Bài giảng môn học chuyên đề xử lý nền móng

BỘ XÂY DỰNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC TP. HỒ CHÍ MINH
---oOo---

BÀI GIẢNG MÔN HỌC

CHUYÊN ĐỀ XỬ LÝ NỀN MÓNG
30 tiết
Biên soạn : TS. Tô Văn Lận

Năm 2007
1


MỤC LỤC

TÀI LIỆU THAM KHẢO :................................................................................................................................ 4
CHƯƠNG 1 ...................................................................................................................................................... 5
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU............................................................................................................. 5
1.1
KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU. ......................................................................................................... 5
1.1.1
Về đònh tính. ......................................................................................................................... 5
1.1.2
Về đònh lượng. ...................................................................................................................... 5
1.2
ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU. .............................................................................. 6
1.2.1
Đất sét yếu............................................................................................................................ 6
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét. .............................................................................................. 6
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét. .................................................................... 7

1.2.1.3 Các đặc điểm khác của đất sét yếu. ..................................................................................... 9
1.2.2
Đất cát yếu. .........................................................................................................................10
1.2.3
Bùn, than bùn và đất than bùn. ............................................................................................11
1.2.4
Đất đắp. ...............................................................................................................................12
1.3
CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU. ............................................12
1.3.1
Giải pháp kết cấu.................................................................................................................12
1.3.2
Các biện pháp xử lý nền. .....................................................................................................12
1.3.3
Các giải pháp về móng. .......................................................................................................13
CHƯƠNG 2 ....................................................................................................................................................13
BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN NỀN ĐẤT YẾU...........................................13
2.1
LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU. ....................................................................................................13
2.1.1
Loại kết cấu tuyệt đối cứng. ................................................................................................13
2.1.2
Loại kết cấu mềm. ...............................................................................................................14
2.1.3
Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn. ......................................................................................14
2.2
BỐ TRÍ KHE LÚN. .......................................................................................................................15
2.3
THIẾT KẾ GIẰNG MÓNG VÀ GIẰNG TƯỜNG. ......................................................................17
2.3.1

Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp đơn giản. .........................................................17
2.3.2
Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp của B.I. Đalmatov. ..........................................19
2.4
CẤU TẠO GỐI TỰA CỨNG. ........................................................................................................22
2.5
CHỌN LOẠI MÓNG VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG. ..............................................................22
2.5.1
Chọn loại móng. ..................................................................................................................22
2.5.2
Chọn chiều sâu chôn móng. .................................................................................................22
CHƯƠNG 3 ....................................................................................................................................................24
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN ...................................................................................24
3.1
ĐỆM CÁT. ....................................................................................................................................24
3.1.1
Phạm vi áp dụng. .................................................................................................................24
3.1.2
Tính toán đệm cát. ...............................................................................................................25
3.1.3
Thi công đệm cát. ................................................................................................................27
3.1.4
Trình tự thiết kế móng sử dụng đệm cát. .............................................................................28
3.2
CỌC CÁT. .....................................................................................................................................28
3.2.1
Đặc điểm và phạm vi ứng dụng. ..........................................................................................28
3.2.2
Tính toán và thiết kế cọc cát................................................................................................29
3.2.3

Thi công cọc cát. ..................................................................................................................30
3.3
CỌC XI MĂNG TRỘN ĐẤT. .......................................................................................................31
3.3.1
Phạm vi áp dụng. .................................................................................................................31
3.3.2
Mô tả về công nghệ. ............................................................................................................31
3.3.3
Ví dụ về công trình xử lý cọc xi măng đất. ..........................................................................34
3.4
NÉN TRƯỚC BẰNG TẢI TRỌNG TĨNH. ...................................................................................38
3.4.1
Đặc điểm và phạm vi ứng dụng. ..........................................................................................38
3.4.2
Điều kiện về đòa chất công trình. .........................................................................................39

2


3.4.3
Tính toán gia tải trước. .........................................................................................................39
3.4.4
Biện pháp thi công. ..............................................................................................................40
3.5
GIẾNG CÁT. ................................................................................................................................40
3.5.1
Đặc điểm và phạm vi ứng dụng. ..........................................................................................40
3.5.2
Tính toán và thiết kế giếng cát. ...........................................................................................41
3.5.3

Thi công giếng cát. ..............................................................................................................43
3.6
GIA CỐ NỀN BẰNG BẤC THẤM. ..............................................................................................43
3.6.1
Phạm vi áp dụng. .................................................................................................................43
3.6.2
Mô tả về công nghệ. ............................................................................................................43
3.6.3
Ứng dụng trong thực tế. .......................................................................................................44
3.7
GIA CỐ NỀN BẰNG VẢI ĐỊA KỸ THUẬT. ..............................................................................45
3.7.1
Gia cố nền đường..................................................................................................................45
3.7.2
Gia cố tường chắn đất. ..........................................................................................................46
CHƯƠNG 4 ....................................................................................................................................................48
NGUYÊN TẮC THIẾT KẾ MỘT SỐ LOẠI MÓNG CỌC ................................................................................48
4.1
THIẾT KẾ MÓNG CỌC KHOAN NHỒI.....................................................................................48
4.1.1
Đặc điểm phạm vi áp dụng. .................................................................................................48
4.1.2
Thiết kế móng cọc khoan nhồi.............................................................................................49
4.1.3
Thi công móng cọc khoan nhồi. ...........................................................................................57
4.1.4
Kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi. ...................................................................................67
4.1.5
Các sự cố thường gặp và cách xử lý. ...................................................................................73
4.2

THIẾT KẾ MÓNG CỌC BARET. ...............................................................................................74
4.2.1
Khái niệm. ...........................................................................................................................74
4.2.2
Khảo sát đòa chất cho thiết kế và thi công móng cọc barét. .................................................75
4.2.3
Sức chòu tải của cọc baret. ...................................................................................................76
4.2.4
Thiết kế cọc baret. ...............................................................................................................78
4.2.5
Thiết kế đài cọc. ..................................................................................................................81
4.2.6
Thi công cọc baret. ..............................................................................................................83
4.3
TƯỜNG TRONG ĐẤT (TƯỜNG CỪ - TƯỜNG CỌC BẢN). ......................................................86
4.3.1
Khái niệm. ...........................................................................................................................86
4.3.2
Phạm vi áp dụng. .................................................................................................................86
4.3.3
Mô tả công nghệ. .................................................................................................................88
4.3.4
Thiết kế tường trong đất. .....................................................................................................89
4.4
THIẾT KẾ MÓNG CỌC TRÀM. .................................................................................................92
4.4.1
Vật liệu cọc tràm. ................................................................................................................92
4.4.2
Đặc điểm, phạm vi áp dụng. ................................................................................................93
4.4.3

Thiết kế móng cọc tràm. ......................................................................................................94
CHƯƠNG 5 ....................................................................................................................................................98
CÔNG TÁC KHẢO SÁT TRONG XÂY DỰNG ..............................................................................................98
5.1
MỤC ĐÍCH, NỘI DUNG CỦA CÔNG TÁC KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT. ......................................98
5.1.1
Mục đích. .............................................................................................................................98
5.1.2
Nội dung chính của công tác khảo sát đòa chất. ...................................................................98
5.1.3
Yêu cầu kỹ thuật (do người chủ trì kết cấu lập). ..................................................................98
5.2
KHẢO SÁT CHO THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG MÓNG CỌC. .....................................................99
5.2.1
Phương án kỹ thuật khảo sát. ...............................................................................................99
5.2.2
Nội dung khảo sát. ...............................................................................................................99
5.2.3
Khối lượng công tác khảo sát............................................................................................. 100
5.3
KHẢO SÁT CHO THIẾT KẾ NHÀ CAO TẦNG. ..................................................................... 101
5.3.1
Thí nghiệm hiện trường. .................................................................................................... 101
5.3.2
Thí nghiệm trong phòng. .................................................................................................... 102
5.4
XỬ LÝ SỐ LIỆU KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT VÀ THÍ NGHIỆM. ................................................. 102
5.4.1
Nguyên tắc chung. ............................................................................................................. 102
5.4.2

Xác đònh trò tiêu chuẩn và trò tính toán của đất. ................................................................. 103

3


5.4.3

Yêu cầu về số lượng thí nghiệm các đặc trưng của đất. ..................................................... 105

Tài liệu tham khảo :
1. Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phan Xuân Trường, Phạm Xuân,
Nguyễn Hải; Những phương pháp xây dựng công trình trên nền
đất yếu. NXB Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội, 1973.
2. Nguyễn Văn Quảng; Nền móng nhà cao tầng. NXB Khoa học và
kỹ thuật, Hà Nội, 2003.
3. TCXD 45 : 1978, Tiêu chuẩn thiết kế nền nhà và công trình.
4. TCXD 205 : 1998, Móng cọc – Tiêu chuẩn thiết kế.
5. TCXDVN 326 : 2004, Cọc khoan nhồi – Tiêu chuẩn thi công và
nghiệm thu.
6. TCVN 4419-1987, Khảo sát cho xây dựng.

4


Chương 1
NHỮNG ĐẶC ĐIỂM CỦA ĐẤT YẾU
1.1 KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU.
Về đất yếu hiện nay có hai quan điểm dựa vào đònh tính và đònh lượng
:
1.1.1 Về đònh tính.

Đất yếu là loại đất mà bản thân nó không đủ khả năng tiếp thu tải
trọng của công trình bên trên như các công trình nhà cửa, đường xá, đê đập…
Khái niệm này nói chung không chặt chẽ và không có cơ sở khoa học.
1.1.2 Về đònh lượng.
Đất yếu là loại đất có sức chòu tải kém, dễ bò phá hoại, biến dạng dưới
tác dụng của tải trọng công trình dựa trên những số liệu về chỉ tiêu cơ lý cụ
thể.
Khái niệm này được thế giới chấp nhận và có cơ sở khoa học.
+ Dựa vào chỉ tiêu vật lý, đất được gọi là yếu khi :
- Dung trọng :
W  1,7T/m3.
- Hệ số rỗng :
e  1.
- Độ ẩm :
W  40%.
- Độ bão hòa :
G  0,8.
Lưu ý : + Dung trọng, (dung trọng tự nhiên), đất càng yếu thì dung trọng càng
nhỏ do chứa nhiều nước hoặc bùn, hữu cơ…
+ Hệ số rỗng : e là tỷ số giữa thể tích rỗng và thể tích hatï (V r / Vh). Hệ
số rỗng càng lớn thì đất càng yếu. Cách xác đònh :
e = ( h / ) – 1 trong đó : h là trọng lượng hạt đất hay tỷ
trọng ;  là trọng lượng 1 đơn vò thể tích ở trạng thái khô.
+ Độ ẩm : W - đònh nghóa là tỷ số giữa trọng lượng nước và trọng lượng
hạt (Gn / Gh )x 100%. Độ ẩm càng lớn thì đất càng có nhiều nước.
+ Độ bão hòa G được đònh nghóa là tỷ lệ nước chiếm trong lỗ rỗng của
đất, xác đònh như sau :

V

W

V

e

G n 
r

h

n

Khi G = 1 gọi là đất bão hòa, nước chiếm toàn bộ lỗ rỗng trong đất.

5


+ Dựa vào các chỉ tiêu cơ học :
- Modun biến dạng :
- Hệ số nén :
- Góc ma sát trong :
- Lực dính (đối với đất dính):

E0  50 kG/cm2.
a  0,01 cm2/kG.
  100.
c  0,1 kG/cm2.

Lưu ý : + Eo càng nhỏ thì độ lún của đất càng lớn : S  

i

p
i

i

E

i

h

i

e e
+ Hệ số nén a ( a  p1 p2 ) với e1; e2 là hệ số rỗng của đất ứng với áp lực
1
2
nén p1, p2. Từ công thức cho thấy khi a càng nhỏ thì đất càng chặt hơn
hay hệ số rỗng thay đổi ít.

1.2 ĐẶC ĐIỂM CỦA MỘT SỐ LOẠI ĐẤT YẾU .
Trong thực tế xây dựng, chúng ta thường gặp những loại đất yếu sau
đây : đất sét yếu; đất cát yếu; bùn; than bùn và đất than bùn và đất đắp.
1.2.1 Đất sét yếu.
1.2.1.1 Hạt sét và các khoáng vật sét.
Trong đất sét gồm có 2 thành phần :
- Phần phân tán thô (gọi là những hạt sét) có kích thước > 0,002mm.
Chủ yếu có các khoáng chất nguồn gốc lục đòa như thạch anh, fenspat,…

- Phần phân tán mòn (gọi là khoáng chất sét) bao gồm những hạt có
kích thước rất bé (2 – 0,1m) và keo (0,1 – 0,001m). Những khoáng chất
này quyết đònh tính chất cơ lý của đất sét. Các khoáng chất sét thường gặp
nhất là 3 nhóm điển hình : kaolinit(1), mônmôrilônit(2) và ilit :
+ Kaolinit :
Công thức hóa học là Al2O3.2SiO2.2H2O; được tạo thành do phong hóa
đá phun trào, đá biến chất và đá trầm tích trong điều kiện môi trường axit
(pH = 5-6).
Đặc điểm của mạng tinh thể kaolinit là tương đối bền, ổn đònh và
trương nở ít.
+ Mônmôrilônit :

(1)
(2)

Tên lấy theo tên của dãy núi cao ở Trung Quốc là Kaulinh.
Tên lấy theo tên của mỏ Montmorilon ở Pháp.

6


Công thức hóa học là (OH)4Si8Al4O20.nH2O; được thành tạo do phong
hoá đá macma giàu Mg và các biến đổi thứ sinh khác) được tạo thành do
phong hóa đá phun trào kiềm trong điều kiện môi trường kiềm (pH = 7-8,5).
Montmorilonit có mạng tinh thể kém bền vững và dễ sảy ra hiện tượng
trương nở dưới dáy móng khi có mặt loại sét này. Loại này thường dễ gặp ở
vùng ven biển.
+ Ilit :
Đại biểu của nhóm ilit là hrômica, có công thức là K,Al2[Al,Si3O10](OH)2 được tạo thành từ nhiều điều kiện khác nhau nhưng chủ
yếu là trong môi trường kiềm. Loại này không có khả năng trương nở hoặc

trương nở rất ít.
1.2.1.2 Liên kết cấu trúc và sức chống cắt của đất sét .
Trong tự nhiên, đất loại sét luôn tồn tại 3 dạng liên kết cấu trúc, đó là :
dạng chảy, dạng dẻo và dạng cứng (hình 1.1). Người ta chia thành hai loại :
- Liên kết mềm : lực liên kết chủ yếu là lực liên kết phân tử, từ tính.
Liên kết này mềm dẻo và có thể hồi phục sau khi bò phá hoại (liên kết thuận
nghòch).
- Liên kết cứng : lực liên kết chủ yếu là liên kết ion, đồng hóa trò. Liên
kết này cứng, giòn, không hồi phục được khi bò phá hoại bằng cơ học (liên
kết thuận nghòch).
Về lực dính của đất sét, một số nhà khoa học đã kiến nghò chia lực dính
tổng cộng thành hai thành phần : lực dính mềm và lực dính cứng (lực dính
cấu trúc)(3) : và
CW = W + cc
(1.1)
Trong đó :
CW : lực dính tổng cộng.
W : lực dính mềm (lực dính có nguồn gốc keo nước).
cc : lực dính cứng (lực dính cấu trúc).

(3)

Maxlôp là người đề xuất việc chia lực dính làm 2 thành phần vào năm 1933 – 1935, được viết
thành sách vào năm 1941. Tiếp theo Ivanôp cũng đề xuất vào năm 1936. Denhixôp đề xuất vào
năm 1947, với c = cn + cy. Hvorlev đề xuất năm 1956, chia làm 2 thành phần : c = c c + cr..

7


HẠT ĐẤT

NƯỚC TỰ DO
NƯỚC TỰ DO

LK DẠNG CHẢY

LK DẠNG DẺO

LK DẠNG CỨNG

Hình 1.1 : Các dạng liên kết trong đất dính

Phương pháp phân tích W, cc :
a. Cắt mẫu nguyên dạng và mẫu chế bò ở cùng độ ẩm – độ chặt :
Xây dựng được biểu đồ theo hình 1.2, và :
cc = cnd - ccb
(1.2)
Trong đó :
cnd : lực dính theo kết quá cắt mẫu nguyên dạng.
ccb : lực dính theo kết quá cắt mẫu chế bò.
Theo Maxlôp thì lực dính cứng chỉ tồn tại ở đất nguyên dạng cứng.
Sw

.
Cw
Cc
.
w

MẪU NGUYÊN DẠNG

MẪU CHẾ BỊ

P

Hình 1.2 : Kết quả cắt mẫu xác đònh lực dính cứng cc .

b. Phương pháp cắt theo bản phẳng :
Cắt mẫu cứng nguyên dạng, sau đó ép lại, để mẫu hồi phục và cắt lần
thứ 2 (thời gian để phục hồi khoảng 20 phút).
cc = cnd - cbản phẳng
(1.3)
c. Phương pháp trùng lặp :
- Lần đầu cắt mẫu nguyên dạng theo chiều từ trái sang phải.
- Cắt tiếp lần thứ 2 theo chiều ngược lại.
- Có thể cắt tiếp lần 3,4 theo chiều ngược lại cho đến khi biểu đồ ổn
đònh.
8


d. Phương pháp cắt theo độ ẩm :
Với cùng 1 loại đất, lấy nhiều mẫu thí nghiệm với độ ẩm khác nhau.
Trong 4 phương pháp trên, thường chọn PP thứ 2 vì thí nghiệm đơn
giản, trên cùng 1 mẫu và cho kết quả khá chính xác.
Từ những kết quả này, các tác giả kiến nghò rằng với những công
trình có quy mô nhỏ, tạm thời, thành phần lực dính có thể lấy toàn bộ
(cW), nhưng đối với công trình vónh cửu, có quy mô lớn thì chỉ nên lấy
thành phần lực dính cứng cc mà thôi.
Bảng 1.1 giới thiệu các thành phần của lực dính để tham khảo.
Bảng 1.1 : Cơ cấu thành phần của lực dính đất loại sét.
Cấu trúc của đất

Tự nhiên

Nhân tạo

Độ sệt B
B<0
0 – 0,25
0,25 – 0,5
0,50 – 0,75
0,75 – 1,00
> 1,0
B<0
0 – 0,25
0,25 – 0,5
0,50 – 0,75
> 0,75

Mức độ thể hiện của các thành phần lực dính
cc = %cW
W = %cW
80
20
70
30
50
50
20
80
10

90
0
100
70
30
40
60
30
70
10
90
0
100

1.2.1.3 Các đặc điểm khác của đất sét yếu.
Hiện tượng hấp thụ :
Hiện tượng hấp thụ là khả năng hút nước từ môi trường xung quanh và
giữ lại trên chúng những vật chất khác nhau : cứng, lỏng và hơi, những ion,
phân tử và các hạt keo. Sự hấp thụ của đất sét có bản chất phức tạp và
thường gồm một số quá trình sảy ra đồng thời.
Tính dẻo :
Tính dẻo là một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét. Tính
chất này biểu thò sự lưu động của đất sét ở một độ ẩm nào đó khi chòu tác
dụng của ngoại lực và chứng tỏ rằng về mức độ biến dạng đất sét chiếm vò trí
trung gian giữa thế cứng và thể lỏng hoặc chảy nhớt. Độ dẻo phụ thuộc vào
nhiều nhân tố : mức độ phân tán và thành phần khoán g vật của đất, thành
phần và độ khoáng hoá của dung dòch nước làm bão hòa đất.
9

Gradien ban đầu :
Đất sét có đặc tính thẩm thấu khác thường : chỉ cho nước thấm qua khi
gradien cột nước vượt quá một trò số nhất đònh nào đó. Trò số đó gọi là
gradien ban đầu. Gradien ban đầu là độ chênh lệch tối thiểu nào đó của áp
lực cột nước, mà thấp hơn nó tốc độ thấm giảm xuống nhiều, rất bé và có thể
coi như không thấm nước.
Đặc điểm biến dạng :
Tính chất biến dạng của đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các
hạt của chúng quyết đònh. Có thể chia biến dạng của đất sét yếu ra các loại
sau đây :
- Biến dạng khôi phục, gồm biến dạng đàn hồi và biến dạng cấu trúc
hấp phụ.
- Biến dạng dư, chỉ gồm biến dạng cấu trúc.
Biến dạng của đất sét yếu là do sự phá hoại các mối liên kết cấu trúc
và biến dạng các màng hấp phụ của nước liên kết gây nên. Các loại biến
dạng chủ yếu của đất sét yếu là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc
hấp phụ.
Tính chất lưu biến :
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính dão (từ biến)(1)
và có khả năng thay đổi độ bền khi tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này
gọi là tính chất lưu biến.
Hiện tượng dão trong đất sét yếu liên quan đến sự ép thoát nước tự do
khi nén chặt. Do vậy hiện tượng này liên quan với sự thay đổi mật độ kết cấu
của đất do kết quả chuyển dòch, các hạt và các khối lên nhau, cũng như
những thay đổi trong sự đònh hướng của các hạt và các khối đó với phương
tác dụng của tải trọng.
1.2.2 Đất cát yếu.
Cát được hình thành tạo ở biển hoặc vũng, vònh. Về thàn h phần khoáng
vật, cát chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt có
kích thước 0,05 – 2mm.

Cát được coi là yếu khi cỡ hạt thuộc loại nhỏ, mòn trở xuống, đồng thời
có kết cấu rời rạc, ở trạng thái bão hòa nước, có thể bò nén chặt và hóa lỏng
đáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chòu

(1)

Đó là biến dạng từ từ, phát triển rất chậ m theo thời gian.

10


tác dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát
chảy.
Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bò nén chặt nhanh, có độ thấm
nước rất lớn. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì
chúng trở thành cát chảy, hiện tượng này đôi khi rất nguy hiểm cho công
trình và cho công tác thi công.
Cần lưu ý 2 hiện tượng nguy hiểm đối với cát yếu :
- Biến loãng.
- Cát chảy.
1.2.3 Bùn, than bùn và đất than bùn.
Bùn là những trầm tích hiện đại, được thành tạo chủ yếu do kết quả
tích lũy các vật liệu phân tán mòn bằng cơ học hoặc hoá học ở đáy biển, đáy
hồ, bãi lầy… Bùn chỉ liên quan với các chỗ chứa nước, là các trầm tích mới
lắng đọng, no nước và rất yếu về mặt chòu lực.
Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét pha cát, sét và cũng
có thể là cát, nhưng chỉ là cát nhỏ trở xuống.
Độ bền của bùn rất bé, vì vậy việc phân tích sức chống cắt (SCC)
thành lực ma sát và lực dính là không hợp lý. SCC của bùn phụ thuộc vào tốc
độ phát triển biến dạng. Góc ma sát có thể  0. Chỉ khi bùn mất nước, mới có

thể cho góc ma sát.
Việc xây dựng các công trình trên bùn chỉ có thể thực hiện sau khi đã
tiến hành các biện pháp xử lý nền.
Than bùn là đất có nguồn gốc hữu cơ, thành tạo do kết quả phân hủy
các di tích hữu cơ, chủ yếu là thực vật, tại các bãi lầy và những nơi bò hóa
lầy. Đất loại này chứa các hỗn hợp vật liệu sét và cát (2.
Trong điều kiện thế nằm thiên nhiên, than bùn có độ ẩm cao 85 – 95%
hoặc cao hơn tùy theo thành phần khoáng vật, mức độ phân hủy, mức độ
thoát nước…
Than bùn là loại đất bò nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất. Hệ
số nén lún có thể đạt từ 3-8, thậm chí 10 kG/cm2. Không thể thí nghiệm nén
than bùn với mẫu có chiều cao thông thường là 15-20cm, mà phải từ 4050cm.

(2)

Theo QP của Liên Xô cũ : than bùn chứa trên 60% di tích thực vật, còn đất than bùn chứa 10 60% di tích thực vật.

11


Khi xây dựng ở những vùng đất than bùn, cần áp dụng các biện pháp :
làm đai cốt thép, khe lún, cắt nhà thành từng đoạn cứng riêng rẽ, làm nền
cọc, đào hoặc thay một phần than bùn.
1.2.4 Đất đắp.
Loại đất này được tạo nên do tác động của con người. Đặc điểm của
đất đắp là phân bố đứt đoạn và có thành phần không thuần nhất.
Theo thành phần có thể chia thành 4 loại sau :
- Đất gồm hỗn hợp các chất thải của sản xuất công nghiệp và
xây dựng.
- Đất hỗn hợp các chất thải của sản xuất và rác thải sinh hoạt.

- Đất của các nền đắp trên cạn và khu đắp dưới nước (để tạo
bãi).
- Đất thải bên trong và bên ngoài các mỏ khoáng sản.
Nhìn chung, các loại đất đắp hầu hết đều phải có biện pháp xử lý trước
khi xây dựng.
1.3 CÁC GIẢI PHÁP XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU.
1.3.1 Giải pháp kết cấu.
Bao gồm các biện pháp sau :
- Chọn kiểu kết cấu ít nhạy lún, làm khe lún, làm giằng BTCT; dự trữ
độ cao bằng độ lún dự kiến của công trình.
- Lựa chọn độ sâu chôn móng và kích thước món g hợp lý, sử dụng vật
liệu, các lớp cách nước ngăn ngừa nước dâng mao dẫn theo các khe hở trong
đất.
- Quy đònh và chấp hành nghiêm ngặt về quy trình đào đắp đất.
1.3.2 Các biện pháp xử lý nền.
Mục đích : cải thiện thành phần, trạng thái của đất, từ đó làm cho các
tính chất cơ học, vật lý của đất nền đáp ứng được yêu cầu trong xây dựng. Để
làm tăng độ bền và làm giảm độ nén lún của đất, có thể chọn những giải
pháp làm giảm độ rỗn g hoặc tăng lực dính. Trong một số trường hợp khác,
mục đích của gia cố là làm cho đất đá từ chỗ thấm nước trở thành cách nước.

12


1.3.3 Các giải pháp về móng.
Lựa chọn các giải pháp về móng cho phù hợp như : móng đơn, móng
băng (1 hoặc 2 phương), móng bè, móng cọc, … tùy theo tải trọng tác dụng và
đặc điểm của công trình, từng loại đất cụ thể.

Chương 2

BIỆN PHÁP KẾT CẤU KHI XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU
2.1 LỰA CHỌN SƠ ĐỒ KẾT CẤU.
Khi thiết kế các công trình trên nền đất yếu, cần phải nắm được các
hình thức kết cấu chòu lực phần trên công trình cũng như tính nhạy của nó đối
với độ lún của nền đất. Độ nhạy lún của công trình chủ yếu phụ thuộc vào độ
cứng. Tùy theo độ cứng có thể phân chia kết cấu thành ba loại như sau :
2.1.1 Loại kết cấu tuyệt đối cứng.
Như ống khói, tháp nước, kết cấu khung nhiều tầng trên bản móng liên
tục, mố cầu … Loại kết cấu này có độ cứng không gian rất lớn do vậy công
trình không bò uốn, chỉ có khả năng lún đều hoặc nghiêng.
Đối với kết cấu này, tính nhạy lún kém, không yêu cầu những biện
pháp xử lý về phương diện kết cấu. Trong trường hợp này, chỉ cần giảm bớt
độ nghiêng nếu có của công trình.

13


2.1.2 Loại kết cấu mềm.
Các loại kết cấu này như bản đáy móng của các bể chứa, cống, âu
thuyền và những cấu kiện độc lập khớp như cột trên móng đơn liên kết tự do
với dàn hoặc dầm ngang…
Các công trình thuộc loại này có thể bò uốn cong cùng cấp với khả
năng biến dạng của đất nền, do đó không gây nên những nội lực phụ trong
kết cấu và không ảnh hưởng đến việc sử dụng công trình. Đặc điểm của loại
kết cấu này là có tính nhạy lún kém khi nền đất biến dạng không đều.
2.1.3 Sơ đồ kết cấu có độ cứng giới hạn.
Đó là các khung siêu tónh trên các móng đơn, dầm liên nhiều nhòp,
vòm không khớp… Các công trình thuộc loại này thường hay gặp trong thực
tế.

Khi nền đất có biến dạng không đều, đồng thời dưới đế móng có sự
phân bố lại ứng suất tiếp xúc thì trong kết cấu móng và kết cấu chòu lực sẽ
xuất hiện nội lực phụ cục bộ. Nếu kết cấu không có khả năng tiếp thu nội lực
phụ thì ở các tiết diện yếu sẽ có vết nứt. những tiết diện này, độ cứng của
kết cấu giảm đáng kể. Đặc điểm của loại kết cấu này là có tính nhạy lún lớn
do đó cần có những biện pháp xử lý thích hợp.
Dưới đây là những biện pháp làm giảm độ lún không đều của đất nền
thường được áp dụng trong thực tế :
Cắt công trình bằng khe lún : sẽ được trình bày trong phần II dưới đâ y.
Thay đổi kích thước, dộ sâu chôn móng : Sử dụng khi nền đất có chiều
dày các lớp khác nhau, không đồng nhất. Biện pháp này nhằm mục đích làm
cho chiều dày vùng chòu nén của lớp đất dưới đế móng như nhau. Có thể
thiết kế đáy móng có chiều rộng thay đổi làm cho biểu đồ phân bố ứng suất
dưới đáy móng có giá trò khác nhau tại các điểm dưới đế móng.
Sử dụng các loại móng hợp lý : Dùng móng băng, móng băng giao
thoa, móng bè, móng cọc… tùy theo tình hình thực tế của công trình. Nếu
chiều dày lớp đất yếu không lớn lắm có thể dùng lớp đệm cát hoặc đệm các
vật liệu khác để thay thế. Khi chiều dày lớp đất yếu là lớn, để giảm bớt độ
lún và khả năng lún không đều, có thể xử lý bằng móng cọc hay các phương
pháp gia cố nhân tạo như cọc cát, giếng cát…
Hình 2.1 đến 2.3 giới thiệu một số biện pháp thường dùng hiện nay :
cấu tạo móng có chiều sâu khác nhau (2.1); đế móng có chiều rộng thay đổi
(2.2) và sử dụng những loại móng khác nhau (2.3).
14


LỚP ĐẤT YẾU

LỚP ĐẤT TỐT

Hình 2.1 Cấu tạo của móng với những chiều sâu khác nhau.

LỚP ĐẤT YẾU

LỚP ĐẤT TỐT

Hình 2.2 Cấu tạo của móng với những chiều rộng khác nhau.

LỚP ĐẤT YẾU
LỚP ĐẤT TỐT

Hình 2.3 Dùng móng cọc ở những đoạn lớp đất yếu có chiều dày lớn.

2.2 BỐ TRÍ KHE LÚN.
Bố trí khe lún là một trong những biện pháp rất có hiệu quả khi xây
dựng những công trình có tải trọng khác nhau trên nền đất có tính nén lớn và
tính nén không đều.
Khe lún phải được bố trí sao cho bảo đảm cho những bộ phận của công
trình có khả năng làm việc độc lập, có đủ cường độ và độ cứ ng khi chòu lực,
không gây ra những vết nứt khi nền đất có biến dạng lớn và biến dạng không
đều.
15


Vò trí đặt khe lún căn cứ vào sự phân bố các lớp đất dưới đế móng và
hình thức kết cấu của công trình.
Hình 2.4 dưới đây giới thiệu môt số cách bố trí khe lún cho công trình
khi gặp nền đất yếu hoặc công trình có chiều dài lớn.
KHE LÚN

LỚP ĐẤT TỐT

KHE LÚN

LỚP ĐẤT YẾU

LỚP ĐẤT YẾU

LỚP ĐẤT TỐT

KHE LÚN

KHE LÚN

Hình 2.4 Bố trí khe lún.

Chiều rộng khe lún tùy thuộc vào tính chất biến dạng của công trình và
sự phân bố lớp đất yếu dưới đế móng.
Chiều rộng tối thiểu của khe lún có thể tính theo công thức sau đây :
 = K.h(tgp - tgtr)
(2.1)
Trong đó :
h : khoảng cách từ đế móng đến độ cao mà ở đó xác đònh khe hở.
tgp : độ nghiêng cúa móng công trình phần bên phải.
tgtr : độ nghiêng cúa móng công trình phần bên trái. Nếu các
phần công trình nghiêng vào nhau thì tgtr lấy trò âm.
K : hệ số kể đến tính không đồng nhất của đất nền, k = 1,3 – 1,5.
Trong nhiều trường hợp, khe lún được kết hợp với khe co dãn. Tuy vậy,
khe lún cũng gây nhiều khó khăn phức tạp trong xây dựng và sử dụng, tốn
kém thêm tường, móng ngang, vì vậy chỉ làm khe lún khi thật cần thiết :

- Khi đất nền có tính nén lún lớn.
- Khi công trình có hình dạng phức tạp, tải trọng, chiều cao tầng
chênh lệch.
- Khi công trình quá dài và có khả năng sảy ra lún không đều (thông
thường khi công trình có chiều dài trên 60m).

16


2.3 THIẾT KẾ GIẰNG MÓNG VÀ GIẰNG TƯỜNG.
- Tác dụng :
 Tiếp thu nội lực kéo xuất hiện khi lún không đều .
 Làm tăng thêm cường độ và độ cứng không gian của kết cấu .
- Thiết kế giằng móng và giằng tường bao gồm các công việc :
 Xác đònh vò trí của các giằng trong tường và móng.
 Tính toán lượng cốt thép cần thiết trong giằng.
- Vò trí của các giằng phụ thuộc vào tính chất biến dạng của công trình
(công trình có thể bò vồng lên hoặc võng xuống :
 Bố trí ở phía trên hoặc phía dưới của tường.
 Giằng tường có thể bố trí ở cao trình ngăn giữa các tầng nhà,
lanh tô cửa sổ…
- Để đảm bảo độ cứng không gian, giằng nên được bố trí liên tục trên
suốt các tường hoặc phần móng bên dưới để tạo thành khung kín
không gian.
Kích thước và số lượng giằng có thể xác đònh dựa vào tính chất không
đồng đều của nền đất và đặc tính làm việc của kết cấu công trình :
- Khi cốt thép bố trí 1 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 75mm.
- Khi cốt thép bố trí 2 hàng, chiều dày giằng không nhỏ hơn 150mm.
Khi giằng trong tường gạch cốt thép đường kính 6-8mm, cách khoảng
3-6 hàng gạch bố trí 1 lớp. Chiều dày mạch thường từ 3-4cm. Mác vữa không

nhỏ hơn 75.
Nếu dùng các giằng đúc sẵn thì các mối nối phải có mác bê tông 
mác của giằng. Để tính toán cốt thép cho giằng có thể sử dụng 1 trong 2
phương pháp sau :
2.3.1 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp đơn giản.
a. Cơ sở tính toán :
Giả thiết cơ bản của PP này là tường dọc của nhà được xem như 1 dầm
đặt trên nền đất có độ cứng thay đổi. Tính nén không đều của nền đất được
đặc trưng bằng sự thay đổi trò số modun biến dạng E0 của đất tại các điểm
dọc theo chiều dài của nhà.
b. Nội lực trong giằng có thể tính toán đơn giản như sau :
- Moment uốn lớn nhất :
M max 

11qL2



16   2
1



(2.2)

- Lực cắt lớn nhất :
17


Qmax 

Trong đó :

nhà.
nhà.

 1 qL
5,2   2




1

1

(2.3)



E
1  E0 max
0 min

(2.4)

E0max : modun biến dạng lớn nhất của nền đất ở dướùi hai đầu tường
E0min : modun biến dạng nhỏ nhất của nền đất ở dướùi hai đầu tường
q : tải trọng của tường nhà hoặc công trình được xem là phân bố đều.
L : chiều dài của tường nhà hoặc công trình.

- Độ võng tuyệt đối lớn nhất :

331 1 qL4
Ymax 
5760   2 EJ



1



(2.5)

- Độ võng tương đối lớn nhất :
f0 

ymax
L

(2.6)

Trong đó :
E : modun đàn hồi của khối tường xây : đối với tường gạch có thể lấy
bằng 5.000-10.000 kG/cm2, phụ thuộc vào mác gạch và vữa xây.
J : moment quán tính tiết diện tường có xét đến sự giảm yếu của các lỗ
cửa.

btđ H3
(2.7)

12
btđ : chiều dày tương đương của tường, b tđ = 0,6b
(2.8)
b : chiều dày thực của tường.
c. Diện tích cốt thép cần thiết trong giằng được tính như sau :
J

Fct  M max
R h

(2.9)

ct 0

Trong đó :
Mmax : moment uốn lớn nhất tính theo công thức 2.2.
Rct : giới hạn chảy của cốt thép.
H0 : chiều cao tính toán của tường nhà; H 0 = (0,8 - 0,9)H.
ng suất tiếp trong khối tường xây do lực cắt gây nên :
  QFmax
(2.10)
n
Trong đó Fn : diện tích tiết diện nguyên của móng và các giằng giữa
các tầng nhà của khối xây.
18


Fn = bHi
(2.11)
Trò số ứng suất tiếp  tính theo công thức 2.10 trong mọi trường

hợp không nên vượït quá 2,5 kG/cm2. Nếu trò số fo tính toán theo công thức
2.6 không vượt quá các trò số giới hạn cho trong bảng 2.1 thì cho phép không
phải bố trí các giằng tường.
Bảng 2.1 : Trò số độ võng tương đối giới hạn
Trò số 1
5
4
3

Trò số L/H
1,5
0,00025
0,00030
0,00045

2
0,00030
0,00035
0,00040

3
0,00035
0,00045
0,00055

4
0,00045
0,00060
0,00070

5
0,0005
0,0007
0,0008

6
0,0006
0,0005
0,0010

2.3.2 Tính toán cốt thép giằng theo phương pháp của B.I. Đalmatov.

qmin
qmin

2p

c)

qmax q

b)

p

a)

qmax q

Theo B.I. Đalmatov, dưới tác dụng của tải trọng phân bố đều q của

tường, biểu đồ ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng theo hướng dọc sẽ có một
trong những dạng như hình 2.5a,b.

Hình 2.5 Các dạng biểu đồ ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng : a) khi tường nhà bò uốn
cong lên, b) khi tường nhà bò uốn cong xuống, c) biểu đồ ứng suất tiếp xúc tính toán trong
trường hợp a.

Trò ứng suất tiếp xúc p dưới đế móng và diện tích cốt thép cần thiết Fct
trong trường hợp 2.5a có thể tính như sau :

160.1,2ymax bt Ek
L 7 2  16 


8.1,2ymax bt Ek
Fct 
L 7 2  10 m k m ctRct


P

(2.12);

(2.13)

19


Trong đó :
1,2 : hệ số vượt tải.

ymax : độ võng lớn nhất.

y max  (1  n) SL  ()
2

(2.14)

n : hệ số, phụ thuộc vào thời gian cứng của vữa, tốc độ xây dựng và tốc
độ tăng độ lún theo thời gian, có thể lấy bằng 0,25 – 0,75, đối với khối xây
gạch bằng vữa hỗn hợp, lấy n = 0,50 – 0,75, với nhà panen lớn dùng vữa xi
măng, lấy n = 0,25 – 0.50.
S : độ không đồng đều tương đối của biến dạng nền.
S
S
min
S  max
(2.15)
0,5L
Smac, Smin : độ chênh của biến dạng nền, xác đònh theo tính toán độ lún;
đối với tường dài 60 – 100m, lấy sơ bộ bằng 0,4 – 0,5 trò số độ lún trung bình.
L : chiều dài của tường.
() : hàm số phụ thuộc vào  lấy theo bảng 2.2.
Bảng 2.2 : Trò số của hàm số ()
 L
H

1

1,5

2,0

4,0

()

0,90

0,80

0,70

0,50

bt : chiều dày tương đương của tường có xét đến sự giảm yếu do cửa số.
Ek : modun biến dạng lâu dài của khối xây.
Ek  E 1
(2.16)
1i
E : modun đàn hồi của khối xây.
t : đặc trưng từ biến, xác đònh bằng thực nghiệm hoặc có thể lấy gần
đúng bằng cách căn cứ vào kết cấu của tường, theo bảng 2.3.
 L
(2.17)
H
Bảng 2.3 : Trò số gần đúng của đặc trưng từ biến t
Kết cấu tường
Tường panen lớn
Tường khối lớn
Tường gạch, đá vụn

t
2-3
3-4
4-5

H : chiều cao của tường nhà xác đònh như sau :
- Nếu tường có khả năng bò uốn cong lên theo chiều dọc thì lấy H từ
20


đáy móng đến giằng trên cùng.
- Nếu tường có bò uốn cong xuống thì lấy H từ mái hắt đến giằng dưới
cùng.
mk và mct : hệ số điều kiện làm việc của khối xây tường và của cốt
thép.
Rct : giới hạn chảy của cốt thép.
Khi có nhiều giằng bố trí trên chiều cao của tường, nếu giả thiết diện
tích tiết diện cốt thép trong mỗi giằng đều như nhau thì tính như sau :
Ha
(2.18)
Fct1  Fct2  ...  Fctn  Fct
n

1  H  a
i 1

d)

>75

b)

1

2
30-40

c)

>150

a)

>150

Trong đó :
Fct : tính theo công thức 2.13.
a = 0,1H.
n : số giằng làm việc đồng thời.
Các loại giằng tường và giằng móng trong thực tế thường được thiết kế
theo sơ đồ trong hình 2.6 và 2.7 dưới đây.

Hình 2.6 Bố trí cốt thép trong giằng tường : a,b,c)
Giằng BTCT, d) giằng cốt thép

Hình 2.7 Bố trí cốt thép trong giằng móng : 1)
giằng BTCT; 2) giằng cốt thép

Sau khi tính toán diện tích cốt thép cần kiểm tra lại điều kiện :

p  b(o - h)
(2.19)
Trong đó :
p : ứng suất tiếp xúc dướùi đế móng, xác đònh theo công thức 2.12.
b : chiều rộng đế móng.
o : ứng suất trung bình dướùi đế móng do tải trọng tính toán.
h : ứng suất do trọng lượng bản thân của đất ở cao trình đế móng.
ng suất tiếp trong khối xây cần được thỏøa mãn điều kiện sau đây :
21


  7pb  R kk
tđ

(2.20)

Trong đó :
btđ : chiều dày tương đương của tường có xét đến sự giảm yếu do cửa.
Rkk : sức kháng tính toán củakhối xây khi chòu nén.
2.4 CẤU TẠO GỐI TỰA CỨNG.
Với các công trình cao tầng xây dựng trên những vùng đất có biến
dạng lún lớn và biến dạng không đều thì ngoài việc thiết kế các giằng tường,
giằng móng như trên, trong nhiều trường hợp, để làm tăng độ cứng không
gian, người ta còn bố trí các gối tựa cứng bằng bê tông cốt thép.
nhiều nước, người ta đã thiết kế những gối tựa cứng giống như những
móng hộp lớn bao gồm bản đáy, bản trên và các vách ngăn liên kết cứng với
các tường ngăn và tường biên. Ngoài ra còn kết hợp với việc bố trí thêm các
loại cốt thép xiên, cốt thép dọc có sức chòu kéo cao trong các tường vách
ngăn, bản đáy, bản trên của móng. Bố trí thêm các cốt thép phụ ở các lỗ cửa
sổ, cửa đi…

Biện pháp cấu tạo gối tựa cứng dưới nhà và công trình là một phương
hướng tiến bộ để xử lý đối với nền đất yếu và đã được áp dụng ở nhiều nước.
Đây là biện pháp có hiệu quả đối với nhà và công trình cao tầng.
2.5 CHỌN LOẠI MÓNG VÀ CHIỀU SÂU CHÔN MÓNG.
2.5.1 Chọn loại móng.
Đối với nền đất yếu, việc chọn loại móng có ý nghóa quan trọng cả về
kỹ thuật và kinh tế. Chọn loại móng căn cứ vào những đặc điểm sau đây :
- Hình thức kết cấu của công trình, tính chất truyền tải trọng.
- Sơ đồ bố trí các công trình ngầm (tầng hầm, ống dẫn…).
- Tình hình đòa chất khu vực xây dựng.
- Điều kiện XD móng (phương tiện thi công, thời gian XD…).
2.5.2 Chọn chiều sâu chôn móng.
Việc lựa chọn độ sâu chôn móng phụ thuộc vào các yếu tố sau đây :
a. Điều kiện đòa chất công trình, đòa chất thủy văn khu vực xây dựng.
Điều kiện đòa chất và đòa chất thủy văn khu vực xây dựng công
trình là yếu tố có ảnh hưởng nhiều nhất đến việc lựa chọn độ sâu chôn móng;
trong đó vò trí của lớp đất chòu lực là điều kiện quan trọng nhất. Tùy thuộc

22


vào các sơ đồ phổ biến trong thực tế để lựa chọn độ sâu chôn móng và các
loại móng cho phù hợp.
Về điều kiện thủy văn của khu vực xây dựng cần phải được xem xét
thận trọng về biên độ dao động của mực nước ngầm, dòng chảy ngầm có thể
gây ra hiện tượng cát chảy… đây là một trong những yếu tố làm cơ sở cho
việc lựa chọn phương án móng, độ sâu chôn móng, biện pháp thi công móng…
Khi mực nước ngầm nằm cao hơn đế móng, do tác dụng đẩy nổi của nước, sẽ
làm giảm trò số ứng suất tác dụng lên nền và hạn chế khả năng chống trượt
khi chòu lực ngang. Vì vậy, trong mọi trường hợp nên cố gắng đặt móng ở

bên trên mực nước ngầm.
b. nh hưởng của trò số và tính chất truyền tải trọng của công trình.
Khi công trình chòu tải trọng lớn thì móng cần đặt sâu để giảm bớt diện
tích đế móng và hạn chế khả năng lún và biến dạng không đều của đất nền.
Khi công trình chòu tải trọng ngang và moment uốn lớn, móng cũng
phải có chiều sâu đủ lớn để đảm bảo ổn đònh về trượt và lật.
c. nh hưởng của đặc điểm và yêu cầu sử dụng công trình.
Chiều sâu chôn móng còn phụ thuộc vào sự có mặt của các công trình
như tầng hầm, đường giao thông, đường ống dẫn nước… cũng như các công
trình lân cận đã xây dựng.
Đáy móng phải được đặt sâu hơn tầng hầm ít nhất 40cm và mặt trên
của móng phải nằm ở dưới sàn tầng hầm. Khi công trình tiếp cận với các
đường giao thông ngầm thì đế móng cần đặt sâu hơn các vò trí trên tối thiểu
20 – 40cm.
Việc xem xét tình hình xây dựng và đặc điểm móng của các công
trình xây dựng lân cận là hết sức quan trọng. Khi cao trình đáy móng mới và
cũ khác nhau thì phải đảm bảo điều kiện tối thiểu về khoảng cách và góc
truyền lực để các móng không ảnh hưởng lẫn nhau.
d. nh hưởng của biện pháp thi công móng.
Chiều sâu chôn móng có liên quan đến phương pháp thi công móng.
Nếu lựa chọn chiều sâu chôn móng một cách hợp lý thì có thể rút ngắn thời
gian xây dựng móng và biện pháp thi công không đòi hỏi phức tạp. Có thể đề
xuất ra nhiều phương án móng, độ sâu chôn móng để lựa chọn phương án cho
phù hợp.

23


Chương 3
CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ, CẢI TẠO ĐẤT NỀN

3.1 ĐỆM CÁT.
3.1.1 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
không lớn lắm (nhỏ hơn 3m). Người ta bóc bỏ các lớp đất yếu này và thay
thế bằng lớp cát có khả năng chòu lực lớn hơn.
Đệm cát có các tác dụng sau đây :
- Lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chòu lực tiếp thu tải trọng công
trình truyền xuống lớp đất thiên nhiên. Làm tăng sức chòu 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 chòu 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 :
24


- Lớp đất phải thay thế có chiều dày lớn hơn 3m, 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 đònh.
Kích thước đệm cát được xác đònh bằng tính toán nhằm thoả mãn 2
điều kiện : ổn đònh về cường độ và đảm bảo độ lún của công trình sau khi có
đệm cát nằm trong giới hạn cho phép.
3.1.2 Tính toán đệm cát.

Kích thước đệm cát được xác đònh từ điều kiện :
1 + 2  Rđy
(3.1)
Trong đó :
1 : ƯS thường xuyên do trọng lượng bản thân đất trên cốt đáy móng
và của đệm cát tác dụng trên mặt lớp đất yếu dưới đáy đệm cát.
2 : ƯS do công trình gây ra, truyền trên mặt lớp đất yếu đáy đệm cát.
2 = Ko(otc - hM)
(3.2)
Trong đó :
Ko : hệ số phụ thuộc vào m = 2z/b và n = l/b, được tra bảng.
otc : ứng suất tiêu chuẩn trung bình dưới đáy móng xác đònh như sau :
a. Trường hợp móng chòu tải trọng đúng tâm :
No

tc

otc

= γ .h  F
tb
M
b. Trường hợp móng chòu tải trọng lệch tâm :
tc
tc
otc = max min
2

No

tc

σ

Trong đó :

tc
max, min

 γ .h 
tb

M

F

M tc


W

(3.3)
(3.4)
(3.5)

tc
 N 0 : tổng tải trọng tiêu chuẩn thẳng đứng của công trình tác dụ ng

lên móng;
tc

 M : tổng moment do tải trọng công trình tác dụng vào móng;

F : diện tích đáy móng;
W : moment chống uốn của tiết diện đáy móng;
tb : dung trọng trung bình của móng và đất đắp lên móng.

25