Nghiên cứu giải pháp hợp lý về cấu tạo và tính toán đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông cửu long

Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
-------------------------

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

LUẬN VĂN THẠC SỸ
Đề tài:
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP HP LÝ VỀ CẤU TẠO VÀ TÍNH TOÁN
ĐƯỜNG TRONG ĐIỀU KIỆN ĐẤT YẾU VÀ NGẬP LŨ SÂU ỞÛ
ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG.

Chuyên ngành:
Khóa:
Mã số ngành:

Địa kỹ thuật xây dựng
(Công trình trên đất yếu)
2001 (K12)
60.58.60

PHẠM THỊ LỆ THU

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

TP. HỒ CHÍ MINH
Tháng 08/2003

Trang 127


Luận văn tốt nghiệp Thạc só

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Đại học Quốc gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP. HCM

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

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên: Phạm Thị Lệ Thu
Ngày tháng năm sinh: 15/01/1975
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
(Công Trình Trên Nền Đất Yếu )
Khóa: 12 (K 2001)

Phái: Nữ
Nơi sinh: Đà Nẵng
Mã số ngành: 60.58.60
Mã số học viên: CTĐY12-028

I/. Tên đề tài:
Nghiên cứu giải pháp hợp lý về cấu tạo và tính toán đường trong điều kiện đất yếu
và ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
II/. Nhiệm vụ và Nội dung luận án:
1/. Nhiệm vụ:

Nghiên cứu giải pháp hợp lý về cấu tạo và tính toán đường trong điều kiện đất yếu và
ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
2/. Nội dụng luận án:
PHẦN A: NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU
PHẦN I: TỔNG QUAN

Chương1: Nghiên cứu tổng quan tình hình nghiên cứu đất yếu và xây dựng công trình
đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ hiện nay ở Việt Nam và các nước
khác.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU CHUYÊN SÂU PHÁT TRIỂN

Chương 2: Nghiên cứu các loại đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ởû khu vực đồng bằng
sông Cửu Long.
Chương 3: Nghiên cứu một số giải pháp cấu tạo để xử lý đường trong điều kiện đất yếu
và ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
Chương 4: Nghiên cứu tính toán đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ởû đồng
bằng sông Cửu Long.
Chương 5: Nghiên cứu thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất yếu: C v
và Cc
Chương 6: Tính toán ứng dụng cho một số công trình cụ thể trong trong điều kiện đất
yếu và ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)


Luận văn tốt nghiệp Thạc só

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị các kết quả nghiên cứu.
PHẦN IV: THAM KHẢO

- Các tài liệu tham khảo
- Phụ lục tính toán
III/. Ngày giao nhiệm vụ (Ngày bảo vệ đề cương):

28/12/2002

IV/. Ngày hoàn thành:
V/. Họ và tên cán bộ hướng dẫn:
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

GS.TSKH. Lê Bá Lương.
TS. Lê Bá Vinh

CHỦ NHIỆM NGÀNH

BỘ MÔN QUẢN LÝ NGÀNH

Nội dung và đề cương Luận văn Thạc só đã được Hội đồng Chuyên ngành thông qua
Tp. HCM ngày
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

tháng

năm 2003

KHOA QUẢN LÝ NGHÀNH


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận án cao học
Lời cảm tạ
Tóm tắt luận án. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

1

Mục lục
Mở đầu
1. Đặt vấn đề nghiên cứu. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3
2. Hạn chế của đề tài. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6
Chương 1: Tổng quan nghiên cứu đất yếu và xây dựng công trình đường trên đất yếu
trong các vùng ngập hiện nay ở trong nước và nước ngoài
1.1/ Tổng quan về tình hình đất yếu và xây dựng công trình đường trên đất yếu trong vùng
ngập lũ ở nước ngoài hiện nay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 8
1.1.1/ Khái niệm chung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.1.2/ Tình trạng hiện nay. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

8

1.1.3/ Giải pháp về vật liệu đắp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.1.4/ Các giải pháp gia cố taluy (mái dốc) . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

9

1.1.5/ Khả năng áp dụng biện pháp cải tạo đất cho các loại đất khác nhau . . . . . . . .

10

1.1.6/ Lựa chọn biện pháp cải đất dưới sâu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

11

1.1.7/ Các biện pháp xử lý nền đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

13

1.1.8/ Caùc vùng đất mềm yếu ở khu vực Đông Nam Á . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

17

1.2/ Tổng quan về tình hình đất yếu và xây dựng công trình trong điều kiện đất yếu và
ngập lũ sâu ở Việt Nam hiện nay . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
20
1.2.1/ Sự phân bố và tính chất của các vùng đất yếu ở Việt Nam . . . . . . . . . . . . . . .

20

1.2.2/ Tìng trạng đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

25

1.2.3/ Những giải pháp cấu tạo công trình đường trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực đồng
bằng sông Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
26
1.2.4/ Những biện pháp xử lý nền đường trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực đồng bằng sông
Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
28
1.2.5/ Một số công trình cụ thể ở đồng bằng sông Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

33

Chương 2: Nghiên cứu đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực đồng bằng sông Cửu
Long
2.1/ Nghiên cứu về điều kiện tự nhiên trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực đồng bằng sông
Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 36
2.1.1/ Vị trí địa lý . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

36

2.1.2/ Điều kiện địa hình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

37

2.1.3/ Điều kiện địa tầng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

2.1.4/ Điều kiện thổ nhưỡng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

2.1.5/ Điều kiện khí hậu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

38

2.1.6/ Điều kiện thủy vaên . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

39

2.1.6.1/ Một số vấn đề về cơ chế lũ trong khu vực ĐBSCL . . . . . . . . .

45

2.1.6.2/ Một số vấn đề về lụt ở ÑBSCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

46

2.1.6.3/ Phân vùng ngập lũ ở ÑBSCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

47

2.1.6.4/ Một số nghiên cứu mới nhất về đợt lũ tháng 10/2000 . . . . . . .

49

2.1.7/ Điều kiện địa chất công trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

50

2.1.8/ Tác động của môi trường đối với các công trình ở ĐBSCL . . . . . . . . . .

56

2.2/ Nghiên cứu tình trạng đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực đồng bằng sông Cửu
Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 58
2.3/ Nghiên cứu cấu tạo địa chất trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực ĐBSCL . . . . . . .

61

2.4/ Nghiên cứu các đặc trưng cơ lý chủ yếu, khoáng vật, hóa học cơ bản của đất yếu trong
vùng ngập lũ sâu ở khu vực ĐBSCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 63
2.4.1/ Caùc đặc trưng cơ lý chủ yếu của đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ở đồng bằng
sông Cửu Long . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
63
2.4.2/ Các thành phần khoáng vật, hóa học cơ bản của đất yếu trong vùng ngập lũ
sâu ở khu vực ĐBSCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
69

2.4.2.1/ Các thành phần khoáng vật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 69
2.4.2.2/ Các thành phần hoá học cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 71
2.4.3/ Xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 73

Chương 3: Nghiên cứu một số giải pháp cấu tạo để xử lý nền đường trong điều kiện đất
yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông Cửu Long.
3.1/ Các yếu tố ảnh hưởng đến trạng thái ứng suất, ổn định và biến dạng của đường trên
nền đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ở khu vực ĐBSCL . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 83
3.1.1/ Độ ẩm do nước lũ ngập . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

83

3.1.2/ Thấm thủy động . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

84

3.1.3/ Độ đầm chặt của nền đường ñaép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

86

3.1.4/ Tải trọng tác dụng lên công trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

87

3.1.5/ Vaät liệu đắp nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

88

3.2/ Xác định chiều cao cần thiết để đắp nền đường trên đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . .

88

3.2.1/ Chiều cao tối thiểu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

89

3.2.2/ Chiều cao tối ña . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

91

3.2.3/ Chiều cao nền đường đắp ven sông và dọc theo cầu cảng . . . . . . . . . . .

92

3.3/ Xác định độ dốc taluy nền đường trên đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

92

3.4/ Vật liệu đắp nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95

3.5/ Độ ẩm của đất đắp nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

95

3.6/ Độ đầm chặt của đất đắp nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

101

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

3.7/ Các giải pháp gia cố mái dốc taluy chống xói lở . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

104

3.8/ Các giải pháp cấu tạo đường và xử lý nền đất yếu dưới công trình . . . . . . . . . . .

107

3.8.1/ Giải pháp bệ phản áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 107
3.8.2/ Giaûi pháp lưới cừ tràm ngang . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

109

3.8.3/ Giải pháp đóng cừ tràm đứng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

112

3.8.4/ Sử dụng hệ thống giếng cát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

116

3.8.5/ Giải pháp cọc cát . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

120

3.8.6/ Giải pháp cọc vôi, cọc xi maêng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

120

3.8.7/ Giải pháp sử dụng hệ thống baác thaám . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120
3.8.8/ Giải pháp vải địa kỹ thuật . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

122

Một số giải pháp kiến nghị điển hình cho từng khu vực ngập lũ . . . . . . . . . . . . . . . . .

123

Chương 4: Nghiên cứu tính toán đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng
bằng sông Cửu Long
Phần A: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp giải tích
4.1/ Nghiên cứu, đánh giá ổn định tổng thể của nền đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 127
4.1.1/ Đánh giá ổn định tổng thể công trình theo PP. mặt trượt trụ tròn . . . . . . 129
4.1.1.1/ Theo phương pháp W. Fellius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

131

4.1.1.1.1/ Xét áp lực đẩy nổi cho phân mảnh bị ngập nước . . . . 132
4.1.1.1.2/ Xét ảnh hưởng của áp lực thủy tónh . . . . . . . . . . . . . .

133

4.1.1.1.3/ Xét ảnh hưởng của áp lực thuỷ động . . . . . . . . . . . . .

134

4.1.1.1.4/ Xét ảnh hưởng cố kết không đồng bộ . . . . . . . . . . . .

135

4.1.1.1.5/ Xét T/d của vải địa kỹ thuật và lưới cừ tràm ngang .

136

4.1.1.1.6/ Xét tác dụng của bệ phản áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

139

4.1.1.1.7/ Xét tác dụng của hoạt tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

140

4.1.1.2/ Theo phương pháp Bishop . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 140
4.1.1.2.1/ Xét ảnh hưởng của áp lực đẩy nổi . . . . . . . . . . . . . . .

142

4.1.1.2.2/ Xeùt ảnh hưởng của áp lực thủy tónh . . . . . . . . . . . . . .

142

4.1.1.2.3/ Xét ảnh hưởng của áp lực thủy động . . . . . . . . . . . . .

143

4.1.1.2.4/ Xét ảnh hưởng của cố kết không đồng boä . . . . . . . . .

143

4.1.1.2.5/ Xét T/d của vải địa kỹ thuật và lưới cừ tràm ngang .

143

4.1.1.2.6/ Xét tác dụng của bệ phản áp . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

143

4.1.1.2.7/ Xeùt tác dụng của hoạt tải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

143

4.1.2/ Đánh giá ổn định của nền đất yếu theo phương pháp lý luận nửa không gian
biến dạng tuyến tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 147
4.1.2.1 Đánh giá ổn định của nền đất yếu theo tải trọng an toàn . . . .

147

4.1.3/ Đánh giá ổn định của nền đất yếu theo tải trọng cho phép . . . . . . . . . .

149

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 3


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

4.1.4/ Đánh giá ổn định của nền đất yếu theo lý thuyết cân bằng giới hạn . .

150

4.1.5/ Tính toán độ lún ổn định của nền đất yếu dưới nền đường . . . . . . . . . .

154

4.1.6/ Tính toán độ lún theo thời gian của nền đất yếu dưới nền đường . . . . .

155

4.1.7/ Tính toán cho trường hợp sử dụng hệ thống giếng caùt . . . . . . . . . . . . . .

160

4.2/ Nghiên cứu biến dạng của nền đất yếu . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

163

Phần B: Nghiên cứu ứng dụng phương pháp phần tử hữu hạn (FEM)

4.1/ Các giả thiết cơ bản dùng để tính toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

165

4.2/ Mô hình tính toán ổn định công trình bằng phương phaùp PTHH . . . . . . . . . . . . .

167

4.3/ Trình tự các bước giải thuật bài toán ổn định, ứng suất, biến dạng bằng phương pháp
rời rạc. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 167
4.3.1/ Xác định hàm dạng . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

168

4.3.2/ Xây dựng ma trận độ cứng phần tử [Ke] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

171

4.3.2.1/ Xác định ma trận đạo hàm [B] . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

171

4.3.2.2/ Xác định ma trận độ cứng phần tử . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

173

4.3.2.3/ Tích phân số . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 174
4.3.3/ Thiết lập ma trận độ cứng hệ thống . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 176
4.3.4/ Thiết lập vectơ lực nút . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

178

4.3.5/ Thuû tục giải bài toán phi tuyến để xác định hệ số an toàn . . . . . . . . . . . 180
4.3.5.1/ Tóm tắt quá trình giải . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

181

4.3.5.2/ Phát sinh tải trọng phụ thêm . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

182

4.4/ Kết luận . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 185

Chương 5: Nghiên cứu thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất yếu là Cc
và Cv
5.1/ Xác định chỉ số neùn Cc . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
5.2/ Xác định hệ số cố kết Cv . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

186
192

5.3/ Nghieân cứu thống kê các đặc trưng cơ lý cơ bản . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

196

Chương 6: Tính toán ứng dụng cho một số công trình cụ thể trong điều kiện đất yếu và
ngập lũ sâu ở đồng bằng sông Cửu Long
6.1/ Cấu tạo của toàn bộ công trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 199
6.2/ Cấu tạo nền đất yếu dưới nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

199

6.3/ Quy mô và các tiêu chuẩn kỹ thuaät . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

200

6.3.1/ Các số liệu địa chất của công trình . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

200

6.3.2/ Các thông số kỹ thuật về đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

200

6.3.3/ Kết cấu áo đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

200

6.3.4/ Keát cấu lề đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

201

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

6.3.5/ Các chỉ tiêu cơ lý của đất đắp . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

201

6.3.6/ Các chỉ tiêu cơ lý của cát đen sông Tiền . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.4/ Tính toán ổn định biến dạng theo phương pháp Fellenius . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 201
6.4.1/ Khu vực ngập dưới 1m. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

201

6.4.2/ Khu vực ngập lũ từ 1 – 3m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

201

6.4.3/ Khu vực ngập lũ trên 3m . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

202

6.5/ Đánh giá ổn định của nền đất yếu theo phương pháp lý luận nửa không gian biến dạng
tuyến tính . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .
204
6.5.1/ Tính toán theo tải trọng an toàn . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

204

6.5.2/ Tính toán theo tải trọng cho phép . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

205

Chương 7: Các nhận xét, kết luận, kiến nghị
Phần I: Các kết quả nghiên cứu
7.1/ Nhận xét các giải pháp cấu tạo đã nêu ra và các kết quả tính toán nhận được . .

206

7.1.1/ Các vấn đề liên quan đến nền đường . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

206

7.1.2/ Các giải pháp cấu tạo đã nêu ra . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

208

7.1.3/ Các kết quả tính toán . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

210

7.2/ Caùc Kết luận về những kết quả nghiên cứu được . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .

211

Phần B: Kiến nghị các vấn đề còn phải tiếp tục giải quyết . . . . . . . . . . . . . .. . . . . . 212

Tài liệu tham khảo
Tóm tắt lý lịch
Phụ lục

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

SUMMARY OF THE THESIS
The title:
To research for reasonable solutions for structure and calculation for the soft soil
base in deeply flooded areas of Cuu Long delta.
Content of the thesis:
Due to the rich land, a moderate temperature and adequate light, Cuu Long delta
is advantageous for economical development, especially in agriculture.
With the area of 3.9 million acre, including 2.5 million for rice, 0.5 million for
fruit trees and vegetables, Cuu Long delta ought to have been the most enormous basket
of rice and fruit of Viet Nam. It produces 1.5 million tons of rice per year (over 50% of
the total product of Viet Nam), Annual, average a hundreds of thousand tons of fruit and
over 0.5 ton of marine products (about 50% of the total product of Viet Nam)… However,
in the reality this area is still under developing in economics or construction, culture or
infrastructure… The people are still in poverty and hardship, the children there are still
illiterate because of various reasons of which the most serious and urgent is flooding.
In fact, flood is the disaster that brings lots of damage that brings lots of damage
both in riches and people. Hundreds of people are killed, hospitals are covered with
water school have to be closed, millions of acres of land are water logged, thousands of
kilometers of roads are destroyed, bringing about the traffic blockage and traffic
accidents. In addition, houses are damaged, crops are of failures. The people have to
lead homeless poor and starving life. The most pressing is the fact that children and
cannot go to school like the others do.
Of all the seriousness mentioned above, our government has called the mutual

help to the people here. On the same term, the government has appealed for the
measurements to overcome the current difficulties as well as the long-term strategies for
the delta of Cuu Long to develop with a slogan to live in flood.
The aim of this thesis is to put all the things into system dealing with the problems
facing Cuu Long delta, such as its nature conditions, its hydraulic conditions, its position,
its strata, the soil condition and also to systematize the physical mechanical properties of
the soil base in the area, as well as the impacts on the area by environment, to make the
statistics on the areas of serious damage and finally to find out the reason and solution to
buil a system of roads suitable to the special conditions of the area with the used
materials and at the best reasonable cost, in the shortest period of time to supply the
area with a system of roads for the circulation of informatics culture, goods, agriculture
products and to over come difficulties so that Cuu Long delta area can be developed in
various areas.
Content of Topic

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 1


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

1. Researching the overview for soft soil situations that have been done in Viet
Nam as well as all over the world.
2. Researching the soft soil base in the deeply flooded areas of Cuu Long delta.
3. Researching some reasonable solution in the structure to treat roads in soft soil
base conditions and deeply flooded in Cuu Long delta.
4. Researching the calculations on the construction roads in soft soil base

conditions and deeply flooded in Cuu Long delta. Then, select the best solutions for the
structures and the best suitable calculation methods for the construction road bases in
soft soil base conditions and deeply flooded in Cuu Long delta.
5. Researching the test to determine the physical mechanical properties of soft soil:
Cv and Cc.
6. Calculating to apply for certain sites in the area.
7. Giving the comments, conclusions and promotion on the results.

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

TÓM TẮT LUẬN ÁN
Tên đề tài:
Nghiên cứu giải pháp hợp lý về cấu tạo và tính toán nền đường trong điều kiện
đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông Cửu Long.
Nội dung Luận án:
Đồng bằng sông Cửu Long là khu vực có rất nhiều điều kiện thuận lợi để phát
triển kinh tế, đặc biệt là nông nghiệp vì nhờ có đất đai màu mỡ, điều kiện nhiệt độ và
ánh sáng thích hợp … Với diện tích trên 3,9 triệu ha, trong đó có trên 2,5 triệu ha lúa, 0,5
triệu ha cây ăn trái và cây hoa màu, đồng bằng sông Cửu Long đã có thể trở thành vựa
lúa và vùng cây ăn trái lớn nhất Việt Nam. Vùng này hàng năm sản xuất trên 1,5 triệu
tấn lúa (trên 50% sản lượng cả nước), hàng trăm ngàn tấn trái cây và trên 0,5 triệu tấn
thủy sản (gần 50% sản lượng cả nước)… Tuy nhiên, thực tế cho thấy một điều rất nghịch
lý ở đây là đồng bằng sông Cửu Long vẫn chưa thể phát triển mạnh về mọi mặt: Kinh

tế, xây dựng, văn hóa, cơ sở hạ tầng, … người dân sống trong khu vực này vẫn còn
nghèo đói, lam lũ, khổ sở, trẻ em vẫn còn thất học không được cắp sách đến trường … vì
sự tác động của nhiều vấn đề khách quan khác nhau, mà một trong những vấn đề lớn
nghiêm trọng và bức bách hiện nay ở đây là thiên tai, lũ lụt.
Thật vậy! Lũ lụt, thiên tai là một trong những vấn đề thực sự nghiêm trọng rất
đáng lo ngại và gây ra biết bao tai ương ở đồng bằng sông Cửu Long. Hàng năm lũ lụt
tràn về đồng bằng gây ra biết bao nhiêu thiệt hại về người và của, hàng trăm người chết
và bệnh viện bị ngập nước, hàng ngàn trường học phải đóng cửa ngưng hoạt động vì bị
ngập lụt, hàng triệu hecta đất đai bị ngập úng và hàng chục ngàn Km đường xá bị hư hại
nặng gây tình trạng ách tắc giao thông làm cản trở sự phát triển kinh tế, văn hoá, xã
hội, … cũng như là nguyên nhân gây ra các tai nạn giao thông nghiêm trọng. Thêm vào
đó, hàng ngàn ngôi nhà bị ngập lụt không thể ở được, hàng chục ngàn ha lúa, hoa màu,
vườn cây ăn trái và cây công nghiệp bị thất thu nặng cũng như là mất trắng. Người dân
lâm vào cảnh màn trời chiếu đất không nhà không cửa, nghèo đói khổ sở. Điều hết sức
bức xúc ở đây là trẻ em trong tình trạng cơm không đủ no, áo không đủ mặc, không có
điều kiện cũng như là không thể đến trường như bao nhiêu trẻ em thông thường khác.
Với tình hình cấp bách trên Chính phủ kêu gọi nhân dân cả nước hãy yêu thương,
giúp đỡ, đùn bọc … cùng nhau hướng về đồng bằng sông Cửu Long, đồng thời chỉ đạo
phải tìm mọi biện pháp ưu tiên, hỗ trợ, cứu trợ, khoa học kỹ thuật, … khắc phục hậu quả
do lũ gây ra cũng như là đưa ra chiến lược phát triển lâu dài cho khu vực đồng bằng sau
này bằng cách “Sống chung với lũ”.
Mục tiêu nghiên cứu chính của đề tài này là hệ thống hóa lại toàn bộ các vấn đề
có liên quan trực tiếp đến đồng bằng sông Cửu Long như là điều kiện tự nhiên, điều
kiện thủy văn, vị trí địa lý, cấu tạo địa chất, địa tầng, điều kiện thổ nhưỡng, … đồng thời
hệ thống hóa các kết quả nghiên cứu về các chỉ tiêu cơ lý của đất nền khu vực đồng
bằng sông Cửu Long cũng như là các tác động môi trường trong khu vực này, thống kê
Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 1

Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

lại các khu vực bị thiệt hại nặng do lũ gây ra và kết quả nghiên cứu về tình trạng ngập
lũ, mực nước đỉnh lũ, mực nước cao nhất, thấp nhất … từ đó, tìm ra những giải pháp thích
hợp để xây dựng nền đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông
Cửu Long cũng như là nghiên cứu tận dụng lại các vật liệu địa phương để thi công với
giá thành hợp lý nhất, trong khoảng thời gian nhanh nhất có thể nhằm giảm thiểu những
thiệt hại do lũ lụt gây ra, đồng thời góp phần tạo ra những mạch giao thông thông suốt
đảm bảo quá trình vận chuyển thông tin, văn hóa, hàng hóa, nông sản, khắc phục các
tại nạn giao thông…. Phát triển đồng bằng sông Cửu Long về mọi mặt.
Nội dung của đề tài:
1. Nghiên cứu tổng quan tình hình nghiên cứu đất yếu và xây dựng công trình
đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ hiện nay ở Việt Nam và các nước khác.
2. Nghiên cứu các loại đất yếu trong vùng ngập lũ sâu ởû khu vực đồng bằng sông
Cửu Long.
3. Nghiên cứu một số giải pháp cấu tạo để xử lý đường trong điều kiện đất yếu
và ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
4. Nghiên cứu tính toán đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ởû đồng
bằng sông Cửu Long. Từ đó chọn ra được giải pháp cấu tạo và phương pháp tính toán
phù hợp nhất cho công trình nền đường trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng
bằng sông Cửu Long.
5. Nghiên cứu thí nghiệm xác định các đặc trưng cơ lý cơ bản của đất yếu: Cv và Cc
6. Tính toán ứng dụng cho một số công trình cụ thể trong trong điều kiện đất yếu
và ngập lũ sâu ởû đồng bằng sông Cửu Long.
7. Đưa ra các nhận xét, kết luận và kiến nghị các kết quả nghiên cứu.

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 2


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

MỞ ĐẦU
1/ ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU:
Đồng bằng sông Cửu Long là một trọng điểm kinh tế của Việt Nam về nông
nghiệp, Việt Nam được xếp thứ hai trên thế giới về xuất khẩu lúa gạo. Tuy nhiên, tình
trạng phát triển giao thông, cơ sở hạ tầng, … của khu vực này rất yếu gây khó khăn, trắc
trở rất nhiều cho người dân trong cuộc sống cũng như trong quá trình phát triển toàn
diện, cuộc sống của người dân vùng lũ rất khó khăn, cơ cực, trẻ em không đủ điều kiện
đến trường, nhất là vào mùa lũ. Thêm vào đó, chi phí khắc phục hậu quả do lũ gây ra
hàng năm là rất lớn.
Thật vậy! Đợt lũ năm 2000 vừa qua là một trong những trận lũ lớn nhất trong
vòng 75 năm qua xét cả về đỉnh lũ, thời gian ngập, tổng lượng và mức độ nguy hiểm.
Theo một số kết quả thống kê cho biết, ở Việt Nam tổng diện tích bị ngập đã lên đến 2,3
triệu ha, lũ làm chết khoảng 500 người, làm ngập 865.166 hộ, 376 bệnh viện, 2.751
trường học, 1.273 Km quốc lộ liên tỉnh lộ, 9.737 Km đường liên huyện liên xã bị ngập
lụt, làm hư hại 1.470 Km đê, bờ bao; làm mất trắng 55.519 ha lúa hè thu và vụ ba, giảm
năng suất 168.814 ha; làm ngập 93.265 ha hoa màu, vườn cây ăn trái và cây công
nghiệp. Tổng thiệt hại ước tính lên đến 4.000 tỷ đồng.

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 3

Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Theo báo cáo của bộ trưởng Bộ Giao thông Vận tải Lê Ngọc Hoàn cho biết:
Vùng bị ngập lũ sâu từ 1,4 – 4m: Tổng diện tích là 1.000.000 ha với dân số 4,6
triệu người, các phần đường giao thông bị ngập: Quốc lộ 91, Quốc lộ 80 ở Kiên Giang,
Quốc lộ 30 đoạn từ Cao Lãnh trở đi.
Vùng bị ngập từ 0,5 – 1,5m: Diện tích 850.000 ha với dân số 5,1 triệu người, các
phần đường giao thông bị ngập: Quốc lộ 61, một phần Quốc lộ 57, QL 53, QL 54
Vùng ảnh hưởng ngập lũ ngập 0,5m: Diện tích 250.000 ha với dân số 1,3 triệu
người, các phần đường giao thông bị ngập: QL 50, QL 63, một phần QL 53, QL 54, QL
57.
Sau hơn 02 tháng ngập lũ nhiều tuyến giao thông (Quốc lộ, Tỉnh lộ, giao thông
nông thôn) ở đồng bằng sông Cửu Long bị hư hỏng nặng gây ách tắc giao thông cản trở
tiến trình vận chuyển trong toàn bộ khu vực. Ước tính mức độ thiệt hại như sau:
Về đường bộ:
Thiệt hại 11.058.270 triệu đồng
Trong đó:
- Quốc lộ: thiệt hại 146.300 triệu đồng
- Tỉnh lộ + GTNT: thiệt hại 911.970 triệu đồng
Tình trạng thiệt hại:
Tổng chiều dài đường bộ bị ngập: 6902Km
- Bao gồm: Quốc lộ: 254 Km
- Tỉnh lộ + GTNT: 6648 Km
- Hư hỏng cầu cống: 8430 cái (gồm 28 cai ở Quốc
lộ và 8420 cái ở đường địa phương)
- Xói lở nền đường: 62 Km ở Quốc lộ.
Về giao thông đường sông:

Tổng thiệt hại: 2.100 triệu đồng
Tình trạng thiệt hại:
- Phao trôi và hỏng: 103 cái
- Cột trụ hư hỏng: 561 cái
- Nhà trạm hư hỏng: 13 cái
- Kè bị xói lở: 135m

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yeáu)

Trang 4


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Trang 5


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Thực hiện Nghị Định 99 – TTg của Thủ Tướng Chính Phủ về việc đầu tư phát
triển toàn diện khu vực đồng bằng sông Cửu Long và giải quyết những vấn đề đặt ra từ
yêu cầu thực tế “Chung sống với lũ” , việc này gắn liền với việc phải làm sao để có thể
kiểm soát lũ một cách chủ động, phù hợp với quy luật tự nhiên và đạt hiệu quả nhất
định. Từ đó góp phần đẩy mạnh phát triển kinh tế, xã hội … cho toàn khu vực đồng bằng

theo hướng công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước.
Mục tiêu nghiên cứu chính của đề tài này là tìm ra giải pháp hợp lý cho việc xây
dựng phát triển giao thông ở đồng bằng sông Cửu Long, cụ thể là những con đường được
nghiên cứu tính toán phù hợp với các điều kiện tự nhiên đặc biệt là có thể “Sống chung
với lũ” vào mùa lũ, từ đó giảm thiểu những thiệt hại do lũ gây ra, phát triển giao thông
cho toàn khu vực với giá thành hợp lý nhất.
Phạm vi nghiên cứu của đề tài là tìm ra những giải pháp hợp lý nhất cho việc xây
dựng đường ôtô trong điều kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông Cửu Long.
Cơ sở khoa học để kiểm toán là các phương pháp tính toán đã được sử dụng rộng
rãi và được kiểm chứng qua thực tế lâu này, thêm vào đó là các quy trình, quy phạm
hiện hành tại Việt Nam.
2/ HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI:
- Thời gian thực hiện đề tài ngắn, nên không thể đi sâu hơn về nhiều lãnh vực

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 6


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

khác nữa của đề tài
- Có những hạn chế về lưu lượng thông tin, kinh nghiệm, …
- Vấn đề thực nghiệm kiểm tra ngoài hiện trường công trình còn hạn chế
- Chưa có đủ các tài liệu cần thiết cũng như là tiến hành thí nghiệm kiểm chứng
các kết quả về việc tận dụng triệt để các vật liệu địa phương: tận dụng cây dừa nước, sơ
dừa, vỏ dừa, đất nung, vỏ sò, … để làm vật liệu thi công xây dựng hạ giá thành công
trình.

- Đề tài này chỉ giải quyết được một số vấn đề về xây dựng nền đường trong điều
kiện đất yếu và ngập lũ sâu ở đồng bằng sông Cửu Long chứ không giải quyết được hết
tất cả các vấn đề khác về kinh tế, chính trị, văn hóa, …. Cho toàn bộ khu vực này. Chính
vì thế, cần có một phương án Quy hoạch phát triển đồng bộ cho toàn bộ khu vực nhằm
đảm bảo đủ mọi điều kiện sinh sống và phát triển phù hợp cho người dân trong điều
kiện tự nhiên khắc nghiệt như hiện nay. Đây chính là mong muốn, nguyện vọng của
nhân dân cả nước khi hướng về miền đất ruột thịt đồng bằng sông Cửu Long.

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 7


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU ĐẤT YẾU VÀ XÂY DỰNG CÔNG
TRÌNH ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU TRONG CÁC VÙNG NGẬP LŨ HIỆN NAY Ở
TRONG NƯỚC VÀ NƯỚC NGOÀI.
1.1/ Tổng quan về tình hình đất yếu và xây dựng công trình đường trên đất
yếu trong vùng ngập lũ ở nước ngoài hiện nay:
1.1.1/ Khái niệm chung:
Đất mềm yếu là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5 – 1
KG/cm2) có tính nén lún lớn, hầu như bảo hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e>1), môđun
biến dạng thấp (E0 ≤ 50 kG/cm2), trị số chống cắt nhỏ... Nếu không có một biện pháp xử
lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên nền đất yếu sẽ gặp rất nhiều khó khăn
hoặc không thể thực hiện được.
Trên thực tế kỹ thuật cải tạo đất là một lónh vực địa kỹ thuật nhằm đưa các cơ sở

lý thuyết và phương pháp thực tế để cải thiện tính chất xạy dựng của đất sao cho phù
hợp với yêu cầu của từng loại công trình khác nhau.
Trong quá trình nghiên cứu các phương pháp cải tạo đất yếu khác nhau thông qua
các quá trình thử nghiệm khác nhau đã cho thấy tác dụng làm tăng độ bền của đất,
giảm độ lún tổng cộng và chênh lệch lún, rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí xây
dựng và các hiệu quả khác, điều đó chứng tỏ: Nếu những phương pháp cải tạo đất được
sử dụng một cách hợp lý, chúng sẽ có tác động lớn đến các công trình ngoài ra chúng
còn tạo ổn định cao cho bản thân công trình được gia cố và ổn định môi trường cho các
công trình lân cận xung quanh. Nếu xét đến các yếu tố như: ý nghóa của công trình, tải
trọng, tác dụng, điều kiện hiện trường, thời gian xây dựng, … thì việc lựa chọn phương
pháp thích hợp cho loại đất riêng biệt trở nên rất quan trọng.
Đối với các công trình đắp, việc cải tạo đất yếu cần phải được thực hiện cho cả
nền đất lẫn khối đất đắp. Trong lónh vực này, cần lưu ý xem xét lựa chọn các giải pháp,
vật liệu … thích hợp để cải tạo đất yếu hiệu quả hơn với giá thành hợp lý nhất.
1.1.2/ Tình trạng hiện nay:
Các lớp đất sét có độ bền thấp, khả năng ép co lớn, sức chịu tải thấp, khối đất
đắp và mái dốc hố đào thường không ổn định. Lớp trầm tích sét yếu dày sẽ bị cố kết và
lún nhiều khi chất tải. Tải trọng gây ra trực tiếp bởi bản thân công trình xây dựng (khối
đất đắp) hoặc vì hút nước dưới đất quá mức, đã làm giảm áp lực thủy tónh và tăng ứng
suất hiệu quả, dẫn đến đất bị lún sụt như đường Quốc lộ Bangna – Bangpakong nằm kề
khu Nong Ngoo Hao, chiều dài 50 Km đầu tiên của Quốc lộ 34 được xây dựng vào năm
1969. Từ năm 1979 – 1983 sụt lún là 35cm. Trong thời gian này, tốc độ lún lớn nhất
quan sát được ở vùng Bangna 10cm/năm. Cố kết của đất yếu và lún sụt mặt đất đã gây
ra một số vị trí trên đường Quốc lộ bị lún trên 2m sau 10 năm. Các đoạn đường này cần
phải được sửa chữa lớn vì đã nằm dưới mực nước lũ cao nhất.
Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 8

Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Nghiên cứu tình trạng lún sụt mặt đất cho thấy mặt đất lún không đều gây nứt vỡ
nghiêm trọng ở hè đường. Các thấu kính cát mịn và bùn phân bố thay đổi trong lớp sét
yếu dễ ép co, đã làm cho mặt đất lún không đều. Vùng có độ lún lớn nhất thường trùng
với nơi có các túi đất yếu nằm trong lớp đất sét mềm.
Ở Mỹ: Cũng như tình trạng đất yếu ở Việt Nam, đất yếu tại Mỹ cũng được hình
thành do những trầm tích trong kỷ thứ tư gồm: trầm tích châu thổ (sông, bãi bồi)trầm
tích bờ, vũng, vịnh. Các dạng đất yếu thường gặp bùn, đất sét tại các bang ven biển như
Texas, Louisiana, Alabama, Florida, N. Carolia … Đặc điểm chung của các loại đất yếu
này là có cường độ chịu tải nhỏ và khả năng nén lún lớn, hàm lượng nước lớn (trạng
thái bảo hòa), có lẫn nhiều thành phần hữu cơ.
Ở Nhật: Phần lớn các vùng đất thấp ven biển với mật độ dân cao đều nằm trên
tầng đất yếu là sét lẫn sỏi sạn, loại đất này có chỉ số dẻo thay đổi rất lớn (từ 20 – 110
phần lớn trên 40).
1.1.3/ Giải pháp về vật liệu đắp:
Đất hạt rời sạch, hạt có đường kính nhỏ hơn 0,74 mm không nhiều hơn 15% được
coi là vật liệu đắp lý tưởng. Tuy nhiên, trong trường hợp mỏ vật liệu ở xa không đảm
bảo khả năng cung cấp vật liệu đến công trình cũng như là chi phí vận chuyển vật liệu
quá cao thì ta có thể sử dụng các loại vật liệu đất đắp dính, ma sát thấp hơn ở địa
phương thì tiết kiệm được về giá công trình từ 6 đến 10 lần.
Trong trường hợp đất đào lên quá ẩm ướt người ta có thể sử dụng phương pháp
trung chuyển: Đào đất bỏ lên bờ cho khô gió rồi vận chuyển đến tới để đắp nền đường.
Đất đắp có thể khai thác suốt dọc tuyến nếu như ta biết cách tái sử dụng lại
chúng một cách hợp lý.
Cũng có thể sử dụng các loại vật liệu chất dẻo, lưới chất dẻo Tensar và Tenax
(có độ cứng chịu giãn cao và chống được ăn mòn), thép hay các vật liệu tự nhiên hoặc
Vải địa kỹ thuật (Polymer geotextile) để gia cường đất (đất ổn định cơ học).

Nền đắp trên đất yếu phải đảm bảo ổn định, không bị phá hoại do trượt trồi trong
quá trình thi công đắp (đắp phân nền theo thiết kế hoặc đắp cao hơn cao độ thiết kế để
gia tải trước) và trong suốt quá trình sử dụng sau đó.
1.1.4/ Các giải pháp gia cố taluy (mái dốc)
a/ Phòng ngừa:
- Khảo sát địa kỹ thuật chi tiết, cụ thể rồi tiến hành tính toán ổn định là biện
pháp hàng đầu trong công tác phòng ngừa.
- Phân tích những số liệu trên bản đồ địa chất và địa kỹ thuật hiện có. trên cơ sở
đó có các đánh giá sơ bộ về khả năng trượt tổng thể. Tiếp đó, tìm ra biện pháp phòng
ngừa hiệu quả nhất (Ví dụ: thoát nước mặt,...).
- Đánh giá ảnh hưởng của tải trọng ngoài đến ổn định của sườn mái dốc.
- Nghiên cứu ảnh hưởng của nước dưới đất.

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 9


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

- Nghiên cứu ảnh hưởng của thành phần khoáng vật, đặc biệt là các khoáng vật
montmorinolit và bentonit có tính trương nở mạnh, chúng sẽ làm phức tạc và thúc đẩy
quá trình trượt xảy ra.
- Hiện tượng xói mòn sườn dốc làm mất ổn định của sườn (mái) dốc.
- Mức độ nứt nẻ đất trên bề mặt sườn dốc.
- Thi công các công trình lân cận làm mất ổn định sườn (mái) dốc.
- Tàu xe chạy trong khu vực.
- Động đất hay nổ mìn ở vùng lân cận.

b/ Chống trượt:
- Giảm độ cao sườn (mái) dốc, tức là dỡ bớt tải trọng bản thân, tạo thành các bậc
tam cấp.
- Bảo vệ mặt sườn (mái) dốc, nhằm chống xói mòn của mưa, gió hay thời tiết xấu
gây ra. Các vật liệu bảo vệ thường dùng tuỳ thuộc vào mục đích nghiên cứu, kinh tế và
tính chất vónh cửu của chúng như :
. Trồng cây nhỏ, trồng cỏ, gieo hạt trên đất, ..
. Đặt các cấu kiện đúc sẵn, Tấm bêtông, bêtông cốt thép ghép nối với
nhau...
. Bơm phụt nhựa đường, bitum, chất dẻo, ...
. Phụt vữa ximăng, vôi bột, ximăng khô, ...
. Dùng tường chắn đất, rọ đá, ...
. Đóng cọc bêtông cốt thép, cọc gỗ, ...
. Tạo đối tải bằng cách đắp bệ phản áp.
. Thoát nước bằng cọc cát, bấc thấm, ...
. Dùng vải địa kỹ thuật, lưới thép, lưới tenxa, ...
- Thoát nước
. Thoát nước bề mặt bằng cách làm các rãnh xương các gom nước lại cho
chảy ra sông, hồ, ...
. Thoát nước ngầm theo kiểu tầng lọc ngược, cấp phối hạt to dần theo
phương dòng chảy.
1.1.5/ Khả năng áp dụng biện pháp kỹ thuật cải tạo đất cho các loại đất khác nhau.
Trong tình trạng hiện nay có rất nhiều phương pháp kỹ thuật cải tạo đất yếu cũng
như cách phân loại chúng. Những sơ đồ phân loại này thực tế đã phản ánh được thực
trạng nghiên cứu của từng vấn đề cụ thể. Tính nhất quán, tính kế thừa (liên tục) và cơ
sở khoa học của chúng quyết định trình độ phát triển của lónh vực khoa học này và
quyết định bởi khả năng tích lũy kinh nghiệm thực tế.
Phạm vi sử dụng phương pháp nào phần lớn được quyết định bởi thành phần
khoáng vật sét. Nếu xét đến những yếu tố như: quy mô công trình, tải trọng tác dụng,
điều kiện hiện trường, thời gian thi công, chi phí đầu tư xây dựng ... thì việc lựa chọn

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 10


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

phương pháp thích hợp cho từng loại đất riêng biệt trở nên vô cùng quan trọng và được
hệ thống hoá trong bảng sau:
PHẠM VI ÁP DỤNG PHƯƠNG PHÁP KỸ THUẬT CẢI TẠO CÁC LOẠI ĐẤT KHÁC NHAU

Cơ chế cải tạo

Tạo cốt

Trộn hỗn hợp hay
bơm phụt vữa

Đầm chặt

Thoát nước

Thời gian cải
tạo

Phụ thuộc vào
chất chôn vùi

Tương đối ngắn

Lâu dài

Lâu dài

Đất hữu cơ
Đất sét có độ
dẻo cao
Đất sét có độ
dẻo thấp
Đất bùn
Đất cát
Đất sạn – sỏi
Trạng thái
của đất được
cải tạo

Tương tác giữa
đất và chất chôn
vùi
(Không thay đổi
trạng thái đất)

Xi măng hóa

Dung trọng tăng cao do hệ số
rỗng giảm

(Thay đổi trạng thái của đất)

Tùy thuộc vào độ sâu tầng đất cần gia cố và cơ chế cải tạo, các nhà kỹ thuật cải
tạo đất trên thế giới phân ra hai nhóm, phương pháp: Cải tạo đất nông (cải tạo đất bề
mặt) và cải tạo đất sâu:
Cải tạo nông, thông thường kiến trúc và thế nằm tự nhiên của đất bị phá hoại.
Nhờ đất trở nên ổn định với nước, nâng cao độ bền, giảm độ lún trong điều kiện có tác
động của tải trọng ngoài cũng như các yếu tố thời tiết thay đổi. Trong nhóm này có thể
áp dụng các phương pháp hoá học, lý học và cơ học,…
1.1.6/ Lựa chọn biện pháp cải tạo Đất dưới sâu.
Vào năm 1991 Kamon và Bergado đưa ra sơ đồ thủ tục lựa chọn biện pháp kỹ
thuật cải tạo đất dưới sâu. Với công trình đắp, việc cải tạo đất bao gồm cho cả nền đất
lẫn khối đất đắp. Trong lónh vực này, lưu ý cách xem xét cải tạo đất đắp bằng cách gia
cố với lưới thép, vải địa kỹ thuật hoặc sử dụng các vật liệu nhẹ như Polystyrene đã kéo
giãn và các sản phẩm liên quan khác.
Cải tạo sâu, đất vẫn giữ nguyên được điều kiện thế nằm tự nhiên, làm tăng độ
bền cơ học, làm giảm tính thấm nước một cách đáng kể. Trong nhóm này bao gồm:
phương pháp hóa học, lý học, hóa – lý và cơ học, …
Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 11


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Trang 12

Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

1.1.7/ Các biện pháp xử lý nền đất yếu
a/. Đào bỏ một phân hay toàn bộ phần đất yếu:
Biện pháp này thường được sử dụng cho trường hợp lớp đất yếu có chiều dày
nhỏ cao độ thiết kế nền đường bị khống chế cũng như là trong trường hợp thời gian thi
công hoàn thành công trình ngắn... chiều dày lớp đất yếu bị đào bỏ phải được xác định
trên cơ sở tính toán.
b/ Giảm tải trọng nền đắp:
Tải trọng nền đắp trên đất yếu được giảm xuống bằng cách giảm trọng lượng bản
thân nền đắp tác dụng lên đất yếu thông qua các biện pháp:
- Lựa chọn loại vật liệu có trọng lượng thể tích nhỏ nhưng có khả năng đảm bảo
cường độ và độ ổn định với nước.
- Thêm vào trong thân nền đắp các loại ống kim loại hoặc chất dẻo mà các loại
này có tác dụng thoát nước qua nền đường. Hiện nay ở Pháp người ta tái sử dụng các
lốp xe cũ để thực hiện biệp pháp này.
c/ Gia cố vật liệu đắp:
Biệp pháp này dùng khi các mỏ cung cấp vật liệu ở xa không thể đáp ứng nhu
cầu cung cấp vật liệu tới công trình hoặc chi phí vận chuyển vật liệu từ mỏ đến công
trình lớn. Ta tiến hành xem xét sử dụng vật liệu tại chỗ sẵn có kết hợp với các giải pháp
bổ sung và gia cố sao cho vật liệu đạt đến chất lượng yêu cầu. Hiện nay trên thế giới có
rất nhiều nghiên cứu chế tạo và ứng dụng các loại phụ gia vô cơ, hữu cơ trong kỹ thuật
cải tạo đất yếu này.
d/ Cải tạo điều kiện ổn định và biến dạng của nền đất yếu:
Biện pháp này được ứng dụng trong trường hợp đất yếu có chiều dày nhỏ, Ta có
thể sử dụng đệm cát thoát nước hay đệm vật liệu rời (đá dăm, sỏi cuội, ...) kết hợp đồng
thời với việc gia tải tạm thời, đào bỏ một phần hay toàn bộ lớp đất yếu. quá trình thực

hiện được tiến hành theo từng giai đoạn.
e/ Thi công nền đắp theo từng giai đoạn:
Biện pháp này thường được áp dụng trong trường hợp thời gian thi công bị khống
chế và không có một giải pháp nào khác để thay thế. việc thi công nền đắp theo từng
giai đoạn làm cho nền đất yếu ổn định dần, tăng khả năng chịu lực theo từng giai đoạn
xây dựng.
f/ Cải tạo đất bằng cọc vật liệu rời (cát, sỏi, ...)
Cọc vật liệu rời bao gồm cát và sỏi được làm chặt và chèn vào lớp sét mềm yếu
bằng phương pháp thay thế. “Cọc vật liệu rời còn liên quan đến các loại cọc cát, sỏi
được nén chặt kể cả cọc đá. Đất được cải tạo bằng cọc vật liệu rời gọi là đất hỗn hợp.
Khi chất tải, cọc bị biến dạng phình lấn vào các tầng đất và phân bố lại các ứng suất ở
các mắt cắt bên trên của của đất, hơn là truyền ứng suất xuống các lớp đất dưới sâu.
Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 13


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

Điều này làm cho đất chịu được ứng suất. Kết quả là cường độ và khả năng chịu lực của
đất hỗn hợp có thể tăng lên và tính nén lún giả m. Ngoài ra nó còn giảm ứng suất tập
trung sinh ra trên các cọc vật liệu rời. Cọc vật liệu rời có tính thấm cao làm tăng nhanh
độ lún cố kết và giảm trị số độ lún của công trình sau khi xây dựng.

g/ Cải tạo đất bằng các thiết bị thoát nước thẳng đứng
Lún do cố kết của nền đất sét yếu tạo ra rất nhiều sự cố cho công trình. Cần
nhiều thời gian để hoàn thành cố kết thứ nhất do tính thấm của đất sét nhỏ. Để rút ngắn
thời gian cố kết này, thường dùng thiết bị thoát nước thẳng đứng kết hợp với nén trước

bằng tải trọng phụ tạm thời hay sử dụng áp lực hút chân không. Thiết bị thoát nước
thẳng đứng có nhiều loại với các đặc trưng vật lý khác nhau nhằm tạo ra đường thoát
nước nhân tạo trong đất (Hình vẽ). Nước lỗ rỗng thoát ra khi đất sét cố kết với giadien
thủy lực tạo ra do nén trước, chảy nhanh theo phương ngang về phía thiết bị thoát nước,
rồi sau đó cha(y tự do theo phương thẳng đứng, dọc theo thiết bị về phía các lớp dễ
thấm nước. như vậy, việc đặt các thiết bị thoát nước thẳng đứng trong đất yếu sẽ làm
giảm chiều dài đường thấm và dẫn đến làm giảm thời gian hoàn thành quá trình cố kết.
Nhờ thế mà tính thấm theo phương ngang của đất yếu sẽ khá hơn

Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 14


Luận văn tốt nghiệp Thạc Sỹ

Thực hiện: Phạm Thị Lệ Thu

- Thiết bị thoát nước thẳng đứng có hai tác dụng chính sau:
. Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền đất yếu
. Nhanh chóng đạt được độ bền yêu cầu nhằm nâng cao sự ổn định của công
trình trên nền đất yếu
- Có 3 dạng thiết bị thoát nước thẳng đứng
. Giếng cát thoát nước
. Giếng cát thoát nước bọc bằng vải
. Giếng cát thoát nước chế tạo sẵn
. Bấc thấm
CÁC DẠNG THIẾT BỊ THOÁT NƯỚC THẲNG ĐỨNG PHỔ BIẾN (THEO RIXNER ... (1996))

Dạng chính

Giếng cát thoát nước

Dạng phụ
Lõi đáy kín
Lưỡi khoan ren
Lưỡi khoan cần rỗng liên tục
Khoan thủy lực bên trong
Tia nước quay
Máy hút Hà Lan dạng tia

Giếng cát thoát nước Sandwick, Pack Drain, Fabridrain
bọc bằng vải

Chú ý
Chuyển vị lớn nhất
Kinh nghiệm bị giới hạn
Chuyển vị giới hạn
Khó điều hành
Có thể không chuyển vị
Có thể không chuyển vị
Chuyển vị hoàn toàn với thể tích
tương đối nhỏ

Thiết bị thoát nước Thiết bị thoát nước bằng bìa cứng
chế tạo sẵn
Vải bao phủ

Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ
Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ
Thiết bị thoát nước bằng chất dẻo Chuyển vị hoàn toàn với thể tích nhỏ

không có bao lọc

h/ Cải tạo đất bằng phương pháp trộn vôi, ximăng dưới sâu:
Phương pháp trộn vôi, ximăng dưới sâu được bắt đầu áp dụng ở Nhật từ cuối
những năm 1970. Phương pháp trộn dưới sâu (Deep mixing method – DMM) được phát
triển, bắt nguồn từ yêu cầu cải tạo đất yếu cho các công trình cảng. Ngày nay, phương
pháp này được dùng cho móng các công trình xây dựng trên đất như nền đường, dinh
thự, kho chứa, ...
Cọc vôi, cọc xi măng được thi công bằng cách trộn cơ học vôi hay xi măng với
đất sét yếu trong điều kiện tại chỗ. Sự tăng độ bền và giảm độ ép co của đất yếu là kết
quả của phản ứng giữa đất sét với vôi hay xi măng thông qua quá trình trao đổi ion và
kết bông cũng như phản ứng Puzolan.
Một số trường hợp áp dụng cọc vôi, cọc xi măng:
- Phòng ngừa phá hoại bờ dốc và giảm độ lún của khối đắp và công trình
- Tăng ổn định bờ dốc
- Tăng sức chịu tải của đất và dùng như là móng cho công trình
- Tăng sức chịu ngang của công trình
- Giảm độ lún và phòng ngừa phá hoại bờ dốc của mố cầu
- Phòng ngừa đẩy trồi và giảm chiều dài cọc tấm trong hố móng
Địa kỹ thuật xây dựng (Công trình trên đất yếu)

Trang 15