Phân tích hiện tượng lún đường đầu cầu và đề xuất biện pháp xử lý lún đường đầu cầu tổng tồn TL 911, huyện càng long, tỉnh trà vinh

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----  -----

THẠCH NGỌC MINH

PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
TỔNG TỒN - TL.911, HUYỆN CÀNG LONG, TỈNH TRÀ VINH

LUẬN VĂN THẠC SĨ
CHUN NGÀNH KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG

Đà Nẵng - Năm 2019


ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
-----  -----

THẠCH NGỌC MINH

PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN PHÁP XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
TỔNG TỒN - TL.911, HUYỆN CÀNG LONG, TỈNH TRÀ VINH

Chuyên ngành : Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
Mã số
: 85.80.205

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS. HOÀNG PHƯƠNG HOA

Đà Nẵng - Năm 2019


LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sĩ này là cơng trình nghiên cứu của riêng tơi.
Các cơng thức và số liệu trong Luận văn được tính tốn chính xác, trung thực
và các nhận xét là khách quan.

Tác giả luận văn

THẠCH NGỌC MINH


MỤC LỤC
Trang
Trang phụ bìa
Lời cảm ơn
Mục lục
Danh mục các ký hiệu và các chữ viết tắt
Danh mục các bảng biểu
Danh mục các hình vẽ và đồ thị
MỞ ĐẦU......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu .................................................................................................. 1
3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu ............................................................................ 2
4. Phương pháp nghiên cứu .......................................................................................... 2
5. Ý nghĩa khoa học - thực tiễn của đề tài ................................................................... 2

6. Cấu trúc của luận văn ............................................................................................... 3
CHƯƠNG I: TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU . 4
1.1. Tổng quan về điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn .......................................... 4
1.1.1. Tổng quan.......................................................................................................4
1.1.2. Chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đất yếu ở khu vực nghiên cứu ...............................4
1.2. Tổng quan về hiện tượng lún nền đường đầu cầu ............................................... 5
1.3. Công nghệ xử lý lún nền đường đầu cầu trên nền đất yếu ................................. 6
1.3.1. Khái niệm về đất yếu .....................................................................................6
1.3.2. Phân loại đất yếu ............................................................................................6
1.3.3. Một số giải pháp công nghệ xử lý lún nền đường đầu cầu đã được sử dụng
phổ biến trong xây dựng công trình giao thơng .......................................................7
1.3.4. Một số giải pháp cơng nghệ mới xử lý lún nền đường đầu cầu đã được sử
dụng phổ biến trong xây dựng cơng trình giao thơng ............................................18
1.4. Kết luận chương I ................................................................................................. 23
CHƯƠNG II: CÁC YÊU CẦU TÍNH TỐN, THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG ĐẦU
CẦU............................................................................................................................... 24
2.1. Giới thiệu ............................................................................................................... 24
2.2. u cầu về tính tốn, thiết kế nền đường đầu cầu ............................................ 24
2.2.1. Yêu cầu đảm bảo ổn định của cơng trình nền đắp trên nền đất yếu và
phương pháp kiểm toán ổn định.............................................................................24
2.2.2. Yêu cầu về độ lún cho phép và phương pháp dự báo lún ............................26
2.2.3. Phương pháp dự báo tổng cộng....................................................................28


2.2.4. Xác định sức chịu tải của cọc.......................................................................32
2.2.5. Kiểm tra điều kiện chọc thủng sàn ...............................................................33
2.2.6. Kiểm toán ứng suất đất nền đáy móng khối quy ước ..................................33
2.3. Phương pháp xây dựng mơ hình và phân tích tính ổn định nền đường với
phần mềm PLAXIS ..................................................................................................... 34
2.3.1. Giới thiệu chung về phần mềm Plaxis .........................................................34

2.3.2. Các mơ hình nền đất.....................................................................................35
2.3.3. Hệ số nền ......................................................................................................38
2.3.4. Ngun lý tính tốn sàn giảm tải .................................................................41
CHƯƠNG III: PHÂN TÍCH BIỆN PHÁP SỬ DỤNG SÀN GIẢM TẢI XỬ LÝ
LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TỔNG TỒN - TỈNH LỘ 911, H.CÀNG LONG........... 43
3.1. Phân tích các nguyên nhân gây ra hiện tượng lún lệch nền đường đầu cầu .. 43
3.1.1. Các nguyên nhân gây ra hiện tượng lún lệch ...............................................43
3.1.2. Ảnh hưởng của hiện tượng lún lệch đến việc sử dụng khai thác đường và
các cơng trình lân cận.............................................................................................46
3.1.3. Các kết quả nghiên cứu trước đây về đường dẫn vào cầu. ..........................47
3.1.4. Giải pháp thiết kế mới ..................................................................................50
3.2. Tổng quan về cầu tổng tồn ................................................................................... 51
3.2.1. Quy mô xây dựng .........................................................................................51
3.2.2. Đặc điểm kết cấu ..........................................................................................51
3.2.3. Địa chất các lớp đất ......................................................................................52
3.3. Lựa chọn kết cấu sàn giảm tải ............................................................................. 53
3.3.1. Giải pháp kết cấu sàn giảm tải loại 1 ...........................................................53
3.3.2. Giải pháp kết cấu sàn giảm tải loại 2 ...........................................................67
3.4. Nhận xét ................................................................................................................. 80
KẾT LUẬN .................................................................................................................. 81
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................... 82


TĨM TẮT LUẬN VĂN
PHÂN TÍCH HIỆN TƯỢNG LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU VÀ ĐỀ XUẤT BIỆN
PHÁP XỬ LÝ LÚN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN ĐỊA BÀN TỈNH TRÀ VINH
Học viên: Thạch Ngọc Minh - Chun ngành: Kỹ thuật XD cơng trình giao thơng
Mã số: 85.80.205 - Khóa: 36 - Trường Đại học Bách khoa - ĐHĐN
Tóm tắt - Sự cố lún lệch tại vị trí tiếp giáp giữa đường dẫn vào cầu đắp trên đất yếu xảy ra
phổ biến, không chỉ xuất hiện riêng tại Việt Nam mà ngay cả các quốc gia phát triển. Trên cơ

sở nghiên cứu điều kiện địa chất, địa mạo và khả năng ứng dụng công nghệ xử lý nền đất từ lý
thuyết vào thực tiễn, Luận văn đề ra giải pháp xử lý nền đất đắp đoạn đường dẫn vào cầu khu
vực huyện Càng Long đảm bảo kinh tế và kỹ thuật. Sử dụng tổng hợp các phương pháp:
Phương pháp điều tra, thu thập số liệu; Phương pháp thống kê và phân tích số liệu; Nghiên
cứu cơ sở lý thuyết các mơ hình đất; Phương pháp xử lý và phỏng đoán; Sử dụng phần mềm
Plaxis phân tích địa kỹ thuật để phân tích ổn định và biến dạng của nền đường vào cầu đã
được xử lý. Từ đó phân tích, tính tốn điển hình: Ứng dụng xử lý đường dẫn vào cầu Tổng
Tồn trên tỉnh lộ 911, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh. Kết quả tính toán đã xác định chiều dài
đoạn đường dẫn cần thiết để gia cố, chiều sâu cần gia cố, giải pháp thi cơng cho cơng trình và
đưa ra các hướng phát triển tiếp theo.
Từ khóa - Lún đường dẫn; xử lý đất yếu; địa kỹ thuật; chiều dài gia cố; phần mềm Plaxis.

ANALYSIS ROAD LEADING TO THE BRIDGE SUBSIDENCE
PHENOMENON AND PROPOSED MEASURE TO HANDLE BRIDGE
SUBSIDENCE ON TRA VINH PROVINCE
Abstract - Incidence of subsidence at the junction between the road leading to the bridge on
soft ground is common, not only occurring in Viet Nam but also in developed countries.
Based on the study of geological, geomorphological conditions and the ability to apply soft
soil improvement technology from theory to practice, the essay proposes a solution to treat
embankment section leading to bridges in Cang Long Dist economic and technical guarantee.
Using a combination of methods: investigation, data collection; statistics and data analysis;
researching theoretical basis of soil models; processing and guessing; Plaxis geotechnical
analysis software to analyze the stability and deformation of the roadbed into the treated
bridge. From there, typical analysis, calculation: Application of processing roads leading to
Tong Ton bridge on 914 provincial highway, Tra Vinh province. Results have determined the
length of the path needed to reinforce, the depth to reinforce, construction solutions for the
works and perspective of the work is provided.
Key words - Subsidence the road leading; soft soil improvement; geotechnics; reinforced
length; Plaxis software.

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU, CÁC CHỮ VIẾT TẮT
CÁC KÝ HIỆU:
Ký hiệu Đơn vị

A

m2

Giải thích ý nghĩa
Diện tích tiết diện của kết cấu
Hệ số rỗng

e
Cc

Ns/m3

Chỉ số nén

E

N/m2

Mô đun đàn hồi của vật liệu kết cấu

Rtc

daN cm2

Cường độ tiêu chuẩn
Độ sệt

B

Cu

daN cm2



Độ

Khả năng chống cắt
Góc nội ma sát

G

Độ bão hịa

W

Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên của đất yếu

Wd

Giới hạn dẻo của đất yếu

Wnh

Giới hạn nhão của đất yếu

Sc

Độ lún cố kết
Phần độ lún xảy ra lúc đất yếu mới chịu tải trọng đắp do

Stt

đất yếu bị chuyển dịch ngang sang hai bên
Phần độ lún xảy ra trong quá trình cố kết thứ yếu

Stb

hi
n

 zi

 pi
 vi
Cri

m

Bề dày lớp đất yếu
Số lớp đất yếu trong phạm vi vùng gây lún cố kết
Áp lực thẳng đứng do tải trọng nền đắp gây ra ở lớp đất
yếu thứ i
Áp lực tiền cố kết tại lớp i

Áp lực do trọng lượng bản thân của các lớp phía trên gây
ra trong lớp i
Chỉ số nén lún tương ứng ở đoạn pi <  pi


Chỉ số nén lún tương ứng ở đoạn pi >  pi

Cci
QR

Tấn

Sức chịu tải của cọc theo đất nền

PR

Tấn

Sức chịu tải của cọc theo vật liệu



Hệ số sức kháng

QP

Tấn

Sức kháng mũi cọc

QS

Tấn

Sức kháng thân cọc

Li

m

Chiều dài các lớp mà cọc xuyên qua

D

m

Chiều rộng hay đường kính cọc

Db

m

Chiều sâu xuyên trong tầng chịu lực

bv

m

Bề rộng bản bụng nhỏ nhất của dầm

c

m

Chiều cao vùng chịu nén

1

Hệ số hình khối ứng suất

CÁC CHỮ VIẾT TẮT:
BTCT

Bê tông cốt thép

BTXM

Bê tông xi măng

BGT

Bản giảm tải

DƯL

Dự ứng lực

ĐKT

Địa kỹ thuật

KCAĐ

Kết cấu áo đường

PVD

Bấc thấm

SW

Giếng cát

BGTVT

Bộ Giao thông vận tải


DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Số hiệu

Tên bảng biểu

Trang

Bảng 1.1

Các giải pháp xử lý tương ứng theo tư duy xử lý

Bảng 2.1

Hệ số ổn định yêu cầu

24

Bảng 2.2

Độ lún sau thi công cho phép

27

Bảng 2.3

Bảng tra hệ số nền theo Quy trình 22TCN 18-79

38

Bảng 2.4

Bảng tra hệ số nền theo J.E.Bowles

39

Bảng 3.1

Giới hạn độ bằng phẳng theo Lê Bá Vinh và cộng sự

49

Bảng 3.2

Giới hạn độ bằng phẳng theo Nguyễn Hữu Trí

49

Bảng 3.3

Giới hạn độ bằng phẳng theo TEDI

50

Bảng 3.4

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (45×45)cm

57

Bảng 3.5

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (40×40)cm

60

Bảng 3.6

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (35×35)cm

63

Bảng 3.7

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (30×30)cm

66

Bảng 3.8

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (45×45)cm

70

Bảng 3.9

Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (40×40)cm

73

Bảng 3.10 Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (35×35)cm

76

Bảng 3.11 Bảng kiểm tra nội lực đối với cọc (30×30)cm

79

8


DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ VÀ ĐỒ THỊ
Số hiệu

Tên hình vẽ

Trang

Hình 1.1

Các yếu tố đặc trưng của hệ thống đường dẫn đầu cầu

5

Hình 1.2

Lún lệch nền đường đầu cầu

6

Hình 1.3

Thi cơng cọc cát

8

Hình 1.4

Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng giếng cát - theo ngun lý thốt

10

nước thẳng đứng

11

Hình 1.6

Thi công cắm bấc thấm tại Nhà máy chế biến gỗ MDF VRG
Kiên Giang
Vải địa kỹ thuật được sử dụng tại đường dẫn vào cầu

Hình 1.7

Cấu tạo sàn giảm tải cầu Kênh Năm (Cà Mau)

17

Hình 1.8

Quá trình cố kết của đất

18

Hình 1.9

Hệ thống cố kết chân khơng

20

Hình 1.10

Phương pháp trộn phun khơ dưới sâu

21

Hình 1.11

Sử dụng ống cống thay cho đất đắp nền đường đầu cầu để giảm

22

Hình 1.5

15

nhẹ tải trọng tác dụng lên nền đất yếu bên dưới
Hình 2.1

Tốn đồ xác định hệ số độ lún F tại trục tim của tải trọng đắp

31

hình thang
Hình 2.2

Sự phân bố áp lực đất theo Bowles

35

Hình 2.3

Sự phân bố áp lực đất theo Stanislav

37

Hình 2.4

Mơ hình tính tốn xe HL-93 và tải trọng làn

41

Hình 3.1

Các nhân tố gây ra hiện tượng lún lệch (Wahls, 1997)

43

Hình 3.2

44

Hình 3.3

Xếp loại các loại đất có khả năng xói mịn nhất (Briaud và các
cộng sự, 1997)
Kết cấu mố khơng liền khối (mố cọc)

Hình 3.4

Kết cấu mố liền khối

46

Hình 3.5

Sơ đồ các lực gây ra trên cọc do sự biến dạng của đất yếu

47

Hình 3.6

Giới hạn độ bằng phẳng theo phương dọc Briaud, J.L (1997)

48

Hình 3.7

Sơ đồ cọc đất gia cố xi măng theo phương pháp tiếp cận

50

Hình 3.8

Mặt cắt ngang đại diện

54

45


Hình 3.9

Mặt cắt dọc bố trí sàn giảm tải loại 1

54

Hình 3.10

Mặt bằng bố trí cọc BTCT loại 1

54

Hình 3.11

Mơ hình tính tốn 1 KT(20×12×0,35)m

55

Hình 3.12

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,709m

55

Hình 3.13

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,081m

56

Hình 3.14

Kết quả phân tích ta có độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,101m

56

Hình 3.15

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 374,47kN/m2

56

Hình 3.16

Kết quả phân tích ta có độ lún của cọc lớn nhất = 0,073m

57

Hình 3.17

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 3,761

57

Hình 3.18

Mơ hình tính tốn 2 KT(20×12×0,35)m

58

Hình 3.19

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,718m

58

Hình 3.20

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,081m

59

Hình 3.21

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,102m

59

Hình 3.22

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 360,75kN/m2

59

Hình 3.23

Kết quả phân tích ta có độ lún của cọc lớn nhất = 0,071m

60

Hình 3.24

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 3,635

60

Hình 3.25

Mơ hình tính tốn 3 KT(20×12×0,35)m

61

Hình 3.26

Kết quả độ lún toàn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,728m

61

Hình 3.27

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,080m

62

Hình 3.28

Kết quả phân tích ta có độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,104m

62

Hình 3.29

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 346,74kN/m2

62

Hình 3.30

Kết quả phân tích ta có độ lún của cọc lớn nhất = 0,077m

63

Hình 3.31

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 3,497

63

Hình 3.32

Mơ hình tính tốn 4 KT(20×12×0,35)m

64

Hình 3.33

Kết quả độ lún toàn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,737m

64

Hình 3.34

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,081m

65

Hình 3.35

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,105m

65

Hình 3.36

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 322,65kN/m2

65

Hình 3.37

Kết quả độ lún của cọc lớn nhất = 0,083m

66

Hình 3.38

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 3,443

66


Hình 3.39

Mặt cắt dọc bố trí sàn giảm tải loại 2

67

Hình 3.40

Mặt bằng bố trí cọc BTCT loại 2

67

Hình 3.41

Mơ hình tính tốn 5 KT(20×12×0,30)m

68

Hình 3.42

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,235m

68

Hình 3.43

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,190m

69

Hình 3.44

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,089m

69

Hình 3.45

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 656,90kN/m2

69

Hình 3.46

Kết quả độ lún của cọc lớn nhất = 0,077m

70

Hình 3.47

Kết quả hệ số an tồn lớn nhất = 1,275

70

Hình 3.48

Mơ hình tính tốn 6 KT(20×12×0,30)m

71

Hình 3.49

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,236m

71

Hình 3.50

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,20m

72

Hình 3.51

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,089m

72

Hình 3.52

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 643,86kN/m2

72

Hình 3.53

Kết quả độ lún của cọc lớn nhất = 0,078m

73

Hình 3.54

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 1,274

73

Hình 3.55

Mơ hình tính tốn 7 KT(20×12×0,30)m

74

Hình 3.56

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,236m

74

Hình 3.57

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,219m

75

Hình 3.58

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,089m

75

Hình 3.59

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 630,75kN/m2

75

Hình 3.60

Kết quả độ lún của cọc lớn nhất = 0,082m

76

Hình 3.61

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 1,257

76

Hình 3.62

Mơ hình tính tốn 8 KT(20×12×0,30)m

77

Hình 3.63

Kết quả độ lún tồn bộ đường dẫn vào cầu lớn nhất = 0,237m

77

Hình 3.64

Độ lún mặt đường phía trên sàn giảm tải lớn nhất = 0,233m

78

Hình 3.65

Kết quả độ lún sàn giảm tải lớn nhất = 0,089m

78

Hình 3.66

Kết quả ứng suất tác dụng lên đầu cọc lớn nhất = 618,76kN/m2

78

Hình 3.67

Kết quả độ lún của cọc lớn nhất = 0,077m

79

Hình 3.68

Kết quả phân tích ta có hệ số an tồn lớn nhất = 1,275

79


1

MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Vị trí địa lý, huyện Càng Long nằm ở phía Bắc của tỉnh Trà Vinh, phía Đơng giáp
TP. Trà Vinh, giáp tỉnh Bến Tre qua ranh giới là sơng Cổ Chiên ở phía Đơng Bắc và
giáp huyện Châu Thành ở phía Đơng Nam. Phía Tây giáp huyện Cầu Kè (Tây Nam) và
tỉnh Vĩnh Long (Tây Bắc). Phía Nam giáp huyện Tiểu Cần, phía Bắc giáp huyện Vũng
Liêm - tỉnh Vĩnh Long. Trung tâm huyện nằm ven trục QL.53, nối liền hai tỉnh Trà
Vinh và Vĩnh Long, cách TP. Trà Vinh 21km và cách TP. Vĩnh Long 43km. Ngoài ra
trục tuyến QL.60 (đoạn qua xã Đức Mỹ - Bình Phú, huyện Càng Long) đã được thông
tuyến giữa hai tỉnh Trà Vinh và Bến Tre, và các tuyến tỉnh lộ như TL.911. Phát triển cơ
sở hạ tầng giao thông là một lợi thế cho huyện và được xem là cửa ngõ giao lưu kinh
tế - văn hóa - xã hội của tỉnh Trà Vinh với các tỉnh trong khu vực đồng bằng Sông Cửu
Long và cả nước. Song song đó vấn đề đặt ra là lưu lượng xe vận tải hàng hóa lớn,
nhiều dịch vụ khác sẽ tác động ảnh hưởng lớn đến hạ tầng giao thơng đặc biệt là cơng
trình cầu đường, hiện tượng xuống cấp, hư hỏng mặt đường,... đặc biệt là hiện tượng
lún lệch đường dẫn vào cầu.
Sự cố lún lệch tại vị trí tiếp giáp giữa đường dẫn vào cầu đắp trên đất yếu (lún
gãy, độ cứng thay đổi đột ngột, lực xung kích lớn), dẫn đến hiện tượng ơ tơ bị xóc khi
ra vào cầu làm ảnh hưởng đến độ êm thuận của người và hàng hóa trên xe, gây ra tai
nạn giao thông, giảm vận tốc xe chạy và tăng chi phí duy tu bảo dưỡng cơng trình....
đây là dạng sự cố phổ biến, không chỉ xuất hiện riêng tại Việt Nam mà ngay cả các
quốc gia phát triển. Hiện nay trên địa bàn tỉnh Trà Vinh có khoảng 186 cầu bê tông cốt
thép do Sở Giao thông Vận Tải tỉnh Trà Vinh quản lý, trong đó có khoảng 41 cầu lớn
nhỏ đang xuống cấp điển hình là sụp lún đường dẫn vào cầu.
Ở nước ta hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu khảo sát cụ thể để đánh giá mức
độ tổn thất do vấn đề này gây ra. Đã có những nghiên cứu, đưa ra giải pháp xử lý,
song vẫn chưa khắc phục được vấn đề này một cách triệt để. Do đó đoạn đường đắp
đầu cầu là một trong những hạng mục cơng trình quan trọng, địi hỏi phải có sự nghiên
cứu phân tích và những biện pháp kỹ thuật riêng biệt mới có thể đáp ứng được yêu cầu

về cường độ, độ ổn định, sự êm thuận và thẩm mỹ. Đây cũng chính là lý do hình thành
đề tài: “Phân tích hiện tượng lún đường đầu cầu và đề xuất biện pháp xử lý
lún đường đầu cầu Tổng Tồn - TL.911, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh” là cấp
thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

2. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
- Trên cơ sở nghiên cứu điều kiện địa chất, địa mạo và khả năng ứng dụng
công nghệ xử lý nền đất từ lý thuyết vào thực tiễn, đề ra giải pháp xử lý nền đất đắp


2

đoạn đường dẫn vào cầu khu vực huyện Càng Long đảm bảo kinh tế và kỹ thuật.
- Nghiên cứu, tính tốn hệ số nền các lớp đất.
- Áp dụng tính toán và lựa chọn hợp lý, đề xuất biện pháp xử lý lún đường đầu
cầu trên địa bàn tỉnh Trà Vinh.

3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
a. Đối tượng nghiên cứu
- Phân tích các loại, dạng mố cầu.
- Phân tích chỉ tiêu cơ lý của đất khu vực nghiên cứu.
- Vận dụng phối hợp các phương án nền - móng đang được sử dụng phổ biến tại
cơng trình thực tế như: móng cọc BTCT, cọc đất gia cố xi măng,…
- Dựa theo số liệu phân tích, đưa ra ưu nhược điểm, để từ đó đề xuất các biện
pháp xử lý lún.
b. Phạm vi nghiên cứu
- Yêu cầu về tính toán, thiết kế dạng mố cầu và nền đường đầu cầu;
- Nghiên cứu, phân tích hiện tượng lún đường đầu cầu và đề xuất biện pháp xử lý
lún đường đầu cầu Tổng Tồn, tại lý trình Km29+130 thuộc tỉnh lộ 911, địa phận huyện
Càng Long, tỉnh Trà Vinh.

- Nghiên cứu lý thuyết tính tốn các phương án nền móng do các nhà khoa học
đã công bố trước đây được xem là đúng đắn, có thể sử dụng để tính tốn các giải pháp
thiết kế do Luận văn đề xuất.

4. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Thu thập, biên dịch các tài liệu có liên quan, tổng hợp, kế thừa các kết quả
nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu và xử lý lún lệch giữa mố
cầu và đường dẫn vào cầu.
- Sử dụng tổng hợp các phương pháp: Phương pháp điều tra, thu thập số
liệu; Phương pháp thống kê và phân tích số liệu; Nghiên cứu cơ sở lý thuyết các mơ
hình đất; Phương pháp xử lý và phỏng đốn; Sử dụng phần mềm phân tích địa kỹ thuật
để phân tích ổn định và biến dạng của nền đường vào cầu đã được xử lý. Từ đó nghiên
cứu đề xuất các giải pháp cải tạo, xây dựng;
- Phân tích, đánh giá các giải pháp chống lún ở đường đầu cầu đang sử dụng phổ
biến tại Việt Nam.
- Sử dụng phần mềm Plaxis phân tích, tính tốn ổn định nền đường, hệ số ổn
định cho phép.

5. Ý NGHĨA KHOA HỌC - THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI
- Góp phần làm rõ phạm vi đã nghiên cứu mối tương tác động lực học giữa 3 đối
tượng: “điều kiện mặt đường” + “hệ thống dao động của ô tô” + “người và hàng hóa


3

trên ơ tơ”. Từ đó đánh giá độ êm thuận của đoạn đường dẫn vào cầu trên cơ sở giá trị
của những tác động xấu lên người và hàng hóa,… khi ô tô ra, vào cầu, làm phong phú
các phương pháp xử lý nền móng trong cơng tác xây dựng nền móng qua vùng địa
hình có địa chất yếu từ đó có cơ sở để lựa chọn những biện pháp tối ưu để áp dụng cho
các cơng trình một cách có hiệu quả.

- Đánh giá hiện trạng và khả năng chịu tải của đất nền trên địa bàn huyện Càng
Long tỉnh Trà Vinh. Xác định chiều dài đoạn đường dẫn cần thiết để gia cố, chiều sâu
cần gia cố, giải pháp thi cơng cho cơng trình. Tính tốn điển hình: Ứng dụng xử lý
đường dẫn vào cầu Tổng Tồn trên tỉnh lộ 911, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh.
6. CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN
- Phần Mở đầu.
- Chương 1: Tổng quan về hiện tượng lún nền đường đầu cầu; Phân tích, đánh
giá một số giải pháp cơng nghệ xử lý lún nền đường đầu cầu.
1.1. Tổng quan về hiện tượng lún nền đường đầu cầu.
1.2. Phân tích các nguyên nhân gây ra hiện tượng lún nền đường đầu cầu
1.3. Một số giải pháp công nghệ xử lý lún nền đường đầu cầu đã được sử
dụng phổ biến trong xây dựng cơng trình giao thơng;
- Chương 2: u cầu về tính toán, thiết kế dạng mố cầu, nền đường đầu cầu;
Phương pháp xây dựng mơ hình và Sử dụng phần mềm Plaxis phân tích tính tốn ổn
định nền đường, hệ số ổn định cho phép.
2.1. u cầu về tính tốn, thiết kế dạng mố, nền đường đầu cầu.
2.2. Phương pháp xây dựng mơ hình và Sử dụng phần mềm Plaxis phân tích
tính tốn ổn định nền đường, hệ số ổn định cho phép.
2.3. Phân tích nguyên nhân gây ra hiện tượng lún lệch nền đường đầu cầu.
- Chương 3: Phân tích biện pháp sử dụng sàn giảm tải xử lý lún đường đầu
cầu Tổng Tồn – TL.911, huyện Càng Long, tỉnh Trà Vinh.
3.1. Tổng quan về cầu Tổng Tồn.
3.2. Tính tốn hệ số nền theo modun biến dạng nền:
3.3. Áp dụng hệ số nền tính tốn, so sánh lựa chọn đề xuất biện pháp xử lý
lún đường đầu cầu.
- Phần Kết luận, Kiến nghị.


4

CHƯƠNG I
TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
Trong chương này, luận văn trình bày các nội dung chính:
- Tổng quan về điều kiện địa hình, địa chất, thủy văn,... tại khu vực nghiên cứu.
- Tổng quan về hiện tượng lún nền đường đầu cầu, kết quả nghiên cứu các
phương pháp xử lý lún nền đường đầu cầu, thiết kế mới đã được các nhà khoa học đi
trước cơng bố, phân tích ưu nhược điểm và xác định phương hướng nghiên cứu của
luận văn.

1.1. TỔNG QUAN VỀ ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, THỦY VĂN
1.1.1. Tổng quan
Khu vực đồng bằng sông Cửu Long và phần lớn địa bàn tỉnh Vĩnh Long có dạng
bồn trũng theo hướng Đơng Bắc - Tây Nam mà trung tâm bồn trũng là vùng kẹp giữa
sơng Tiền và sơng Hậu. Do điều kiện hình thành nên các tầng trầm tích ở khu vực này
có chiều dày lớn và biến đổi phức tạp. Đặc biệt lớp trầm tích phù sa trẻ Holocene gần
như phủ kín khắp bề mặt khu vực, có bề dày từ vài mét đến hàng chục mét, một số nơi
lên đến (40÷60)m. Đặc trưng của hệ trầm tích yếu trong khu vực là đang trong q
trình biến đổi tích tụ, phân hủy hấp thụ hóa sinh, bão hịa nước và bắt đầu vào q
trình cố kết hóa đá, nên các tầng đất có trạng thái từ mềm yếu đến rất mềm yếu, khả
năng chịu tải thấp, tính biến dạng cao.

1.1.2. Chỉ tiêu cơ lý cơ bản của đất yếu ở khu vực nghiên cứu
Ngoại trừ lớp trên bề mặt có bề dày khoảng (0.5÷3.0)m đã được cải tạo, thổ
nhưỡng hay thổ cư hóa,… cịn lại các tầng trầm tích trẻ Holocene bên dưới chủ yếu là
dạng bùn sét có các đặc điểm chung về cơ lý như :
- Trạng thái rất mềm (hoặc rất rời rạc), hồn tồn bão hịa nước, đang trong q
trình phân hủy hấp thụ hóa sinh, độ ẩm rất cao từ 50% đến 100% (có khu vực đến
120%); khối lượng thể tích khơ nhỏ, thường khơng q hoặc xấp xỉ 1.0g/cm3; độ sệt
IL>1.0; hệ số rỗng e >1.0 thậm chí có khu vực lên đến (2÷3) hoặc lớn hơn.
- Tính nén lún cao, chỉ số nén Cc biến đổi từ 0.5 đến 1.5, module tổng biến dạng

E02 từ (5÷10)kG/cm2.
- Cường độ sức chống cắt khơng thốt nước của đất trong phần lớn khu vực đều
nhỏ hơn 0.2kG/cm2.
- Tính thấm nước thấp: tính năng thấm nước của đất yếu rất thấp, thường hệ số
thấm theo phương đứng vào khoảng i*(10-6 ÷10-8)cm/sec ( với i =1÷10).
- Tính khơng đồng đều: do điều kiện trầm tích nên trong tầng đất dạng bùn sét
thường có kẹp tầng đất bột với chiều dày không giống nhau khiến đặc điểm cơ lý theo
phương ngang và phương đứng khác nhau.


5

1.2. TỔNG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU
Hiện trạng khai thác tại khu vực nối tiếp giữa cầu và đường dẫn. Lún tại vị trí
tiếp giáp giữa cầu và đường được định nghĩa là sự khác nhau về cao độ của mặt đường
tại bản mặt cầu do lún không đều của nền đường và mố cầu. Vấn đề lún này gây ra mất
an toàn cho lái xe, làm cho giao thông không được êm thuận. Nhiều công trình cầu
đường bộ hiện nay phần nối tiếp giữa cầu và đường thường có hiện tượng lún ở đường
đầu cầu, gây nứt ở phần tiếp giáp, xe chạy không êm thuận do độ cứng ngay tại vị trí
tiếp giáp giữa cầu và đường dẫn chênh lệch khá lớn. Việc xử lý nền đường đắp chưa
tốt dẫn đến kết cấu áo đường tại vị trí này thường hay bị nứt gãy.
Phạm vi đường

Phạm vi cầu
Khe nối

Bản quá độ

Mặt cầu
Mố cầu

Mặt đường

Bản đỡ

Bệ móng
Nền đắp đầm chặt

Chiều sâu xử lý móng

Đất nền

Hình 1.1. Các yếu tố đặc trưng của hệ thống đường dẫn đầu cầu
- Trên thực tế, những đoạn đường đầu cầu thường là đắp cao và có tiêu chuẩn về
độ lún thấp hơn độ lún cho phép của cơng trình cầu, dẫn đến khu vực nền đường đầu
cầu thường lún không đều, kém ổn định, đồng thời xảy ra sự lún không đều giữa bộ
phận nền đường và bộ phận cầu.
- Hiện tượng lún và lún không đều của nền đường đầu cầu trên nền đất yếu gây
nên khơng ít ảnh hưởng xấu đối với cơng trình giao thơng. Lún không đều trên đoạn
nền đường đắp cao và sự thay đổi cao độ đột ngột tại khu vực mố cầu, tạo thành điểm
gãy trên trắc dọc là nguyên nhân giảm năng lực thơng hành; gây cảm giác khó chịu
cho người tham gia giao thơng; phát sinh tải trọng xung kích, trùng phục phụ tác dụng
lên mố cầu; tốn kém về kinh phí cho cơng tác duy tu bảo dưỡng đường và gây mất an
tồn giao thơng. Trên thế giới, đã có nhiều những nghiên cứu nhằm xác định rõ các
nguyên nhân gây ra hiện tượng lún đoạn đường đầu cầu và từ đó đưa ra các giải pháp
xử lý nhằm giảm thiểu và khắc phục.


6

Hình 1.2. Lún lệch nền đường đầu cầu

1.3. CƠNG NGHỆ XỬ LÝ LÚN NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU TRÊN NỀN
ĐẤT YẾU
1.3.1. Khái niệm về đất yếu
- Đất yếu là một khái niệm dùng để nói lên một loại đất khơng đủ khả năng chịu
tải, khơng đủ độ bền và có biến dạng lớn. “Khái niệm đất yếu” cho đến nay vẫn chưa
được rõ ràng, khái niệm này chỉ là “tương đối” và nó phụ thuộc vào loại đất, trạng thái
của đất, cũng như tương quan giữa khả năng chịu lực của đất với tải trọng mà móng
cơng trình truyền xuống [9].
- Đa số các nhà nghiên cứu coi “đất sét” là những loại đất có khả năng chịu tải
nhỏ ( Rtc  ( 0.5  1.0 ) daN cm2 ), có tính nén lún lớn (a>0.05cm2/daN), mơđun biến
dạng bé (E0 < 50daN/cm2), khả năng chống cắt bé (   50 , Cu  0.5 daN cm2 ), có hệ
số rỗng lớn (e>1), độ sệt lớn (B>1), và hầu như hoàn tồn bão hịa nước,… Nếu khơng
áp dụng các biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng các cơng trình trên nền đất
yếu này sẽ gặp khó khăn hoặc không thể thực hiện được. Các loại đất yếu thường gặp
trong thực tế là: Đất sét yếu, đất bùn, than bùn, đất bazan, đất cát nhỏ, cát bụi và cát
bột có kết cấu rời rạc và bão hịa nước,… [9]

1.3.2. Phân loại đất yếu
a. Theo nguyên nhân hình thành
- Đất yếu có 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 q trình trầm tích (hàm lượng có thể tới 10÷12%) nên có thể có màu nâu đen,


7

xám đen, có mùi. Đối với loại này, được xác định là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên,
độ ẩm của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, có hệ số rỗng lớn (sét e  1.5 ,

á sét e  1 ), lực dính C theo kết quả cắt nhanh khơng thốt nước từ 0.15daN/cm2 trở
xuống, góc nội ma sát  = ( 0 10) hoặc lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện
0

trường Cu  0.35 daN cm2 [9]. Ngoài ra, ở các vùng thung lũng cịn có thể hình thành
đất yếu dưới dạng bùn cát, bùn cát mịn có hệ số rỗng e  1.0 , độ bão hòa G  0.8 .
- Đất yếu có nguồn gốc hữu cơ thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng
thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loại thực vật phát triển, thối rữa và
phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn với các trầm tích khống vật. Loại này thường
gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm 20÷80%, thường có màu đen
hay nâu sẫm, cấu trúc khơng mịn (vì lẫn các tàn dư thực vật). Đối với loại này được
xác định là đất sét nếu hệ số rỗng và các đặc trưng chống cắt của chúng cũng đạt các
trị số như trên [7].
- Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân theo tỷ lệ lượng hữu cơ có trong
chúng:
▪ 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.

b. Theo trạng thái tự nhiên
- Đất yếu loại sét hoặc á sét được phân loại theo độ sệt B:
W − Wd
B=
Wnh − Wd
Trong đó:
W:
Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên của đất yếu.
Wd, Wnh:
Giới hạn dẻo và giới hạn nhão của đất yếu.
▪ Nếu B>1 thì được gọi là bùn sét (đất yếu ở trạng thái chảy)

▪ Nếu 0,75- Về trạng thái tự nhiên, đất đầm lầy than bùn được phân thành 3 loại như sau:
▪ Loại I: 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 II: Loại độ sệt khơng ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I
nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy.
▪ Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.

1.3.3. Một số giải pháp công nghệ xử lý lún nền đường đầu cầu đã được sử
dụng phổ biến trong xây dựng cơng trình giao thông


8

Bảng 1.1. Các giải pháp xử lý tương ứng theo tư duy xử lý
Tư duy xử lý

Phương pháp xử lý
1. Tăng độ đầm chặt của nền đường;
2. Thay thế vật liệu đắp bằng vật liệu đắp
Giảm thiểu tải trọng bản thân của nền đắp
tốt hơn như cấp phối, cát;
3. Sử dụng lưới địa kỹ thuật.
1. Bản chuyển tiếp;
Thiết kế giảm độ lún phạm vi mố
2. Chuyển tiếp bằng hệ cọc;
3. Mố mềm.
1. Phương pháp xử lý nền (cọc cát, cọc
Giảm độ lún của nền đường đầu cầu
đất xi măng, cọc BTXM; sàn giảm tải;...)

2. Lựa chọn vật liệu đắp nhẹ.
1. Thiết kế độ dốc ngược;
Kết cấu mặt đường
2. Thiết kế kêt cấu mặt đường chuyển
tiếp.
Như vậy, vấn đề xử lý độ lún lệch là tổng hợp của rất nhiều các biện pháp khác
nhau.

a. Phương pháp cọc cát
Mục đích: Nhằm giảm độ lún và tăng cường độ đất yếu.Cát và đá được đầm
bằng hệ thống đầm rung và có thể sử dụng công nghệ đầm trong ống chống. Sức chịu
tải của cọc cát phụ thuộc vào áp lực bên của đất yếu tác dụng lên cọc.

Hình 1.3. Thi cơng cọc cát
Cơ sở lý thuyết: Khi gia cố (xử lý) nền đất yếu bằng cọc cát, có 2 q trình
chính xảy ra là:


9

- Quá trình nén chặt cơ học.
- Quá trình cố kết thấm.
Nén chặt cơ học
- Gia cố nền đất yếu bằng cọc cát là dùng một thiết bị chuyên dụng để đưa một
lượng vật liệu cát vào nền đất yếu dưới dạng cọc cát nhằm cải tạo tính chất cơ lý của
đất nền, nâng cao sức chịu tải của đất nền, giảm độ lún cơng trình, đảm bảo cơng trình
hoạt động bình thường và ổn định.
- Nếu giả thiết rằng, thể tích các hạt rắn (trong nền đất) là khơng đổi trong quá
trình gia cố đất yếu bằng cọc cát, thì sự thay đổi thể tích khối đất khi gia cố chính là sự
thay đổi thể tích lỗ rỗng trong khối đất đó.

Cố kết thấm
- Khi cọc cát được hình thành trong nền đất, đã tạo thành giếng thu nước thẳng
đứng, tạo điều kiện thuận lợi cho nước trong đất yếu thốt ra ngồi qua cọc cát. Dưới
tác dụng của tải trọng ngoài (tải trọng đất đắp), theo thời gian, ứng suất có hiệu trong
đất nền tăng lên, áp lực nước lỗ rỗng giảm đi, nước trong lỗ rỗng của đất yếu sẽ thấm
chủ yếu theo phương ngang vào cọc cát, sau đó thốt ra ngồi theo chiều dài cọc cát.
- Ngoài ra, khi đưa cát vào nền đất yếu để hình thành cọc cát, do độ ẩm của cát
trong cọc cát nhỏ hơn độ ẩm của nền đất yếu rất nhiều lần, đã tạo điều kiện cho nước
trong đất yếu được thấm tập trung về phía cọc cát rất nhanh, làm cho quá trình cố kết
thấm ban đầu của đất yếu tăng nhanh.
- Dưới tác dụng của quá trình cố kết nêu trên, sức kháng cắt của đất yếu tăng
lên, độ lún giảm đi, sức chịu tải của nền đất được cải thiện rõ rệt.
Các điểm nổi bật của phương pháp
- Cọc cát làm nhiệm vụ như giếng cát, giúp nước lỗ rỗng thoát ra nhanh, làm
tăng nhanh quá trình cố kết và độ lún ổn định diễn ra nhanh hơn.
- Nền đất được ép chặt do ống thép tạo lỗ, sau đó lèn chặt đất vào lỗ làm cho
đất được nén chặt thêm, nước trong đất bị ép thoát vào cọc cát, do vậy làm tăng khả
năng chịu lực cho nền đất sau khi xử lý.
- Cọc cát thi công đơn giản, vật liệu rẻ tiền (cát) nên giá thành rẻ hơn so với
dùng các loại vật liệu khác. Cọc cát thường được dùng để gia cố nền đất yếu có chiều
dày > 3m.
Phạm vi áp dụng
- Bề dày đất yếu cần xử lý tương đối lớn;
- Chiều cao nền đất đắp tương đối lớn;
- Cọc cát làm tăng cường sự ổn định nền đắp, giảm thiểu độ lún còn lại;
- Khi nền đất yếu cần xử lý có sức chống cắt nhỏ mà việc cải thiện tính chất cơ
lý của đất yếu này bằng cố kết thấm đơn thuần thì hiệu quả đạt được sẽ khơng cao;


10

b. Phương pháp gia cố nền bằng đường thấm thẳng đứng kết hợp với gia
tải trước
b.1. Phương pháp thoát nước thẳng đứng bằng giếng cát
Giới thiệu phương pháp
- Cọc cát có chức năng như một giếng cát làm cho nước ở trong đất thoát ra
nhanh qua lỗ cát này. Tiến trình cố kết và độ lớn sẽ được làm tăng và xảy ra nhanh hơn
do trong quá trình xử lý đất. Ống thép được cắm vào đất làm cho nền tảng được ép
chặt lại. Đất được nén chặt thêm bởi q trình tạo ra lỗ. Cịn nước ở trong đất thì sẽ bị
nén cho thốt ra ngồi lỗ khoan được nhồi cát.

Hình 1.4. Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng giếng cát - theo ngun lý thốt nước
thẳng đứng
Mơ tả phương pháp
- Giếng cát - một số tài liệu trước đây còn gọi là cọc cát; song hiện nay tên gọi
của biện pháp xử lý nền đất yếu này thiên về cụm từ giếng cát hơn với lý do: cọc phải
có khả năng chịu lực - cọc cát GCXM chẳng hạn, cịn giếng cát chỉ có tác dụng chính
là làm tăng tốc độ cố kết của nền đất yếu.
- Phương pháp này nền đất yếu có tốc độ cố kết nhanh hơn so với phương án
sử dụng bấc thấm, thời gian chờ lún cũng ngắn hơn. Thường sử dụng trong trường hợp
nền đất yếu có chiều sâu 10m đến 30m.
Trình tự thi cơng
(1) Thi cơng lớp đệm cát (nếu có).
(2) Định vị vị trí giếng cát.
(3) Vận chuyển cát (hạt trung, hạt lớn) đến vị trí.
(4) Hạ cọc ống thép (rỗng) đúng vị trí và cao độ thiết kế.
(5) Đổ cát vào đầy cọc.
(6) Rút cọc ống, để lại cọc cát trong đất yếu.
- Các thiết bị đa năng hiện nay có khả năng vừa hạ giếng cát, cắm bấc thấm,
đóng cọc BTCT.

11

- Để có thể ấn cọc thép rỗng vào trong đất, sử dụng một búa rung treo trên đầu
cọc ống thép.
- Đầu cọc ống thép có cấu tạo đặc biệt với các sườn để tăng cường độ cứng và
bản lề. Khi ấn cọc xuống mũi cọc sẽ chụm lại tạo thành một ống rỗng trong lớp đất
yếu - không gian này sẽ được cát lấp đầy.
- Cần thêm một vòi phun nước để hỗ trợ việc "lấp đầy" của cát trong cọc ống
thép...
b.2. Phương pháp thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm:
Tại Việt Nam, công nghệ mới bấc thấm này đã được sử dụng trong xử lý nền đất
yếu cho Dự án nâng cấp QL.5 trên đoạn Km 47-Km 62 vào năm 1993, sau đó dùng
cho QL.51 (TP Hồ Chí Minh đi Vũng Tàu) và đường Láng - Hoà Lạc. Từ 1999 - 2004,
phương pháp này đã được sử dụng rộng rãi để xử lý đất yếu trong các dự án nâng cấp
và cải tạo QL1A, QL18, QL60, QL80,…

Hình 1.5. Thi công cắm bấc thấm tại Nhà máy chế biến gỗ MDF VRG Kiên Giang
Mô tả thiết bị
Về cơ bản bấc thấm đứng và bấc thấm ngang đều có kết cấu gồm 2 lớp chính là:
- Lớp vỏ lọc được làm bằng lớp vải địa kỹ thuật khơng dệt có độ bền cơ học
lớn, hệ số thấm cao, kích thước lỗ nhỏ giúp ngăn các hạt đất sét nhỏ thâm nhập vào lõi
thoát nước.
- Lớp lõi nhựa bên trong được thiết kế với nhiều rãnh giúp cho việc thoát nước
đạt hiệu quả cao nhất.
Ưu điểm phương pháp
- Dễ thi công và lắp đặt
- Khả năng thốt nước tốt
- Khơng làm xáo trộn tầng đất

12

- Thân thiện với môi trường
Thi công bấc thấm
- Trước khi thi công giếng cát hoặc bấc thấm bắt buộc phải rãi một lớp cát có
bề dày từ (0.5÷1)m trên nền đất yếu, nếu cần thiết rãi thêm 1 lớp vải địa kĩ thuật trên
mặt lớp đất yếu trước khi rải lớp cát. Lớp vải kĩ thuật và lớp đệm cát này nhằm đảm
bảo việc thốt nước trong q trình cố kết, đồng thời đảm bảo cho các thiết bị thi cơng
di chuyển lên đó.
Những tồn tại khi sử dụng các cơng nghệ với phương tiện thốt nước thẳng
đứng
- Cơng nghệ đóng giếng cát hoặc cắm bấc thấm làm xáo động vùng đất yếu
dưới nền đắp. Khi đất yếu bị xáo động, hệ số thấm giảm do đó đất lún lâu hơn. Ngoài
ra do xáo động (phá hoại kết cấu nguyên trạng) có thể làm tăng hệ số nén chặt của đất
yếu dẫn đến độ lún tổng cộng tăng lên. Đây là những vấn đề còn cần tiếp tục nghiên
cứu làm rõ thơng qua quan trắc trên các cơng trình đắp thực tế.

c. Phương pháp thay đất
Cơ sở lý thuyết
- Giải pháp thay đất là thay thế một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu dưới nền
đường bằng lớp đất khác có cường độ, sức chịu tải tốt hơn so với lớp đất yếu trước
đây. Giải pháp thay đất có ưu điểm là tăng cường ổn định, giảm độ lún và thời gian
chờ lún khi thiết kế xử lý nền đất yếu.
- Giải pháp thay đất rất hiệu quả trong trường hợp bề dày đất yếu nhỏ hơn so
với vùng ảnh hưởng của tải trọng đắp.
- Tính tốn chiều sâu thay đất căn cứ vào thời gian cố kết dự kiến, yêu cầu về
độ ổn định nền đắp cần đạt được để xác định chiều sâu thay đất.
- Khi kiểm toán thiết kế nền đất yếu bằng giải pháp thay đất, cần phải kiểm tra

2 điều kiện là: Biến dạng lún và ổn định trượt để xác định chiều sâu thay đất; Độ lún
còn lại và độ ổn định trượt trước, sau khi thay đất. Cần chú ý rằng, sau khi thay đất,
xem như phần đất yếu được thay bằng lớp đất tương ứng với bề dày bằng bề dày đất
yếu được thay và chỉ tiêu cơ lý của đất thay thế để tính tốn ổn định và lún.
- Thi cơng đào thay đất, có thể dùng sơ đồ đào đất yếu bằng máy xúc gầu dây,
đào đến đâu thì đắp lấn đến đó. Chiều sâu đào thay đất có thể lên tới (2÷3)m, đặc biệt
có thể tới 4,0m.
- Trong một số trường hợp nhất định, nên kết hợp giải pháp thay đất với giải
pháp gia tải thêm để tăng cường ổn định nền đường và đảm bảo độ lún còn lại theo yêu
cầu.
Phạm vi áp dụng
- Khi thời hạn u cầu đưa cơng trình đường vào sử dụng là rất ngắn và đào bỏ


13

đất yếu là một giải pháp tốt để tăng nhanh quá trình cố kết.
- Khi các đặc trưng cơ lý, đặc biệt là sức chịu tải của đất yếu là rất nhỏ mà
việc cải thiện nó bằng cố kết là khơng có hiệu quả để đạt được chiều cao thiết kế của
nền đắp.
- Khi cao độ thiết kế gần với cao độ tự nhiên, không thể đắp nền đường đủ dày
để đảm bảo cường độ cần thiết dưới kết cấu mặt đường.
- Bề dày lớp đất yếu nhỏ từ 2m trở xuống thì nên đào bỏ tồn bộ lớp đất yếu
này để đáy nền đường tiếp xúc với tầng đất không yếu.
- Đất yếu là than bùn loại I hoặc loại sét, á sét dẻo mềm, dẻo chảy. Trường hợp
này nếu chiều dày đất yếu vượt q (4÷5)m thì có thể đào một phần sao cho phần đất
yếu còn lại có bề dày nhiều nhất chỉ bằng (1/2÷1/3) chiều cao đất đắp (kể cả phần đắp
chìm trong đất yếu).
- Trong trường hợp đất yếu có bề dày dưới 3m và có cường độ q thấp mà
đào ra khơng kịp đắp lấn như than bùn loại II, loại III, bùn sét (độ sệt B >1) hoặc bùn

cát mịn thì có thể áp dụng giải pháp bỏ đá chìm đến đáy lớp đất yếu hoặc bỏ đá kết
hợp với đất đắp quá tải để nền tự lún đến đáy lớp đất yếu.
- Trường hợp nền đường đầu cầu đắp có chiều cao khơng lớn (khoảng 1,0m)
mà đất yếu có chiều dày tương đối lớn.
- Yêu cầu kỹ thuật về độ lún còn lại khơng địi hỏi cao như những đoạn nền
thơng thường (tốc độ thiết kế ≤ 40 Km/h), đoạn đường thiết kế có kết cấu lớp mặt là
cấp cao A2 trở xuống.
Giải pháp thay đất đã được áp dụng trong xây dựng giao thông ở nước ta như:
Dự án nâng cấp, mở rộng QL.1A đoạn Dốc Xây - Thành phố Thanh Hóa; Đại lộ Nam
sơng Mã, đường cao tốc TP Hồ Chí Minh - Trung Lương;...

d. Phương pháp gia tải nén trước
d.1. Đặc điểm và phạm vi áp dụng
Phương pháp này có thể sử dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn
sét và sét pha dẻo nhão, cát pha bão hòa nước. Dùng phương pháp này có các ưu điểm
sau:
- Tăng sức chịu tải của nền đất
- Tăng nhanh thời gian cố kết, tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian.
Các biện pháp thực hiện:
- Chất tải trọng (cát, sỏi, gạch, đá,...) bằng hoặc lớn hơn tải trọng cơng trình dự
kiến thiết kế trên nền đất yếu, để cho nền chịu tải trước và lún trước khi xây dựng cơng
trình.
- Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng nhanh quá
trình cố kết của đất nền, tăng nhanh tốc độ lún theo thời gian.