Ứng dụng giải pháp bấc thấm để xử lý nền đất yếu dưới nền đường vào khu tái định cư sing việt huyện bình chánh tp hồ chí minh

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG-TPHCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: TS. PHẠM VĂN HÙNG
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. ĐỖ THANH HẢI
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. TÔ VĂN LẬN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 09
tháng 01 năm 2019

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1.
2.
3.
4.
5.

PGS.TS. LÊ BÁ VINH.......................Chủ tịch hội đồng
TS. NGUYỄN VIỆT TUẤN...............Thư ký hộí đồng
TS. ĐỖ THANH HẢI.........................Cán bộ phản biện 1
PGS.TS. TÔ VĂN LẬN......................Cán bộ phản biện 2
PGS.TS. TRẦN TUẤN ANH................ủy viền hội đồng

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau
khi luận văn đã được sử chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỊNG

PGS.TS. LÊ BÁ VINH

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS. LÊ ANH TUẤN


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠĨ HỌC BÁCH KHOA TP.HCM

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh Phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
MSHV
1670042 : NGUYỄN ĐỨC LÂM
Họ tên :học
Nơi
: Tp.
Hồ Chí
: 17/05/1992
Minh
viênsinh
Ngày
sinh
Điện
thoại:
1670042
: :
Địa chỉ

email
Mã
số ngành:
ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DựNG
Chuyên
ngành60.58.02.11
I. TÊN ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM ĐÊ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG VÀO KHU
TÁI ĐỊNH CƯ SING VIỆT HUYỆN BÌNH CHÁNH TP.HỒ CHÍ MINH
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. NHIỆM VỤ:

Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bấc thấm kết hợp với gia tải trước.
- ứng dụng xử lý nền đường và khu tái định cư Sing Việt huyện Bình Chánh Tp. Hồ Chí Minh.
2. NỘI DUNG:

Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp với gia tải
trước.
- Chương 3: ứng dụng giải pháp bấc thấm để xử lý nền đất yếu dưới nền đường vào khu tái định
cư Sing Việt Huyện Bình Chánh Tp.Hồ Chí Minh.
Kết luận và kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 13/08/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2018
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. VÕ PHÁN

Tp. Hcm ngày tháng năm 20
CÁN BỘ HD 1

CÁN BỘ HD 2

CN BỘ MÔN QUẢN LÝ
CHUYEN NGÀNH

TRƯỞNG KHOA KỸ
THUẬT XÂY DỰNG


LỜI CẢM ƠN
Trong quá học tập và nghiên cứu hoàn thành khóa học, ngồi cố gắng và nỗ lực của bản
thân còn phải kể đến sự hướng dẫn, giúp đỡ tận tình của q thầy cơ, gia đình, bạn bè và
đồng nghiệp.
Tơi xin bày tỏ lịng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS. Võ Phán, người ln tận tình hướng
dẫn, giúp đỡ trong q trình làm luận văn.
Tơi xin tri ân sâu sắc đến quý thầy cô trong bộ môn Địa Cơ Nên Móng và các thầy cơ
trực tiếp giảng dạy trong khóa học 2016.
Tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến các anh em, đồng nghiệp trong Tổ điều hành dự
án Khu tái định Cư Sing Việt đã hết lịng giúp đỡ, quan tâm động viên trong q trình thực
hiện luận văn.
Cuối cùng tơi xin bày tỏ lịng biết ơn vơ hạn đến gia đình, là chỗ dựa và niềm tin cho
tơi trong cuộc sống cũng như q trình học tập.
Xin chân thành cảm ơn!
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2018

Nguyễn Đức Lâm


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tên đề tài:

“ứng dụng giải pháp bấc thấm để xử lý nền đất yếu dưới nền đường vào khu
tái định cư Sing Việt huyện Bình Chánh Tp. Hồ Chí Minh”.
Tóm tắt đề tài:
Bằng việc phân tích ngược kết quả tại một mặt cắt quan trắc xử lý nền đường số 2
thuộc Dự án khu tái định cư Sing Việt, từ đó rút ra được tỷ số giữa hệ số cố kết theo
phương ngang Ch và phương đứng Cv là 4 lần đại diện cho lớp đất yếu phổ biến trong
khu vực. Bên cạnh đó, tác giả ước lượng các tỷ số liên quan đến vùng đất xáo trộn xung
quanh bấc thấm từ đó đưa ra bộ thơng số sử dụng cho việc tính tốn.
Trong đó, thơng qua tính tốn bằng phương pháp giải tích, bằng phương pháp
phần tử hữu hạn theo cách mô phỏng vùng nền tương đương (Chai & Miura ,2001) và
mô phỏng bấc thấm như vật liệu đan hồi (Trần & Mitachi, 2008). Từ đó tác giả so sánh
với kết quả quan trắc thực tế rút ra kết luận: sai khác giữa phương pháp mô phỏng bấc
thấm như vật liệu đàn hồi và phương pháp giải tích với quan trắc thực tế dưới 5% ở cuối
giai đoạn chờ cố kết trong phạm vi khu tái định cư.


ABSTRACT
Thesis title:
“Application of Prefabricated Vertical Drains for improvement of soft soil
under entrance roads in Sing Viet Resettlement Land, Binh Chanh district HCM
city.”
Abstract:
By backward analyzing results of a section of monitoring and soil treatment of
Road No.2, under Sing Viet Resettlement Land Project, from which the ratio between
horizontal direction coefficient consolidation Ch and vertical dhection coefficient
consolidation Cv is fourfold, representing for common soft soil layer in this location.
Besides, the author estimates ratios of PVD messed surrounding areas, from which serial
of parameters apply for calculation shall be proposed.
Thereof, by calculating with analytic method, finite element theory (FEM) method
including 2 methods: Describe soft soil layer by equivalent area (Chai & Miura, 2001),

and describe PVD by elastic material (Tran & Mitachi, 2008). The author shall then,
compare this result with actual monitoring report and come into a conclusion: the
difference between calculating by FEM method - describe PVD by elastic material and
by analytic method with actual monitoring result is less than 5% at the end of waiting
time for consolidation.


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan bài Luận văn tốt nghiệp này là cơng trình tự lực bản
thân thực hiện trên cơ sở trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết, kiến thức và đối chiếu
quan trắc thục tế duới sụ huớng dẫn của PGS.TS. Võ Phán.
Các tài liệu khảo sát địa chất và kết quả quang trắc từ cơng trình khu tái
định cu Sing Việt đang thi cơng là hồn tồn trung thục
Neu có phát hiện gian lận nào tơi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm truớc
Hội Đồng cũng nhu kết quả luận văn của mình.
Một lần nữa, tơi xin khẳng đinh tính trung thục của lời cam đoan trên.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 02 tháng 12 năm 2018

Nguyễn Đức Lâm


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU...........................................................................................................................1
1. Tính cấp thiết của đề tài:.......................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu:............................................................................................3
3. Phương pháp nghiên cứu:.....................................................................................3
4. Tính khoa học và thực tiễn của đề tài:..................................................................3
5. Sự hạn chế của đề tài:............................................................................................4
CHƯƠNG 1. TÔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI
TRƯỚC ĐÊ XỬ LÝ ĐẤT YẾU.......................................................................................5

1.1.

Khái niệm về đất yếu:..........................................................................................5

1.1.1.

Theo nguồn gốc hình thành:.......................................................................5

1.1.2.

Theo trạng thái cơ lý tự nhiên của đất yếu.................................................6

1.2.

Giới thiệu về phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước:................................6

1.3.

Lịch sử phát triển:................................................................................................8

1.4.

Bấc thấm:..........................................................................................................8

1.5.

Vật liệu thốt nước ngang.................................................................................12

1.6.

Trình tự thi cơng:...............................................................................................14

1.7.

Nhận xét chương 1:...........................................................................................17

CHƯƠNG 2. Cơ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN BẤC THẤM....................................18
2.1.

Độ lún do gia tải trước:.....................................................................................18

2.1.1.

Độ lún tức thời:..........................................................................................18

2.1.2.

Độ lún cố kết sơ cấp:..................................................................................19

2.1.3.

Độ lún thứ cấp:...........................................................................................20

2.2.

Cơ sở lý thuyết cho bài toán cố kết thấm:.........................................................20

2.2.1.

Các giả thiết cơ bản của bài tốn cố kết:....................................................20

2.2.2.

Lời giải tích cho bài tốn cố kết thấm:.......................................................22

2.2.3. Lời giải giải tích cho lăng trụ thấm trong điều kiện chỉ gia tải trước bằng
đất đắp:.....................................................................................................................23
2.3.

Các phương pháp đánh giá ổn định và biến dạng theo số liệu quan trắc:.........27

2.3.1......................................................................................................................... Đánh giá
độ ổn định theo phương pháp Matsuo:...........................................................................28
2.3.2.

Đánh giá độ ổn định theo phương pháp Asaoka:.......................................29

2.4.

Phương pháp giải tích theo TCVN 9355-2013:.................................................30

2.5.

Mơ phỏng bấc thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn:................................33

2.5.1.

Phương pháp phần tử hữu hạn - Phần mềm Plaxis:....................................33

2.5.2.

Cơ sở lý thuyết của phần mềm Plaxis:.......................................................34

2.5.3.

Mơ hình đất nền:.........................................................................................34

2.5.4.

Mơ hình bấc thấm trong phương pháp PTHH:..........................................40

2.5.5.

Phương pháp mơ phỏng vùng nền tương đương:......................................41

2.5.6. Phương pháp mô phỏng PVD như vật liệu đàn hồi có hệ số thấm theo
phương đứng tương tự PVD.....................................................................................43
2.6.

Nhận xét chương 2:...........................................................................................44

CHƯƠNG 3. ÚNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM ĐÊ xử LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN
ĐƯỜNG VÀO KHU TÁI ĐỊNH CƯ SING VIỆT HUYỆN BÌNH CHÁNH TP.HỒ CHÍ MINH
....................................................................................................................................... 45
3.1.

Tổng quan về cơng trình:..................................................................................45

3.2.

Điều kiện tự nhiên:............................................................................................46

3.2.1.

Địa hình:.....................................................................................................46

3.2.2.

Đặc điểm khí hậu:.......................................................................................46

3.2.3.

Địa chất:......................................................................................................47

3.2.4.

Thủy văn:....................................................................................................53

3.3.

Thơng số nền đắp:............................................................................................54

3.4.

Thơng số tính tốn:...........................................................................................54

3.4.1.

Thơng số hình học đường:..........................................................................54

3.4.2.

Thơng số về kết cấu áo đường:...................................................................55

3.4.3.

Thông số về vật liệu san lấp:......................................................................55

3.4.4.

Thơng số bấc thấm:....................................................................................55

3.4.5.

Thiết bị quan trắc:.......................................................................................56

3.4.6.

Trình tự thi cơng đắp gia tải:......................................................................58

3.5.

TÍNH TỐN ĐỘ LÚN CỦA ĐẤT NỀN THEO TCVN 9355-2013:...............58

3.5.1.

Tính tốn độ lún cố kết Sc theo phương pháp tổng lớp phân tố:................58

3.5.2.

Tính độ lún theo thời gian St của lớp bùn sét yếu:.....................................64

3.6.

Tính tốn xử lý nền bằng phần mềm plaxis 8.5................................................74

3.6.1. Mô phỏng theo phương án 1 (PA1): Quy đổi đất yếu và bấc thấm như
vùng nền tương đương.............................................................................................74
3.6.2. Mô phỏng theo phương án 2 (PA2): Mô phỏng bấc thấm, xem bấc thấm
như vật liệu đàn hồi.................................................................................................82
3.7.

So sánh kết quả 3 phương pháp tính tốn và kết quả quan trắc thực tế...........91

3.8.

Kết luận chương 3:............................................................................................92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................................93


1. Kết luận:..............................................................................................................93
2. kiến nghị:.............................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................94
PHỤ LỤC......................................................................................................................946
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Chương 1
Hình 1. 1 Biện pháp xử lý nền bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước..........................7
Hình 1. 2 Bấc thẩm lõi có rãnh dạng hình chữ nhật.........................................................9

Hình 1. 3 Bấc thẩm lõi có rãnh dạng hình thang..............................................................9
Hình 1. 4 Bấc thẩm lõi có rãnh dạng hình nêm................................................................9
Hình 1. 5 Cẩu tạo bấc thẩm............................................................................................9
Hình 1. 6 Bố trí bấc thẩm................................................................................................11
Hình 1. 7 Bản thốt nước ngang.....................................................................................12
Hình 1. 8 Liên kết bản thốt nước ngang vào bấc thấm.................................................13
Hình 1. 9 Máy cẳm bấc thẩm..........................................................................................14
Hình 1. 10 Bản neo bấc thẩm..........................................................................................14
Chương 2
Hình 2. 1 Biểu đồ đường nén lún e-logơ.........................................................................20
Hình 2. 2 Quy đoi đường kỉnh tương đương bấc thẩm...................................................26
Hình 2. 3 Biểu diễn biểu đồ cho đảnh giả ổn định, đường quan hệ của h và h/s được thế hiện
theo Matsuo và cộng sự...................................................................................................28
Hình 2. 4 Sơ họa tính tốn độ lún cuối cùng bằng phương pháp Asaoka......................29
Hình 2. 7 ÔMữn hệ giữa ứng suất và biến dạng theo hàm Hyperbolic trong thí nghiêm nén 3
trục thốt nước................................................................................................................36
Hình 2. 8 Các đường cong dẻo ứng với cắc giá trị Ỵp khắc nhau..................................37
Hình 2. 9 Định nghĩa mơ đun trong thí nghiêm nén cổ kết.............................................38
Hình 2.10 Các mặt dẻo trong mặt phẳng p - q của mơ hình HS.....................................39
Hình 2. 11 Mặt dẻo trong khơng gian ứng suất chính của mơ hình HS (c = 0)..............39
Hình 2. 12 Đường cong biển dạng có kể đến sự kết thúc giãn nở trong thí nhiệm 3 trục thốt
nước.................................................................................................................................39


Chương 3
Hình 3. 1 Mặt bằng khu đơ thị Sing Việt.........................................................................45
Hình 3. 2 Mặt bằng bố trí hố khoan................................................................................47
Hình 3. 3 Mặt cẳt địa chẩt điển hình...............................................................................48
Hình 3. 4 Mặt bằng bố trí thiết bị quan trẳc đường số 2................................................57
Hình 3. 5 Mặt cẳt địa chất BH05....................................................................................59

Hình 3. 6 Mặt cẳt điển hình xử lỷ đường số 2.................................................................60
Hình 3. 7 Mơ hình - PA1..................................................................................................76
Hình 3. 8 Chia lưới mơ hĩnh - PA1..................................................................................76
Hình 3. 9 Điều kiện áp lực nước ban đầu - PA1..............................................................77
Hình 3. 10 Điều kiện ứng suất ban đầu (chưa đẳp gia tải) - PA1...................................77
Hình 3.11 Kết quả biến dạng sau 212 ngày chất tải - PA1.............................................78
Hình 3. 12 Chuyển vị theo phương đứng sau 212 ngày chất tải - PA1...........................78
Hình 3.13 Chuyển vị theo phương ngang sau 212 ngày chẩt tải - PA1..........................79
Hình 3. 14 Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau 212 ngày chất tải - PA1. ..79
Hình 3.15 Mơ hình - PA2.................................................................................................85
Hình 3.16 Chia lưới mơ hĩnh — PA2...............................................................................85
Hình 3.17 Điểu kiện áp lực nước ban đầu - PA2.............................................................86
Hình 3.18 Điểu kiện ứng suất ban đầu (chưa đắp gia tải) - PA2....................................86
Hình 3.19 Ket quả biến dạng sau 212 ngày chất tải - PA2.............................................87
Hình 3. 20 Chuyển vị theo phương đứng sau 212 ngày chất tải - PA2...........................87
Hình 3.21 Chuyển vị theo phương ngang sau 212 ngày chất tải - PA2..........................88
Hình 3. 22 Sự phân bổ áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau 212 ngày chất tải - PA2. ..88
DANH MỤC BẢNG BIÊU
Chương 1
Bảng 1. 1 Tiêu chí kỹ thuật tối thiểu của bấc thẩm đứng (PVD) - TCVN 9355-2013.. 11 Bảng 1. 2
Tiêu chí kỹ thuật tối thiểu của bấc thẩm ngang (PHD) - TCVN 9355-20Ỉ3Ỉ3 Bảng 1. 3 Trình tự
thỉ cơng bấc thẩm............................................................................................................15
Chương 3
Bảng 3. 1 Tổng hợp chỉ tiêu cơ lỷ các lớp đẩt................................................................49


Bảng 3. 2 Điệu kiện thủy vãn khu tái định cư Sing Việt..................................................54
Bảng 3. 3 Vật liệu kết cẩu ảo đường...............................................................................55
Bảng 3. 4 Vật liệu san lấp...............................................................................................55
Bảng 3. 5 Thông số vật liệu bấc thẩm.............................................................................55

Bảng 3. 6 Tính lún theo tổng lớp phân tố........................................................................61
Bảng 3.1 Hệ số cố kết Cvi các lớp đất còn lại................................................................62
Bảng 3. 8 Kết quả quan trẳc lún theo thời gian mặt cat SP4-5-6...................................65
Bảng 3. 9 Kết quả lún tại khoảng thời gian At = 6 ngày................................................66
Bảng 3. 10 Tính độ lún cố kết của lớp bùn sét do tải trong đẳp trung bình gây ra.......68
Bảng 3.11 Hệ số cố kết Cvi của từng lớp phân tố - tải đẳp trung bình..........................69
Bảng 3. 12 Thơng số tỉnh toán giai đoạn đẳp gia tải......................................................69
Bảng 3.13 Hệ số cố kết Cvi của từng lớp phân tố - đã đẳp đủ tải..................................70
Bảng 3. 14 Thơng số tính tốn giai đoạn chờ cố kết.......................................................70
Bảng 3.15 Tính lún theo thời gian phương pháp giải tích.............................................71
Bảng 3.16 Thơng so quy đoi vùng nền tương đương......................................................74
Bảng 3. 17 Thông sổ địa chất mô hình - PA1..................................................................75
Bảng 3.18 Thơng so quy đoi vùng nền khơng có bấc thẩm và bấc thẩm........................83
Bảng 3.19 Thơng số địa chất mơ hình - PA2...................................................................84
DANH MỤC ĐỒ THỊ
Đồ thị 3. 1 Biểu đồ phân bố ứng suất bản thân ơv và ứng suất tiền cố kết ơp theo chiều sâu của
lớp bùn sét.......................................................................................................................50
Đồ thị 3. 2 Đồ thị hệ số OCR theo chiều sâu của lớp bùn sét.........................................50
Đồ thị 3. 3 Hệ số rỗng ban đầu theo chiều sâu..............................................................51
Đồ thị 3. 4 Độ ẩm w% theo chiều sâu............................................................................51
Đồ thị 3. 5 Hệ số nén Cc theo chiều sâu.........................................................................52
Đồ thị 3. 6 Hệ số nở Cs theo chiều sâu...........................................................................52
Đồ thị 3. 7 Hệ sổ cố kết Cv theo cẩp áp lực trong thí nghiệm nén cố kết.......................53
Đồ thị 3. 8 Đồ thị kết quả quan trẳc mặt cat SP4-5-6.....................................................58
Đồ thị 3. 9 Biểu đồ Asaoka mặt cat SP4-5-6...................................................................67
Đồ thị 3. 10 So sánh kết quả phương pháp giải tích và quan trẳc thực tế......................72
Đồ thị 3. 11 Độ lún theo thời gian đến thời điểm sau chất tải 212 ngàỵ - PA1..............80
Đồ thị 3. 12 Độ lún theo thời gian đến khỉ áp lực nước lỗ rỗng bé hơn 1 kN/m2 - PA1.

........................................................................................................................................80 Đồ thị
3. 13 So sánh kết quả PA1 với quan trẳc thực tế............................................................80
Đồ thị 3. 14 Độ lún theo thời gian đến thời điểm sau chất tải 212 ngày — PA2...........89
Đồ thị 3. 15 Độ lún theo thời gian đến khỉ áp lực nước lỗ rỗng bé hơn 1 kN/m2 - PA2.
................................................89 Đồ thị 3. 16 So sánh kết quả PA2 với quan trẳc thực tế.89
Đồ thị 3. 17 So sánh kết quả 3 phương pháp tỉnh với quan trắc thực tế.........................91


DANH MỤC KÝ HIỆU
Chương 1
e

c
Cu

II

w
Wp
WL
qw

Q
i

s
D

TT A A

kN/m Lực dính thí nghiệm cắt trực tiếp
o
Góc nội ma sát thí nghiêm cắt trực tiếp
kN/m2 Lực dính thí nghiêm cắt cánh hiện trường
Độ sệt
%
Độ ẩm
%
Giới hạn dẻo
%
Giới hạn chảy
3
m /s Khả năng thoát nước của bấc thấm trên 1 gradient thủy lực
m3/s Lưu lượng thoát nước của bấc thấm
Gradient thủy lực
m
Khoảng cách bố trí bấc thấm
m
Vùng ảnh hưởng thốt nước của bấc thấm
2

Chương 2
St
Si
Sc(t)
Ss(t)

m
m
m

m

go
m
Eu
ơ vo
— 5 ơ vm

Ap

kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2

Cs
Cc

eo
Ca
tp

Cv

a
b
dw

u
Uh

Uv
Tv
Th
F(n)
Fs
Fr

s
cm2/s
m
m
m

FT1 Ă 1 ✓
Tông
lúnthời
Độ lúnđộtức
Độ lún cố kết sơ cấp
Độ lún cố kết thứ cấp
Hệ số điều chỉnh theo tải đắp
Hệ số điều chỉnh theo độ dày của lớp đất
Mơ đun đàn hồi khơng thốt nước của đất
ứng suất hữu hiệu do trọng lượng bản thân ở giữa lớp đất
ứng suất tiền cố kết
ứng suất thẳng đứng gia tăng do tải trọng cơng trình gây ra ở giữa lớp đất
Chỉ số nở
Chỉ số nén
Hệ số rỗng ban đầu của lớp đất sét
Chỉ số nén thứ cấp (chỉ số nén từ biến)
Thời điểm khi kết thúc cố kết sơ cấp

Hệ số cố kết
Bề dày bấc thấm
Bề rộng bấc thấm
Đường kính quy đổi bấc thấm
Hệ số cố kết chung
Hệ số cố kết theo phương ngang
Hệ so cố kết theo phương đứng
Nhân tố thời gian theo phương đứng
Nhân tố thời gian theo phương ngang
Nhân tố ảnh hưởng của khoảng cách bố trí bấc thấm
Nhân tố xét đến ảnh hưởng xáo động
Nhân tố xét đến sức cản bấc thấm


n
kv
kh
ks
ds
kve
khp
kwp

cm/s
cm/s
cm/s
m
cm/s
cm/s
cm/s

Tỷ số giữa đường kính khu vực ảnh hưởng thốt nước xung quanh bấc thấm
với đường kính tương đương của bấc thấm
Hệ số thấm theo phương đứng
Hệ số thấm theo phương ngang của đất khi chưa có bấc thấm
Hệ số thấm trong vùng xáo động
Đường kính tương đương của vùng đất xáo động do thi công bấc thấm
Hệ số thấm tương đương của đất và PVD
Hệ số thấm ngang của đất theo mơ hình phang
Hệ số thấm của bấc thấm trong mơ hình phang

Chương 3
Ỵw
Y

/
Gs

s
n
e
mv
av
Esoref
pref
Eoedref
■p ref
Hur

m

V

V
Rinter

kN/m3
kN/m3
kN/m3
kN/m3
%
%
m2/kN
m2/kN
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2
o

Dung trọng tự nhiên
Dung trọng khơ
Dung trọng đẩy nổi
Trọng lượng hạt
Độ bão hịa
Độ rỗng
TT/* A
A
Hệ
sơ
rơng

Hệ số nén thể tích
Hệ số nén xác định trong thí nghiệm nén cố kết
Modulus 50%
ơ3 tham chiếu
Modulus nén cố kết
Modulus dở tải
Hệ số Power
Góc giãn nở
Hệ số poisson
Hệ số interface


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Theo huy hoạch hiện tại, Tp.HCM đến năm 2025 sẽ phát triển theo hướng đa tâm với
trung tâm tổng hợp tại khu vực nội thành cũ và các khu đô thị vệ tinh, theo bốn hướng:
Bắc, Đông, Tây, Nam. Nằm gọn tại huyện Bình Chánh có diện tích hơn 300ha, theo huy
hoạch khu đô thị Sing Việt sẽ phát triển với những cụm nhà ở, trung tâm thương mại,
hành chính lớn nhằm thay đổi bộ mặt đơ thị tại phía tây TP.HCM.


2


3


4

5


6


7

-

Từ cơ sở lý thuyết và thực nghiệm lựa chọn giải pháp xử lý nền phù hợp nhất nền
đường dẫn vào khu tái định cư Sing Việt cũng như các khu vực lân cận tại khu
vực huyện Bình Chánh TP.HCM.

-

Nghiên cứu này sử dụng các tài liệu hữu ích của các kỹ sư thiết kế cũng như chủ
đầu tư trong việc tính tốn và lựa chon phương án xử lý nền bằng bấc thấm kết
hợp với gia tải trước tại khu vực huyện Bình Chánh Tp.HCM, với cơng nghệ thi
cơng dễ dàng cũng như vật liệu chế tạo sẵn, thân thiện với môi trường sẽ đem lại
hiệu quả cao về kinh tế, thời gian.

5. Sự HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI:
-

Trong phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu tại tại khu vực khu tái định cư Sing Việt,
trong điều kiện nền thoát nước một phương. Trên thực tế trong khu vực cịn có
các trường hợp nền thốt nước hai phương nên tính bao qt ứng dụng có điểm

hạn chế.

-

Đề tài chưa xét đến tính hiệu quả, kinh tế của các phương pháp khác như xử lý
nền bằng gia tải, giếng cát kết hợp với gia tải trước.

-

Do thời gian có hạn cũng như kiến thức, kinh nghiêm của bản thân còn hạn chế
nên còn nhiều điểm chưa phù hợp với thực tiễn áp dụng.


CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ GIẢI PHÁP BẤC THẤM
KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC ĐỂ xử LÝ ĐẤT YẾU
1.1.

KHÁI NIỆM VỀ ĐẤT YẾU:

Đất yếu là loại đất có sức chống cắt bé, tính nén lún cao. Do đó, cơng trình nền
đường nếu đắp trực tiếp lên đất loại này nếu không có biện pháp xử lý sẽ gây ra hiện
tượng mất ổn định, độ lún lớn và kéo dài gây hư hại lớp kết cấu áo đường.
Dựa vào nguyên nhân hình thành hoặc trạng thái cơ lý tự nhiên, đất yếu được phân
loại như sau (22TCN262-2000 Tiêu chuẩn thiết kế - Quy trình khảo sát thiết kế nền
đường ơ tơ đắp trên đất yếu) [1].
1.1.1.
❖

Theo nguồn gốc hình thành:

Nguồn gốc khống vật:
Thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ,
đồng bằng tam giác châu; loại này có thể lẫn hữu cơ trong quá trình trầm tích
(hàm lượng có thể lên đến 10-12%) nên có thể có màu nâu đen, xám đen và có
mùi.
Các đặc trưng vật lý:
-

Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy.

-

Hệ số rỗng lớn: sét e >1.5, á sét e > 1.

Các đặc trưng cơ học:
-

Lực dính c theo kết quả cắt nhanh khơng thốt nước từ 15 kN/m 2 trở
xuống, góc nội ma sát (p từ 0° đến 10°.

-

Lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường (in situ vane shear test) Cu < 35
kN/m2.

♦♦♦ 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 thành

phần hữu cơ lẫn với các trầm tích khống vật. Tùy
vào hàm lượng hữu cơ được phân thành các tên đất sau:
- Lượng hữu cơ có từ 20-30%: Đất nhiễm than bùn;
-

Lượng hữu cơ có từ 30-60%: Đất than bùn;

-

Lượng hữu cơ trên 60%: Than bùn.

1.1.2.
❖

Theo trạng thái cơ lý tự nhiên của đất yếu.

Đất yểu loại sét và á sét được phân loại theo độ sệt:

(1.1)
Trong đó: w, Wp, WL lần lượt là độ ẩm tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn nhão
của đất yếu.
-

Neu II > 1 thì được gọi là bùn sét (đất yếu ở trạng thái chảy).

-

Nếu 0.75 < IL < 1 là đất yếu dẻo chảy.

vể trạng thái tự nhiên, đất đầm lầy được phân thành 3 loại:

-

Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng
sâu lm trong chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1-2 ngày;

-

Loại II: Loại có độ sệt khơng ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I
nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy;

1.2.

Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.
GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KÉT HỢP GIA TẢI

TRƯỚC:
Các cơng trình hạ tầng hạ tầng nói chung và đường ơ tơ nói riêng khơng thể đắp
trực tiếp lên nền đất yếu mà khơng có biện pháp xử lý phù hợp. Với đặc điểm lớp đất yếu
với chiều dày lớn (> 6m), độ lún cố kết do tải cơng trình gây ra lớn và kéo dài hàng
nhiều năm gây hư hại cho mặt đường.
Ý tưởng dùng bấc thấm (PVD) ra đời từ trước những năm 1950 cho tới ngày nay
được phát triển và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Các công


trình tiêu biểu như: Đường dẫn vào cầu Mỹ Thuận, cầu Phú Mỹ, cầu cần Thơ, đại lộ
Đông-Tây, cao tốc thành phố Hồ Chí Minh - Trung Lương, Long Thành - Dầu Giây,...
Nguyên lý của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng PVD kết hợp với gia tải trước
là giảm cự ly thoát nước theo phương đứng của lớp đất sang chủ yếu theo phương ngang.
Sau khi thi công, khoảng cách cắm bấc thấm dao động từ 1.2m dến 3m. khoảng
cách này nhỏ hơn rất nhiều so với bề dày lớp đất yếu (6~10m). Mặc khác trong một lớp

đất, khả năng thoát nước theo phương ngang lớn hơn nhiều so với phương đứng (2 đến 5
lần). Vì vậy, với cự ly ngắn và khả năng thoát nước tốt, các hạt nước thoát ra chủ yếu
theo phương ngang đến bấc thấm. Với cấu tạo bời lớp vải địa kỹ thuật bao bọc, bảo vệ
các bản có rãnh thốt nước bằng vật liệu tổng hợp bên trong (Polyester, Polypropylene,
PE hay PP), bấc thấm trở thành đường dẫn thoát nước tự do theo phương đứng vào tầng
cát đệm hoặc bản thoát nước ngang. Qua đó, q trình cố kết thấm được đẩy nhanh hơn
rất nhiều.
Ngồi ra, với cơng nghệ sản xuất hiện đại ngày nay, bấc thấm còn mang lại nhiều
ưu điểm như ổn định về mặt chất lượng, thân thiện với môi trường, giá thành rẻ, thiết bị
thi công đơn giản và tốc độ thi công nhanh (150-600mm/s, Rixner et al. 1986).

Hình 1.1 Biện pháp xử lý nền bằng bấc thẩm kết hợp với gia tải trước.
1.3.
LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN [2]:
Bấc thấm đầu tiên được làm bằng toàn bộ giấy các tông tại Thụy Điển và được biết
đến như bấc thấm các tơng, nhưng loại bấc thấm này nhanh chóng bị hư hại do áp lực đất
và hệ số thấm của nó thấp. Vào năm 1972, Oleg Wager - cộng sự của Kjellman, giới
thiệu một loại bấc thấm mới có lõi bằng nhựa tổng hợp bao quanh bởi giấy thấm, gọi là