Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp

Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

LỜI CẢM ƠN
Bằng luận văn này, Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc tới các Thầy Cô
giáo của nhà trường, các Thầy Cô giáo trong Bộ môn Công Trình Giao Thông Công
Chính, trong Phòng sau đại học Trường Đại học Giao thông Vận tải. Đặc biệt tôi
xin chân thành cảm ơn tới PGS.TS Trần Tuấn Hiệp đã tận tình hướng dẫn và chỉ bảo
trong suốt quá trình học tập và hoàn thiện luận văn này.
Đồng thời, tôi cũng chân thành cảm ơn các cá nhân, tập thể đã giúp đỡ tôi trong
quá trình thực hiện luận văn thạc sĩ, tôi cũng xin gửi lời cảm ơn sự giúp đỡ nhiệt
tình của bạn bè, người thân và đồng nghiệp trong thời gian làm luận văn.
Trân trọng cảm ơn.

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN
MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG BIỂU
DANH MỤC HÌNH VẼ

CHƯƠNG 1- MỞ ĐẦU...........................................................................................1
1.1. Đặt vấn đề..........................................................................................................1
1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài........................................................................2
1.3. Phương pháp nghiên cứu.................................................................................2
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu...................................................................2
1.5. Nội dung nghiên cứu.........................................................................................2
CHƯƠNG 2- CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU....................................3
2.1. Giới thiệu chung...............................................................................................3
2.1.1.Khái niệm.........................................................................................................3
2.1.2. Phân loại đất yếu.............................................................................................3
2.1.2.1.Nguồn gốc đất yếu: nguồn gốc khoáng vật hoặc nguồn gốc hữu cơ..............3
2.1.2.2.Phân loại theo trạng thái tự nhiên :................................................................4
2.1.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến phương án kỹ thuật xây dựng..............................4
2.2.Các biện pháp xử lý nền đất yếu......................................................................5
2.2.1. Tiêu chuẩn ảnh hưởng đến lựa chọn biện pháp xử lý.................................5
2.2.2. Các giải pháp xử lý nền đất yếu....................................................................6
2.2.2.1. Trình tự tiến hành xử lý nền đất yếu.........................................................7
2.2.2.2. Các biện pháp xử lý đồng thời với việc xây dựng nền đắp...........................8
2.2.2.3.Các biện pháp cải thiện đất yếu dưới nền đắp..............................................12
2.2.3. Các vấn đề về lún, tính toán độ lún............................................................27
2.2.3.1. Các vấn đề về lún........................................................................................27
2.2.3.2. Tính toán độ lún..........................................................................................30
2.2.4. Các vấn đề về ổn định, tính toán ổn định của nền đắp trên đất yếu........32
2.2.4.1. Các vấn đề về ổn định.................................................................................32
2.2.4.2. Tính toán ổn định của nền đắp trên đất yếu................................................35
2.2.5. Nguyên lý tính toán nền đắp trên đất yếu theo phương pháp giếng cát và cọc
cát............................................................................................................................ 37
2.2.5.1. Tải trọng tính toán......................................................................................37
2.2.5.2.Tính toán ứng suất thẳng đứng do tải trọng nền đắp....................................38
Phan Đức Hoàng

Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

2.2.5.3. Yêu cầu về độ lún dư..................................................................................39
2.2.5.4. Ổn định lún trồi..........................................................................................39
CHƯƠNG 3 – PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG VÉT BÙN, CỌC
TRE KẾT HỢP BỆ PHẢN ÁP KHI XÂY DỰNG CƠ SỞ HẠ TẦNG KỸ THUẬT
KHU VỰC ĐƯỜNG VŨ THÊ LANG DO TƯ VẤN THIẾT KẾ HẠ TẦNG HÀ
NỘI LẬP.................................................................................................................40
3.1. Giới thiệu chung.............................................................................................40
3.1.1. Vị trí địa lý khu vực đường Vũ Thê Lang.......................................................40
3.1.2. Đặc điểm tự nhiên..........................................................................................41
3.1.2.1.Địa hình, địa mạo.........................................................................................41
3.1.2.2. Hiện trạng khu vực dự án...........................................................................42
3.1.2.3. Địa chất thuỷ văn, địa chất công trình:.......................................................44
3.2. Phương án xử lý nền đát yếu bằng vét bùn, cọc tre kết hợp bệ phản áp do
Tư vấn thiết kế Hạ tầng Hà nội lập.....................................................................54
3.2.1. Cấp hạng và qui mô mặt cắt ngang...............................................................54
3.2.2 . Phương án xử lý nền đắp trên đất yếu tuyến đường Vũ Thê Lang:...............54
CHƯƠNG 4 – NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT PHƯƠNG ÁN XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU BẰNG THAY ĐẤT, CỌC CÁT KẾT HỢP BỆ PHẢN ÁP.......................63
4.1. Đặc điểm dự án Xây dựng Hạ tầng Kỹ thuật khu vực đường Vũ Thê Lang
................................................................................................................................. 63
4.2 . Đánh giá phương án của Tư vấn thiết kế (Xử lý nền đất yếu bằng vét bùn,
cọc tre kết hợp bệ phản áp)...................................................................................72

4.2.1. Giới thiệu:....................................................................................................72
4.2.2. Đánh giá phương án:...................................................................................75
4.3 . Phương án đề xuất “Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp” cho khu vực
đường Vũ Thê Lang...............................................................................................77
4.3.1. Lý do đề xuất phương án “Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp” cho dự án
................................................................................................................................. 77
4.3.2. Phương án đề xuất cho tuyến đường Vũ Thê Lang...................................77
4.3.2.1. Các yêu cầu thiết kế..................................................................................77
4.3.2.2. Giải pháp thiết kế cho phương án đề xuất..............................................78
4.3.3 . Đánh giá kinh tế kỹ thuật phương án đê xuất.............................................106
4.3.3.1 Giới thiệu phương án:.............................................................................106
4.3.3.2. Đánh giá phương án đề xuất..................................................................111
Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

4.4.4.Vật liệu cát dùng cho cọc cát và đệm cát phù hợp cho các dự án tương tự
trong khu vực.........................................................................................................113
4.4.4.1. Yêu cầu của vật liệu cát dùng cho cọc cát và đệm cát thoát nước theo tiêu
chuẩn 22TCN 262 -2000.......................................................................................113
4.4.4.2. Một số nghiên cứu vật liệu cát dùng cho giếng cát và đệm cát tại một số mỏ
tại miền Bắc Việt Nam...........................................................................................115
4.4.4.3. Nhận xét chung.......................................................................................115
4.4.5. Kiến nghị cát dùng cho cọc cát và đệm cát thoát nước cho các công trình có
địa chất tương tự ...................................................................................................115

CHƯƠNG 5 – KẾT LUẬN, KIẾN NGHỊ..........................................................117
5.1. Ý nghĩa và tính cấp thiết của đề tài.................................................................117
5.2. Các nội dung đã thực hiện:.............................................................................117
5.3. Một số kết quả đạt được trong quá trình nghiên cứu:.....................................118
5.4. Ý nghĩa thực tiễn của luận văn........................................................................118
5.5. Kiến nghị:.......................................................................................................118
PHỤ LỤC BẢNG TÍNH......................................................................................119
TÀI LIỆU THAM KHẢO....................................................................................143

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 3.1 : Kết quả kiểm toán xử lý lún và trượt tuyến đường Vũ Thê Lang...60
Bảng 4.1: Lựa chọn chỉ tiêu dùng trong tính toán.............................................. 79
Bảng 4.2: Thống kê các đoạn xử lý....................................................................... 80
Bảng 4.3: Kết quả kiểm toán khi chưa xử lý....................................................... 80
Bảng 4.4: Kết quả kiểm toán sau khi xử lý.......................................................... 81
Bảng 4.5: Chỉ tiêu kỹ thuật của đất đắp nền..................................................... 108
Bảng 4.6: Kết quả phân tích thành phần hạt của cát ở khu vực miền Bắc.....116

Phan Đức Hoàng

Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 2.1:Minh họa các giải pháp xử lý nền...........................................................7
Hình 2.2: Thi công nền đắp nền đường tại gói thầu 14, dự án đường vành đai
phía Bắc Hạ Long....................................................................................................8
Hình 2.3.Minh họa giải pháp đắp bệ phản áp.......................................................9
Hình 2.4. Công tác đào nền đường thuộc Dự án cải tạo, nâng cấp Quốc lộ 18A
(đoạn Mông Dương - Móng Cái)..........................................................................13
Hình 2.5.Các bước thi công phương pháp bơm hút chân không.......................13
Hình 2.6.Sơ đồ cố kết bằng bơm hút chân không...............................................14
Hình 2.7: Minh họa hệ thống hút chân không....................................................15
Hình 2.8. Thi công cột đá Balat............................................................................16
Hình 2.9. Quy trình thi công cọc gia cố vôi, xi măng..........................................17
Hình 2.10. Thi công cọc gia cố xi măng................................................................19
Hình 2.11. Quá trình xử lý bằng cách phun vữa theo phương ngang................20
Hình 2.12. Hình ảnh cọc đơn giản........................................................................21
Hình 2.13. Nguyên lý phương pháp điện thấm....................................................22
Hình 2.14. Thi công đóng bấc thấm thẳng đứng.................................................23
Hình 2.15. Hình ảnh minh họa bấc thấm ngang..................................................24
Hình 2.16. Hình ảnh minh họa lắp đặt cọc, giếng cát.........................................24
Hình 2.17. Thi công cọc, giếng cát........................................................................26
Hình 2.18. Sơ đồ lún và chuyển vị ngang của đất nền thiên nhiên.....................28
Hình 2.19. Lún nứt trên mặt đường Quốc lộ 18 đoạn Uông Bí - Hạ Long........29
Hình 2.20. Lún nứt trên đường cao tốc Hà Nội - Lào Cai..................................29
Hình 2.21. Phá hoại của nền đắp do lún trồi.......................................................33

Hình 2.22. Phá hoại dạng hình cong tròn............................................................33
Hình 2.23. Hiện tượng trồi, lún mặt đường trên tuyến đường Đồng Văn Cống
................................................................................................................................. 34

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

Hình 2.24. Hiện tượng trượt sâu trên đường Quốc lộ 14 qua tỉnh Bình Phước.
................................................................................................................................. 34
Hình 2.25 : Sơ đồ xếp tải để xác định tải trọng xe cộ tác dụng lên đất yếu.......37
Hình 3.1. Vị trí dự án trong Quy hoạch chung Tp Việt Trì................................40
Hình 3.2. Sơ đồ vị trí dự án trong khu đô thị Đông Nam Tp Việt Trì................41
Hình 3.3. Hình ảnh sông Lô đi qua phía Đông dự án.........................................43
Hình:3.4 Mặt bằng bố trí hố khoan tuyến đường Vũ Thế Lang........................48
Hình 3.5. Điển hình xử lý nền tuyến đường Vũ Thê Lang(Loại 1) – Áp dụng
các đoạn xử lý nền.................................................................................................61
Hình 3.6. Điển hình xử lý nền tuyến đường Vũ Thê Lang(Loại 2) – Áp dụng
các đoạn tuyến không xử lý...................................................................................62
Hình 4.1: Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất...............................................66
Hình 4.2: Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất – Đoạn 1.................................67
Hình 4.3: Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất – Đoạn 2.................................68
Hình 4.4: Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất – Đoạn 3.................................69
Hình 4.5: Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất – Đoạn 4+Đoạn 5..................70
Hình 4.6 : Phân đoạn xử lý đất yếu theo địa chất – Đoạn 6................................71

Hình 4.7 : Hình ảnh đào đất yếu, đắp bù cát K90...............................................73
Hình 4.8 : Hình ảnh cọc tre tại bãi tập kết và thi công ngoài mặt bằng............74
Hình 4.9 : Hình ảnh đắp bệ phản áp....................................................................74
Hình 4.10: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn1-tờ 1)............81
Hình 4.11: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn1-tờ 2)............82
Hình 4.12: Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn1)..................................................83
Hình 4.13 : Bố trí cọc cát trên mặt bằng theo hình tam giác cho Đoạn 1..........84
Hình 4.14: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn2-tờ 1)............86
Hình 4.15: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn2-tờ 2)............87
Hình 4.16: Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn2).................................................88
Hình 4.17: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn3-tờ 1)............90
Hình 4.18: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn3-tờ 2)............91

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

Hình 4.19: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn3-tờ 3)............92
Hình 4.20: Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn3)..................................................93
Hình 4.21 : Bố trí cọc cát trên mặt bằng theo hình tam giác cho Đoạn 3..........94
Hình 4.22: Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn4)....................96
Hình 4.23: Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn4)..................................................97
Hình 4.24 Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn 5)....................99
Hình 4.25.Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn5).................................................100
Hình 4.26: Bố trí cọc cát trên mặt bằng theo hình tam giác cho Đoạn 5.........101

Hình 4.27 Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn 6 – tờ 1)........103
Hình 4.28 :Trắc dọc xử lý nền tuyến đường Vũ The Lang(Đoạn 6 – tờ 2)......104
Hình 4.29.Mặt cắt điển hình xử lý nền(Đoạn 6)................................................105
Hình 4.30: Mặt bằng thi công giếng cát bằng thiết bị chuyên dụng................109
Hình 4.31: Cọc ống thép có mũi ống đặc biệt....................................................110
Hình 4.32: Thiết bị thi công cọc cát....................................................................111

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

PHỤ LỤC BẢNG TÍNH
Hình PL1: Tính lún HK1-Trước xử lý...............................................................119
Hình PL2: Tính lún HK1 - Sau xử lý.................................................................120
Hình PL3: Tính lún HK2 – Trước xử lý.............................................................121
Hình PL4: Tính lún HK5 – Trước xử lý.............................................................122
Hình PL5: Tính lún HK5 – Sau xử lý.................................................................123
Hình PL6: Tính lún K5 – Trước xử lý................................................................124
Hình PL7: Tính lún HK8 –Sau xử lý..................................................................125
Hình PL8: Tính lún HK8 – Sau xử lý.................................................................126
Hình PL9: Tính lún HK9 – Trước xử lý.............................................................127
Hình PL10: Tính ổn định HK1 – Trước xử lý...................................................128
Hình PL11: Tính ổn định HK1 –Sau xử lý.......................................................129
Hình PL12: Tính ổn định HK2 –Trước xử lý....................................................130
Hình PL13: Tính ổn định HK5 –Trước xử lý....................................................131

Hình PL14: Tính ổn định HK5 –Sau xử lý........................................................132
Hình PL15: Tính ổn định K5 –Trước xử lý.......................................................133
Hình PL16: Tính ổn định HK8 –Trước xử lý....................................................134
Hình PL17: Tính ổn định HK8 –Sau xử lý........................................................135
Hình PL18: Tính ổn định HK9 –Trước xử lý....................................................136
Hình PL19: Hố khoan HK1................................................................................137
Hình PL20: Hố khoan HK4................................................................................138
Hình PL21: Hố khoan HK5................................................................................139
Hình PL20: Hố khoan K5...................................................................................140
Hình PL22: Hố khoan HK8................................................................................141
Hình PL23: Hố khoan HK9................................................................................142

Phan Đức Hoàng


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

CHƯƠNG 1- MỞ ĐẦU
1.1. Đặt vấn đề
Thành phố Việt Trì là trung tâm chính trị kinh tế văn hoá khoa học kỹ thuật,
công nghiệp, du lịch của tỉnh Phú Thọ; có lịch sử phát triển lâu đời, là đầu mối giao
thông quan trọng nối các tỉnh miền núi phía Bắc với các tỉnh đồng bằng Bắc Bộ; Có
vai trò thúc đẩy phát triển kinh tế - xã hội của vùng liên tỉnh.
Trong điều kiện hội nhập kinh tế toàn cầu, hiện nay Việt trì đang tập trung xây
dựng và phát triển, đặc biệt là phát triển cơ sở hạ tầng và phát triển đô thị theo
hướng đô thị đa chức năng.

Nhằm thực hiện xây dựng thành phố Việt Trì hướng tới những mục tiêu đề ra,
các dự án trọng điểm trên địa bàn thành phố đã và đang được triển khai tích cực.
Nhiều công trình hạ tầng kỹ thuật đã và đang phát triển, trong đó có công trình:
“ Tuyến đường Vũ Thê Lang” thuộc khu Đô thị Đông Nam, thành phố Việt trì, tỉnh
Phú Thọ.
Tuyến đường nghiên cứu có chiều dài khoảng 1,50km. Khi xây dựng công
trình hạ tầng kỹ thuật thì vấn đề kỹ thuật cần giải quyết đầu tiên là xử lý nền của
khu vực thuộc dự án. Do đặc điểm nằm trong vùng nông nghiệp trũng, tại đây địa
tầng phức tạp, tỷ lệ ao hồ trong khu vực dự án rất lớn, tầng đất yếu dày trung bình
từ 5,50 – 12,50m, chiếm hầu như toàn bộ diện tích của dự án. Đây là một khó khăn
trong công tác tôn nền, xử lý đất đắp khi đầu tư xây dựng.
Đơn vị Tư vấn thiết kế: Công ty Tư vấn và Xây dựng Hạ tầng Hà nội đã đề
xuất phương án xử lý đất yếu bằng giải pháp vét tầng bùn dày khoảng 2m dưới lòng
ao hồ, đóng cọc tre, và kết hợp bệ phản áp một số khu vực thường xuyên ngập
nước. Tuy nhiên phương án này bộc lộ một số nhược điểm do địa chất khu vực phức
tạp. Phạm vi thay đổi chiều sâu lớp đất yếu khu vực tuyến đường Vũ Thê Lang từ
5.50 – 12.50m. Mặt khác, phương pháp gia cố bằng cọc tre, ở phạm vi rộng, sâu gây
tốn kém và chưa thực sự giải quyết triệt để vấn đề, nhất là khi gặp các khu vực đất
yếu rộng và sâu hơn.
Từ những phân tích như vậy. Luận văn tiến hành nghiên cứu và đề xuất một giải
pháp khác, đó là giải pháp “Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp” nhằm tăng
chất lượng hiệu quả kỹ thuật công trình, giảm chi phí xây dựng công trình. Góp
phần giải quyết nhu cầu cấp thiết về nâng cao chất lượng dự án nói riêng và cơ sở
hạ tầng cho khu vực Thành phố Việt trì nói chung. Đây là một vấn đề có ý nghĩa
khoa học thực tiễn.
Phan Đức Hoàng

Trang 1

Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

1.2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đề xuất được giải pháp Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp trong xử
lý nền đất yếu dự án.
1.3. Phương pháp nghiên cứu
- Kết hợp lý thuyết trong công tác xây dựng hạ tầng kỹ thuật và xử lý nền đất
yếu với việc phân tích đánh giá phương án kỹ thuật vét bùn, đóng cọc tre, kết hợp
bệ phản áp do công ty Tư vấn và Xây dựng Hạ tầng Hà nội lập. Từ đó nghiên cứu
đề xuất một giải pháp khác, đó là giải pháp thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp.
1.4. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

- Xử lý nền đất yếu bằng giải pháp: Thay đất kết hợp cọc cát và bệ phản áp.
1.5. Nội dung nghiên cứu

Nội dung nghiên cứu của đề tài thể hiện qua các chương sau:
Chương I: Mở đầu
Chương II: Các biện pháp xử lý nền đất yếu.
Chương III: Phương án xử lý nền đất yếu bằng vét bùn, cọc tre, kết hợp bệ
phản áp do Tư vấn thiết kế Hạ tầng lập.
Chương IV: Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý nền đất yếu bằng tháy
đất,cọc cát kết hợp bệ phản áp trong xử lý nền đất yếu khi xây dựng Hạ tầng kỹ
thuật khu vực đường Vũ Thê Lang, thành phố Việt trì.
Chương V: Kết luận và kiến nghị.
TÀI LIỆU THAM KHẢO

Phan Đức Hoàng

Trang 2


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

CHƯƠNG 2- CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
2.1. Giới thiệu chung
2.1.1.Khái niệm
Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải bé
(0,5 – 1kg/cm2); Đất có tính nén lún lớn (a>0,1 cm2/kg); Hệ số rỗng e lớn (e > 1,0);
Độ sệt lớn (B>1); Mô đun biến dạng bé (E<50kg/cm2); Khả năng chống cắt (C) bé,
khả năng thấm nước bé; Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G>0,8,
dung trọng bé
Đất yếu thường có độ ẩm cao và sức kháng cắt không thoát nước thấp. Đất
thuộc dạng cố kết bình thường và có khả năng thấm nước thấp. Mực nước ngầm
trong nền đất thường nằm gần bề mặt, cách từ 0,5 đến 2,5m. Một số trường hợp đất
yếu có hàm lượng hữu cơ cao và có cả lớp than bùn. Đối với một vài loại đất, do lún
thứ cấp chiếm từ 10-25% độ lún tổng cộng. Trong một số khu vực của các thành
phố, mặt cắt địa kỹ thuật cho thấy nền đất bao gồm các lớp đất với độ chặt, độ cứng,
độ thấm và chiều dày khác nhau.
Một vài chỉ số tiêu biểu của đất có thể tham khảo như sau:
- Độ ẩm: W ≥30% đối với đất cát pha, W ≥50% đối với đất sét, W ≥100% đối
với đất hữu cơ.

- Chỉ số xuyên tiêu chuẩn N = 0~5.
- Sức kháng cắt không thoát nước Cu = 20~40 kPa.
- Góc nội ma sát φ < 10°.
Đất yếu có thể là đất sét yếu, đất cát yếu, bùn, than bùn, đất than bùn và đất hữu
cơ, đất thải, đất lấp. Đất yếu được thành tạo ở lục địa (đất tàn tích, sườn tích, lũ tích,
phong thành, đất lấp, đất đắp) hoặc ở vùng vịnh, ở biển (cửa ông, tam giác châu, vịnh
biển hoặc biển). Ở Việt Nam, đất yếu chủ yếu phân bố ở vùng đồng bằng.
2.1.2. Phân loại đất yếu
Việc phân loại đất dựa trên ba thí nghiệm nhận dạng chính :
Phân tích thành phần hạt.
Xác định các giới hạn Atterberg.
Đo hàm lượng chất hữu cơ.
Với đất dính thì các giới hạn Atterberg là căn cứ chủ yếu để phân loại đất.
2.1.2.1.Nguồn gốc đất yếu: nguồn gốc khoáng vật hoặc nguồn gốc hữu cơ.
a) Loại có nguồn gốc khoáng vật: thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước
ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, đồng bằng tam giác châu thổ; loại này có thể lẫn
Phan Đức Hoàng

Trang 3


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

hữu cơ trong quá trình trầm tích (hàm lượng hữu cơ có thể tới 10~12%) nên có thể
có màu nâu đen, xám đen và có mùi.
Đối với loại này được xác định là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên có:

- Độ ẩm gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy (WL).
- Hệ số rỗng : sét e ≥1.5; sét pha e ≥1.0.
- Lực dính (C) theo kết quả cắt nhanh không thoát nước: C u < 0.15 daN/cm²,
hoặc lực dính kết từ kết quả thí nghiệm cắt cánh ngoài hiện trường C u < 0.35
daN/cm².
- Góc nội ma sát từ φ = 0~10°.
Ngoài ra ở các vùng thung lũng còn có thể hình thành đất yếu dưới dạng bùn
cát, bùn cát mịn (hệ số rỗng e>1.0, độ bão hòa Sr > 0.8).
b) Loại có nguồn gốc hữu cơ: thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng
thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa và
phân hủy tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn các trầm tích khoáng vật. Loại này thường
gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 20~80%, thường có màu
đen hay nâu sẫm, cấu trúc không mịn vì lẫn các tàn dư thực vật. Các đặc trưng của
loại đất này (W , e , Cu, ... ) cũng được xác định giống như loại trên.
Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong chúng:
- Đất nhiễm than bùn: Lượng hữu cơ có từ 20~30%.
- Đất than bùn:
Lượng hữu cơ có từ 30~60%.
- Than bùn:
Lượng hữu cơ trên 60%.
2.1.2.2.Phân loại theo trạng thái tự nhiên :
a) Đất yếu loại sét hoặc sét pha phân loại theo độ sệt IL
- Nếu IL > 1 thì được gọi là bùn sét ( đất yếu ở trạng thái chảy).
- Nếu 0.75 < IL < 1 là đất yếu dẻo chảy.
b) Đất yếu loại đầm lầy than bùn được phân loại như sau:
- Loại 1: loại có độ sệt ổn định, thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng
sâu 1m trong chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1~2 ngày.
- Loại 2: loại có độ sệt không ổn định, loại này không đạt tiêu chuẩn loại 1
nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy.
- Loại 3: đất than bùn ở trạng thái chảy.

2.1.2.3.Các yếu tố ảnh hưởng đến phương án kỹ thuật xây dựng
- Thời gian yêu cầu thi công các công trình.
- Biên độ các biến dạng cho phép áu khi đưa vào sử dụng.
Phan Đức Hoàng

Trang 4


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

- Bó buộc về môi trường dự án (Phạm vi chiếm đất, sự nhạy cảm với chấn động,
việc bảo vệ nước ngầm...).
- Những bó buộc về ngân sách.
2.2.Các biện pháp xử lý nền đất yếu
2.2.1. Tiêu chuẩn ảnh hưởng đến lựa chọn biện pháp xử lý
Lựa chọn phương án kỹ thuật xây dựng được tiến hành bằng cách so sánh giá
thành của các giả pháp sẽ thoả mãn một loạt các tiêu chuẩn sau:
- Khả năng thi công các công trình.
- Ảnh hưởng của công trình đối với môi trường.
- Thời hạn thi công.
- Sự thoả mãn các yêu cầu phục vụ của công trình khi hoàn thành.
- Các bó buộc chung ở các công trường giao thông.
a. Khả năng cung ứng vật liệu và thiết bị
- Đất, cát đắp với số lượng đầy đủ (Bệ phản áp, gia tải tạm thời, thay thế một
phần hoặc toàn bộ đất xấu).
- Đá Balat(Cột ba lát, hào ba lát).

- Các vật liệu nhẹ (Polystyrene nở, các kết cấu tổ ong, lốp xe cũ ...).
- Geotextile (Tăng cường thân nền đắp).
- Xi măng hoặc vôi.
b. Tác động đối với môi trường:
Các công trình phải tôn trọng các quy phạm hiện hành về:
- Bảo vệ nguồn nước (Duy trì các dòng chảy thiên nhiên, bảo vệ nước ngầm và
các nguông nước..)
- Chống tiếng ồn và chấn động, bảo vệ các công trình nhạy cảm hai bên đường.
Vận chuyển đổ đi các vật liệu không sử dụng lại (Thay đất xấu).
c. Thời hạn thi công
- Công tác làm đất trên đất yếu thường nàm trên đường găng của tiến độ thi
công. Một số kĩ thuật cần có thời gian chờ đợi mà việc dự báo rất khó chính
xác( Xây dựng theo giai đoạn, gia tải tạm thời, cọc cát, cố kết theo phương án hút
chân không), sự không chắc chắn này sẽ giảm bớt trong khi thi công , cần được xét
đến khi chọn giải pháp.
- Một số kỹ thuật cần có thời gian hoàn thành chính xác tại một địa điểm của
công trường, như vậy có thể tác động đến tổ chức chung.
c. Yêu cầu phục vụ công trình
Phan Đức Hoàng

Trang 5


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

- Một tiêu chuẩn chủ yếu để chọn các kỹ thuật xây dựng là công trình làm xong

phải thỏa mãn các quy định kỹ thuật của người sử dụng và độ lún tổng cộng, độ lún
không đều.
- Sự phân bố giữa giá thành xây dựng và giá thành khai thác trong giá thành
tổng cộng của công trình có thể thay đổi khi chuyển từ một kỹ thuật này sang một
kỹ thuật khác. Vì vậy giá thành thỏa mãn các yêu cầu phục vụ phải được đánh giá
bằng cách cộng thêm giá xây dựng và bảo dưỡng.
d. Các trở ngại chung của các công trường giao thông
- Công tác giải phóng mặt bằng.
- Công tác thoát nước và đào bỏ đất yếu.
- Bố trí các hố lấy đất và các đống đất thừa.
- Các công trình hiện hữu cần bảo vệ trong quá trình thi công.
2.2.2. Các giải pháp xử lý nền đất yếu.
Do đất yếu là loại đất có sức chịu tải nhỏ và biến dạng lớn nên đường đắp
trên đất yếu thường lún nhiều, thời gian lún kéo dài, nền đường dễ mất ổn định do
đó thường phải có những biện pháp xử lý đặc biệt để đạt được mục tiêu:
- Bảo đảm sự ổn định của nền đắp trong khi xây dựng.
- Đạt được tốc độ lún phù hợp với thời gian thi công.
Có khá nhiều biện pháp xử lý và do đó cũng có khá nhiều phương pháp xây
dựng nền đắp trên đất yếu. Trong các biện pháp đó một số là nhằm cải thiện sự ổn
định của nền đắp (như giảm trọng lượng nền đắp, tăng chiều rộng nền đường, làm
thoải ta luy, làm bệ phản áp, cho nền đắp chôn sâu vào đất yếu), một số biện pháp
nhằm tăng cường độ (tăng C, φ) của đất yếu, một số biện pháp khác nhằm tăng
nhanh tốc độ cố kết hoặc giảm độ lún tổng cộng (như làm giếng cát, cột ba lát, cột
đất gia cố, nền cọc, bấc thấm…). Tuy nhiên nếu phân tích kỹ thì đại bộ phận các
biện pháp đều có liên quan cả 2 vấn đề ổn định và lún.
Trên thực tế có thể chia thành 3 nhóm biện pháp xử lý sau:

- Thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế (như giảm chiều cao nền đắp hoặc di chuyển
vị trí tuyến đến khu vực có chiều dày lớp đất yếu mỏng). Đây là biện pháp tốt nhất
và nên áp dụng.

- Các biện pháp có liên quan đến việc bố trí thời gian (xây dựng theo giai đoạn),
các giải pháp về vật liệu (bệ phản áp, đắp bằng vật liệu nhẹ, đào bỏ một phần đất
yếu…) hoặc các biện pháp liên quan đến cả hai giải pháp trên (gia tải tạm thời).

Phan Đức Hoàng

Trang 6


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

- Các biện pháp xử lý bản thân nền đất yếu (như giếng cát, bấc thấm, cột ba lát, cột
đất gia cố, nền cọc…). Nhóm biện pháp này đòi hỏi phải có các thiết bị chuyên dụng.
Nói chung mỗi trường hợp cụ thể đều có thể có một hoặc nhiều biện pháp xử lý
thích hợp và khi chọn biện pháp nào đều cần phải phân tích đầy đủ các yếu tố sau:
- Tính chất và tầm quan trọng của công trình.
- Thời gian thi công và hoàn thiện công trình.
- Tính chất và chiều dày của lớp đất yếu.
- Giá thành xây dựng (Lựa chọn phương án có giá thành rẻ nhất).
Nền chưa xử lý
1

3

4

2

Hình 2.1:Minh họa các giải pháp xử lý nền

Ghi chú:
1. Nền đường đắp bị mất ổn định, lún nhiều.
2. Phương pháp xử lý liên quan thay đổi, sửa chữa đồ án thiết kế.
3. Phương pháp xử lý liên quan việc bố trí thời gian xây dựng.
4. Phương pháp xử lý liên quan xử lý bản thân nền đất yếu như bấc thấm, cọc
cát, cọc xi măng, cọc ba lát...
2.2.2.1. Trình tự tiến hành xử lý nền đất yếu
a. Tính chính xác chiều cao phòng lún và xác định chiều cao đắp đất
b. Kiểm tra ổn định ứng với chiều cao đắp đất có xét đến phòng lún.
c.Chọn biện pháp xử lý thích đáng để đạt được hai mục tiêu trên.

Phan Đức Hoàng

Trang 7


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

2.2.2.2. Các biện pháp xử lý đồng thời với việc xây dựng nền đắp
2.2.2.2.1. Xây dựng nền đắp theo giai đoạn
- Mô tả: Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp, để đảm bảo cho nền

đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ của nó bằng cách đắp đất
từng lớp một, chờ cho nền đất cố kết, sức chịu cắt tăng lên, có khả năng chịu được
tải trọng lớn hơn thì mới đắp lớp đất tiếp theo.
- Đánh giá:
+ Đối với những công trình không đòi hỏi hoàn thành trong thời gian thi công ngắn
+ Phía trên lớp đất yếu có lớp vỏ sét, hoặc chiều đầy đất yếu mỏng hoặc chiều
cao đắp thấp (thường <2.0m);
+ Khi tính toán ổn định và độ lún dư đạt các yêu cầu của qui trình hoặc hướng
dẫn kĩ thuật.
 Những lưu ý trong khi thiết kế, thi công :
+ Phải tính chiều cao đắp giới hạn. (Hgh)
+ Khi tính toán ổn định và độ lún dư phải đạt các yêu cầu của qui trình hoặc
hướng dẫn kĩ thuật (Sr; hệ số ổn định Fs).
+ Phải có tầng đệm cát để thoát nước (thuờng chiều dầy đệm cát Hđc ≥0.50m).
+ Tuân thủ thời gian đợi lún, khi nền đạt được cố kết tính toán thì tiếp tục đắp
đến H yêu cầu.

Hình 2.2: Thi công nền đắp nền đường tại gói thầu 14, dự án đường vành đai phía
Bắc Hạ Long

Ví dụ : Sự cố ở Dự án xây mới cầu Hàm Rồng - Thanh Hóa (sau được đổi là
cầu Hoàng Long) khánh thành tháng 12/2000 và ngay sau đó đã xảy ra hàng loạt sự
cố về nền, làm thay đổi thiết kế, tăng chi phí xây dựng tới 36 tỉ đồng.
Hai tháng trước khi khởi công, Bộ GTVT phê duyệt lại dự án, cầu được kéo dài
thêm 140m kéo theo sự thay đổi hàng loạt hạng mục công trình làm tổng vốn đầu tư

Phan Đức Hoàng

Trang 8

Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

được điều chỉnh lên 224 tỉ đồng, gấp 2,7 lần dự kiến ban đầu. Hàng loạt sự cố sụt,
lún, trượt xảy ra trong quá trình thi công, riêng số tiền để khắc phục 140m lún trượt
của nền đường phía bắc cầu là 5,5 tỉ đồng.
- Sự cố: khi đắp đến cao độ thiết kế thì nền bị trượt trồi, nền đắp bị đánh tụt
xuống, một số công trình khu vực dự án bị đẩy lên cao.
- Nguyên nhân: Nhiều hạng mục thi công bị rút tiền như : Không dùng đúng
chủng loại vật liệu, không thi công theo đúng quy trình, tốc độ đắp chưa được
khống chế, do vậy khi đắp đến chiều cao thiết kế, nền đất phía dưới không đủ khả
năng chịu được tải trọng nền đắp, nền bị lún, trượt.
2.2.2.2.2. Tăng chiều rộng nền đường, làm bệ phản áp
- Mô tả: Khi cường độ chống cắt của nền đất yếu không đủ để xây dựng nền
đắp theo giai đoạn hoặc khi thời gian cố kết quá dài so với thời hạn thi công dự kiến
. Giải pháp này chỉ áp dụng dùng cho đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác
dụng tăng mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu đã nêu
ra cả trong quá trình đắp và quá trình đưa vào khai thác sử dụng lâu dài.

B

NÒn ®¾p

H

Bpa

Bpa

§ Êt yÕu

Lí p ®Êt tèt
Hình 2.3.Minh họa giải pháp đắp bệ phản áp

Khi có một nền đắp bị trượt trồi thì đắp bệ phản áp có khả năng tăng độ ổn
định chống trượt làm cho nền đắp trở lại ổn định. Bệ phản áp thường được đắp cùng
một lúc với việc xây dựng nền đất chính. Ngoài ra bệ phản áp còn có tác dụng
phòng lũ, chống sóng, chống thấm nước...
- Đánh giá : muốn cho bệ phản áp phát huy được hiệu quả để có thể xây dựng
nền đắp một giai đoạn thì thể tích của nó phải rất lớn. Vì vậy phương pháp này chỉ

Phan Đức Hoàng

Trang 9


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

thích hợp nếu vật liệu đắp nền rẻ và phạm vi đắp đất không bị hạn chế, mặt bằng thi
công đủ lớn.
- Những lưu ý trong khi thiết kế, thi công :
+ Phải tính ổn định và chiều cao đắp giới hạn của bệ phản áp (F, Hgh).

+ Hạn chế dùng lu rung.
2.2.2.2.3.Giảm trọng lượng nền đắp (Nền đắp nhẹ)
- Mô tả: Có thể giảm trọng lượng của nền đắp tác dụng lên đất yếu bằng hai cách:
+ Giảm chiều cao nền đắp đến trị số tối thiểu cho phép căn cứ vào điều kiện địa
chất thủy văn (đảm bảo chiều cao tối thiểu của nền đường cũng như chiều cao tối
thiểu trên mực nước tính toán theo quy phạm). Nếu là nền đường ở bãi sông có thể
giảm mực nước dâng bằng cách tăng khẩu độ cầu.
+ Dùng vật liệu nhẹ đắp nền đường: Sử dụng các vật liệu đắp có trọng lượng thể
tích nhỏ thì có thể loại trừ được các yếu tố bất lợi ảnh hưởng đến sự ổn định của nền
đắp cũng như giảm nhỏ độ lún.
- Đánh giá:
+ Không xử lý triệt để độ lún mà chỉ giảm thiểu độ lún nền đường do đó chỉ áp
dụng với những công trình quy mô nhỏ, mục đích không quan trọng
+ Để triệt tiêu triệt để lún nền đường cần kết hợp với các biện pháp xử lý nền
đất yếu khác
- Những lưu ý trong khi thiết kế, thi công :
+ Nếu dùng vật liệu nhẹ để đắp nền đường thì phải kiểm soát được tính chất, chỉ
tiêu của các vật liệu nhẹ dùng đắp nền đường vì những vật liệu này thường là những
vật liệu mới.
* Yêu cầu đối với vật liệu nhẹ dùng để đắp nền:
+ Dung trọng nhỏ
+ Có cường độ cơ học nhất định
+ Không ăn mòn bê tông và thép
+ Có khả năng chịu nén tốt nhưng độ nén lún nhỏ
+ Không gây ô nhiễm môi trường
* Một số vật liệu áp dụng: Than bùn nghiền đóng bánh,Tro bay, xỉ lò cao. Bê
tông xenlulo, Polystyren nở...

Phan Đức Hoàng

Trang 10


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

2.2.2.2.4.Phương pháp gia tải tạm thời
- Mô tả: Gồm có việc đặt một gia tải (Thường 2-3m nền đắp bổ sung) trong
vài tháng rồi lấy đi ở một thời điểm mà nền đường sẽ đạt được độ lún cuối cùng dự
kiến như trường hợp với nền đắp không gia tải. Có thể được tiến hành theo hai cách:
+ Chất tải trực tiếp ngay trên mặt đất sẽ đặt móng, đợi một thời gian cho đất lún
đến mức yêu cầu, sau đó dỡ tải trọng và bắt đầu xây móng.
+ Hoặc có thể đào đất dưới chiều sâu thiết kế rồi xây móng, sau đó chất tải
ngay lên trên móng. Dùng tải trọng đất đắp lớn hơn tải trọng thiết kế nhằm làm cho
nền đất được nén chặt; Độ ẩm và biến dạng của đất giảm đi; Khả năng chịu lực của
đất nền tăng lên; Làm cho nền đất ổn định về phương diện cường độ và biến dạng.
- Đánh giá:
+ Nền đất dưới công trình có tính nén lớn và biến dạng không đều như đất sét,
sét pha cát ở trạng thái chảy hoặc đất cát. Với đất yếu loại sét thì giải pháp này ít tác
dụng. Thường dùng gia tải kết hợp với các giải pháp xử lý nền khác như: thoát nước
thẳng đứng (PVD, SD, SCP…).
+ Chiều dầy tầng đất yếu mỏng.
+ Thời gian gia tải đủ dài (1.5-2.0 năm); Dùng tải trọng đất đắp lớn hơn tải
trọng thiết kế để làm giảm hoặc loại trừ độ lún dư dưới tải trọng thiết kế. Nếu thời
gian < 1 năm sẽ ít tác dụng.
+ Tầng đất có hệ số cố kết lớn (đất cát pha hoặc đất cát bụi lẫn sét);
- Những lưu ý trong khi thiết kế, thi công :

+ Phải tính ổn định và chiều cao đắp giới hạn (F, Hgh).
+ Phải có lớp đệm cát thoát nước dầy > 50cm.
+ Hạn chế dùng lu rung.
2.2.2.2.5. Tăng cường bằng vật liệu địa kĩ thuật tổng hợp
- Mô tả:
+ Việc đặt một hoặc nhiều lớp thảm bằng vải địa kĩ thuật hoặc lưới địa kĩ thuật
ở đáy của nền đắp làm cốt tăng cường đáy nền đắp, tăng cường độ chịu kéo và cải
thiện độ ổn định của nền đường chống lại sự trượt tròn. Do bố trí vải địa kỹ thuật
như vậy nên khối trượt của nền đắp (nếu xảy ra) sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó
tăng thêm mức độ ổn định của nền đắp. Như vậy có thể tăng chiều cao đắp đất của
từng giai đoạn không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất.Vải địa kĩ thuật còn có tác
dụng phụ làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được đồng đều hơn. Việc chọn vải

Phan Đức Hoàng

Trang 11


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

địa kĩ thuật và tính toán thiết kế (cường độ, độ ổn định của nền đắp) phụ thuộc vào
tính năng của từng loại vải.
+ Vải địa kỹ thuật giúp cải thiện được cường độ chống trượt tròn nhưng không
chống được sự lún trồi.
- Đánh giá :
+ Xử lý cục bộ sự mất ổn định của nền đắp cao.

+ Vải địa kỹ thuật còn có tác dụng làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được
đồng đều hơn.
+ Sản xuất không quá khó, các xí nghiệp thông thường có thể làm được.
- Những lưu ý trong khi thiết kế, thi công :
+ Vải địa kĩ thuật được đặt ở cao trình quy định trong khi xây dựng nền đắp.
+ Giải pháp này không có tác dụng giảm lún do vậy nó chỉ có thể sử dụng một
mình khi độ lún trong phạm vi cho phép.
2.2.2.3.Các biện pháp cải thiện đất yếu dưới nền đắp
2.2.2.3.1. Đào thay đất xấu bằng đất tốt
- Mô tả: Đào bỏ lớp đất yếu ở phía trên tiếp giáp với móng (thường là sét
chảy, sét pha chảy, sét pha dẻo chảy, cát pha bão hoà nước, các loại bùn, than
bùn...). Sau đó thay thế bằng đất cát có cường độ chống cắt lớn. Mục đích của việc
đào thay đất yếu nhằm giảm độ lún và độ lún không đều của nền công trình, đồng
thời làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền; Tăng nhanh khả năng ổn định của
công trình kể cả khi có tải trọng ngang tác dụng, vì cát được nèn chặt sẽ làm tăng
lực ma sát và tăng sức chống trượt; Giảm kích thước móng và độ sâu chôn móng.
- Đánh giá: Áp dụng khi chiều dày lớp đất yếu mỏng (thường <5m), hoặc
chiều cao đất đắp thấp (thường <3m); Khi mực nước ngầm thấp.
+ Ưu điểm: Dễ thi công và không đòi hỏi các thiết bị phức tạp (đào đến đâu
thay đất đến đó); cát là vật liệu tự nhiên, sẵn có ở Việt Nam.
+ Nhược điểm: Đối với các lớp đất yếu khá dày (>3m) thì thi công đệm cát rất
khó khăn và chi phí lớn. Đối với những nơi có mực nước ngầm cao hoặc nước có
áp, thì tầng đệm cát thường không ổn định (bị xói ngầm, hóa lỏng).

Phan Đức Hoàng

Trang 12


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

Hình 2.4. Công tác đào nền đường thuộc Dự án cải tạo, nâng cấp Quốc lộ 18A
(đoạn Mông Dương - Móng Cái)

- Những lưu ý trong khi thiết kế và thi công:
+ Lưu ý trong quá trình đào sâu vách đào phải đủ khả năng duy trì ổn định đủ
để kịp đắp lại bằng vật liệu tốt. Ngày nay giải pháp thi công có thể dùng cọc ván
thép đóng hai bên vùng thay đất để duy trì thành vách hố đào thay đất, các cọc ván
này được nhổ lên và di dời đến đoạn thi công thay đất tiếp theo.
+ Xu thế phát triển công nghệ đào thay đất là sử dụng biện pháp đào đến đâu
thay đất đến đó (đào lấn) bằng các máy xúc công suất lớn cùng với máy ủi đẩy đất
năng suất cao
2.2.2.3.2. Cố kết bằng cách hút chân không

Hình 2.5.Các bước thi công phương pháp bơm hút chân không

Phan Đức Hoàng

Trang 13


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

- Mô tả: Hút chân không là dùng bơm hút để tạo ra một khoảng chân không
giữa một màng kín phủ phía trên với khu vực đất yếu cần xử lý ở phía dưới. Nhờ
lực hút chân không nước cố kết theo các phương tiện thoát nước thẳng đứng và
băng thoát nước ngang thoát ra hào thu nước bố trí hai bên. Đặt một màng mỏng kín
trên mặt đất và bơm hút chân không. Các bơm này được nối với mạng lưới thoát
nước ngang và một mạng lưới đường thấm thẳng đứng. Áp lực nước lỗ rỗng giảm
dần và ứng suất có hiệu trong đất tăng bằng ứng suất tổng. Trong trường hợp cần áp
lực lớn hơn người ta áp dụng kết hợp cả 2 biện pháp gia tải và chân không. Cần
phải thi công một mạng lưới các đường thấm thẳng đứng và một lớp thoát nước
nằm ngang nối liền với một hệ thống bơm. Đặt một màng mỏng kín trên mặt đất và
bơm hút chân không,tạo nên một vùng áp thấp trên mặt.

Hình 2.6.Sơ đồ cố kết bằng bơm hút chân không

- Đánh giá: Xử lí cục bộ trong các khu vực đất rất mềm và không được đắp
cao. Có thể kết hợp với việc đắp đất thông thường.
- Ưu điểm: Không sợ mất ổn định khi chỉ hút chân không. Có thể phối hợp với
việc đắp nền. So với phương pháp gia tải trước nó có nhiều ưu điểm hơn như trong
phương pháp gia tải cần lưu ý đến sức chịu tải của nền đất và ổn định của mái khối
đất đắp. Đối với phương pháp gia tải phụ thuộc vào cường độ chịu tải của nền đất
mà người ta quy định chiều cao chất tải, còn với gia tải bằng chân không có thể đưa
tải lên giá trị 1kg/cm2 ngay (theo lý thuyết).
- Nhược điểm: Tuy nhiên áp dụng phương pháp này đòi hỏi công nghệ phức
tạp và phải có các công ty thi công chuyên nghiệp.
- Những lưu ý trong khi thiết kế và thi công: Kiểm tra thường xuyên chất
lượng, theo dõi tình hình của đất trong khi bơm (độ lún, áp lực lỗ rỗng); Kiểm tra
việc giảm áp dưới màng mỏng.
Phan Đức Hoàng

Trang 14


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

Hình 2.7: Minh họa hệ thống hút chân không
1.ống bấc thấm;2.ống ngang;3.lớp phủ;4.Đường thoát nước;
5.Van một chiều;6.ống hút;7.Bơm phụt;8.Bơm ly tâm;
9.Rãnh;10.ống chủ để hút chân không;11.Màng che chắn

2.2.2.3.3. Cột balat (cột vật liệu rời)
Mô tả: Thường được thi công làm hai bước
- Khoan lỗ đường kính từ 60 – 100cm, chiều sâu có thể đến 15 – 20m bằng ‘‘
ống dùi chấn động’’, có hình trụ đường kính 30-40cm, dài từ 2-5m, phía trong bố trí
một thiết bị chấn động. Ống dùi xuyên vào đất dưới tác dụng của trọng lượng bản
thân, của chấn động kết hợp với việc xói nước ở đầu dùi. Nước bùn xói sẽ được
bơm hút lên mặt đất và thoát đi .
- Sau khi khoan lỗ xong thì lấp ngay, dùng vật liệu là đá dăm 20/40mm (có góc
cạnh nên tạo ma sát lớn) đầm chặt trong các lỗ khoan .Cũng do có đường kính lớn
và lực chống cắt lớn nên cột balát còn có tác dụng giảm cả độ lún của nền đất yếu
dưới tải trọng đắp vì tạo nên một “nền móng phức hợp“ có mô đun biến dạng chung
cao hơn mô đun biến dạng riêng của nền đất yếu. Cách thi công loại cột này cũng
dùng cọc ống tạo lỗ với mũi có cánh mở như thi công giếng cát và sử dụng đầm
rung để đầm chặt đá dăm trong quá trình rút ống tạo lỗ lên. Đệm đá, sỏi có độ cứng
lớn. Do có độ cứng khá lớn nên ứng suất không thay đổi theo chiều sâu, lớp đệm đá,
sỏi được xem như là một bộ phận của móng.

Phan Đức Hoàng

Trang 15


Trường Đại học Giao thông vận tải

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật

2015

Hình 2.8. Thi công cột đá Balat

- Đánh giá: Áp dụng cho nền đất yếu với chiều sâu nhỏ hơn 2m, nếu sâu quá
thì khó bảo đảm duy trì sự liên tục theo phương thẳng đứng và cả về chất lượng thi
công chúng. Cọc ba lát thường sử dụng trong trường hợp xử lý đất yếu trong một
phạm vi không lớn như ở các đoạn chuyển tiếp từ đoạn sát mố cầu có xử lý bằng
cọc cứng sang đoạn nền đắp trên đất yếu thông thường hoặc dùng xử lý móng các
bồn chất lỏng trên đất yếu. Khi lớp đất yếu dưới đáy móng ở trạng thái bão hoà
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 thì nên dùng đệm đá, sỏi. Cọc balat thường có tiết diện thay
đổi theo chiều cao, tiết diện sẽ to ra ở những lớp đất mềm hơn, do đó số lượng vật
liệu rời sử dụng cũng thay đổi.
- Ưu điểm: Cách thi công tương đối quen dùng. Khi dùng cọc đá, trị số mô
đun biến dạng ở trong cọc 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
có thể xem như nền thiên nhiên.
- Nhược điểm: tốn vật liệu và không rẻ, đặc biệt đòi hỏi vật liệu phải là đá dăm
có góc nội ma sát lớn. Ngoài ra còn có thể có ảnh hưởng đến môi trường xung

quanh do tác động chấn động khi thi công. Thời gian thi công kéo dài gây xáo trộn
cấu trúc nền đất và khó kiểm tra được chất lượng của cọc cát.
- Những lưu ý trong khi thiết kế và thi công: Để kiểm tra và khống chế chất
lượng cột đá dăm người ta khống chế năng lượng đầm rung trên 1m dài cọc hoặc
cột, khống chế khối lượng thể tích cát hoặc đá hoặc kiểm tra trực tiếp từng đoạn

Phan Đức Hoàng

Trang 16