NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÊ QUAI TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
--------------------------------

MAI HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ
THI CÔNG ĐÊ QUAI TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Hà Nội - 2011


BỘ GIÁO DỤC ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
-----------------------------

MAI HỒNG HẠNH

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG
ĐÊ QUAI TRÊN NỀN ĐẤT YẾU

Chuyên ngành :

Xây dựng Công trình thuỷ

Mã số:

60 - 58 - 40

:

LUẬN VĂN THẠC SĨ

Người hướng dẫn khoa học:
GS. TS. LÊ KIM TRUYỀN

Hà Nội - 2011


LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng Công trình thủy với đề tài :
“ Nghiên cứu giải pháp thiết kế và thi công đê quai trên nền đất yếu” được hoàn
thành với sự cố gắng của bản thân và sự giúp đỡ về mọi mặt của các thầy cô giáo,
cơ quan, gia đình và các bạn bè đồng nghiệp.
Tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy giáo: GS.TS. Lê Kim Truyền
đã trực tiếp tận tình hướng dẫn, động viên, cũng như cung cấp tài liệu, thông tin
khoa học cần thiết cho luận văn này.
Tác giả xin chân thành cảm ơn khoa Sau Đại học, khoa Công trình Thủy Lợi –
Trường Đại học Thủy Lợi, các thầy giáo, cô giáo đã tham gia giảng dạy trực tiếp
đã tận tình giúp đỡ và truyền đạt kiến thức trong quá trình học tập cũng như làm
luận văn.
Tác giả xin cảm ơn gia đình, các bạn bè đồng nghiệp đã hết sức giúp đỡ động
viên về tinh thần và vật chất để tác giả đạt được kết quả hôm nay.

Do còn nhiều hạn chế về trình độ chuyên môn, cũng như thời gian, nên luận văn
không tránh khỏi những thiếu sót, tác giả mong muốn tiếp tục nhận được nhiều sự
góp ý chỉ bảo của các thầy, cô giáo và bạn bè đồng nghiệp.
Xin chân thành cảm ơn!

Tác giả

Mai Hồng Hạnh

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


1

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài.
Đê quai là loại công trình thường gặp trong xây dựng các công trình thủy lợi,
thủy điện. Đê quai ngoài việc ngăn chặn, vây quanh hố móng còn là công trình nối
liền hai bờ, tạo thành mạng lưới giao thông sau khi ngăn dòng.
Đê quai thường được xây dựng theo phương pháp đắp lấn dần hai bên bờ trên
nền đất tự nhiên, chưa được xử lý. Nền của đê quai thường gặp trên nền đất yếu, là
các loại đất bùn, đất bồi tích, v.v.. có sức chịu tải nhỏ và tính nén lún lớn. Khi đắp
đê quai trên nền đất yếu nếu không được khảo sát thiết kế cẩn thận và có giải pháp
phù hợp thì đê quai dễ mất ổn định, bị lún nhiều đôi khi dẫn đến hư hỏng, gây ảnh
hưởng đến việc giao thông hai bờ và tiến độ thi công chung của công trình.
Trong quá trình thi công xây dựng nếu lựa chọn được giải pháp thiết kế, thi
công đê quai thích hợp với từng loại nền sẽ mang lại những hiệu quả kinh tế cao và
bảo đảm chất lượng công trình làm việc một cách an toàn đáp ứng các yêu cầu của
công trình đặt ra. Nếu lựa chọn giải pháp thiết kế, thi công đê quai không đúng có
thể gây nên các sự cố đáng tiếc, gây tổn thất lãng phí lớn về kinh tế, và mất an toàn

trong quá trình xây dựng công trình.
Vì vậy, đề tài “ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP THIẾT KẾ VÀ THI CÔNG ĐÊ
QUAI TRÊN NỀN ĐẤT YẾU ” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa kinh tế và khoa học
mà thực tiễn trong xây dựng công trình thủy lợi, thủy điện thường gặp.
2. Ý nghĩa thực tiễn và khoa học.
- Ý nghĩa thực tiễn: Đất yếu là loại đất có sức chịu tải nhỏ và tính nén lún
thường gặp ở nước ta. Khi xây dựng trên nền đất yếu nếu không khảo sát thiết kế
cẩn thận và có biện pháp xử lý thích đáng thì công trình xây dựng trên đó thường
mất ổn định, bị lún nhiều và lún kéo dài, ảnh hưởng xấu đến việc khai thác công
trình và các công trình xây dựng xung quanh.
- Ý nghĩa khoa học: Trong sự nghiệp công nghiệp hóa, hiện đại hóa đất nước
hiện nay, khi xây dựng công trình trên nền đất yếu, nhiều công trình đã được áp

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


2

dụng các công nghệ mới, có biện pháp thiết kế và thi công đúng, xử lý nền đất yếu
thích đáng. Tương tác giữa các kết cấu công trình và nền đất yếu đòi hỏi phải hiểu
biết sâu về khoa học đất, kỹ thuật nền móng, v.v.. Vì thế nó mang ý nghĩa khoa học
rõ nét.
3. Mục đích của đề tài.
- Nghiên cứu về độ lún của đê quai trên nền đất yếu.
- Nghiên cứu về độ ổn định của đê quai trên nền đất yếu.
- Lựa chọn kỹ thuật thi công đê quai trên nền đất yếu.
4. Phương pháp nghiên cứu.
- Nghiên cứu thông qua các tài liệu liên quan đến thiết kế và thi công công trình
trên nền đất yếu ở trong nước và các giáo trình chuyên ngành dịch từ nước ngoài.
- Tìm hiểu qua các dự án thiết kế, thi công công trình trên nền đất yếu đã được áp

dụng.
- Nghiên cứu các tài liệu khảo sát về địa chất nền công trình và các biện pháp
kỹ thuật mới cải tạo nền đất yếu trong xây dựng công trình.
- Phân tích kết quả độ lún của đê quai trên nền đất yếu, độ ổn định của đê quai
trên nền đất yếu.
- Phương pháp phân tích tổng kết những kinh nghiệm thực tế.
- Phương pháp chuyên gia.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


3

CHƯƠNG 1
ĐẤT YẾU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU
1.1 – KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU.
1.1.1. Khái niệm chung về nền đất yếu.
Khái niệm “đất yếu” cho đến nay vẫn chưa thật rõ ràng. Khái niệm này chỉ là
tương đối và phụ thuộc vào trạng thái vật lý của đất, cũng như tương quan giữa khả
năng chịu lực của đất với tải trọng mà móng công trình truyền lên.
Đa số các nhà nghiên cứu gọi đất yếu là những đất có khả năng chịu lực vào
khoảng 0,5 – 1,0 KG/cm2, ít khi lớn hơn, có tính nén lún mạnh và nếu không áp
dụng các biện pháp xử lý thì việc xây dựng công trình trên những đất đó hoặc khó
hoặc không thể thực hiện được.
Đất yếu hầu như hoàn toàn bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (thường ε > 1,0), hệ
số nén lún lớn (α tới vài phần mười hoặc vài ba đơn vị), môđun tổng biến dạng bé
(nói chung E0 ≤ 50kG/cm2) và trị số chống cắt không đáng kể.
Đất yếu gồm các loại đất sét mềm có nguồn gốc ở nước, thuộc các giai đoạn đầu
của quá trình hình thành đất sét, các loại cát hạt nhỏ, mịn, rời rạc, than bùn, các loại
trầm tích bị mùn hóa, than bùn hóa, v.v … Chúng rất đa dạng về thành phần khoáng

vật, nhưng thường giống nhau về tính chất cơ lý và chất lượng xây dựng.
Xét theo nguồn gốc thì đất yếu có thể được thành tạo trong điều kiện lục địa,
vũng, vịnh, hoặc biển. Nguồn gốc lục địa có thể là tàn tích (eluvi), sườn tích
(deluvi), hồng tích (proluvi), do gió, do lầy, do băng, do con người (đất đắp). Nguồn
gốc vũng vịnh có thể là cửa sông, tam giác châu hoặc vịnh biển. Đất nguồn gốc biển
có thể được tạo thành tạo ở khu vực nước nông (không quá 200m), thềm lục địa
(200 ÷ 300m) hoặc biển sâu (hơn 300m).
Tùy theo thành phần vật chất, phương pháp và điều kiện hình thành, vị trí không
gian, điều kiện địa lý và khí hậu, những biến đổi sau khi được tạo nên, v.v … mà
tồn tại các loại đất khác nhau.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


4

Trong thực tế xây dựng ở nước ta thường gặp nhiều nhất là đất sét yếu bão hòa
nước và cát lẫn bùn bão hòa nước (vùng đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng sông Cửu
Long). Chúng có những tính chất đặc biệt đồng thời cũng có một số tính chất tiên
biểu cho các loại đất yếu nói chung. Phần lớn các đê quai được xây dựng trên nền
đất yếu như đê quai công trình đập dâng Văn Phong (tỉnh Bình Định), đê quai ở
công trình đập chính Ngàn Trươi (tỉnh Hà Tỉnh), đê quai ở công trình Hồ Tả Trạch
(tỉnh Thừa Thiên Huế), đê quai ở công trình Hồ chứa nước Sông Dinh (tỉnh Bình
Thuận), v.v…
1.1.2. Đất sét yếu – Tính chất biến dạng của đất sét yếu.
Đất sét yếu do bản chất mối liên kết giữa các hạt của chúng quyết định. Đất sét
yếu có khả năng nén chặt và củng cố dưới tác dụng của ứng suất. Độ bền của đất sét
khi chịu lực được xác định bởi lực dính C. Ngay chỉ dưới áp lực bé, mức độ nén lún
của chúng cũng đã có thể đạt đến trị số đáng kể. Quá trình biến dạng ở đất sét yếu
xảy ra trong khoảng thời gian dài với tốc độ bé.

Khi nén một trục, mẫu đất sét yếu cho trị số nở không lớn. Khi nén không nở
hông, trong đất xảy ra sự dịch chuyển các hạt. Có thể chia biến dạng của đất sét yếu
ra các dạng 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 dung hợp với nước gây nên.
Khi tải trọng chưa vượt quá độ bền của mối liên kết cấu trúc, đất chưa bị nén và
chỉ thể hiện tính chất đàn hồi. Nhưng ở đất sét yếu, độ bền cấu trúc có trị số bé, vì
vậy phạm vi thể hiện biến dạng đàn hồi không đáng kể. Khi tải trọng vượt quá trị số
độ bền cấu trúc thì biến dạng dẻo còn dư phát triển tương đối nhanh đi kèm theo sau
biến dạng nghịch. Biến dạng dư có thể vượt quá biến dạng thuận nghịch hàng chục
lần. Biến dạng khôi phục (thuận nghịch) trong bất cứ trường hợp nào cũng có thể
chia làm hai phần: Khôi phục tức thời và khôi phục chậm muộn. Phần đầu là biến

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


5

dạng đàn hồi thực sự. Trị số của biến dạng này ở đất yếu không đáng kể và ít có ý
nghĩa.
Các loại biến dạng chủ yếu của đất sét là biến dạng cấu trúc và biến dạng cấu trúc
hấp phụ.
Biến dạng cấu trúc: Là biến dạng dư trong đó xảy ra sự trượt tương đối lên nhau
của các hạt, các khối và sự tăng mật độ các yếu tố cấu trúc trong một đơn vị thể
tích. Trong quá trình biến dạng cấu trúc, nếu ứng suất tác dụng vượt quá mức chịu
đựng do lực dính kết tạo nên thì các hạt và các khối đất có thể bị dịch chuyển. Đặc
điểm này liên quan nhiều đến khả năng chịu tải của nền.
Đất sét yếu là một môi trường dẻo nhớt, chúng có tính dão, có khả năng thay đổi

độ bền khi cho tải trọng tác dụng lâu dài. Khả năng này gọi là tính chất lưu biến.
Dưới tác dụng của lực không đổi, có trị số vừa phải, trong đất sét yếu còn xảy ra
một quá trình khác đó là quá trình khôi phục và củng cố do hiện tượng xúc biến.
Hiện tượng này thể hiện rõ ở lớp đất sét xung quanh cọc đóng trong nền, nhiều thí
nghiệm đã xác nhận lực dính C của lớp đất trên chỉ sau thời gian hồi phục như ban
đầu.
Ngoài sự dão, trong tính chất lưu biến của đất sét, kể cả đất sét yếu, còn có một
biểu hiện khác nữa là sự trùng ứng suất tức là sự giảm (yếu) dần ứng suất trong đất
khi giữ biến dạng ổn định. Thời gian mà ứng suất gây nên biến dạng đang xét giảm
đi e = 2,71828…. lần gọi là chu kỳ trùng ứng suất. Chu kỳ này phụ thuộc vào hệ số
nhớt và môđun đàn hồi trượt.
Chu kỳ trùng ứng suất càng lớn thì thời gian cần thiết để thể hiện dão càng dài và
trái lại chu kỳ trùng càng ngắn thì thời gian để thể hiện tính chất đàn hồi của đất
đang xét càng bé. Ở đất sét thì chu kỳ trùng ứng suất thường rất ngắn.
Trong tính toán nền công trình gồm các đất có tính chất lưu biến, người ta dùng
hai phương pháp: tính theo độ bền lâu dài (theo trạng thái giới hạn thứ nhất) và tính
theo biến dạng dão (theo trạng thái giới hạn thứ 2). Khác với phương pháp tính toán
thông thường, ở đây trong cả 2 trường hợp người ta đều xét đến ảnh hưởng của
nhân tố thời gian.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


6

Trong tính toán lún, hiện tượng lưu biến được nghiên cứu dưới hình thức xét đến
mức độ thể hiện dão ở từng loại đất, trên cơ sở các sơ đồ mô hình khác nhau. Xét
tương quan giữa hai yếu tố dão và thấm trong quá trình cố kết của đất, và tìm những
liên hệ thích hợp để biểu thị mối tương quan đó.
1.1.3. Đất cát yếu.

Cát có thể được thành tạo ở biển hoặc vũng vịnh. Về thành phần khoáng vật, cát
chủ yếu là thạch anh, đôi khi có lẫn tạp chất. Cát gồm những hạt kích thước 0,05
đến 2mm. Cát chỉ được gọi là “yếu” khi có hạt thuộc loại nhỏ, mịn trở xuống, đồng
thời có kết cấu rời rạc. Ở trạng thái bão hòa nước thì có thể bị nén chặt và pha loãng
đáng kể, chứa nhiều di tích hữu cơ và chất lẫn sét. Những loại cát đó khi chịu tác
dụng rung hoặc chấn động thì trở thành trạng thái lỏng nhớt, gọi là cát chảy.
Khi chịu tải, đất cát không được gắn kết sẽ có tính chất như thể rời. Độ bền được
xác định hoàn toàn bằng lực ma sát. Lực ma sát lại phụ thuộc vào trị số tải trọng,
mật độ kết cấu, kích thước hạt, độ mài tròn cạnh và mức độ đồng nhất của chúng.
Chỉ khi bị làm ẩm chút ít, trong cát mới xuất hiện lực liên kết yếu, chủ yếu do lực
mao dẫn gây nên. Ở cát chặt, trong nhiều trường hợp còn phát sinh lực tiếp nối
tương hỗ giữa các hạt. Nhân tố này có thể coi như sự thể hiện sức chống cắt ban đầu
khi tải trọng pháp tuyến bằng không. Nhưng dầu sao một đặc điểm nổi bật của đất
cát vẫn là không có, hoặc có với mức độ yếu, lực dính giữa các hạt do đó sức chống
cắt chỉ do thành phần ma sát gây nên.
Sức chống cắt của cát gồm:
-Sức chống ma sát khi một số hạt trượt lên các hạt khác.
-Sức chống lăn của hạt này lên hạt khác.
-Sức chống đập vỡ các hạt và sứt mẻ góc cạnh.
Sức chống cắt của cát phụ thuộc vào thành phần khoáng vật và hình dạng các hạt,
nhưng chủ yếu vào mật độ kết cấu của chúng và trị số tải trọng tác dụng, nhưng chủ
yếu vào mật độ kết cấu của chúng và trị số tải tác dụng. Tính chất này có liên quan
chặt chẽ đến khả năng chịu tải của nền, đặc biệt khi nền cát bão hòa nước.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


7

Đặc điểm quan trọng nhất của cát là bị nén chặt nhanh và nhiều khi chịu tác dụng

của chấn động. Khi cát gồm những hạt nhỏ, nhiều hữu cơ và bão hòa nước thì
chúng trở thành cát chảy.
Tính chất chảy chỉ có thể có ở các hạt nhỏ hoặc bé hơn. Trong thành phần của
các loại cát này, lượng chứa hạt bụi (0,05 ÷ 0,002mm) chiếm 60 ÷ 70% hoặc hơn.
Chúng có đặc điểm là chứa nhiều hữu cơ ở trạng thái keo. Chỉ với những điều kiện
ấy cát mới được gọi là cát chảy thực.
Loại cát yếu thứ hai là cát chảy giả. Nó chỉ bị chảy khi có áp lực thủy động. Về
thành phần thì cát chảy giả là cát sạch, không lẫn vật liệu keo.
Ở trạng thái thiên nhiên, cát chảy thực có thể có độ bền và khả năng chịu lực
tương đối cao, nhưng khi bị phá hoại kết cấu và làm rời ra thì không còn tính chất
đó nữa. Lúc đó cát biến thành trạng thái chảy như chất lỏng. Sự tiếp xúc giữa các
hạt mất đi và do đó lực ma sát cũng như sức chống cắt giảm xuống nhiều, thậm chí
đến số không. Hiện tượng này gọi là “hóa lỏng” khi nền cát bị tác động của động
đất.
Hiện tượng cát chảy thường gặp khi đào hố móng xây dựng. Khả năng và mức độ
thể hiện cát chảy là do cấu tạo địa chất của khu vực, áp lực cột nước, thành phần và
trạng thái của cát quyết định. Cát chảy làm cho công tác thi công trở nên phức tạp,
đôi khi gây nguy hiểm và là nguyên nhân phát sinh, phát triển nhiều tai nạn phá
hoại công trình.
Khi nghiên cứu kỹ và nhận định chính xác những nguyên nhân phát sinh, phát
triển và biết dùng những biện pháp thích hợp thì có thể tránh được hoặc khắc phục
được sự nguy hiểm do cát chảy gây nên.
Cát rời có khả năng giảm độ rỗng dưới tác dụng của tải trọng động và rung. Với
một trị số nào đó của gia tốc chuyển động, lực ma sát ở trong cát giảm đến mức cát
giống như một chất lỏng nhớt nặng. Trị số gia tốc chuyển động như vậy gọi là gia
tốc lâm giới.
Khi thiết kế công trình đặt trên nền cát ngập nước trong điều kiện động, người ta
tính thế nào để công trình làm việc dưới gia tốc chấn động nhỏ hơn gia tốc lâm giới.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2

8

Trước khi xây dựng cần làm cho cát có độ chặt cần thiết để loại trừ hoặc hạn chế
hậu quả của chấn động và rung có thể có.
1.1.4. Bùn.
Loại đất đá có thành phần, trạng thái có tính chất đặc biệt được xếp vào một
nhóm riêng trong bảng phân loại tổng hợp địa chất công trình. Nhóm này gồm có:
bùn, than bùn, đất đắp, đất đóng băng, thạch cao, muối mỏ, đất muối, v.v… Dưới
đây ta chỉ nghiên cứu một số loại đất tương đối phổ biến ở miền Bắc Việt Nam.
Bùn là loại trầm tích hiện đại, được tạo thành chủ yếu do kết quả tích lũy các vật
liệu phân tán mịn bằng con đường cơ học hoặc hóa học tại đáy biển, vũng vịnh, hồ,
bãi lầy, hồ chứa nước hoặc bãi bồi của sông. Vì vậy thường phân biệt bùn biển, bùn
vũng, bùn hồ, bùn lầy và bùn bồi tích. Bùn chỉ liên quan với các chỗ trữ nước, là
trầm tích mới lắng đọng, no nước và rất yếu về mặt chịu lực.
Bùn trầm tích thuộc giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét, được
tạo nên trong nước, có sự tham gia của các quá trình vi sinh vật. Bùn luôn luôn có
độ ẩm vượt quá giới hạn chảy và hệ số rỗng ε > 1,5 đối với sét.
Theo thành phần hạt, bùn có thể là cát pha sét, sét và cũng có thể là cát, nhưng
chỉ là loại cát nhỏ trở xuống. Cát trung, cát to và các loại trầm tích hiện đại hạt thô,
tròn, hòn to, dù bão hòa nước cũng không gọi là bùn.
Như vậy, bùn là những trầm tích có điều kiện tướng (nham tương) xác định.
Chúng có đặc điểm là chứa một lượng hữu cơ nào đó (có khi tới 10% ÷ 12%) càng
xuống sâu thì lượng hữu cơ càng giảm. Ở những đới khí hậu khô, bùn có thể chứa
các muối hòa tan trong nước dưới hình thức phân tán nhỏ, tinh thể lớn, đám tinh thể
hoặc các lớp mỏng và dày. Ở trầm tích hiện đại nước sâu còn có loại bùn chứa vôi.
Trong bùn, kể cả bùn sét thường có nhiều hạt bụi. Bùn có thể đồng nhất thành
“khối” hoặc phân lớp không rõ, đôi khi phân lớp đều.
Trong thành phần khoáng vật của phần phân tán mịn của bùn biển thường các

khoáng chất sét thuộc nhóm hiđrô mica và kaolinit. Đôi khi trong bùn còn thấy khá
nhiều cácbonat ngay cả trong thành phần phân tán mịn. Trong thành phần ấy của

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


9

bùn biển cũng như bùn nước ngọt thường có các cation Ca 2 + và Mg 2 + chiếm vị trí
cơ bản, còn Na + và K + chỉ là thứ yếu.
Qua những điều kiện trình bày ở trên ta rút ra một kết luận quan trọng có tính
chất nguyên tắc: từ “bùn” được dùng không phải để chỉ trạng thái, mà để biểu thị
bản chất của một loại đất đặc biệt. Vì vậy không thể có cát pha sét bùn, sét pha cát
bùn và sét bùn.
Sức chống cắt của bùn phụ thuộc chủ yếu không phải vào áp lực pháp tuyến mà
vào tốc độ phát triển biến dạng. Góc ma sát trong của bùn sét đôi khi gần bằng
không. Chỉ khi làm mất nhiều nước do bốc hơi và nén chặt quá mức còn trơ lại các
hạt cát thì bùn cát mới có sức chống cắt (góc ma sát trong) tương đối lớn. Nhưng
lúc đó, vì kết cấu không còn nguyên nữa nên trị số của chỉ tiêu nhận được không thể
coi là đặc trưng của bùn được nữa. Ngay cả khi phân bố vào bùn những lực bé thì
bùn cũng có thể chuyển nhanh sang trạng thái chảy, mặc dầu khi thí nghiệm phát
hiện thấy có một trị số sức chịu tải ban đầu nào đó, tức là độ bền của mối liên kết
cấu trúc.
Khi tải trọng pháp tuyến tác dụng chậm, biến dạng của bùn có đặc tính là nén
chặt không hạn chế, kèm theo sự thoát nước tự do. Khi lực nén phân bố tương đối
nhanh thì trong bùn phát sinh áp lực thủy động, và bùn bị phòi ra. Hệ số nén lún của
bùn có thể đạt tới 2 ÷ 3cm 2 /kg, còn môđun tổng biến dạng vào khoảng 1 ÷
5KG/cm 2 (đối với bùn sét pha cát và bùn cát pha sét).
Thông thường bùn là những trầm tích nén chưa đến chặt và dễ bị thay đổi kết cấu
thiên nhiên. Ngoài sự chuyển hóa xúc biến, trong bùn còn có hiện tượng co mất

nước, tức là sự dịch lại gần nhau của các hạt dưới tác dụng của các lực bề mặt, kèm
theo sự chèn ép nước ra ngoài có tính chất cục bộ. Vì vậy ngay cả khi gắn kỹ bằng
parafin thì trạng thái thiên nhiên của bùn cũng không thể giữ được lâu.
Do các đặc điểm trên, việc xây dựng trên bùn chỉ có thể thực hiện được kết quả
khi áp dụng hợp lý các biện pháp xử lý đặc biệt.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


10

1.1.5. Nền đất yếu.
Nền đất yếu là nền đất gồm các tầng đất yếu có khả năng chịu lực kém nằm ở
dưới móng công trình và chịu tác dụng của tải trọng công trình truyền xuống.
Xét về cấu trúc, tầng đất nền này có thể là một hoặc nhiều lớp yếu xen kẽ nhau
hoặc xen giữa các lớp đất khác có khả năng chịu lực tốt hơn hợp thành. Khi xây
dựng công trình trên nền đất yếu, người ta phải áp dụng những biện pháp xử lý làm
tăng khả năng chịu lực của chúng.
Thực tế những năm xây dựng công trình ở nước ta cho thấy móng của nhiều công
trình công nghiệp, giao thông, kiến trúc, thủy lợi v.v… đều được đặt trên nền đất
yếu.
Ở miền núi và trung du, thường gặp những tầng này trong những giải trũng rộng,
những vùng hồ cạn, những bãi thềm và những vùng trũng dưới chân núi. Cấu trúc
của chúng thường không phức tạp, thường chỉ là một lớp đất yếu đồng nhất và có
chiều dày không lớn lắm. Việc xây dựng công trình trên những tầng đất nền này
không đòi hỏi những biện pháp xử lý phức tạp như khu vực xây dựng công trình
Thủy Lợi Xuân Lao thuộc huyện Mường Ảng tỉnh Điện Biên, nền đất yếu có chiều
dày nhỏ, nơi độ dày lớn nhất chỉ gần 4m, nền đất yếu đồng nhất chủ yếu là lớp đất
sét và á sét nên khi xây dựng các công trình trong hệ thống công trình Thủy Lợi
Xuân Lao ở khu vực này chủ yếu dùng biện pháp bóc bỏ tầng đất yếu. Ngược lại đất

yếu ở đồng bằng ven biển, cửa sông rất phổ biến, cấu trúc rất phức tạp và đa dạng
như ở đồng bằng sông Cửu Long, đồng bằng Sông Hồng nền đất yếu có thể tới
40m, có lẫn sinh vật, chiều dày các tầng đất yếu khá lớn, tính chất cơ lý của các lớp
đất yếu trong tầng nền cũng rất khác nhau. Do đó kinh phí xây dựng trên miền đồng
bằng khá tốn kém vì phải áp dụng các biện pháp xử lý công trình phức tạp.
Thực tế cho thấy rằng đất là loại trầm tích không đồng chất. Tùy theo nguồn gốc,
quá trình thành tạo và môi trường tồn tại mà tính chất của từng tầng đất ở mỗi khu
vực rất khác nhau.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


11

1.1.6. Nền đất yếu ở Việt Nam.
Ở Việt Nam nền đất yếu phổ biến là ở các miền đồng bằng còn ở miền núi và
trung du thì đất yếu nằm trong dải trũng rộng, vùng hồ cạn, bãi thềm và vùng trũng
dưới chân núi. Các công trình xây dựng tại các thành phố, thị trấn, khu công nghiệp
v.v … chủ yếu tập trung ở miền đồng bằng.
Đồng bằng Bắc Việt Nam là những tam giác châu có nguồn gốc trầm tích lục địa,
địa hình bị phân cắt bởi hệ thống sông suối, kênh mương chằng chịt. Nhiều nơi thấy
vết tích hố móng ngựa, đầm lầy, khu trũng bị úng nước. Nền đất yếu ở đồng bằng
Bắc Việt Nam có nguồn gốc của trầm tích hệ Thứ Tư ở đồng bằng cấu tạo từ hai
tầng lớn: tầng dưới là hạt thô (cuội, sỏi, sạn lẫn cát thô, cát vừa hay nhỏ, cát pha
sét), tầng trên là hạt mịn (sét, sét pha cát, bùn và than bùn). Nhóm đất yếu phân bố
khắp nơi gồm hai loại đất bùn và than bùn. Đất bùn ở bùn đầm lầy ven biển có
chiều dày từ 2 ÷ 15m có thể > 15m như đất bùn ven biển Thanh Hóa, Vinh, Hà
Tĩnh, Quảng Bình. Đất bùn nguồn gốc hồ trong lòng hồ cạn hay đầm hồ như hồ Tây
(Hà Nội), Đầm Nậu, Đầm Vạc (Vĩnh Phúc). Than bùn chỉ tập trung phần tây, tây
bắc các đồng bằng như khu vực Tây Nam Hà Nội, Triệu Sơn (Thanh Hóa), Đức Sơn

(Hà Tĩnh).
Đồng bằng sông Cửu Long, nguồn gốc của đất chủ yếu từ sông, sông – biển, đầm
lầy biển có tuổi Holoxen. Nền đất yếu của đồng bằng sông Cửu Long có chiều dày
lớn có thể chia làm 3 khu vực.
- Khu vực đất yếu dày từ 1 ÷ 10m, chủ yếu là khu vực ven thành phố Hồ Chí
Minh, thượng nguồn Vàm Cỏ Tây, Vòm Cỏ Đông, rìa tây Đồng Tháp Mười, rìa
quanh vùng Bảy Núi chạy tới ven biển Hà Tiên, Rạch Giá, rìa đồng bằng Vũng Tàu
đến Biên Hòa.
- Khu vực đất yếu dày từ 5 ÷ 30m, phân bố ở đại bộ phận trung tâm đồng bằng và
trung tâm Đồng Tháp Mười.
- Khu vực đất yếu dày từ 15 ÷ 30m, chủ yếu thuộc Cửu Long, Bến tre tới ven
biển Minh Hải, Hậu Giang, Tiền Giang, Cần Giuộc, Vũng Tàu.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


12

1.1.7. Nhận xét.
Đứng về mặt công trình xây dựng, những chỉ tiêu quan trọng của đất yếu là
những đất có khả năng chịu lực vào khoảng 0,5 ÷ 1,0 KG/m2, ít khi lớn hơn. Đất
yếu hầu như hoàn toàn bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (thường ε>1,0), hệ số nén
lún lớn (a tới vài phần mười hoặc vài ba đơn vị), môđun tổng biến dạng bé (nói
chung E 0 ≤ 50kG/m2) và trị số sức chống cắt không đáng kể. Nếu nền chủ yếu là đất
cát thì chỉ tiêu quan trọng là góc ma sát trong, còn nền là đất sét thì lực dính C
chiếm vai trò quan trọng. Khi nền là cát hoặc sét lẫn bùn thì sức chịu tải rất thấp so
với hai loại nền trên do đó cần phải có phương pháp gia cố nền thích hợp. Trường
hợp phải xây dựng các công trình đất như nền đường, đê bao, đê quai thì có thể xử
lý kết cấu bên trên công trình bằng biện pháp kết cấu.
Mức độ đánh giá nền đất yếu còn phụ thuộc vào nhiều yếu tố mà loại công trình

sẽ xây dựng trên đó yêu cầu. Thí dụ tốc độ chất tải trong quá trình xây dựng nhanh
hay chậm thì loại đất nào phải xếp vào loại đất mềm yếu để xử lý. Bằng dẫn chứng
trên, rất khó có định nghĩa chung cho nền đất yếu.
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU.
Nhiều phương pháp xử lý nền đất yếu đã được áp dụng ở nước ta từ năm 1957
trong các ngành xây dựng dân dụng, công nghiệp, giao thông, thủy lợi, thủy điện,
phổ biến là những công nghệ sau đây:
- Xử lý bằng bệ phản áp để tăng độ ổn định và chống trượt công trình như xây
dựng đường giao thông, các trạm bơm, các cống trong thủy lợi.
- Gia tải trước để tăng cường độ và giảm độ lún của nền, như xây dựng nhà cao
tầng.
- Sử dụng thoát nước thẳng đứng, nhằm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền,
như xây dựng nền đường, nền đê.
- Sử dụng các loại cọc để nén chặt đất: cọc tràm, cọc tre, cọc cát xi măng, cọc đất
vôi, cọc đất xi măng, cọc cát đầm chặt trong xây dựng dân dụng, thủy lợi.
- Nén chặt đất bằng lực xung kích của búa, bằng năng lượng nổ mìn.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


13

- Phụt vữa hỗn hợp xi măng bột sét để cố kết nền, tron xây dựng thủy điện, thủy
lợi.
Khi lớp đất yếu (bùn, than bùn, đất than bùn, đất đắp, v.v..) có chiều dày không
lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình thì có thể áp dụng các biện pháp xử lý nhân
tạo như đệm cát, đệm đá, đệm đất hoặc bệ phản áp, v.v.. để gia cố đất nền. Các biện
pháp trên được áp dụng làm tăng khả năng chịu lực và hạn chế mức độ biến dạng
(đặc biệt là biến dạng không đồng đều) của nền đất dưới tác dụng của tải trọng công
trình. Trong thực tế thường dùng đệm cát, đệm đá hoặc đệm đất để thay thế lớp đất

yếu chiều dày không lớn hơn 3m dưới móng tường trong các công trình dân dụng và
công nghiệp, dưới bản đáy các công trình Thủy Lợi v.v.. Đối với nền đường, nền
đất đắp nằm trên vũng bùn lầy thì việc áp dụng bệ phản áp để khống chế khả năng
phát triển của vùng biến dạng dẻo do lớp đất yếu gây ra là một trong những biện
pháp xử lý có hiệu quả nhất.
Nếu chiều dày lớp đất yếu lớn hoặc trong lớp đất yếu xuất hiện nước có áp lực
cao thì việc áp dụng các biện pháp trên sẽ bị hạn chế.
1.2.1. Đệm cát.
Người ta thường đào bỏ lớp đất yếu ở phía trên tiếp giáp với móng (thường là sét
nhão, á sét nhão, bùn, than bùn v.v..) và thay thế bằng đất cát có cường độ chống cắt
lớn, dễ thi công và là vật liệu địa phương. Lớp cát được thay thế này gọi là tầng
đệm cát. Việc thay thế lớp đất yếu kể trên bằng đệm cát có những tác dụng chính
sau đây:
- Sau khi thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới móng công trình, đệm cát đóng
vai trò như một lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu được tải trọng của công trình và
truyền tải trọng đó xuống lớp đất chịu lực ở phía dưới.
- Giảm bớt độ lún toàn bộ và độ lún không đồng đều của công trình, đồng thời
làm tăng quá trình cố kết của đất nền (vì cát trong lớp đệm có hệ số thấm lớn).
- Làm tăng khả năng ổn định khi công trình có tải trọng ngang (vì cát trong lớp
đệm sau khi được đầm chặt sẽ có lực ma sát lớn và có khả năng chống trượt).

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


14

- Kích thước móng và chiều sâu chốn móng sẽ giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền
lên lớp đệm cát tăng lên.
- Thi công đơn giản, không đòi hỏi các thiết bị phức tạp.
Chính vì những lý do trên mà biện pháp thay thế lớp đất yếu bằng lớp đệm cát đã

trở thành một trong những biện pháp thông dụng được ứng dụng. Một số công trình
thủy lợi như cống sông Khổng, cống Giao Lạc, cống Chất Thành, v.v.. có chiều dày
4,6 ÷ 11,8m đã xây trên lớp đệm cát có chiều dày 1,2 ÷ 1,8m. Các công trình này
giá thành móng giảm đi đáng kể và đến này đều ở trạng thái ổn định.
- Phạm vi áp dụng:
+ Lớp đệm cát dùng hiệu có quả nhất khi lớp đất yếu có chiều dày nhỏ hơn
3m.
+ Không sử dụng tầng đệm cát khi mực nước ngầm cao và nước có áp vì cần
phải hạ thấp mực nước ngầm và tầng đệm cát không ổn định (xói ngầm, hóa lỏng).
+ Quy mô công trình tương đối nhỏ mới thích hợp tận dụng được vật liệu tại
chỗ, giảm chi phí vận chuyển từ xa.
1.2.2. Đệm đất.
Đối với nền công trình xây dựng trên nền đắp ở trạng thái ẩm ít và mực nước
ngầm ở dưới sâu thì có thể dùng phương pháp gia cố nhân tạo bằng đệm đất. Vật
liệu làm lớp đệm trong trường hợp này thường là đất sét pha cát lấy ở ngay khu vực
xây dựng. Công trình xử lý nền yếu bằng đệm đất như thi công đập đất Đồng mô
Ngãi Sơn.
So với phương pháp gia cố nhân tạo bằng đệm cát thì phương pháp gia cố bằng
đệm đất kinh tế hơn vì tận dụng được vật liệu địa phương.
Có thể áp dụng biện pháp đệm đất trong những trường hợp sau:
- Khi thời hạn đưa công trình vào sử dụng là rất ngắn thì đây là một giải pháp tốt
để tăng nhanh quá trình cố kết.
- Khi các đặc trưng cơ học của đất yếu nhỏ mà việc cải thiện nó bằng cố kết sẽ
không có hiệu quả để đạt được chiều cao thiết kế của nền đắp.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


15

- Khi cao độ thiết kế gần với cao độ thiên nhiên, không thể đắp nền đường đủ dày
để đảm bảo cường độ cần thiết dưới kết cấu mặt đường.
1.2.3. Đệm đá sỏi.
So với đệm cát thì độ cứng của đệm đá, sỏi lớn hơn nhiều, do đó về nguyên lý
làm việc có những điểm khác nhau. Điểm khác nhau căn bản giữa đệm đá, sỏi và
đệm cát là ở chỗ truyền ứng suất theo chiều sâu trong lớp đệm khác nhau dưới tác
dụng của tải trọng công trình. Đối với đệm cát ứng suất giảm theo chiều sâu của lớp
đệm, nhưng đối với đệm cát, sỏi thì ngược lại, do độ cứng khá lớn nên ứng suất
không thay đổi theo chiều sâu. Chính vì vậy lớp đệm đá, sỏi được xem như là một
bộ phận của móng và tính toán lớp đệm đó như một móng nông đặt trên nền đất
thiên nhiên.
Áp dụng biện pháp đệm đá sỏi khi lớp đất yếu dưới đáy móng ở trạng thái bão
hòa nước, có chiều dày nhỏ hơn 3m và dưới đó là lớp đất chịu lực tốt, đồng thời
xuất hiện nước có áp lực cao.
1.2.4. Bệ phản áp.
Bệ phản áp là một trong những biện pháp xử lý có hiệu quả khi xây dựng nền
đường, đê, đập, v.v.. trên vùng đất yếu. Nội dung của phương pháp xử lý này là
dùng các vật liệu địa phương như đất, đá, cát đắp ở hai bên công trình để chống
trượt do sự phát triển của vùng biến dạng dẻo gây ra. Bệ phản áp còn có tác dụng
phòng lũ, chống sóng, chống thấm nước, v.v..
Một số công trình sử dụng biện pháp xử lý nền đất yếu bằng bệ phản áp như đập
đất Ngàn Trươi, đập đất Đồng Mít, đập đất Sông Dinh v.v..
1.2.5. Các phương pháp làm tăng độ chặt của nền đất yếu.
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa nước, tính nén lún cao, đất có
kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định dưới tác dụng của tải trọng còn nhỏ (đất cát
rời, đất dính ở trạng thái chảy, đất bùn, than bùn v.v..) thì móng công trình không
thể đặt trực tiếp trên nền đất thiên nhiên được mà phải có biện pháp gia cố.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2

16

Đặc điểm của loại đất này là sức chịu tải rất nhỏ, độ lún lớn và khả năng gây ra
biến dạng không đồng đều dưới đế móng công trình.
Để có thể xây dựng các công trình chịu tải trọng lớn trên nền đất có tính chất như
trên, người ta thường dùng các phương pháp như cọc cát, cọc đất, giếng cát, nổ mìn,
nén trước bằng tải trọng tĩnh, nén chặt trên mặt bằng đầm nặng, đầm rung hoặc nén
chặt dưới sâu bằng thủy chấn và chấn động, v.v.. nhằm làm tăng độ chặt của nền
đất, tạo điều kiện cho nền đất có đủ khả năng chịu lực, hạn chế được độ lún và biến
dạng không đồng đều khi tiếp thu tải trọng ngoài.
Tùy theo tính chất của công trình và tùy theo đặc điểm địa chất thủy văn tại khu
vực xây dựng mà quyết định chọn phương pháp nén chặt.
1.2.5.1. Cọc cát.
Nén chặt đất bằng cọc cát là một phương pháp hiệu quả khi xây dựng các công
trình chịu tải trọng lớn trên nền đất yếu có chiều dày lớn. Khi chiều dày lớp đất yếu
lớn hơn 2m có thể dùng cọc cát để nén chặt được.
Tác dụng của cọc cát là làm cho độ rỗng của nền đất giảm đi, trọng lượng thể
tích, môđun biến dạng, lực dính và góc ma sát tăng lên. Vì nền đất được nén chặt
lại, do đó sức chịu tải được tăng lên, độ lún và biến dạng không đồng đều của nền
đất dưới đế móng các công trình giảm một cách đáng kể. Dưới tác dụng của tải
trọng, cọc cát và vùng đất được nén chặt xung quanh cọc cùng làm việc đồng thời,
đất được nén chặt đều trong khoảng cách giữa các cọc.
Do các đặc điểm kể trên nên tính chất làm việc của cọc cát khác với các loại cọc
cứng thường dùng như cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông, cọc bê tông cốt thép, v.v..
Tính ưu việt của cọc cát được thể hiện ở các mặt sau đây:
- Khi dùng cọc cát, trị số môđun biến dạng trong cọc cát cũng như ở vùng đất
được nén chặt xung quanh sẽ giống nhau ở mọi điểm. Vì vậy sự phân bố ứng suất
trong nền đất được nén chặt bằng cọc cát có thể xem như là nền thiên nhiên. Tính
chất này hoàn toàn không thể có được khi dùng các loại cọc cứng.

- Khi dùng cọc cát, quá trình cố kết của nền đất diễn biến nhanh hơn nhiều so với
nền đất thiên nhiên hoặc nền đất dùng cọc cứng. Phần lớn độ lún của nền đất có cọc
Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


17

cát thường kết thúc trong quá trình thi công do đó tạo điều kiện cho công trình mau
chóng đạt đến giới hạn ổn định. Bởi vì lúc này cọc cát làm việc như các giếng thoát
nước, nước trong đất có điều kiện thoát ra nhanh theo chiều dài cọc dưới tác dụng
của tải trọng ngoài. Điều này không thể có được đối với nền đất thiên nhiên hoặc
nền đất dùng cọc cứng.
Kinh nghiệm xây dựng cũng như những kết quả đã nghiên cứu cho thấy rằng:
Cọc cát là một phương pháp dùng có hiệu quả để nén chặt các lớp đất yếu có chiều
dày lớn với các loại đất cát nhỏ, cát bụi rời ở trạng thái bão hòa nước, các đất cát có
xen kẽ những lớp bùn mỏng, các loại đất dính yếu (sét, sét pha cát và cát pha sét)
cũng như các loại đất bùn và than bùn.
1.2.5.2. Cọc đất.
Cọc đất thường dùng để nén chặt nền đất có độ rỗng lớn và có tính lún sập. Đặc
điểm của đất có tính lún sập khi bị ngậm nước là có lỗ rỗng lớn. Lỗ rỗng thường có
đường kính 0,5 ÷ 2,0 mm, độ rỗng rất lớn, chiếm vào khoảng 50 ÷ 54% so với thể
tích toàn bộ.
Nếu đất có độ rỗng 42 ÷ 44% thì có thể xem như đất có tính lún sập nhỏ hoặc
không có tính lún sập. Ngược lại khi độ rỗng 48 ÷ 52% thì đất có tính lún sập lớn.
Đât có tính lún sập thường gặp ở vùng khí hậu khô, độ ẩm thường thấp vào khoảng
6 ÷ 10% hoặc 14 ÷ 18%. Độ ẩm của đất có tính lún sập thay đổi theo chiều sâu.
Tính nén của đất lún sập phụ thuộc vào độ ẩm là chủ yếu và một phần vào độ chặt.
Hiện tượng lún sập xảy ra trong đất có lỗ rỗng lớn khi ngậm nước. Do hậu quả
của hiện tượng lún sập của đất nền có thể làm cho công trình xây dựng trên đó biến
dạng không đều hoặc không an toàn khi sử dụng. Trong những trường hợp này, khi

chiều dày lớp đất lún sập lớn, dùng cọc đất để nén chặt đất ở xung quanh và dưới
sâu là hợp lý hơn cả.
Trên thực tế đã sử dụng cọc đất để xử lý hiện tượng lún trồi đất ở đoạn đê nối
tiếp với cống Trà Linh (Thái Bình năm 2010), đã sử dụng 574 cọc đất dài 3,2m.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


18

1.2.5.3. Cọc vôi
Cọc vôi thường dùng để nén chặt các lớp đất sét bão hòa nước và đất than bùn
v.v..
Đặc điểm của cọc vôi là sau khi tác dụng với nước thì cường độ tăng lên rất
nhanh. Theo kết quả thực nghiệm cường độ cọc vôi khi nén một trục có thể đạt tới
10 ÷ 25KG/cm 2 .
Sau khi tôi vôi thì tính thấm của vôi tôi rất kém chính vì vậy hiệu quả của cọc vôi
khi làm việc trong đất sét bão hòa nước giảm đi đôi chút so với cọc cát.
Đứng về phương diện kinh tế, vôi là một loại vật liệu dễ khai thác và rẻ tiền, do
đó ứng dụng cọc vôi đối với việc gia cố nền đất cũng có ý nghĩa thực tế.
1.2.5.4. Giếng cát.
Đất yếu như bùn, than bùn và các loại đất dính ở trạng thái bão hòa nước có biến
dạng lớn kéo dài theo thời gian và sức chịu tải thấp thường gặp ở các vùng đồng
bằng Việt Nam. Việc xây dựng các công trình có kích thước móng lớn như nền
đường, nền sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi, móng dưới hệ thống các xi lô,
v.v..
Giếng cát có hai tác dụng chính:
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền, do đó làm công trình chóng đạt đến giới
hạn ổn định về lún, đồng thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều.
- Trong trường hợp nếu khoảng cách giữa các giếng cát được chọn một cách

thích hợp thì nó có tác dụng làm tăng độ chặt của nền và do đó sức chịu tải của nền
đất tăng lên một cách đáng kể.
1.2.5.5. Gia cố đất yếu bằng năng lượng nổ.
Trong phạm vi bề mặt và chiều dày của lớp đất yếu cần được gia cố sẽ bố trí các
quả mìn dài, theo một mạng lưới tam giác đều. Những giếng được năng lượng nổ
tạo thành sẽ nén đất ra quanh giếng. Kích thước giếng và khoảng cách giữa các trục
của các giếng phải được tính toán đủ đảm bảo nén đất đến độ chặt cần thiết một
cách tương đối đồng đều. Sức chịu tải của nền đất yếu sẽ tăng lên nhờ sức nổ ép làm

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


19

cho các hạt đất được sắp xếp lại, sít chặt vào nhau hơn. Phương pháp này thích hợp
với cả loại đất từ chảy đến chảy dẻo.
Về các mặt kinh tế và kĩ thuật, phương pháp này đã mang lại hiệu quả tốt như:
nền đất sớm đạt được độ bền vững cao, thi công đơn giản, nhanh và dễ mở rộng,
khối lượng vật liệu ít.
1.2.5.6. Nén trước bằng tải trọng tĩnh.
Đối với nền đất dưới công trình có tính nén lớn và biến dạng không đồng đều
như sét và sét pha ở trạng thái chảy hoặc cát nhỏ, cát bụi ở trạng thái bão hòa nước,
muốn nén chặt nó yêu cầu phải có tải trọng tác động thường xuyên trong thời gian
dài thì mới có hiệu quả. Trong nhiều trường hợp, nếu độ lún dự tính rất lớn, vượt
qua những chỉ dẫn cho phép trong qui phạm, để bảo đảm cho công trình có thể sử
dụng được ngay sau khi thi công thì một trong những biện pháp hay dùng là nén
trước bằng tải trọng tĩnh.
Tác dụng của biện pháp này là làm cho nền đất được nén chặt một phần, độ ẩm
và biến dạng của đấy giảm đi và khả năng chịu lực của đất nền tăng lên.
1.2.5.7. Nén trước bằng tải trọng tĩnh.

Để nén chặt đất người ta thường dùng các loại đầm lăn, đầm nện và đầm rung.
Nén chặt đất trên mặt có thể áp dụng cho các loại đất ít ẩm và ẩm khi hệ số bão hòa
G < 0,7.
Đối với đất hoàn toàn bão hòa thì việc ứng dụng đầm lăn và đầm nện sẽ không
mang lại hiệu quả. Điều đó có thể giải thích rằng trong một khoảng thời gian ngắn
đối với đất hoàn toàn bão hòa, trị số áp lực nước trong lỗ rỗng còn lớn và áp lực có
hiệu quả còn nhỏ, do đó tác dụng nén bị hạn chế.
Khi dùng biện pháp nén chặt đất trên mặt cần chú ý đến các yếu tố ảnh hưởng
đến độ chặt của đất : độ ẩm của đất, thành phần hạt, thành phần khoáng hóa của đất,
chiều dày lớp đất nén chặt, v.v..
Độ ẩm của đất là yếu tố cơ bản ảnh hưởng đến quá trình nén chặt. Khi độ ẩm đạt
đến một giới hạn nào đó thì ta được đến một trị số độ chặt lớn nhất. Độ ẩm ứng với

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


20

giới hạn đó gọi là độ ẩm tốt nhất. Nếu quá giới hạn đó thì độ chặt bắt đầu giảm
xuống mặc dù độ ẩm tăng lên.
Khi nén chặt đất rời, ảnh hưởng của độ ẩm gây ra ít hơn so với đất dính. Đất rời
khác với đất dính ở chỗ có thể nén chặt trong điều kiện khô vì không có lực dính
kết, nhờ vậy hạt cát có tính cơ động tốt hơn.
1.2.5.8. Nén chặt đất dưới sâu.
Đối với các loại đất rời (đất cát và đất đắp), khi chiều sâu lớn hơn 1,5m có thể
dùng phương pháp chấn động và thủy chấn để nén chặt đất. Dưới tác dụng của chấn
động thì ma sát trên bề mặt tiếp xúc giữa các hạt giảm đi đáng kể và sự cân bằng
của chúng bị phá hoại. Dưới tác dụng của trọng lực các hạt sẽ dịch chuyển do đó hệ
số rỗng giảm đi và độ chặt tăng lên.
1.2.6. Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng móng cọc.

Móng cọc là một trong những biện pháp được áp dụng nhiều trong việc xây dựng
các loại công trình dân dụng, cầu đường, thủy lợi, v.v.. trên nền đất yếu. Móng cọc
làm nhiệm vụ truyền tải trọng các phần kết cấu bên trên công trình xuống lớp đất
chịu lực tốt nằm ở dưới sâu. Tính ưu việt của móng cọc chẳng những khắc phục
hoặc hạn chế được biến dạng lún có trị số quá lớn và biến dạng không đồng đều của
đất nền cũng như đảm bảo ổn định cho công trình khi có tải trọng ngang tác dụng,
mà còn rút ngắn được thời gian thi công, và giảm bớt được khối lượng vật liệu xây
móng và khối lượng đào đắp, công nghiệp hóa trong chế tạo và thi công cọc. Do đó
việc áp dụng biện pháp này đối với các công trình mang lại hiệu quả kinh tế lớn.
Tuy nhiên, cần chú ý rằng không phải lúc nào dùng móng cọc cũng đều mang lại
kết quả tốt, mà ngược lại có khi vì ứng dụng không đúng chỗ có thể gây lãng phí và
nguy hiểm đối với công trình. Chẳng hạn như nếu lớp đất ở bên trên tương đối tốt,
còn bên dưới là lớp đất yếu thì khi đóng cọc xuống, lớp đất bên trên sẽ bị phá hoại
còn lớp đất bên dưới sẽ sinh ra biến dạng phụ thêm gây nguy hiểm đối với điều kiện
làm việc của công trình. Trường hợp lớp đất yếu có chiều dày lớn và dưới đó không
có lớp đất chịu lực tốt thì không nên dùng móng cọc.

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


21

Khi đóng cọc trên nền đất yếu, sự nén chặt của đất ở xung quanh cọc và đặc biệt
ở dưới mũi cọc hầu như không đáng kể và biến dạng phụ thêm cũng như biến dạng
không đồng đều có khả năng phát triển theo thời gian. Chính vì vậy, khi áp dụng
móng cọc cần phải nghiên cứu kỹ đối với mỗi trường hợp địa chất cụ thể.
1.2.6.1. Cọc tre.
Được sử dụng để gia cố nền đất yếu có chiều dày không lớn (Vào khoảng 2 ÷
3m) dưới các công trình dân dụng, công nghiệp, thủy lợi vừa và nhỏ. Tuy nhiên
không nên dùng cọc tre ở những nơi đất nền khô hoặc khô ướt theo từng mùa, bởi vì

nếu độ ẩm của đất nền thay đổi như vậy có thể làm cho cọc tre bị mục và hư hỏng.
1.2.6.2. Cọc gỗ.
Cọc gỗ thường được chia làm ba loại: cọc liền, cọc nối và cọc bó. Cọc liền là do
một cây gỗ tạo thành, cọc nối là do hai cây gỗ nối lại nhau theo chiều dài, còn cọc
bó là do một số cây gỗ bó lại theo chiều dài và theo tiết diện, và cọc ghép là do
những gỗ ván ghép lại. Cọc gỗ muốn khỏi mục thì chỉ sử dụng những nơi đất luôn
luôn ẩm ướt, nghĩa là đầu cọc phải thấp hơn mực nước ngầm.
Cọc gỗ có những ưu điểm: Trọng lượng nhỏ, vận chuyển dễ, thiết bị đóng cọc
đơn giản, có thể nối lại những cọc có chiều dài theo yêu cầu, thời gian sử dụng khá
lâu (có thể tới 100 năm) nếu cọc luôn được ngâm dưới mặt nước.
Khi nước ngầm có nồng độ a xít hoặc kiềm cao, để bảo vệ cọc khỏi bị xâm thực
thì cọc phải được chế tạo bằng gỗ đã được ngâm tẩm (như tẩm crêôzôt ở áp lực
cao).
1.2.6.3. Cọc bê tông cốt thép.
Cọc bê tông cốt thép có khả năng tiếp thu được tải trọng lớn của công trình, mỗi
cọc có thể chịu được tải trọng 250 ÷ 300 tấn. Cọc thường được cấu tạo tiết diện
vuông, tam giác, tròn, hoặc đa giác. Cọc bê tông cốt thép là loại cọc phổ biến trong
việc xây dựng các loại công trình trên nền đất yếu. Một số ví dụ điển hình như: trụ
cầu Hàm Rồng (Thanh Hóa), cầu ô tô Kênh Cửa Đạt, hội trường Ba Đình Hà
Nội,v.v…

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2


22

1.2.6.4. Cừ thép.
Cừ thép phổ biến nhất trong việc sử dụng sức thép để tạo màng chống thấm, song
có trường hợp bộ phận nền là đất mềm yếu, dễ bị xói ngầm không thể dùng cừ thép
để vây chặt lớp đó (trạm bơm tiêu Nam Hà Nội, trạm bơm Đàn Hoài).

1.2.6.5. Cọc nhồi.
Những loại cọc ở trên là loại cọc đúc tại chỗ và dùng phương pháp đóng bằng
búa để hạ cọc. Trong nhiều trường hợp dùng các loại cọc đóng có khó khăn nhất
định, chẳng hạn như phải có thiết bị đóng cọc lớn, khi vận chuyển, cẩu đóng cọc
thường dễ xảy ra hiện tượng nứt nẻ trong bê tông do trọng lượng bản thân cọc lớn.
Khi đó nếu dùng các loại cọc nhồi thì có thể khắc phục được các nhược điểm trên
và mang lại hiệu quả kinh tế hơn so với các loại cọc đóng.
Cọc nhồi là loại cọc chế tạo hạ xuống đất ngay tại chỗ. Bằng cách đào sẵn hoặc
khoan trong đất những lỗ cọc, đặt cốt thép nếu thiết kế yêu cầu, sau đó đổ bê tông
nhồi đầy cọc. Để cho các lỗ cọc khỏi bị sụt lở thì thường dùng các ống bao bằng
thép. Những ống này được hạ xuống đất bằng phương pháp đóng, khoan hoặc xoay.
Khi đổ bê tông cọc vào các ống bao được nhấc lên dần dần, cũng có trường hợp ống
bao nằm lại trong đất và là thành phần của cọc. Nếu lỗ cọc không sâu lắm, đào
trong đất chắc và ít nước ngầm thì không cần ống bao.
Cọc nhồi có nhiều loại, nhưng dùng phổ biến nhất hiện nay là những loại cọc
sau: cọc nhồi Straus, cọc Benoto, cọc nhồi khí ép, cọc Franki, cọc nhồi đầm rung,
cọc nhồi có đáy mở rộng, cọc khoan nhồi, v.v.. Tùy theo tải trọng công trình và đặc
điểm khác nhau nên thiết bị thi công cũng như phương pháp thi công theo những
qui định riêng. Như công trình Hồ chứa nước Tả Trạch dùng phương pháp khoan
cọc nhồi ở bể tiêu năng tràn Tả Trạch để gia cố nền.
1.2.6.6. Cọc xoắn.
Cọc xoắn là cọc có thân bằng ống thép hoặc ống bê tông cốt thép, phần đầu dưới
có cánh thép xoắn ốc.Tùy theo đặc điểm địa chất mà quyết định đường kính cánh

Học viên: Mai Hồng Hạnh - Lớp CH 17C2