Chương 5 xử lý nền đất yếu

Chương 5. XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU

5.1 KHÁI NIỆM CHUNG VỀ ĐẤT YẾU
Nền đất yếu là nền đất có khả năng chịu tải nhỏ, không đủ độ bền và có biến dạng nhiều, do
vậy không thể xây dựng các công trình.
Khi thi công các công trình xây dựng 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 chịu tải của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường
cho công trình.
Đất yếu trong thực tế ảnh hưởng rất lớn đến công trình xây dựng cả trong giai đoạn thi công
lẫn khi sử dụng. Các hiện tượng công trình bị phá hoại do đất yếu gây ra: Lún không đều do tầng
đất yếu có độ dày thay đổi làm nghiêng, nứt công trình dẫn đến sụp đổ (Hình .1, Hình .2).
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập khi xây dựng trên nền đất yếu do
không có những biện pháp xử lý hiệu quả, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của
nền đất để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp. Đây là một vấn đề hết sức
khó khăn, đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải
quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư hỏng của công trình khi xây dựng trên nền đất yếu.
Nắm vững và xử lý tốt nền móng là yêu cầu quan trọng để công trình xây dựng an toàn và
kinh tế. Để đáp ứng yêu cầu này, khi thiết kế và thi công ở bất cứ khu vực nào người thiết kế cần
nghiên cứu các đặc trưng địa kỹ thuật của các lớp đất nền để từ đó đề ra biện pháp xử lý nền phù
hợp.

Hình Chương 5.1.Đất yếu gây ra hiện tượng
trượt lở mái dốc

Hình Chương 5.2. Đất yếu cố kết, lún âm ỉ theo
thời gian gây hư hỏng công trình

5.1.1. Khái niệm đất yếu
Theo TCVN 9355 : 2012, các loại đất yếu thường gặp là bùn, đất loại sét (sét, sét pha, cát
pha) ở trạng thái dẻo chảy. Những loại đất này thường có độ sệt lớn (I L > 1), hệ số rỗng lớn (e >

1), góc ma sát trong nhỏ (ϕ < 100), lực dính theo kết quả cắt nhanh không thoát nước C <15
KPa, lực dính theo kết quả cắt cánh tại hiện trường C u < 0,35 KPa, sức chống mũi xuyên tĩnh p c
< 0,1 MPa và chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT là N<5.

1


Theo Tiêu chuẩn Thiết kế Cảng Nhật Bản : Đất yếu là cát: Giá trị N theo SPT nhỏ hơn 4; Đất
yếu là đất dính: Cường độ nén nở hông tự do nhỏ hơn 20kN/m2.
Các loại nền đất yếu chủ yếu và 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 rất mịn, ở trạng thái
luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu 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 mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt hoặc pha loãng đáng
kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang trạng thái chảy gọi là cát chảy;
- Đất bazan: là loại đất yếu có độ rỗng lớn, trọng lượng thể tích khô nhỏ, khả năng thấm nước
cao, dễ bị lún sụt.
Ở Việt Nam đất yếu phân bố ở một số vùng:
- Vùng đồng bằng Bắc bộ.
- Đồng bằng Thanh-Nghệ –Tĩnh
- Đồng bằng ven biển miền trung
- Đồng bằng Nam bộ.
5.1.2

Các biện pháp xử lý nền đất yếu

Kỹ thuật cải tạo đất yếu thuộc lĩnh vực địa kỹ thuật, nhằm đưa ra các cơ sở lý thuyết và

phương pháp thực tế để cải thiện khả năng chịu tải của đất sao cho phù hợp với yêu cầu của từng
loại công trình khác nhau.
Với các đặc điểm của đất yếu như trên, muốn đặt móng công trình xây dựng trên nền đất này
thì phải có các biện pháp kỹ thuật để cải tạo tính năng chịu lực của nó. Nền đất sau khi xử lý gọi
là nền nhân tạo.
Việc xử lý khi xây dựng công trình trên nền đất yếu phụ thuộc vào các điều kiện như: Đặc
điểm công trình, đặc điểm nền đất… Với từng điều kiện cụ thể mà người thiết kế đưa ra các biện
pháp xử lý hợp lý. Có nhiều biện pháp xử lý cụ thể khi gặp nền đất yếu như:
- Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình;
- Các biện pháp xử lý về móng;
- Các biện pháp xử lý nền.
5.1.2.1.Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình
Kết cấu công trình có thể bị phá hỏng cục bộ hoặc hoàn toàn do các điều kiện biến dạng
không thỏa mãn: Lún hoặc lún lệch quá lớn do nền đất yếu, sức chịu tải bé.
Các biện pháp về kết cấu công trình nhằm giảm áp lực tác dụng lên mặt nền hoặc làm tăng
khả năng chịu lực của kết cấu công trình. Người ta thường dùng các biện pháp sau:
- Dùng vật liệu nhẹ và kết cấu nhẹ, thanh mảnh, nhưng phải đảm bảo khả năng chịu lực của
công trình nhằm mục đích làm giảm trọng lượng bản thân công trình, tức là giảm được tĩnh tải
tác dụng lên móng.

2


- Làm tăng sự linh hoạt của kết cấu công trình kể cả móng bằng cách dùng kết cấu tĩnh định
hoặc phân cắt các bộ phận của công trình bằng các khe lún để khử được ứng suất phụ phát sinh
trong kết cấu khi xảy ra lún lệch hoặc lún không đều.
- Làm tăng khả năng chịu lực cho kết cấu công trình để đủ sức chịu các ứng lực sinh ra do lún
lệch và lún không đều bằng các đai bê tông cốt thép để tăng khả năng chịu ứng suất kéo khi chịu
uốn, đồng thời có thể gia cố tại các vị trí dự đoán xuất hiện ứng suất cục bộ lớn.
5.1.2.2.Các biện pháp xử lý về móng

Khi xây dựng công trình trên nền đất yếu, ta có thể sử dụng một số phương pháp xử lý về
móng thường dùng như:
- Thay đổi chiều sâu chôn móng nhằm giải quyết sự lún và khả năng chịu tải của nền; Khi
tăng chiều sâu chôn móng sẽ làm tăng trị số sức chịu tải của nền đồng thời làm giảm ứng suất
gây lún cho móng nên 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 định hơn. Tuy nhiên việc tăng chiều sâu chôn
móng phải cân nhắc giữa 2 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, do đó cũng cải thiện được điều kiện chịu 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 theo 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 địa chất công trình: Có
thể thay móng đơn bằng 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 chịu lực cho móng; Độ
cứng của móng bản, móng băng càng lớn thì biến dạng bé và độ lún sẽ bé. Có thể sử dụng biện
pháp tăng chiều dày móng, tăng cốt thép dọc chịu lực, tăng độ cứng kết cấu bên trên, bố trí các
sườn tăng cường khi móng bản có kích thước lớn.
5.1.2.3.Các biện pháp xử lý nền đất yếu
Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất
cơ lý của nền đất yếu như: Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số modun
biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất…
Trong nội dung chương này tập trung nghiên cứu các biện pháp xử lý nền đất yếu.
5.2
5.2.1

CÁC NHÓM BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
Sơ đồ khối các biện pháp xử lý nền đất yếu

Khi xây dựng công trình trên nền đất yếu phải tiến hành thu thập tài liệu về địa hình, địa

chất, sự phân bố của đất yếu tại khu vực xây dựng, độ lớn của tải trọng do công trình tác dụng
lên nền, phân tích sự cần thiết và đưa ra các phương án xử lý nền hợp lý dựa trên các yêu cầu kỹ
thuật và bài toán kinh tế. Quá trình thực hiện phải tuần tự từng bước theo sơ đồ khối sau đây
(Hình .3):

3


Hình Chương 5.3. Sơ đồ khối xử lý nền đất yếu

4


 Theo sơ đồ khối Hình .3 trong phần Phân tích điều kiện cần xử lý, đối với công trình
nền đường trên nền đất yếu có một trong số các điều kiện sau thì cần phải dùng các biện
pháp xử lý nền đất yếu.

-

Về độ lún ổn định, ví dụ theo yêu cầu về độ lún cho phép theo quy trình “khảo sát thiết kế
nền đường ô tô đắp trên đất yếu” 22TCN262-2000 quy định khi độ lún cho phép thỏa
mãn Bảng .1 thì cần phải xử lý.
Bảng Chương 5.1. Quy định độ lún cho phép nền đường trên nền đất yếu cần phải xử lý
Vị trí đoạn nền đắp trên đất yếu
Gần mố cầu

Chỗ có cống hoặc
đường dân sinh chui
dưới

Các đoạn nền đắp
thông thường

1. Đường cao tốc và
đường cấp 80

> 10cm

> 20cm

> 30cm

2. Đường cấp 60 trở
xuống có tầng mặt cấp
cao A1

>20 cm

> 30cm

> 40cm

Loại cấp đường

-

Về hệ số ổn định của nền đường, nếu tính theo phương pháp phân mảnh cổ điển
(Fellenius) Kmin < 1,20 và theo phương pháp của Bishop thì Kmin < 1,40 thì phải xử lý.

5.2.2. Nguyên lý của các nhóm biện pháp xử lý nền đất yếu

Các phương pháp xử lý nền đất yếu thì có rất nhiều, đi cùng với các phương pháp này là công
nghệ thi công. Mỗi phương pháp xử lý có một công nghệ thi công đặc thù, tuy nhiên các phương
pháp xử lý nền đất yếu đều dựa trên hai nguyên lý cơ bản sau đây.
5.2.2.1. Nguyên lý làm tăng sức kháng cắt thông qua việc làm tăng tốc độ cố kết của nền.
Hiện tượng cố kết thấm là sự giảm hệ số rỗng của nền đất bằng cách trục xuất nước bên trong
lỗ rỗng ra ngoài bằng hiện tượng thấm, nhờ đó các hạt đất tì chặt trực tiếp lên nhau, cấu trúc đất
được gia cố bởi sự liên kết trực tiếp của các hạt đất (Hình .4).

Hình Chương 5.4. Đất cố kết dưới tải trọng tác dụng

Bản chất và tác dụng của việc cố kết đất nền trước khi xây dựng nói chung được giải thích
trên Hình .5. Nếu trước khi xây dựng mà không gia cố đất nền thì sau khi đặt công trình lên tải
trọng công trình (p) sẽ gia tăng áp lực lên nền khiến cho quá trình cố kết xảy ra do nước vẫn bị
đẩy ra khỏi lỗ rỗng. Kết quả là đất nền bị lún tương đối nhanh, có thể gây ra hiện tượng lún

5


không đều, từ đó có thể dẫn đến nứt gãy kết cấu. Tại thời điểm t 2 đất nền cố kết hoàn toàn và đạt
độ lún cuối Sc(p). Nếu không có sự thay đổi về tải trọng, nền ổn định và không tiếp tục lún nữa.

Hình Chương 5.5. Đường quá trình lún của nền

Gia cố nền trước khi xây dựng được tiến hành bằng cách gia tải trước có giá trị bằng tổng tải
trọng công trình (p) với một siêu tải (f) (tải trọng gia tải chất thêm), tổng siêu tải sẽ bằng (p+f),
sẽ khiến nền lún nhanh hơn và mau chóng đạt được giá trị bằng S(p+f) xấp xỉ giá trị độ lún cuối Sc(p) tại thời điểm t1, sớm hơn t2. Nếu tại thời điểm này bắt đầu xây dựng và đặt công trình lên trên
nền thì độ lún dư trong các năm tiếp theo của
công trình sẽ tương đối nhỏ và không gây nguy
hại cho kết cấu. Có thể thấy siêu tải (f) càng
lớn, thời gian cố kết t1 càng ngắn.

Một lưu ý nữa trong khi xây dựng thì đất
nền có khả năng nở ngược do gia tải của công
trình đã được dỡ ra mà công trình vẫn chưa
được xây dựng xong (hình .6). Vì vậy việc
chọn giá trị độ lún S(p+f) tại thời điểm ngừng gia
cố đòi hỏi tính toán cả hiện tượng nở ngược
này.

Hình Chương 5.6. Đường quá trình lún của nền

5.2.2.2. Nguyên lý làm tăng trực tiếp sức kháng cắt, sức chịu tải của nền
Nguyên lý này dựa trên triết lý làm thay đổi trực tiếp tính chất cơ học, tính chống cắt của
nền đất yếu bằng các biện pháp hóa học (như trộn đất nguyên trạng với ximăng hoặc vôi thành
cọc ximăng đất hoặc cọc vôi đất), các biện pháp cơ học (như cọc cát làm tăng độ chặt của đất
nền….).
Trong các phần sau các phương pháp xử lý nền đất yếu được phân loại và giới thiệu dựa trên
hai nguyên lý cơ bản này.
5.2.2.3 Đặc điểm chung của các biện pháp xử lý nền đất yếu
Việc lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu phụ thuộc vào đặc điểm của nền đất yếu cũng như yêu
cầu của từng công trình. Bảng .2 đưa ra lựa chọn một số giải pháp xử lý nền đất yếu thích hợp
cho các loại đất yếu và công trình.
Bảng Chương 5.2. Các biện pháp xử lý nền
Nhóm phương
pháp

Phương pháp

Phạm vi áp dụng

Ghi chú

6


Giếng cát được sử dụng đối với loại
đất bùn, than bùn cũng như các loại đất

Cần chú ý khả năng phá hỏng

Giếng cát kết dính bão hòa nước, có tính biến dạng

đất yếu do kích thước giếng cát

hợp với gia tải lớn khi xây dựng các công trình có lớn. Phải kiểm tra bài toán ổn
trước

kích thước và tải trọng lớn thay đổi

định, trượt và thời gian lún

theo thời gian như nền đường, sân bay,

cũng như tốc độ lún ổn định.

làm tăng sức

bản đáy các công trình thủy lợi

kháng cắt

- Xây dựng nền đường trên đất yếu có

thông qua việc

yêu cầu tăng nhanh tốc độ cố kết và

làm tăng tốc

tăng nhanh cường độ của đất yếu để

độ cố kết của

bảo đảm ổn định nền đắp và hạn chế

nền.

độ lún trước khi làm kết cấu áo đường.
Bấc thấm kết
- Tôn nền trên đất yếu để làm mặt bằng

hợp gia tải

chứa vật liệu, để xây dựng các kho
chứa một tầng, để xây dựng các công
trình dân dụng và công nghiệp loại nhỏ

- Sự phá vỡ kết cấu đất khi
thi công. Sự phá hỏng kết cấu
này làm tăng tổng độ lún và
làm giảm sức kháng cắt của

đất.
- Phạm vi chiều sâu thực
sự có hiệu quả của bấc thấm.
- Giá trị tải trọng nén trước
để việc thoát nước lỗ rỗng và
cố kết đất có hiệu quả.

có tải trọng phân bố trên diện rộng
(sau khi nền đã lún đến ổn định).
làm tăng trực
tiếp sức kháng

Thay thế đất

Chỉ áp dụng với tầng đất yếu mỏng <

Cần thiết lựa chọn chất lượng

2,5m

đất thay thế
Thông thường đóng 25 cọc/m2.

cắt, sức chịu
tải của nền

Cọc

tre,

cọc

tram

Gia cố nông, chủ yếu là giải quyết bài

Nên tính toán nhóm cọc cùng

toán sức chịu tải. Phải tính lún dưới

làm việc để lựa chọn số lượng

nhóm cọc

cọc hợp lý. Đóng nhiều sẽ làm
phá hoại nền.

Cọc nhỏ bê tông Gia cố sâu, giải quyết bài toán ổn định
cốt thép đường và chống lún và phải tính lún dưới
kính nhỏ
Cọc

xi

nhóm cọc
măng

đất, cọc vôi đất

Là giải pháp kinh tế vì tăng ma

sát bên của cọc và khắc phục
giới hạn của cọc tre, cọc tràm
(chiều dài giới hạn)
Kiểm tra lượng xi măng và vôi

Gia cố sâu

thí nghiệm trong phòng

Phân bố ứng suất đều. Tăng khả năng

Phải kiểm tra độ ổn định của

Đất có cốt, vải chịu kéo của đất, giảm áp lực lên

mái dốc và tường chắn. Có thể

địa kỹ thuật và tường chắn ngăn cách giữa lớp đất yếu

kết hợp với vật liệu san lấp

lưới địa kỹ thuật

và lớp đất đắp hoặc thay thế. Thoát

nhẹ. Sử dụng theo chỉ dẫn kỹ

nước tốt hơn

thuật của nhà cung cấp

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

Phải có lượng cát bù sau khi

cát, cát bụi bằng

gây chấn động bằng đầm rung

7


các biện pháp
rung, đầm rơi
quả nặng

5.3. MỘT SỐ BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU THƯỜNG DÙNG
5.3.1

Các biện pháp tăng nhanh tốc độ cố kết của nền.

5.3.1.1.Biện pháp giếng cát xử lý nền đất yếu
a) Đặc điểm và phạm vi áp dụng
Giếng cát là một trong những biện pháp gia cố đất yếu bằng cách làm cho nước trong lỗ
rỗng của đất yếu thoát thẳng đứng bằng mao dẫn thông qua các cọc bằng cát hạt trung hoặc thô
(thấm nước tốt) dưới tác dụng của tải trọng gia tải trước. Giếng cát được sử dụng đối với 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 theo 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 thẳng đứng, sau đó được chảy
ngang theo lớp đệm cát đặt trên đỉnh các giếng cát vì vậy làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền,
làm cho công trình nhanh đạt đến giới hạn ổn định 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 chịu tải của đất nền tăng lên.
Những điểm giống và khác nhau giữa giếng cát và cọc cát :
- Kích thước (đường kính và chiều dài) tương tự như nhau, nhưng khoảng cách giữa các
giếng cát thì lớn hơn cọc cát.
- Nhiệm vụ của chúng khác nhau :
+ Cọc cát làm chặt đất là chính, làm tăng sức chịu tải của đất nền, thoát nước lỗ rỗng là
phụ.
+ Giếng cát để thoát nước lỗ rỗng là chính, tăng nhanh quá trình cố kết, làm cho độ lún
của nền nhanh chóng ổn định. Làm tăng sức chịu tải của nền là phụ.
 Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Sử dụng trong vùng có đất yếu lớn, chiều sâu xử lý lớn hơn 20m.
+ Tốc độ cố kết nhanh hơn bấc thấm, nên thời gian chờ lún cố kết nhỏ. Độ lún dư sau khi
xử lý nhỏ.
+ Mức độ rủi ro thấp, diễn biến lún không phức tạp.
+ Khả năng chống mất ổn định trượt sâu cao hơn bấc thấm, vì ngoài tác dụng chính là
thoát nước để cố kết đất, còn có tác dụng cải thiện đất ngay trong quá trình thi công giếng
cát (lèn đất và thay đất yếu bằng cát trung trong các giếng cát).
- Nhược điểm:

8


+ Phải có thiết bị thi cơng, nhất là khi cần cắm giếng cát sâu lớn hơn 20m (khi chiều sâu
nhỏ, có thể cải tiến máy thi cơng từ các máy đào, cần cẩu).

+ Phải tốn cát có hệ số thấm cao để lấp giếng (thường dùng cát hạt trung, hạt thơ được
sàng tuyển kỹ).
+ Có thể xảy ra hiện tượng cát nhồi bị ngắt qng trong giếng, khi đó tác dụng dẫn nước
bị giảm.
+ Tiến độ thi cơng chậm hơn bấc thấm.
+ Cần lưu ý rằng khi sử dụng giếng cát gia cố nền đất yếu cần đảm bảo đạt được độ đồng
đều của cát trong suốt chiều dài giếng cát, tránh hiện tượng đứt đầu giếng cát dưới tác dụng
các loại tải trọng.
Xử lý nền đất yếu bằng giếng cát sẽ phát huy hiệu quả cao nếu đất yếu có hàm lượng hữu cơ
khơng lớn (thường <10%) và tải trọng đắp lớn hơn áp lực tiền cố kết của đất yếu.
a) Cấu tạo giếng cát
q
Đệ
m cá
t

L

d

Đấ
t yế
u

Giế
ng cá
t

L
Cấ

u tạo giế
ng cá
t trê
n mặ
t bằ
ng.

Tầ
ng khô
ng thấ
m nướ
c

Hình Chương 5.7. Sơ đồ cấu tạo giếng cát

Nền đất được xử lý bằng giếng cát có sơ đồ cấu tạo như Hình .7, gồm các bộ phận cấu tạo
sau:
+ Giếng cát: có đường kính 30 ÷ 50cm, thường dùng d =40cm. Chiều sâu của giếng bằng
chiều sâu chịu nén cực hạn của đất nền dưới móng, chẳng hạn: móng đơn l g= 2b ÷ 3b; móng
băng lg = 4b; móng bè (có cạnh lớn hơn 10m) nếu nền đất sét yếu: l g ≥ 9m +0,15b: nền đất loại
cát yếu: lg ≥ 6m + 0,9b; trong một số trường hợp chiều dài của giếng cát có thể từ 28÷30m.
Khoảng cách các giếng cát cho cơng trình dân dụng và cơng nghiệp là: L =1.50m ÷ 5m.
+ Đệm cát: tạo điều kiện cho cơng trình lún đều. Chiều dày tầng đệm cát Hd tính theo cơng
thức kinh nghiệm sau đây:
Hd = S + (0,3 ÷ 0,5m)

(Chương 5.1)

trong đó:
S: độ lún tính tốn của nền đất khi chưa có giếng cát.Thơng thường đệm cát có chiều dày 0,2

÷ 0,5m.
+ Lớp gia tải: chiều cao lớp gia tải phụ thuộc vào lớp đất đắp u cầu được xác định như
sau:

h=

σ
γ
trong đó: σ - áp lực do tải trọng ngồi;

9


γ - trọng lượng thể tích của đất.
c) Tính toán giếng cát
Hình .8 thể hiện sơ đồ của giếng cát. Sau khi hố khoan được lấp đầy bằng cát, một tải trọng
ngoài được chất lên mặt đất. Tải trọng sẽ làm tăng áp lực nước lỗ rỗng trong lớp sét. Áp lực nước
lỗ rỗng dư trong lớp sét sẽ bị tiêu tán bằng cả thoát nước thẳng đứng và thoát nước xuyên tâm
vào giếng cát, do đó làm tăng tốc độ lún của lớp sét. Trong Hình .8a, chú ý bán kính của giếng
cát là rw. Hình .8b thể hiện mặt bằng của giếng cát. Vùng ảnh hưởng của thoát nước xuyên tâm sẽ
tạo thành một hình trụ với bán kính ảnh hưởng là de.
Để xác định tải trọng cần thiết gia tải và thời gian gia tải dùng lý thuyết phần gia tải trước
(giáo trình cơ học đất) ta có biểu thức tính độ cố kết trung bình của giếng cát.

Hình Chương 5.8. Giếng cát

U v,r

trong đó:

 ∆σ (' p ) 

log 1 +
σ o' 

=
 ∆σ '  ∆σ '  
( p)
(f)
1 +

log 1 +
'
σ o  ∆σ (' p )  



(Chương 5.2)

∆σ’(p) là giá trị tải trọng công trình trên một đơn vị diện tích;
σ’0 - ứng suất do trọng lượng bản thân gây ra;
∆σ’(f)- tải trọng chất thêm;
Uv,r – là độ cố kết trung bình theo phương thẳng đứng và xuyên tâm (theo

phương ngang).
Trình tự để xác định độ cố kết trung bình Uv,r như sau:
Với một tải trọng và thời gian t2, độ cố kết trung bình do thoát nước thẳng đứng và thoát nước
xuyên tâm là

U v ,r = 1 − (1 − U r )(1 − U v )

10

(Chương 5.3)


trong đó
Ur= độ cố kết trung bình thoát nước xuyên tâm;
Uv= độ cố kết trung bình thoát nước thẳng đứng.
Độ cố kết trung bình do thoát nước xuyên tâm
Hình .9 thể hiện sơ đồ của giếng cát. Trong hình, r w là bán kính của giếng cát và re=de/2 là
bán kính ảnh hưởng của vùng thoát nước. Trong quá trình thi công giếng cát, một vùng cố định
của đất sét xung quanh giếng cát bị xáo động, do đó làm thay đổi tính thấm của đất sét. Trong
Hình .9 , rs là khoảng cách xuyên tâm từ tâm của giếng cát đến điểm xa nhất của vùng xáo động.
Bây giờ, với quan hệ độ cố kết trung bình, chúng ta sử dụng lý thuyết đẳng biến dạng“theory of
equal strain”. Có hai trường hợp tải trọng tác dụng được biểu diễn như Hình .10.
Trường hợp (a) toàn bộ tải trọng được tác dụng tức thời (xem Hình .10a),
Trường hợp (b) toàn bộ tải trọng tác dụng từ từ (xem Hình .10b).
Khi toàn bộ tải trọng tác dụng tức thời (Barron, 1948).

 −8Tr 
U r = 1 − exp 
÷
 m 

(Chương 5.4)

trong đó
2
kh  n 2 − S 2

n 3 S
m= 2
ln  ÷− +
+ 
n − S 2  S  4 4n 2 k s  n 2

n2

11


ln S
÷
÷


(Chương 5.5)


Hình Chương 5.9. Sơ đồ của một giếng cát

Tải trọng trên đơn vị
diện tích

Tải trọng trên đơn vị diện
tích

Thời gian

Thời gian

Hình Chương 5.10. Điều kiện chất tải

trong đó

n=

de
r
= e
2rw rw

S=

rs
rw

(Chương 5.
6)
.7)

kh - hệ số thấm của đất sét theo phương ngang trong vùng không xáo động;

12


ks - hệ số thấm theo phương ngang trong vùng xáo động;
Tr- hệ số thời gian không đơn vị cho thấm xuyên tâm.
Tr =

Cvr t 2
d e2

(Chương 5.8)

Cvr - hệ số cố kết cho thoát nước xuyên tâm.

Cvr =

kh

.9)



∆e

γn
'
 ∆σ ( 1 + eav ) 

Với trường hợp không xáo động, r s=rw và kh=ks, do đó S=1 và phương trình (Chương 5.5) trở
thành

m=

n2
n2 − S 2

ln( n) −

3n 2 − 1

(Chương 5.10)

4n 2

Bảng .3 cho các giá trị của Ur với sự thay đổi của Tr và n.
Nếu tải trọng tác dụng theo tuyến tính và không có vùng xáo động, lúc đó (Olson, 1977).
Ur =

Tr −

1
1 − exp ( − ATr )  (với Tr ≤ Trc)
A
Trc

(Chương 5.11)

Và
Ur = 1−

1
exp ( ATrc ) − 1 exp ( − ATrc ) (với Tr ≥ Trc)
ATrc 

(Chương 5.12)

Bảng Chương 5.3. Sự thay đổi Ur với sự thay đổi giá trị của T r và n, trường hợp không có vùng

xáo động [ phương trình (Chương 5.4) đến (Chương 5.10)]
Độ cố kết
Ur(%)

Nhân tố thời gian Tr với giá trị của n (=re/rw)
5

10

15

20

25

0

0

0

0

0

0

1

0.0012

0.0020

0.0025

0.0028

0.0031

2

0.0024

0.0040

0.0050

0.0057

0.0063

3

0.0036

0.0060

0.0075

0.0086

0.0094

4

0.0048

0.0081

0.0101

0.0115

0.0126

5

0.0060

0.0101

0.0126

0.0145

0.0159

6

0.0072

0.0122

0.0153

0.0174

0.0191

7

0.0085

0.0143

0.0179

0.0205

0.0225

8

0.0098

0.0165

0.0206

0.0235

0.0258

9

0.0110

0.0186

0.0232

0.0266

0.0292

13


10

0.0123

0.0208

0.0260

0.0297

0.0326

11

0.0136

0.0230

0.0287

0.0328

0.0360

12

0.0150

0.0252

0.0315

0.0360

0.0395

13

0.0163

0.0275

0.0343

0.0392

0.0431

14

0.0177

0.0298

0.0372

0.0425

0.0467

15

0.0190

0.0321

0.0401

0.0458

0.0503

16

0.0204

0.0344

0.0430

0.0491

0.0539

17

0.0218

0.0368

0.0459

0.0525

0.0576

18

0.0232

0.0392

0.0489

0.0559

0.0614

19

0.0247

0.0416

0.0519

0.0594

0.0652

20

0.0261

0.0440

0.0550

0.0629

0.0690

21

0.0276

0.0465

0.0581

0.0664

0.0729

22

0.0291

0.0490

0.0612

0.0700

0.0769

23

0.0306

0.0516

0.0644

0.0736

0.0808

24

0.0321

0.0541

0.0676

0.0773

0.0849

25

0.0337

0.0568

0.0709

0.0811

0.0890

26

0.0353

0.0594

0.0742

0.0848

0.0931

27

0.0368

0.0621

0.0776

0.0887

0.0973

28

0.0385

0.0648

0.0810

0.0926

0.1016

29

0.0401

0.0676

0.0844

0.0965

0.1059

30

0.0418

0.0704

0.0879

0.1005

0.1103

31

0.0434

0.0732

0.0914

0.1045

0.1148

32

0.0452

0.0761

0.0951

0.1087

0.1193

33

0.0469

0.0790

0.0987

0.1128

0.01239

34

0.0486

0.0820

0.1024

0.1171

0.1285

35

0.0504

0.0850

0.1062

0.1214

0.1332

36

0.0522

0.0881

0.1100

0.1257

0.1380

37

0.0541

0.0912

0.1139

0.1302

0.1429

38

0.0560

0.0943

0.1178

0.1347

0.1479

39

0.0579

0.0975

0.1218

0.1393

0.1529

40

0.0598

0.1008

0.1259

0.1439

0.1580

41

0.0618

0.1041

0.1300

0.1487

0.1632

42

0.0638

0.1075

0.1342

0.1535

0.1685

43

0.0658

0.1109

0.1385

0.1584

0.1739

14


44

0.0679

0.1144

0.1429

0.1634

0.1793

45

0.0700

0.1180

0.1473

0.1684

0.1849

46

0.0721

0.1216

0.1518

0.1736

0.1906

47

0.0743

0.1253

0.1564

0.1789

0.1964

48

0.0766

0.1290

0.1611

0.1842

0.2023

49

0.0788

0.1329

0.1659

0.1897

0.2083

50

0.0811

0.1368

0.1708

0.1953

0.2144

51

0.0835

0.1407

0.1758

0.2020

0.2206

52

0.0859

0.1448

0.1809

0.2068

0.2270

53

0.0884

0.1490

0.1860

0.2127

0.2335

54

0.0909

0.1532

0.1913

0.2188

0.2402

55

0.0935

0.1575

0.1968

0.2250

0.2470

56

0.0961

0.1620

0.2023

0.2313

0.2539

57

0.0988

0.1665

0.2080

0.2378

0.2610

58

0.1016

0.1712

0.2138

0.2444

0.2683

59

0.1044

0.1759

0.2197

0.2512

0.2758

60

0.1073

0.1808

0.2258

0.2582

0.2834

61

0.1102

0.1858

0.2320

0.2653

0.2912

62

0.1133

0.1909

0.2384

0.2726

0.2993

63

0.1164

0.1962

0.2450

0.2801

0.3075

64

0.1196

0.2016

0.2517

0.2878

0.3160

65

0.1229

0.2071

0.2587

0.2958

0.3247

66

0.1263

0.2128

0.2658

0.3039

0.3337

67

0.1298

0.2187

0.2732

0.3124

0.3429

68

0.1334

0.2248

0.2808

0.3210

0.3524

69

0.1371

0.2311

0.2886

0.3300

0.3623

70

0.1409

0.2375

0.2967

0.3392

0.3724

71

0.1449

0.2442

0.3050

0.3488

0.3829

72

0.1490

0.2512

0.3134

0.3586

0.3937

73

0,1533

0,2583

0,3226

0,3689

0,4050

74

0,1577

0,2658

0,3319

0,3795

0,4167

75

0,1623

0,2735

0,3416

0,3906

0,4288

76

0,1671

0,2816

0,3517

0,4021

0,4414

77

0,1720

0,2900

0,3621

0,4141

0,4546

15

78

0,1773

0,2988

0,3731

0,4266

0,4683

79

0,1827

0,3079

0,3846

0,4397

0,4827

80

0,1884

0,3175

0,3966

0,4534

0,4978

81

0,1944

0,3277

0,4090

0,4679

0,5137

82

0,2007

0,3383

0,4225

0,4831

0,5304

83

0,2074

0,3496

0,4366

0,4992

0,5481

84

0,2146

0,3616

0,4516

0,5163

0,5668

85

0,221

0,3743

0,4675

0,5345

0,5868

86

0,2302

0,3879

0,4845

0,5539

0,6081

87

0,2388

0,4025

0,5027

0,5748

0,6311

88

0,2482

0,4183

0,5225

0,5974

0,6558

89

0,2584

0,4355

0,5439

0,6219

0,6827

90

0,2696

0,4543

0,5674

0,6487

0,7122

91

0,2819

0,4751

0,5933

0,6784

0,7448

92

0,2957

0,4983

0,6224

0,7116

0,7812

93

0,3113

0,5247

0,6553

0,7492

0,8225

94

0,3293

0,5551

0,6932

0,7927

0,8702

95

0,3507

0,5910

0,7382

0,8440

0,9266

96

0,3768

0,6351

0,7932

0,9069

0,9956

97

0,4105

0,6918

0,8640

0,9879

1,0846

98

0,4580

0,7718

0,9640

1,1022

1,2100

99

0,5391

0,9086

1,1347

1,2874

1,4244

trong đó
Trc =

Cvr tc
d e2

( xem Hình .10b để biết định nghĩa của tc )

(Chương 5.13)

và

A=

2
m

(Chương 5.14)

Độ cố kết trung bình do thoát nước thẳng đứng
Sử dụng Hình .10a, khi đặt tải tức thời, ta có thể thu được độ cố kết trung bình do thoát
nước thẳng đứng.
2

π  U v ( % )  ( với Uv = 0 ÷ 60% )
Tv = 

4  100 

16

(Chương 5.15)


và

Tv = 1, 781 − 0,933log 100 − U v ( % )  (với Uv > 60%)

(Chương 5.16)

trong đó
Uv - độ cố kết trung bình do thoát nước thẳng đứng, và

Tv =

Cv t2

(Chương 5.17)

H2

Cv - hệ số cố kết với trường hợp thoát nước thẳng đứng.
Với trường hợp chất tải tuyến tính, được biểu diễn như Hình .10b, sự thay đổi của Uv với Tv
có thể được biểu diễn như sau (Olson, 1977)
Với Tv ≤ Tc:
Uv =

Tv
Tc


2
1 −
T
v



1 
1 − exp − M 2Tv  
4 
 

(

∑M

)

(Chương 5.18)

Với Tv >Tc:
Uv = 1 −

2
Tc

(

)

(

1 
exp − M 2Tc − 1 exp −M 2Tv
4 



∑M

)

(Chương 5.19)

trong đó
π
( 2m '+ 1)
2
m ' = 0,1, 2,...
M =

Tc =

Cv tc
H2

(Chương 5.20)

Trong đó, H - chiều dài thoát nước thẳng đứng lớn nhất. Hình .11 thể hiện sự thay đổi của
Uv(%) với Tc và Tv.

17


Độ
cố kết

Nhân tố thời gian, Tv
Hình Chương 5.11. Sự thay đổi của Uv với Tv và Tc (phương trình (Chương 5.18) và (Chương 5.19))

Trường hợp ứng dụng thực tế của giếng cát
Aboshi và Monden (1963) đã nêu chi tiết về chất lượng thực tế của 2700 giếng cát dùng để
xây dựng công trình tường cảng Toya trên vùng đất mở rộng ở Nhật Bản trong một nghiên cứu
được tóm tắt bởi Johnson (1970). Vị trí của khu đất được nêu trong bản đồ ở Hình .12. Đất ngoài
hiện trường gồm có bụi pha sét yếu, cố kết thông thường, dày 30m. Các số liệu sau đây là của đất
hiện trường và giếng cát.
Đất nền: Giới hạn chảy (WL) = 110; Giới hạn dẻo (WP) = 48 Độ ẩm tự nhiên W =
74%÷65%
Các giếng cát: Tổng số giếng cát đã dùng = 2700; Chiều dài = 15m; d e=3,15m; rw =
0,225m; Cvr = 2,7 (từ thí nghiệm ba trục); Cv = 1,7 ( từ thí nghiệm nén một trục).
Phần trên cùng của hình vẽ cho thấy sự thay đổi của tải trọng chất thêm theo thời gian. Phần
dưới cho thấy sự thay đổi độ lún theo lý thuyết và quan trắc được chỉ do giếng cát. So sánh thấy
hai kết quả này rất giống nhau.

18


Hình Chương 5.12. So sánh độ lún quan trắc và độ lún lý thuyết khi có giếng cát ở công trình tường
Toya, Nhật Bản (theo Johnson, 1970)

Ví dụ 5.1
Giả thiết rằng, với mô hình giếng cát của Hình .9, đất sét cố kết bình thường. Ta có các dữ
liệu sau:
Đất sét:

Hc = 4,57m (thoát nước hai mặt); Cc = 0,31; e0 = 1,1

Ứng suất có hiệu ở giữa lớp sét = 47,92 kN/m2, Cv =106,15 × 10-4 m2/ngày
Giếng cát:

rw = 0,091m; de = 1,83m; Cv = Cvr

Tải trọng được gia tải theo sơ đồ như Hình VD5.1. Giả sử không có xáo động. Tính độ cố kết
30 ngày sau khi gia tải. Cũng, xác định độ lún cố kết do tải trọng gia tải.
Lời giải:
Từ phương trình (Chương 5.20)
Tc =

Cv tc
H2

=

106,15 × 10 −4 × 60
2

 4,57 
 2 ÷



19

= 0,122

Tv =

Và

Cv t2

=

H2

106,15 × 10−4 × 30
2

 4,57 
 2 ÷



= 0, 061

ốc cho giếng cát

TảiTải
trọng
trọng

Thời
gian

60ngày

HìnhVD5.1. Giai tải theo đường

Sử dụng Hình .11 với Tc = 0,123 và Tv = 0,061, ta có Uv ≈ 9%. Với giếng cát,
n=

Từ phương trình

(Chương 5.13)
Trc =

Và

de
1,83
=
= 10
2rw 2 × 0, 091

Tr =

Cvr t2
d e2

=

Cvr tc

=

de2

106,15 × 10−4 × 60

( 1,83) 2

106,15 × 10−4 × 30

( 1,83) 2

= 0,19

= 0, 095

Lại có, từ phương trình (Chương 5.11)
Ur =

Tr −

1
1 − exp ( − ATr ) 
A
Trc

20


Ur =

Tr −

1
1 − exp ( − ATr ) 
A
Trc

Cũng có, với trường hợp không có vùng xáo động
m=

n2
n2 − 1

A=

Và

ln(n) −

Ur =

4n 2

=

102
102 − 1

ln(10) −

3 × 102 − 1

4 × 10 2

= 1,578

2
2
=
= 1, 267
m 1,578

0, 096 −

Do đó

3n 2 − 1

1
1 − exp ( −1, 267 × 0, 095 ) 
1, 267 
= 0, 03 = 3%
0,19

Từ phương trình (Chương 5.3)

U v ,r = 1 − (1 − U r )(1 − U v ) = 1 − ( 1 − 0, 03 ) ( 1 − 0,09 ) = 0,117 = 11, 7%
Do đó độ lún tổng cộng.

Sc ( p + f )

σ 0' +  ∆σ (' p ) + ∆σ (' f )  0,31× 4,57

Cc H c
 47,92 + 95,84 
=
log
=
log 
÷ = 0, 332m và độ
'
1 + e0
σ0
1 + 1,1
47,92



lún sau 30 ngày là
Sc(p) = 0,332 × 0,117 = 0,03767 m = 37,67 mm
d) Các bước thi công chính
Trình tự các bước thi công chính của giếng cát như sau:
-

-

Chuẩn bị mặt bằng thi công;
Đào bỏ lớp đất hữu cơ, rải vải địa kỹ thuật
Đắp lớp đệm cát thoát nước ngang dày từ 0,3 ÷0,5m
Thi công giếng cát bằng máy rung chuyên dụng, trình tự thi công được thể hiện như Hình
.13.
Lắp đặt thiết bị quan trắc lún.
Gia tải theo từng giai đoạn.

21


Hình Chương 5.13. Trình tự thi công giếng cát

5.3.1.2.Biện pháp bấc thấm xử lý nền đất yếu
a) Đặc điểm và phạm vi sử dụng
Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bấc thấm là phương pháp thoát nước thẳng đứng lên lớp
đệm cát bằng bấc thấm kết hợp với việc gia tải trước, làm tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu,
được thể hiện như trong Hình .14.

Hình Chương 5.14. Sơ đồ xử lý nền đấy yếu bằng bấc thấm

 Phạm vi áp dụng.
- Xây dựng nền đường trên đất yếu có yêu cầu tăng nhanh tốc độ cố kết và tăng nhanh cường
độ của đất yếu để bảo đảm ổn định nền đắp và hạn chế độ lún trước khi làm kết cấu áo đường.
- Tôn nền trên đất yếu để làm mặt bằng chứa vật liệu, để xây dựng các kho chứa một tầng, để
xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp loại nhỏ có tải trọng phân bố trên diện rộng
(sau khi nền đã lún đến ổn định).
- Xây dựng các công trình dân dụng trên nền đất yếu.
 Ưu nhược điểm
- Ưu điểm:
+ Công nghệ thi công phổ biến, thiết bị thi công đơn giản;
+ Thời gian thi công nhanh hơn giếng cát;
+ Vật liệu được sản xuất trong nhà máy
+ Phù hợp với những vị trí có chiều dày lớp đất yếu nhỏ hơn 20m
- Nhược điểm:
+ Tốc độ cố kết chậm, thời gian chờ lún cố kết lâu hơn biện pháp giếng cát;
+ Chiều sâu xử lý nhỏ hơn biện pháp giếng cát

+ Tốc độ thoát nước giảm theo thời gian
+ độ lún dư sau khi xử lý lớn hơn biện pháp giếng cát
+ Không cải thiện tính chất cơ lý của đất yếu, độ ổn định và khả năng chống trượt
thấp
+ mức độ rủi ro cao, diễn biến phức tạp.
b) Cấu tạo các bộ phận chính của biện pháp bấc thấm
 Bấc thấm

22


Bấc thấm là vật thoát nước chế tạo sẵn gồm lõi bằng polypropylene, có tiết diện băng hoặc
tròn, bên ngoài được bọc vỏ lọc bằng vải địa kỹ thuật không dệt (Hình .15) tạo thành từ các sợi
gắn kết bằng biện pháp cơ học, hóa học hoặc gia nhiệt. Bấc thấm dạng băng thường có chiều
rộng 100mm, dày từ 2 đến 10mm lõi có dạng máng, dạng bản hoặc lưới chéo và cuốn thành cuộn
có tổng chiều dài hàng trăm mét. Bấc thấm tròn là ống có gờ, thân có lỗ, đường kính ngoài của
lõi 50mm, đường kính trong 45mm, có khả năng chống bẹp, chống lão hóa, chịu được va đập và
lực kéo.

Hình Chương 5.15. Cấu tạo bấc thấm

 Các thông số quan trọng và phân loại bấc thấm
- Khả năng thoát nước
Khả năng thoát nước dưới áp lực 10KPa với gradient thủy lực i=0,5 từ 80.10 -6m3/s đến
140.10-6m3/s. Khả năng thoát nước dưới áp lực 400KPa với gradient thủy lực i=0,5 từ 60.10 -6m3/s
đến 80.10-6m3/s Đối với bấc thấm đã được cắm vào nền đất, khả năng thoát nước của bấc thấm
bị giảm đi đáng kể. Nguyên nhân sự giảm khả năng thoát nước của bấc thấm có thể kết luận là:
+

Sự biến dạng và sự rão của lớp vải địa kỹ thuật làm thay đổi mặt cắt thoát nước.

+ Sự giảm độ thấm của lớp vải địa kỹ thuật và sự lắng đọng các hạt nhỏ trong cấu trúc lõi
làm tắc đường bọc thoát nước.
+ Sự giảm khả năng thoát nước của bấc thấm do bị gập hay bị uốn cong trong quá trình lún
cố kết của nền đất.
- Độ bền kéo
Cường độ chịu kéo (cặp hết chiều rộng bấc thấm) không dưới 1,6 kN. Độ giãn dài (cặp hết
chiều rộng bấc thấm) lớn hơn 20%.
 Tầng đệm cát
Chiều dày tầng đệm cát tối thiểu là 50 cm và phải có biện pháp đảm bảo thoát nước ngang
trong toàn bộ quá trình xử lý nền, chịu được tải trọng của xe máy thi công cắm bấc thấm, cắm
được bấc thấm qua tầng đệm cát dễ dàng và thoát nước tốt.
Cát để làm tầng đệm cát phải là cát thô hoặc cát trung, đạt các yêu cầu sau:
- Tỷ lệ cỡ hạt lớn hơn 0,5mm phải chiếm trên 50%
- Tỷ lệ cỡ hạt nhỏ hơn 0,14mm không quá 10%
- Hệ số thấm của cát không nhỏ hơn 10-4 m/sec
- Hàm lượng hữu cơ không quá 5%
Độ đầm nén của lớp đệm cát phải thỏa mãn hai điều kiện:
- Máy thi công di chuyển và làm việc ổn định.
- Phù hợp độ chặt K yêu cầu trong kết cấu nền đắp.

23


Trong phạm vi chiều cao tầng đệm cát và dọc theo chu vi (biên) tầng đệm cát phải có tầng lọc
ngược thiết kế bằng sỏi đá theo cấp phối chọn lọc hoặc sử dụng vải địa kỹ thuật.
 Vải địa kỹ thuật
- Khi nền là đất yếu ở trạng thái dẻo nhão, có khả năng làm nhiễm bẩn lớp đệm cát trực tiếp
bên trên đầu bấc thấm thì dùng vải địa kỹ thuật để ngăn cách giữa lớp đất yếu và lớp đệm cát.
Ghi chú: Trường hợp lớp đất yếu không làm nhiễm bẩn tầng đệm cát thoát nước trên đầu bấc

thấm thì không cần dùng vải địa kỹ thuật.
- Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng khả năng chống trượt của khối đắp khi cần thiết.
- Sử dụng vải địa kỹ thuật để làm kết cấu tầng lọc ngược.
-

Vải địa kỹ thuật phải có các chỉ tiêu cơ lý sau:
+ Cường độ chịu kéo không dưới 1,0 kN;
+ Độ giãn dài < 65 %;
+ Khả năng chống xuyên thủng từ 1 500 N đến 5 000 N;
+ Kích thước lỗ vải 090 < 0,15 mm;
+ Hệ số thấm của vải: ≤ 1,4 x 10-4 m/s.

c) Tính toán bấc thấm
Quan hệ về độ cố kết trung bình do thấm xuyên tâm vào giếng cát được tính theo biểu thức
(5.4) đến (5.10) cho các trường hợp đẳng biến dạng. Yeung (1997) đã sử dụng các quan hệ để
xây dựng biểu đồ thiết kế cho PVDs. Sự phát triển lý thuyết được Yeung sử dụng được trình bày
như sau.
Hình .17 biểu thị sơ đồ bố trí Bấc thấm (PVD) theo lưới ô vuông. Đường kính tương đương
của Bấc thấm được tính như sau:
dw =

2( a + b)

(Chương 5.21)

π

trong đó: a – chiều rộng của Bấc thấm
b- chiều dày của bấc thấm được biểu diễn như Hình .16.

24


Lõi Polyetylen

Vải địa kỹ thuật

Hình Chương 5.16. bấc thấm

Bây giờ, phương trình (Chương 5.4) có thể được viết như sau
 8C t d 2 
 8T ' 
U r = 1 − exp  − 2vr 2w ÷ = 1 − exp  − r ÷
 α' 
 d w de m 

(Chương 5.22)

Trong đó de = đường kính có hiệu của vùng thoát nước = 2 re
Cũng có,

Tr' =

α ' = n2m =

Cvr t
d w2

(Chương 5.23)

2
2
n4
 n   3n − S  kh 2
2
ln
−
÷+ ( n − S ) ln S
 ÷ 
2
2
n −S
4
S 
 ks

Và

n=

de
dw

(Chương

5.25)

Từ phương trình (Chương 5.22) :

(Chương 5.24)

Tr' =

(Chương 5.26)

25

−α '
ln ( 1 − U r )
8