Ứng dụng công nghệ trộn xi măng dưới sâu và các phương pháp thí nghiệm xác định tính chất của nó trong điều kiện đất yếu khu vực Duyên Hải – Trà Vinh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CỬU LONG

HUỲNH NGUYỄN NGỌC TIẾN

ỨNG DỤNG CÔNG NGHỆ TRỘN XI MĂNG DƯỚI SÂU VÀ
CÁC PHƯƠNG PHÁP THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH TÍNH
CHẤT CỦA NÓ TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU KHU VỰC
DUYÊN HẢI – TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH
DÂN DỤNG VÀ CÔNG NGHIỆP

VĨNH LONG, 2016


iv
MỤC LỤC
MỞ ĐẦU

.......................................................................................................... 1

1.

Vấn đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài ................................................. 1

2.

Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ..................................................................... 3

3.

Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ................................................................ 4

4.

Phương pháp nghiên cứu .............................................................................. 4

5.

Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài ........................................... 5

6.

Hạn chế của đề tài ......................................................................................... 5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT
YẾU BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ....................................................................... 6
1.1

Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ trộn sâu .................................... 6

1.2

Phương trình bố trí trụ đất xi măng [06]: ................................................... 10

1.3

Công ngệ thi công trụ đất xi măng ............................................................. 10

1.4

Công nghệ trộn khô DJM (Dry Jet Mixing methods)................................. 10

1.5

Công nghệ trộn ướt (Wet – Mixing) ........................................................... 11

1.5.1

Cánh trộn bằng kim loại DMM .................................................................. 11

1.5.2

Phương pháp trộn bằng tia áp lực cao (Jet - Grouting) .............................. 12

1.6

Nhận xét:

1.7

Ứng dụng của trụ đất xi măng .................................................................... 14

1.8

Các kết quả nghiên cứu trong nước về trụ đất xi măng .............................. 15

1.9

Một số công trình ứng dụng trụ đất xi măng trong và ngoài nước ............. 16

1.9.1

Một số ứng dụng trụ đất xi măng trên thế giới ........................................... 16

1.9.2

Một số công trình ứng dụng trụ đất xi măng tại Việt Nam ........................ 16

1.10

Nhận xét chương 1:..................................................................................... 18

............................................................... 14

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TRỤ ĐẤT XI MĂNG .... 19


v
2.1

Cở sở lý thuyết tính toán trụ đất xi măng [07], [04], [03] ......................... 19

2.1.1

Phương pháp tính toán theo quan điểm trụ đất xi măng làm việc như cọc 20

2.1.1.1 Tính toán ổn định của trụ đất xi măng theo trạng thái giới hạn thứ nhất ... 20
2.1.1.2 Tính toán ổn định của trụ đất xi măng theo trạng thái giới hạn thứ hai ..... 20

2.1.2

Tính toán theo quan điểm nền tương đương ............................................... 20

2.2

Khả năng chịu tải giới hạn theo quan điểm Viện Địa Kỹ Thuật Châu Á ... 21

2.2.1

Khả năng chịu tải giới hạn của cọc đơn...................................................... 21

2.2.2

Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc................................................... 22

2.3

Tính toán khả năng biến dạng..................................................................... 22

2.4

Tính toán các thông số, bố trí hình học của trụ đất xi măng ...................... 24

2.5

Nhận xét chương II ..................................................................................... 25

CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TRƯNG
CỦA TRỤ ĐẤT XI MĂNG .................................................................................. 26

3.1

Dụng cụ thiết bị thí nghiệm và chuẩn bị vật tư .......................................... 26

3.1.1

Thí nghiệm xác định đặc trưng cơ lý của đất nền....................................... 26

3.1.2

Thí nghiệm xác định đặc trưng cơ lý của xi măng ..................................... 26

3.1.3

Thí nghiệm xác định chỉ tiêu của nước ...................................................... 26

3.2

Quy trình chế bị mẫu .................................................................................. 29

3.2.1

Xác định tỷ lệ xi măng ................................................................................ 29

3.2.2

Chế bị mẫu .................................................................................................. 31

3.2.3

Chế độ bảo dưỡng mẫu sau khi chế bị ........................................................ 32

3.2.4

Trình tự thí nghiệm ..................................................................................... 32

3.2.5

Thí nghiệm nén đơn trục không hạn chế nở hông ...................................... 33

3.2.6

Kết quả thí nghiệm nén đơn trục không hạn chế nở hông .......................... 33

3.2.7

Thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất trộn xi măng [5] .................................... 42


vi
3.2.8

Kết quả thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất trộn xi măng .............................. 42

3.2.9

So sánh các kết quả thí nghiệm và hiện trường qua thông số qu (kPa) .... 46

3.2.10

Phân tích dữ liệu thí nghiệm và lựa chọn kết quả dựa trên phương trình

hồi quy tuyến tính: ................................................................................................ 47
3.2.11 Nhận xét chương 3 .................................................................................... 50
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ GIA CỐ NỀN
ĐẤT YẾU DƯỜI NỀN CỐNG XẢ NƯỚC LÀM MÁT .......................................... 54
4.1

Giới thiệu công trình ................................................................................... 54

4.2

Điều kiện địa chất của công trình ............................................................... 57

4.3

Tính toán ổn định – biến dạng của trụ đất xi măng bằng phương pháp

giải tích dựa trên nền tảng phần mềm Microsoft Excel 2013. .................................. 59
4.3.1

Theo quan điểm hỗn hợp của Viện địa kỹ thuật Châu Á AIT (dựa theo

quy trình Thụy Điển SGF 4:95E) ............................................................................. 59
4.3.2

Tính toán ổn định và biến dạng của trụ đất - xi măng theo quy trình

Thượng Hải Trung Quốc .......................................................................................... 66
4.3.3

Tính toán ổn định và biến dạng theo quy trình Nhật Bản ......................... 70

4.3.4

Tính toán ổn định và biến dạng theo quan điểm Viện địa kỹ thuật Châu

Á AIT (dựa theo quy trình Thụy Điển SGF 4:95E) khi thực hiện thay đổi đường
kính trụ (D), khoảng cách bố trí (S), chiều dài trụ (L) và cách bố trí hình học (bố
trí hình vuông và hình tam giác) so với ban đầu ...................................................... 77
4.4

Phân tích ổn định – biến dạng của trụ đất xi măng bằng phương pháp

phần tử hữu hạn (mô phỏng bằng phần mềm Plaxis 3D) ......................................... 81
4.4.1

Giới thiệu ................................................................................................... 81

4.4.2

Mô hình, kết quả bài toán thông qua phần mềm mô phỏng Plaxis 3D ..... 82

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................ 99
KẾT LUẬN

...................................................................................................... 99

KIẾN NGHỊ ...................................................................................................... 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO .................................................................................. 102

vii

DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT
c

(kN/m2)

:

Lực dính của đất.

Ccol

(kN/m2)

:

Lực dính trụ đất xi măng.

Csoil

(kN/m2)

:

Lực dính của đất yếu được gia cố

Ctđ

(kN/m2)

:

Lực dính của nền tương đương

Cu

(kN/m2)

:

Sức chống cắt trung bình của đất xung quanh trụ

Cri

:

Chỉ số nén lún hồi phục ứng với quá trình dỡ tải.

Cci

:

Chỉ số nén lún hay độ dốc của đoạn đường cong nén lún.

Cu.col

(kN/m2)

:

Sức chống cắt trung bình của trụ đất xi măng.



(o)

:

Góc ma sát trong.

φcol

(o)

:

Góc ma sát trong trụ đất xi măng.

φsoil

(o)

:

Góc ma sát trong của đất yếu được gia cố

φtđ

(o)

:

Góc ma sát trong của nền tương đương

τ

(kPa)

:

Sức chống cắt của đất.

:

Hệ số Poisson.

ν
Δσiv

(kN/m2)

:

Gia tăng ứng suất thẳng đứng.

σipz

(kN/m2)

:

Ứng suất tiền cố kết.

σz

(kN/m3)

:

Ứng suất thẳng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất.

as

(m2)

:

Diện tích tương đối của trụ đất xi măng.

Acol

(m2)

:

Diện tích trụ đất xi măng.

Asoil

(m2)

:

Diện tích của đất yếu được gia cố

b

(m)

:

Bề rộng diện chịu tải trọng cục bộ

B

(m)

:

Bề rộng của đáy nền

Bcol

(m)

:

Bề rộng khối trụ đất xi măng.

Ecol

(kN/m2)

:

Module biến dạng trụ đất xi măng.

Esoil

(kN/m2)

:

Module biến dạng của đất yếu được gia cố

Etđ

(kN/m2)

:

Module biến dạng của nền tương đương

col

(kN/m3)

:

Trọng lượng riêng của trụ đất xi măng.

soil

(kN/m3)

:

Trọng lượng riêng của đất yếu được gia cố

tđ

(kN/m3)

:

Trọng lượng riêng của nền tương đương


viii
ffs

:

hệ số riêng phần đối với trọng lượng đất

fq

:

hệ số riêng phần đối với tải trọng ngoài

Fs

:

Hệ số an toàn.

Gsoil

(kPa)

:

Mô đun trượt

hi

(m)

:

Bề dày lớp đất tính lún thứ i

Hcol

(m)

:

Chiều dài trụ đất vôi

H

(m)

:

Chiều cao nền đắp

Hcol

(m)

:

Chiều cao khối trụ đất xi măng.

IP

(%)

:

Chỉ số dẻo.

IL

(%)

:

Độ sệt.

l

(m)

:

Chiều dài của diện chịu tải trọng cục bộ

Lcol

(m)

:

Chiều dài khối trụ đất xi măng.

q

(kN)

:

Áp lực đáy móng

qu

(kPa)

:

Cường độ kháng nén đơn.

Qult.soil

(kN)

:

Khả năng chịu tải trọng tới hạn theo đất nền của trụ đất xi

Qult.group (kN)

:

Khả năng chịu tải trọng tới hạn theo cơ chế phá hoại khối

Qult

(kN)

:

Khả năng chịu tải trọng tới hạn theo cơ chế phá hoại cục bộ

Qcreep.col (kN)

:

Khả năng chịu tải có kể đến từ biến

Q

:

Khả năng chịu tải mỗi trụ trong nhóm trụ

măng.

(kN)


ix
DANH MỤC BẢNG BIỂU
MỞ ĐẦU

......................................................................................................... 1

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT
YẾU BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ..................................................................... 8
Bảng 1-1: So sánh công nghệ thi công trụ đất xi măng ......................................... 13
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TRỤ ĐẤT XI MĂNG .... 19
CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TRƯNG
CỦA TRỤ ĐẤT XI MĂNG ................................................................................ 26
Bảng 3-1 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên ........................ 27

Bảng 3-2 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng khi làm thí nghiệm .............................. 27
Bảng 3-3 Các chỉ tiêu cơ lý của nước trộn mẫu ..................................................... 28
Bảng 3-4 Các chỉ tiêu cơ lý của nước tại vị trí lấy mẫu [02] ............................... 28
Bảng 3-5 Chế bị mẫu đất trộn xi măng ở tuổi 7,14, 28 và 90 ngày ........................ 30
Bảng 3-6 Bảng tổng THKQTN cắt trực tiếp ở tuổi 7,14, 28 và 90 ngày ............. 43
Bảng 3-7: Bảng kết quả phương trình hồi quy thí nghiệm nén đơn trục ............. 48
Bảng 3-8: Bảng kết quả phương trình hồi quy thí nghiệm cắt trực tiếp ................ 49
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ GIA CỐ NỀN
ĐẤT YẾU DƯỜI NỀN CỐNG XẢ NƯỚC LÀM MÁT ................................... 54
Bảng 4-1: Tổng hợp kết quả theo quan điểm Thụy Điển, Nhật Bản, Trung Quốc 76
Bảng 4-2 Kết quả tính toán khi thay đổi đường kính trụ đất – xi măng ................. 77
Bảng 4-3 Kết quả tính toán khi thay đổi khoảng cách bố trí (S) trụ đất – xi măng 78
Bảng 4-4 Kết quả tính toán khi thay đổi chiều dài trụ (L)trụ đất – xi măng ......... 78
Bảng 4-5 Kết quả tính toán khi thay đổi cách bố trí hình học trụ đất – xi măng . 79
Bảng 4-6 Thông số đầu vào khi thực hiện mô phỏng phần mềm Plaxis 3D .......... 83


x
DANH MỤC HÌNH VÀ BIỂU ĐỒ
MỞ ĐẦU

......................................................................................................... 1

Hình i: Bản đồ phân bố vùng đất yếu Nam Bộ ........................................................ 3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT
YẾU BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ..................................................................... 8
Hình 1.1: Các phương pháp làm việc của công nghệ trộn sâu [10] ....................... 8
Hình 1.2: Phương pháp trộn sâu ở Nhật Bản ......................................................... 9
Hình 1.3: Phương pháp trộn sâu ở Hà Lan ............................................................ 9
Hình 1.4: Phương pháp trộn sâu ở Đức .................................................................. 9

Hình 1.5: Bố trí trụ đất xi măng điển hình ............................................................ 10
Hình 1.6: Quy trình thi công bằng công nghệ trộn khô ........................................ 11
Hình 1.7: Máy khoan và lưỡi khoan theo công nghệ trộn khô ............................. 11
Hình 1.8: Sơ đồ thi công trộn khô ....................................................................... 11
Hình 1.9: Máy khoan và lưỡi khoan theo công nghệ trộn ướt bằng
cánh kim loại

...................................................................................................... 12

Hình 1.10: Quy trình thi công bằng công nghệ trộn ướt ...................................... 12
Hình 1.11: Trụ đất xi măng ứng dụng dưới bồn chứa xăng dầu Cần Thơ ........... 17
Hình 1.12: Hình ảnh chống thấm cho đê quai công trình Sơn la ......................... 17
Hình 1.13: Thi công tường chống thấm nền đập Đá Bạc (Hà Tĩnh) .................... 17
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN TRỤ ĐẤT XI MĂNG .... 19
Hình 2.1: Phương trình tính lún trường hợp A ....................................................... 23
Hình 2.2: Phương trình tính lún trường hợp A ....................................................... 24
CHƯƠNG 3: THÍ NGHIỆM XÁC ĐỊNH CÁC CHỈ TIÊU ĐẶC TRƯNG
CỦA TRỤ ĐẤT XI MĂNG ................................................................................ 26
Hình 3.1: Máy trộn mẫu và tủ sấy xác định độ ẩm ................................................. 26


xi
Hình 3.2: Máy nén một trục không hạn chế nở hông và máy cắt trực tiếp ............ 26
Hình 3.3: Cân nước, xi măng và trộn mẫu đất xi măng ........................................ 31
Hình 3.4: Chế bị mẫu đất trộn xi măng ................................................................ 31
Hình 3.5: Mẫu đất trộn xi măng trong thùng bảo dưỡng ...................................... 32
Hình 3.6: Ghi nhận lại kích thước, trọng lượng của mẫu trước khi thí nghiệm ... 32
Hình 3.7: Thí nghiệm nén một trục không hạn chế nở hông ................................ 33
Hình 3.8: Ghi nhận kết quả thí nghiệm nén đơn trục ............................................. 33
Hình 3.9: Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng XM theo thời

gian của thí nghiệm 1 ........................................................................................... 34
Hình 3.10: Biểu đồ quan hệ giữa độ ẩm và hàm lượng XM theo thời gian của
thí nghiệm 1

........................................................................................................ 34

Hình 3.11: Biểu đồ quan hệ giữa qu(kPa) và ở 28 ngày tuổi và dung trọng ....... 35
Hình 3.12: Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng XM theo
thời gian của thí nghiệm 2 .................................................................................... 36
Hình 3.13: Biểu đồ quan hệ giữa độ ẩm và hàm lượng XM theo thời gian của
thí nghiệm 2

........................................................................................................ 36

Hình 3.14: Biểu đồ quan hệ giữa qu(kPa) và ở 28 ngày tuổi và dung trọng ....... 37
Hình 3.15: Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng XM theo
thời gian của thí nghiệm 3 ................................................................................... 38
Hình 3.16: Biểu đồ quan hệ giữa độ ẩm và hàm lượng XM theo thời gian của
thí nghiệm 3

........................................................................................................ 38

Hình 3.17: Biểu đồ quan hệ giữa qu(kPa) và ở 28 ngày tuổi và dung trọng ....... 39
Hình 3.18: Biểu đồ quan hệ giữa sức kháng nén đơn và hàm lượng XM theo
thời gian của thí nghiệm 4 ...................................................................................... 40
Hình 3.19: Biểu đồ quan hệ giữa độ ẩm và hàm lượng XM theo thời gian của
thí nghiệm 4

........................................................................................................ 40

xii
Hình 3.20: Biểu đồ quan hệ giữa qu(kPa) và ở 28 ngày tuổi và dung trọng ....... 41
Hình 3.21: Thí nghiệm cắt trực tiếp mẫu đất trộn xi măng .................................. 42
Hình 3.22: Biểu đồ quan hệ giữa lực dính, góc nội ma sát, thời gian W/C=0,8 .. 44
Hình 3.23: Biểu đồ đường mối tương quan của (độ) và C (kPa) theo thời gian .. 45
Hình 3.24: Biểu đồ so sánh sức kháng nén đơn qu (kPa) của các thí nghiệm và
hiện trường ở 28 ngày tuổi ..................................................................................... 46
Hình 3.25: Quan hệ giữa cường độ nén đơn và biến dạng theo hàm lượng xi
măng 14% ở tuổi 28 ngày ....................................................................................... 53
CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG ĐỂ XỬ LÝ GIA CỐ
NỀN ĐẤT YẾU DƯỜI NỀN CỐNG XẢ NƯỚC LÀM MÁT .......................... 54
Hình 4.1: Mặt bằng vị trí cống dẫn xả nước làm mát ........................................... 54
Hình 4.2: Mặt cắt mẫu đất đại diện tại khu vực đất cần gia cố ............................ 57
Hình 4.3: Mặt cắt điển hình của công trình cống xả nước làm mát ..................... 58
Hình 4.4: Biểu đồ sức chịu tải và biến dạng của trụ đất- xi măng ......................... 76
Hình 4.5: Biểu đồ sức chịu tải và biến dạng của trụ đất- xi măng khi bố trí theo
hình vuông và tam giác .......................................................................................... 79
Hình 4.6: Mô hình trụ đất xi măng 2D và 3D ........................................................ 84
Hình 4.7: Phân bố điểm dẻo và tổng độ lún của của nền đất sau khi được gia cố
mô hình

........................................................................................................ 85

Hình 4.8: Tổng độ lún theo phương đứng của nền sau khi được gia cố mô hình 1 86
Hình 4.9: Ứng suất hữu hiệu mô hình 1 ................................................................ 87
Hình 4.10: Ứng suất tổng thể mô hình 1 .............................................................. 88
Hình 4.11: Biểu đồ chuyển vị của tường vây và trụ đỡ ........................................ 89
Hình 4.12: Biểu đồ  '(kN / m2 ) của tường vây và trụ đỡ .................................... 89
Hình 4.13: Biểu đồ  (kN / m2 ) của tường vây và trụ đỡ .................................... 89

Hình 4.14: Biểu đồ lực – chuyển vị U(y) tại giai đoạn đặt tải ............................. 89


xiii
Hình 4.15: Mô hình trụ đất xi măng 2D và 3D ...................................................... 90
Hình 4.16: Phân bố điểm dẻo và tổng độ lún của của nền đất sau khi được gia
cố mô hình 2

...................................................................................................... 91

Hình 4.17: Tổng độ lún theo phương đứng của nền sau khi được gia cố
mô hình 1

........................................................................................................ 92

Hình 4.18: Ứng suất hữu hiệu mô hình 2 .............................................................. 93
Hình 4.19: Ứng suất tổng thể mô hình 2 .............................................................. 94
Hình 4.20: Biểu đồ chuyển vị của tường vây và trụ đỡ ........................................ 95
Hình 4.21: Biểu đồ  '(kN / m2 ) của tường vây và trụ đỡ .................................... 95
Hình 4.22: Biểu đồ  (kN / m2 ) của tường vây và trụ đỡ .................................... 95
Hình 4.23: Biểu đồ lực – chuyển vị U(y) tại giai đoạn đặt tải ............................. 95
Hình 4.24: Độ lún U(y) theo giai đoạn thi công của cả hai mô hình ...................... 96
Hình 4.25: Biểu đồ so sánh kết quả tính lún U(y) theo giải tích và Plaxis 3D ..... 97


1

MỞ ĐẦU
1. Vấn đề thực tiễn và tính cấp thiết của đề tài
Trong những năm gần đây cùng với sự phát triển của kinh tế đất nước, trên

con đường công nghiệp hóa, hiện đại hóa trong điều kiện nền kinh tế thị trường,
ngành xây dựng tất yếu cần phải phát triển không ngừng và ngày càng lớn mạnh.
Trong thời kỳ hội nhập kinh tế, khoa học kỹ thuật thế giới việc tiếp nhận các công
nghệ kỹ thuật tiên tiến đưa vào ứng dụng trong thực tiễn đất nước để tạo ra một sản
phẩm có chất lượng, đạt hiệu quả kinh tế cao là một chiến lược phát triển khoa học
công nghệ của đất nước ta trong thời điểm hiện tại và tương lai.
Để phát triển được nền kinh tế trong thời điểm hiện tại việc làm đầu tiên là
phải phát triển cơ sở vật chất trong nước một cách đồng bộ, khoa học ngày càng
vững mạnh. Nhu cầu xây dựng cơ sở vật chất, cơ sở hạ tầng cả nước nói chung và
tại khu vực đồng bằng sông Cửu Long nói riêng là điều kiện cần thiết để phát triển
nền kinh tế xã hội, đảm bảo an ninh quốc phòng một cách bền vững nhất. Phần lớn
các công trình tại khu vực Tây Nam Bộ được xây dựng trên nền đất tự nhiên trong
những điều kiện môi trường khác nhau. Do đó, nhiều khu vực nền đất tự nhiên chưa
đáp ứng được sự ổn định, khả năng chịu tải của đất nền của các công trình như nhà
cửa, cầu cống, đê đập, đường xá… xây dựng trên chúng. Hay nói cách khác, khả
năng chịu tải của chúng kém hơn so với tải trọng thiết kế dự kiến. Thực tế này đòi
hỏi con người phải tìm ra và phát triển các công nghệ thích hợp cho ngành xây dựng
để xử lý nền đất yếu nhằm tăng khả năng chịu lực, ổn định và giảm độ lún cho công
trình đạt hiệu quả nhất.
Khu vực Đồng bằng Sông Cửu Long có điểm chung là một trong những nơi
có tầng đất yếu với bề dày là rất lớn, chiều dày tầng đất yếu dao động từ 10m đến
30m, có nơi lên đến 40m. Thêm vào đó khu vực này có cao độ tự nhiên trung bình
tương đối thấp nên thường xuyên bị ngập nước gây ảnh hưởng lớn đến khả năng
chịu lực, ổn định của nền đất khi xây dựng công trình. Đã có nhiều công trình xảy ra
sự cố (Sụp lún kè cạnh bờ sông, sụp lún nền kho, lún lệch đường dẫn vào cầu, sụp
lún khi thi công các công trình ven biển,...) gây ảnh hưởng nghiêm trọng đến chất


2

lượng công trình nguyên nhân là do công tác khảo sát thăm dò địa chất chưa thật sự
toàn diện đồng thời chưa đưa ra được giải pháp nền móng tối ưu nhất cho nền đất
yếu.
Khu vực ven biển nước ta nói chung, vùng Duyên Hải – Trà Vinh nói riêng
có đặc trưng địa chất là phù sa bồi đắp lâu năm, cát mịn bùn và lớp sét dẻo với
chiều dày khá lớn lên đến hơn 40m. Vì thế việc xây dựng phần kết cấu nền móng
công trình, gia cố nền đất yếu cho những công trình có diện tích xây dựng lớn tại
khu vực này đòi hỏi chi phí xây dựng khá cao, mất thời gian tồn tại nhiều rủi ro gây
e ngại cho người đầu tư. Để khắc phục được các nhược điểm trên đến mức hiệu quả
nhất, thì từ lâu nhiều nước trên thế giới đã áp dụng giải pháp gia cố nền đất yếu
bằng trụ đất xi măng xử lý tại chỗ cho vùng đất yếu cần nghiên cứu. Từ những năm
1970 trên thế giới đã áp dụng công nghệ trụ đất xi măng một cách rộng rãi, tuy
nhiên giải pháp này chưa được ứng dụng nhiều tại Việt Nam nói chung và khu vực
vùng đất ven biển Duyên Hải – Trà Vinh nói riêng.
Đã có nhiều nghiên cứu đi trước nhưng chủ yếu chỉ tập trung ở một số lĩnh
vực là thực hiện nghiên cứu đối với gia cố thành hố đào sâu, hạn chế lún lệch đường
dẫn vào cầu,... ở nhiều địa điểm có địa chất khác nhau. Việc thực hiện nghiên cứu
ứng dụng của trụ đất xi măng trong việc gia cố nền đất yếu dưới nền cống thoát – xả
nước làm mát phục vụ cho nhà máy nhiệt điện Duyên Hải – Trà Vinh là hết sức cần
thiết với những công trình có đặc điểm: dòng nước di chuyển liên tục và tải trọng
toàn phần khá lớn trong điều kiện địa chất vùng bồi lấp ven biển khá phức tạp.
Vì thế, được sự đồng ý của Thầy hướng dẫn, tác giả đã mạnh dạn đề xuất đề tài :
“Ứng dụng công nghệ trộn xi măng dưới sâu và các phương pháp thí nghiệm
xác định tính chất của nó trong điều kiện đất yếu khu vực Duyên Hải – Trà
Vinh” nói riêng và Việt Nam nói chung trong điều kiện đất yếu là một nhiệm vụ
quan trọng và cấp bách nhằm góp phần nâng cao hiệu quả đầu tư xây dựng và
nghiên cứu này trở thành một trong những giải pháp nền móng hợp lý cho các loại
công trình, mở rộng phạm vi ứng dụng của trụ đất xi măng.

3

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Khái niệm đất yếu cho đến nay vẫn chưa thật sự rõ ràng. Khái niệm này chỉ là
tương đối, phụ thuộc và tương quan giữa khả năng chịu lực của đất với tải trọng
công trình. Đa số các nhà nghiên cứu gọi đất yếu là những lọai đất có lẫn nhiều hữu
cơ có khả năng chịu tải thấp vào khoảng 0,5 – 1 kg/cm2, khả năng biến dạng lớn.
Đất yếu hầu như hoàn toàn bão hòa nước (G>0.8), hệ số rỗng e>1, hệ số nén lún
lớn, dung trọng bé, độ sệt lớn, mô đun biến dạng bé (thường E0  50kg / cm2 ), trị số
chống cắt không đáng kể (góc ma sát trong  '  40  80 ).[7]

Hình i: Bản đồ phân bố vùng đất yếu Nam Bộ
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của đất nền, cải thiện
một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún,
tăng độ chặt, trị số mođun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất…
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài tập trung giải quyết vấn đề nêu trên bao gồm
các mục tiêu nghiên cứu cụ thể như sau:
 Nghiên cứu, tính toán tối ưu hóa tỷ lệ hàm lượng đất/xi măng trong hỗn hợp
trụ đất xi măng bằng phương pháp thực nghiệm.
 Xác định sự thay đổi về độ ẩm, tỉ trọng hạt và giới hạn chảy, giới hạn dẻo
của hỗn hợp đất kết hợp với xi măng.
 Thông qua thí nghiệm nén một trục nở hông tập trung đánh giá sự thay đổi
về cường độ, module biến dạng của hỗn hợp đất kết hợp với xi măng theo
các xi măng khác nhau theo thời gian.


4

 Từ thí nghiệm cắt trực tiếp đánh giá sự thay đổi của lực dính c và góc ma sát
trong φ của hỗn hợp đất xi măng.

 Với kết quả thí nghiệm bên trên, tiến hành sử dụng phương pháp giải tích và
phần mềm Plaxis 3D phân tích sự thay đổi ứng suất và biến dạng của trụ đất
xi măng ứng cho công trình cụ thể khu vực Duyên Hải – Trà Vinh.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu chủ yếu của tác giả là hướng đến xử lý nền đất yếu tại khu
vực Duyên Hải – Trà Vinh bằng trụ đất xi măng ứng với điều kiện tự nhiên tại địa
phương. Phạm vi nghiên cứu là đề ra giải pháp gia cố nền đất yếu cho các công
trình xây dựng nằm ở khu vực ven biển có khả năng ứng dụng và kinh tế cao.
Tổng hợp các cơ sở lý thuyết về gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng, tính
toán được khả năng chịu tải của trụ đất xi măng, đất nền dựa trên cơ sở lý thuyết
của các tài liệu khác nhau nhưng chủ yếu là tính toán theo quan điểm như nền tương
đương và quan điểm của Viện địa Kỹ thuật Châu Á.
4. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp lý thuyết: Nghiên cứu tổng quan về giải pháp sử dụng trụ đất xi
măng để gia cố nền đất yếu trong nước và ngoài nước. Nghiên cứu các thí nghiệm
trong phòng và hiện trường để xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền trước và sau khi
gia cố.
- Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: Tiến hành lấy mẫu đất ngoài hiện
trường ở độ sâu hơn 2m đem về phòng thí nghiệm thiết kế mẫu thử và tiến hành thí
nghiệm với các thí nghiệm trong phòng để tìm ra kết quả hàm lượng tối ưu ứng với
hàm lượng xi măng và đất tại chỗ theo thời gian. Phân tích đánh giá tìm mối quan
hệ của chúng, ứng dụng kết quả vào tính toán ổn định gia cố nền đất yếu cho công
trình cụ thể.
- Phương pháp nghiên cứu mô phỏng: Sử dụng tính năng của phần mềm
Plaxis 3D để mô phỏng tính toán.


5

5. Ý nghĩa khoa học và giá trị thực tiễn của đề tài

Với việc xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất nền và sự thay đổi của nó trong hỗn hợp
trụ đất xi măng, đánh giá cường độ, xác định hàm lượng tối ưu theo hàm lượng xi
măng sao cho đạt hiệu quả về kỹ thuật và kinh tế trong điều kiện đất nền thực tế,
nghiên cứu này đưa ra các cơ sở, quy trình tính toán, thí nghiệm cho các đơn vị thiết kế,
kỹ sư xây dựng tham khảo như một tài liệu trong việc tính toán thiết kế trụ đất xi măng,
song đó được các cấp thẩm quyền tại khu vực Duyên Hải – Trà Vinh nói chung và hơn
nữa là các tỉnh miền Tây Nam Bộ khuyến khích sử dụng đại trà trong việc gia cố nền
đất yếu như là một giải pháp tối ưu trong thời điểm hiện tại và tương lai.
6. Hạn chế của đề tài
Do cơ chế làm việc của công trình có tải trọng tương đối lớn với nền đất bên
dưới diễn ra rất phức tạp. Điểm đặc biệt của công trình là phục vụ cho việc cung
cấp, thoát nước làm mát cho nhà máy nhiệt điện với lưu lượng nước khá lớn ảnh
hưởng của dòng thấm xuống bên dưới nền đất yếu, ảnh hưởng của độ mặn đến
cường độ cọc đất xi măng, vì vậy cần phải nghiên cứu sự ảnh hưởng của các tác
nhân trên gây ảnh hưởng đến chất lượng trụ đất xi măng và cần mở rộng nghiên cứu
nhiều nhiều vùng đất yếu khác nhau của khu vực đồng bằng Sông Cửu Long để đưa
ra được so sánh, kiểm chứng chính xác hơn cho từng vùng địa lý với công nghệ gia
cố nền đất yếu bằng giải pháp trụ đất xi măng. Hơn nữa cần có thêm một vài nghiên
cứu về sự ảnh hưởng của nước biển, hàm lượng hữu cơ, thủy triều và ma sát âm ảnh
hưởng đến tính ổn định và biến dạng của nền đất gia cố bằng trụ đất xi măng.


6

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN YẾU
BẰNG TRỤ ĐẤT XI MĂNG
1.1 Lịch sử hình thành và phát triển công nghệ trộn sâu
- Năm 1975, Viện nghiên cứu Hải cảng và Bến tàu (PHRI - Port and Habour
Reseach Insititute) thuộc Bộ Giao thông vận tải Nhật Bản đã nghiên cứu phát triển

phương pháp trộn xi măng dưới sâu (CDM - Cement Deep Mixing) bằng việc sử
dụng vữa xi măng lỏng và áp dụng xử lý nền sét yếu bờ biển.
- Năm 1976, Viện nghiên cứu công trình công cộng (PWRI - Public Works
Reseach Insititute) thuộc Bộ Xây dựng Nhật Bản hợp tác với Viện nghiên cứu máy
xây dựng Nhật Bản bắt đầu nghiên cứu phương pháp trộn phun khô dưới sâu bằng
bột xi măng, bước thử nghiệm đầu tiên hoàn thành vào năm 1980.
- Năm 1980, phương pháp trộn phun khô dưới sâu được áp dụng thực tế cho các
công trình ở Nhật Bản.
- Năm 1985, Viện địa kỹ thuật Thụy Điển SGI xuất bản tuyển tập quá trình 10
năm phát triển của phương pháp trộn sâu. Năm 1986, phương pháp trộn dưới sâu
được ứng dụng để gia cố nền đất yếu tại một số nơi ở Mỹ.
- Năm 1987, từ kết quả nghiên cứu của Cục đường bộ và đường sắt Quốc gia
Pháp tài trợ công ty Bachy (Pháp) ứng dụng và phát triển quy trình Colmix trong đó
việc thi công trộn và đầm chặt đất - xi măng được thực hiện bằng cách đảo ngược
chiều xoay của máy khoan trong khi rút lên trên.
- Năm 1989, các công ty Trevi tại Ý phát triển DMM theo kỹ thuật riêng
Trevimix Method, trước hết bằng phương pháp phun trộn khô và tiếp theo là
phương pháp phun trộn ướt. Tại Thụy Điển việc sử dụng cột hỗn hợp vôi + xi măng
(LCC - Lime Cement Column) phát triển. Năm 1990, tại Phần Lan người ta sử dụng
thiết bị trộn mới giữa xi măng, vôi.
- Năm 1990, giáo sư Tersashi người đã có quá trình nghiên cứu DLM (Deep
Lime Mixing), CDM (Cement Deep Mixing) và DJM (Dry Jet Mixing) từ năm 1970
với Viện nghiên cứu Hải cảng và Bến tàu PHRI Nhật Bản tổ chức các buổi hội thảo


7

tại Phần Lan, trong đó giới thiệu hơn 30 loại chất kết dính (Binder) bao gồm thành
phần xỉ, thạch cao hoặc xi măng đang được sử dụng thực tế tại Nhật Bản.
- Năm 1991, Viện khoa học Bungari công bố các kết quả nghiên cứu tại

Bungari về gia cố bằng cột đất - xi măng. Trong thập niên 1990, việc sử dụng
phương pháp gia cố sâu cho nền đất bằng cột vôi - xi măng đã gia tăng ở Na Uy.
- Năm 1993, hiệp hội Deep Jet Mixing - DJM Nhật Bản phát hành tài liệu
hướng dẫn thiết kế và xây dựng theo phương pháp DJM. Năm 1994, Hiệp hội Deep
Jet Mixing - DJM Nhật Bản tổng kết được 1820 dự án được hoàn thành sử dụng
DJM. Năm 1995, các nhà nghiên cứu Kukko và Ruohomaki báo cáo chương trình
nghiên cứu quy mô lớn trong phòng thí nghiệm để phân tích các nhân tố ảnh hưởng
phản ứng hóa cứng trong đất sét gia cố sử dụng các chất trộn mới như xi măng, tro
bay núi lửa.
- Năm 1995, tại Thụy Điển có một công trình tiêu biểu đó là từ tháng 1 đến
tháng 11, công ty Hercules thi công hệ thống cột đất - xi măng cho nhà thầu NCC AB, Chủ đầu tư là cục đường sắt Quốc gia Thụy Điển (The Swedish National
Railway Administration) trong dự án mở rộng đường sắt West Coast nối liền
Satinge và Lekarekulle: Số lượng cột đất - xi măng: 12.000 cặp; Khối lượng cột đất
- xi măng: 170.000m; Chiều dài trung bình của cột đất - xi măng: 14,6m; Chiều cao
lớn nhất của nền đất đắp: 1,5m; Đường kính cột: ф600mm; Hàm lượng chất pha
trộn: 30kg/m (vôi - xi măng); Tỉ lệ pha trộn vôi - xi măng: 50/50. Công tác gia cố
trên đây được tiến hành trong điều kiện đất nền có lớp đất sét dày. Các cột đất gia
cố là các cột lơ lửng ở độ sâu từ 8 - 20m.
- Từ năm 1975 đến năm 1996, đã có hơn 5.000.000m cột đất - vôi và đất - xi
măng đã được thi công tại Thụy Điển.
- Năm 1996, hội nghị về DMM (Deep Mixing Method) được tổ chức tại Nhật
Bản. Năm 1996, lần đầu tiên tại Mỹ công ty Stabilator - USA Inc, New York đã sử
dụng cột đất - vôi - xi măng trong thực tiễn.
- Năm 1997, trong dự án xây dựng hệ thống đường bộ E18/E20 Arboga - Orebo
- Thụy Điển, công ty Hercules đã thi công đến 800.000m cột đất - xi măng. Công


8

việc gia cố cột đất - vôi - xi măng hoàn thành vào năm 1999, toàn bộ dự án hoàn

thành vào năm 2000. Chủ đầu tư của công trình là NCC Anylaggning. Từ tháng
10/1997 đến tháng 12/1998 công ty Hercules đã thi công cột đất - xi măng cho dự
án đường bộ giữa Slyte và Grasnas: Chủ đầu tư: The Swedish National Railway
Administration; Nhà thầu: NCC – AB; Số lượng cột đất - xi măng: 140.000 cặp;
Khối lượng: 730.000m; Chiều dài trung bình của cột: 5,2m; Chiều cao lớn nhất của
nền đất đắp: 4m; Đường kính cột: ф600mm; Hàm lượng chất pha trộn: 23kg/m (vôi
- xi măng); Tỉ lệ pha trộn vôi - xi măng: 50/50.
- Năm 1998, Ratio Inc lập văn phòng đại diện tại California, Mỹ nhằm ứng
dụng kỹ thuật DMM của Nhật Bản và trúng thầu dự án đầu tiên tại California vào
năm 1999. Năm 1999, hội nghị quốc tế về DMM (Deep Mixing Method
Internatoinal Conference for Deep Soil Stabilization) được tổ chức tại Stockholm,
Thụy Điển từ 13/10 đến 15/10 do Trung tâm Gia cố sâu nền đất Thụy Điển SD
(Swedish Deep Stabilization Center). SD tiến hành chương trình nghiên cứu về gia
cố sâu nền đất dưới sự tài trợ của Chính phủ, các nhà thầu, các nhà tư vấn, nhà sản
xuất và các tổ chức nghiên cứu khác; đối tượng nghiên cứu bao gồm tất cả các hoạt
động liên quan đến sự phát triển của lĩnh vực gia cố sâu nền đất, đặc biệt là cột đất xi măng. Chương trình SD kéo dài đến hết năm 2001. Mục tiêu chính của hội nghị
là nhằm phổ biến các thông tin liên quan đến lý thuyết và thực tiễn của việc sử dụng
phương pháp gia cố DMM trong gia cố nền đất.

Hình 1.1: Các phương pháp làm việc của công nghệ trộn sâu [10]


9

Hình 1.2: Phương pháp trộn sâu ở Nhật Bản

Hình 1.3: Phương pháp trộn sâu ở Hà Lan

Hình 1.4: Phương pháp trộn sâu ở Đức

10

1.2 Phương trình bố trí trụ đất xi măng [06]:
Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các phương trình khác nhau.
Để giảm độ lún bố trí cọc đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông, để làm tường chắn
thường bố trí thành dãy.

Hình 1.5: Bố trí trụ đất xi măng điển hình
1.3 Công ngệ thi công trụ đất xi măng
Hiện nay phổ biến có ba công nghệ thi công trụ đất trộn xi măng là: công nghệ
trộn khô DJM methods (Dry Jet Mixing methods), công nghệ trộn ướt bằng cánh
kim loại DMM và công nghệ trộn ướt bằng tia áp lực cao (Jet - Grouting).
1.4 Công nghệ trộn khô DJM (Dry Jet Mixing methods)
Công nghệ này sử dụng cần khoan có gắn các cánh cắt đất, chúng cắt đất sau đó
trộn đất với xi măng khô (có hoặc không có chất phụ gia) bơm theo trục khoan để
tạo thành một trụ - cọc đất xi măng. Ngoài xi măng, các loại bột khô và các thành
phần kích thước hạt nhỏ hơn 5mm cũng có thể được sử dụng. Chủng loại và chất
lượng của hỗn hợp được sử dụng là độc lập với các tính chất của nền đất yếu cũng
như yêu cầu cơ học của đất được xử lý. Theo từng loại đất mà thiết kế hàm lượng xi
măng phù hợp. Thiết bị máy có hệ thống tự động cân chỉnh độ thẳng đứng cần
khoan cũng như cung cấp các số liệu chính xác và liên tục về chiều sâu, tốc độ rút
cần và tốc độ xoay cần khoan. Quy trình thi công gồm các bước sau:


11

Hình 1.6: Quy trình thi công bằng công nghệ trộn khô

Hình 1.7: Máy khoan và lưỡi khoan theo công nghệ trộn khô

Hình 1.8: Sơ đồ thi công trộn khô
1.5 Công nghệ trộn ướt (Wet – Mixing)
1.5.1

Cánh trộn bằng kim loại DMM

Trộn ướt là quá trình xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trường và trộn vữa xi
măng gồm xi măng và nước, có hoặc không có phụ gia với đất khi cần có thể thêm
chất độn (cát hoặc phụ gia). Khối lượng vữa được thay đổi theo độ sâu. Khi chế tạo
trụ trong đất rời dùng khoan guồng xoắn liên tục có cánh trộn, có đủ công suất để
phá vỡ cấu trúc của đất và trộn đều vữa. Công nghệ này thích hợp cho gia cố những
công trình có mặt bằng lớn như: đường ô tô, bến cảng, sân bay….


12

Hình 1.9: Máy khoan và lưỡi khoan theo công nghệ trộn ướt bằng cánh kim loại

Hình 1.10: Quy trình thi công bằng công nghệ trộn ướt
1.5.2 Phương pháp trộn bằng tia áp lực cao (Jet - Grouting)
Phương pháp mới này kết hợp lợi thế của trộn cơ học và phun vữa lỏng. Máy có
cả đầu trộn và vòi phun, có thể tạo nên các trụ có đường kính lớn hơn đường kính
đầu trộn.
Phương pháp này dựa vào nguyên lý cắt nham thạch bằng dòng nước áp lực.
Khi thi công, trước hết dùng máy khoan để đưa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim
vào tới độ sâu phải gia cố (nước + xi măng) với áp lực khoảng 20 MPa từ vòi bơm
phun xả phá vỡ tầng đất. Với lực xung kích của dòng phun và lực li tâm, trọng lực...
sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ được sắp xếp lại theo một tỉ lệ có qui luật giữa đất
và vữa theo khối lượng hạt. Sau khi vữa cứng lại sẽ thành cột XMĐ.

Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet - Grounting là:
- Công nghệ đơn pha S (công nghệ phụt một ống JET 1- One jet technology.
- Công nghệ hai pha (công nghệ D, JET 2- Two - jets technology).
- Công nghệ ba pha (công nghệ T, JET 3 - Three jets technology)


13

Ưu điểm của công nghệ phụt vữa cao áp (Jet Grouting):
- Phạm vi áp dụng rộng, thích hợp với mọi loại đất từ bùn sét đến sỏi cuội.
- Có thể xử lý các lớp đất yếu một cách cục bộ không ảnh hưởng đến các lớp
đất tốt. Có thể xử lý dưới móng hoặc các lớp kết cấu hiện có mà không ảnh hưởng
đến kết cấu của công trình.
Nhược điểm của công nghệ phụt vữa cao áp (Jet Grouting):
- Có thể gây ra trương nở nền và gây ra các chuyển vị quá giới hạn trong lòng
đất, áp lực siêu cao có thể gây nên rạn nứt các nền đất lân cận và tia vữa có thể lọt
vào các công trình ngầm. Giá thành tương đối cao.
- Đối với nền đất có chứa nhiều túi bùn hoặc rác hữu cơ thì axit humic trong đất
có thể làm chậm hoặc phá hoại quá trình ninh kết hỗn hợp đất xi măng.
Bảng 1-1: So sánh công nghệ thi công trụ đất xi măng
Công nghệ trộn khô
(Dry Jet Mixing methods)

Công nghệ trộn ướt
(Wet - Mixing)

Phạm vi áp dụng rộng, thi công
được trong nước.
Hàm lượng xi măng sử dụng ít hơn. Phạm vi xử lý đến 50m.
Mặt bằng thi công nhỏ, ít chấn động,

Quy trình kiểm soát chất lượng đơn
ít tiếng ồn, hạn chế tối đa ảnh hưởng
giản hơn công nghệ trộn ướt.
đến các công trình lân cận.
Thiết bị thi công đơn giản

Ưu điểm

Thiết bị nhỏ gọn, có thể thi công
Giá thành đầu tư thiết bị cũng như trong không gian có chiều cao hạn
giá thành thi công một đơn vị cọc chế, nhiều chướng ngại vật.
thấp.
Chất lượng cọc xi măng đất độ đồng
đều cao hơn so với trộn khô.
Do cắt đất bằng các cánh cắt nên
Hàm lượng xi măng sử dụng nhiều
hạn chế trong đất có lẫn rác, đất sét,
hơn trộn khô, thiết bị thi công phức
cuội đá, hoặc khi cần xuyên qua các
tạp, người vận hành phải thành thạo.
lớp đất cứng hoặc tấm bê tông.
Nhược
điểm

Không thi công được nếu phần xử Giá thành đầu tư thiết bị lớn, giá
lý ngập trong nước
thành thi công đơn vị cọc cao.
Có thể gây trương nở nền và gây ra
Chiều sâu xử lý trong khoảng 15- các chuyển vị quá giới hạn trong
20m.

lòng đất. Áp lực siêu cao còn có khả
năng gây nên rạn nứt nền đất lân.


14

1.6 Nhận xét:
- Trụ đất trộn xi măng là phương pháp gia cố nền đất yếu, sử dụng vật liệu là xi
măng làm chất đóng rắn nhờ vào cần khoan xoắn và thiết bị bơm vữa vào trong đất
để trộn đất yếu với chất đóng rắn (dạng bột hoặc dung dịch), nhờ chuỗi phản ứng
hóa học - vật lý xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất mềm yếu đóng rắn
lại thành một thể trụ. Quá trình ninh kết hỗn hợp đất xi măng sẽ phát nhiệt, một
phần nước xung quanh bị hút vào do quá trình thủy hóa, một phần khác bị bóc hơi
do nhiệt. Hiện tượng này làm đất xung quanh trụ tăng độ bền hơn trước.
- Ở những khu vực ven biển phổ biến đất yếu, có cấu tạo địa chất không đồng
nhất lẫn san hô, trầm tích, cuội đá khi đó gia cố nền đất yếu tại khu vực ven biển này
thì công nghệ thi công trụ đất xi măng phụt vữa dưới sâu có nhiều ưu điểm hơn: kinh
tế, thời gian được đảm bảo, chất lượng trụ đất xi măng đồng đều, thi công được trong
điều kiện gặp nhiều chướng ngại vật. Qua đánh giá trên tác giả sẽ ứng dụng công
nghệ thi công trụ đất xi măng dưới sâu cho khu vực đất yếu Duyên Hải – Trà Vinh.
1.7 Ứng dụng của trụ đất xi măng
Khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn trên nền đất yếu cần phải có các
biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng công trình, nhất là những khu vực có tầng
đất yếu khá dày. Một trong những biện pháp xử lý hiệu quả và kinh tế là dùng trụ xi
măng - đất.
Công nghệ trụ xi măng - đất được áp dụng rộng rãi cho các lĩnh vực như sau:
- Gia cố tăng cường độ đất yếu; Gia cố xử lý nền đất yếu chống lún, tăng ổn
định cho nền đường đắp cao, đường đầu cầu; Gia cố chống thấm cho đê đập; Gia cố
tường chắn cho các công trình đào sâu; Gia cố giãm biến loãng do tác dụng động;
Gia cố chống ô nhiễm môi trường; Gia cố chống trượt đất cho mái dốc...

- Với những ưu điểm riêng trong công tác xử lý nền đất yếu, công nghệ trụ đất
trộn xi măng được dùng rộng rãi để gia cố nền đường, khắc phục độ lún còn dư khi
đưa công trình vào khai thác sử dụng đạt tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 của Bộ Giao
thông vận tải. Tuy nhiên, chúng ta cần nghiên cứu kỹ lưỡng để có thể ứng dụng rộng
rãi hơn, tiết kiệm chi phí và nâng cao hiệu quả trong việc ứng dụng công nghệ trên.