(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu ứng dụng cọc xi măng đất gia cố nền công trình xây dựng trên địa bàn thành phố Hội An - Quảng Nam

LỜI CAM ĐOAN
Tác giả xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của bản thân tác giả. Các kết quả
nghiên cứu và các kết luận trong luận văn là trung thực, không sao chép từ bất kỳ một
nguồn nào và dưới bất kỳ hình thức nào. Việc tham khảo các nguồn tài liệu (nếu có) đã
được thực hiện trích dẫn và ghi nguồn tài liệu tham khảo đúng quy định.
Tác giả luận văn
Chữ ký

Trần Văn Long

i


LỜI CÁM ƠN
Trước tiên cho tôi được gửi lời cảm ơn chân thành đến Trường Đại học Thủy Lợi, Quý
Thầy Cơ trong Bộ mơn Địa Kỹ thuật vì đã khơng quản ngại khó khăn tận tình giảng
dạy, truyền đạt cho tôi cũng như các bạn học viên khác của lớp cao học 25C11 những
kiến thức, kinh nghiệm thực tiễn vô cùng quý báu trong suốt thời gian tham gia học
tập.
Tôi xin chân thành cảm ơn PGS.TS Hoàng Việt Hùng, TS Phạm Quang Đơng, là
những người Thầy đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ tôi trong thời gian học tập cũng
như trong quá trình thực hiện luận văn tốt nghiệp khóa học. Trong q trình thực hiện
luận văn, Q Thầy đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong việc cung cấp, bổ sung kiến thức
chuyên môn, nguồn tài liệu và sự quan tâm quý báu, giúp đỡ tôi trong việc nghiên cứu
và hồn thành luận văn này.
Tơi xin chân thành cảm ơn đến Quý Thầy, Cô, Anh, Chị nhân viên của Phòng Đào tạo
Đại học & Sau Đại học thuộc Trường Đại học Thủy Lợi, đồng nghiệp của cơ
quan,người thân và bạn bè lớp 25C11 đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi cho tơi
trong suốt q trình học tập và thực hiện luận văn này.

ii

MỤC LỤC
LỜI CAM ĐOAN .............................................................................................................i
LỜI CÁM ƠN ii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ..............................................................................................vi
MỞ ĐẦU
1
I. Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................... 1
II. Mục đích của đề tài .....................................................................................................2
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu ................................................................ 2
IV. Kết quả đạt được của luận văn ..................................................................................2
V. Nội dung luận văn .......................................................................................................2
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG CỌC
XI MĂNG ĐẤT 4
1.1
Khái niệm về nền đất yếu trong xây dựng cơng trình .........................................4
1.1.1 Khái niệm về đất yếu ........................................................................................... 4
1.1.2 Một số giải pháp xử lý nền đất yếu .....................................................................5
1.2
Tổng quan về cọc xi măng đất .............................................................................7
1.2.1 Giới thiệu về cọc xi măng đất ..............................................................................7
1.2.2 Một số ứng dụng của cọc xi măng đất .................................................................7
1.2.3 Ưu, nhược điểm của cọc xi măng đất ................................................................ 12
1.2.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cọc xi măng đất gia cố nền cơng trình xây
dựng ở nước ta ...............................................................................................................13
1.3
Kết luận chương 1 ............................................................................................. 14
CHƯƠNG 2

CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC XI MĂNG ĐẤT GIA CỐ
NỀN
16
2.1
Đặc điểm, tính chất của cọc xi măng đất ........................................................... 16
2.1.1 Vật liệu cọc xi măng đất ....................................................................................16
2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của cọc xi măng đất .........17
2.1.3 Sự thay đổi cường độ cọc xi măng đất theo thời gian .......................................18
2.1.4 Kinh nghiệm gia cố đối với một số loại đất yếu................................................19
2.2
Các quan điểm tính tốn đối với cọc xi măng đất gia cố nền đất yếu ...............22
2.2.1 Quan điểm cọc xi măng đất làm việc như “cọc” ...............................................22
2.2.2 Quan điểm tính tốn nền đất hỗn hợp ............................................................... 24
2.2.3 Quan điểm tính tốn kết hợp .............................................................................28
2.3
Cơng nghệ thi cơng cọc xi măng đất .................................................................37
2.3.1 Giới thiệu công nghệ trộn sâu............................................................................37
2.4
Kết luận chương 2 ............................................................................................. 43
CHƯƠNG 3
ỨNG DỤNG CỌC ĐẤT XI MĂNG XỬ LÝ NỀN CHO CƠNG
TRÌNH XÂY DỰNG DÂN DỤNG THÀNH PHỐ HỘI AN – QUẢNG NAM ..........44
3.1
Giới thiệu chung về khu vực thành phố Hội An ...............................................44

iii


3.1.1 Giới thiệu chung ................................................................................................ 44
3.1.2 Đặc điểm trầm tích đệ tứ Hội An và khu vực lân cận ....................................... 44

3.1.3 Phân vùng địa chất cơng trình khu vực thành phố Hội An [9] ......................... 48
3.2
Về thực trạng các công trình xây dựng và giải pháp móng............................... 59
3.2.1 Sơ bộ lựa chọn giải pháp móng cơng trình ....................................................... 60
3.2.2 Nhận xét ............................................................................................................ 62
3.3
Mơ hình bài tốn ứng dụng ............................................................................... 63
3.3.1 Giới thiệu về phần mềm dùng trong tính tốn .................................................. 63
3.3.2 Mơ phỏng bài tốn móng và nền cơng trình dân dụng tại khu vực II ............... 68
3.4
Phân tích, so sánh với các giải pháp xử lý nền khác ......................................... 76
3.5
Phân tích biện pháp thi cơng ............................................................................. 77
3.5.1 Các u cầu chung ............................................................................................. 78
3.5.2 Công bố phương pháp ....................................................................................... 79
3.5.3 Các công việc chuẩn bị...................................................................................... 80
3.5.4 Công tác khoan .................................................................................................. 80
3.5.5 Cơng tác phụt vữa.............................................................................................. 81
3.5.6 Dịng trào ngược ................................................................................................ 81
3.6
Kết luận chương 3 ............................................................................................. 82
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 83
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 84

iv


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1 Các đặc trưng cơ lý của các loại đất yếu .......................................................... 4
Bảng 3.1 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1 ................................................................ 49

Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 2 ................................................................ 49
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 3 ................................................................ 50
Bảng 3.4 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 4 ................................................................ 51
Bảng 3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1 ................................................................ 52
Bảng 3.6 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 2 ................................................................ 53
Bảng 3.7 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 3 ................................................................ 54
Bảng 3.8 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 4 ................................................................ 55
Bảng 3.9 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 5 ................................................................ 55
Bảng 3.10 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 1 .............................................................. 57
Bảng 3.11 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 2 .............................................................. 58
Bảng 3.12 Các chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất 3 .............................................................. 58
Bảng 3.5 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất .........................................................................68
Bảng 3.6 Xác định hệ số chuyển đổi modul biến dạng mk ............................................70
Bảng 3.7 Các chỉ tiêu cơ lý của lớp đất .........................................................................74
Bảng 3.8 Các thông số dung trong tính tốn .................................................................75
Bảng 3.10. Các nội dung cơng việc cần thực hiện khi thiết kế thi công và thi công Jet
Grouting. ................................................................................................................77

v


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1 Gia cố cọc xi măng đất tại sân bay Cần Thơ .................................................. 11
Hình 1.2 Gia cố cọc xi măng đất móng bồn dầu tại Cần Thơ ...................................... 11
Hình 1.3 Gia cố cọc xi măng đất tại Cảng dầu khí Vũng Tàu. ..................................... 11
Hình 1.4 Cống D10 tại Hà Nam - 2005......................................................................... 12
Hình 1.5 Cống Trại - Nghệ An - 2005 .......................................................................... 12
Hình 2.6 Sơ đồ phá hoại của đất dính gia cố bằng cọc xi măng đất ........................... 30
Hình 2.6 Quan hệ ứng suất- biến dạng vật liệu xi măng- đất....................................... 31
Hình 2.8 Phá hoại khối và phá hoại cắt cục bộ ............................................................. 31

Hình 2.7 Sơ đồ tính tốn biến dạng. ............................................................................. 33
Hình 2.10 Các ứng dụng cơ bản của công nghệ trộn sâu .............................................. 38
Hình 2.11. Sơ đồ thi cơng trộn khơ. .............................................................................. 39
Hình 2.12 Bố trí trụ trộn khơ ......................................................................................... 39
Hình 2.13 Bố trí trụ trùng nhau theo khối ..................................................................... 39
Hình 2.14 Bố trí trụ trộn ướt trên mặt đất ..................................................................... 40
Hình 2.15 Bố trí trụ trùng nhau theo cơng nghệ trộn ướt .............................................. 40
Hình 2.16 Sơ đồ thi cơng trộn ướt ................................................................................. 40
Hình 2.17 Ổn định khối kiểu A ..................................................................................... 41
Hình 2.18 Ổn định khối kiểu B ..................................................................................... 41
Hình 2.19 Cơng nghệ Jet Grouting............................................................................... 42
Hình 3.1 Phân vùng địa chất khu vực thành phố Hội An – Quảng Nam ...................... 48
Hình 3.2 Hình trụ hố khoan địa chất thuộc khu vực I ................................................... 52
Hình 3.3 Hình trụ hố khoan địa chất thuộc khu vực II .................................................. 56
Hình 3.4 Hình trụ hố khoan địa chất thuộc khu vực III ................................................ 59
Hình 3.5 Giao diện lựa chọn phương pháp phân tích ................................................... 65
Hình 3.6 Giao diện lựa chọn mơ hình hóa bài tốn phân tích ....................................... 66
Hình 3.7 Giao diện lựa chọn mơ hình hóa vật liệu ....................................................... 67
Hình 3.8 Giao diện lựa chọn mơ hình hóa móng cọc hoặc kết cấu cứng gia cường ..... 67
Hình 3.9 Các bước mơ phỏng cấu kiện cứng ................................................................ 68
Hình 3.10 Trụ địa chất cơng trình thuộc khu vực II ...................................................... 69
Hình 3.11 Điều kiện biên bài tốn gia cố nền bằng cọc đất-xi măng ........................... 72
Hình 3.12 Phổ chuyển vị đứng của nền khi gia cố bằng cọc đất–xi măng ................... 75

vi


MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài
Trong cơng tác xây dựng, vấn đề chọn giải pháp xử lý nền móng cho các cơng trình là

một vấn đề rất quan trọng, là yếu tố đảm bảo sự bền vững cho cơng trình trong suốt
q trình sử dụng. Nhiều giải pháp nền móng hợp lý đã được ứng dụng rộng rãi cho
từng loại cơng trình, từng khu vực địa chất khác nhau.
Hiện nay, tình hình hoạt động xây dựng trên địa bàn thành phố Hội An – Quảng Nam
vấn đề xử lý gia cố nền cho công dân dụng chưa được quan tâm nghiên cứu sâu, chưa
nghiên cứu đưa ra các giải pháp xử lý để lựa chọn một cách tối ưu nhất, phần lớn các
cơng trình thường sử dụng giải pháp đóng cọc tre để gia cố nền hoặc sử dụng móng
cọc bê tơng đổ tại chổ, cọc bê tơng dự ứng lực.
Trên địa bàn thành phố Hội An – Quảng Nam, nhất là ở khu vùng trũng “Cẩm Phô,
Minh An và ven sông Hội An” và ở khu “vùng Cẩm Châu, Cẩm Thanh và ven sơng Cổ
Cị” đặc điểm địa chất cơng trình khá phức tạp. Phần lớn là đất yếu có chiều dày khá
lớn, khả năng chịu tải ở trạng thái tự nhiên là rất thấp, đất nền biến dạng lớn. Việc áp
dụng giải pháp sử dụng móng cho các cơng trình xây dựng cịn nhiều vấn đề xảy ra,
giải pháp móng chưa phù hợp với quy mơ và cấp cơng trình như sức chịu tải của móng
lớn hơn nhiều so với thực tế, nhiều cơng trình có độ lún vượt quá giới hạn cho phép
làm hư hỏng, mất an tồn trong q trình sử dụng, gây thiệt hại về mặt kinh tế, gây
lãng phí vốn đầu tư xây dựng cơng trình. Vì vậy, việc nghiên cứu, tính tốn để tìm ra
giải pháp nền móng hợp lý sử dụng cho các cơng trình xây dựng trên địa bàn thành
phố Hội An – Quảng Nam là hết sức cần thiết.
Để có thể ứng dụng được rộng rãi cọc đất xi măng trong xây dựng dân dụng, đặc biệt
là trong điều kiện xây chen ở các khu đô thị. Đề tài luận văn:”Nghiên cứu ứng dụng
cọc xi măng đất gia cố nền cơng trình xây dựng trên địa bàn thành phố Hội An –
Quảng Nam” có tính cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

1


II. Mục đích của đề tài
Đề tài có mục đích nghiên cứu, phân tích các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến sự làm
việc của cọc xi măng đất được sử dụng xử lý nền đất yếu.

Phân tích cơ sở lý thuyết tính tốn nền cơng trình dân dụng gia cố bằng cọc xi măng
đất, nghiên cứu vai trò và ảnh hưởng của cọc xi măng đất.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu
Thu thập các tài liệu và nghiên cứu lý thuyết: Tiêu chuẩn thiết kế trong và ngồi nước,
tài liệu, báo cáo khoa học, giáo trình hướng dẫn tính tốn thiết kế xử lý nền đất bằng
cọc xi măng đất.
Thu thập và phân tích số liệu các kết quả thí nghiệm và thi cơng các dự án đầu tư xây
dựng có sử dụng giải pháp cọc xi măng đất gia cố nền đất yếu đã và đang được triển
khai.
Mơ phỏng bài tốn cố kết nền đất yếu được xử lý bằng cọc xi măng đất theo phương
pháp phần tử hữu hạn, sử dụng phần mềm GEO-STUDIO-2007 để phân tích ứng suất
và biến dạng nền đất.
Đề tài tập trung nghiên cứu và áp dụng tính tốn cho cơng trình xây dựng dân dụng
trên nền đất yếu thành phố Hội An – Quảng Nam.
IV. Kết quả đạt được của luận văn
Phân tích được các nhân tố ảnh hưởng chủ yếu đến sự làm việc của cọc xi măng đất xử
lý nền đất yếu như: chiều sâu cắm cọc, đường kính cọc, khoảng cách cọc, hàm lượng
xi măng/m3.
Đề xuất giải pháp thiết kế hiệu quả khi sử dụng cọc xi măng đất xử lý nền cơng trình
xây dựng dân dụng thành phố Hội An – Quảng Nam.
V. Nội dung luận văn
Phần mở đầu

2


Chương 1: Tổng quan tình hình nghiên cứu và ứng dụng cọc xi măng đất.
Chương 2: cơ sở lý thuyết tính tốn cọc đất xi măng gia cố nền.
Chương 3: ứng dụng cọc đất xi măng xử lý nền cho cơng trình xây dựng thành phố hội
an – quảng nam.

Kết luận và kết nghị.

3


CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG
DỤNG CỌC XI MĂNG ĐẤT
1.1

Khái niệm về nền đất yếu trong xây dựng cơng trình

1.1.1 Khái niệm về đất yếu
Đất yếu có khả năng chịu tải nhỏ (0,51 daN/cm2); Tính nén lún lớn (a > 0,1 cm2/kg),
hệ số rỗng lớn (e > 1); Mô đun biến dạng thấp (E0 < 50 daN/cm2); Khả năng chống cắt
bé (, c bé); khả năng thấm nước bé; hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hịa nước
G > 0,8 dung trọng bé.
Đất yếu có thể là đất sét yếu, đất cát yếu, bùn, than bùn và đất hữu cơ, đất thải,…Đất
yếu được tạo thành ở lục địa (tàn tích, sườn tích, do gió, …), ở vùng vịnh (cửa sông,
tam giác châu, vịnh biển) hoặc ở biển (khu vực nước nông). Chiều dày lớp đất yếu
thay đổi có thể từ một vài mét đến 35  40 m.
Các đặc trưng địa kỹ thuật của đất yếu được quyết định bởi chính các thành phần
khống vật sét cấu tạo đất và cấu trúc nguyên tử của đất. Các đặc trưng cơ lý nền đất
yếu tham khảo Bảng 1.1 (Nguyễn Quang Chiêu và Nguyễn Xuân Đào, 2004) [1].
Các đặc trưng

Bảng 1.1 Các đặc trưng cơ lý của các loại đất yếu
Than bùn
Đất hữu cơ Bùn
Đất sét mềm

Hàm lượng nước  (%)

200 1000

100  200

60 150

30 100

Hệ số rỗng 

3,0 10,0

2,0 3,0

1,5 3,0

1,2 2,0

Độ rỗng n

0,75 0,9

0,7 0,8

0,6 0,75

0,55 0,7

Độ nén lún Cc/(1+)

0,4 0,8

0,20,35

0,25 0,4

0,15 0,3

Hệ số thấm k (m/s)

10-4 10-9

10-6 10-9

10-7 10-9

10-9 10-11

Hệ số cố kết Cv (m2/s)

10-6 10-7

10-6 10-8

10-7 10-8

10-7 10-9

10 50

10 50

10 50

10 50

0,5

0,2 0,3

0,2 0,3

0,2 0,3

0,5 1,0

0,7 1,5

1,0 1,6

Lực dính khơng thốt
nước Cu (kPa)
Suất biến đổi của Cu

=Cu/’

Khối lượng thể tích khơ 0,1 0,5

4


(T/m3)
Khối lượng thể tích các
hạt (T/m3)

1,4 2,0

2,0 2,6

2,4 2,7

2,6 2,7

Do vậy khi xây dựng cơng trình trong vùng có nền đất yếu trên, để cơng trình làm việc
bình thường thì cần phải gia cố và xử lý nền.
1.1.2 Một số giải pháp xử lý nền đất yếu
Đối với nền đất yếu để xây dựng các cơng trình cần xử lý nền đất yếu nhằm mục đích
làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như:
Giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ bền của đất của đất. v.v…. Đối với các
cơng trình thủy lợi, việc sử lý nền đất yếu cịn làm giảm tính thấm của đất, đảm bảo ổn
định cho khối đất đắp.
Để xây dựng công trình trên nền đất yếu thường có các biện pháp như các biện pháp
về kết cấu cơng trình, các biện pháp về móng và các biện pháp xử lý nền.
Biện pháp kết cấu bên trên cơng trình để làm tăng độ cứng, bao gồm việc chọn sơ đồ
kết cấu hợp lý, bố trí khe lún, cấu tạo các gối tựa cứng, chọn loại móng và độ sâu chơn
móng thích hợp.
Biện pháp gia cố nhân tạo nền đất yếu để tăng sức chịu tải, giảm khả năng biến dạng.

Hướng giải quyết này gồm có các nhóm phương pháp như: Nhóm phương pháp nhằm
cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng của nền (dùng đệm cát, đệm sỏi,
đệm đất, bệ phản áp…), nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất nền (dùng cọc
cát, cọc vôi, nén trước bằng tải trọng tĩnh, nén chặt đất trên mặt và dưới sâu, làm chặt
đất bằng năng lượng nổ…), nhóm phương pháp nhằm truyền tải trọng cơng trình
xuống lớp chịu lực tốt (móng cọc, móng trụ, giếng chìm), nhóm phương pháp đất có
cốt (dùng các dải kim loại, vải địa kỹ thuật…), nhóm phương pháp xử lý bằng hóa lý
(phụt vữa ximăng, silicat hóa, điện thấm, điện hóa học…).

5


Tùy theo điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thủy văn khu vực xây dựng và tính
chất sử dụng của cơng trình để chọn biện pháp xử lý thích hợp. Đối với những cơng
trình quan trọng cần phải kết hợp cả hai biện pháp trên.
Trong phạm vi đề tài này chỉ giới thiệu các phương pháp của biện pháp thứ hai: Gia cố
nhân tạo nền đất yếu.
1.1.2.1 Giải pháp cải tạo sự phân bố ứng suất của nền
Được áp dụng nhằm làm tăng khả năng chịu lực và hạn chế mức độ biến dạng (đặc
biệt là biến dạng không đồng đều) của đất nền dưới tác dụng của tải trọng cơng trình.
Khi lớp đất yếu có chiều dày khơng lớn nằm trực tiếp dưới móng cơng trình thì có thể
áp dụng biện pháp xử lý nhân tạo như đệm cát, bệ phản áp...
1.1.2.2 Giải pháp làm tăng độ chặt của nền
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hồ nước, tính nén lớn hoặc đất có kết
cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định dưới tác dụng của tải trọng còn nhỏ (đất cát rời, đất
dính ở trạng thái chảy, đất bùn...) khi chịu tải trọng cơng trình lớn người ta thường áp
dụng giải pháp làm tăng độ chặt của nền nhằm làm tăng độ chặt của đất, tạo điều kiện
cho nền đất có đủ khả năng chịu lực, hạn chế độ lún và biếng dạng khơng đồng đều.
Các giải pháp có thể áp dụng như: giếng cát- gia tải thoát nước, cọc cát.
1.1.2.3 Giải pháp xử lý nền bằng truyền tải trọng công trình xuống lớp chịu lực tốt

Khi dưới lớp đất yếu là lớp chịu lực thì có thể dùng móng cọc. Nhiệm vụ chủ yếu của
móng cọc là truyền tải trọng từ cơng trình xuống các lớp đất ở dưới mũi cọc và ra các
lớp đất xung quanh cọc.
1.1.2.4 Giải pháp xử lý nền bằng dùng đất có cốt
Đất có cốt là vật liệu xây dựng gồm có đất đã được tăng cường độ bằng cách bố trí các
vật liệu chịu kéo như các thanh và dải kim loại, vải không bị phân hủy sinh học trong
đất (vải địa kỹ thuật). Lợi ích cơ bản của đất có cốt là làm tăng cường độ chống kéo và
cường độ chống cắt của đất do lực ma sát tồn tại ở mặt phân cách đất - cốt. (Nguyễn
Uyên, 2008) [2].

6


1.1.2.5 Giải pháp xử lý nền bằng hoá lý
Phương pháp xử lý nền bằng hoá lý hiện nay đã được ứng dụng nhiều trên thế giới
như: phụt vữa xi măng, silicat hoá, điện hoá, điện thấm... làm tăng khả năng chịu lực
của nền, đảm bảo nền ổn định khi chịu tải trọng cơng trình; tạo màng chống thấm dưới
nền cơng trình, để làm giảm khả năng thấm và áp lực đẩy lên của nước ngầm; gia
cường mặt tiếp giáp nền và móng để chống thấm và chống trượt.
1.2

Tổng quan về cọc xi măng đất

1.2.1 Giới thiệu về cọc xi măng đất
Cọc xi măng đất (tên tiếng Anh là Deep Soil Mixing hay DSM) được nghiên cứu ở
Nhật bởi giáo sư Tenox Kyushu của Đại Học Tokyo vào khoảng những năm 1960.
Loại cọc này sử dụng cốt liệu chính là đất tại chỗ, gia cố với một hàm lượng xi măng
và chất phụ gia nhất định tùy thuộc vào loại và các tính chất cơ - lý – hố của đất nền.
Nó sẽ mang lại hiệu quả kinh tế cao khi địa chất là đất cát. Cọc xi măng đất thường
được thi công bằng công nghệ trộn sâu hay gọi tắt là DMM (Deep Mixing Method).

Cọc xi măng - đất có thể làm móng sâu, thay thế cọc nhồi (trong một số điều kiện áp
dụng nhất định); làm tường trong đất (khi xây dựng tầng hầm nhà cao tầng), gia cố
nền. Thơng thường loại cọc này khơng có cốt thép, song trong một số trường hợp cần
thiết, cốt thép cứng cũng có thể được ấn vào cọc vữa khi vừa thi công cọc xong [3].
Sử dụng xi măng trộn cưỡng chế với đất nền nhờ các phản ứng hoá học – vật lý xảy ra
làm cho nền đóng rắn thành một thể cọc xi măng đất có độ ổn định cao trở thành tường
chắn có dạng bản liên kết khối.
Khi độ sâu hố móng từ 3-6m mà ứng dụng phương pháp cọc xi măng đất làm kết cấu
chống giữ sẽ thu được kết quả tốt.
1.2.2 Một số ứng dụng của cọc xi măng đất
1.2.2.1 Trên thế giới
Những nước ứng dụng công nghệ trộn sâu nhiều nhất là Nhật bản và các nước vùng
Scandinaver (Bắc Âu). Theo thống kê của hiệp hội cọc trộn sâu CDM (Nhật Bản), tính
chung trong giai đoạn 80~96 có 2.345 dự án, sử dụng 26 triệu m3 hỗn hợp xi măng đất. Riêng từ 1977 đến 1993, lượng đất gia cố bằng trộn sâu ở Nhật vượt khoảng 23.6

7


triệu m3 cho các dự án ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án. Hiện nay
hàng năm thi công khoảng 2 triệu m3. Đến 1994, hãng SMW Seiko đã thi công 4000
dự án trên trên thế giới với 12.5 triệu m2 (7 triệu m3).
Tạp chí Tin tức kỹ thuật (ENR) thường xuyên thông báo các thành tựu của DM ở Nhật
Bản, chẳng hạn số 1983 đăng kết quả ứng dụng cho các cơng trình nền móng thi công
trong nước, số 1989 về tác dụng chống động đất, số 1986 về các tường chống thấm.
Hàng năm, các hội nghị về các công nghệ gia cố nền được tổ chức tại Tokyo, trong hội
nghị nhiều thành tựu mới nhất về khoan phụt vụ DM đã được trình bày.
Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, mặc dù ngay từ cuối
những năm 1960, các kỹ sư Trung Quốc đã học hỏi phương pháp trộn vôi đất sâu và
CDM ở Nhật bản. Thiết bị trộn sâu dùng trên đất liền xuất hiện năm 1978 và ngay lập
tức được sử dụng để xử lý nền các khu công nghiệp ở Thượng Hải. Tổng khối lượng

xử lý bằng trộn sâu ở Trung Quốc cho đến nay vượt khoảng trên 1 triệu m3. Từ năm
1987 đến 1990, công nghệ trộn sâu đã được sử dụng ở Cảng Thiên Tân để xây dựng 2
bến cập tàu và cải tạo nền cho 60 ha khu dịch vụ. Tổng cộng 513.000m3 đất được gia
cố, bao gồm các móng kè, móng của các tường chắn phía sau bến cập tầu.
Một số nghiên cứu khác liên quan tới trộn sâu ở Đông Nam á như sử dụng các cột vôi
đất xử lý đất hữu cơ ở Trung Quốc (Ho, 1996), các hố đào sâu ở Đài Loan (Woo,
1991) và một số dự án khác nhau ở Singapore (Broms, 1984).
Tại Châu âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan. Trong năm
1967, Viện Địa chất Thụy Điển đã nghiên cứu các cột vôi (SLC) theo đề xuất của Jo.
Kjeld Páue sử dụng thiết bị theo thiết kế của Linden- Alimak AB (Rathmayer, 1997).
Thử nghiệm đầu tiên tại sân bay Ska Edeby với các cột vơi có đường kính 0.5m và
chiều sâu tối đa 15m đã cho những kinh nghiệm mới về các cột vơi cứng hố
(Assarson và nnk, 1974). Năm 1974, một đê đất thử nghiệm (6m cao 8m dài) đã được
xây dựng ở Phần Lan sử dụng cột vôi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình
dạng và chiều dài cột về mặt khả năng chịu tải (Rathmayer và Liminen, 1980). Năm
1977, sổ tay “Cột đất vôi và xi măng vôi, hướng dẫn lập dự án, xây dựng và kiểm soát

8


chất lượng” do Viện địa kỹ thuật Thụy Điển thực hiện. Năm 1995, tài liệu này được tái
bản lần 2 và đến nay nó vẫn được sử dụng [3].
Ra đời trước nhưng do việc ứng dụng trong thực tế rất chậm, mãi đến cuối những năm
80, việc ứng dụng ở Mỹ mới bắt đầu với các thiết bị thi công của Nhật Bản. Ban đầu,
chỉ với mục đích chống thấm và ổn định hố đào. Ví dụ như đập đất Lockington ở
Ohio (Walker, 1994); đập đất Jackson Lake ở Wyoming (Taki và Yang, 1991); đập đất
Cushman ở Washington (Yang và Takeshima, 1994)…. sau đó lan ra các lĩnh vực
khác.
Năm 2000, Bộ Giao thông Vận tải của nước Mỹ cũng xuất bản tiêu chuẩn “Phương
pháp trộn sâu trong các ứng dụng địa kỹ thuật” FHWA-RD-99-138. Trong tiêu chuẩn

này, nhiều ứng dụng trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông, thủy lợi đã được giới
thiệu một cách khá tỷ mỷ. Đặc biệt là chống thấm cho đập đất và xử lý nền móng cho
các cơng trình dưới nước.
Qua nghiên cứu và qua cơng trình thực tế, các chun gia trong lĩnh vực cho rằng vật
liệu xi măng đất bị ảnh hưởng bởi một số yếu tố sau:
+ Đất tại chỗ;
+ Ngày tuổi;
+ Chất kết dính;
+ Hàm lượng xi măng.
1.2.2.2 Ứng dụng cọc xi măng đất ở Việt Nam
Ở Việt Nam, việc nghiên cứu gia cố đất trộn sâu theo phương pháp trộn cơ khí đã
được bắt đầu nghiên cứu từ những năm đầu thập kỷ 80. Đề tài được kết thúc vào năm
1986 và thiết bị được chuyển giao cho LICOGI. Cũng trong thời gian này, một số các
kết quả nghiên cứu liên quan đến cơng nghệ này về tính chất vật liệu xi măng đất, các
yếu tố ảnh hưởng như loại đất, tỷ lệ kết dính, nhân tố thời gian... như của TS. Hồ Chất,
TS. Đỗ Minh Toàn, tuy nhiên cả 2 nghiên cứu trên đều được thực hiện ở trong phịng
thí nghiệm. Do đó, kết quả nghiên cứu mang tính định hướng là chính.

9


Năm 2002, đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi măng đất vào xây dựng các
công trình trên nền đất yếu ở Việt nam. Cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngịi (Khánh hồ)
đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 600cm thi công bằng trộn khô; xử
lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 35m, cao 4m ở Cần Thơ. Năm 2003, một
Việt kiều ở Nhật đã thành lập công ty xử lý nền móng tại TP Hồ Chí Minh, ứng dụng
thiết bị trộn khô để tạo cọc xi măng đất lồng ống thép. Cọc xi măng đất lồng ống thép
cho phép ứng dụng cho các nhỡ cao tầng (đến 15 tầng) thay thế cho cọc nhồi, rẻ vỡ thi
công nhanh hơn. Năm 2004 cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà
máy nước huyện Vụ Bản (Hà nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ

(Hải phịng). Các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý trong
khoảng 20m. Tháng 5 năm 2004, các nhμ thầu Nhật bản đã sử dụng Jet - grouting để
sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà nội). Năm 2005, một số
dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thoát nước, khu đơ thị Đồ Sơn - Hải
phịng, dự án đường cao tốc TP Hồ Chí Minh đi Trung Lương, dự án cảng Bạc Liêu,...
Năm 2004, Viện Khoa học Thuỷ lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt
cao áp (Jet-grouting) từ Nhật bản. Đề tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này trong
nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng
của hàm lượng xi măng đến tính chất của xi măng đất,... nhằm ứng dụng cọc xi măng
đất vào xử lý đất yếu, chống thấm cho các cơng trình thuỷ lợi. Nhóm đề tài cũng đã
sửa chữa chống thấm cho Cống Trại (Nghệ an), cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C
(Long an) [3].
Cho đến nay nhiều dự án sử dụng phương pháp trộn cơ khí đã được triển khai thi công
chủ yếu trong các lĩnh vực giao thông và xây dựng. Tiêu biểu trong lĩnh vực giao
thông là đường Láng – Hịa Lạc, dự án đại lộ Đơng Tây, dự án đường sắt Bắc Nam...
trong lĩnh vực xây dựng là khu đô thị Phú Mỹ Hưng, Building Sai Gon Times Square,
dự án nhiệt điện Ơ Mơn… đến nay, Bộ Xây dựng đã xuất bản được TCXDVN
9403:2012 [4] “Gia cố nền đất yếu – Phương pháp trụ đất xi măng” chủ yếu cho
phương pháp này.

10


Phương pháp trộn kiểu tia xâm nhập vào nước ta muộn hơn. Việc nghiên cứu được bắt
đầu từ năm 2005. Cho đến nay, cơng nghệ này đã có nhiều ứng dụng thực tế trên cả 3
lĩnh vực xây dựng, giao thơng và thủy lợi cho mục đích chống thấm và xử lý đất yếu.
Một số hình ảnh về ứng dụng công nghệ cọc xi măng đất tại Việt Nam xem Error!
Reference source not found.; Error! Reference source not found.; Error!
Reference source not found.;

Error! Reference source not found.;

Error!

Reference source not found..

Hình 1.1 Gia cố cọc xi măng đất tại sân bay Cần Thơ

Hình 1.2 Gia cố cọc xi măng đất móng
bồn dầu tại Cần Thơ

Hình 1.3 Gia cố cọc xi măng đất tại Cảng
dầu khí Vũng Tàu.

11


Hình 1.4 Cống D10 tại Hà Nam - 2005

Hình 1.5 Cống Trại - Nghệ An - 2005

1.2.3 Ưu, nhược điểm của cọc xi măng đất
1.2.3.1 Ưu điểm của cọc đất – xi măng
Một số ưu điểm của cọc xi măng đất:
- Tăng khả năng chống trượt của mái dốc;
- Tăng cường sức chịu tải của nền đất;
- Giảm ảnh hưởng chấn động đến cơng trình lân cận;
- Tránh hiện tượng biến lỗng của đất rời;
- Cơ lập phần đất bị ô nhiễm;
- Ổn định thành hố đào;

- Giảm độ lún cơng trình;
- Ngăn được nước thấm vào hố đào;
- Dùng kiểu tường trọng lực nên không phải đặt thanh chống, tạo điều kiện thi cơng hố
móng rất thơng thống. Cọc xi măng đất thường có cường độ chịu kéo nhỏ hơn nhiều
so với cường độ chịu nén vì vậy cần triệt để sử dụng kiểu kết cấu tường chắn lợi dụng
trọng lượng bản thân;
- Thi cơng đơn giản, nhanh chóng;
- Sử dụng vật liệu có sẵn nên có, cốt liệu chính là đất tại chỗ (cát) nên giá thành rất
thấp, hiệu quả kinh tế cao;

12


- Q trình khoan có thể kiểm tra được địa chất khoan nhờ thiết bị tự động đo & ghi
mômen xoắn ở đầu cần khoan;
- Khâu thi công được tự động hóa gần như hồn tồn, sau khi định vị, máy khoan sẽ
tiến hành khoan một cách tự động, hàm lượng vữa xi măng sẽ được tự động điều chỉnh
cho phù hợp với tình hình địa chất tùy thuộc mơmen xoắn đo được ở đầu cần khoan;
- Chất lượng thi công không phụ thuộc nhiều vào yếu tố con người ( tự động hóa);
- Cơng trường thi cơng khơng gây ô nhiễm, mất vệ sinh như khi thi công cọc nhồi, rất
phù hợp cho việc xây dựng móng nhà cao tầng trong đô thị.
1.2.3.2 Nhược điểm của cọc đất – xi măng
- Thiết bị thi công quá đắt (giá một thiết bị thi công cọc khoảng 3,5 tỉ VNĐ chưa kể
trạm trộn & thiết bị bơm vữa xi măng);
- Đây là công nghệ mới được áp dụng ở Việt Nam gần đây nên việc lựa chọn nhà thầu
có kinh nghiệm thiết kế và thi cơng trong lĩnh vực này cịn hạn chế.
1.2.4 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng cọc xi măng đất gia cố nền cơng trình
xây dựng ở nước ta
Năm 1969 Thụy Điển đã viện trợ máy thi cơng theo cơng nghệ này cho chính quyền
Sài Gịn và được ứng dụng ở một số cơng trình đường. Tại Miền Bắc đầu những năm

1970 Thụy Điển cũng viện trợ cho Viện Khoa học Công nghệ xây dựng một máy
tương tự và đã thi cơng thí nghiệm cho một số cơng trình nhà ở Hà Nội. Do trong hồn
cảnh khi đó giá thành xi măng cao, cơng nghệ xử lý tốn kém so với công nghệ gia cố
thông thường, nhu cầu xử lý nền đất yếu cịn thấp, nên cơng nghệ này không được ứng
dụng.
Vào năm 2000, do yêu cầu thực tế, phương pháp này được áp dụng trở lại trong lĩnh
vực xăng dầu, khi cơng trình chấp nhận một giá trị độ lún cao hơn bình thường tuy
nhiên có hiệu quả kinh tế cao. Đơn vị đưa trở lại phương pháp này ban đầu là COFEC
và nay là E&C Consultants. Đến nay đã có rất nhiều
dự án ứng dụng cọc ĐXM vào xây dựng các cơng trình xây dựng.

13


Bộ Xây dựng đã ban hành tiêu chuẩn: “TCXDVN 385: 2006, Gia cố nền đất yếu bằng
cọc đất xi măng”; đến nay tiêu chuẩn này đã được chuyên đổi thành “TCVN 9403:
2012, Gia cố nền đất yếu-Phương pháp cọc xi măng đất”. Viện Khoa học và Công
nghệ GTVT năm 2004 cũng đã ban hành Tiêu chuẩn thi công và nghiệm thu cho Bộ
Giao thông Vận tải: “Cọc vôi-xi măng-đất: Quy trình thi cơng và nghiệm thu”.
Theo thống kê chưa đầy đủ cả nước có trên 250 dàn máy thi cơng cọc ĐXM các loại.
Các thiết bị này có thể thi cơng cọc ĐXM có đƣờng kính từ 0.5 đến 1.5m, chiều sâu
gia cố có thể đạt đến trên 30m (thiết bị của các hãng Nhật Bản có đại diện tại Việt
Nam lên đến trên 50m). Năng suất 6.000 đến 15.000 md/tháng/máy (phụ thuộc vào
điều kiện nền đất, chiều dài cọc, trình độ tay nghề cơng nhân...; 2 ca làm việc/ngày).
Giải pháp cọc ĐXM đã và đang mang lại những hiệu quả rõ rệt như: thời gian thi công
ngắn, độ lún còn lại nhỏ, khả năng xử lý sâu (đến 50 m), thích hợp với nhiều loại đất
yếu, thi cơng được trong cả điều kiện ngập sâu trong nước hoặc điều kiện hiện trường
chật hẹp,... Bên cạnh đó một số cơng trình có kết quả chưa đáp ứng tốt về mặt kinh tế
và kỹ thuật như sự cố trong quá trình thi công Cảng Thị Vải (do chuyên gia Nhật thiết
kế), hay hạn chế về chiều sâu tường chắn bằng cọc ĐXM trong xây dựng tầng hầm các

nhà cao tầng... Do đó cần nghiên cứu hồn thiện hơn hệ thống quy chuẩn, quy định các
quy trình thi cơng và nghiệm thu chặt chẽ hơn.
1.3

Kết luận chương 1

Chương 1 đã tổng hợp các kiến thức về đất yếu và nền đất yếu, tổng hợp được các biện
pháp xử lý nền, điều kiện áp dụng của biện pháp, hiệu quả và tính tốn ứng dụng của
giải pháp. Các số liệu tổng hợp này, giúp học viên dễ dàng so sánh, đối chứng và phân
tích lựa chọn phương án xử lý nền sao cho hiệu quả, tối ưu nhất.
Qua phần trình bày trên đã cho thấy, hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý móng
cơng trình trên nền đất yếu. Tùy theo đặc điểm địa chất và tính chất của cơng trình mà
quyết định lựa chọn phương pháp gia cố thích hợp. Trong tất cả những phương pháp
xử lý nền đã nêu ở trên tùy vào từng trường hợp mà chúng ta sẽ có những biện pháp sử
lý nền móng cơng trình một cách hiệu quả và kinh tế nhất. Các phương pháp cải tạo
đất khác nhau được giới thiệu, qua thử nghiệm đã có tác dụng làm tăng độ bền của đất,
giảm độ lún tổng cộng và chênh lệch lún, rút ngắn thời gian thi cơng, giảm chi phí xây

14


dựng và các hiệu quả khác. Nếu xét tới các yếu tố như: ý nghĩa cơng 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.
Với cơng trình xây dựng dân dụng theo truyền thống, cơng trình nhà dân sinh thường
xử lý cọc tre, cá biệt có những cơng trình được ép cọc bê tông, tuy nhiên trong điều
kiện xây dựng chặt hẹp, việc thi cơng cọc bê tơng có những bất lợi đặc biệt là nền đất
phải đánh giá chính xác địa tầng thì việc xử lý mới có hiệu quả. Trong luận văn này
tác giả tập trung vào giả quyết cọc xi măng đất dùng cho nhà dân sinh, nhằm khăc
phục các nhược điểm của giải pháp cọc tre và cọc bê tơng cốt thép cho cơng trình này.

15


CHƯƠNG 2
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN CỌC XI MĂNG
ĐẤT GIA CỐ NỀN
2.1

Đặc điểm, tính chất của cọc xi măng đất

2.1.1 Vật liệu cọc xi măng đất
2.1.1.1 Xi măng
Xi măng dùng thi công cọc ĐXM phải được lựa chọn để đảm bảo cường độ yêu cầu và
khả năng thi công. Một số loại xi măng tiêu chuẩn có thể dùng trong thi cơng cọc
ĐXM như sau:
- Xi măng lị cao;
- Xi măng Pc lăng thơng thường;
- Xi măng đã được xác nhận là đảm bảo điều kiện cường độ yêu cầu thơng qua thí
nghiệm trộn thử được tiến hành trước khi thi công.
2.1.1.2 Nước
Nước để trộn vữa gia cố nên dùng nước ngầm khai thác tại chỗ là phù hợp nhất.
Nguồn nước yêu cầu phải sạch, không lẫn váng dầu mỡ công nghiệp, muối acid, các
tạp chất hữu cơ... và phải thõa mãn yêu cầu của TCXDVN302-2004.
2.1.1.3 Chất phụ gia
Bentonite hoặc đất sét có thể được sử dụng như chất phụ gia với mục đích nâng cao
hiệu quả và khả năng thi cơng. Có thể sử dụng phụ gia hỗn hợp như phụ gia chống mất
nước, phụ gia đông cứng nhanh hoặc chậm...
2.1.1.4 Điều kiện cấp phối
Điều kiện cấp phối bao gồm loại vật liệu gia cố xi măng, trọng lượng vật liệu gia cố xi

măng và tỷ lệ nước/xi măng, phải được tính tốn để đảm bảo cường độ yêu cầu của
cọc ĐXM. Có hai phương pháp để thiết lập điều kiện cấp phối như sau:
+ Phương pháp thiết lập điều kiện cấp phối tiêu chuẩn dựa trên kết quả thí nghiệm trộn
trong phịng với mẫu đất đƣợc lấy từ hiện trường
+ Phương pháp thiết lập điều kiện cấp phối tiêu chuẩn dựa trên số liệu về cường độ thu
được từ việc thi cơng thí nghiệm tại cơng trường.

16


2.1.2 Các yếu tố ảnh hưởng đến sự hình thành cường độ của cọc xi măng đất
Sự biến đổi về giá trị cường độ vật liệu cọc ĐXM bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố khác
nhau bởi cơ chế của sự phát triển cường độ vật liệu cọc ĐXM diễn ra khá chậm phụ
thuộc vào các phản ứng hoá học giữa đất và chất gia cố.
Các thông số ảnh hưởng tới cường độ vật liệu cọc ĐXM phân thành 4 nhóm ngun
nhân chính sau:
- I Nhóm yếu tố liên quan tới đặc tính chất gia cố;
- II Nhóm yếu tố liên quan tới đặc tính và điều kiện đất được gia cố;
- III Nhóm yếu tố liên quan tới cơng nghệ thi cơng;
- IV Nhóm yếu tố liên quan tới điều kiện bảo dưỡng.
Trong đó:
- Nhóm I bao gồm:
+ Loại chất gia cố;
+ Hàm lượng chất độn (chủ yếu là cát, vơi);
+ Nước trộn và phụ gia.
- Nhóm II bao gồm:
+ Đặc tính hố lý và thành phần khống vật của đất được gia cố;
+ Hàm lượng hữu cơ;
+ pH của nước trong đất;
+ Độ ẩm và hàm lượng nước.

- Nhóm III bao gồm:
+ Loại pha trộn;
+ Năng lượng trộn và thời gian trộn.
- Nhóm IV bao gồm:
+ Nhiệt độ.
+ Thời gian bảo dưỡng;
+ Sự thấm ướt và làm khô của khu vực đất được gia cố.
Cần lưu ý rằng đặc tính của chất gia cố có ảnh hưởng mạnh nhất tới cường độ của đất
sau gia cố. Vì thế việc lựa chọn vật liệu làm chất gia cố là cực kì quan trọng. Hiện nay
có rất nhiều loại xi măng có mặt trên thị trường có thể sử dụng làm chất gia cố. Tại
Việt Nam đã có những nghiên cứu ban đầu về sử dụng các loại xi măng khác nhau

17


trong công nghệ trộn sâu theo kinh nghiệm của Nhật Bản và nước ngoài, tuy nhiên
chưa được tổng kết và cơng bố rộng rãi.
Các yếu tố thuộc nhóm II có ý nghĩa quan trọng đối với đất được gia cố là các dạng đất
khác nhau và những điều kiện này không thể thay đổi được tại mỗi công trường. Trên
thế giới tính tới nay đã có khá nhiều nghiên cứu ảnh hưởng của các đặc tính của đất
trong việc ứng dụng gia cố bằng xi măng như những nghiên cứu của Thompson năm
1966 với điều kiện địa chất ở Illinois và đã rút ra kết luận: yếu tố chính ảnh hưởng bao
gồm độ pH của đất, hàm lượng hữu cơ có trong đất. Hay các nghiên cứu của các tác
giả Nhật Bản Okumura (1974); Kawasaki (1978, 1981, 1984…).
Các yếu tố thuộc nhóm thứ III có thể dễ dàng hơn để thay đổi và điều khiển cũng như
kiểm soát. Phụ thuộc chính vào năng lực của nhà thầu thi cơng.
Nhóm yếu tố thứ IV cũng có thể thay đổi dễ dàng trong điều kiện phịng thí nghiệm
tuy nhiên chúng ta khơng thể kiểm sốt được trong điều kiện thi cơng ngồi hiện
trường.
2.1.3 Sự thay đổi cường độ cọc xi măng đất theo thời gian

Theo nghiên cứu của các nhà khoa học Nhật Bản, cường độ cọc xi măng đất tại một số
cảng “Yokohama, Fuckuyama, Imary” tăng tuyến tính là hàm logarit theo thời gian và
phụ thuộc vào từng loại đất khác nhau và hàm lượng xi măng được gia cố.

Hình 2.1 Cường độ cọc xi măng đất tại “Yokohama, Fuckuyama, Imary” tang theo
hàm logarit (Terashi, 1977)

18


ngày
Hình 2.2 Cường độ kháng nén khơng thốt nước theo thời gian (Saitoh,1988)

ngày
Hình 2.3 Tỉ lệ qu/qu28 đối với một số mẫu đất theo thời gian (Saitoh,1988)
Theo kết quả nghiên cứu của học viên trên một số cơng trình trong nước thì ảnh hưởng
của hàm lượng xi măng đến cường độ chịu nén được thể hiện qua Hình 2.1, “Kết quả
thí nghiệm nén nở hơng một số dự án sử dụng cọc xi măng đất gia cố nền đất yếu”.

Hình 2.4 Biểu đồ quan hệ sức kháng nén qu và hàm lượng xi măng gia cố
2.1.4 Kinh nghiệm gia cố đối với một số loại đất yếu
Theo tổng kết của Euro Soil Stab trong “Design Guide Soft Soil Stabilisation-CT970351” thì hiệu quả gia cố đối với các loại đất của các chất gia cố như sau :

19