Nghiên cứu gia cố nền đất yếu bằng cọc tràm ứng dụng cho công trình trên địa bàn tỉnh sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUỶ LỢI
--------------

NGUYỄN HOÀNG NAM

NGHIÊN CỨU GIA CỐ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG CỌC TRÀM
ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH SÓC TRĂNG

Chuyên ngành: Địa Kỹ thuật xây dựng
Mã số:

60-58-02-04

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. BÙI VĂN TRƯỜNG

HÀ NỘI – 2017



LỜI CAM ĐOAN
Đề tài luận văn cao học “Nghiên cứu gia cố nền đất yếu bằng cọc tràm ứng dụng cho
công trình trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng” của học viên đã được nhà trường giao nghiên
cứu theo Quyết định 451/QĐ-ĐHTL, ngày 24 tháng 02 năm 2017 của Hiệu trưởng
Trường Đại học Thủy lợi.
Trong thời gian học tập tại trường với sự định hướng của các thầy cô cộng với kinh
nghiệm làm việc tại cơ quan, sự giúp đỡ của bạn bè đồng nghiệp và đặc biệt là sự giúp
đỡ chỉ bảo của PGS.TS. Bùi Văn Trường, học viên đã tự nghiên cứu và thực hiện đề

tài. Đây là thành quả lao động, là công trình nghiên cứu của tác giả.
Hà Nội, tháng 12 năm 2017
Học viên

Nguyễn Hoàng Nam

i


LỜI CẢM ƠN
Sau một thời gian học tập và nghiên cứu theo chương trình đào tạo Thạc sĩ ngành Địa
kỹ thuật thuộc trường Đại Học Thủy Lợi. Nay tôi đã hoàn thành với bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong Khoa công trình, Bộ môn Địa kỹ thuật
đã trực tiếp giảng dạy và cung cấp nguồn tài liệu trong thời gian học tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô và các Cán bộ Phòng Nghiên Cứu Địa Kỹ
Thuật - Viện Khoa Học Thủy Lợi Miền Nam, đã hỗ trợ rất nhiều trong công tác
nguyên cứu khoa học.
Tôi xin trân trọng cảm ơn Phòng Đào Tạo Sau Đại Học - Trường Đại học Thủy Lợi, đã
tạo điều kiện thuận lợi trong suốt khóa học.
Sự kính trọng và biết ơn cao cả đến thầy PGS.TS. Bùi Văn Trường, đã tận tình chỉ bảo
em hoàn thành bản luận văn này.
Tôi xin chân thành cảm ơn các bạn đồng nghiệp, các thầy, cô đã giúp đỡ trong suốt
quá trình thực hiện luận văn này.
Cuối cùng tôi xin trân trọng cảm ơn những người thân trong gia đình, đã luôn động
viên giúp đỡ về mặt tinh thần và vật chất để tôi hoàn thành chương trình học tập.
Với khả năng và sự hiểu biết còn giới hạn, chắc chắn sẽ không tránh khỏi được những
sai sót nhất định xin quý Thầy, Cô cùng đọc giả bỏ qua và chỉ dẫn cho tôi trong việc
hoàn thiện hơn nữa kiến thức của mình.
Xin trân trọng cảm ơn!

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................................ v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ......................................................................................................vi
MỞ ĐẦU ................................................................................................................................... 1
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU, ỨNG
DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG CỌC .......................................................................................... 3
1.1 Tổng quan về đất yếu.......................................................................................................... 3
1.1.1 Khái niệm về đất yếu ....................................................................................................... 3
1.1.2 Các loại đất yếu ................................................................................................................ 3
1.1.3 Các giải pháp xử lý nền đất yếu ...................................................................................... 7
1.2 Tình hình nghiên cứu, ứng dụng giải pháp móng cọc. ...................................................12
1.2.1 Lịch sử ra đời và phát triển của móng cọc ...................................................................12
1.2.2 Tình hình thiết kế và thi công móng cọc ......................................................................14
1.3 Kết luận chương 1 .............................................................................................................23
CHƯƠNG 2 CƠ SỞ LÝ THUYẾT, PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN, THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG MÓNG CỌC TRÀM .................................................................................................25
2.1 Quan điểm và nguyên tắc tính toán, thiết kế và thi công cọc tràm. ...............................25
2.1.1 Quan điểm tính toán, thiết kế và thi công.....................................................................25
2.1.2 Nguyên tắc tính toán, thiết kế và thi công. ..................................................................27
2.2 Cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, thiết kế và thi công cọc tràm .......................28
2.2.1 Tính toán, thiết kế quan điểm cọc làm chặt nền .........................................................28
2.2.2 Tính toán, thiết kế theo quan điểm cọc cứng ..............................................................33
2.2.3 Kiểm toán ổn định trượt của nền ..................................................................................45
2.3 Quy trình kỹ thuật thi công cọc tràm ..............................................................................46
2.3.1 Phạm vi áp dụng............................................................................................................46
2.3.2 Yêu cầu của cọc tràm....................................................................................................47
2.3.3 Phương pháp hạ cọc......................................................................................................47

2.3.4 Trình tự thi công cọc tràm ............................................................................................48
2.4 Kết luận chương 2 ............................................................................................................48
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM VÀ ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG
CỌC TRÀM CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ TẠI SÓC TRĂNG .................................50
3.1 Các phương pháp nghiên cứu thực nghiệm móng cọc tại hiện trường..........................50
iii


3.1.1 Thí nghiệm tải trọng động (đóng cọc thử) tại hiện trường ......................................... 51
3.1.2 Thí nghiệm nén tĩnh cọc tại hiện trường ...................................................................... 55
3.1.3 Thí nghiệm nén tĩnh tấm nén phẳng tại hiện trường .................................................. 60
3.2 Nghiên cứu thực nghiệm móng cọc tràm tại hiện trường .............................................. 63
3.2.1 Đặc điểm nền đất yếu tại vị trí nghiên cứu ................................................................. 63
3.2.2 Mục đích nghiên cứu.................................................................................................... 66
3.2.3 Nội dung, phương pháp nghiên cứu ............................................................................. 66
3.2.4 Vị trí nghiên cứu ........................................................................................................... 67
3.2.5 Kết quả nghiên cứu ...................................................................................................... 68
3.3 Nghiên cứu móng cọc tràm bằng mô hình số ................................................................ 71
3.3.1 Giới thiệu phần mềm..................................................................................................... 71
3.3.2 Tính toán theo quan điểm cọc tràm làm chặt nền ....................................................... 72
3.3.3 Tính toán theo quan điểm cọc cứng ............................................................................. 78
3.3.4 Phân tích, đánh giá kết quả .......................................................................................... 83
3.4. Nghiên cứu, ứng dụng cho công trình thực thế ............................................................ 85
3.4.1 Giới thiệu về công trình ................................................................................................ 85
3.4.2 Tính toán xử lý nền gia cố cọc tràm theo phương pháp giải tích ............................... 85
3.4.3 Tính toán xử lý nền gia cố cọc tràm bằng phần mềm Plaxis ...................................... 93
3.4.4 Phân tích kết quả tính toán ứng dụng ........................................................................ 101
3.5 Kết luận chương 3 ......................................................................................................... 102
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ............................................................................................. 104
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................................... 107

PHỤ LỤC TÍNH TOÁN ...................................................................................................... 108

iv


DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Sức kháng tính toán của đất dưới mũi cọc ............................................................36
Bảng 2.2 Hệ số nén ngang của đất ........................................................................................36
Bảng 2.3. Cường độ sức kháng của đất dưới mũi cọc (γqb) ..................................................38
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của đất kiến nghị dùng cho tính toán ......................................65
Bảng 3.2 Kết quả thí nghiệm tĩnh nền được gia cố bằng cọc tràm và tính toán xác định
mô đun biến dạng tại TN01 (trục 3-D) .................................................................................69
Bảng 3.3 Kết quả thí nghiệm tĩnh nền được gia cố bằng cọc tràm và tính toán xác định
mô đun biến dạng tại TN02 (trục 12-J).................................................................................70
Bảng 3.4 Các thông số mô hình thí nghiệm bàn nén hiện trường theo quan điểm cọc tràm
làm chặt nền .............................................................................................................................73
Bảng 3.5a Các thông số mô hình thí nghiệm bàn nén hiện trường trên nền gia cố cọc tràm
theo quan điểm cọc cứng ........................................................................................................78
Bảng 3.5b. Tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiệm và mô phỏng thí nghiệm nén tĩnh
nền gia cố bằng cọc tràm ........................................................................................................84
Bảng 3.6 Thí nghiệm nén mẫu đất trong phòng ....................................................................86
Bảng 3.7 Tính lún theo quan điểm cọc tràm làm chặt nền ...................................................88
Bảng 3.7 Tính lún theo quan điểm cọc tràm làm chặt nền ...................................................89
Bảng 3.8 Tính sức chịu tải cọc tràm theo quan điểm cọc cứng ...........................................90
Bảng 3.9 Tính lún theo quan điểm cọc cứng .........................................................................92
Bảng 3.10 Các thông số mô hình tính toán xử lý nền bằng cọc tràm theo quan điểm cọc
tràm làm chặt nền ....................................................................................................................93
Bảng 3.11 Các thông số mô hình tính toán xử lý nền bằng cọc tràm theo quan điểm cọc
cứng ..........................................................................................................................................97
Bảng 3.12 Tổng hợp kết quả nghiên cứu thực nghiệm và tính toán, mô phỏng gia cố nền

bằng cọc tràm ........................................................................................................................101

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp làm chặt đất ............................................... 8
Hình 1.2. Xử lý nền đất yếu bằng đệm cát .............................................................................. 8
Hình 1.3. Gia tải trước bằng cách sử dụng khối đắp hoặc áp suất chân không .................... 9
Hình 1.4. Xử lý nền đất yếu bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng......................................... 10
Hình 1.5 Thi công đóng cọc tre ............................................................................................. 14
Hình 1.6 Thi công đóng cọc tràm .......................................................................................... 16
Hình 1.7 Chi tiết cọc gỗ và một số cách nối cọc thông dụng .............................................. 18
Hình 1.8Thi công cọc cát ....................................................................................................... 19
Hình 1.9 Thi công cọc khoan nhồi ........................................................................................ 21
Hình 1.10 Thi công cọc xi măng đất ..................................................................................... 22
Hình 1.11 Thi công cọc bê tông cốt thép .............................................................................. 23
Hình 2.1 Mô hình tính toán quan điểm cọc tràm làm chặt nền ........................................... 29
Hình 2.2 Chiều cao vùng đất cần gia cố ................................................................................ 30
Hình 2.3 Mặt bằng đóng cọc .................................................................................................. 31
Hình 2.4 Sự phân bố ứng suất của nền gia cố cọc tràm dưới công trình đất ...................... 32
Hình 2.5Quan hệ giữa hệ số rỗng và ứng suất cố kết (đường cong cố kết) ........................ 33
Hình 2.6. Kích thước móng quy ước xác định theo cách 1.................................................. 41
Hình 2.7. Kích thước móng quy ước xác định theo cách 2 đối với nền đồng nhất ............ 41
Hình 2.8. Kích thước móng quy ước xác định theo cách 2 đối với nền có lớp đất yếu ..... 42
Hình 2.9. Kích thước móng quy ước xác định theo cách 2 đối với nền nhiều lớp ............. 42
Hình 2.10 Sơ đồ để tính lún theo phương pháp cộng lớp .................................................... 43
Hình 3.1. Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nén tĩnh cọc tại hiện trường......................................... 55
Hình 3.2. Biểu đồ xác định sức chịu tải của cọc ................................................................... 57
Hình 3.3 Biểu đồ xác định sức chịu tải cực hạn của cọc theo Canadian Foundation

Engineering Manual ............................................................................................................... 59
Hình 3.4. Sơ đồ thí nghiệm nén tĩnh tấm nén phẳng tại hiện trường ................................. 61
Hình 3.5. Sơ đồ xác định môđun biến dạng E từ thí nghiệm nén tĩnh tấm nén phẳng tại
hiện trường .............................................................................................................................. 61
Hình 3.6 Trụ hố khoan địa chất tại khu thí nghiệm .............................................................. 65
Hình 3.7 Sơ đồ thiết bị thí nghiệm nén tĩnh nền được gia cố bằng cọc tràm tại hiện trường
.................................................................................................................................................. 66
vi


Hình 3.9 Biểu đồ quan hệ tải trọng P và độ lún S (vị trí thí nghiệm 01) .............................69
Hình 3.10 Biểu đồ quan hệ tải trọng P và độ lún S (vị trí thí nghiệm 02) ...........................70
Hình 3.11 Sơ đồ mô phỏng thí nghiệm bàn nén trên nền gia cố cọc tram trong phần mềm
Plaxis theo quan điểm làm chặt nền .......................................................................................73
Hình 3.12. Lưới biến dạng của nền ở cấp tải 80 kN/m2 ......................................................74
Hình 3.13 Chuyển vị đứng (lún) của nền ở cấp tải 80 kN/m2 ..............................................74
Hình 3.14 Phân bố ứng suất trong nền ở cấp tải 80 kN/m2 ..................................................75
Hình 3.15 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền đất ở cấp tải 80 kN/m2 ..........................75
Hình 3.16 Lưới biến dạng của nền ở cấp tải 160 kN/m2 .....................................................76
Hình 3.17 Chuyển vị đứng (lún) của nền ở cấp tải 160 kN/m2 ............................................76
Hình 3.18 Phân bố ứng suất trong nền ở cấp tải 160 kN/m2 ................................................77
Hình 3.19 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền đất ở cấp tải 160 kN/m2........................77
Hình 3.20 Sơ đồ mô phỏng thí nghiệm bàn nén trên nền gia cố cọc tràm trong phần mềm
Plaxis theo quan điểm cọc cứng .............................................................................................78
Hình 3.21 Lưới biến dạng của nền ở cấp tải 80 kN/m2 .......................................................79
Hình 3.22 Chuyển vị đứng (lún) của nền ở cấp tải 80 kN/m2 ..............................................80
Hình 3.23 Phân bố ứng suất trong nền ở cấp tải 80 kN/m2 ..................................................80
Hình 3.24 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền ở cấp tải 80 kN/m2 ................................81
Hình 3.25 Lưới biến dạng của nền ở cấp tải 160 kN/m2 .....................................................81
Hình 3.26 Chuyển vị đứng (lún) của nền ở cấp tải 160 kN/m2 ............................................82

Hình 3.27 Phân bố ứng suất trong nền ở cấp tải 160 kN/m2 ................................................82
Hình 3.28 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền ở cấp tải 160 kN/m2 ..............................83
Hình 3.29. Quan hệ Tải trọng - Độ lún từ kết quả thí nghiệm bàn nén hiện trường
và tính toán mô hình số ...........................................................................................................83
Hình 3.30 Biểu đồ quan hệ giữa hệ số rỗng e - áp lực nép P (trước gia cố cọc tràm) ........86
Hình 3.31 Biểu đồ quan hệ giữa hệ số rỗng e - áp lực nép P (sau khi gia cố cọc tràm) .....87
Hình 3.32 Sơ đồ tính lún theo quan điểm cọc tràm làm chặt nền ........................................88
Hình 3.33 Sơ đồ tính lún theo quan điểm cọc tràm cứng .....................................................92
Hình 3.34 Sơ đồ mô phỏng nền công trình gia cố cọc tràm trong phần mềm Plaxis theo
quan điểm làm chặt nền ..........................................................................................................94
Hình 3.35 Lưới biến dạng của nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm làm
chặt nền ....................................................................................................................................95

vii


Hình 3.36 Chuyển vị đứng của nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm làm
chặt nền (độ lún lớn nhất của nền sau khi xử lý là 63,73 mm) .............................................. 95
Hình 3.37 Phân bố ứng suất trong nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm làm
chặt nền.................................................................................................................................... 96
Hình 3.38 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền đất ở cấp tải 160 kN/m2 ....................... 96
Hình 3.39 Sơ đồ mô phỏng nền gia cố cọc tràm trong phần mềm Plaxis theo quan điểm
cọc cứng .................................................................................................................................. 98
Hình 3.40 Lưới biến dạng của nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm cọc
cứng ......................................................................................................................................... 99
Hình 3.41 Chuyển vị đứng (lún) của nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm
cọc cứng (độ lún lớn nhất của công trình là 27,88 mm)....................................................... 99
Hình 3.42 Phân bố ứng suất trong nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo quan điểm cọc
cứng ....................................................................................................................................... 100
Hình 3.43 Phân bố áp lực nước lỗ rỗng trong nền công trình xử lý bằng cọc tràm theo

quan điểm cọc cứng .............................................................................................................. 100

viii


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của Đề tài
Hiện nay, ở đồng bằng Sông Cửu Long trong đó có địa bàn tỉnh Sóc Trăng các công
trình xây dựng có tải trọng tương đối nhỏ chủ yếu được thi công bằng phương pháp
dùng cọc tràm để gia cố nền đất yếu. Tuy nhiên, việc tính toán thiết kế, xác định sức
chịu tải của đất nền cũng như tính ổn định có nhiều vấn đề xảy ra như: sức chịu tải của
đất nền lớn hơn nhiều so với sức chịu tải thiết kế giả định khi kiểm tra thực tế gây lãng
phí, hay nhiều công trình có sức chịu tải của đất nền nhỏ hơn so với sức chịu tải thiết
kế giả định làm cho công trình có độ lún quá giới hạn cho phép làm hư hỏng mất an
toàn trong sử dụng gây thiệt hại kinh tế. Do vậy việc nghiên cứu cơ sở lý thuyết,
phương pháp tính toán và nghiên cứu thực nghiệm để lựa chọn các thông số thiết kế
nền sau khi gia cố bằng cọc tràm là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.
Vì vậy đề tài: “Nghiên cứu gia cố nền đất yếu bằng cọc tràm, ứng dụng cho công trình
trên địa bàn tỉnh Sóc Trăng” Có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực
tiễn
2. Mục đích nghiên cứu
Mục tiêu của đề tài luận văn là trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm tại hiện
trường để lựa chọn phương pháp, thông số thiết kế giải pháp gia cố nền bằng cọc tràm
phù hợp với đặc điểm nền đất yếu ở Sóc Trăng, đảm bảo yêu cầu kinh tế - kỹ thuật.
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu: Giải pháp gia cố nền bằng cọc tràm.
Phạm vi nghiên cứu: Trong khuôn khổ thời gian có hạn, đề tài sẽ tập trung nghiên cứu,
các khu vực có số liệu địa chất và có thí nghiệm thử tải do bản thân trực tiếp thực hiện.
4. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, lựa chọn các thông số thiết kế nền

sau khi gia cố bằng cọc tràm;
Nghiên cứu thực nghiệm, đánh giá khả năng làm việc, sức chịu tải của đất nền sau khi
gia cố bằng cọc tràm tại hiện trường, từ đó kiến nghị lựa chọn các thông số thiết kế
1


phù hợp, nhằm tăng tính khả thi và hiệu quả kinh tế - kỹ thuật của giải pháp gia cố nền
bằng cọc tràm;
Ứng dụng thiết kế gia cố nền bằng cọc tràm cho công trình thực tế ở Sóc Trăng.
5. Phương pháp nghiên cứu
Đề tài được nghiên cứu theo phương pháp lý thuyết, phương pháp thực nghiệm và
phương pháp mô hình số.
Phương pháp tổng hợp, phân tích, tính toán lý thuyết để thu thập, tổng hợp tài liệu địa
chất kết quả thí nghiệm, phân tích các phương pháp tính toán gia cố nền bằng cọc
tràm; xử lý và lựa chọn thông số thiết kế gia cố nền bằng cọc tràm từ các kết quả thí
nghiệm hiện trường;
Phương pháp thực nghiệm để nghiên cứu sự khả năng làm việc, sức chịu tải của nền
đất sau khi gia cố bằng cọc tràm tại hiện trường;
Phương pháp mô hình số: Sử dụng phần mềm Plaxis, Geo-slope để mô phỏng, tính
toán, thiết kế nền bằng cọc tràm.
6. Kết quả đạt được
Tình hình nghiên cứu, ứng dụng; cơ sở lý thuyết, phương pháp tính toán, thiết kế gia
cố nền bằng cọc tràm;
Lựa chọn được phương pháp tính toán, thiết kế gia cố nền bằng cọc tràm phù hợp đặc
điểm nền đất yếu ở Sóc Trăng;
Ứng dụng thiết kế gia cố nền bằng cọc tràm cho công trình cụ thể ở địa bàn tỉnh Sóc
Trăng;
Kết quả của đề tài nghiên cứu góp phần bổ sung tài liệu tham khảo cho các công trình
tương tự.

2


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ TÌNH HÌNH NGHIÊN
CỨU, ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP MÓNG CỌC
1.1 Tổng quan về đất yếu
1.1.1 Khái niệm về đất yếu
Nếu sức chịu tải của đất nền không đáp ứng tải trọng thiết kế hoặc mức độ thấm của
đất vượt quá yêu cầu về độ thấm thiết kế thì gọi là nền đất yếu.
Một quan niệm khác cho rằng, đất yếu được hiểu là các loại đất ở trạng thái tự nhiên có:
- Độ ẩm của đất cao hơn hoặc bằng giới hạn chảy.
- Hệ số rỗng lớn (đất sét: e ≥ 1,5; đất á sét: e ≥ 1).
- Lực dính theo thí nghiệm cắt cánh không thoát nước nhỏ hơn 0,15 kG/cm2.
- Góc nội ma sát < 100 hoặc lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường Cu < 0,35 kG/cm2.
Đất yếu có thể được phân loại theo trạng thái tự nhiên dựa vào độ sệt B:

B=

W − Wd
Wch − Wd

Trong đó:
W, Wd, Wch: là độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn chảy của đất.
Nếu B>1: đất ở trạng thái chảy;
Nếu 0,75Theo quan niệm xây dựng ở một số nước, đất yếu được xác định theo tiêu chuẩn về
sức chống cắt không thoát nước Su và hệ số xiên tiêu chuẩn như sau:
- Đất rất yếu (trạng thái chảy): Su (kPa) ≤ 12,5 và N30 ≤ 2;
- Đất rất yếu (trạng thái chảy): Su (kPa) ≤ 25 và N30 ≤ 4.(N: số búa)
1.1.2 Các loại đất yếu

Các loại đất yếu thường gặp gồm:
3


-Sét hoặc á sét, trạng thái bão hòa nước, có cường độ thấp;
- Than bùn: Loại đất yếu cá nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quả phân hủy
các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ >13%)
- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, cát hạt nhỏ, cát bụi chứa nước có thể tự chảy;
- Đất có hàm lượng tạp chất hòa tan muối cloua >5%, muối sunphat hoặc muối
sunphat clorua >10% tính theo trọng lượng;
- Đất phù sa, bùn, đất mùn.
Đất yếu thường có những đặc điểm sau đây:
- Hàm lượng nước cao và trọng lượng thể tích nhỏ.
- Độ thấm nước rất nhỏ.
- Cường độ chống cắt nhỏ và khả năng nén lún lớn.
Ở Việt Nam thường gặp các loại đất sét mềm yếu, bùn và than bùn. Ngoài ra ở một số
vùng còn gặp loại đất có ít nhiều tính chất của loại đất lún sập như đất bazan ở Tây
Nguyên và thỉnh thoảng còn gặp các loại cát chảy là những loại đất yếu có những đặc
điểm riêng biệt.
1.1.2.1. Đất sét mềm
Theo quan điểm địa kỹ thuật thì không có sự phân biệt rõ ràng giữa đất sét mềm và
bùn. Tuy nhiên ở đây ta hiểu đất sét mềm là các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt,
bão hòa nước và có cường độ cao so với bùn. Đất sét mềm có những đặc điểm riêng
biệt nhưng cũng có nhiều tính chất chung của các đất đá thuộc loại sét, đó là sản phẩm
của giai đoạn đầu của quá trình hình thành đất đá loại sét.
Đất sét gồm chủ yếu là các hạt nhỏ như thạch anh, felspar (phần phân tán thô) và các
khoáng vật sét (phần phân tán mịn). Các khoáng vật sét này là các silicate alumin có
thể chứa các ion Mg2+, K+, Ca, và Fe... chia thành ba loại chính là ilite, kaolinite và
montmorlonite. Đây là những khoáng vật làm cho đất sét có đặc tính riêng của nó.

4


Ilite là một khoáng vật đại biểu của nhóm hydromica. Hydromica được thành tạo chủ
yếu là ở môi trường kiềm (pH tới 9,5), trung bình và axit yếu, luôn chứa khá nhiều kali
trong dung dịch. Về cấu tạo mạng tinh thể, ilite chiếm vị trí trung gian giữa kaolinite
và montmorilonite.
Kaolinite được thành tạo do phong hóa đá magma, đá biến chất và đá trầm tích trong
điều kiện khí hậu ẩm khác nhau. Đặc điểm của mạng tinh thể kaolinite là tương đối
bền, ổn định.
Montmorilonite phổ biến nhất là loại chứa oxit nhôm, cấu tạo mạng tinh thể gần giống
như kaolinit nhưng kém bền vững, nước dễ xuyên vào gây trương nở mạnh.
Montmorilonite được thành tạo chủ yếu trong quá trình phong hóa đất magma trong
điều kiện môi trường kiềm (pH= 7 – 8,5), khí hậu khô, ôn hòa và ẩm. Montmorilonite
cũng có thể phát sinh ở biển trong điều kiện môi trường kiềm.
Các khoáng vật sét là dấu hiệu biểu thị các điều kiện môi trường mà nó thành tạo và có
ảnh hưởng quyết định đến các tính chất cơ – lý của đất sét. Vì vậy, khi đánh giá đất sét
về mặt địa chất công trình cần nghiên cứu thành phần khoáng vật sét (phần phân tán
mịn) của nó. Trong trường hợp chung, đất sét là một hệ phân tán ba pha (hạt khoáng,
nước lỗ rỗng và hơi), tuy nhiên do đất sét yếu thường bão hòa nước nên nó xem là một
hệ hai pha cốt đất và nước lỗ rỗng.
Các hạt sét và hoạt tính của chúng với nước trong đất làm cho đất sét mang những tính
chất mà những loại đất khác không có: Tính dẻo và sự tồn tại của gradient ban đầu,
khả năng hấp thụ, tính chất lưu biến,... từ đó mà đất sét có những đặc điểm riêng về
cường độ, tính biến dạng.
Một trong những đặc điểm quan trọng của đất sét mềm là tính dẻo. Nhân tố chủ yếu
chi phối độ dẻo là thành phần khoáng vật của nhóm hạt kích thước nhỏ hơn 0,002 mm
và hoạt tính của chúng đối với nước.
Trong thực tế xây dựng thường dùng các giới hạn Atterberg để đánh giá độ dẻo của đất
loại sét. Theo cách phân loại đó thì đất sét mềm có độ sệt từ dẻo chảy đến chảy. Một

trong những tính chất quan trọng nữa của đất sét là độ bền cấu trúc (hay cường độ kết

5


cấu) của chúng. Nếu tải trọng truyền lên đất nhỏ hơn trị số cường độ kết cấuthì biến
dạng rất nhỏ, có thể bỏ qua, còn khi vượt quá cường độ kết cấuthì đường cong quan hệ
giữa hệ số rỗng và áp lực bắt đầu có độ dốc lớn. Trị số cường độ kết cấucủa đất sét
mềm vào khoảng 0,2 – 0,3 daN/cm2.
Tính chất lưu biến cũng là một tính chất quan trọng của đất sét yếu. Đất sét yếu là một
môi trường dẻo nhớt. Chúng có tính từ biến và có khả năng thay đổi độ bền khi chịu
tác dụng lâu dài của tải trọng. Khả năng đó gọi là tính lưu biến. Trong tính chất lưu
biến của đất sét còn có biểu hiện giảm dần ứng suất trong đất khi biến dạng không đổi,
gọi là sự chùng ứng suất. Thời gian mà ứng suất gây nên biến dạng đang xét giảm đi
2,7183 lần gọi là chu kỳ chùng ứng suất. Ở đất sét yếu chu kỳ chùng ứng suất thường
rất ngắn.
Hiện tượng hấp thụ là khả năng đất sét yếu hút từ môi trường chung quanh và giữ lại
trên chúng những vật chất khác nhau (cứng, lỏng, hơi), những ion phân tử và các hạt
keo. Người ta dùng nó để giải thích nhiều hiện tượng và tính chất đặc biệt của đất sét.
1.1.2.2. Bùn
Theo quan điểm địa chất thì bùn là các lớp đất mới được tạo thành trong môi trường
nước ngọt hoặc trong môi trường nước biển, gồm các hạt rất mịn (nhỏ hơn 200µm) với
tỷ lệ phần trăm các hạt < 2µm cao, bản chất khoáng vật thay đổi và thường có kết cấu
tổ ong. Tỷ lệ phần trăm các chất hữu cơ nói chung dưới 10%.
Bùn được tạo thành chủ yếu do sự bồi lắng tại các đáy biển, vũng, vịnh, hồ hoặc các
bãi bồi của sông, nhất là các cửa sông chịu ảnh hưởng của thủy triều. Bùn luôn no
nước và rất yếu về mặt chịu lực. Theo quy phạm Liên Xô SNIP II – 1,62 thì bùn là
trầm tích thuộc giai đoạn đầu của quy trình hình thành đất đá loại sét, được thành tạo
trong nước, có sự tham gia của các quá trình vi sinh vật. Độ ẩm của bùn luôn cao hơn
giới hạn chảy, còn hệ số rỗng e > 1 (với á cát và á sét) và e > 1,5 (với sét).

Trong thành phần hạt, bùn có thể là á cát, á sét, sét và cũng có thể là cát mịn và đều có
chứa một hàm lượng hữu cơ nhất định (đôi khi đến 10 – 12%), càng xuống sâu hàm
lượng này càng giảm.

6


Cường độ của bùn rất nhỏ, biến dạng rất lớn (bùn có đặc tính là nén chặt không hạn
chế kèm theo sự thoát nước tự do), môđun biến dạng chỉ vào khoảng 1 – 5 daN/cm2
(với bùn sét) và 10 – 25 daN/cm2 (với bùn á sét, bùn á cát), còn hệ số nén lún thì có thể
đạt tới 2 – 3 cm2/daN. Như vậy, bùn là những trầm tích nén chưa chặt và dễ bị thay đổi
kết cấu tự nhiên, do đó việc xây dựng trên bùn chỉ có thể thực hiện được sau khi áp
dụng các biện pháp xử lý đặc biệt.
1.1.2.3 Than bùn
Than bùn là đất yếu nguồn gốc hữu cơ, được thành tạo do kết quả phân hủy các di tích
hữu cơ (chủ yếu là thực vật) tại các đầm lầy. Than bùn có dung trọng khô rất thấp (3 –
9 kN/m3), hàm lượng hữu cơ chiếm 20 – 80%, thường có màu đen hoặc màu nâu sẫm,
cấu trúc không mịn, còn thấy tàn dư thực vật.
Trong điều kiện tự nhiên, than bùn có độ ẩm cao, trung bình 85 – 95% và có thể đạt
hàng trăm phần trăm. Than bùn là loại đất bị nén lún lâu dài, không đều và mạnh nhất,
hệ số nén lún có thể đạt 3 – 8 – 10cm2/daN, vì thế phải thí nghiệm than bùn trong các
thiết bị nén với mẫu cao ít nhất 40 – 50cm. Than bùn thường được phân loại theo địa
chất công trình và theo tính chất cơ – lý của đất.
1.1.3 Các giải pháp xử lý nền đất yếu
1.1.3.1 Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp làm chặt đất bằng cơ học
Phương pháp làm chặt đất trên mặt bằng cơ học là một trong những phương pháp cổ
điển nhất, được sử dụng rất phổ biến trên thế giới. Bản chất của phương pháp này là
dùng các thiết bị cơ giới như xe lu, máy đầm, búa rung... làm chặt đất. Các yếu tố
chính làm ảnh hưởng đến khả năng đầm chặt của đất gồm: Độ ẩm, công đầm, thành
phần hạt, thành phần khoáng hóa, nhiệt độ của đất và phương thức tác dụng của tải

trọng. Mục đích làm chặt đất là phải xác định độ ẩm tốt nhất (Wopt) ứng với giá trị khối
lượng thể tích khô lớn nhất (γdmax).

7


Hình 1.1. Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp làm chặt đất
Do được làm chặt, các chỉ tiêu về độ bền của đất tăng lên đáng kể, tính biến dạng và
tính thấm giảm đi. Hiện nay phương pháp này được sử dụng rộng rãi trong xây dựng
đường giao thông, sân bay, các công trình thủy lợi và trong xây dựng dân dụng và
công nghiệp.
1.1.3.2 Xử lý nền đất yếu bằng lớp đệm
Xử lý nền bằng lớp đệm nhằm mục đích tăng sức chịu tải và giảm tính nén lún của
nền. Người ta thường xử lý bằng đệm cát, đất, đá, sỏi.

Hình 1.2. Xử lý nền đất yếu bằng đệm cát
- Đệm cát: Vì ứng suất do tải trọng ngoài giảm dần theo chiều sâu cho nên khi gặp lớp
đất yếu người ta thay một phần lớp đất yếu bằng các vật liệu thay thế (gọi là tầng đệm
cát) ngay dưới đáy móng để đủ sức chịu tải trọng mà vẫn tận dụng được khả năng của
lớp đất yếu nằm ở phía bên dưới.

8


- Đệm đất: Thay toàn bộ lớp đất yếu áp dụng cho đất yếu xuất hiện ngay trên bề mặt
với chiều dày lớp đất yếu không lớn. Bằng giải pháp này chúng ta tạo ra dưới đáy
móng lớp đất mới có góc ma sát trong cao và trọng lượng riêng lớn, hệ số rỗng thấp
không những đảm bảo tăng cường cường độ của đất mà còn làm giảm tính lún của đất.
- Đệm đá sỏi: Khi chiều dày lớp đất yếu nhỏ hơn 3m ở trạng thái bão hòa nước dưới
lớp đất yếu là lớp đất chịu lực tốt và xuất hiện nước có áp lực cao thì dùng đệm đá, sỏi.

Lớp đệm đá yêu cầu phải xếp chèn thật tốt nếu không sẽ mất ổn định toàn bộ lớp đệm.
1.1.3.3 Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp nén trước
Công trình xây dựng trên nền đất yếu sẽ chịu lún đáng kể. Do vậy, trước đó người ta
đã chất tải buộc nền đất lún xuống đến mức cần thiết. Trong thời gian chất tải, độ lún
và áp lực nước được quan trắc. Lớp gia tải được dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản
xảy ra. Công trình vẫn tiếp tục lún do đất có tính dẻo cao, nhưng biên độ lún khi đó sẽ
chỉ bằng một phần nhỏ, khoảng 5 – 10% so với trường hợp không chất tải trước. Tải
trọng do công trình gây ra có tính lâu dài, đến hết tuổi thọ của công trình, trong khi
chất tải trước chỉ kéo dài trong một thời gian ngắn. Tuy nhiên do chất tải trước khá lớn
nên mặc dù nền đất chưa đạt tới cố kết hoàn toàn nhưng cũng để đạt độ lún yêu cầu.

Hình 1.3. Gia tải trước bằng cách sử dụng khối đắp hoặc áp suất chân không
1.1.3.4 Xử lý nền đất yếu bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng
Lún do cố kết nền đất sét yếu tạo ra nhiều sự cố cho nền móng công trình. Cần nhiều
thời gian để hoàn thành cố kết thứ nhất do tính thấm của đất sét nhỏ. Để rút ngắn thời

9


gian cố kết này, thường dùng thiết bị tiêu nước thẳng đứng kết hợp với nén trước bằng
khối đắp tạm thời hay áp lực chân không. Thiết bị tiêu nước thẳng đứng có nhiều loại
với các đặc trưng vật lý khác nhau nhằm tạo ra đường thoát nước nhân tạo cho đất. Có
hai loại đường thấm thẳng đứng: Giếng cát và bấc thấm. Tác dụng của đường thấm
thẳng đứng là để tăng nhanh quá trình thoát nước trong các lỗ rỗng của đất yếu, làm
giảm độ rỗng, độ ẩm, tăng dung trọng. Kết quả là làm tăng quá trình cố kết của nền đất
yếu, tăng sức chịu tải và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép.
Để tăng nhanh tốc độ cố kết, ta thường kết hợp biện pháp xử lý bằng bấc thấm, giếng
cát với biện pháp gia tải tạm thời, tức là đắp cao thêm nền đường so với chiều dày thiết
kế 2 – 3m trong vài tháng rồi sẽ lấy phần gia tải đó đi ở thời điểm t mà nền đường đạt
được độ lún cuối cùng như trường hợp nền đắp không gia tải.

Hình 1.4. Xử lý nền đất yếu bằng thiết bị tiêu nước thẳng đứng
1.1.3.5 Xử lý nền đất yếu bằng cọc vật liệu rời
Cọc vật liệu rời có thể áp dụng cho nhiều loại đất khác nhau, từ các loại đất rời đến đất
sét yếu và các loại đất hữu cơ. Cọc vật liệu rời rất kinh tế kể cả khi phải chịu tải ở mũi
cọc. Chúng được thi công bằng biện pháp đầm rung, đầm trong lỗ khoan, cọc cát đầm,
cọc đá đóng, đầm nặng. Cọc đá đóng cũng có thêm tác dụng của đầm nặng vì thực chất
chúng được chất tải trước. Cọc đá sẽ nâng cao sức chịu tải của nền 240 – 480kPa,
giảm độ lún cho móng, chuyển dịch ngang, chèn lấp các hang hốc. Khả năng chịu tải
của nền được cải thiện từ 50 – 100% trong khi lún giảm đi 3 – 4 lần. Đáng lưu ý là lún
hầu như chỉ xảy ra trong giai đoạn chất tải và còn rất nhỏ ở giai đoạn sau thi công.

10


1.1.3.6 Xử lý nền đất yếu bằng cọc đất – xi măng đất
Cọc đất – xi măng là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu [6], đặc biệt là trong
điều kiện nền đất yếu quá dày, mực nước ngầm cao hoặc nền ngập nước và hiện
trường thi công chật hẹp. Mục đích gia cố của công nghệ là làm tăng cường độ, khống
chế biến dạng, giảm tính thấm của đất yếu hoặc đất co ngót hoặc để vệ sinh các khu
nhiễm độc. Tức là cải thiện các đặc trưng của đất như nâng cao khả năng chịu tải của
đất bằng cách cứng hóa tại chỗ.
Khả năng ứng dụng của công nghệ này tương đối rộng rãi như: làm tường hào chống
thấm cho đê đập, gia cố nền móng công trình xây dựng, chống thấm mang cống và đáy
cống, ổn định tường chắn, chống trượt mái, gia cố đất yếu xung quanh đường hầm, gia
cố nền đường, mố cầu dẫn.
Cọc đất - xi măng ứng dụng công nghệ trộn sâu theo chất kết dính: xi măng, vôi, thạch
cao, tro bay... và phương pháp trộn khô, ướt, quay, phun tia...
Công nghệ thi công cọc đất – xi măng là công nghệ trộn khô và công nghệ trộn ướt.
1.1.3.7 Xử lý nền đất yếu bằng cọc bê tông cốt thép

Cọc BTCT được sử dụng rất phổ biến trong xử lý nền đất yếu. Cọc bê tông cốt thép
đúc sẵn có hai loại: Cọc bê tông cốt thép thường và cọc bê tông cốt thép ứng suất
trước. Cọc thường có hình vuông, cạnh cọc có kích thước 0,1 – 1m; kích thước thường
gặp ở Việt Nam hiện nay là 0,2 – 0,4m. Với cọc bê tông cốt thép thường thì mác bê
tông hay sử dụng là 250 – 350 kG/cm2. Còn với cọc bê tông cốt thép ứng suất trước thì
mác bê tông là 350 – 450 kG/cm2. Cáp kéo ứng suất trước thường có cường độ khoảng
1800 MPa (18.000 kG/cm2). Trong quá trình đổ bê tông, cáp được kéo trước với áp lực
khoảng 900 – 1300 MPa. Cọc bê tông cốt thép ứng suất trước có ưu điểm là sức chịu
tải lớn, có thể xuyên qua các lớp cát chặt, sỏi cuội. Tuy nhiên, loại cọc bê tông cốt thép
ứng suất trước còn chưa được áp dụng phổ biến ở Việt Nam.

11


1.2. Tình hình nghiên cứu, ứng dụng giải pháp móng cọc
1.2.1 Lịch sử ra đời và phát triển của móng cọc
Toàn bộ lịch sử nhân loại được phát triển từ vị trí của nền tảng kỹ thuật, trong đó địa
kỹ thuật luôn luôn được quan tâm và một số vấn đề về địa kỹ thuật lại rất quan trọng
như việc xây dựng trên cọc. Khi con người tiền sử xuất hiện từ các hang động, họ đã
bắt đầu xây dựng những nơi ở riêng cho mình.
Vào thời kỳ cuối thời kỳ đồ đá, những loại cọc đầu tiên được làm theo dạng cây cừ
được sử dụng sớm nhất, con người định cư tại những thung lũng ven sông trên những
tầng đất yếu, sình lầy hoặc trên những nơi dễ bị ngập lụt để sử dụng nguồn nước và
săn bắt. Họ dựng những nơi trú ẩn trên nền cọc gỗ và gia cố chắc chắn xung quanh
những cọc gỗ đó bằng đá, ngày nay nhiều di tích được bảo tồn ở Đông Âu điển hình
như trong Rừng đen nước Đức, Vollhynia, và Ba Lan. Vào thời kỳ đồ đá hiện đại, xây
dựng trên cọc cây cũng được sử dụng ở những sông, hồ rất lớn. Cấu trúc này cũng
thuận lợi trong khía cạnh phòng thủ trong đánh trận, hơn 400 khu định cư sử dụng cây
cừ ở Thụy Sĩ, miền nam nước Đức, và Bắc Ý là những di tích quen thuộc hay có thể
hồi tưởng về pháo đài kiên cố xung quanh Novgorod Kremlin bên bờ sông Volkhov.

Trong quá trình xây dựng, gỗ được sử dụng để củng cố các tầng đất yếu và để đóng
cọc. Để đạt được khối lượng và thành quả như vậy thì sự chuẩn bị kỹ thuật và việc tổ
chức đóng cọc phải đạt mức độ cao đối với con người thời đó. Ngày nay, người ta biết
những thông tin về kỹ thuật nền móng cổ đại do sự giới thiệu của Vitruvia, và những
mô tả chi tiết xây dựng cầu được sưu tập bởi Caesar.
Vitruvia viết rằng có thể đạt được những nền móng vững chắc bằng cách sử dụng
những cọc gỗ sồi được chuẩn bị một cách đặc biệt hoặc là những cọc hình thành từ gỗ
trăn precalcined và gỗ ô liu hay mô tả những thiết bị dùng đóng ép cọc đơn giản nhất,
các chuyển động của trục kéo và con vật cũng được sử dụng. Ceasar mô tả việc xây
dựng các cây cầu bằng gỗ, đoạn qua sông rộng cho quân đội La Mã khi đó cọc gỗ
được sử dụng tạo thành trụ cầu có thể được xem như một tài liệu tham khảo cổ điển
về cọc.

12


Ngoài ra, một số di tích cần được chú ý như: nền móng dưới nhà thờ Notre Dame de
Strasbourg ở Pháp là một điều quan tâm. Nhà thờ được xây dựng năm 1015, trên nền
tảng nền móng trên các cọc gỗ bởi các nhà xây dựng thời La Mã cổ đại từ lâu đã nổi
tiếng là một trong những thành tựu cao quý nhất của kiến trúc phương Tây. Khai quật
trong lâu đài Baunard ở London (1974-1976) đã chỉ cho thấy các bức tường chịu lực
cơ bản cũng nằm yên trên những cọc được đóng vào thế kỷ thứ 4 bởi các nhà xây dựng
La Mã.
Và một bước tiến vượt bậc trong việc ngành kỹ thuật móng cọc khi năm 1740,
Christoffoer Polhem người Thụy Điển, một nhà khoa học về vật lý và cơ khí học đã
phát minh ra dụng cụ không khác mấy thiết bị đóng cọc mà ngày nay sử dụng. Kế đến
là phát minh của James Hall Nasmyth, một kỹ sư và nhà sáng chế người Scotland đã
phát minh ra búa hơi năm 1839 để nâng cao lực đóng khi bị than phiền từ một kỹ sư
công ty đóng tàu năm 1938 rằng những thiết bị búa đóng lớn nhất vẫn không đủ lực
đóng để rèn trục mái chèo, sau đó được ông cải tiến thêm thành máy đóng cọc vào

năm 1843. Từ đó, thúc đẩy việc phát triển cọc chịu tải lớn hơn, bền hơn chủ yếu dựa
vào vật liệu làm cọc. Đầu tiên là cọc thép được ra đời vào khoảng năm 1800, sau đó
đến năm 1824 Joseph Aspdin đã phát minh ra xi măng Portland, vật liệu không thể
thiếu khi tạo thành bê tông, tiếp đến năm 1897 A.Raymond lần đầu tiên tìm ra hệ
thống cọc được trộn bằng hỗn hợp bê tông mang tính kinh tế hơn so với cọc thép, và
đến năm 1903 R.J.Beale phát triển thành phương pháp cọc bê tông nhồi trong ống
thép, đến những năm 1960 đến nay với máy móc công nghệ thi công phát triển cho ra
đời cọc vôi, cọc xi măng đất, cọc cát, và cọc kiểu kết hợp với nhau để tạo thành cọc
phù hợp nhất với những loại nền đất nhất định.
Có lẽ, không có khu vực nào trên trái đất không sử dụng cọc, thời gian đã khẳng định
độ tin cậy, tuổi thọ của các nền móng từ thời cổ đại trong nhiều vùng đất rất khác nhau
của Châu Âu, Châu Á và Châu Phi. Điều này cho thấy móng cọc có tầm ảnh hưởng rất
quan trọng trong việc nâng cao sức chịu tải của nền đất và vốn dĩ là một biện pháp
không thể thiếu đối với bất cứ công trình xây dựng có quy mô tương đối lớn nào trở
lên. Cho đến ngày nay, công nghệ rất tiên tiến nhưng vẫn chưa thể áp dụng một biện
pháp cải thiện nền nào khác ngoài cọc đối với những công trình lớn như nhà cao tầng,

13


công trình thủy lợi, cầu đường,…Vì vậy, móng cọc vẫn đang là một đề tài rất được
quan tâm cho đến ngày nay như về công nghệ làm cọc, vật liệu làm cọc, công nghệ thi
công cọc, biện pháp thi công cọc, chiều dài cọc cần thiết, phương án rút ngắn cọc vẫn
đảm bảo an toàn kỹ thuật…
1.2.2 Tình hình thiết kế và thi công móng cọc
Trải dài qua thời gian, với sự phát triển của khoa học và công nghệ cũng như các biện
pháp thi công tiên tiến, việc thiết kế và thi công móng cọc đã đạt được những bước
tiến nhất định. Hiện nay, do việc phát triển của khoa học công nghệ cũng như các biện
pháp thi công tiên tiến, việc thiết kế và thi công móng cọc đãđạt được những bước tiến
nhất định. Có rất nhiều loại cọc để xử lý nền đất yếu phổ biến như cọc tre, cọc tràm,

cọc gỗ, cọc thép, cọc bê tông cốt thép, cọc xi măng đất, cọc cát, cọc kết hợp và mỗi
một giải pháp móng cọc đều có những ưu nhược điểm riêng trong thiết kế, thi công.
- Cọc tre được sử dụng phổ biến ở Việt Nam, cụ thể là ở miền Bắc cọc tre vẫn được
dùng cho những công trình dân dụng quy mô tải trọng nhỏ thấp tầng, hiện tại chưa
thấy lý thuyết tính toán cụ thể mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm và tiêu chuẩn ngành
22TCN 262-2000 của Bộ Giao Thông Vận Tải.

Hình 1.5 Thi công đóng cọc tre
Phạm vi áp dụng:

14


Cọc tre được sử dụng để nâng cao độ chặt của đất, giảm hệ số rỗng nâng cao sức chịu
tải của đất nền cho những công trình có tải trọng truyền xuống không lớn hoặc để gia
cố cừ kè vách hố đào.
Cọc tre được sử dụng ở những vùng đất luôn luôn ẩm ướt, ngập nước. Nếu cọc tre làm
việc trong đất luôn ẩm ướt thì tuổi thọ sẽ khá cao khoảng 50-60 năm. Nếu cọc tre làm
việc trong vùng đất khô ướt thất thường thì cọc rất nhanh bị mục nát.
Theo điều IV.3.5. tiêu chuẩn ngành 22TCN 262-2000 Bộ Giao Thông Vận Tải dùng
để khảo sát thiết kế đường ô tô đắp trên nền đất yếu thì dùng cọc tre đóng 25 cọc trong
1m2 cũng là biện pháp cho phép thay thế việc đào bớt đất yếu trong phạm vi bằng
chiều sâu cọc đóng (thường có thể đóng sâu 2-2.5m). Cọc tre nên dùng loại có đường
kính đầu lớn trên 7cm, đường kính đầu nhỏ trên 4cm, loại tre khi đóng không dập gẫy.
Khi tính toán được phép xem vùng đóng cọc tre như là nền đã đắp.
Cọc tre có thể đóng thủ công hoặc đóng bằng máy.
Hạ cọc bằng thủ công : Dùng vồ gỗ rắn để đóng , để tránh dập nát đầu cọc phải dùng
bịt đầu cọc bằng sắt. Cọc đóng xong phải cưa bỏ phần dập nát đầu cọc. Trường hợp
nền đất yếu bùng nhùng mà khi đóng cọc bằng vồ cọc bị nẩy lên thì nên hạ cọc bằng
phương pháp gia tải, kết hợp rung lắc.

Hạ cọc bằng máy : Có thể dùng gầu máy đào để ép cọc nếu có thể. Ở một số nơi đã cải
tiến búa máy phá bê tông bằng cách chụp thêm một mũ chụp để đóng cọc tre. Máy nén
khí trường hợp này dùng loại có công suất nhỏ, áp lực khi nén khoảng bằng 4-8 atm,
một máy nén khí có thể dùng đồng thời cho 5-6 máy đóng cọc tre.
- Cọc tràmđược người Pháp sử dụng cách đây trên 100 năm ở miền Nam, ví dụ nhà hát
TP.HCM, chung cư Thanh Đa-Quận Bình Thạnh-TP.HCM (xây dựng vào khoảng năm
1968-1972) đều dùng cừ tràm. Một thời gian rất dài khi mà cọc bê tông cốt thép chưa
được sử dụng rộng rãi, hay những căn hộ ở TP.HCM nói riêng và miền Tây Nam Bộ
nói chung thường dùng cừ tràm như một giải pháp gia cố móng khi xây trên nền đất
yếu cho đến tận ngày nay, điều này minh chứng cho kinh nghiệm cuả những người đi

15