Nghiên cứu đặc trưng cơ học của đất trộn xi măng để ứng dụng tính toán ổn định nền đất của công trình cảng quốc tế thị vải

Đại học Quốc Gia Tp.Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
W***X

NGUYỄN HẬU HỮU

NGHIÊN CỨU ĐẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA
ĐẤT TRỘN XI MĂNG ĐỂ ỨNG DỤNG
TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH NỀN ĐẤT CỦA
CƠNG TRÌNH CẢNG QUỐC TẾ THỊ VẢI

CHUN NGÀNH:

ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG.

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP.HỒ CHÍ MINH, tháng 04 năm 2010


CƠNG TRÌNH ðƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
ðẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: PGS TS CHÂU NGỌC ẨN.
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: PGS TS NGUYỄN VĂN CHÁNH.
Cán bộ chấm nhận xét 1: ..............................................................................................
......................................................................................................................................
Cán bộ chấm nhận xét 2: .............................................................................................
......................................................................................................................................
Luận văn thạc sĩ ñược bảo vệ tại HỘI ðỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ

TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 12 tháng 01 năm 2010.


TRƯỜNG ðẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
----------------

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHIÃ VIỆT NAM
ðộc Lập - Tự Do - Hạnh Phúc
---oOo--Tp. HCM, ngày 25 tháng 11 năm 2009

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: . NGUYỄN HẬU HỮU

Phái: Nam

Ngày, tháng, năm sinh: 15 – 11 – 1984

Nơi sinh: Vĩnh Long

Chuyên ngành: ðỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MSHV: 00907544
1- TÊN ðỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU ðẶC TRƯNG CƠ HỌC CỦA ðẤT TRỘN XI MĂNG ðỂ ỨNG DỤNG
TÍNH TỐN ỔN ðỊNH NỀN ðẤT CỦA CƠNG TRÌNH CẢNG QUỐC TẾ THỊ VẢI
2- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
− Nghiên cứu các ñặc trưng cơ học của ñất trộn xi măng và các yếu tố của ñất nền ảnh
hưởng ñến cường ñộ của hỗn hợp đất trộn xi măng từ thí nghiệm trong phịng.
− Nghiên cứu khả năng gia cố ñất nền và ñặc tính thấm của đất trộn xi măng.
− Ứng dụng tính tốn cụ thể cho cơng trình Cảng quốc tế Thị Vải và so sánh kết quả thí

nghiệm trong phịng với thí nghiệm ngồi hiện trường.
3- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 05/02/2009
4- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 25/11/2009
5- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1: PGS TS CHÂU NGỌC ẨN.
HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2: PGS TS NGUYỄN VĂN CHÁNH.
Nội dung và ñề cương Luận văn thạc sĩ đã được Hội ðồng Chun Ngành thơng qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

PGS.TS CHÂU NGỌC ẨN

PGS.TS NGUYỄN VĂN CHÁNH

TS VÕ PHÁN
KHOA QL CHUYÊN NGÀNH


LỜI CÁM ƠN

Lời đầu tiên, tôi xin chân thành cảm ơn Thầy PGS TS Châu Ngọc Ẩn và
Thầy PGS TS Nguyễn Văn Chánh đã cho tơi những gợi ý hình thành nên ý tưởng
của đề tài, tận tình giúp đỡ và hướng dẫn tơi hồn thành luận văn này.
Tơi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Quý Thầy – Cơ trong Phịng thí nghiệm
Vật liệu – bộ mơn Cơng nghệ Vật liệu, phịng thí nghiệm Địa kỹ thuật của khoa Địa
Chất trường Đại học Bách Khoa Tp.HCM, cũng như Thầy Nguyễn Minh Sơn Công ty TNHH Tư Vấn H.A.I đã nhiệt tình hướng dẫn các phương pháp thí nghiệm
trong quá trình thực hiện luận văn này.

Xin chân thành cám ơn tồn thể Q Thầy – Cơ Bộ mơn Địa cơ nền móng
trường Đại học Bách khoa TP.HCM đã cống hiến công sức, thời gian và tâm huyết
để truyền đạt những kiến thức bổ ích trong suốt q trình học tập.
Xin cảm ơn bạn bè lớp Cao học Địa kỹ thuật Xây dựng khóa 2007 và các bạn
trong Cơng ty PENTA OCEN đã giúp đỡ, cung cấp số liệu để thực hiện luận văn
này.
Cuối cùng, xin cám ơn Ban lãnh đạo của Liên hiệp Khoa học Sản xuất Địa
Chất Nam Bộ và Gia đình đã hỗ trợ tinh thần và thời gian để tơi có thể hồn thành
tốt luận văn này.
Xin cám ơn tất cả.
Tp. Hồ Chí Minh, tháng 11 năm 2009
Nguyễn Hậu Hữu.


MỤC LỤC
MỞ ðẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài. ..........................................................................................1
2. Mục tiêu và nội dung nghiên cứu. ............................................................................1
3. Phương pháp nghiên cứu..........................................................................................2
4. Ý nghĩa khoa học và ý nghĩa thực tiễn .....................................................................2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC ðẤT XI MĂNG
1.1 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ðẤT GIA CỐ TRÊN THẾ GIỚI........................3
1.1.1. Trong lĩnh vực làm kết cấu áo đường và móng ñường....................................3
1.1.2. Trong lĩnh vực gia cố sâu...............................................................................4
1.2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ðẤT GIA CỐ Ở VIỆT NAM .............................5
1.3. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CỌC ðẤT XI MĂNG. ...................................7
1.4. NHỮNG VẤN ðỀ CỊN TỒN TẠI. .................................................................12

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TÍNH TỐN CỌC ðẤT XI MĂNG ðỂ GIA

CỐ NỀN
2.1. Nguyên lý gia cố ñất xi măng............................................................................13
2.1.1 Xi Măng Pooclăng .......................................................................................13
2.1.1.1 Khái niệm chung:...................................................................................13
2.1.1.2 Thành phần của xi măng Pooclăng.........................................................13
2.1.2 Quá trình thủy phân xi măng:........................................................................15
2.1.3 Nguyên lý gia cố ñất trộn xi măng: ...............................................................16
2.2. ðẶC TÍNH CỦA HỖN HỢP ðẤT – XI MĂNG .............................................18
2.2.1. Cường độ kháng nén. ...................................................................................18
2.2.2. Sức chống cắt khơng thốt nước ..................................................................19
2.2.3. Tính thấm nước............................................................................................20
2.3. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ðẾN HỖN HỢP ðẤT XI MĂNG ..................21
2.3.1. Hàm lượng xi măng. ....................................................................................21
2.3.2. Thời gian dưỡng hộ......................................................................................22
2.3.3. Loại ñất cần gia cố. ......................................................................................23
2.3.4. Hàm lượng vật chất hữu cơ trong ñất ...........................................................24


2.3.5. Thành phần và hàm lượng các muối dễ hòa tan............................................26
2.3.6. Trị số pH của mơi trường.............................................................................26
2.3.7. Nhiệt độ trong gia cố ñất..............................................................................27
2.3.8. Các chất phụ gia. .........................................................................................29
2.4. PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN CHO CỌC ðẤT XI MĂNG.........................30
2.4.1. Khả năng chịu tải giới hạn của cọc ñơn:.......................................................30
2.4.1.1. Khả năng chịu tải theo ñất nền: .............................................................30
2.4.1.2. Khả năng chịu tải theo vật liệu cọc : .....................................................31
2.4.1.3. Khả năng chịu tải của nhóm cọc : .........................................................32
2.4.2. Tính độ lún ổn định......................................................................................32

CHƯƠNG 3: NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM XÁC ðỊNH CÁC ðẶC

TRƯNG CƠ HỌC CỦA ðẤT TRỘN XI MĂNG
3.1. CƠNG TÁC TRỘN MẪU TRONG PHỊNG ..................................................35
3.1.1. Lấy mẫu:......................................................................................................35
3.1.2. Xi măng trộn và tỉ lệ trộn: ............................................................................36
3.1.3. Chuẩn bị vật liệu trộn:..................................................................................37
3.1.4. Thiết bị trộn và cách thức trộn: ....................................................................39
3.1.5. Tạo mẫu và bảo dưỡng mẫu: ........................................................................40
3.2. THÍ NGHIỆM NÉN 1 TRỤC NỞ HƠNG. ......................................................41
3.2.1. Mục đích:.....................................................................................................41
3.2.2.Thiết bị thí nghiệm: ......................................................................................41
3.2.3. Trình tự thí nghiệm: .....................................................................................42
3.2.4. Kết qủa thí nghiệm:......................................................................................42
3.2.5. Kết quả thí nghiệm nén của nhà thầu FUKKEN ..........................................43
3.3. THÍ NGHIỆM XÁC ðỊNH HỆ SỐ THẤM.....................................................46
3.3.1. Mục đích:.....................................................................................................46
3.3.2. Thiết bị thí nghiệm:......................................................................................47
3.3.3. Quy trình thí nghiệm....................................................................................47
3.3.4. Tính tốn kết quả thí nghiệm........................................................................48
3.3.5. Kết quả thí nghiệm.......................................................................................49
3.3.6. Nhận xét: .................................................................................................50
3.4. THÍ NGHIỆM CẮT TRỰC TIẾP. ..................................................................50
3.4.1. Mục đích:.....................................................................................................50
3.4.2. Thiết bị thí nghiệm:......................................................................................51
3.4.3. Quy trình thí nghiệm:...................................................................................51
3.4.4. Kết quả thí nghiệm:......................................................................................51
3.5. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ðẾN HỖN HỢP ðẤT XI MĂNG. ................53
3.5.1. Hàm lượng xi măng. ....................................................................................54
3.5.2. ðộ tuổi bảo dưỡng: ......................................................................................56
3.5.3. Hàm lượng vật chất hữu cơ trong ñất ...........................................................58

3.5.4. Trị số pH của môi trường.............................................................................59
3.5.5. ðộ ẩm của đất..............................................................................................60
3.6. THÍ NGHIỆM NÉN MẪU TỪ HIỆN TRƯỜNG............................................61
3.6.1. Mục đích:.....................................................................................................61
3.6.2. Kết quả nén kiểm tra một số cọc trong phạm vi gia tải. ................................61
3.7. NHẬN XÉT .......................................................................................................65

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN CHO CƠNG TRÌNH CẢNG
QUỐC TẾ THỊ VẢI
4.1. GIỚI THIỆU CƠNG TRÌNH...........................................................................67
4.1.1. Vị trí địa lý: .................................................................................................67
4.1.2. Hiện trạng địa chất cơng trình: .....................................................................67
4.1.3. ðiều kiện làm việc của cơng trình:...............................................................71
4.1.3.1. Tải trọng tác dụng khi đi vào hoạt ñộng: ...............................................71
4.1.3.2. ðộ lún của nền khi chưa gia cố đất trộn xi măng...................................71
4.1.3.2. Gia cố đất yếu.......................................................................................72
4.2. TÍNH TỐN LỰA CHỌN CƯỜNG ðỘ CỦA HỖN HỢP ðẤT TRỘN XI
MĂNG ......................................................................................................................73
4.2.1. Tính tốn cho lớp gia cường bề mặt. ............................................................73
4.2.1.1. Lý thuyết tính tốn khả năng xun thủng: ...........................................73
4.2.1.2. Áp dụng tính tốn. ................................................................................75
4.2.2. Tính tốn cho cọc đất xi măng: ....................................................................76
4.3. TÍNH TỐN ỔN ðỊNH CỦA NỀN GIA CỐ CỌC ðẤT XI MĂNG.............76
4.3.1. Khả năng chịu tải của cọc theo ñất nền: .......................................................76
4.3.2. Khả năng chịu tải của cọc theo vật liệu cọc :................................................77
4.3.3. Tính lún ổn định của nền ñất sau gia cố: ......................................................77
4.4. KẾT QUẢ QUAN TRẮC HIỆN TRƯỜNG ....................................................78
4.4.1. Mặt bằng quan trắc: .....................................................................................78
4.4.2. Các thiết bị quan trắc ...................................................................................80

4.4.2.1. Bàn ño lún: ...........................................................................................80
4.4.2.2. Hộp ño áp lực ñất:.................................................................................80
4.4.2.3. Giếng ño mực nước ngầm:....................................................................81
4.4.2.4. ðầu ño áp lực nước lỗ rỗng:..................................................................81
4.4.3. Tính tốn từ kết quả quan trắc:.....................................................................81
4.4.3.1. Từ kết quả ño áp lực ñất:.......................................................................81
4.4.3.2. Từ kết quả đo áp lực nước lỗ rỗng ........................................................82
4.5. TÍNH TỐN BẰNG PHƯƠNG PHÁP PHẦN TỬ HỮU HẠN......................84
4.5.1. Mơ hình tính tốn: .......................................................................................84
4.5.2. Các bước thi cơng: .......................................................................................85
4.5.3. Các thơng số tính tốn đầu vào: ...................................................................85


4.5.4. Kết quả tính tốn ổn định:............................................................................86
4.5.4.1 Ứng suất hữu hiệu tác dụng lên ñầu cọc. ................................................87
4.5.4.2 ðộ lún....................................................................................................87
4.6 NHẬN XÉT................................................................................................. 88

KẾT LUẬN
KẾT LUẬN CHUNG ........................................................................................90
HẠN CHẾ CỦA ðỀ TÀI ..................................................................................91
CÁC HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO .....................................................92

TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC: CÁC KẾT QUẢ THÍ NGHIỆM


DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1.1: Sơ đồ bố trí cọc. ...........................................................................................8
Hình 1.2: Bố trí cọc trùng nhau theo khối. ...................................................................9

Hình 1.3: Máy trộn khơ tại sân bay Cần Thơ..............................................................10
Hình 1.4: Máy trộn ướt tại cơng trình cảng Thị Vải. ..................................................10
Hình 1.5: Cách thức khoan và phụt xi măng vào ñất. .................................................11
Hình 2.1: Sự phát triển cường độ của các khống xi măng theo thời gian. .................15
Hình 2.2: ðường cong ứng suất - biến dạng của hỗn hợp ñất – xi măng.....................19
Hình 2.3: Quan hệ giữa hàm lượng xi măng và cường độ của hỗn hợp. .....................21
Hình 2.4: Quan hệ giữa qu của hỗn hợp ñất – xi măng và số ngày tuổi. ......................22
Hình 2.5: ðường cong ứng suất - biến dạng của hỗn hợp ñất – xi măng ứng với các
loại đất khác nhau. .....................................................................................................23
Hình 2.6: ðường cong quan hệ giữa cường ñộ của hỗn hợp ñất – xi măng và hàm
lượng vật chất hữu cơ (VCHC) trong đất. ..................................................................25
Hình 2.7: Ảnh hưởng của pH ñến ñộ bền của ñất – xi măng.......................................27
Hình 2.8: Quan hệ giữa nhiệt độ xử lý và cường độ nén nở hơng của hỗn hợp ñất – xi
măng với 10% xi măng. .............................................................................................29
Hình 2.9: Sơ ñồ tính lún khi tải chưa vượt ñộ bền rão của cọc. ..................................33
Hình 2.10: Sơ đồ tính lún khi tải vượt độ bền rão của cọc. .........................................34
Hình 3.1: Mẫu đất lấy từ hiện trường. ........................................................................35
Hình 3.2: ðất được đem đi hong khơ. ........................................................................37
Hình 3.3: Mẫu đất, nước và xi măng ñược xác ñịnh trước khi trộn.............................39
Hình 3.4: Máy trộn ñất xi măng. ................................................................................39
Hình 3.5: Mẫu được ngâm trong nước và mẫu được lấy ra khỏi ống mẫu. .................41
Hình 3.6: Thiết bị thí nghiệm nén một trục nở hơng và biểu ñồ nén. ..........................41
Hình 3.7: Dạng phá hủy của mẫu M2 và M3..............................................................43
Hình 3.8: Mẫu được cho vào ống mẫu và tủ bảo dưỡng mẫu......................................44
Hình 3.9: Quan hệ giữa cường độ kháng nén qu và hàm lượng xi măng.....................45
Hình 3.10: Quan hệ giữa cường ñộ kháng nén qu và số ngày bảo dưỡng ....................45
Hình 3.11: Sơ đồ thấm với cột áp thay ñổi. ................................................................47


Hình 3.12:Mẫu được vơ dao vịng bằng máy..............................................................48

Hình 3.13: Biểu ñồ hệ số thấm của các mẫu 7, 14, 28 ngày tuổi.................................49
Hình 3.14: Biểu đồ giữa k và độ tuổi mẫu..................................................................50
Hình 3.15: Máy cắt phẳng và biểu đồ ứng suất cắt .....................................................51
Hình 3.16: Quan hệ qu với hàm lượng xi măng của loại mẫu L1................................54
Hình 3.18: Quan hệ qu với hàm lượng xi măng của loại mẫu L3................................55
Hình 3.19: Quan hệ giữa qu và ñộ tuổi bảo dưỡng của loại mẫu L1. ..........................56
Hình 3.21: Quan hệ giữa qu và độ tuổi bảo dưỡng của loại mẫu L3. ..........................57
Hình 3.22: Quan hệ giữa hàm lượng hữu cơ với qu của mẫu trộn 160 kgXM/m3đất ...58
Hình 3.23: Quan hệ giữa hàm lượng hữu cơ với qu của mẫu trộn 220 kgXM/m3đất. ..58
Hình 3.24: Quan hệ giữa ñộ pH và qu của mẫu trộn 160 kgXM/m3đất.......................59
Hình 3.25: Quan hệ giữa độ pH và qu của mẫu trộn 220 kgXM/m3đất.......................59
Hình 3.26: Quan hệ giữa ñộ ẩm của ñất và qu của mẫu trộn 160 kgXM/m3đất. ..........60
Hình 3.27: Quan hệ giữa độ ẩm của đất và qu của mẫu trộn 220 kgXM/m3đất. ..........60
Hình 3.28: Khoan lấy mẫu cọc đã thi cơng.................................................................61
Hình 4.1: Cảng quốc tế Thị Vải (SP – PSA Thị Vải)..................................................67
Hình 4.2: Vị trí các lỗ khoan......................................................................................68
Hình 4.3: Sơ đồ phân bố tải tác dụng và vị trí gia tải kiểm tra (Pilot test)...................71
Hình 4.4: Khu gia tải kiểm tra (Pilot test) ..................................................................78
Hình 4.5: Sơ đồ gia cố cọc đất xi măng......................................................................73
Hình 4.6: Máy thi công lớp gia cường và lớp gia cường vừa thi cơng xong................73
Hình 4.7: Sơ đồ lực tác dụng lên lớp gia cường. ........................................................74
Hình 4.8: Sơ đồ vị trí các thiết bị quan trắc ................................................................79
Hình 4.9: Vị trí các thiết bị quan trắc trong nền đất....................................................80
Hình 4.10: Áp lực đất tại đầu cọc và đất nền trong q trình gia tải. ..........................82
Hình 4.11: Áp lực nước lỗ rỗng tại các độ sâu. ..........................................................83
Hình 4.12: Mơ hình bằng Plaxis 3D...........................................................................85
Hình 4.13: Ứng suất hữu hiệu (kN/m2) tác dụng lên hệ cọc và đầu cọc. ....................86
Hình 4.14: ðộ lún của cơng trình ñến khi dỡ tải.........................................................87
Hình 4.15: Biểu ñồ lún theo kết quả Plaxis và thực tế quan trắc. ................................88

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chi tiết mẫu ñất thí nghiệm (Dumbleton – 1962). ......................................27
Bảng 2.2: Sự ảnh hưởng của nhiệt ñộ ñối với cường ñộ của hỗn hợp gia cố...............28
Bảng 3.1: Các chỉ tiêu cơ lý của ñất thí nghiệm .........................................................36
Bảng 3.2: Thống kê các mẫu thí nghiệm ....................................................................38
Bảng 3.3: Thống kê khối lượng vật liệu trộn..............................................................38
Bảng 3.4: Kết quả các thơng số của mẫu hỗn hợp đất trộn xi măng............................42
Bảng 3.5: Kết quả thí nghiệm nén 1 trục nở hông của tất cả các mẫu: ........................44
Bảng 3.6: Kết quả thấm của các mẫu. ........................................................................49
Bảng 3.7: Kết quả cắt trực tiếp của các mẫu...............................................................52
Bảng 3.8: Kết quả nén của các mẫu thuộc lỗ khoan TM6...........................................53
Bảng 3.6: Kết quả nén kiểm tra của các mẫu lấy từ cọc hiện trường ..........................61
Bảng 4.1: Các thơng số của các lớp đất......................................................................69
Bảng 4.2: Số lượng các thiết bị quan trắc...................................................................79
Bảng 4.3: Kết quả tính tốn độ cố kết tại các độ sâu. .................................................82
Bảng 4.6: Các thơng số đầu vào cho Plaxis. ...............................................................86


TĨM TẮT LUẬN VĂN

Cọc đất trộn xi măng được sử dụng gia cố đất yếu cho cơng trình Cảng quốc tế
Thị Vải. ðất lấy từ cơng trình được trộn với các hàm lượng xi măng khác nhau ñể
chọn ra hàm lượng xi măng tối ưu sử dụng cho cơng trình. Qua các kết quả thí nghiệm
trong phịng, luận văn này trình bày các yếu tố ảnh hưởng đến cường độ của hỗn hợp
ñất xi măng và xác ñịnh các ñặc trưng cơ học của hỗn hợp ñất xi măng. ðồng thời, dựa
vào kết quả quan trắc thực tế ñể xem xét q trình làm việc của nền đất đã được gia cố
và tính tốn hệ số thấm của đất trộn xi măng. Từ những số liệu thí nghiệm và quan trắc
thực tế, tác giả mơ hình bằng phương pháp Phần tử hữu hạn ñể kiểm chứng và ñưa ra
kết luận về khả năng gia cố của cọc ñất xi măng.

ABSTRACT

The very soft Clay was stabilized by Deep mixing Cement Piles at Thi Vai
International Port. Soft Soil, which taken from out site, was mixed with different
cement content to choose the optimal concentration of cement used for the project.
Through the test results in the room, this thesis presents the factors affecting the
strength of soil cement mixtures and determine the mechanical characteristics of the
soil cement mixture. Also, based on the results of actual observation to examine the
process of ground work has been reinforced and calculated soil cement mixture
permeability. From test results and the actual observation, the authors model the finite
element method to check and draw conclusions about the ability of the reinforced
Deep mixing Cement piles.


-1-

MỞ ðẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ðỀ TÀI
Ngày nay, gia cố ñất bằng xi măng ñã ñược ứng dụng rất nhiều cơng trình trên
đất yếu. Ưu điểm của cọc đất xi măng so với các phương pháp xử lý ñất yếu khác là
làm tăng nhanh khả năng chịu tải của đất nền, giảm độ lún đáng kể cho cơng trình mà
thời gian thi cơng tương đối nhanh. Tuy nhiên, cường ñộ hỗn hợp ñất trộn xi măng bị
ảnh hưởng rất lớn từ ñiều kiện tự nhiên của ñất nền chưa gia cố. Do đó việc nghiên
cứu các đặc trưng cơ học của ñất trộn xi măng cũng như các yếu tố ảnh hưởng ñến hỗn
hợp ñất trộn xi măng giúp cho việc xử lý ñất yếu ñược tốt hơn trong thiết kế và thi
cơng cọc đất xi măng.
ðất nền sau khi ñược gia cố cọc ñất xi măng sẽ tăng khả năng chịu lực và giảm
lún, nhưng tính thấm của cọc ñất xi măng so với nền chưa ñược làm rõ. Việc xác định

tính thấm của cọc và đất giúp cho việc tính tốn và dự báo độ lún theo thời gian của
nền sau gia cố là rất cần thiết.
Nhận thấy tính cấp thiết này, tác giả đã chọn đề tài: “Nghiên cứu ñặc trưng cơ
học của ñất trộn xi măng để tính tốn ổn định nền đất của cơng trình cảng quốc
tế Thị Vải”

2. MỤC TIÊU VÀ NỘI DUNG NGHIÊN CỨU
Với đất được lấy từ cơng trình cảng quốc tế Thị Vải, tác giả tiến hành trộn và xác
ñịnh các ñặc trưng cơ học của ñất trộn xi măng nhằm tìm ra hàm lượng tối ưu cho cọc
đất xi măng để chọn gia cố nền đất yếu.
Qua các thí nghiệm trong phịng tác giả đánh giá được các yếu tố ảnh hưởng ñến
cường ñộ của hỗn hợp xi măng ñất và xác ñịnh các ñặc trưng cơ học của ñất trộn xi
măng, từ ñó ñưa ra khả năng gia cố ñất nền của cọc ñất xi măng.
So sánh kết quả trộn trong phịng và kết quả ngồi thực tế ñể ñánh giá và ñưa ra
mối tương quan giữa thí nghiệm trong phịng và ngồi hiện trường.
Dựa vào kết quả quan trắc thực tế để xem xét q trình làm việc của nền đất đã
được gia cố và tính tốn khả năng thấm của ñất trộn xi măng.


-2-

Từ những số liệu thí nghiệm và quan trắc thực tế, tác giả mơ hình bằng phương
pháp Phần tử hữu hạn ñể kiểm chứng và ñưa ra kết luận về tính thấm của cọc đất xi
măng.

3. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Các phương pháp nghiên cứu chủ yếu thực hiện trong luận văn chủ yếu là:
Phương pháp khảo sát, thu thập dữ liệu ñịa chất và các nghiên cứu về ñất
trộn xi măng.
Phương pháp thí nghiệm trong phịng, bao gồm thí nghiệm các chỉ tiêu cơ

lý của ñất và chỉ tiêu cơ học của ñất trộn xi măng.
Phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Plaxis.
Dùng phương pháp tính tốn đại số so sánh với phương pháp chạy phần
mềm Plaxis và quan trắc thực tế.

4. Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ Ý NGHĨA THỰC TIỄN
Cường ñộ kháng nén của mẫu ñất trộn xi măng chịu ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố
của ñất nền tự nhiên. Việc nghiên cứu sự ảnh hưởng của các yếu tố này giúp cho việc
xử lý bằng phương pháp cọc ñất xi măng ñược hiệu quả hơn.
Các ñặc trưng cơ học của ñất trộn xi măng, ñặc biệt là tính thấm cịn nhiều quan
điểm khác nhau (tăng thấm hay giảm thấm). Qua luận văn này tác giả làm rõ hơn tính
thấm của đất trộn xi măng theo phương pháp trộn ướt, cụ thể là cơng trình cảng quốc
tế Thị Vải.


-3-

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ CỌC ðẤT
XI MĂNG
1.1 NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ðẤT GIA CỐ TRÊN THẾ GIỚI
1.1.1. Trong lĩnh vực làm kết cấu áo đường và móng đường
Kỹ thuật gia cố đất bằng xi măng đã được thí nghiệm thành công ở Nga vào
khoảng năm 1912. ðến năm 1925, việc nghiên cứu phát triển tồn diện và có hệ thống
nhằm thay đổi tận gốc tính chất tự nhiên của các loại đất, từ đó sử dụng chúng làm
tầng mặt và tầng móng đường lần đầu tiên đã được M.M.Philatốp tiến hành ở
Matxcơva và V.V.Okhotin tiến hành ở Lêningrad trong Viện Nghiên cứu Khoa học
ðường bộ thuộc Cục Quản lý Trung ương Vận tải ðường bộ.
Việc dùng ñất gia cố xi măng làm móng áo đường được thí điểm lần ñầu tiên ở
Matxcơva vào năm 1939, khi cho xây dựng lối đi vào Khu Triển lãm Nơng nghiệp
tồn Liên Xơ, diện tích móng đất gia cố xi măng là 20.000m2 ñã cho kết quả tốt. ðến

năm 1968, ở nhiều ngành và nhiều nước cộng hịa thuộc Liên Xơ cũ đã xây dựng hơn
3.000km ñường bằng cách sử dụng ñất gia cố xi măng làm áo đường trong những điều
kiện khí hậu và đất đai khác nhau. Tính đến năm 1976, ở Liên Xơ cũ, người ta đã xây
dựng được hơn 13.000km nền ñường và áo ñường bằng ñất gia cố với xi măng, vôi,
bitum…ở nhiều vùng khác nhau.
Tại Anh, theo tác giả William 1986, việc gia cố nền ñường bằng vơi hoặc xi
măng đã được ứng dụng cách đây hơn 50 năm.Vào những năm 1945 – 1965, Phịng
Thí nghiệm Nghiên cứu về ðường nay là Viện Nghiên cứu Giao thông của Anh ñã cho
triển khai ra thực tiễn phương pháp gia cố ñất trong những ñiều kiện khác nhau cho
các cơng trình xây dựng đường và vẫn cịn tiếp tục phát triển cho ñến ngày nay.
Vào những năm 70, ñất gia cố xi măng hoặc vơi đã được sử dụng rộng rãi hơn
trong cơng tác xây dựng đường ơtơ và sân bay ở nhiều quốc gia trên khắp các châu lục.
Ở các nước như Liên Xô cũ, Mỹ, ðức, Ấn ñộ…thực tế ñã cho thấy những ñoạn ñường
sử dụng ñất gia cố xi măng hoặc vôi làm kết cấu áo ñường vẫn ñược khai thác tốt hàng
chục năm. Những loại đất khơng thích hợp trong việc gia cố riêng rẽ với từng loại chất
kết dính, người ta đã bổ sung thêm các thành phần phụ gia ñể việc gia cố ñạt hiệu quả


-4-

hơn. Ví dụ: đất gia cố xi măng có các loại phụ gia như vôi bột, clorua – canxi,
silicatnatri, thạch cao, các muối dễ tan hoặc các chất hoạt tính bề mặt…
Việc gia cố đất bằng các chất kết dính hữu cơ được dùng khá rộng rãi. Ở Liên Xơ
cũ, một số nước ở châu Âu và châu Phi ñã sử dụng bitum lỏng đơng đặc chậm hoặc
gudrơng than đá ñể trộn với ñất nền ñường. Tuy nhiên, phương pháp này có nhược
điểm là cơng nghệ thi cơng phụ thuộc vào thời tiết. Gần ñây, người ta sử dụng bitum ở
trạng thái nhũ tương hay vữa nhựa ñể gia cố đất. Nhìn chung, cấu trúc và tính chất cơ
học của ñất gia cố bằng chất liên kết hữu cơ phụ thuộc nhiều vào việc tuân theo các
quy tắc công nghệ.
Hiện nay ở nhiều nước trên thế giới, người ta ñang áp dụng các phương pháp gia

cố ñất tổng hợp. Ưu ñiểm của phương pháp này là có thể áp dụng ñược cho nhiều loại
ñất khác nhau. Nhiều nước ñã chú ý ñến việc sử dụng keo polime tổng hợp làm chất
liên kết trong xây dựng đường. Biện pháp này có nhiều ưu ñiểm nhưng quá ñắt.
1.1.2. Trong lĩnh vực gia cố sâu
Phương pháp trộn dưới sâu (Deep Mixing Method – DMM) là một phương pháp
mới ñể gia cố nền ñất yếu. Mỹ là nước ñầu tiên nghiên cứu về cọc xi măng trộn tại chỗ
(Mix In Place Pile – MIP), ñường kính cọc 0,3 – 0,4m, chiều dài cọc 10 – 12m. Năm
1950, phương pháp này ñược ñưa vào Nhật Bản. Năm 1974, Viên Nghiên cứu Hải
cảng và Bến tàu (Port and Harbour Research Institute – PHRI) báo cáo tổng kết
phương pháp trộn xi măng dưới sâu (Cement Deep Mixing – CMD) nhằm mục đích sử
dụng nền sét yếu ở bờ biển.
Năm 1977, Trung Quốc bắt đầu thí nghiệm trong phịng và nghiên cứu chế tạo
máy hai trục đầu tiên ñể trộn dưới sâu. Từ những năm 80 ñến nay, nhiều công ty và
viện nghiên cứu của các nước trên thế giới như: Mỹ, Liên Xô, Thụy ðiển, Nhật Bản,
Trung Quốc, Phần Lan…đã khơng ngừng cải tiến và nâng cao về kỹ thuật cũng như về
thiết bị thi công hiện trường, cơng nghệ gia cố đất bằng các chất kết dính.
Tại ðơng Nam Á, cơng nghệ cải tạo nền đất yếu bằng cọc đất – vơi,
đất – xi măng và cọc đất – vơi – xi măng khơng được áp dụng rộng rãi vì thiếu cơng
nghệ, thiếu thiết bị thi công và giá thành của vôi và xi măng quá cao. Nếu áp dụng cọc
ñất – xi măng ñể cải tạo các loại ñất sét ven biển hoặc các dạng bùn sét hữu cơ thường


-5-

gặp tại một số thành phố lớn như: Bangkok, Malina, Jakata, Hà Nội, ðồng bằng sơng
Cửu Long… sẽ đem lại hiệu quả kinh tế cao và là một giải pháp hợp lý.
Nhìn chung, cơng việc nghiên cứu, thí nghệm và thi cơng biện pháp cải tạo đất
bằng các chất kết dính đã được tiến hành từ lâu và cho kết quả rất khả quan. Hiện là
giải pháp cải tạo ñất yếu rất hiệu quả về kinh tế - kỹ thuật.

1.2. NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG ðẤT GIA CỐ Ở VIỆT NAM
Ở nước ta, việc nghiên cứu ñể sử dụng ñất gia cố như một vật liệu trong xây
dựng ñường ñược tiến hành tương ñối sớm từ những năm 1961 – 1962 ở Bộ mơn Cầu
đường thuộc Trường ðại học Bách khoa Hà Nội. Về sau, các cơ quan nghiên cứu khác
như Viện Kỹ thuật Giao thông, Viện Thiết kế Giao thông, Viện Quy hoạch Thành phố
thuộc Bộ Kiến trúc, Trường ðại học Giao thơng, Trường ðại học Xây dựng…đã tiến
hành các nghiên cứu này với quy mô ngày càng mở rộng. ðề tài này ñược Ủy ban
Khoa học và Kỹ thuật Nhà nước xem là ñề tài trọng ñiểm. Viện Kỹ thuật Giao thông
(nay là Viện KHCN GTVT) và Phân viện KHCN GTVT phía Nam đã kết hợp với các
đơn vị ñịa phương ñể xây dựng thí ñiểm nhiều ñoạn ñường ñất gia cố vôi, xi măng ở
nhiều khu vực khác nhau như: Hà Nội, Hà Bắc, Vĩnh Phúc, Long An, Vĩnh Long, Trà
Vinh, ðồng Tháp… gần ñây là Hà Tây, Tây Ninh, Tiền Giang.
Trong những năm qua, ở phía Bắc, các loại ñất ñược nghiên cứu gia cố bao trùm
từ vùng ñồng bằng, trung du cho ñến miền núi, ở một số trên tuyến đường Trường Sơn.
Ở phía Nam, đã tiến hành với các loại ñất bùn sét hữu cơ ở miền Tây, các loại ñất ñỏ
Bazan ở Tây Nguyên và ðơng Nam Bộ.
Biện pháp gia cố đất được nghiên cứu nhiều nhất cho ñến nay là sử dụng chất kết
dính vơ cơ như vơi, xi măng…Trong đó, vơi và xỉ vôi là phổ biến nhất do dễ kiếm và
giá thành thấp.
Biện pháp gia cố bằng xi măng chủ yếu được nghiên cứu trong phịng thí nghiệm,
ít được triển khai thực nghiệm do giá xi măng cao và lượng sản xuất khơng nhiều. Tuy
nhiên, đứng tại thời điểm hiện nay, nước ta có rất nhiều nhà máy sản xuất xi măng trải
dài khắp đất nước như: Nghi Sơn, Hải Phịng, Hoàng Thạch, Sao Mai, Hà Tiên 1, Hà
Tiên 2, Cotec, Holcim…và một số nhà máy khác ñang trong giai ñoạn dự án và xây
dựng như Tây Ninh, Bình Phước…Do đó, ta hoàn toàn tin tưởng vào sản lượng xi


-6-

măng hàng năm có thể đáp ứng được nhu cầu của thị trường mà giá thành lại vừa phải

do yếu tố cạnh tranh.
ðánh giá toàn diện về mặt hiệu quả kinh tế - kỹ thuật, ñất gia cố bằng xi măng
ñược xem là lựa chọn tối ưu. Về mặt giá thành xi măng đắt hơn vơi nhưng đất nước ta
với nhiều vùng miền mà mỗi vùng miền có các điều kiện địa chất cơng trình khác nhau,
khi đó việc sử dụng xi măng làm chất kết dính trong gia cố ñất là thích hợp hơn và cho
hiệu suất cao hơn. ðiều đó có nghĩa là: việc lựa chọn vơi, xi măng hay chất kết dính
nào khác để gia cố đất phải dựa trên sự so sánh tối ưu cả về mặt kinh tế cũng như kỹ
thuật.
Nước ta ñang bước vào thời kỳ cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa, các khu công
nghiệp tập trung, cơ sở hạ tầng kỹ thuật, khu ñô thị mới, mạng lưới giao thông vận
tải…ñang ñược xây dựng với tốc độ ngày càng lớn. Các cơng trình xây dựng thường
tập trung ở những nơi có điều kiện kinh tế, giao thông thuận lợi nhưng lại bất lợi về
điều kiện địa chất cơng trình. Tại đây, cấu trúc nền thường rất phức tạp, gồm nhiều lớp
đất yếu, có chiều dày lớn, phân bố ngay trên mặt. Khi xây dựng các cơng trình có quy
mơ, tải trọng vừa và nhỏ, việc lựa chọn giải pháp nền móng thường gặp rất nhiều khó
khăn. Cụ thể: nếu chọn giải pháp cọc bê tơng cốt thép thì giá thành cao, nếu chọn giải
pháp gia cố nền bằng cọc tre và cọc tràm thì cơ sở lý thuyết khơng rõ ràng, chiều sâu
gia cố hạn chế, thi công bằng phương pháp thủ công nên tiến độ chậm, hiệu quả kinh
tế khơng cao. Vì vậy, nghiên cứu giải pháp gia cố nền móng thích hợp cho các cơng
trình có quy mơ, tải trọng vừa và nhỏ xây dựng trên nền ñất yếu là nhu cầu cấp bách và
thiết thực.
Vài năm gần đây, có một số cơng trình đã áp dụng phương pháp gia cố nền đất
yếu bằng cọc đất – xi măng. Ví dụ như các cơng trình được bày trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Các cơng trình sử dụng cọc đất – xi măng tại Việt Nam.
Tên cơng trình
Nhà ở Mai Hương
Trụ sở huyện ủy Thanh Trì
Viện Hán Nơm
Viện Quản lý Kinh tế TW
Trụ sở Cảnh sát Nhân dân

Mục đích sử dụng
Gia cố nền, nhà 4 tầng
Gia cố nền, nhà 3 tầng
Gia cố nền, nhà 5 tầng
Gia cố nền, nhà 5 tầng
Gia cố nền, nhà 6 tầng

ðặc ñiểm cọc ñất – xi măng
D 50m, L 10m,
D 50cm, L 10m
D 50cm, L 10m,
D 50cm, L 10m,
D 50cm, L 10m,


-7-

Tên cơng trình
Trụ sở Cơng an Hà Nội
Nhà xuất bản Sự Thật
Nhà ở Cục kỹ thuật
Nhà ở 40 Lý Thường Kiệt
Cảng quốc tế Thị Vải
Sân bay Cần Thơ
Kho xăng dầu Nhà Bè

Mục đích sử dụng
Gia cố nền, nhà 7 tầng
Gia cố nền, nhà 5 tầng

Gia cố nền, nhà 5 tầng
Tường vây
Gia cố nền
Gia cố nền đường băng
Gia cố móng

ðặc điểm cọc ñất – xi măng
D 50cm, L 10m,
D 50cm, L 10m,
D 50cm, L 10m,
D 50cm, L 10m, 2 hàng
D 100 cm, L 22m
D 60 cm, L 6m
D 60 cm, L 20m

ðây là phương pháp mới, tận dụng ñược nguồn vật liệu tại chỗ, phù hợp với ñiều
kiện Việt Nam nên làm giảm giá thành cơng trình, mang lại hiệu quả kinh tế cao. Tuy
nhiên, việc áp dụng rộng rãi phương pháp này vẫn bị hạn chế, một phần là do thiếu cơ
sở lý thuyết và thực nghiệm vững chắc, phần khác là do cơng nghệ thi cơng lạc hậu.
Do đó, vấn ñề ñặt ra là phải xây dựng ñược cơ sở lý thuyết cho phương pháp, tiến hành
các nghiên cứu thí nghiệm trong phịng, thực nghiệm để kiểm chứng và hồn thiện
cơng nghệ thi cơng. Cơng việc này địi hỏi nhiều thời gian, cơng sức và kinh phí của
nhiều tổ chức, nhiều cá nhân cùng tham gia. Có như vậy, giải pháp gia cố nền ñất yếu
bằng cọc ñất – xi măng mới có thể được áp dụng rộng rãi trong thực tế xây dựng,
mang lại hiệu quả kinh tế cao.

1.3. GIỚI THIỆU PHƯƠNG PHÁP CỌC ðẤT XI MĂNG
Cọc ñất xi măng là hỗn hợp giữa ñất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng ñược
phun xuống nền ñất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan ñược khoan xuống làm tơi ñất
cho ñến khi ñạt ñộ sâu lớp ñất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong

q trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với
hỗn hợp khơ hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).
Cọc ñất xi măng là một trong những giải pháp xử lý nền ñất yếu. Cọc ñất xi
măng ñược áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các cơng trình
xây dựng giao thơng, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm
cho ñê ñập, sửa chữa thấm mang cống và ñáy cống, gia cố ñất xung quanh ñường hầm,
ổn ñịnh tường chắn, chống trượt ñất cho mái dốc, gia cố nền ñường, mố cầu dẫn...
So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, cơng nghệ cọc xi măng đất có ưu điểm
là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thơ cho ñến bùn


-8-

yếu), thi cơng được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc ñiều kiện hiện
trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp ñã ñưa lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các
giải pháp xử lý khác, nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép hoặc cọc khoan nhồi
thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày. Ưu điểm của cọc xi măng đất là:
• Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro
cao. Tiết kiệm thời gian thi cơng đến hơn 50% do khơng phải chờ đúc cọc
và đạt đủ cường độ. Tốc độ thi cơng cọc rất nhanh và có thể thi cơng
nhiều cọc cùng một lúc.
• Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng,
đặc biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.
• Rất thích hợp cho cơng tác xử lý nền, xử lý móng cho các cơng trình ở các
khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sơng, ven biển.
• Thi cơng ñược trong ñiều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước.
• Khả năng xử lý được sâu có thể đến 50m.

Hình 1.1: Sơ đồ bố trí cọc: (1) dạng dải; (2) dạng nhóm gồm bố trí kiểu tam giác (3) và
ô vuông (4).

-9-

Hình 1.2: Bố trí cọc trùng nhau theo khối.
Cọc đất xi măng, được thi cơng tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu.
Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất
với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết kế. ðất trong q trình khoan khơng
lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu, ñược các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn
đều với chất kết dính (chất kết dính thơng thường là xi măng hoặc vơi, thạch cao… đơi
khi có thêm chất phụ gia và cát).
Phương pháp xử lý bằng cọc ñất xi măng khá ñơn giản: bao gồm một máy khoan
với hệ thống lưỡi có đường kính thay đổi tuỳ thuộc theo đường kính cột được thiết kế
và các xi lơ chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực lên tới 12 kG/cm2. Các máy
khoan của Thuỵ ðiển và Trung Quốc có khả năng khoan sâu ñạt ñến 35 m và tự ñộng
ñiều chỉnh ñịnh vị cần khoan ln thẳng đứng. Trong q trình khoan lưỡi ñược thiết
kế ñể trộn ñều ñất và xi măng. Có 2 phương pháp trộn là: phương pháp trộn khô và
phương pháp trộn ướt.
− Trộn khơ là q trình phun trộn xi măng khơ với đất có thể có chất phụ gia.
− Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với ñất.


-10-

Hình 1.3: Máy trộn khơ tại sân bay Cần Thơ.

Hình 1.4: Máy trộn ướt tại cơng trình cảng Thị Vải.


-11-

ðây là phương pháp gia cố ñất sâu. Cọc trộn dưới sâu là phương pháp mới ñể gia
cố nền ñất yếu, sử dụng vật liệu trộn là xi măng là chất đóng rắn, cọc đất xi măng dùng
để gia cố một phần hoặc tồn bộ bề dày lớp đất yếu nhờ vào cần khoan xoắn và phụt
vữa vào trong ñất ñể trộn cưỡng bức ñất yếu với chất ñóng rắn (dạng bột hoặc dung
dịch), lợi dụng một chuỗi phản ứng hóa lý xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho
đất mềm yếu đóng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể, ổn định và có cường ñộ
cao hơn ñất yếu chưa gia cố. Chiều sâu gia cố phụ thuộc vào thiết bị. So sánh với giải
pháp xử lý nền đất yếu khác thì phương pháp này có những ưu điểm sau:
• Nâng cao sức chịu tải của nền.
• Thúc đẩy nhanh q trình cố kết, rút ngắn thời gian lún.
• Khơng sinh ra chất thải do việc giảm hoặc khơng cần gia tải cho cơng
trình.
• Xác định chính xác lượng chất gia cố được trộn.
• Khơng gây chấn động đến các cơng trình lân cân.
• Thi cơng hiện đại, có hệ thống vận hành tự động nên tốn ít nhân lực.
Do được trộn với xi măng nên cọc đất xi măng có mơđun đàn hồi và sức chống
cắt cao hơn ñất chưa gia cố nhiều lần, số lượng các cọc ñược phân bố ñiều trong nền
nên cải thiện ñáng kể sức chịu tải của nền. Sức chịu tải của nền phụ thuộc vào số
lượng cọc và khoảng cách bố trí giữa các cọc.

Hình 1.5: Cách thức khoan và phụt xi măng vào ñất.


-12-

ðơi khi ngồi sức chịu tải, cọc đất xi măng cịn có hệ số thấm cao hơn đất nền
nhiều lần nên có tác dụng như thiết bị thốt nước thẳng ñứng như giếng cát, bấc thấm
và làm cho nền cố kết nhanh hơn.

1.4. NHỮNG VẤN ðỀ CÒN TỒN TẠI.
Qua phần phân tích tổng quan tác giả nhận thấy cịn một số tồn tại cần nghiên
cứu sau ñây:
− Các yếu tố ảnh hưởng ñến cường ñộ hỗn hợp ñất xi măng trong q trình gia
cố, xử lí nền đất yếu.
− Các ñặc trưng cơ học của ñất trộn xi măng ñược sử dụng trong tính tốn thiết
kế cơng trình.
− Sự khác biệt kết quả giữa thí nghiệm trộn trong phịng và ngoài hiện trường.
Và trộn theo các cách khác nhau.
− ðặc tính thấm của cọc đất xi măng trong nền đất sau gia cố.
ðây cũng chính là mục tiêu nghiên cứu của luận văn này.