thể lên tới 10daN/cm 3, tăng hơn 50
lầnso với đất chưa gia cố, cường độ chòu nén tăng 2÷3 lần, hệ số thấm khá lớn
(K=10−2÷10−4 cm/s).

Phạm vi gia cố cọc đất-xi măng

d600, L14m
Hình 4.24: Nền đường đầu cầu gia cố bằng cọc vôi, xi măng???

n) Nền đường đắp trên cọc
- Để giảm bớt tải trọng mà nền đất yếu dưới nền đắp phải thu nhận, có thể sử
dụng nền cọc để truyền tải trọng từ nền đường xuống lớp đất cứng, hoặc truyền đến
một độ sâu nhất đònh có đủ cường độ trong lớp đất yếu (dùng móng cọc ma sát).
- Có hai phương án đắp nền đường trên cọc:
+ Đắp nền đường lên tấm bê tông liên kết đầu các cọc
+ Đắp nền đường trực tiếp trên đầu các cọc


Nền đắp

Nền đắp

a)

b)

Hình 4.24: Nền đường đầu cầu gia cố bằng cọc vôi – xi măng
a) Nền đường lên tấm bê tôn g liên kết đầu các cọc
b) Nền đường trực tiếp trên đầu các cọc

m) Phương pháp cố kết động
- Nguyên lý cơ bản của phương pháp này là tác dụng các lực xung kích năng
lượng lớn trên bề mặt của đất yếu, để cải thiện các đặc trưng cơ học của đất theo
chiều sâu. Trong thực tế đó là phương pháp thả rơi tự do một vật nặng khối lượng từ
10÷20 tấn từ độ cao 15÷20m trên bề mặt nền đất cần gia cố theo các đònh của mạng
lưới ô vuông được xác đònh phụ thuộc vào hiện trường cần xử lý. Việc thả đầm được

tiến hành nhiều lần kéo dài từ vài ngày đến vài tuần; tùy theo hệ số thấm của đất cần
gia cố, phương pháp này thường được áp dụng để gia cố đất yếu thuộc loại cát, đất có
tính lún sập và đất đắp có hệ số bão hòa S r<0,7. Trình tự thi công theo phướng pháp
cố kết động như sau :
- Chuẩn bò chọn đường kính và trọng lượng đầm, tiến hành đầm và kiểm tra
chất lượng đầm tại hiện trường.
- Để đầm chặt đất bằng phương pháp cố kết động cần phải xác đònh hai chỉ tiêu
quan trọng là độ ẩm tốt nhất và độ chối đầm nén.
+ Độ ẩm tốt nhất được xác đònh bằng thí nghiệm đầm nén tiêu chuẩn trong cối
ProcTor (cơ học đất).
+ Độ chối là độ lún đàn hồi của nền đất sau một lần đầm, độ chối đầm nén ứng
với độ ẩm tốt nhất có thể lấy bằng 1÷2cm đối với đất sét và từ 0,5÷1cm đối với đất
cát. Thường thì có thể đạt được độ chối đầm nén sau 5÷12 lần thả đầm.