Nghiên cứu giải pháp xử lý nền tuyến kênh xả trạm bơm nghi xuyên – tỉnh hưng yên

iii

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài ....................................................................................1
2. Mục đích nghiên cứu ........................................................................................1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ....................................................................2
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu .......................................................2
5. Nội dung nghiên cứu: .......................................................................................2
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH ........................................................3
VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .........................................................3
1.1.

Tổng quan về công trình: ..............................................................................3

1.1.1.

Tổng quan về công trình trạm bơm: ........................................................... 3

1.1.2.

Giới thiệu chung về Kênh xả: .................................................................... 4

1.2.

Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu công trình: ................................5

1.2.1.

Khái niệm nền đất yếu: .............................................................................. 5

1.2.2.

Một số đặc điểm của nền đất yếu: .............................................................. 6

1.2.3.

Các loại đất mềm yếu thường gặp: ............................................................. 6

1.2.4.

Các giải pháp xử lý nền đất yếu công trình: ............................................... 6

1.3.

Kết luận chương 1 .......................................................................................21

CHƯƠNG II: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ .................................................22
NỀN ĐẤT YẾU TUYẾN KÊNH ..............................................................................22
2.1.

Nguyên tắc lựa chọn giải pháp xử lý nền....................................................22

2.2.

Nguyên lý chung các giải pháp xử lý nền ...................................................23

2.2.1.

Cọc cát ...................................................................................................... 23

2.2.2.

Cọc xi măng đất ....................................................................................... 28

2.2.3.

Cọc bê tông cốt thép ................................................................................. 36

2.3.

Phương pháp tính toán các giải pháp xử lý nền ..........................................40

2.3.1.

Phương pháp tính toán cọc cát: ................................................................ 40

2.3.2.

Phương pháp tính toán cọc xi măng đất: .................................................. 48

2.3.3.

Phương pháp tính toán cọc bê tông cốt thép: ........................................... 53

2.4.

Kết luận chương 2 .......................................................................................57

CHƯƠNG III: GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ................................................................58
CHO KÊNH XẢTRẠM BƠM NGHI XUYÊN – TỈNH HƯNG YÊN ....................58

iv
3.1.

Phân tích, lựa chọn giải pháp xử lý nền:..................................................... 58

3.1.1.

Giới thiệu công trình ................................................................................ 58

3.1.2.

Tài liệu đ a chất kênh xả .......................................................................... 59

3.2.

Tính toán ổn đ nh, biến dạng nền công trình .............................................. 65

3.2.1.

Kiểm tra ổn đ nh của mái kênh th o thiết kế. .......................................... 65

3.2.2.

Phân tích các biện pháp xử lý nền ........................................................... 69

3.3.

Lựa chọn phương án xử lý nền ................................................................... 75

3.3.1.

Tính toán phương án xử lý nền b ng cọc xi măng đất. ........................... 75

3.3.2.

Tính toán phương thay đất nền kết hợp vải gia cố và đắp phản áp: ........ 83

3.4.

Kết luận chương ....................................................................................... 90

KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ ............................................................................................ 91
1. Kết luận và kiến ngh ...................................................................................... 91
2. Một số điểm còn tồn tại .................................................................................. 91
3. Hướng nghiên cứu tiếp th o ........................................................................... 92
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 93


v

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1-1: Sơ đồ bố trí hệ thống các công trình trạm bơm...............................................3
Hình 1-2: Móng trên đệm cát ..........................................................................................8
Hình 1- : Vải đ a kỹ thuật .............................................................................................10
Hình 1-4: Quá trình phản ứng gia cố xi măng đất .........................................................15
Hình 1-5: Cọc cát ...........................................................................................................19
Hình 1-6: Sơ đồ cấu tạo giếng cát. ................................................................................20
Hình 2-1: Mũi ống thép tự mở có bản lề .......................................................................24

Hình 2-2: Thiết b đóng cọc b ng chấn động ................................................................25
Hình 2- : Thiết b đóng cọc không dùng ống thép........................................................26
Hình 2-4: Sơ đồ thi công cọc cát ...................................................................................27
Hình 2-5: Cách bố trí cọc trộn khô ...............................................................................28
Hình 2-6: Cách bố trí cọc trùng nhau th o khối ............................................................28
Hình 2-7: Cách bố trí cọc trộn ướt trên mặt đất ...........................................................28
Hình 2-8: Cách bố trí cọc trộn ướt trên biển .................................................................28
Hình 2-9: Cách bố trí cọc trùng nhau trộn ướt, thứ tự thi công .....................................29
Hình 2-10: Máy trộn dưới sâu SJB – 1 ..........................................................................30
Hình 2-11: Máy trộn dưới sâu di chuyển b ng ống lăn .................................................31
Hình 2-12: Sơ đồ nguyên lý ..........................................................................................32
Hình 2-1 : Thiết b làm cọc xi măng đất có 2 trục trộn của hãng Kob lco ..................33
Hình 2-14: Dây chuyền công nghệ cọc trộn dưới sâu ...................................................34
Hình 2-15: Mặt b ng nền đất được nén chặt .................................................................42
Hình 2-16: Sơ đồ bố trí cọc ...........................................................................................43
Hình 2-17: Biểu đồ xác đ nh khoảng cách giữa các cọc cát ..........................................45
Hình 2-18: Sơ đồ tính toán độ lún của nền đất th o quy phạm ....................................48
Hình 2-19: Sơ đồ tính lún ..............................................................................................50
Hình 3-1: Mô phỏng các lớp đất khu vực trạm bơm Nghi Xuyên ................................60
Hình 3-2: Sơ đồ tính toán áp lực đáy móng ..................................................................66
Hình 3- : Kết quả tính toán ổn đ nh mái trong kênh.....................................................68
Hình 3-4: Kết quả tính toán ổn đ nh mái ngoài kênh. ...................................................69
Hình 3-5: Phương án sử dụng sàn giảm tải công trình. .................................................70


vi
Hình 3-6: Phương án sử dụng cọc cát. .......................................................................... 71
Hình 3-7: Phương án sử dụng đắp phản áp. .................................................................. 72
Hình 3-8: Phương án sử dụng cọc Xi măng đất. ........................................................... 73
Hình 3-9: Phương án thay đất nền kết hợp vải gia cố và đắp phản áp. ......................... 74

Hình 3-10: Mặt cắt KX1+50 (phương án 1).................................................................. 75
Hình 3-11: Sơ đồ tính toán mặt cắt KX1+50 (phương án 1) ........................................ 77
Hình 3-12: Lưới biến dạng mặt cắt KX1+50 (phương án 1) ........................................ 78
Hình 3-13: Thông số vật liệu đầu vào mặt cắt KX1+50 (phương án 1) ....................... 78
Hình 3-14: Thông số vật liệu đầu vào mặt cắt KX1+50 (phương án 1) ....................... 79
Hình 3-15: Lực kéo phân bố trên chiều dài vải khi đê có tải trọng 1T/m2.................... 79
Hình 3-16: Chuyển v vùng trượt nguy hiểm khi đê có tải trọng 1T/m2 ....................... 79
Hình 3-17: Chuyển v khi đê làm việc với mực nước trong kênh ở cao trình +9.0m ... 80
Hình 3-18: Lực kéo phân bố trên chiều dài vải khi đê làm việc ở mực nước +9.0m ... 80
Hình 3-19: Chuyển v vùng trượt nguy hiểm khi đê làm việc ở mực nước +9.0m ....... 80
Hình 3-20: Biểu đồ tính toán hệ số an toàn th o phương pháp giảm phi -C ................ 81
Hình 3-21: Ứng suất chính trong thân và nền đê khi có tải trọng 1T/m2, trong kênh
không có nước ............................................................................................................... 81
Hình 3-22: Vùng đẳng độ lún khi đắp hoàn thiện mặt cắt đê. ...................................... 82
Hình 3-2 : Độ lún lớn nhất của lớp vải dưới là 29,1cm ............................................... 82
Hình 3-24: Mặt cắt KX1+50 (Phương án 2) ................................................................. 84
Hình 3-25: Sơ đồ tính toán mặt cắt KX1+50 (phương án 2) ........................................ 85
Hình 3-26: Lưới biến dạng mặt cắt KX1+50 (phương án 2) ........................................ 85
Hình 3-27: Thông số vật liệu đầu vào mặt cắt KX1+50 (phương án 2) ....................... 86
Hình 3-28: Kết quả chuyển v khi đắp đến cao trình +11.5m, đê có tải trọng 1T/m2 ... 86
Hình 3-29: Lực kéo phân bố trên chiều dài vải khi đê có tải trọng 1T/m2.................... 87
Hình 3- 0: Chuyển v vùng trượt nguy hiểm khi đê có tải trọng 1T/m2 ....................... 87
Hình 3-31: Chuyển v khi đê làm việc với mực nước trong kênh ở cao trình +9.0m ... 87
Hình 3- 2: Lực kéo phân bố trên chiều dài vải khi đê làm việc ở mực nước +9.0m ... 88
Hình 3-

: Chuyển v vùng trượt nguy hiểm khi đê làm việc ở mực nước +9.0m ....... 88

Hình 3- 4: Biểu đồ tính toán hệ số an toàn th o phương pháp giảm phi -C ................ 88

vii
Hình 3- 5: Ứng suất chính trong thân và nền đê khi có tải trọng 1T/m2, trong kênh
không có nước. ..............................................................................................................89
Hình 3- 6: Vùng đẳng độ lún khi đắp hoàn thiện mặt cắt đê. .......................................89


viii

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1: Giá tr trung bình các chỉ tiêu cơ lý thấm mẫu đất ở trạng thái bão hoà ......... 61
Bảng 2: Chỉ tiêu đất đắp của các lớp đất đắp tận dụng khi mở móng các hạng mục ứng
với chế b K=0,95 và K=0,97. ...................................................................................... 63
Bảng : Chỉ tiêu đất đắp của mỏ vật liệu Hương Quạt ứng với chế b

K=0,95 và

K=0,97 ........................................................................................................................... 63
Bảng 4: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền ................................................................................ 76
Bảng 5: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền tương đương........................................................... 77
Bảng 6: Chỉ tiêu cơ lý của đất nền ................................................................................ 85


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Trong xu thế hội nhập và phát triển ngày nay, công trình trạm bơm là công trình
quan trọng trong việc phát triển nông nghiệp ở đồng b ng bắc bộ. Nền của dự án trạm
bơm và kênh dẫn thường n m trên nền đất yếu. Vì vậy, giải pháp xử lý nền đất yếu là

hết sức quan trọng, quyết đ nh đến tính khả thi của dự án.
Cùng với những tiến bộ về khoa học kỹ thuật nói chung, xử lý nền đất yếu ngày
càng được cải tiến và hoàn thiện. Hiện nay, có nhiều giải pháp để xử lý nền đất yếu
như: cọc cát, vải đ a kỹ thuật kết hợp gia tải trước, hút chân không, cọc xi măng đất,
cọc tr , cọc tràm, cọc bê tông cốt thép..., mỗi giải pháp đều có những ưu điểm và
nhược điểm riêng. Vì vậy, việc lựa chọn giải pháp tối ưu nhất về kinh tế, kỹ thuật đòi
hỏi người thiết kế phải tính toán và so sánh giữa các giải pháp xử lý nền đất yếu với
nhau.
Tiểu dự án đầu tư Xây dựng Trạm bơm Nghi Xuyên, huyện Khoái Châu, tỉnh
Hưng Yên thuộc dự án “Tăng cường Quản lý Thủy lợi và Cải tạo các hệ thống thủy
nông”. Tuyến kênh xả trạm bơm Nghi Xuyên được nối tiếp sau đoạn cống xả ngầm,
nhận nước tiêu từ cống ngầm và tiếp tục chuyển nước ra sông Hồng. Tuyến kênh xả
nối tiếp từ đê trong, cắt qua đê ngoài, qua bãi tới bờ sông Hồng có tổng chiều dài
25m có cửa ra n m giữa mỏ hàn số 5 và số 6 trong hệ thống kè mỏ hàn Nghi Xuyên.
kênh xả có cấu trúc đ a chất phức tạp, không đồng nhất nền kém ổn đ nh. Vì vậy,
nhiệm vụ cấp thiết của đề tài là cập nhật những biện pháp xử lý nền đất yếu tiên tiến,
phù hợp và đưa ra những giải pháp tối ưu trong việc xử lý nền đất yếu cho kênh xả
trạm bơm Nghi Xuyên.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích chính của đề tài là nghiên cứu, lựa chọn tổ hợp giải pháp xử lý nền phù
hợp với cấu trúc đ a chất và điều kiện làm việc của công trình trạm bơm Nghi Xuyên,
tỉnh Hưng Yên.


2
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng, phạm v nghiên cứu của đề tài tập trung vào các giải pháp xử lý nền đất
yếu cho tuyến kênh xả trạm bơm Nghi Xuyên – tỉnh Hưng Yên
4. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Luận văn sẽ sử dụng các phương pháp nghiên cứu sau :

- Thu thập, tổng hợp và phân tích tài liệu thực tế (tài liệu khảo sát đ a chất, tài
liệu thiết kế cơ sở,…) để làm rõ điều kiện đ a chất công trình và tổ hợp tải trọng;
- Phân tích và lựa chọn giải pháp hợp lý để xử lý nền công trình;
- Phương pháp phần tử hữu hạn, phương pháp mô hình số với việc sử dụng
phần mềm G o-slop , Plaxis để phân tích, kiểm tra ổn đ nh mái kênh và biến dạng.
5. Nội dung nghiên cứu:
Đề tài sẽ chủ yếu tập trung nghiên cứu những nội dung sau:
- Các giải pháp xử lý nền đất yếu và cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế các giải
pháp xử lý nền đất yếu;
- Nghiên cứu lựa chọn tổ hợp giải pháp xử lý nền, phương pháp tính toán biện
pháp xử lý nền phù hợp áp dụng cho tuyến kênh xả trạm bơm Nghi Xuyên.


3

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH
VÀ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
1.1. Tổng quan về công trình:
1.1.1. Tổng quan về công trình trạm bơm:
Đối với các công trình thủy lợi nói chung, công trình trạm bơm là công trình quan
trọng trong việc phát triển nông nghiệp ở đồng b ng bắc bộ.
Hệ thống công trình trạm bơm là tổ hợp các công trình thủy công và các trang thiết
b cơ điện ... nh m đảm bảo lấy nước từ nguồn nước, vận chuyển và bơm nước đến nơi
sử dụng hoặc cần tiêu nước thừa ra nơi khác (sông hoặc khu chứa tiêu khác).

Hình 1-1: Sơ đồ bố trí hệ thống các công trình trạm bơm
1, Công trình lấy nước

2, Công trình dẫ nước

, Bể lắng cát

4, Bể tập trung nước

5, Nhà máy bơm

6, Ống đẩy

7, Bể tháo

8, Kênh xả

9, Bể hút

Trong đó:
(1) Công trình cửa lấy nước: lấy nước từ nguồn (lấy từ sông, hồ, kênh dẫn…)
(2) Công trình dẫn nước: có nhiệm vụ đưa nước từ cửa lấy nước về bể tập trung
nước trước nhà máy bơm. Công trình dẫn nước có thể là kênh dẫn, đường ống dẫn
hoặc xi phông.
Trên công trình dẫn có thể có bể lắng cát ( )


4
(4) Bể tập trung nước: n m trước nhà máy bơm, nó có nhiệm vụ nối tiếp đường
dẫn với công trình nhận nước (bể hút) của nhà máy sao cho thuận dòng;
(5) Nhà máy bơm: đây là nơi đặt các tổ máy bơm và các thiết b phụ cơ điện.
(6) Đường ống áp lực (ống đẩy): đưa nước từ máy bơm lên công trình tháo (7)
(7) Công trình tháo (bể tháo): nhận nước từ ống đẩy, làm ổn đ nh mực nước,
phân phối nước cho kênh xả (8) hoặc công trình nhận nước.
(9) Công trình nhận nước (bể hút) lấy nước từ bể tập trung và cung cấp nước

cho ống hút hoặc ống tự chảy vào máy bơm.
Thành phần các công trình của trạm, v trí và hình thức kết cấu của chúng phụ
thuộc vào nhiều yếu tố như: mục đích sử dụng của trạm bơm, lưu lượng, cột nước,
điều kiện tự nhiên (đ a hình nơi đặt, giao động mực nước thượng hạ lưu, lượng dòng
chảy rắn, điều kiện đ a chất công trình, tình hình vật liệu đ a phương), việc cung cấp
kỹ thuật thi - công xây lắp ..v.v.. mà quyết đ nh, [17].
Như vậy, Công trình trạm bơm đóng vai trò không thể thiếu trong việc điều hòa
dòng nước ở miền đồng b ng bắc bộ, cung cấp nước tưới cho nông nghiệp và chủ
động tiêu úng cho khu vực.
1.1.2. Giới thiệu chung về Kênh xả:
Kênh xả n m trong hệ thống công trình tháo nước của công trình trạm bơm thường
nối tiếp sau bể tháo. Kênh xả thường là kênh tự chảy, có nhiệm vụ dẫn nước từ bể tháo
ra sông nh m mục đích thoát nước cho hệ thống trạm bơm.
Việc bố trí các công trình của trạm bơm phụ thuộc nhiều vào điều kiện thực thế. Và
đặc biệt trong đó, công trình Kênh xả của trạm bơm thường đặt trên lưu vực các sông,
nơi có tầng đất phù sa khá dày, tập trung đất sét và thường xuyên ngập trong nước.
Nền móng của công trình kênh xả khi đặt trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt vấn
đề phải giải quyết như sức ch u tải nền thấp, độ lún lớn và độ ổn đ nh của cả diện tích
lớn nơi đặt công trình. Để các công trình này an toàn hoạt động tốt rất cần các giải
pháp và công nghệ xử lý nền thích hợp.


5
Cùng với những tiến bộ về khoa học kỹ thuật nói chung, xử lý nền đất yếu ngày càng
được cải tiến và hoàn thiện. Hiện nay, có nhiều giải pháp để xử lý nền đất yếu như: cọc
cát, vải đ a kỹ thuật kết hợp gia tải trước, hút chân không, cọc xi măng đất, cọc tr , cọc
tràm, cọc bê tông cốt thép..., mỗi giải pháp đều có những ưu điểm và nhược điểm riêng.
Vì vậy, việc lựa chọn giải pháp tối ưu nhất về kinh tế, kỹ thuật đòi hỏi người thiết kế
phải tính toán và so sánh giữa các giải pháp xử lý nền đất yếu với nhau.
1.2. Tổng quan các giải pháp xử lý nền đất yếu công trình:

1.2.1. Khái niệm nền đất yếu:
Theo TCXD 245-2000, 22TCN 262-2000 thì đất yếu được đ nh nghĩa và có các
đặc trưng như sau: Đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên, độ ẩm của chúng gần b ng hoặc
cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn, lực dính C th o kết quả cắt nhanh không thoát
nước từ 0,15daN/cm2 trở xuống, góc nội ma sát từ 0o – 10o hoặc lực dính từ kết quả cắt
nhanh hiện trường Cu ≤ 0,35 daN/cm2.
Phần lớn các nước trên thế giới thống nhất về đ nh nghĩa nền đất yếu th o sức
kháng cắt không thoát nước Su và tr số xuyên tiêu chuẩn N như sau:
+ Đất yếu: Su ≤ 12,5 kPa hoặc N ≤ 2.
+ Đất rất yếu: Su ≤ 25 kPa hoặc N ≤ 2.
Nền đất yếu là nền đất không đủ sức ch u tải, không đủ độ bền và biến dạng
nhiều, do vậy không thể làm nền tự nhiên cho nền xây dựng.
Khi xây dựng các công trình thủy lợi, dân dụng, giao thông thường gặp các loại
nền đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình
mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức ch u tải của
nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình.
Đất yếu là một trong những đối tượng nghiên cứu và xử lý rất phức tạp, đòi hỏi
công tác khảo sát, điều tra, nghiên cứu, phân tích và tính toán rất công phu. Để xử lý
đất yếu đạt hiệu quả cao cũng phải có yếu tố tay nghề thiết kế và bề dày kinh nghiệm
xử lý của tư vấn trong việc lựa chọn giải pháp hợp lý, [22].


6
1.2.2. Một số đặc điểm của nền đất yếu:
Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức ch u tải bé
(0,5-1kg/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a>0,1 cm2/kg); Hệ số rỗng

lớn ( >1,0); Độ

sệt lớn (B>1); Mô-đun biến dạng bé (E<50kg/cm2); Khả năng chống cắt (C) bé, khả

năng thấm nước bé; Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G>0,8, dung
trọng bé, [22].
1.2.3. Các loại đất mềm yếu thường gặp:
- Đất sét mềm: gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái bão
hòa nước có cường độ thấp.
- Đất bùn: các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt m n, ở
trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt ch u lực.
- Đất than bùn: là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quả
phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20 - 80%).
- Cát chảy: gồm các loại cát m n, kết cấu hạt rời rạc, có thể b nén chặt hoặc ha
loãng đáng kể. Loại đất này khi ch u tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy,
gọi là cát chảy.
- Đất bazan: là loại đất yếu có độ rỗng lớn, dung trọng khô bé, khả năng thấm
nước cao, dễ b lún sụt, [22].

1.2.4. Các giải pháp xử lý nền đất yếu công trình:
Nền móng của các công trình thủy lợi nói chung và công trình trạm bơm nói
riêng khi đặt trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt vấn đề phải giải quyết như sức
ch u tải nền thấp, độ lún lớn và độ ổn đ nh của cả diện tích lớn nơi đặt công trình. Cụ
thể trong công trình trạm bơm, tác giả chú trọng vào nghiên cứu về các phương pháp
xử lý nền cho công trình kênh xả. Kênh xả thường đặt trên lưu vực các sông, nơi có
tầng đất phù sa khá dày, tập trung đất sét và thường xuyên ngập trong nước. Để công
trình này an toàn hoạt động tốt rất cần các giải pháp và công nghệ xử lý nền thích hợp.
1.2.4.1.

Các phương pháp xử lý về móng:

Khi xử lý th o phương pháp này, người ta thường sử dụng những phương pháp
như sau:

7
Thay đổi chiều sâu chôn móng nh m giải quyết sự lún và khả năng ch u tải của
nền. Khi tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng tr số sức ch u tải của đất nền đồng
thời làm giảm ứng suất gây lún cho móng nền giảm được độ lún của móng. Đồng thời
tăng độ sâu chôn móng, có thể đặt móng xuống các tầng đất phía dưới chặt hơn, ổn
đ nh hơn. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn móng phải cân nhắc giữa hai yếu tố kinh
tế và kỹ thuật.
Thay đổi kích thước và hình dáng móng sẽ có tác dụng thay đổi trực tiếp áp lực
tác dụng lên mặt nền, và do đó cũng cải thiện được điều kiện ch u tải cũng như điều
kiện biến dạng của nền. Khi tăng diện tích đáy móng thường làm giảm được áp lực tác
dụng lên mặt nền và làm giảm độ lún của công trình. Tuy nhiên, đất có tính nén lún
tăng dần th o chiều sâu thì biện pháp này không hoàn toàn phù hợp.
Thay đổi loại móng và độ cứng của móng cho phù hợp với điều kiện đ a chất
công trình: có thể thay móng đơn b ng móng băng, móng băng giao thoa, móng bè
hoặc móng hộp; trường hợp sử dụng móng băng mà biến dạng vẫn lớn thì cần tăng
thêm khả năng ch u lực cho móng. Độ cứng của móng bản, móng băng càng lớn thì
biến dạng càng bé và độ lún sẽ bé. Có thể sử dụng biện pháp tăng chiều dày móng,
tăng cốt thép dọc ch u lực, tăng độ cứng kết cấu bên trên, bố trí các sườn tăng cường
khi móng bản có kích thước lớn. [11]
1.2.4.2.

Các phương pháp xử lý về nền:

Hiện nay có nhiều phương pháp, vấn đề quan trọng là làm sao chọn được phương
pháp xử lý thích hợp cho các loại đất riêng biệt, thỏa mãn được yêu cầu thiết kế đối
với công trình, đồng thời rút ngắn được thời gian thi công, giảm chi phí xây dựng,
nâng cao tính hiệu quả của công trình.
1. Các biện pháp cải tạo sự phân bố ứng suất của nền.
Đây là một phương pháp ít được sử dụng, để khắc phục vướng mắc do đất yếu, nhà

xây dựng thay một phần hoặc toàn bộ nền đất yếu trong phạm vi ch u lực công trình
b ng nền đất mới có tính bền cơ học cao: như làm gối cát, đệm cát. Phương pháp này
đòi hỏi kinh tế và thời gian thi công lâu dài, áp dụng được với mọi điều kiện đ a chất.


8
Bên cạnh đó cũng có thể kết hợp cơ học b ng phương pháp nén thêm đất khô với điều
kiện đ a chất đất mùn xốp.
a) Phương pháp thay nền (đệm cát):
* Phạm vi áp dụng:
Đệm cát thường sử dụng khi lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như sét nhão;
cát pha bão hòa nước, sét pha nhão; bùn; than bùn có chiều dày lớp đất cần thay thế
không lớn lắm (nhỏ hơn m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay thế b ng
lớp cát có khả năng ch u lực lớn hơn.

Hình 1-2: Móng trên đệm cát
Bề dày của đệm cát được quyết đ nh như thế nào để ứng suất lên tầng đất yếu
không vượt quá tải trọng cho phép.
Như vậy phải thỏa mãn yêu cầu:
qH  k0 ( p0   hm )  RH

Trong đó:
qH là ứng suất do trọng lượng bản thân đất ở độ sâu H
k0 là hệ số tính ứng suất pháp thẳng đứng của các điểm n m dưới trọng tâm
diện tích tải trọng
p0 là áp lực đáy móng


9

 là trọng lượng thể tích của đất yếu
hm là độ sâu đặt móng
RH là sức ch u tải tính toán của đất yếu ở độ sâu H
* Tác dụng của đệm cát:
- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp ch u lực tiếp thu tải trọng công trình
truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức ch u tải của đất nền.
- Làm giảm độ lún của móng; giảm độ lún lệch của móng do có sự phân bố lại
ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong đất nền ở dưới tầng đệm cát.
- Giảm chiều sâu chôn móng từ đó giảm khối lượng vật liệu xây móng.
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức ch u tải của nền và
rút ngắn quá trình lún.
Tuy nhiên, khi sử dụng biện pháp đệm cát cần phải chú ý đến trường hợp sinh ra
hiện tượng cát chảy, xói ngầm trong nền do nước ngầm hoặc hiện tượng hóa lỏng do
tác dụng của tải trọng động.
* Những trường hợp sau đây không nên sử dụng đệm cát:
- Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn m, lúc này đệm cát có chiều dày
lớn, thi công khó khăn, không kinh tế.
- Mực nước ngầm cao và có áp. Lúc này hạ mực nước ngầm rất tốn kém và đệm
cát không ổn đ nh.
Kích thước đệm cát được xác đ nh b ng tính toán nh m thoả mãn 2 điều kiện: ổn
đ nh về cường độ và đảm bảo độ lún của công trình sau khi có đệm cát n m trong giới
hạn cho phép. [16]
b) Phương pháp bệ phản áp:
Bệ phản áp thường được dùng để tăng độ ổn đ nh của khối đất đắp của nền đường
hoặc nền đê trên nền đất yếu. Phương 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 được thiết kế từ các chỉ tiêu về sức kháng cắt của đất yếu,
chiều dày, chiều sâu lớp đất yếu và trọng lượng của bệ phản áp. Bệ phản áp cũng được
sử dụng để bảo vệ đê điều, chống mạch sủi và cát sủi. [16]

10
Khi áp dụng với nền của kênh xả:
Ưu điểm:
-

Đắp phản áp làm tăng hệ số sức ch u tải của nền do làm tăng sức ch u tải bên
của đê hay làm tăng bề rộng của thân đê.

-

Giải pháp này dễ thi công, phù hợp với những vùng có v trí bố trí phản áp, có
sẵn vật liệu đắp hoặc tận dụng những vật liệu đất đá thải để đắp.
Nhược điểm:

-

Mái trong kênh không đắp được phản áp như mái ngoài do phải đảm bảo cao độ
đáy kênh thiết kế.

2. Các biện pháp xử lý nền bằng cơ học:
Là một trong những nhóm phương pháp phổ biến nhất, bao gồm các phương pháp
làm chặt b ng sử dụng tải trọng tĩnh (phương pháp nén trước), sử dụng tải trọng động
(đầm chấn động), sử dụng các cọc không thấm, sử dụng lưới nền cơ học và sử dụng
thuốc nổ sâu , phương pháp làm chặt b ng giếng cát, các loại cọc (cọc cát, cọc xi măng
đất, cọc vôi…), phương pháp vải đ a kỹ thuật, phương pháp đệm cát…để gia cố nền
b ng các tác nhân cơ học. [1]
a) Gia cố nền b ng vải đ a kỹ thuật.
Đối với nền đất đắp, việc đặt vào một hoặc nhiều lớp vải đ a kỹ thuật sẽ làm tăng
cường độ ch u kéo và cải thiện độ ổn đ nh của nền đường chống lại sự trượt tròn. Mặt

khác vải đ a kỹ thuật còn có tác dụng làm cho độ lún của nền đất đắp được đồng đều
hơn.

Hình 1-3: Vải địa kỹ thuật


11
* Phạm vi áp dụng:
Xử lý cục bộ sự mất ổn đ nh của nền đất đắp, sử dụng nhiều trong các công
trình thủy lợi, giao thông hoặc nền gia cố b ng đệm cát, gia cố cho tường chắn đất,…
Vải đ a kỹ thuật là một giải pháp công nghệ mới, vải đ a kỹ thuật giúp tăng
cường khả năng chống cắt của lớp đất và dàn đều tải trọng tác dụng lên đáy móng.
* Ưu nhược điểm của phương pháp:
- Ưu điểm: Tăng được sự ổn đ nh của khối đắp mà không phải tác động vào nền.
- Nhược điểm: Không khống chế được độ lún và ổn đ nh của nền, khối đắp có thể b
lún trong điều kiện đất yếu.
* Một số lưu ý khi gia cố nền:
- Nên sử dụng các vật liệu đ a kỹ thuật tổng hợp có cường độ cao, biến dạng nhỏ,
lâu lão hóa làm lớp thảm tăng cường cho nền đất đắp.
- Việc sử dụng vải đ a kỹ thuật không b hạn chế bởi điều kiện đ a chất nhưng khi
nền đất càng yếu thì tác dụng càng rõ rệt. Số lớp thảm tăng cường phải dựa vào tính
toán để xác đ nh, có thể bố trí một hoặc nhiều lớp, cách nhây khoảng 15 - 30 cm.
- Phải bố trí đủ chiều dài đoạn n o giữ, trong chiều dài đoạn n o, tỷ số của lớp
ma sát với mặt trên và mặt dưới của lớp thảm Pf và lực kéo thiết kế của lớp thảm Pj
phải thỏa mãn điều kiện:

Pf
 1,5
Pj
j

- Góc ma sát giữa lớp thảm và vật liệu đắp f nên dựa vào kết quả thí nghiệm để
xác đ nh, nếu không làm được thí nghiệm thì có thể xác đ nh th o công thức sau:

tgφ f  2 tgφ q
3
Trong đó q là góc ma sát trong xác đ nh b ng thí nghiệm cắt nhanh của vật liệu
đắp tiếp xúc với lớp thảm, [10].
b) Phương pháp cọc bê tông cốt thép:
* Giới thiệu chung.


12
Cọc bê tông cốt thép là một loại vật liệu xây dựng kết hợp của hai loại vật liệu
là bê tông và thép. Sự kết hợp này đ m lại nhiều ưu điểm nổi bật cho cọc bê tông cốt
thép. Vì thép và bê tông có hệ số giãn nở nhiệt gần giống nhau, do đó tránh được sự
ảnh hưởng của nhiệt độ môi trường. Bê tông bảo vệ cốt thép khỏi sự xâm thực của môi
trường, thép đ nh v bê tông nh m tránh nứt vỡ. Bê tông có đặc tính ch u kéo và uốn
kém, khi có cốt thép nhược điểm này sẽ được khắc phục do thép là vật liệu ch u kéo
khá tốt. Cho nên cọc bê tông cốt thép bền vững chống được sự xâm thực của các hóa
chất hoà tan trong nước dưới nền.
Hiện nay, cọc bê tông cốt thép đúc sẵn là loại cọc được sử dụng rộng rãi nhất
trong các móng sâu ch u lực ngang lớn. Cọc được làm b ng bê tông cốt thép thường
M>200,chiều dài có thể từ 5m đến 25m có khi đạt đến 45m, chiều dài của cọc đúc phụ
thuộc vào điều kiện thi công (thiết b chế tạo, lắp đặt, vận chuyển…) và liên quan đến
tiết diện ch u lực.
Cọc bê tông cốt thép đúc sẵn có hai loại: Cọc bê tông cốt thép thường và cọc bê
tông cốt thép ứng suất trước. Cọc thường có hình vuông, cạnh cọc có kích thước 0,1 
1,0m; Kích thước thường gặp ở Việt Nam hiện nay là 0,2  0,4 m. Với cọc bê tông cốt
thép thường thì mác bê tông hay sử dụng là 250  350 KG/cm2. Còn với cọc BTCT

ứng suất trước thì mác bê tông là 50  450 KG/cm2. Cáp kéo ứng suất trước thường
có cường độ cực hạn khoảng 1800Mpa (18000 kG/cm2). Trong quá trình đổ bê tông,
cáp được kéo trước với áp lực khoảng 900  1 00 Mpa. Cọc bê tông cốt thép ứng suất
trước có ưu điểm là sức ch u tải lớn, có thể xuyên qua các lớp cát, sỏi cuội. Tuy nhiên,
loại cọc bê tông cốt thép ứng suất trước chưa được áp dụng phổ biến ở Việt Nam. Vì
vậy, trong khuôn khổ đồ án này tác giả chỉ đề cập đến cọc bê tông cốt thép thường.
Thép ch u lực chính của cọc bê tông cốt thép thường (thép dọc th o chiều dài
cọc) thường sử dụng thép AII hoặc cao hơn. Số lượng và kích thước thép được xác
đ nh th o tính toán kết cấu cọc (cả trong thi công lẫn trong khai thác) đường kính
không nên bé hơn 12, số thanh chọn chẵn và bố trí đối xứng. Thép đai cọc bê tông
cốt thép đúc sẵn tương ứng với các quy đ nh sử dụng của cấu kiện bê tông cốt thép.
Việc bố trí thép đai trong cọc có thể có bước thay đổi, chủ yếu để tiết kiệm. Trong
trường hợp này cốt đai bố trí dầy ở hai đầu và thưa dần vào giữa, [15].


13
* Phạm vi áp dụng.
Hiện nay cọc bê tông cốt thép tiết diện đặc được áp dụng khá phổ biến ở Việt
Nam nó thường được sử dụng để xử lý nền của các công trình có tải trọng không quá
lớn, chiều sâu lớp đất yếu không quá sâu như:
- Nhà ở, công trình công cộng có chiều cao đến 5 tầng.
- Móng các trạm bơm.
- Móng các cầu có tải trọng nhỏ.
- Mỏ hàn trong việc chỉnh tr sông.
- Làm hàng cừ bảo vệ mái đê, đường tại những chỗ xung yếu. [15]
* Ưu nhược điểm của phương pháp:
Ưu điểm:
- Ứng dụng xử lý được rất nhiều các nền móng.
- Cọc bê tông cốt thép có độ bền cao, chống được sự xâm thực của các hóa chất
hòa tan trong nước dưới nền.

- Có khả năng ch u dược tải trọng lớn.
- Là công nghệ khá phổ biến, đã được sử dụng rộng rãi và có tính ứng dụng cao.
Nhược điểm:
- Giá thành cao, khối lượng vận chuyển lớn.
- Thi công phức tạp, cần có máy móc hiện đại.
- Tính toán và thiết kế phải đảm bảo đúng kĩ thuật, các bước kiểm tra phức tạp.
c) Phương pháp cọc Xi măng đất:
* Giới thiệu chung và nguyên lý gia cố cọc xi măng đất.
Cọc trộn dưới sâu là một phương pháp mới dùng để gia cố nền đất yếu, nó sử dụng
xi măng, vôi v.v… để làm chất đóng rắn, nhờ vào máy trộn dưới sâu để trộn cưỡng
bức đất yếu với chất đóng rắn (dung d ch hoặc dạng bột), lợi dụng một loạt các phản
ứng hoá học - vật lí xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất mềm đóng rắn lại
thành một thể cọc có tính chỉnh thể, tính ổn đ nh và có cường độ nhất đ nh. [18]


14
* Nguyên lý gia cố xi măng đất
Nguyên lý cơ bản của của việc gia cố xi măng đất là xi măng sau khi trộn với đất
sét sẽ sinh ra một loạt các phản ứng hoá học rồi dần dần đóng rắn lại, các phản ứng
chủ yếu của nó là:
1. Phản ứng thủy giải và thủy hoá của xi măng: Xi măng phổ thông chủ yếu do các
oxyd là oxyd calci, oxyd silic lần lượt tạo thành các khoáng vật xi măng khác
nhau: Silicat tricalci, aluminat, silicat dicalci.v.v… khi dùng xi măng gia cố đất
yếu, các khoáng vật trên bề mặt hạt xi măng nhanh chóng xảy ra phản ứng thuỷ
giải và thuỷ hoá với nước trong đất yếu tạo thành các hoá hợp chất như
hydroxyd calci, silicat calci ngậm nước, aluminat calci ngậm nước v.v… th o
công thức sau:
Xi măng + Nước = CSH-gel + Hydroxit calci
2. Tác dụng của hạt đất sét với các chất thuỷ hoá của xi măng: Sau khi các chất
thuỷ hoá của xi măng được tạo thành, tự thân nó trực tiếp đóng rắn, hình thành

bộ khung xương đá xi măng; tiếp đến phản ứng với các hạt đất sét có một hoạt
tính nhất đ nh ở xung quanh.
3. Tác dụng cacbonat hoá: Hydroxyd calci trôi nổi trong chất thuỷ hoá xi măng có
thể hấp thụ cacbonic trong nước và trong không khí sinh ra phản ứng cacbonat
hoá tạo thành cacbonat calci không tan trong nước.
Quá trình phản ứng gia cố xi măng đất như hình 1-4. [18]


15

Hạt sét

N-ớc

Ximăng Silicát phổ thông

N-ớc

Bột tro than

Trộn n-ớc

Đất sét

Phản ứng hấp phụ bề mặt
mặt hoặc trao đổi ION +

Ca(OH) 2

Tác dụng hoạt

hoá tính kiềm

Phản ứng
đông rắn

Trộn n-ớc

C : CaO
S : SaO
A : Al 2 O 3
A : H 2O

C-S-H
C-A-H
C-A-S-H

C-S-H

C-S-H
C-A-H
C-A-S-H

Sản vật phản ứng

Hỡnh 1-4: Quỏ trỡnh phn ng gia c xi mng t
* Phm vi ỏp dng.
Cc Xi mng - t l cụng ngh mi to thnh cc cú cng cao hn t nn
nh m lm tng s n nh trt ca mỏi dc v gia tng kh nng ch u ti ca nn.
Phng phỏp trn di sõu thớch hp vi cỏc loi t c hỡnh thnh t cỏc
nguyờn nhõn khỏc nhau nh t sột do bóo ho, bao gm bựn nhóo, t bựn, t sột v

t sột bt, v.v sõu gia c t my một n 50 ữ 60m. p dng tt nht cho sõu
gia c t 15 ữ 20m v loi t yu khoỏng vt t sột cú cha ỏ cao lanh, ỏ cao lanh
nhiu nc v ỏ mng tụ thỡ hiu qu tng i cao; gia c loi t tớnh sột cú cha
ỏ silic v hm lng cht hu c cao, trung ho (pH) tng i thp thỡ hiu qu
tng i thp.
Cc xi mng t c ỏp dng rng rói trong vic x lý múng v nn t yu cho
cỏc cụng trỡnh Xõy dng, Giao thụng, Thu li, Sõn bay, Bn cng lm tng ho


16
chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung quanh
đường hầm, ổn đ nh tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố
cầu dẫn.... ,[18].
Ngoài chức năng làm tăng cường độ ch u tải của đất nền, trụ đất xi măng còn được
dùng trong các trường hợp sau.
- Giảm độ lún công trình;
- Tăng khả năng chống trượt mái dốc;
- Ổn đ nh thành hố móng;
- Giảm ảnh hưởng chấn động đến công trình lân cận;
- Tránh hiện tượng biến loãng (hoá lỏng) của đất rời;
- Cô lập vùng đất b ô nhiễm;
* Ưu nhược điểm nổi bật của cọc xi măng đất:
Ưu điểm:
- Thi công nhanh tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc
cọc và đạt đủ cường độ, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao.
- Hiệu quả kinh tế cao, giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc
biệt trong tình hình giá vật liệu l o thang như hiện nay.
- Rất thích hợp cho công tác sử lý nền, sử lý móng cho các công trình ở các khu
vực nền đất yếu như bãi bồi, v n sông, v n biển.
- Thi công được trong điều kiện mặt b ng chật hẹp, mặt b ng ngập nước, [18].

Nhược điểm:
- Đây là công nghệ mới với máy móc thiết b hiện đại, cần phải có đội ngũ công
nhân kỹ thuật lành nghề.
d) Phương pháp Cọc cát:
- Khái niệm về cọc cát.
Cọc cát là loại cọc được tạo ra b ng cách ấn một ống thép rỗng có b t đáy vào
trong đất, đến độ sâu cần thiết để tạo ra lỗ rỗng th o phương thẳng đứng. Cát được đưa
vào ống và làm chặt trong khi ống được rút lên. Cách thi công như vậy một phần nén


17
chặt đất ra xung quanh, một phần làm giảm hệ số rỗng ban đầu của đất tự nhiên và do
vậy làm giảm được độ lún của nền dưới tác dụng của tải trọng công trình. Mặt khác trụ
cát thẳng đứng có mặt trong đất làm tăng góc ma sát trong của đất nền do đó làm tăng
được cường độ chung của nền. Đồng thời nhờ thoát nước kẽ rỗng nên đất nền có cố
kết nhanh, [16].
- Tổng quan chung về tình hình nghiên cứu.
Khi xây dựng công trình ch u tải trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày lớn, thì
nén chặt đất b ng cọc cát là một phương pháp đ m lại hiệu quả cao cho công trình.
Khi chiều dày lớp đất yếu lớn hơn 2,0 m có thể dùng cọc cát để nén chặt đất trong nền.
Phương pháp nén chặt đất b ng cọc cát đối với đất rời để nh m làm tăng sức
ch u tải của nền lần đầu tiên được nhà bác học người Nga M. X. Volkov đề ngh vào
năm 1840 và tiếp đó là giáo sư V. I. Kuryumov năm 1886. Kể từ đó đến nay, trải qua
một thời gian dài hơn một thế kỷ, phương pháp này đã và đang được nghiên cứu, bổ
sung và áp dụng cho nhiều công trình xây dựng ở khắp các nơi trên thế giới như: Liên
Xô, Trung Quốc, Anh, Hà Lan, Mỹ và Nhật Bản, v.v..
Sau đây là một số dự án lớn đã áp dụng thành công biện pháp xử lý nền b ng cọc
cát tại Việt Nam từ năm 2006 đến nay:
+ Dự án chỉnh tr hạ lưu sông Tắc - Quán Trường - thuộc tỉnh Khánh Hoà.
+ Dự án xử lý nền các nhà kho chứa sét của nhà máy xi măng Cái Lân - th xã

Cẩm Phả - tỉnh Quảng Ninh.
+ Công trình xử lý nền đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh - Trung Lương
đoạn nối từ Tân Tạo đi chợ Đệm (KM 0+800 đến KM8+200).
+ Tiêu biểu nhất là dự án mở rộng đường Láng - Hoà Lạc đoạn qua huyện Từ
Liêm, Quốc Oai, Thạch Thất thành phố Hà Nội.
+ Hiện nay hàng loạt các đường cao tốc liên tỉnh đang sử dụng rất thành công
phương pháp này.
Đối với đất yếu thì việc xử lý nền b ng cọc cát là một phương pháp đ m lại hiệu
quả cao, đặc biệt là đất yếu ở vùng đồng b ng Bắc Bộ và Nam Bộ, để phục vụ cho
công tác xây dựng này, về mặt lý thuyết ngay từ những năm 1965 ở nước ta đã có


18
những tác giả nghiên cứu về vấn đề này và đã đưa ra những kết quả nghiên cứu có tính
ứng dụng cao. Căn cứ vào hai tác dụng chính của cọc cát là:
+ Tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền, do đó làm cho công trình xây dựng ở
trên đó nhanh chóng đạt được sự ổn đ nh về lún, cũng có nghĩa là làm cho nền
đất có khả năng biến dạng đồng đều;
+ Làm tăng độ chặt của đất nền dẫn đến sức ch u tải của nền tăng lên đáng kể.
Khi nghiên cứu quá trình cố kết của nền đất, trong đó có dùng cọc cát ta phải giải
bài toán cố kết thấm

chiều. Ở nước ta, bài toán cố kết thấm đối xứng trục đã được

Giáo sư Nguyễn Công Mẫn và Giáo sư Hoàng Văn Tân nghiên cứu, giải quyết. [16]
* Đặc điểm và phạm vi ứng dụng:
Cọc cát được sử dụng trong các trường hợp sau đây : Công trình ch u tải trọng
lớn trên nền đất yếu có chiều dày > m.
Những trường hợp sau đây không nên dùng cọc cát:
- Đất quá nhão yếu, lưới cọc cát không thể lèn chặt được đất (khi hệ số rỗng nén

chặt nc > 1 thì không nên dùng cọc cát.
- Chiều dày lớp đất yếu dưới đáy móng nhỏ hơn m, lúc này dùng đệm cát tốt hơn. [15]
Tác dụng của cọc cát :
- Làm cho độ rỗng, độ ẩm của nền đất giảm đi, trọng lượng thể tích, modun biến
dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên.
- Do nền đất được nén chặt, nên sức ch u tải tăng lên, độ lún và biến dạng không
đều của đất nền dưới đế móng giảm đi đáng kể.
- Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất được nén chặt xung quanh cọc
cùng làm việc đồng thời, đất được nén chặt đều trong khoảng cách giữa các cọc. Vì
vậy sự phân bố ứng suất trong nền được nén chặt b ng cọc cát có thể được coi như
một nền thiên nhiên.
-

Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn ra nhanh hơn nhiều so với

nền thiên nhiên hoặc nền gia cố b ng cọc cứng. Phần lớn độ lún của công trình diễn ra
trong quá trình thi công, do vậy công trình mau chóng đạt đến giới hạn ổn đ nh.


19
Sử dụng cọc cát rất kinh tế so với cọc cứng (so với cọc bê tông giá thành giảm
50%, so với cọc gỗ giảm 0%), không b ăn mòn, xâm thực. Biện pháp thi công đơn
giản không đòi hỏi những thiết b thi công phức tạp. [7]

Hình 1-5: Cọc cát
1 - Lớp cát đệm

2 - Cọc cát

3 - Lớp đất yếu

4 - Đất mềm

3. Các biện pháp xử lý nền bằng vật lý:
Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương pháp dùng giếng cát, phương
pháp bấc thấm, điện thấm…
a) Phương pháp Giếng cát:
Giếng cát là một trong những biện pháp gia tải trước được sử dụng đối với các loại
đất bùn, than bùn cũng như các loại đất dính bão hòa nước, có tính biến dạng lớn…
khi xây dựng các công trình có kích thước và tải trọng lớn thay đổi th o thời gian như
nền đường, sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi…
Giếng cát có hai tác dụng chính:
- Giếng cát sẽ làm cho nước tự do trong lỗ rỗng thoát đi dưới tác dụng của gia tải
vì vậy làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, làm cho công trình nhanh đạt đến giới
hạn ổn đ nh về lún, đồng thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều.
- Nếu khoảng cách giữa các giếng được chọn thích hợp thì nó còn có tác dụng
làm tăng độ chặt của nền và do đó sức ch u tải của đất nền tăng lên.
- Giếng cát để thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình cố kết, làm cho
độ lún của nền nhanh chóng ổn đ nh. Làm tăng sức ch u tải của nền là phụ, [16].