(Luận văn thạc sĩ) Nghiên cứu giải pháp gia cố nền đường bằng cọc xi măng đất. Ứng dụng xử lý nền đường sắt lý trình KM112 đến KM112+550

L IăCAMă OAN
Tôi xin cam đoan Lu n v n th c s này là cơng trình nghiên c u c a b n
thân. Các s li u k t qu trình bày trong lu n v n này là đúng s th t, có ngu n
g c rõ ràng và ch a đ

c công b trong b t k cơng trình nghiên c u nào.
Tácăgi

Nguy năHoƠngăMinh

i


L IăC Mă N
Lu n v n đ

c hoàn thành là thành qu c a s c g ng, n l c h t mình và s

giúp đ t n tình c a các th y cơ trong b mơn
Hà N i, đ c bi t d

i s h

a k thu t tr

ng

i h c Th y l i,

ng d n khoa h c c a th y TS. Nguy n V n L c và

PGS.TS. Hoàng Vi t Hùng
Tác gi xin bày t lòng bi t n sâu s c t i th y h

ng d n, đư t n tâm h

d n khoa h c su t quá trình t khi l a ch n đ tài, xây d ng đ c

ng

ng đ n khi hoàn

thành lu n v n.
Tác gi xin chân thành c m n các th y cô trong b môn

a k thu t, Khoa

Công trình đư giúp đ và t o đi u ki n tác gi hoàn thành lu n v n này.
chân thành c m n các th y cô trong th vi n tr

ng

ng th i xin

i h c Th y l i cùng tồn th

cán b cơng tác t i Phịng Nơng nghi p & PTNT huy n Tr c Ninh, Nam

nh t o đi u

ki n cung c p tài li u và th i gian đ tác gi hoàn thành lu n v n.

Hà N i, ngày

tháng

Tácăgi

Nguy năHoƠngăMinh

ii

n m 2016


M CăL C
1. Tính c p thi t c a đ tài. ..........................................................................................1
β.

it

ng và ph m vi nghiên c u. ...........................................................................1

3. Các ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u. ............................................................... 2

4. K t qu d ki n đ t đ

c. ........................................................................................2

1.1. Nguyên nhân gây m t n đ nh n n cơng trình. .....................................................3

1.1.1. N n cơng trình m t n đ nh do n n đ t y u. ...................................................3
1.1.2.N n cơng trình m t n đ nh do sai sót trong giai đo n kh o sát. ....................4
1.1.3.M t n đ nh do tác đ ng t i tr ng. ...................................................................5
1.2. Các gi i pháp gia c

ng n n đ

ng. .....................................................................5

1.2.1. Các v n đ c n đ t ra v i n n đ t y u. ...........................................................6
1.2.2. M t s bi n pháp x lý n n hay dùng trong ngành xây d ng c u đ
1.3. K t lu n ch

ng. .....6

ng 1. .............................................................................................. 24

2.1. Tiêu chu n áp d ng tính toán thi t k c c xi m ng đ t. .....................................25
2.1.1. Tình hình nghiên c u, ng d ng ph ng pháp x lý n n b ng c c xi m ng đ t.
................................................................................................................................ 25
2.1.2. Tiêu chu n áp d ng tính tốn thi t k c c xi m ng đ t. ............................... 26
2.1.3. Nguyên t c làm vi c c a c c xi m ng đ t. ...................................................26
2.2. Tính tốn thi t k c c xi m ng đ t. .....................................................................27
2.2.1. Tính s c ch u t i c a c c ..............................................................................27
β.β.β. ánh giá n đ nh c c xi m ng đ t theo tr ng thái gi i h n 2. ......................28
2.2.3. Ph

ng pháp tính tốn theo quan đi m nh n n t

2.2.4. Ki m tra s c ch u t i c a l p đ t y u c n đ

ng đ

ng. ...................29

c x lý. .................................29

2.2.5. Ki m tra n đ nh sau khi thi công xong b ng ph n m m Plaxis ..................31
2.3. B trí c c. ............................................................................................................31
2.4. Công ngh thi công. ............................................................................................ 33

iii


2.5. M t s hình nh v thi cơng c c xi m ng đ t. .................................................... 49
2.6. K t lu n ch

ng β. .............................................................................................. 50

3.1. Gi i thi u cơng trình. .......................................................................................... 51
3.1.1. Tài li u v cơng trình. ................................................................................... 51
3.2.1. Tài li u v đ a ch t. ...................................................................................... 52
γ.β. Phân tích đi u ki n cơng trình và t i tr ng. ........................................................ 54
3.2.1. Phân tích tài li u v đ a ch t. ........................................................................ 54
3.2.2. Phân tích các bi n pháp x lý n n. ............................................................... 55
3.3. ng d ng k thu t gi i pháp gia c n n b ng c c xi m ng đ t đ gia c n n
đ ng s t t i KM 112 + 200. ..................................................................................... 57
3.3.1. Các tiêu chu n tính tốn. .............................................................................. 57
γ.γ.β. Các ph n m m s d ng ................................................................................ 58
γ.γ.γ. Thơng s tính tốn. ....................................................................................... 58

3.3.4. Tính tốn m t c t KM 112+200. .................................................................. 60
3.3.5. Tính tốn n đ nh t i m t c t KM 112 + 200. .............................................. 63
3.3.6. Tính tốn ki m tra s c ch u t i c a n n t i m t c t KM112 + 200. ............. 67
γ.γ.7. Tính tốn đ lún c a c c xi m ng đ t t i m t c t KM112 + 200. ................ 68
3.4. Ti n hành tính tốn t

ng t v i các m t c t khác có k t qu nh sau. ............. 71

γ. .1. K t qu tính n đ nh ..................................................................................... 71
γ. .β. K t qu ki m tra s c ch u t i c a n n........................................................... 78
3.4.3. K t qu tính bi n d ng. ................................................................................. 78
γ. K t lu n ch

ng γ ................................................................................................ 79

K T LU N VÀ KI N NGH ....................................................................................... 80
. K t lu n................................................................................................................... 80
. Ki n ngh ............................................................................................................... 80
III. M t s t n t i và h

ng nghiên c u ti p theo. .................................................... 81

iv


1. M t s đi m còn t n t i..........................................................................................81
β. H

ng nghiên c u ti p theo. ..................................................................................81

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................................. 82

v


DANH M C HÌNH NH
Hình 1.1.

m cát............................................................................................................ 7

Hình 1.2. C c cát ........................................................................................................... 10
Hình 1.3. Thi t b đóng c c b ng ch n đ ng ................................................................ 11
Hình 1. . S đ c u t o gi ng cát.................................................................................. 12
Hình 1. . Các đi u ki n đ a ch t cơng trình đ dùng ph

ng pháp gia t i ................... 13

Hình 1.6. Gia c b ng đi n hóa h c .............................................................................. 19
Hình β.1. S đ tính lún ................................................................................................ 28
Hình 2.2. B trí c c tr n khơ ......................................................................................... 32
Hình 2.3. B trí c c trùng nhau theo kh i ..................................................................... 32
Hình 2.4. B trí c c tr n

t trên m t đ t ..................................................................... 32

Hình 2.5. B trí c c tr n

t trên bi n .......................................................................... 33

Hình 2.6. Công ngh thi công c c xi m ng đ t ............................................................. 33

Hình 2.7. Ph m vi ng d ng c a các lo i khoan ph t................................................... 42
Hình 2.8. Cơng ngh đ n pha........................................................................................ 42
Hình 2.9. Cơng ngh hai pha ......................................................................................... 43
Hình 2.10. Cơng ngh ba pha ........................................................................................ 43
Hình 2.11. S đ thi t b cơng ngh JG ........................................................................ 46
Hình 2.12. M t s hình nh v thi cơng c c xi m ng đ t ............................................. 49
Hình 2.13. Xe khoan Kobelco DJM-2090 và xe khoan Nippon Sharyo DHP-70 ........ 49
Hình 2.14. M t s hình nh v thí nghi m c c xi m ng đ t ......................................... 50
Hình 3.1. M t c t ngang n n đ

ng .............................................................................. 51

Hình 3.2. Mơ ph ng m t c t .......................................................................................... 63
Hình γ.γ. S đ tính tốn m t c t KM112+200 ............................................................ 64
Hình 3.4. T ng chuy n v sau khi thi cơng xong .......................................................... 65
Hình 3.5. K t qu tính tốn n đ nh : ∑Msf ả β ............................................................ 65
vi


Hình γ. . Kích th

c móng quy

c .............................................................................68

Hình γ.7 S đ tính lún cơng trình. ...............................................................................69
Hình 3.8. Mơ hình tính tốn m t c t KM112+350 ........................................................72
Hình 3.9. T ng chuy n v sau khi thi cơng xong .......................................................... 73
Hình 3.10. K t qu tính tốn n đ nh : ∑Msf = 1,65......................................................73
Hình 3.11. Mơ hình tính tốn m t c t KM112+450 ......................................................74

Hình 3.12. T ng chuy n v sau khi thi cơng xong ........................................................75
Hình 3.13. K t qu tính tốn n đ nh: ∑Msf = 1,73.......................................................75
Hình 3.14. Mơ hình tính tốn m t c t KM112+550 ......................................................76
Hình 3.15. T ng chuy n v sau khi thi công xong ........................................................77
Hình 3.16. K t qu tính tốn n đ nh : ∑Msf = 1,609...................................................77

vii


DANHăM CăB NG
B ng 2.1. Phân lo i chung các thi t b tr n sâu ............................................................ 34
B ng β.β: S đ thi công tr n khô................................................................................. 35
B ng 2.3. So sánh công ngh tr n B c Âu và Nh t B n ............................................... 36
B ng β. .

c tính k thu t công ngh tr n c a B c Âu và Nh t B n ......................... 37

B ng β. . S đ thi công tr n
B ng 2.6. Công ngh tr n
B ng β.7.

t ................................................................................. 39

t châu Âu và Nh t B n.................................................... 40

c tính k thu t công ngh tr n

t châu Âu và Nh t B n ........................ 41

B ng 2.8. Các thông s k thu t thông d ng ................................................................ 45

B ng 3.1. Các thông s c b n ...................................................................................... 52
B ng 3.2. Ch tiêu c lý đ c tr ng c a các l p đ t ....................................................... 53
B ng 3.3. Ch tiêu c a đ t đ p ...................................................................................... 54
B ng 3.4. Ch tiêu c lý c a các l p đ t ........................................................................ 54
B ng 3.5. Phân t ng các l p đ t (m) ............................................................................. 55
B ng 3.6. Các thông s tính tốn l y t tài li u đ a ch t............................................... 58
B ng 3.7. Chi u sâu c m c c vào các l p đ t ............................................................... 59
B ng 3.8. K t qu tính tốn n n t

ng đ

ng .............................................................. 60

B ng 3.9. Tính s c ch u t i c a c c theo đi u ki n làm vi c c a đ t n n ..................... 62
B ng 3.10. Tính giá tr đ lún S1 t i KM 112+200 ....................................................... 70
B ng 3.11. Tính giá tr đ lún S2 t i KM 112+200 ....................................................... 71
B ng 3.12. T ng h p k t qu tính n đ nh c a các m t c t v i chi u dài c c ki m tra 72
B ng 3.13. Ki m tra s c ch u t i c a n n t i các m t c t v i chi u dài c c ki m tra ... 78
B ng 3.14. Ki m tra s c ch u t i c a n n t i các m t c t v i chi u dài c c thi t k .... 78
B ng 3.15. T ng h p k t qu tính bi n d ng các m t c t ............................................. 79

viii


M ă

U

1. Tính c p thi t c aăđ tài.
Trong xu th h i nh p và phát tri n ngày này, vi c xây d ng tuy n đ

công trình tr ng đi m trong vi c phát tri n kinh t

n

ng s t là m t

c ta. Nh ng tuy n đ

ng s t

có nhi u đo n n m trên n n đ t y u. Vì v y, gi i pháp x lý n n đ t y u là h t s c
quan tr ng, quy t đ nh đ n tính kh thi c a d án.
Cùng v i nh ng ti n b v khoa h c k thu t nói chung, x lý n n đ t y u ngày càng
đ

c c i ti n và hoàn thi n. Hi n nay, có nhi u gi i pháp đ x lý n n đ t y u nh : c c

cát, v i đ a k thu t k t h p gia t i tr

c, hút chân không, c c xi m ng đ t, c c tre, c c

tràm, c c bê tông c t thép..., m i gi i pháp đ u có nh ng u đi m và nh

c đi m riêng.

Vì v y, vi c l a ch n gi i pháp t i u nh t v kinh t , k thu t đòi h i ng

i thi t k

ph i tính tốn và so sánh gi a các gi i pháp x lý n n đ t y u v i nhau.

D án tuy n đ

ng s t lý trình KM11β đ n KM112+550 t Nam

n m trên n n đ t y u.

tuy n đ

ng có đ

nh đi Ninh Bình

n đ nh cao, s d ng lâu dài và gi m giá

thành xây d ng thì m c đích đ t ra là ph i nghiên c u, l a ch n gi i pháp x lý n n
móng t i u nh t. Th c t gi i pháp x lý cơng trình hi n nay có nhi u gi i pháp x lý
n n cơng trình. Các gi i pháp này ph thu c vào nhi u đi u ki n xung quanh vì v y
mà m c đ

n đ nh c ng nh giá thành xây d ng khác nhau nhi u. Gi i pháp s d ng

c c xi m ng đ t trong đ t đ x lý n n là m t trong nh ng gi i pháp m i đ
n

c ta.

Tuy ch a

m c đ ph bi n nh ng đư ph n ánh nhi u u đi m v

pháp. Vì v y

tài “Nghiên c u gi i pháp gia c n n đ

ng d ng x lý n n đ

iăt

ng s t, lý trình KM 112 đ n KM 11β+

ng và ph m vi nghiên c u.

- Gi i pháp k thu t gia c n n b ng c c xi m ng đ t

1

t tr i c a gi i

ng b ng c c xi m ng đ t.
0” có tính khoa h c

và th c ti n, gi i quy t c p bách tình tr ng th c t xây d ng hi n nay.
2.

c áp d ng


-

ng d ng x lý n n đ

3. Các ti p c năvƠăph

ng s t, lý trình KM 11β đ n KM 112+550
ngăphápănghiênăc u.

- Thu th p, t ng h p và phân tích tài li u th c t (tài li u kh o sát đ a ch t, tài li u
thi t k , tài li u hoàn công…) đ làm rõ nguyên nhân gây m t n đ nh n n đ

ng.

- Phân tích lý thuy t gia c n n b ng c c xi m ng đ t và nguyên t c thi t k tính tốn
- Mơ hình hóa bài tốn ng d ng.
4. K t qu d ki năđ tăđ

c.

- Phân tích c s khoa h c nguyên nhân d n đ n s c m t n đ nh n n công trình;
- T ng h p c s lý thuy t nghiên c u gia c n n b ng c c xi m ng đ t;
-

ng d ng gi i pháp gia c n n b ng c c xi m ng đ t cho cơng trình th c t .

2


CH
NGă1.ăT NGăQUANăCÁCăGI IăPHÁPăGIAăC ăN N B NGăC Că
XI M NGă T
1.1. Ngunănhơnăgơyăm tă năđ nhăn năcơngătrình.

N n cơng trình là đi u ki n tiên quy t đ cơng trình t n t i lâu dài trong su t quá trình
s d ng, n n ph i n đ nh, ch u đ

c t i tr ng lâu dài và có s bi n d ng trong gi i

h n cho phép.
1.1.1. N n cơng trình m t n đ nh do n n đ t y u.
N n đ t y u đ n nay ch a có khái ni m chính th c, nh ng c b n là n n đ t không đ
s c ch u t i, không đ đ b n và bi n d ng nhi u, do v y không th làm n n thiên
nhiên cho cơng trình xây d ng.
Khi thi cơng các cơng trình xây d ng g p các lo i n n đ t y u, tùy thu c vào tính ch t
c a l p đ t y u, đ c đi m c u t o c a cơng trình mà ng

i ta dùng ph

ng pháp x lý

n n phù h p đ t ng s c ch u t i c a n n d t, gi m đ lún, đ m b o đi u ki n khai thác
bình th

ng cho cơng trình.

a) Các lo i n n đ t y u ch y u và th
-

ng g p:

t sét m m g m các lo i đ t sét ho c á sét t

n

c, có c

-

t bùn g m các lo i đ t t o thành trong môi tr

tr ng thái bưo hịa

ng đ th p;

tr ng thái ln no n
-

ng đ i ch t,

ng n

c, thành ph n h t r t m n,

c, h s r ng r t l n, r t y u v m t ch u l c;

t than bùn là các lo i đ t y u có ngu n g c h u c , đ

phân h y các ch t h u c có

các đ m l y (hàm l

c hình thành do k t qu

ng h u c t β0 - 80%);

- Cát ch y g m các lo i cát m n, k t c u h t r i r c, có th b nén ch t ho c pha loưng
đáng k , lo i đ t này khi có t i tr ng đ ng thì chuy n sang tr ng thái ch y g i là cát
ch y;

3


-

t bazan là lo i đ t y u có đ r ng l n, dung tr ng khô bé, kh n ng th m n

c

cao, d b lún s t [25].
b) M t s đ c đi m c a n n đ t y u:
- Thu c lo i n n đ t y u th

ng là đ t sét có l n nhi u h u c ;

- S c ch u t i bé t 0, - 1 kG/cm2;
-

t có tính nén lún l n: a > 0,1 cm2/kG;

- H s r ng l n: e > 1;
-

s t l n: B > 1;

- Mô đun bi n d ng bé: E < 0 kG/cm2;
- Kh n ng ch ng c t, th m n
- Hàm l

ng n

c bé;

c trong đ t cao, đ bưo hòa n

c G > 0,8, dung tr ng bé.

Các lo i đ t y u nói trên s c ch u t i r t nh không th đ t tr c ti p cơng trình lên đó
vì d b m t n đ nh ho c có đ lún l n gây phá ho i vì n t v .

lún c a cơng trình

có khi l n đ n hàng mét, n u khơng có bi n pháp x lý thích đáng thì khơng đ m b o
s d ng an tồn [25].
1.1.2.N n cơng trình m t n đ nh do sai sót trong giai đo n kh o sát.
Trong th c t xây d ng, có r t nhi u cơng trình b lún, s p khi xây d ng trên n n đ t
y u do có sai sót trong ho t đ ng kh o sát xây d ng t đó khơng có nh ng bi n pháp
x lý hi u qu , không đánh giá chính xác đ

c các tính ch t c lý c a n n đ t đ làm

c s và đ ra các gi i pháp x lý n n móng phù h p.
Không phát hi n đ

c ho c phát hi n không đ y đ quy lu t phân b không gian (theo

chi u r ng và chi u sâu) các phân v đ a t ng, đ c bi t các đ t y u ho c các đ i y u
trong khu v c xây d ng và khu v c liên quan khác.

4


ánh giá khơng chính xác các đ c trung tính ch t xây d ng c a các phân v đ a t ng có
m t trong khu v c xây d ng, thi u s hi u bi t v n n đ t ho c do công tác kh o sát
đ a k thu t s sài, đánh gia sai v các ch tiêu c lý c a n n đ t.
Không phát hi n đ

c s phát sinh và chi u h

ng phát tri n c a các q trình đ a k

thu t có th d n t i s m t n đ nh c a n n cơng trình xây d ng nh đ ng đ t,…
Không đi u tra, kh o sát các cơng trình lân c n đư xây d ng tr

c đó, tham kh o các

kh o sát đ a ch t n n c a các cơng trình đó đ t đó xác đ nh m t cách chính xác các
t ng đ t, tính ch t c lý c a đ t trong và g n ph m vi xây d ng cơng trình.
ây là m t v n đ h t s c khó kh n, địi h i s k t h p ch t ch gi a ki n th c khoa
h c và kinh nghi m th c t đ gi i quy t, gi m đ

c t i đa các s c , h h ng c a

cơng trình khi xây d ng trên n n đ t y u.

1.1.3.M t n đ nh do tác đ ng t i tr ng.
T i tr ng là các lo i ngo i l c tác d ng xu ng n n.

ó là tr ng l

ng b n thân các b

ph n cơng trình và các tác đ ng lâu dài và t m th i trong th i gian s d ng cơng trình.
D

i tác d ng c a t i tr ng cơng trình và tr ng l

ng b n thân c a đ t, n n s b bi n

d ng và làm cho cơng trình b lún. Trong nhi u tr
d ng ch a đ t đ n gi i h n v c
nh h

ng h p t i tr ng công trình tác

ng đ nh ng đ t n n đư b bi n d ng quá l n làm

ng đ n s làm vi c bình th

ng c a cơng trình.

lún mà tồn b cơng trình

mà đ u thì khơng gây nh ng ng su t ph thêm trong k t c u c a nó, nh ng khi đ lún
c a t ng ph n cơng trình mà khác nhau thì s gây ra các ng su t ph cho móng và k t

c u bên trên nh h

ng x u đ n đ b n cơng trình. Vì v y khi thi t k c n ph i kh ng

ch đ lún tuy t đ i c ng nh đ lún không đ u gi a các b ph n c a cơng trình trong
m t gi i h n cho phép.
1.2. Các gi iăphápăgiaăc

ng n năđ

ng.

Khi xây d ng các cơng trình dân d ng, c u đ

ng, th

ng g p các lo i n n đ t y u,

tùy thu c vào tính ch t c a l p đ t y u, đ c đi m c u t o c a cơng trình mà ng
dùng ph

i ta

ng pháp x lý n n móng cho phù h p đ t ng s c ch u t i c a n n đ t, gi m

đ lún, đ m b o đi u ki n khai thác bình th
5

ng cho cơng trình.

X lý n n đ

ng nh m m c đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i thi n m t s

tính ch t c lý c a n n đ t y u nh gi m h s r ng, gi m tính nén lún, t ng đ ch t,
t ng tr s modun bi n d ng, t ng c

ng đ ch ng c t c a đ t,….

1.2.1. Các v n đ c n đ t ra v i n n đ t y u.
Các cơng trình và móng c a đ

ng, nhà c a và các d ng cơng trình khác đ t trên n n

đ t y u đ t ra các v n đ sau:
-

lún:

lún có tr s l n, ma sát âm tác d ng lên c c do tính nén c a n n đ t.

n đ nh: S c ch u t i c a móng, đ

-

đ t lên t

n đ nh c a n n đ p, n đ nh mái d c, áp l c

ng ch n, s c ch u t i c a c c.

- Th m: Hi n t

ng cát x i, th m th u, phá h ng n n do bài toán th m và d

d ng c a áp l c n
- Hóa l ng:

c (đ i v i n n đ

ng thì ít xét đ n v n đ này).

t b hóa l ng do t i tr ng c a tàu h a, ô tô và đ ng đ t[25].

1.2.2. M t s bi n pháp x lý n n hay dùng trong ngành xây d ng c u đ
1.2.2.1. Các bi n pháp c i t o s phân b
a) Ph

i tác

ng.

ng su t c a n n.

ng pháp thay đ t (đ m cát).

m cát th

ng s d ng khi l p đ t y u

pha bưo hòa n

tr ng thái bưo hòa n

c nh sét nhưo; cát

c, sét pha nhưo; bùn; than bùn có chi u dày l p đ t c n thay th không

l n l m (nh h n γm). Ng

i ta bóc b các l p đ t y u này và thay th b ng l p cát có

kh n ng ch u l c l n h n.

6


Hình 1.1.
B dày c a đ m cát đ
v

m cát

c quy t đ nh nh th nào đ

ng su t lên t ng đ t y u không

t quá t i tr ng cho phép.

Nh v y ph i th a mãn yêu c u:

qH  k0 ( p0   hm )  RH

(1.1)

Trong đó:
qH là ng su t do tr ng l

ng b n thân đ t

đ sâu H

k0 là h s tính ng su t pháp th ng đ ng c a các đi m n m d
t i tr ng

p0 là áp l c đáy móng
 là tr ng l

ng th tích c a đ t y u

hm là đ sâu đ t móng
RH là s c ch u t i tính tốn c a đ t y u

đ sâu H [1].

* Tác d ng c a đ m cát:

7

i tr ng tâm di n tích


- L p đ m cát đóng vai trị nh m t l p ch u l c ti p thu t i tr ng cơng trình truy n
xu ng l p đ t thiên nhiên. Làm t ng s c ch u t i c a đ t n n.
- Làm gi m đ lún c a móng; gi m đ lún l ch c a móng do có s phân b l i ng
su t do t i tr ng ngoài gây ra trong đ t n n

d

- Gi m chi u sâu chơn móng t đó gi m kh i l

i t ng đ m cát.
ng v t li u xây móng.

- T ng nhanh t c đ c k t c a n n, do đó làm t ng nhanh s c ch u t i c a n n và rút
ng n quá trình lún.
Tuy nhiên, khi s d ng bi n pháp đ m cát c n ph i chú ý đ n tr

ng h p sinh ra hi n

t

ng hóa l ng do tác

ng cát ch y, xói ng m trong n n do n

c ng m ho c hi n t

d ng c a t i tr ng đ ng[10].

* Nh ng tr

ng h p sau đây không nên s d ng đ m cát:

- L p đ t ph i thay th có chi u dày l n h n γm, lúc này đ m cát có chi u dày l n, thi
cơng khó kh n, khơng kinh t .
-M cn

c ng m cao và có áp. Lúc này h m c n

c ng m r t t n kém và đ m cát

khơng n đ nh.
Kích th
v c

c đ m cát đ

c xác đ nh b ng tính tốn nh m tho mưn β đi u ki n: n đ nh

ng đ và đ m b o đ lún c a cơng trình sau khi có đ m cát n m trong gi i h n

cho phép [10].
* Thi công đ m cát:
Hi u qu c a đ m cát ph thu c ph n l n vào công tác thi công, do v y ph i đ m nén
đ m b o đ đ ch t và không làm phá ho i k t c u c a l p đ t bên d
khơng có n

c ng m, cát đ

đ m rung… khi có n

ng h p

c đ t ng l p dày kho ng β0cm, làm ch t b ng đ m l n,

c ng m cao, ph i có bi n pháp h m c n

bi n pháp thi công trong n

i. Tr

c ng m ho c dùng

c.

Sau khi đ m nén c n ki m tra l i đ ch t c a đ m cát b ng cách s d ng xuyên tiêu
chu n; xuyên t nh ho c xuyên đ ng [10].
8


b) B ph n áp.
B ph n áp th

ng đ

c dùng đ t ng đ

ho c n n đê trên n n đ t y u. Ph

n đ nh c a kh i đ t đ p c a n n đ

ng

ng pháp đ n gi n song có gi i h n là phát sinh đ

lún ph c a b ph n áp và di n tích chi m đ t đ xây d ng b ph n áp. Chi u cao và
chi u r ng c a b ph n áp đ

c thi t k t các ch tiêu v s c kháng c t c a đ t y u,

chi u dày, chi u sâu l p đ t y u và tr ng l

ng c a b ph n áp. B ph n áp c ng đ

c

s d ng đ b o v đê đi u, ch ng m ch s i và cát s i.
1.2.2.2. Các bi n pháp làm t ng đ ch t c a đ t n n.
a) C c cát.
*

c đi m và ph m vi ng d ng:

- C c cát đ

c s d ng trong các tr

ng h p sau đây : Cơng trình ch u t i tr ng l n

trên n n đ t y u có chi u dày > γm.
Nh ng tr
+

ng h p sau đây không nên dùng c c cát :

t quá nhưo y u, l

i c c cát không th lèn ch t đ

c đ t (khi h s r ng nén ch t

enc > 1 thì khơng nên dùng c c cát.
+Chi u dày l p đ t y u d

i đáy móng nh h n γm, lúc này dùng đ m cát t t h n.

- Tác d ng c a c c cát :
+ Làm cho đ r ng, đ

m c a n n đ t gi m đi, tr ng l

ng th tích, modun bi n d ng,

l c dính và góc ma sát trong t ng lên.
+ Do n n đ t đ
c ađ tn nd
+D

c nén ch t, nên s c ch u t i t ng lên, đ lún và bi n d ng không đ u

i đ móng gi m đi đáng k .

i tác d ng c a t i tr ng, c c cát và vùng đ t đ

làm vi c đ ng th i, đ t đ
phân b

c nén ch t xung quanh c c cùng

c nén ch t đ u trong kho ng cách gi a các c c. Vì v y s

ng su t trong n n đ

c nén ch t b ng c c cát có th đ

c coi nh m t n n

thiên nhiên.
+ Khi dùng c c cát, quá trình c k t c a n n đ t di n ra nhanh h n nhi u so v i n n
9


thiên nhiên ho c n n gia c b ng c c c ng. Ph n l n đ lún c a cơng trình di n ra
trong q trình thi cơng, do v y cơng trình mau chóng đ t đ n gi i h n n đ nh.
S d ng c c cát r t kinh t so v i c c c ng (so v i c c bê tông giá thành gi m 0%, so
v i c c g gi m γ0%), khơng b

n mịn, xâm th c. Bi n pháp thi công đ n gi n

không địi h i nh ng thi t b thi cơng ph c t p.[10]

Hình 1.β. C c cát
1 - L p cát đ m
2 - C c cát
3-L pđ ty u
4- tm m
* Thi công c c cát:
C c cát đ

c thi công b ng máy chuyên dùng. S d ng ng thép t o l và nh i cát vào

trong ng. C n l u ý khi đào h móng khơng đào sâu đ n cao trình thi t k mà đ l i
kho ng 1m, sau này khi thi cơng móng m i đào ti p vì cát
th

ng không ch t.

ng thép đ

đo n đ u trên c a c c

c h xu ng b ng ch n đ ng đ n đ sâu c n thi t,

nh i cát và rút ng lên t t .
Sau khi thi công c n ki m tra l i b ng các ph
- Khoan l y m u đ t

ng pháp sau đây :

gi a các c c cát đ xác đ nh tr ng l

ng riêng c a đ t đ

ch t nc, h s r ng nén ch t enc và c,  sau khi nén ch t. T đó tính ra c

c nén

ng đ c a

đ t n n sau khi nén ch t.
- Dùng xuyên tiêu chu n đ ki m tra đ ch t c a cát trong c c và đ t gi a các c c cát.
- Th bàn nén t nh t i hi n tr
trùm qua đ

ng, trên m t n n c c cát. Di n tích bàn nén ph i l n đ

c ít nh t γ c c cát.

10


Thông th

ng, n u c c cát đ

c thi công t t, s c ch u t i c a đ t n n có th t ng lên

g p 2-3 l n so v i ban đ u [10].

Hình 1.3. Thi t b đóng c c b ng ch n đ ng

(kích th c trên hình tính b ng mm)
1. máy xúc có l p c n tr c; 2. c n tr c;
3. Ch nh góc nghiêng;
4. máy ch n đ ng;
. đ u máy ch n đ ng;
6. ng khoan b ng thép;
7. m i ng thép t m ; 8. c t d n h ng;
9. giá đ c t d n h ng;
10. c t d n h ng c a máy ch n đ ng.

11


b) Gi ng cát.
Gi ng cát là m t trong nh ng bi n pháp gia t i tr

cđ

bùn, than bùn c ng nh các lo i đ t dính bưo hịa n
xây d ng các cơng trình có kích th
đ

c s d ng đ i v i các lo i đ t
c, có tính bi n d ng l n… khi

c và t i tr ng l n thay đ i theo th i gian nh n n

ng, sân bay, b n đáy các cơng trình th y l i…

Gi ng cát có hai tác d ng chính :

- Gi ng cát s làm cho n

c t do trong l r ng thoát đi d

i tác d ng c a gia t i vì

v y làm t ng nhanh t c đ c k t c a n n, làm cho cơng trình nhanh đ t đ n gi i h n
n đ nh v lún, đ ng th i làm cho đ t n n có kh n ng bi n d ng đ ng đ u.
- N u kho ng cách gi a các gi ng đ

c ch n thích h p thì nó cịn có tác d ng làm

t ng đ ch t c a n n và do đó s c ch u t i c a đ t n n t ng lên.
- Gi ng cát đ thốt n

c l r ng là chính, t ng nhanh quá trình c k t, làm cho đ lún

c a n n nhanh chóng n đ nh. Làm t ng s c ch u t i c a n n là ph [10].

Hình 1.4. S đ c u t o gi ng cát
c) NỨn tr
*

c b ng t i tr ng t nh.

c đi m và ph m vi ng d ng:

Nén tr

c b ng t i tr ng t nh s d ng trong tr

ng h p g p n n đ t y u nh than bùn,

bùn, sét và sét pha d o nhưo… M c đích c a gia t i tr
- T ng c

ng s c ch u t i c a đ t n n.
12

c là:


- T ng nhanh th i gian c k t, t c là làm cho lún n đ nh nhanh h n.
Mu n đ t đ

c m c đích trên, ng

i ta dùng các bi n pháp sau đây :

Ch t t i tr ng b ng cát, s i, g ch, đá… b ng ho c l n h n t i tr ng cơng trình d đ nh
xây d ng đ cho n n ch u t i tr
Dùng gi ng cát (bi n pháp

c và lún tr

c khi xây d ng.

ph n trên) ho c b n gi y th m đ thoát n

c l r ng, t ng

nhanh quá trình c k t c a đ t n n [10].
* i u ki n v đ a ch t cơng trình:
đ tđ

c m c đích nén ch t đ t và n

ph i có ch cho n
h p cho ph

c thoát ra đ

c. Nh ng s đ v đ a ch t sau đây đ

c xem là phù

ng pháp này :

- S đ theo hình a: khi b ép, n
- S đ theo hình b: khi b ép, n
bên d

c trong l r ng thoát ra, đi u ki n c b n là

c s b ép xu ng l p cát bên d
c s b ép theo hai h

i.

ng lên trên và xu ng l p cát

i.

- S đ theo hình c: khi b ép, n
đ tđ

c s thoát theo h

c hi u qu t t, chi u dày l p đ t y u nên đ

ng lên l p cát phía trên.
c h n ch hđy  3m.[10]

Hình 1.5. Các đi u ki n đ a ch t cơng trình đ dùng ph ng pháp gia t i
nén tr c không dùng gi ng thoát n c.

13


* Bi n pháp thi cơng:
Có hai cách gia t i nén tr
- Ch t t i tr ng nén tr

c:
c ngay trên m t đ t, t i v trí s xây móng, đ i m t th i gian

theo yêu c u đ đ lún n đ nh, sau đó d t i và đào h thi cơng móng.
- Có th xây móng, sau đó ch t t i lên móng cho lún đ n n đ nh, sau đó d t i và xây
các k t c u bên trên.
L u ý ch t t i t ng d n theo t ng c p. M i c p kho ng 15 ậ 20% t ng t i tr ng. C n

ti n hành theo dõi, quan tr c đ lún đ xem đ lún có đ t yêu c u không, n u không
đ t c n có bi n pháp tích c c h n đ n

c ti p t c thoát ra.[10]

1.2.2.3. Các bi n pháp x lý n n b ng hóa lý.
Gia c đ t theo ph

ng pháp hóa h c nói chung là ph

b m ép các lo i v t li u

ng pháp dùng các công c

tr ng thái keo và trong t ng đ t sâu, sau m t th i gian keo

khơ đi, nó s t ng c

ng k t c u c a đ t, do đó s nâng cao n ng l c ch u t i tr ng và

gi m b t đ th m n

c c a đ t.

Do v t li u b m vào đ t khác nhau nên có nhi u ph
ch y u là các ph

ng pháp b m ch t keo nh ng

ng pháp sau đây:

a) B m v a xi m ng.
* Ph m vi và đi u ki n áp d ng.
Mu n dùng ph
-

ng pháp này ph i xét đ n các đi u ki n ch y u:

l n c a các v t n t và khe h trong t ng đ t. Ph

ng pháp này thích h p cho t ng

đá có v t n t không nh h n 0,1 - 0,β mm, n u là t ng cát thì đ

ng kính h t cát bé

nh t không nh h n 0, mm, có nh v y v a xi m ng có th ch y đ n các n i trong
đ t m t cách d dàng.
-L ut cc an

c m ch: Mu n cho các h t xi m ng trong q trình b m ép vào trong

đ t khơng b n

c m ch cu n trôi đi m t thì nên h n ch áp d ng và ch dùng khi l u

t cn

c m ch d

i 100mm/1 ngày đêm, n u l u t c l n h n 100mm/1 ngày đêm thì
14


ph i c n c vào thí nghi m xem có dùng đ

c khơng, n u c n có th dùng xi m ng

khô nhanh đ rút ng n th i gian khơ.
- Thành ph n hóa h c c a n

c: Ph i xác đ nh thành ph n hóa h c c a n

tác d ng n h ng xi m ng không, đ quy t đ nh có th dùng ph

c xem có

ng pháp b m xi

m ng hay không.
* Ph

ng pháp thi công.

u tiên khoan l trong n n, sau đó đ t các ng b m vào trong l b m v a xi m ng.
tránh v a xi m ng tràn lên m t đ t, ph i b t ch t khe h gi a ng b m và thành l
khoan.
Khi đ sâu b m v a l n thì ph i phân đo n b m t d

i lên trên, chi u cao m i đo n

không quá 4 - 5 m
Áp l c b m v a tùy theo đ sâu c a l khoan, tính ch t t ng đá, đ l n v t n t, đ đ c
c a v a xi m ng mà quy t đ nh, nói chung có th áp d ng khi l sâu t ng 1m thì áp
d ng l c t ng t 0,β - 0,25 atm
đ c c a v a xi m ng, ngh a là t l n

c xi m ng thì tùy theo đ l n v t n t c a

t ng đó ho c đ l n khe h c a đ t mà đ nh, ph m vi bi n đ i c a nó r t r ng có th t
0,7 -7,0.
C

ng đ c a n n sau khi xi m ng đông c ng có th đ t đ n 10 - 15 kG/cm2.[1]

b) Tr n xi m ng.
* Gi i thi u chung.
M t s cơng trình c u đ

ng trong quá trình khai thác đư và đang t n t i hi n t

ng

khá ph bi n là lún l ch hai bên đ u c u, hai bên c ng h p,…. S lún l ch này là tr
ng i l n nh t trong l u thông, gây hi n t

ng n y, x c đ t ng t r t d x y ra tai n n.

ng th i phát sinh hàng lo t các v n đ khác nh làm gi m n ng l c khai thác c a
cơng trình do ph i gi m t c đ khi đi qua nh ng v trí lún l ch, làm t ng m c đ hao

phí,… c a các ph

ng ti n.

15


Trong xây d ng t ng h m các công trình cao t ng, nh t là các t ng h m có chi u sâu
l n vi c ch ng n đ nh th m b ng móng c c bares ho c t

ng c lá sen th

ng không

đ t hi u qu , nhi u cơng trình d n đ n s c xói ng m.
gi i quy t nh ng v n đ trên, hi n nay trên th gi i và n
ngh đ t tr n xi m ng b ng ph
Ph

ng pháp tr n sâu.

ng pháp này là m t k thu t c i t o đ t đ gia t ng c

và gi m th m nh đ t đ

c ta đư ng d ng cơng

ng đ , ki m sốt bi n d ng

c tr n v i xi m ng và các v t li u khác. Nh ng v t li u này

có liên quan đ n ch t k t dính và d

i d ng l ng ho c khô.

i u này đ

c th c hi n

b ng các c c xi m ng - đ t.
* C c xi m ng - đ t.
- Gi i thi u.
C c xi m ng - đ t (hay còn g i là c t xi m ng - đ t, tr xi m ng - đ t) là h n h p gi a
đ t nguyên tr ng n i gia c và xi m ng đ
phun. M i khoan đ
c thì quay ng
đ

c phun xu ng n n đ t b i thi t b khoan

c khoan xu ng làm t i đ t cho đ n khi đ t đ sau l p đ t c n gia

c l i và d ch chuy n lên. Trong quá trình d ch chuy n lên, xi m ng

c phun vào n n đ t (b ng áp l c khí nén đ i v i h n h p ch t k t dính khơ “xi

m ng” ho c b m v a xi m ng đ i v i h n h p d ng v a
Ph

t).

ng pháp này nh m t lo t các ph n ng hóa h c - v t lý x y ra gi a ch t đóng

r ng v i đ t, làm cho đ t sét y u đóng r n l i thành m t th c c có tính ch nh th , tính
n đ nh và có c

ng đ nh t đ nh. Ph

ng pháp mà b t xi m ng khô đ

c s d ng

nh là tác nhân chính làm n đ nh đ

c g i là ph

ng pháp tr n khơ d

i sâu; cịn tác

nhân làm n đ nh là hình th c v a đ

c g i là ph

ng pháp tr n

i sâu.

td

- Các ng d ng c a c c xi m ng - đ t.
+C it ođ tn ny ud

in nđ

ng vào c u: vi c thi cơng cơng trình trên n n đ t sét

m m ho c h u c có nh ng khó kh n và ph c t p r t l n. Nh t là s c do bi n d ng
th ng đ ng và bi n d ng ngang l n. B ng cách s d ng c c xi m ng - đ t thì các đ c

16


tr ng đ b n và bi n d ng c a đ t có th đ

c c i thi n m t cách r t đáng k và nhanh

chóng.
+ Làm ch t l i n n đ t y u ph c v các cơng trình giao thơng, các bưi congtenner, n n
cơng trình th y l i,…..
+ Gia c mái taluys cơng trình: khi mái d c cơng trình có đ
ng su t c t l n, h s an tồn v phá ho i có th đ

n đ nh kém, đ t ch u

c c i thi n b ng cách gia c các

l p đ t có s ch u t i phù h p thơng qua các c c xi m ng - đ t.
+ Làm móng v ng ch c cho cơng trình nhà cao t ng, cơng trình cơng nghi p, làm
t

ng ch n đ t, làm b kè.

+ Gia c thành h đào, đ c bi t là nh ng h sâu, yêu c u ch ng th m cao.
*

u đi m c a ph

ng pháp.

- T c đ thi công c c nhanh, k thu t thi công không ph c t p, ti t ki m th i gian thi
công đ n h n 0% do không ph i ch đúc c c và đ t đ c
- Hi u qu kinh t cao, giá thành h h n nhi u so v i ph

ng đ .
ng án x lý khác.

- R t thích h p cho cơng tác x lý n n, x lý móng cho các cơng trình

các khu v c

đ t y u nh bãi b i, ven sông, ven bi n.
- Thi công đ

c trong đi u ki n m t b ng ch t h p, m t b ng ng p n

c.

- Kh n ng x lý sâu (có th đ n 50m).
-

a ch t n n đ t pha cát càng phù h p v i công ngh gia c xi m ng, đ tin c y cao.

c) Ph

ng pháp silicat hóa.

* Mơ t ph

ng pháp.

N u khe h c a đ t nh khơng th dùng ph
có th dùng ph

ng pháp b m v a xi m ng đ

ng pháp b m ch t hóa h c đ t ng c

17

ng n n đ t.

c, lúc đó