Phân tích đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hòa nước trước và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước

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

NGUYỄN VĂN CƯỜNG

PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG
CƠ LÝ CỦA ĐẤT SÉT MỀM BÃO HÒA NƯỚC
TRƯỚC VÀ SAU KHI XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP
BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC
Chun ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH NGẦM
Mã số : 60.58.02.04

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 12 năm 2015


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA-ĐHQG-HCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học : PGS. TS. Bùi Trường Sơn .........................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 1: ............................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: ............................................................................
....................................................................................................................
....................................................................................................................
Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG
Tp. HCM ngày . . . . . tháng . . . . năm . . . . .

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. ..............................................................
2. ..............................................................
3. ..............................................................
4. ..............................................................
5. ..............................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).
CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS. TS. NGUYỄN MINH TÂM


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

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

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

NGUYỄN VĂN CƯỜNG

MSHV:13091277

Ngày, tháng, năm sinh: 09/03/1988

Nơi sinh: Lâm Đồng

Chuyên ngành:

Mã số :60.58.02.04

Kỹ thuật xây dựng cơng trình ngầm

I. TÊN ĐỀ TÀI:
Phân tích đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hòa nước trước
và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
Thực hiện luận văn thạc sĩ với đề tài trên.
Nội dung bao gồm:
Mở đầu.
Chương 1: Tổng quan các kết quả nghiên cứu sự thay đổi tính chất cơ lý của đất sét
mềm bão hòa nước trước và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc thấm
kết hợp gia tải trước
Chương 2: Các phương pháp đánh giá đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hịa
nước
Chương 3: Phân tích đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hòa
nước trước và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải
trước
Kết luận và kiến nghị
Phụ lục
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 06/07/2015
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 04/12/2015
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS. TS. BÙI TRƯỜNG SƠN

Tp. HCM, ngày . . . . tháng .. . . năm 20....
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS. TS. BÙI TRƯỜNG SƠN

TS. LÊ BÁ VINH

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

PGS. TS. NGUYỄN MINH TÂM


LỜI CẢM ƠN
Xin được tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy Bùi Trường Sơn, đã tận tình
giúp đỡ, hướng dẫn tôi trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin chân thành cảm ơn các Thầy, Cô trong bộ môn Địa cơ Nền móng Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp. HCM đã tận tình truyền đạt cho tôi
những kiến thức quý báu trong thời gian tôi học tập tại trường để phục vụ
cho luận văn và công việc của tôi sau này.
Xin gửi lời cảm ơn đến bạn bè và đồng nghiệp, đã động viên, chia sẻ
những khó khăn trong công việc và hỗ trợ tôi trong quá trình học tập.
Cuối cùng, xin cảm ơn gia đình và người thân, đã cho tôi nguồn động
viên tinh thần to lớn để hoàn thành luận văn này.
Học viên

Nguyễn Văn Cường


Phân tích đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất sét mềm

bão hòa nước trước và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc
thấm kết hợp gia tải trước
Tóm tắt
Phương pháp bấc thấm (PVD) kết hợp gia tải trước là một trong những
phương pháp được sử dụng rộng rãi trong công tác xử lý nền đất yếu. Khi đất nền bị
nén chặt do cố kết, các đặc trưng cơ lý thay đổi. Trên cơ sở số liệu thí nghiệm hiện
trường và trong phịng ở cơng trình thực tế. Các biểu đồ so sánh tính chất cơ lý
trước và sau khi xử lý theo độ sâu được thiết lập. Tiến hành phân tích đánh giá xu
hướng thay đổi các tính chất cơ lý theo độ sâu xử lý. Từ đó, rút ra các nhận định có
ích cho cơng tác xử lý đất yếu. Ngoài ra, dữ liệu này cịn là tài liệu tham khảo có giá
trị thực tiễn đối với các kỹ sư Địa kỹ thuật.

The analysis assessment the change physical and mechanical
parameters of saturated soft clay before and after treatment by
PVD combined preloading method
Abstract
Prefabricated vertical drains (PVD) in combination with pre-loading have
become a popular method of soft soil improvement. When the ground was
compacted due to consolidation, soil parameters were changed. Based on in-stu and
laboratory testing results of actual project, the comparison charts of the soil
parameters before and after treatment with depth is established. Analysis and
evaluation of trends change soil parameters with depth. Then, make useful identify
for the soil treatment. In addition, the data is also the reference valuable practice for
the Geotechnical Engineer.


-1MỤC LỤC
MỞ ĐẦU .................................................................................................................... 7 
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU SỰ THAY ĐỔI
TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT SÉT MỀM BÃO HÒA NƯỚC TRƯỚC VÀ

SAU KHI XỬ LÝ BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI
TRƯỚC ...................................................................................................................... 9 
1.1 Sơ lược phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước ....................................... 9 
1.2 Các kết quả phân tích sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử
lý bằng bấc thấm kết hợp gia tải trước ........................................................................ 9 
1.2.1 Dự án sân bay quốc tế Bangkok 2, Thái Lan (Suvarnabhumi Airport) .... 9 
1.2.2 Dự án đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan (1990) ............... 15 
1.2.3 Dự án bồn chứa dầu gần bờ biển Tianjin, Trung Quốc ........................... 18 
1.2.4 Dự án mở rộng cảng Tianjin, Trung Quốc .............................................. 20 
1.3 Tổng quan về các kết quả nghiên cứu tương quan và dự báo sự gia tăng sức
chống cắt khơng thốt nước của đất loại sét ............................................................. 23 
1.3.1 Quan hệ Su theo chỉ số dẻo PI, ứng suất do trọng lượng bản thân đối với
sét cố kết thường............................................................................................... 23 
1.3.2 Quan niệm thiết kế và những nghiên cứu liên quan theo SHANSEP ..... 26 
1.3.3 Một số phương pháp dự đoán Su ............................................................. 29 
1.4 Nhận xét và phương hướng đề tài ................................................................... 34 
CHƯƠNG 2. CÁC PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ CỦA
ĐẤT SÉT MỀM BÃO HÒA NƯỚC...................................................................... 35 
2.1 Thiết bị và phương pháp thí nghiệm cắt cánh hiện trường (FVT) ................. 35 
2.1.1 Loại đọc ngay kết quả ............................................................................. 35 
2.1.2 Loại ghi đồ thị trên giấy vẽ (còn gọi là cắt cánh cơ học, MVST) ........... 37 
2.1.3 Loại cắt cánh điện EVST......................................................................... 39 
2.1.4 Ngun lý tính tốn Su từ thí nghiệm cắt cánh (VST) ............................ 40 
2.2 Thiết bị và phương pháp thí nghiệm xuyên tĩnh............................................. 41 
2.2.1 Thí nghiệm xuyên tĩnh cơ........................................................................ 41 
2.2.2 Thiết bị xuyên tĩnh điện có đo áp lực nước lỗ rỗng CPTu ...................... 45 


-22.2.3 Xác định sức chống cắt khơng thốt nước Su từ thí nghiệm CPTu ......... 46 
2.3 Cơ sở lý thuyết thiết lập công thức tương quan theo các hàm số toán học .... 47 

2.4 Nhận xét chương ............................................................................................. 51 
CHƯƠNG 3. PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ SỰ THAY ĐỔI ĐẶC TRƯNG CƠ LÝ
CỦA ĐẤT SÉT MỀM BÃO HÒA NƯỚC TRƯỚC VÀ SAU KHI XỬ LÝ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC .............. 52 
3.1 Giới thiệu địa chất và quá trình xử lý nền đất yếu.......................................... 52 
3.2 Sự thay đổi đặc trưng vật lý sau xử lý: ........................................................... 63 
3.3 Sự thay đổi đặc trưng cơ học .......................................................................... 66 
3.3.1 Các thông số từ thí nghiệm nén cố kết .................................................... 66 
3.3.2 Các thơng số từ thí nghiệm cắt cánh và thí nghiệm xuyên CPTu ........... 69 
3.4 Kết luận chương .............................................................................................. 75 
KẾT LUẬN .............................................................................................................. 76 
KIẾN NGHỊ ............................................................................................................. 77 
DANH MỤC TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................... 78 


-3DANH MỤC CÁC HÌNH
Hình 1.1. Vị trí dự án sân bay quốc tế Bangkok (D.T Begado và cơng sự 1988)....10 
Hình 1.2. Các đặc trưng cơ lý của đất trước xử lý (D.T Begado và cơng sự 1988) .11 
Hình 1.3. Mặt bằng 3 đập thử nghiệm (Asian Institute of Technology, 1995) ........11 
Hình 1.4. Trắc ngang điển hình tại đập thử TS3 (Asian Institute of Technology,
1995)..........................................................................................................................12 
Hình 1.5. Độ ẩm và sức chống cắt Su của đất (1994 và 1996) tại đập thử nghiệm
(Asian Institute of Technology, 1996) ......................................................................13 
Hình 1.6. Sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý tại đường băng
phía Tây (Asian Institute of Technology, 1995) .......................................................13 
Hình 1.7. Sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý tại đường băng
phía Đơng (Asian Institute of Technology, 1995) ....................................................14 
Hình 1.8. Kết quả thí nghiệm CPTu trước và sau khi xử lý (Asian Institute of
Technology, 1995) ....................................................................................................15 
Hình 1.9. Sơ đồ đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan (Google map) .....16 

Hình 1.10. Mặt cắt địa chất đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan (Begado
và cơng sự 1990a) .....................................................................................................16 
Hình 1.11. Kết quả dự báo sự gia tăng sức chống cắt khơng thốt nước theo
phương pháp SHANSEP (Begado và cơng sự 1990a) ..............................................17 
Hình 1.12. Sự gia tăng sức chống cắt khơng thốt nước tại Đoạn 1B (Begado và
cơng sự 1990a) ..........................................................................................................18 
Hình 1.13. Mặt bằng xử lý và bố trí thiết bị quan trắc (Chu, J., Yan, S.W. & Yang,
H. (2000)) ..................................................................................................................18 
Hình 1.14. Tính chất cơ lý theo độ sâu trước khi xử lý (Chu, J., Yan, S.W. & Yang,
H. (2000)) ..................................................................................................................19 
Hình 1.15. Kết quả cắt cánh hiện trường trước và sau khi xử lý (Chu, J., Yan, S.W.
& Yang, H. (2000)) ...................................................................................................20 
Hình 1.16. Mặt bằng xử lý và bố trí thiết bị quan trắc (Chu, J., Yan, S.W (2005)) .21 


-4Hình 1.17. Tính chất cơ lý theo độ sâu trước khi xử lý (Chu, J., Yan, S.W (2005))
...................................................................................................................................21 
Hình 1.18. So sánh kết quả cắt cánh hiện trường trước và sau khi xử lý (Chu, J.,
Yan, S.W (2005)) ......................................................................................................22 
Hình 1.19. So sánh độ ẩm trước và sau khi xử lý (Chu, J., Yan, S.W (2005)) ........22 
Hình 1.20. Biến thiên sức chống cắt khơng thốt nước theo độ sâu của sét cố kết
thường (NC) ..............................................................................................................23 
 S 

Hình 1.21. Quan hệ giữa tỷ số  u  và chỉ số dẻo theo Skempton .......................24 
  vo 
Hình 1.22. Hệ số hiệu chỉnh  cho cắt cánh hiện trường theo chỉ số dẻo được rút ra
từ các hiện tượng phá hủy nền đắp (Ladd, 1975)......................................................25 
 S 

Hình 1.23. Quan hệ giữa tỷ số  u  và chỉ số dẻo Ip theo Terzaghi, Peck và Mersi,
  vo 
1996 ...........................................................................................................................25 
 S 

Hình 1.24. Quan hệ tỷ số  u  theo OCR (theo Ladd và Foott, 1974) ..................27 
  vo 
Hình 1.25. Quan hệ Su theo độ sâu ...........................................................................30
Hình 2.1. Thiết bị cắt cánh sử dụng đo moment ......................................................36 
Hình 2.2. Thiết bị cắt cánh cơ NILCON của Geotech .............................................37 
Hình 2.3. Thiết bị cắt cánh điện tử EVT200 của Geotech .......................................39 
Hình 2.4. Cánh có vát (65mm x 130mm) gắn với đầu nối trượt và cần sử dụng trong
lớp bùn sét .................................................................................................................39 
Hình 2.5. Giao diện Phần mềm xử lý số liệu cắt cánh VANE-LOG 1.03 của hãng
Geotech......................................................................................................................40 
Hình 2.6. Thiết bị xuyên cơ Geomil (Hà lan)...........................................................42 
Hình 2.7. Hai đồng hồ thủy lực và đầu đo thiết bị xun cơ....................................43 
Hình 2.8. Biểu đồ kết quả thí nghiệm xun cơ .......................................................44 
Hình 2.9. Thiết bị xun tĩnh khơng dây Geotech ...................................................45 
Hình 2.10. Giao diện Phần mềm xử lý số liệu xuyên tĩnh CPT-LOG ver 4.06 ......40 
Hình 2.11. Số liệu được hiển thị trên màn hình trong lúc thí nghiệm ......................40 


-5Hình 2.12. Sơ đồ hoạt động và kết quả thiết bị xun điện Geotech .......................41 
Hình 2.13. Kết quả thí nghiệm tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng ....................................42 
Hình 2.14. Sơ đồ hiệu chuẩn sức kháng xuyên và ma sát áo ...................................43 
Hình 2.15. Giao diện phần mềm CPT-PRO 5.45 .....................................................44 
Hình 2.16. Kết quả xử lý trên phần mềm CPT- PRO ...............................................45 
Hình 2.17. Kết quả thí nghiệm CPTu sau khi xử lý .................................................45 

-6DANH MỤC CÁC BẢNG
Bảng 3.1. Sự thay đổi tính chất cơ lý trước và sau khi xử lý ...................................14
Bảng 2.1. Các thông số kỹ thuật của thiết bị xuyên cơ GeoMil ...............................41
Bảng 3.1. Khối lượng khảo sát trong dự án ..............................................................53 
Bảng 3.2. Đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hòa nước trước xử lý khu vực bãi gỗ
dự án nhà máy chế biến gỗ MDF Kiên Giang ......................................................... 54 
Bảng 3.3. Tải trọng kết cấu áo đường.......................................................................56 
Bảng 3.4. Kết quả dự báo độ cố kết gia cố ...............................................................56 
Bảng 3.5. Cao độ phân bố các phụ lớp .....................................................................63 
Bảng 3.6. Sự thay đổi một số tính chất vật lý trước và sau khi xử lý.......................64 
Bảng 3.7. Sức kháng mũi ròng cho từng lớp đất ......................................................73 
Bảng 3.8. Hệ số Nkt cho từng lớp ............................................................................74 


-7MỞ ĐẦU
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm gia tải trước là một trong những
phương pháp xử lý được sử dụng rộng rãi ở khu vực đất yếu phổ biến như các khu
vực ở vùng châu thổ Việt Nam. Trong thực tế việc gia tải thường được thực hiện
căn cứ vào tốc độ lún của đất thông qua độ cố kết. Do đó, trong cơng tác xử lý, giá
trị độ lún và mức độ cố kết thường được đánh giá thông qua các thiết bị quan trắc.
Đối với đất yếu bão hòa nước, khi bị nén chặt do cố kết, các đại lượng khác
như tính chất vật lý và các đặc trưng cơ lý cũng thay đổi tương ứng. Đề tài: “Phân
tích đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất sét mềm bão hòa nước trước
và sau khi xử lý bằng phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước” được đề
nghị thực hiện nhằm đánh giá sự thay đổi các đặc trưng cơ lý sau khi xử lý. Kết quả
thí nghiệm ở cơng trình thực tế và phân tích tổng hợp cho phép rút ra các nhận định
có ích cho cơng tác xử lý. Đây là một yếu tố quan trọng nhằm đánh giá hiệu quả
công tác xử lý nền.

Ngồi ra dữ liệu này cịn là tài liệu tham khảo có giá trị thực tiễn đối với các
kỹ sư Địa kỹ thuật.
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Dựa vào kết quả khảo sát địa chất, so sánh đánh giá trực tiếp sự thay đổi tính
chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý từ các kết quả thí nghiệm đất trong phịng
(thí nghiệm các chỉ tiêu vật lý, thí nghiệm nén cố kết, thí nghiệm nén đơn, nén 3
trục (mơ hình CU, UU)) và các thí nghiệm hiện trường như xun tĩnh điện có đo
áp lực nước lỗ rỗng (CPTu), cắt cánh hiện trường (FVT).
Trong nội dung luận văn tiến hành tổng hợp phân tích số liệu thí nghiệm thực
tế từ kết quả khảo sát địa chất trước và sau khi xử lý. Xây dựng các biểu đồ sự thay
đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý theo độ sâu.
Cơ sở dữ liệu phục vụ đề tài được thu thập từ số lượng lớn kết quả thí nghiệm
trước và sau khi xử lý của dự án nhà máy chế biến gỗ MDF Kiên Giang.


-8-

Phương pháp nghiên cứu
Phương pháp nghiên cứu được chọn lựa cho luận văn là thí nghiệm trong
phịng và thí nghiệm hiện trường.
Trên cơ sở kết quả thí nghiệm tiến hành xây dựng các quan hệ và phân tích đề
xuất rút ra các nhận xét đánh giá về xu hướng thay đổi đặc trưng cơ lý đất nền.


-9CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN CÁC KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU
SỰ THAY ĐỔI TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA ĐẤT SÉT MỀM
BÃO HỊA NƯỚC TRƯỚC VÀ SAU KHI XỬ LÝ
BẰNG PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KẾT HỢP GIA TẢI TRƯỚC
1.1 Sơ lược phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước
Sự lún cố kết của đất sét mềm bão hòa nước gây bất lợi trong sử dụng các

cơng trình xây dựng và hạ tầng… Do đất sét có hệ số thấm rất bé, quá trình cố kết
sơ cấp xảy ra trong thời gian dài đến hàng trăm năm. Ngồi ra, cịn phải xét đến quá
trình cố kết thứ cấp, đặc biệt là đất bùn sét có hàm lượng hữu cơ cao, độ lún do cố
cố kết thứ cấp chiếm tỉ lệ đáng kể. Để rút ngắn thời gian cố kết sơ cấp, giảm độ lún
khi sử dụng cơng trình, bấc thấm đứng được cắm vào trong đất kết hợp với chất tải
trực tiếp hoặc gia tải bằng bơm hút chân không. Trong phương pháp này, bấc thấm
đứng tạo thành kênh thoát nước nhân tạo, nước trong lỗ rỗng của đất thoát ra bấc
thấm trong quá trính cố kết do sự chênh lệch gradient thủy lực được tạo bởi gia tải
trước. Quá trình cố kết diễn ra nhanh hơn do chiều dài đường thấm được rút ngắn.
Bấc thấm đứng là một trong 3 loại phổ biến của phương pháp thoát nước đứng phổ
biến gồm giếng cát, cát bọc vải địa và bấc thấm đứng.
Bấc thấm đứng được nghiên cứu và ứng dụng rộng rãi trong công tác xử lý đất
yếu trên thế giới. Tại Đông Nam Á, bấc thấm đứng được nghiên cứu bởi các tác giả
Choa, và cộng sự (1981), Lee và cộng sự (1989), Woo và cộng sự (1988) tại
Singapore; Nicholls (1989) tại Indonesia; Volders (1984), Rahman và cộng sự
(1990) tại Malaysia; Belloni và cộng sự(1979) tại Philippines. Đặc biệt tại Bangkok
Thái Lan bấc thấm đứng kết hợp gia tải trước được nghiên cứu rất chi tiết bởi
Bergado và công sự (1988, 1990a.b,1991).
1.2 Các kết quả phân tích sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi
xử lý bằng bấc thấm kết hợp gia tải trước
1.2.1 Dự án sân bay quốc tế Bangkok 2, Thái Lan (Suvarnabhumi Airport)
Dự án Sân bay quốc tế Suvarnabhumi được lên kế hoạch xây dựng từ năm
1960, khởi công năm 2002 và đưa vào hoạt động năm 2006. Dự án nằm trên vùng


- 10 đầm lầy Hổ Mang (thuộc tỉnh Samut Prakan, cách 25 km về phía đơng trung tâm
thủ đơ Bangkok). Các đặc trưng cơ lý của đất được thể hiện trong hình 1.2.

Hình 1.1. Vị trí dự án sân bay quốc tế Bangkok (D.T Begado và công sự 1988)
Với đặc điểm địa chất trên công tác xử lý đất yếu rất quan trọng, Học viện

AIT Thái Lan đã được giao thực hiện ba đập thử nghiệm (TS1, TS2, TS3) với
khoảng cách PVD 1,0; 1,2; 1,5m; lưới vuông, chiều dài PVD LPVD=12m. Công tác
thực hiện trong 2 năm (1993-1995) nhằm đánh giá hiệu quả của phương pháp PVD


- 11 trước khi thi cơng đại trà. Hình 1.3 thể hiện mặt bằng bố trí 3 đập thử nghiệm. Trắc
ngang điển hình được thể hiện trong hình 1.4

Hình 1.2. Các đặc trưng cơ lý của đất trước xử lý (D.T Begado và cơng sự 1988)

Hình 1.3. Mặt bằng 3 đập thử nghiệm (Asian Institute of Technology, 1995)


- 12 -

Hình 1.4. Trắc ngang điển hình tại đập thử TS3
(Asian Institute of Technology, 1995)
Hình 1.5 thể hiện sự thay đổi độ ẩm và sức chống cắt khơng thốt nước của đất
theo thời gian và theo độ sâu tại các đập thử nghiệm.
Sau khi công tác thử nghiệm thành công, phương pháp PVD đã được áp dụng cho
các hạng mục xử lý đường băng sân bay và đường công vụ của dự án.
Đánh giá sự thay đổi đặc trưng cơ lý của đất trước và sau khi xử lý.
Công tác khảo sát địa chất trước và sau khi xử lý đã được tiến hành gồm: lấy mẫu
nguyên dạng, thí nghiệm cắt cánh hiện trường, thí nghiệm xuyên CPTu và các thí
nghiệm đất trong phịng. Kết quả khảo sát địa chất được thể hiện trên hình 1.6; 1.7;
1.8. Các đặc trưng chính được đánh giá gồm độ ẩm, khối lượng riêng, sức chống cắt
khơng thốt nước, sức kháng mũi từ thí nghiệm CPTu. Nhìn chung, sau khi xử lý độ
ẩm giảm, dung trọng tự nhiên và sức chống cắt không thoát nước của đất tăng. Lớp
đất yếu chuyển từ trạng thái chảy, dẻo chảy lên trạng thái dẻo mềm. Trung bình độ
ẩm giảm 24% (giảm mạnh ở lớp đất có độ sâu từ 2m đến 8m), dung trọng tăng 13%

và sức chống cắt tăng đến 90%. Như kết quả hình 1.6 và 1.7 cho thấy tại đường
băng phía Tây cơng tác xử lý đất yếu hiệu quả cao hơn tại đường băng phía Đơng.


- 13 -

So sánh sự thay đổi độ ẩm

Kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường

Hình 1.5. Độ ẩm và sức chống cắt Su của đất (1994 và 1996)
tại đập thử nghiệm (Asian Institute of Technology, 1996)

Hình 1.6. Sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý tại đường băng
phía Tây (Asian Institute of Technology, 1995)


- 14 -

Hình 1.7. Sự thay đổi tính chất cơ lý của đất trước và sau khi xử lý
tại đường băng phía Đơng (Asian Institute of Technology, 1995)
Bảng 3.1. Sự thay đổi tính chất cơ lý trước và sau khi xử lý
Su (t/m2)

Độ ẩm (%)

Đường
băng

Trước Sau

Thay đổi

Trước Sau

Khối lượng riêng (t/m3)

Thay đổi

Trước

Sau

Thay đổi

Phía Tây

110

80

-27%

1,1

2,3

110%

1,4

1,57

12%

Phía Đơng

113

88

-22%

1,0

1,7

70%

1,4

1,61

15%

Sự thay đổi về độ ẩm và sức kháng cắt khơng thốt nước có thể được tính theo
cơng thức sau dựa trên độ lún hiện trường (Stamatopoulos và Kotzias, 1985)
∆
∆S

(1.1)
.

(1.2)

Trong đó:
Su, Su
nước.

: Trị số ban đầu và giá trị gia tăng sức khánh cắt khơng thốt


- 15 wn, wn

: Giá trị ban dầu và giá trị thay đổi của độ ẩm.

G

: Tỉ trọng hạt

Cc

: Chỉ số nén lún của đất



: Độ lún khi gia tải

h

: Bề dày lớp đất yếu

Kết quả xuyên CPTu trước và sau khi xử lý thể hiện trên hình 1.8

Hình 1.8. Kết quả thí nghiệm CPTu trước và sau khi xử lý
(Asian Institute of Technology, 1995)
1.2.2 Dự án đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan (1990)
Dự án đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan được xây dựng năm
1990 dựa trên nguồn vốn vay JICA. Đường cao tốc đi qua vùng đất yếu dày 10m
đến 20m (Hình 1.10). Phương pháp xử lý PVD kết hợp chất tải trực tiếp.


- 16 -

Hình 1.9. Sơ đồ đường cao tốc Bangkok-Chonburi tại Thái Lan (Google map)

Hình 1.10. Mặt cắt địa chất và các phân đoạn xử lý PVD đường cao tốc BangkokChonburi tại Thái Lan (Begado và công sự 1990a)


- 17 -

Đoạn 1A/1

Đoạn 1A/2
Hình 1.11. Kết quả dự báo sự gia tăng sức chống cắt khơng thốt nước
theo phương pháp SHANSEP (Begado và công sự 1990a)


- 18 Kết quả dự báo sự gia tăng sức chống cắt khơng thốt nước Su trong hình 1.11
được tính tốn dự trên phương pháp SHANSEP. Hình 1.12 thể hiện sự gia tăng Su

thực tế theo thời gian và theo độ sâu tại Đoạn 1B trên hình 1.10.

Hình 1.12. Sự gia tăng sức chống cắt khơng thốt nước tại Đoạn 1B
(Begado và công sự 1990a)
1.2.3 Dự án bồn chứa dầu gần bờ biển Tianjin, Trung Quốc
Dự án bồn chứa dầu gần bờ biển Tianjin, Trung Quốc được xây dựng năm 1996

Đoạn I: 30.000m2
Đoạn II: 20.000m2

Hình 1.13. Mặt bằng xử lý và bố trí thiết bị quan trắc
(Chu, J., Yan, S.W. & Yang, H. (2000))


- 19 Mặt cắt địa chất gồm 2 lớp đất yếu cần được xử lý. Lớp 1 là lớp bùn sét bồi tụ
dày 4 đến 5m, lớp 2 bên dưới lớp này là sét trầm tích biển. Các thơng số địa chất
của 2 đoạn 1 và 2 được thể hiện trong hình 1.14 (a) và (b). Độ ẩm của đất gần với
giới hạn chảy, sức chống cắt khơng thốt nước Cu thấp, trạng thái chảy.

Hình 1.14. Tính chất cơ lý theo độ sâu trước khi xử lý
(Chu, J., Yan, S.W. & Yang, H. (2000))