Ứng dụng giải pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước để xử lý nền đất yếu nhà máy nhiệt điện sông hậu 1 tỉnh hậu giang

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

PHẠM ĐÀO VIỆT

ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP
GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1
TỈNH HẬU GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số ngành: 60580208

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2017


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

---------------------------

PHẠM ĐÀO VIỆT

ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP
GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1
TỈNH HẬU GIANG

LUẬN VĂN THẠC SĨ
Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp
Mã số ngành: 60580208

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS VÕ PHÁN

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2017


CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ TP. HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VÕ PHÁN
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị và chữ ký)

PGS.TS. VÕ PHÁN
Luận văn Thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Công nghệ TP. HCM
ngày 03 tháng 05 năm 2017
Thành phần Hội đồng đánh giá Luận văn Thạc sĩ gồm:
(Ghi rõ họ, tên, học hàm, học vị của Hội đồng chấm bảo vệ Luận văn Thạc sĩ)

TT
1
2
3
4
5

Họ và tên
TS. Khổ ng Tro ̣ng Toàn

PGS.TS Dương Hồ ng Thẩ m
TS. Trầ n Tuấ n Nam
TS. Trương Quang Thành
TS. Nguyễn Văn Giang

Chức danh Hội đồng
Chủ tịch
Phản biện 1
Phản biện 2
Ủy viên
Ủy viên, Thư ký

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá Luận sau khi Luận văn đã được sửa chữa
(nếu có).
Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV

TS. KHỔNG TRỌNG TOÀ N


TRƯỜNG ĐH CÔNG NGHỆ TP. HCM
PHÒNG QLKH – ĐTSĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập – Tự do – Hạnh phúc
TP. HCM, ngày.… tháng…..năm 2017

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên

: PHẠM ĐÀO VIÊT

Ngày, tháng, năm sinh: 24/07/1986

Giới tính: Nam
Nơi sinh: Hà Tĩnh

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD và CN MSHV:1441870021
I. TÊN ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ
XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1 – TỈNH HẬU
GIANG
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG
PHÁP GIA TẢI TRƯỚC CÓ SỬ DỤNG BẤC THẤM
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BÂC THẤM TRONG ĐIỀU
KIỆN GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT YẾU KHI SỬ DỤNG
BẤC THẤM CÓ GIA TẢI TRƯỚC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH KHÁC
NHAU CHO CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1 – TỈNH HẬU
GIANG.
CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG KHI THAY ĐỔI CHIỀU SÂU VÀ
KHOẢNG CÁCH CẮM BẤC THẤM ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT CỦA NỀN ĐẤT
YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: ……………………………………………………..
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: ....................................................................
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

PGS.TS. VÕ PHÁN

PGS.TS. VÕ PHÁN
KHOA QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH


i

LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các số liệu, kết quả
nêu trong Luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình
nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng mọi sự giúp đỡ cho việc thực hiện Luận văn này
đã được cảm ơn và các thông tin trích dẫn trong Luận văn đã được chỉ rõ nguồn gốc.

Học viên thực hiện Luận văn

Phạm Đào Việt


ii

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin được cảm ơn Quý Thấy (Cô) trong khoa Xây dựng trường Đại học Kỹ Thuật
Công Nghệ, đã truyển đạt cho tôi những kiến thức quý báu và tâm huyết trong suốt 3 học
kỳ vừa qua. Đó là những kiến thức nền tảng cho tôi hoàn thành cuốn luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS.TS. Võ Phán, người thầy đã tận tình hướng
dẫn, từ những bước đi sơ khai ban đầu, đến những kiến thức chuyên nghành đầy vô giá.
Để rồi từ đó tôi bắt đầu sơ lược và kết nối những kiến thức đó lại với nhau để hoàn thành
nên nội dung chính của đề tài mà tôi đã thực hiện. Một lần nữa xin cảm ơn người Thầy
đầy tâm huyết và tâm lý đã thường xuyên đôn đốc, nhắc nhở nhiều điều cho tôi, người

Thầy không những truyền đạt những kiến thức trong sách vở mà còn cả những bài học
cuộc sống. Những điều đó đã tạo động lực giúp tôi hoàn thành luận văn này một cách tốt
nhất.
Xin cảm ơn các Thầy, Cô, Anh, Chị nhân viên của Phòng Quản Lý Khoa học – Đào
tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tôi trong suốt quá trình học
tập.
Một lần nữa xin gửi đến Quý Thầy, Cô và Gia đình lời biết ơn sâu sắc nhất.
Tôi xin chân thành cảm ơn.

Học Viên Thực Hiên Luận Văn

Phạm Đào Việt


iii

TÓM TẮT
Hiê ̣n nay, có nhiề u phương pháp xử lý nề n đấ t yế u đã được nghiên cứu và ứng
dựng thành công ta ̣i Viê ̣t Nam, trong đó gia tải trước kế t hợp với bấ c thấ m là mô ̣t phương
pháp được áp du ̣ng phổ biế n nhấ t ở nước ta với nhiề u ưu điể m nổi bâ ̣t mà các phương
pháp khác không đáp ứng được.
Bằ ng các nghiên cứu, tổ ng hợp các tài liê ̣u tác giả trıǹ h bày tổ ng quan về nguyên lý
cấ u ta ̣o, cơ chế hoạt đô ̣ng của phương pháp, trình tự thi công, cơ sở lý thuyế t tı́nh toán đô ̣
lún của nề n dưới tác dụng của việc gia tải trước kế t hợp bấ c thấ m.
Dựa trên số liê ̣u đầ u vào của công trı̀nh thực tế , tác giả sử du ̣ng phầ n mề m Plaxis
2D mô phỏng bà toán gia tải trước kết hợp bấc thấ m theo phương pháp quy đổ i tương
đương vùng đất có bấ c thấm và phương pháp sử du ̣ng phầ n tử Drain mô phỏng sự làm
viê ̣c nền đấ t yế u có cắ m bấ c thấ m. Đồng thời phân tıć h ứng xử của nề n đấ t yếu cho các
trường hợp cắ m bấ c thấ m theo các đô ̣ sâu và khoảng cách cắ m bấ c thấ m khác nhau.

iv

ABSTRACT
In recent times, there are many methods of treatment soft soil has been studied and
successfully applied in Viet Nam, surcharge preloading method in combination of used
prefabricated vertical drain (PVD) is almost applied in our country with many advantages
others cannot meet.
In study, synthetic material the author presents an overview of principles of techniques,
mechanism of method, order construction, the theoretical basis of calculating the ground
settlement under the influence simultanneous fill load and set prefabricated vertical drains.
With geologic data of real contruction, I will use Plaxis 2D softwaer to simulate the
problem of surcharge preloading with PVD by two methods: equivalence conversion of
soil area that have PVD method and drains cell method to emulate behavior of soft with
PVD. In addition, I will analyse the respond of soft soil with different depth of in sert
PVD distance in accordance with different preloading.


v

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN
LỜI CÁM ƠN
TÓM TẮT
MỞ ĐẦU ...................................................................................................... 1
I. ĐẶT VẤN ĐỀ ............................................................................................ 1
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU......................................................................... 2
III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ................................................................ 3
IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIẾN ..................................................... 3
V. PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ HẠN CHẾ:..................................................... 3

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GIA TẢI TRƯỚC CÓ SỬ DỤNG BẤC THẤM ............................................. 4
1.1 CÁC ĐẶC TRUNG CƠ BẢN ĐẤT YẾU MIỀN NAM VIỆT NAM .................. 4
1.1.1. Khái niệm và phân loại đất yếu................................................................ 4
1.1.2. Đặc trưng và trạng thái vật lý đất yếu miền Nam Việt Nam. .................... 4
1.1.3. Đặc điểm cơ lý của đất yếu: ..................................................................... 7
1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC CÓ SỬ DỤNG BẤC
THẤM. ................................................................................................... 8
1.2.1. Giới thiệu. ............................................................................................... 8
1.2.2. Nguyên lý tổng quát của phương pháp gia tải đất đắp .............................. 8
1.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm. ........ 9
1.3. TỔNG QUAN VỀ BẤC THẤM ............................................................... 10
1.3.1. Lịch sử phát triển:.................................................................................. 10
1.3.2. Tác dụng................................................................................................ 13
1.3.3. Nhược điểm. .......................................................................................... 13
1.3.4. Phương pháp thi công. ........................................................................... 16
1.4. CÁC ĐẶC TRƯNG CỦA PVD ................................................................ 18
1.4.1. Một số yêu cầu đối với bấc thấm. .......................................................... 18
1.4.2. Tiêu chuẩn đối với bộ lọc ...................................................................... 19
1.4.3. Kích thước lỗ rỗng của bộ lọc. ............................................................... 19
1.4.4. Tiêu chuẩn về độ bền bấc thấm. ............................................................. 20
1.5. CẤU TẠO HỆ BẤC THẤM..................................................................... 20
1.6. CẤU TẠO TẦNG ĐỆM CÁT THOÁT NƯỚC VÀ CHỊU LỰC. .................... 22
1.6.1. Vai trò của tầng đệm cát thoát nước:...................................................... 22
1.6.2. Yêu cầu chiều dày tầng đệm cát............................................................. 22
1.6.3. Yêu cầu đối với vật liệu làm tầng đệm cát. ............................................ 22
1.7. ẢNH HƯỞNG BIẾN DẠNG CỦA BẤC THẤM ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT
CỦA . ................................................................................................... 23

vi

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BẤC THẤM TRONG ĐIỀU
KIỆN GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU .................................. 25
2.1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BÀI TOÁN CỐ KẾT THẤM .................. 25
2.1.1. Các giả thiết của bài toán cố kết ............................................................ 25
2.1.2. Bài toán cố kết cơ bản ........................................................................... 25
2.2. LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN BẤC THẤM ................................................... 27
2.2.1 Khái niệm cơ bản: .................................................................................. 27
2.2.2. Lý thuyết lực căng đứng cân bằng thích hợp (Hansbo. 1981) ................. 30
2.2.3. Chiều sâu cắm bấc thấm ........................................................................ 33
2.2.4. Nguyên tắc tính toán gia tải đất đắp ....................................................... 34
2.3. ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN ĐỂ PHÂN TÍCH BÀI
TOÁN GIA TẢI TRƯỚC. ........................................................................ 38
2.3.1. Lịch sử hình thành phương pháp phần tử hữu hạn. ................................ 38
2.3.2. Giới thiệu phương pháp phần tữ hữu hạn. .............................................. 38
2.3.3. Mô phỏng bấc thấm trong phương pháp phần tử hữu hạn ...................... 39
2.3.4. Điều kiện biên trong phương pháp phần tửu hữu hạn ............................. 42
2.4. NHẬN XÉT CHƯƠNG 2. ....................................................................... 42
CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT YẾU KHI SỬ DỤNG BẤC
THẤM CÓ GIA TẢI TRƯỚC BẰNG CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH KHÁC
NHAU CHO CÔNG TRÌNH NHÀ MÁY NHIỆT ĐIỆN SÔNG HẬU 1 – HẬU
GIANG ................................................................................................. 44
3.1. GIỚI THIỆU CÔNG TRÌNH. ................................................................... 44
3.1.1. Giới thiệu chung. ................................................................................... 44
3.1.2. Quy mô và các thông số kỹ thuật liên quan đến công trình. ................... 44
3.2. CÁC THÔNG SỐ ĐƯA VÀO BÀI TOÁN. ................................................ 46
3.3. TÍNH TOÁN PHÂN TÍCH CÔNG TRÌNH BẰNG CHƯƠNG TRÌNH
PLAXIS 2D V8.5 ................................................................................... 47
3.3.1. Mô phỏng theo phương hướng 2 (quy đổi tương đương vùng đất có bấc

thấm) ......................................................................................................................... 47
3.3.2. Mô phỏng bài toán theo phương hướng 1 (bấc thấm được mô phỏng như
phần tử với vật liệu đàn hồi thoát nước). .................................................................... 54
3.4. TÍNH TOÁN LÚN CỦA ĐẤT NỀN THEO TCVN: 9355- 2012. .................... 61
3.4.1. Tính độ lún cố kết Sc (Khi nền đất chưa có bấc thấm) ........................... 61
3.4.2. Xét trong trường hợp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp gia tải
trước. ......................................................................................................................... 64
3.4.3. Tính toán độ lún theo thời gian khi sử dụng bấc thấm. ........................... 66
3.5. TỔNG HỢP SO SÁNH KẾT QUẢ TÍNH TOÁN. ........................................ 67
3.6. NHẬN XÉT CHƯƠNG 3. ....................................................................... 67


vii

CHƯƠNG 4: PHÂN TÍCH ẢNH HƯỞNG KHI THAY ĐỔI KHOẢNG
CÁCH VÀ CHIỀU SÂU CẮM BẤC THẤM ĐẾN MỨC ĐỘ CỐ KẾT CỦA
NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP ................................................. 68
4.1. TƯƠNG QUAN GIỮA KHOẢNG CÁCH BẤC THẤM VÀ TỐC ĐỘ CỐ
KẾT ..................................................................................................... 68
4.1.1. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp khoảng cách bấc thấm là
1.0m .......................................................................................................................... 70
4.1.2. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp khoảng cách bấc thấm là
1,5m .......................................................................................................................... 72
4.1.3. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp khoảng cách bấc thấm là
2.0m .......................................................................................................................... 74
4.1.4. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp khoảng cách bấc thấm là
2,5m .......................................................................................................................... 76
4.1.5. Tổng hợp kết quả tính toán .................................................................... 78
4.2.TƯƠNG QUAN GIỮA CHIỀU SÂU BẤC THẤM VÀ ĐỘ CỐ KẾT .............. 78
4.2.1. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là

8m (các thông số gia tải giố ng như trên) .................................................................... 79
4.2.2 Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là
10m (các thông số gia tải giố ng như trên) .................................................................. 81
4.2.3. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là
12m (các thông số gia tải giố ng như trên) .................................................................. 83
4.2.4. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là
14m (các thông số gia tải giố ng như trên) .................................................................. 85
4.2.5. Tính toán thời gian cố kết nền đất trường hợp chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là
17m (các thông số gia tải giố ng như trên) .................................................................. 87
4.2.6. Kết quả phân tích độ lún theo thời gian ................................................. 89
4.3. NHẬN XÉT CHƯƠNG 4 ........................................................................ 89
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ......................................................................... 90
I. KẾT LUẬN. ............................................................................................. 90
II. KIẾN NGHỊ VÀ HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ................................. 90
TÀI LIỆU THAM KHẢO .............................................................................. 91


viii

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1.1. Phân loại dộ chặt của đất cát theo hệ số rỗng e ......................................... 6
Bảng 1.2. Phân loại đất dính theo IP ....................................................................... 7
Bảng 1.3. Đánh giá trạng thái đất dính theo độ nhão IL............................................. 7
Bảng 1.4. Một số loại bấc thấm đã được sử dụng ( Bo et al. 2003) ......................... 11
Bảng 1.5 Kıć h thước của mô ̣t số kiế m cắ m dùng trong thi công .............................. 17
Bảng 3.1 Bảng chỉ tiêu cơ lý của đất. ................................................................... 46
Bảng 3.2 Thông số kỹ thuâ ̣t của bấ c thấ m. ............................................................ 46
Bảng 3.3 Các thông số khai báo trong mô hình các lớp đất. .................................... 48
Bảng 3.4 Các thông số khai báo trong mô hình các lớp cát. ................................... 49
Bảng 3.5. Kết quả tính toán kwp và khp lớp đất thứ 1 ............................................... 55

Bảng 3.6. Kết quả tính toán kwp và khp lớp đất thứ 2 ............................................... 56
Bảng 3.7. Các thông số trong mô phỏng phương hướng 1. ..................................... 56
Bảng 3.8 Độ cố kết U v đạt được tùy thuộc vào nhân tố thời gian Tv ....................... 63
Bảng 3.9. Kết quả tính toán độ cố kết chung U và độ lún theo thời gian S t ............... 65
Bảng 3.10. Tổng hợp kết quả tính lún nền đất bằng các phương pháp tính toán khác
nhau. ................................................................................................................. 67
Bảng 4.1. Các trường hợp thay đổi khoảng cách bấc thấm ...................................... 68
Bảng 4.2. Hệ số thấm ngang trong mô hình phẳng ................................................. 69
Bảng 4.3. Hệ số thấm đứng trong mô hình phẳng .................................................. 69
Bảng 4.4. Kết quả tính toán lún nền đất cho các trường hợp khoảng cách cắm bấc
thấm khác nhau: ................................................................................................. 78
Bảng 4.5 Các trường hợp thay đổi chiều sâu cắm bấc thấm .................................... 78
Bảng 4.6. Kết quả tính toán lún nền đất cho các trường họp chiều sâu cắm bấc thấm
khác nhau. ......................................................................................................... 89


ix

DANH MỤC HÌNH
Hình 1.1. Các loại bấc thấm. ..................................................................................... 12
Hình 1.2. Thi công bấc thấm ..................................................................................... 12
Hình 1.3 Hệ thống cẩu (Rig system) tại hiện trường .................................................. 15
Hình 1.4. Thi công bấc thấm dùng hệ thống cẩu (Rig system) ở hiện trường. ............ 15
Hình 1.5. Một số loại tiết diện kiếm cắm (Mandrel) [8] ............................................ 17
Hình 1.6. Quy trình thi công bấc thấm....................................................................... 18
Hình 2.1 Mặt cắt điển hình của băng thoát nước (Theo Holtz và cộng sự, 1991) ...... 29
Hình 2.2 Kiểu bố trí bấc thấm trên mặt bằng ............................................................. 30
Hình 2.3 Vật thoát nước đứng gồm vùng xáo trộn và vùng tăng sức cản. .................. 30
Hình 2.4 Đặc trưng vùng xáo trộn ( Rujikiatkamjorn and Indraratna 2007) .............. 32
Hình 2.5 Chiều sâu cắm bấc thấm nhỏ hơn chiều sâu vùng tính lún........................... 34

Hình 2.6. Mô hình chuyển đổi các thông số từ mô hình đối xứng (ĐXT) sang mô hình
phẳng(MHP) ........................................................................................................... 41
Hình 3.1. Nhà máy nhiệt điện Sông Hậu 1. ............................................................... 44
Hình 3.2 Mặt bằng tổng thể khu nhà máy nhiệt điện Sông Hậu 1- Hậu Giang. .......... 45
Hình 3.3 Mặt cắt địa chất khu vực tính toán .............................................................. 47
Hình 3.4. Mô phỏng khối đất quy đổi vùng tương đương bấc thấm. .......................... 50
Hình 3.5. Chia lưới phần tử trong mô hình. ............................................................... 51
Hình 3.6. Biến dạng lún của đất nền sau khi kết thúc thời gian chất tải. .................... 51
Hình 3.7. Biến dạng lún của đất nền tại mỗi khu vực................................................. 52
Hình 3.8. Chuyển vị của các vị trí trên mặt cắt A- A’. .............................................. 52
Hình 3.9. Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền đất. ........................................... 53
Hình 3.10. Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thẳng dư trong nền. ................................ 53
Hình 3.11 Sự phân bố ứng suất hữu hiệu theo phương đứng...................................... 54
Hình 3.12 Mô phỏng bấc thấm bằng vật liệu đàn hồi thoát nước Drain. .................... 57
Hình 3.13 Chia lưới phần tử mô hình. ....................................................................... 57
Hình 3.14 Biến dạng lún nền đất khi cố kết hoàn toàn .............................................. 58
Hình 3.15 Chuyển vị cụ thể của đất tại cac khu vực khác nhau.................................. 58
Hình 3.16 Biến dạng của các vị trí theo phương ngang. ............................................. 59
Hình 3.17 Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thẳng dư trong nền sau 270 ngày chất tải.59
Hình 3.18 Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thẳng dư. ................................................. 60
Hình 3.19 Sự phân bố ứng suất hữu hiệu theo phương thẳng đứng. ........................... 60
Hình 3.21 Toán đồ Osterberg . ................................................................................. 62
Hình 3.20 Biểu đồ cố kết theo thời gian sau 270 ngày .............................................. 66
Hình 3.21 Biểu đồ độ lún theo thời gian sau 270 ngày.............................................. 66
Hình 4.1 Độ lún đất nền khi khoảng cách bấc thấm là 1m ......................................... 70
Hình 4.2 Áp lực nước lỗ rỗng khi khoảng cách bấc thấm 1.0m ................................. 70
Hình 4.2a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi khoảng cách bấc thấm 1.0m .......................... 71


x

Hình 4.3 Ứng suất hữu hiệu khi khoảng cách bấc thấm 1m ....................................... 71
Hình 4.4 Độ lún đất nền khi khoảng cách bấc thấm l,5m ........................................ 72
Hình 4.5 Áp lực nước lỗ rỗng khi khoảng cách bấc thấm l,5m ................................ 72
Hình 4.5a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi khoảng cách bấc thấm l,5m ......................... 73
Hình 4.6. Ứng suất hữu hiệu khi khoảng cách bấc thấm l,5m................................. 73
Hình 4.7 Độ lún đất nền khi khoảng cách bấc thấm 2.0m .......................................... 74
Hình 4.8 Áp lực nước lỗ rỗng khi khoảng cách bấc thấm 2.0m ................................. 74
Hình 4.8a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi khoảng cách bấc thấm 2.0m .......................... 75
Hình 4.9 ứng suất hữu hiệu khi khoảng cách bấc thấm 2.0m ..................................... 75
Hình 4.10 Độ lún đất nền khi khoảng cách bấc thấm 2,5m ........................................ 76
Hình 4.11. Áp lực nước lỗ rỗng khi khoảng cách bấc thấm 2,5m............................... 77
Hình 4.11a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi khoảng cách bấc thấm 2,5m......................... 77
Hình 4.12. ứng suất hữu hiệu khi khoảng cách bấc thấm 2,5m .................................. 77
Hình 4.13 Độ lún đất nền khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 8m .................................. 79
Hình 4.14 Áp lực nước lỗ rỗng khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 8m ......................... 79
Hình 4.14a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 8m .................. 80
Hình 4.15 Ứng suất hữu hiệu khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 8m ............................ 80
Hình 4.16 Độ lún đất nền khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 10m ................................ 81
Hình 4.17 Áp lực nước lỗ rỗng khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 10m ....................... 81
Hình 4.17a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 10m ................ 82
Hình 4.18 Ứng suất hữu hiệu khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 10m .......................... 82
Hình 4.19 Độ lún đất nền khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 12m ................................ 83
Hình 4.20 Áp lực nước lỗ rỗng khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 12m ....................... 83
Hình 4.20a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 12m ................ 84
Hình 4.21 Ứng suất hữu hiệu khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 12m .......................... 84
Hình 4.22 Độ lún đất nền khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 14m ................................ 85
Hình 4.23 Áp lực nước lỗ rỗng khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 14m ....................... 85
Hình 4.23a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 14m ................ 86
Hình 4.24 Ứng suất hữu hiệu khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 14m .......................... 86

Hình 4.25 Độ lún đất nền khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 17m ................................ 87
Hình 4.26 Áp lực nước lỗ rỗng khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 17m ....................... 87
Hình 4.26a Áp lực nước lỗ rỗng dư khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 17m ................ 88
Hình 4.27 Ứng suất hữu hiệu khi chiề u sâu cắ m bấ c thấ m là 17m .......................... 88


xi

MỘT SỐ KÍ HIỆU ĐƯỢC SỬ DỤNG TRONG LUẬN VĂN
a, av

(m2/kN)

Hệ số nén;

a0

(m2/kN)

Hệ số nén thể tích;

c

(kg/m2)
(kPa)

Lực dính của đất;
Lực dính của đất nền trong điều kiện không thoát nước;

cu

Cc

Chỉ số nén;

Cs

Chỉ số nở;

Cv

Hệ số cố kết theo phương đứng;

Ch

Hệ số cố kết theo phương ngang;

Cr

Hệ số cố kết theo phương ngang hướng tâm;

Cvz

Hệ số cố kết theo phương z phụ thuộc đặc tính của đất;

De

(m)

Đường kính ảnh hưởng của giếng cát;

dw

(m)

Đường kính giếng cát;

ds

(m)

Đường kính vùng bị xáo trộn;

L

(m)

e0

Khoảng cách giữa các trục giếng cát;
Hệ số rỗng;
Hệ số rỗng ứng với thời điểm trước khi xây dựng;

e0i

Hệ số rỗng của lớp đất thứ i ở trạng thái tự nhiên ban đầu;

ep

(Chưa đắp nền bên trên)
Hệ số rỗng khi có tải trọng ngoài;

e

(kPa)
(m)

Modul biến dạng;
Chiều cao đắp nền;

kv

(m)
(m)
(m/s)

Chiều dài đường thấm trong đất;
Chiều dày lớp đất có giếng cát;
Hệ số thấm theo phương đứng;

kh

(m/s)

Hệ số thấm theo phương ngang;

E

hdd
h

H

Hệ số kinh nghiệm;
Hệ số sức chịu tải;

m

Nc
P0

(kPa)

Ứng suất hữu hiệu trung bình do trọng lượng bản thân gây ra;

qgh

(kPa)

Tải trọng giới hạn;

Sc

(m)

Độ lún cố kết thấm;

St

(m)

Độ lún theo thời gian;

Si

(m)

Độ lún tức thời;

Ss

(m)

Độ lún cố kết thứ cấp – lún do từ biến;


xii
S

(m)

Độ lún ổn định;

S

(m)
(m)

Khoảng cách giữa các tim các;
Sức chống cắt không thoát nước;

Su

Độ xáo trộn;
Nhân tố thời gian đối với sự thoát nước ngang trong trường hợp

s

Thp

biến dạng phẳng;
Nhân tố thời gian;

Tv
u

Thời gian;
Áp lực trung bình của nước lỗ rỗng trong đất;

u

Áp lực lỗ rỗng dư trung bình tại thời điểm tính toán t;

u0
Ut

Áp lực lỗ rỗng dư trung bình tại thời điểm ban đầu;
Độ cố kết theo thời gian t;

Uv

Độ cố kết theo phương đứng;

Uh

Độ cố kết theo phương ngang;

t

(s)

rw

(m)
(m)
(m)

Bán kính ảnh hưởng của giếng cát;
Bán kính giếng;
Bán kính giếng cát;

rs

(m)

Bán kính vùng bị xáo trộn;

W

WL

(%)
(m)

Độ ẩm;
Giới hạn chảy;

Wp

(m)

Giới hạn dẻo;

w

(kN/m3)

Dung trọng của nước;

 dd

(kN/m3)

Dung trọng của khối đất đắp;



(độ)

Góc ma sát trong của đất;

R

r


 bt

3

Dung trọng tự nhiên;

2

Ứng suất do trọng lượng bản thân các lớp đất phía trên gây ra ở

(kN/m )
(kN/m )

độ sâu H a ;
 gl

(kN/m2)

Ứng suất do trọng tải trọng đắp gây ra ở độ sâu H a ;


1

MỞ ĐẦU
I. ĐẶT VẤN ĐỀ

Sự phát triển của nền kinh tế nước ta những năm gần đây gắn liền với sự phát
triển nhah chóng của cơ sở hạ tầng. Vì vậy dòi hỏi cấp thiết đặt ra cho ngành xây dựng
là phải cải tiến phát triển cả về kỹ thuật lẫn công nghệ để đáp ứng chất lượng, thời gian
mà nhu cầu xã hội đặt ra.
Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiê ̣p hóa, hiện đa ̣i hóa các khu công
nghiệp tâ ̣p trung, cơ sở ha ̣ tầng kỹ thuâ ̣t, khu đô thi ̣mới… đang đươ ̣c xây dưṇ g với tố c
độ ngày càng lớn. Nề n móng của các công trình xây dư ̣ng nhà ở, đường sá, đê điề u,
đập chắn nước và mô ̣t số công trıǹ h khác trên nề n đát yế u thường đă ̣t ra hàng loa ̣t các
vấ n đề phải giải quyế t như: Sức chiụ tải của đấ t nề n thấ p, độ lún lớn và đô ̣ ổ n đinh
̣ của
cả diện tích lớn. Việt Nam đươ ̣c biết đế n là nơi có nhiều vùng đấ t yế u, nhiề u thành phố
và thị trấn quan trọng đươ ̣c hıǹ h thành trên nền đấ t yế u với những điề u kiê ̣n rấ t phức
ta ̣p của đấ t nề n, dọc theo các con sông, kênh ra ̣ch…Thực tế này đòi hỏi phải hıǹ h
thành và phát triển các công nghê ̣ thıć h hợp và tiên tiế n để xử lý nề n đấ t yế u. Viê ̣c xử
lý nề n đất yếu là vấ n đề bức thiế t và quan tro ̣ng hàng đầ u trong nghành xây dựng hiê ̣n
đa ̣i.
Lún cố kết gây ra rất nhiều thiệt hại về kinh tế, gây cản trở giao thông và có thể
gây nguy hiểm tới tính mạng của người dân. Tuy nhên guyên nhân gây lún vẫn chưa
được nghiên cứu hệ thống hóa một cách đầy đủ các giải pháp bù lún, chờ lún, xử lý
phần nền của kết cấu công trình là những giải pháp gây mất thời gian, tốn kém và hiệu
quả không cao. Vì vậy vấn đề đặt ra là phải có giải pháp xử lý nhằm tăng độ ổn định
của nền đắp trên đất yếu, tăng nhanh độ lún cố kết và rút ngắn quá trình thi công, giảm
độ lún của nền trong quá trình khai thác.
Hiện nay có nhiều phương pháp để xử lý đất yếu: Phương pháp gia tải trước kết
hợp giếng cát; phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm…Các phương pháp này
qua thử nghiệm đã có tác dụng tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu, tăng
nhanh quá trình lún của nền, tạo độ lún trước, rút ngắn thời gian thi công và tăng sức
chống cắt của đất từ đó làm tăng khả năng chịu tải của đất yếu.
Trong các phương pháp nêu trên thì phương pháp xử lý đất yếu bằng gia tải trước
kết hợp bấc thấm được dùng phổ biến tại Việt Nam và trên thế giới bởi nó chứa đựng

những ưu điểm.


2

Cố kết của sét yếu trong kỹ thuật nền móng là vấn đề rất phổ biến. Để rút ngắn
thời gian cố kết, gia tăng cường độ chống cắt trong đất có tính nén lún cao và hệ số
thấm bé, phương pháp sử dụng bấc thấm (PVD) cùng với gia tải trước mang lại lợi ích
đáng kể để cải tạo đất yếu có chiều dày lớn và độ ẩm cao. Nước trong đất thoát đến
PVD theo phương ngang sau đó thoát tự do dọc theo PVD theo phương đứng. Vì vậy,
PVD giảm được chiều dài đường thoát nước trong đất, tăng nhanh quá trình cố kết.
PVD tận dụng tính thấm trong đất sét theo phương ngang cao hơn phương đứng để
tăng độ cố kết và tăng độ ổn định của đất yếu. Ngoài ra, bấc thấm được sử dụng rộng
rãi vì thi công nhanh (tốc độ cắm khoảng 150-600 mm/s, (Rixner et al, 1986), cơ giớ
hóa cao, thân thiện với môi trường.
Tuy nhiên việc xử lý bằng phương pháp gia tải trước kết hơp bấc thấm còn một
số vấn đề tồn tại. Việc tính toán thiết kế bấc thấm bằng lời giải giả tích như vẫn đang
sử dụng hiện nay thì việc dự báo ứng xử qua thời gian là khó khăn mà mất nhiều thời
gian. Còn vấn đề mô phỏng nền đất yếu được xử lý bằng gia tỉa kết hợp bấc thấm bằng
các phần mềm chuyên dụng tại Việt Nam còn nhiều hạn chế và chưa được phổ biến
rộng rãi. Đối với nền đất yếu có bề dày lớn, việc xác định chiều sâu tắt lún, chiều sâu
cắm bấc thấm vẫn còn đang tồn tại nhiều ý kiến khác nhau. Việc xử lý bấc thấm đến
hết phạm vi gây lún có thể không kinh tế hoặc nhiều khi không thực hiện được. Nếu có
thể đưa ra một chiều sâu cắm bâc thấm hợp lý thì phải vừa giảm giá thành xây dựng
mà vẫn đảm bảo được các yếu tố kỹ thuật, thời gian, ổn định. Ngoài ra hiệu quả của
việc xử lý bấc thấm còn bị ảnh hưởng của các thông số tính toán (chiều sâu cắm bấc
thấm, khoảng cách cắm bấc thấm, chiều cao đắp tải…)
II. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU
Những vấn đề tồn tại được trình bày như trên cũng là mục đích nghiên cứu của đề
tài này. Do đó, trong đề tài này tác giả sẽ tập trung nghiên cứu những nô ̣i dung cu ̣ thể

như sau:
- Phân tích ảnh hưởng khi thay đổi chiề u sâu và khoảng cách cắ m bấ c thấ m đế n
tố c đô ̣ cố kết và tố c đô ̣ thoát nước lỗ rổ ng thẳng dư trong nề n đấ t yế u.
- Phân tıć h hiê ̣u quả của viê ̣c sử du ̣ng và không sử du ̣ng bấ c thấ m đế n tố c đô ̣ cố
kế t nề n đất yế u.
- Tính toán với một công trıǹ h cu ̣ thể ở khu vư ̣c Thành phố Hồ Chı́ Minh hay lân
câ ̣n.


3

III. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Sử du ̣ng phương pháp phần tử hữu ha ̣n để mô phỏng bài toán gia tải trước kế t
hơ ̣p bấ c thấm.
- Sử du ̣ng bài toán mô phỏng Plaxis 2D để khảo sát khoảng cách giữa hai bấ c
thấm và ảnh hưởng của chiề u sâu cắ m bấ c thấ m đế n hiê ̣u quả sử du ̣ng bấ c thấ m.
- Sử du ̣ng bài toán mô phỏng Plaxis 2D để khảo sát tố c đô ̣ gia tải tố i đa để ổ n
đinh
̣ nề n đấ t đắ p.
- Mô hình tính toán vâ ̣t liê ̣u theo Morh- coulomb để tıń h lún nề n đấ t yế u sử du ̣ng
bấ c thấm kế t hợp gia tải.
IV. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIẾN
- Viê ̣c xử lý nề n đấ t yế u bằ ng gia tải trước kế t hơ ̣p cắ m bấ c thấ m đã đươ ̣c sử
dụng rộng rãi trong nước và trên thế giới. Có rấ t nhiề u tác giả trong nước và trên thế
giới nghiên cứu về giải pháp gia cố nề n đấ t yế u bằ ng gia tải kế t hơ ̣p bấ c thấ m, tuy
nhiên việc nghiên cứu chi tiế t về hiệu quả kinh tế tố i ưu khi sử du ̣ng bấ c thấ m chưa
đươ ̣c quan tâm đúng mức.
- Đề tài nghiên cứu này có thể tham khảo để nghiên cứu những yế u tố khác ảnh
hưởng đến hiê ̣u quả kinh tế khi sử du ̣ng phương pháp gia tải đấ t đắp kế t hơ ̣p cắ m bấ c
thấ m xử lý nề n đấ t yế u như: Chiề u sâu cắ m bấc thấ m, tố c đô ̣ thoát nước cầ n thiế t của

bấ c thấ m, kỹ thuâ ̣t thi công bấ c thấ m….
- Thông qua đề tài nghiên cứu này có thể gơ ̣i ra được những khía ca ̣nh chưa hơ ̣p
lý trong lý thuyết tính toán cũng như trong quy trıǹ h quy phạm đang đươ ̣c sử du ̣ng
tính toán thiế t kế hiê ̣n nay ở Viê ̣t Nam để nghiên cứu chỉnh sủa cho phù hơ ̣p.
V. PHẠM VI NGHIÊN CỨU VÀ HẠN CHẾ:
- Chỉ sử dụng mô phỏng bằng phương pháp phần tử hữu hạn với phần tử 2D
- Nghiên cứu này tập trung vào việc tìm ra được ảnh hưởng khoảng cách giữa
hai bấc thấm đế n đô ̣ cố kế t của đấ t nề n, tốc độ gia tải tối đa để ổn định nền đắp,
những ảnh hưởng của chiều sâu bấc thấm đến hiệu quả sử dụng bấc thấm.
- Áp dụng được cho vùng địa chất để tính toán và mô phỏng mà cụ thể là nền
nhà máy nhiệt điện Sông Hậu 1 – Tỉnh Hậu Giang.
- Phạm vi nghiên cứu của đề tài: Nghiên cứu về độ lún, chuyển vị ngang của đất
và mức độ tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng thẳng dư của nền đất.


4

CHƯƠNG 1

TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
GIA TẢI TRƯỚC CÓ SỬ DỤNG BẤC THẤM
1.1 CÁC ĐẶC TRUNG CƠ BẢN ĐẤT YẾU MIỀN NAM VIỆT NAM
1.1.1. Khái niệm và phân loại đất yếu
1.1.1.1. Khái niệm đất yếu
Đất yếu là loại đất phải xử lý, gia cố mới có thể dùng làm nền cho móng công
trình. Các loại đất yếu thường gặp là bùn, đất loại sét (Sét, sét pha, cát pha) ở trạng
thái nhão. Những loại đất này thường có:
- Độ sệt lớn (IL>1)
-

Hệ số rỗng lớn (e>1)

- Góc ma sát trong nhỏ (   100 )
- Lực dính theo kết quả cắt nhanh không thoát nươc c < 0,15daN/cm2
- Lực dính theo kết quả hiện trường cu < 0,35daN/cm2
- Sức chống mũi xuyên tĩnh qc < 0.1 Mpa
- Chỉ số xuyên tiêu chuẩn SPT là N < 5.
1.1.1.2. Phân loại đất yếu
Những kết quả nghiên cứu của các tác giả trước đây cho thấy bề mặt ở Đồng
bằng sông Cửu Long được bao phủ chủ yếu là các loại đất dính: sét, á sét, á cát trạng
thái cứng đến chảy dẻo và các loại bùn sét, bùn a sét. Ở điều kiện tự nhiên sức chịu tải
của chúng rất yếu, tùy theo từng thành phần vật chất, phương pháp và điều kiện hình
thành, vị trí trong không gian, điều kiện địa lý và khí hậu mà tồn tại các loại đất yếu
khác nhau như: đất sét mềm, cát hạt mịn, than bùn, các loại trầm tích.
1.1.2. Đặc trưng và trạng thái vật lý đất yếu miền Nam Việt Nam.
1.1.2.1. Đặc trưng vật lý:
Tầng trầm tích mới thuộc miền Nam Việt Nam là đối tượng nghiên cứu chủ yếu
về mặt địa chất công trình. Các lớp đất chính thường gặp là những loại đất sét hữu có


5

và sét không hữu cơ có trạng thái độ sệt khác nhau. Ngoài ra còn gặp những lớp cát,
sét bùn lẫn vỏ sò và sạn laterite. Ngay trong lớp đất sét còn gặp các vệt cát nhỏ.
Dựa vào hình trụ hố khoan trong phạn vi độ sâu 30m trở lại của những công trình
thủy lợi ở Tỉnh Long An, Tiền Giang, Hậu Giang, Cà Mau và Thành phố Hồ Chí Minh
có thể phân chia các lớp đất nền như sau:
+ Lớp đất ở trên mặt: Dày khoảng 0,5 – 1,5m, gồm những loại đấ t sét, hạt bụi
đến sét cát, có màu xám nhạt đến màu xám vàng. Có nơi là bùn sét hữu cơ màu xám
đen, lớp này nằm trên mực nước ngầm có nơi dưới mực nước ngầm.

+ Lớp sét hữu cơ: Nằm dưới lớp mặt là lớp sét hữu cơ có chiều dày thay đổi từ
3m – 4m vùng Long An từ 9m - 10m vùng Thạch An - Hậu Giang từ 18m – 20m, vùng
Long Phú – Hậu Giang chiều dày tăng dần về phía biển, từng có màu xám đen, xám
nhạt hoặc vàng nhạt có các đặc trưng vật lý sau:
Hàm lượng sét chiếm từ 40% đến 70%
Hàm lượng hữu cơ thường gặp là 2% đến 8%
Độ ẩm tự nhiên: W=50% - 100% có nơi W>100%
Độ ẩm giới hạn chảy: WL = 50% đến 100%
Độ ẩm giới hạn dẻo: Wp = 20% đến 70%
Chỉ số dẻo: A=20% - 60%
Hệ số rỗng: eo = 1,2 đến 3,0 có nơi >3.0
Dung trọng tự nhiên:
Dung trọng khô:

w=

k=

13,5 đến 16,5 (kN/m3)

6,4 đến 9,5 (kN/m3)

+ Lớp sét cát lẫn ít sạn, mảnh vụn laterite và vỏ sò hoặc lớp cát: Lớp này dày
khoảng 3.0m – 5.0m, thường nằm chuyển tiếp giữa các lớp sét hữu cơ vơi lớp sét
không hữu cơ có đặc trưng vật lý như sau:
Độ ẩm tự nhiên: W= 32% - 35%
Dung trọng tự nhiên:
Góc ma sát trong:

w=

16,9 đến 17,5 (kN/m3)

= 290 đến 300


6

+ Lớp sét không lẫn hữu cơ: Lớp đất sét này khá dày xuất hiện ở những độ sâu
khác nhau. Lớp đất ở trạng thái dẻo mền, dẻo chảy. Đất chưa được nén chặt, hệ số
rỗng lớn, dung trọng nhỏ, sức chống cắt thấp, có màu xám vàng hoặc vàng nhạt các
chỉ tiêu vật lý của nó thay đổi trong phạm vi sau:
Độ ẩm tự nhiên: W=25% đến 55%
Độ ẩm giới hạn chảy: WL = 40% đến 65%
Độ ẩm giới hạn dẻo: Wp = 20% đến 30%
Chỉ số dẻo: A=17% - 45%
Hệ số rỗng: eo = 0,7 đến 1,5
Dung trọng tự nhiên:
Dung trọng khô:

k=

w=

16,5 đến 19,5 (kN/m3)

6,4 đến 9,5 (kN/m3)

1.1.2.2. Trạng thái vật lý:
Trong đất rời, theo [2] trạng thái của đất cát tự nhiên được phân thành chặt, chặt

vừa và xốp như bảng 1.1 sau:
Bảng 1.1. Phân loại độ chặt của đất cát theo hệ số rỗng e
Độ chặt Id 

Loại đất

(emax  e)
(emax  emin )

Chặt

Chặt vừa

Xốp

Cát sạn, cát tơi và cát
vừa

e  0,55

0.55  e  0, 7

e  0, 7

Cát nhỏ

e  0, 6

0.6  e  0, 75

e  0, 75

Cát mịn

e  0, 6

0.6  e  0,8

e  0,8

Trạng thái vật lý của đất dính:
+ Tùy thuộc vào lượng nước trong lỗ rỗng của các hạt sét mà đất có thể ở trạng
thái chảy, dẻo, nửa cứng hoặc cứng. Độ ẩm tương ứng giữa các trạng thái của đất gọi
là độ ẩm giới hạn (các giới hạn Atterberg): giới hạn chảy WL, giới hạn dẻo Wp (còn
gọi giới hạn lăn). Để đánh giá tính dẻo của đất người ta dùng chỉ số dẻo Ip
IP= WL- WP


7
+ Theo

[2], chỉ số dẻo IP được dùng làm chỉ tiêu phân loại đất dính; dùng độ nhão

IL làm chỉ tiêu đánh giá trạng thái của đất dính theo bảng 1.2 và 1.3
Bảng 1.2. Phân loại đất dính theo IP
Tên đất

Chỉ số dẻo IP

A cát

1  IP  7

A sét

7  I P  17

Sét

I P  17

Bảng 1.3. Đánh giá trạng thái đất dính theo độ nhão IL
Trạng thái đất

Độ nhão IL
A cát

Rắn

IL  0

Dẻo

0  IL  1

Chảy

IL  1

A sét và Sét

Rắn

IL  0

Nửa rắn

0  I L  0, 25

Dẻo cứng

0, 25  I L  0,5

Dẻo mềm

0,5  I L  0,75

Dẻo chảy

0, 75  I L  1

Chảy

IL  1

1.1.3. Đặc điểm cơ lý của đất yếu:
Đất miền Nam Việt Nam được phân chia thành 7 lớp đất (6 lớp thuộc Haloxen và
1 lớp thuộc trầm tích Pleistoxen muộn), trong đó có 3 dạng bùn mền đất yếu.
+ Lớp 1: Sét màu nâu, có chổ xám vàng, CL,CH.

8

+ Lớp 2: Bùn sét (hoặc bùn á sét chứa hữu cơ) màu đen, xám nhạt hoặc vàng
nhạt MH (OH).
+ Lớp 3: Bùn á sét (hoặc bùn á sét chứa hữu cơ) màu đen, xám nhạt hoặc vàng
nhạt ML (OL).
+ Lớp 4: Bùn á cát (hoặc bùn á cát chứa hữu cơ) màu đen, xám nhạt CL (ML).
+ Lớp 5: Đất sét chặt màu loang lổ đỏ vàng, có chổ màu vàng trắng CL.
+ Lớp 6: Á cát xám xám SP.
+ Lớp 7: Cát hạt bụi màu xám sậm, xám tối có khi vàng nhạt SW.
1.2. TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA TẢI TRƯỚC CÓ SỬ DỤNG BẤC
THẤM.
1.2.1. Giới thiệu.
Lún cố kết gây ra nhiều vấn đề đối với nền móng công trình, hệ số thấm của sét
yếu rất nhỏ cho nên độ lún cố kết chỉ kết thúc sau một thời gian khá lâu. Để rút ngăn
thời gian cố kết người ta dùng kỹ thuật bấc thấm kết hợp với phương pháp gia tải
trước, dưới tác dụng của tải trọng gia tải, gradient thủy lực của nước trong lỗ rỗng gia
tăng làm cho nước theo phương ngang vào bấc thám và sau đó di chuyển tự do một
cách nhanh chóng theo bấc thấm lên trên bề mặt. Như vậy dùng bấc thâm sẽ rút ngắn
chiều dài đường thấm nên thời gian cố kết cũng rút ngăn một cách đáng kể. Hơn nữa
hệ số thấm theo phương ngang lớn hơn hệ số thấm theo phương đứng vì vậy thời gian
cố kết sẽ rất nhanh.
1.2.2. Nguyên lý tổng quát của phương pháp gia tải đất đắp
Tiến hành chất tải phân bố đều trên bề mặt của nền đất trước khi thi công công
trình. Việc gia tải sẽ ảnh hưởng đến các yếu tố sau:
- Độ lún cố kết sơ cấp
- Độ lún cố kết thứ cấp
- Sức chống cắt khuôn thoát nước của đất.
Kỹ thuật gia tải trước có hai dạng
- Chất tải trước với tải trọng lớn hơn tải trọng công trình

9

- Chất tải trước theo từng cấp tải trọng
Trường hợp chất tải trước với gia tải lớn hơn tải trọng công trình thì gia tải sẽ
được dỡ đi khi độ lún còn lại của nền dưới tải trọng của công trình bằng không hoặc
không đáng kể. Ở công trường, hình thức gia tải có thể có nhiều dạng có thể chính là
tải trọng của đất đắp hoặc của bồn chứa.
Trường hợp chất tải nhiều đợt thì theo thời gian nền sẽ cố kết và sức chống cắt
gia tăng để chịu được cấp tải trọng lớn hơn sau đó, trong khi đó nếu chất tải một lần thì
nền sẽ bị phá hoại
Tải trọng dùng để gia tải trước có 3 dạng
- Đất đắp (Phương pháp truyền thống)
- Bể chứa nước
- Hút chân không
1.2.3. Ưu nhược điểm của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm.
1.2.3.1 Ưu điểm:
- Tốc độ thi công bấc thấm rất nhanh, mỗi máy có thể cắm bấc thấm 5000m/ngày
và số cọc bấc thấm cắm được trong 1 giờ trung bình là 300 cái.
- Trong quá trình lắp đặt bấc thấm sẽ không xẩy ra hiện tượng đứt bấc thấm như
đối với giếng cát;
- Trong quá trình cố kết, bấc thấm đặt trong nền đất yếu sẽ không xẩy ra hiện
tượng bị cắt trượt do lún cố kết gây ra.
- Bấc thấm có khả năng thấm nước cao, hệ số trung bình đạt từ 30 x 10-6 đến
9x10-6 m3/s
- Khi thi công bấc thấm phạm vi gây nên sự vấy bẩn và phá hoại kết cấu nền nhỏ
hơn so với thi công cọc cát, giếng cát, hay là cọc đất gia cố xi măng.
- Không yêu cầu nước khi thi công
- Chiều sâu cắm bấc thấm có thể rất sâu, có khi đạt đến 40m

- Dễ dàng kiểm tra chất lượng