Nghiên cứu đề xuất các giải pháp nhằm nâng cao hiệu quả quản lý vận hành cho hệ thống cấp nước huyện kế sách tỉnh sóc trăng

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TÀO
BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT
TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦY LỢI
-----------------------

TRƯƠNG HỒNG SỰ

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO TUYẾN ĐÊ BAO
NGĂN MẶN THUỘC TIỂU DỰ ÁN KHU BỜ TẢ SƠNG
SAINTARD, HUYỆN LONG PHÚ, TỈNH SĨC TRĂNG

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
Mã số: 60580204

LUẬN VĂN THẠC SĨ

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: PGS.TS HOÀNG VIỆT HÙNG

HÀ NỘI - 2017



LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan luận văn tốt nghiệp này là cơng trình nghiên cứu do bản thân tơi
thực hiện. Các số liệu 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 và ghi nguồn tài liệu tham khảo
đúng quy định.
Tác giả luận văn

Trương Hồng Sự

i


LỜI CẢM ƠN
Để luận văn này đạt kết quả tốt đẹp, trước hết tôi xin gửi tới các Quý thầy cô Bộ môn
Địa kỹ thuật trường Đại học Thủy lợi Hà Nội lời chào trân trọng, lời chúc sức khỏe và
lời cảm ơn sâu sắc. Với sự quan tâm, dạy dỗ, chỉ bảo tận tình chu đáo của thầy cơ, đến
nay tơi đã có thể hồn thành luận văn, đề tài: “Nghiên cứu xử lý nền đất yếu cho
tuyến đê bao ngăn mặn thuộc Tiểu Dự án khu bờ Tả sơng Saintard, huyện Long
Phú, tỉnh Sóc Trăng”.
Đặc biệt tơi xin gửi lời cảm ơn chân thành nhất tới PGS.TS. Hoàng Việt Hùng đã dành
rất nhiều thời gian quan tâm giúp đỡ, tận tình hướng dẫn tơi hồn thành tốt luận văn
này.
Nhân đây, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn đến Lãnh đạo Trường Đại học Thủy lợi Hà Nội,
cùng quý thầy cơ trong Bộ mơn Địa Kỹ Thuật, Phịng Đào tạo Đại học và Sau Đại học
đã tạo rất nhiều điều kiện để tơi học tập và hồn thành tốt khóa học.
Với điều kiện thời gian cũng như kinh nghiệm cịn hạn chế của một học viên, luận văn
này khơng thể tránh được những thiếu sót. Tơi rất mong nhận được sự chỉ bảo, đóng
góp ý kiến của quý thầy cô cũng như các đồng nghiệp, bạn bè để luận văn thêm hồn
thiện và có đóng góp vào thực tiễn.
Xin chân thành cảm ơn!

ii


MỤC LỤC
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...............................................................................................v
DANH MỤC BẢNG TÍNH............................................................................................vi
MỞ ĐẦU .........................................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ NỀN ĐẤT YẾU ................................5

1.1. Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu ........................................................................5
1.1.1. Khái niệm đất yếu:.................................................................................................5
1.1.2. Khái niệm nền đất yếu: ..........................................................................................6
1.1.3. Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu: ...............................................................................6
1.1.4. Các loại nền đất yếu thường gặp: ..........................................................................7
1.1.5. Sự phân vùng của đất yếu ở Việt Nam. .................................................................8
1.2. Tổng quan về một số phương pháp gia cố nền đất yếu thường áp dụng. ...............13
1.2.1. Dùng vải, lưới địa kỹ thuật: .................................................................................13
1.2.2. Giải pháp đóng cọc tre hay cừ tràm: ...................................................................15
1.2.3. Giải pháp dùng cọc đất gia cố xi măng: ..............................................................17
1.2.4. Thay đất và bệ phản áp: .......................................................................................19
1.3. Kết luận chương 1: .................................................................................................21
CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ
BAO ...............................................................................................................................23
2.1. Các yêu cầu khi thiết kế đê bao trên nền đất yếu: ..................................................23
2.1.1. Các yêu cầu về sự ổn định: ..................................................................................23
2.1.2. Các yêu cầu về lún:..............................................................................................24
2.1.3. Yêu cầu quan trắc lún: .........................................................................................25
2.1.4. Xác định các tải trọng tính tốn:..........................................................................26
2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm, vải địa kỹ
thuật và đệm cát: ............................................................................................................26
2.2.1. Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm:..................26
2.2.2. Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật: .......32
2.2.3. Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát:....................33
2.3. Kết luận chương 2: .................................................................................................39
iii


CHƯƠNG 3: PHÂN TÍCH ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO
TUYẾN ĐÊ BAO NGĂN MẶN THUỘC TIỂU DỰ ÁN KHU BỜ TẢ SÔNG

SAINTARD, HUYỆN LONG PHÚ, TỈNH SÓC TRĂNG .......................................... 40
3.1 Đặc điểm tự nhiên khu vực nghiên cứu: ................................................................. 40
3.1.1 Đặc điểm khí tượng – Thủy văn khu vực nghiên cứu: ......................................... 40
3.1.2. Đặc điểm Thổ nhưỡng:........................................................................................ 44
3.1.3. Đặc điểm nguồn nước: ........................................................................................ 46
3.2. Giới thiệu cơng trình: ............................................................................................. 51
3.2.1. Tên cơng trình: .................................................................................................... 51
3.2.2. Địa điểm xây dựng: ............................................................................................. 51
3.2.3. Phạm vi vùng ảnh hưởng của dự án: ................................................................... 51
3.2.4. Mục tiêu và nhiêm vụ của dự án: ........................................................................ 51
3.2.5. Cấp cơng trình và các chỉ tiêu thiết kế chính: ..................................................... 52
3.2.6. Qui mơ và các thông số kỹ thuật chủ yếu của dự án: .......................................... 52
3.2.7. Tài liệu địa chất cơng trình:................................................................................. 53
3.2.8. Phân tích các giải pháp cơng trình: ..................................................................... 55
3.2.9. Phương pháp tính tốn: ....................................................................................... 56
3.2.10. Sơ đồ tính tốn: ................................................................................................. 57
3.3. Tính tốn kiểm tra biến dạng nền đê bao sau khi xử lý. ........................................ 63
3.3.1. Sơ đồ tính tốn: ................................................................................................... 63
3.3.2. Trình tự thi cơng trong tính tốn: ........................................................................ 65
3.3.3. Kết quả mơ hình tính tốn: .................................................................................. 65
3.4. Kết luận chương 3: ................................................................................................. 69
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ....................................................................................... 70
TÀI LIỆU THAM KHẢO ............................................................................................. 72

iv


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1: Bản đồ vị trí dự án ...........................................................................................2
Hình 1.2: Đất sét mềm .....................................................................................................7

Hình 1.3: Đất than bùn ....................................................................................................7
Hình 1.4: Cát chảy (Đất cát yếu) .....................................................................................7
Hình: 1.5: Đất bùn ...........................................................................................................8
Hình 1.6: Vải địa kỹ thuật .............................................................................................13
Hình 1.7: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường ........14
Hình 1.8: Một số hình ảnh thi cơng cọc tre và cừ tràm .................................................16
Hình 1.9: Một số hình ảnh về cọc đất gia cố xi măng ...................................................18
Hình 1.10: Bệ phản áp ...................................................................................................21
Hình 2.1 Tốn đồ xác định nhân tố xáo động F s ...........................................................31
Hình 2.2 Tốn đồ xác định sức cản F r ...........................................................................31
Hình 2.3 Toán đồ xác định độ cố kết theo phương ngang U h .......................................32
Hình 2.4: Sử dụng vải điạ kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định ..............................33
Hình 2.5 Sơ đồ tính tốn đệm cát. .................................................................................35
Hình 2.6. Biểu đồ xác định hệ số K. ..............................................................................37
Hình 3.1. Kết cấu điển hình của đê ngăn mặn ...............................................................53
Hình 3.2. Mặt cắt địa chất dọc tuyến đê ........................................................................53
Hình 3.3. Sơ đồ mơ phỏng mặt cắt A-A ........................................................................58
Hình 3.4. Lưới phần tử hữu hạn mặt cắt A-A ...............................................................58
Hình 3.5. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 2..........................60
Hình 3.6. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 3..........................61
Hình 3.7. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 4..........................62
Hình 3.8. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 5..........................63
Hình 3.9. Sơ đồ mơ phỏng mặt cắt A-A ........................................................................64
Hình 3.10. Lưới phần tử hữu hạn mặt cắt A-A .............................................................64
Hình 3.11. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 2........................66
Hình 3.13. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 4........................67
Hình 3.15. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 6........................68
Hình 3.16. Chuyển vị thẳng đứng (lún) của cơng trình sau giai đoạn 7........................69

v

DANH MỤC BẢNG TÍNH
Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Bộ .............................................. 10
Bảng 1.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu. ........................................................... 12
Bảng 2.1 Xác định độ cố kết U v .................................................................................... 29
Bảng 3.1: Thống kê mực nước cao nhất tại trạm đo qua các năm lũ lớn gần đây ........ 42
Bảng 3.2: Diễn biến độ mặn max tại Trạm Đại Ngãi và trạm Sóc Trăng trong những
năm gần đây................................................................................................................... 43
Bảng 3.3: Mực nước triều bình quân nhiều năm ........................................................... 44
Bảng 3.4: Độ mặn trung bình tháng nhiều năm trên sơng Mỹ Thanh........................... 44
Bảng 3.5: Tổng hợp chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất như sau .......................................... 54
Bảng 3.6. Kết quả tính toán được tổng hợp trong bảng sau: ......................................... 59
Bảng 3.7. Kết quả tính tốn được tổng hợp trong bảng sau: ........................................ 65

vi


MỞ ĐẦU
I. Tính cấp thiết của đề tài:
Huyện Long Phú nằm ở phía Đơng tỉnh Sóc Trăng, phía Bắc giáp sơng Hậu, phía
Đơng là Biển Đơng, phía Tây là thành phố Sóc Trăng và huyện Mỹ Xun, phía Tây
Bắc là các huyện Mỹ Tú và Kế Sách, phía Nam là huyện Vĩnh Châu.
Huyện có diện tích 691km2 và dân số là 229.000 người. Huyện lỵ là thị trấn Long Phú
nằm cách thành phố Sóc Trăng 15 km về hướng Đơng.
Do có 2 mặt tiếp giáp trực tiếp với sơng Hậu và biển Đông nên mọi hoạt động sản xuất
và đời sống của người dân đều bị ảnh hưởng trực tiếp đến thời tiết biển Đông.
Việc sản xuất nông nghiệp và nuôi trồng thủy sản luôn luôn bị ảnh hưởng, tùy thuộc
vào biển.
Khu vực nghiên cứu: Phía Bắc giáp quốc lộ 60 từ thành phố Sóc Trăng đi Đại Ngãi,

phía Nam là Tỉnh 933 từ Thành phố Sóc Trăng đi Long Phú, phía Đơng nằm dọc theo
bờ sơng Saintard bao gồm các ơ bao 84 đến 92. Với tổng diện tích tự nhiên 6.548 ha
thuộc các xã Đại Ngãi, Hậu Thạnh, Phú Hữu, Trường Khánh, Châu Khánh huyện
Long Phú và một phần phường 5, phường 8 thành phố Sóc Trăng.
Tuy nhiên hầu hết vùng đất này là đất yếu, sức chịu tải thắp nên những vấn đề liên
quan đến ổn định, biến dạng của nền đất là những vấn đề cần quan tâm trước tiên. Do
những thiếu sót trong cơng tác khảo sát, thiết kế hoặc thi công dẫn đến nền đường
thường xuyên bị hư hỏng ngay trong giai đoạn thi cơng và sau khi xây dựng cơng trình
hoặc đã đưa vào sử dụng. Hiện nay hiện tượng lún nền đường gần như xuất hiện ở hầu
hết các công trên nền đất yếu trên phạm vi tồn quốc và các cơng trình tại huyện Long
Phú cũng khơng tránh khỏi.
Thực trạng trong thời gian qua cho thấy, các tuyến đường trên địa bàn huyện Long Phú
vừa được hoàn thành và đưa vào khai thác sử dụng một thời gian thì đã xuất hiện tình
trạng lún, làm cho các phương tiện tham gia giao thơng rất khó khăn, ngồi ra nó cịn

1


là nguyên nhân dẫn đến tai nạn giao thông bất ngờ nếu khơng giảm tốc độ khi qua các
vị trí này. Mức độ nguy hiểm còn tùy thuộc vào chổ lún nhiều hay lún ít. Việc xử lý
lún này rất phức tạp, tốn kém và thực hiện trong thời gian dài.
Ở nước ta hiện nay vẫn chưa có nghiên cứu khảo sát cụ thể để đánh giá mức độ tổn
thất do vấn đề này gây ra. Đã có những nghiên cứu, đưa ra giải pháp xử lý, song vẫn
chưa khắc phục vấn đề này một cách triệt để. Do đó đề tài “Nghiên cứu xử lý nền đất
yếu cho tuyến đê bao ngăn mặn thuộc Tiểu Dự án khu bờ Tả sơng Saintard, huyện
Long Phú, tỉnh Sóc Trăng” là cấp thiết, có ý nghĩa khoa học và thực tiễn.

Vị trí dự án

Hình 1.1: Bản đồ vị trí dự án

II. Mục đích của đề tài:
Trên cơ sở nghiên cứu điều kiện địa chất, địa mạo và khả năng ứng dựng công nghệ xử
lý nền đất yếu từ lý thuyết vào thực tiễn, đề ra giải pháp xử lý nền đất đắp tuyến đường
hợp lý và kinh tế nhất.

2


Mục tiêu chính của đề tài là đưa ra cơ sở khoa học cho giải pháp xử lý nền tuyến đê
ngăn mặn thuộc Tiểu Dự án khu bờ Tả sông Saintard, huyện Long Phú, tỉnh Sóc
Trăng.
III. Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu:
Tổng hợp, kế thừa các kết quả nghiên cứu từ trước đến nay trong lĩnh vực xử lý nền
đất yếu.
Sử dụng tổng hợp các phương pháp: phương pháp điều tra, thu thập số liệu; phương
pháp thống kê và phân tích số liệu; nghiên cứu cơ sở lý thuyết các mơ hình đất;
phương pháp xử lý và phỏng đốn; sử dụng phần mềm phân tích địa kỹ thuật để phân
tích ổn định và biến dạng của nền đường đã được xử lý.

IV. Nội dung nghiên cứu
Nghiên cứu tổng quan về đất yếu và các biện pháp xây dựng cơng trình trên nền đất
yếu.
Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về các giải pháp xử lý nền thường hay sử dụng
Nghiên cứu ứng dụng cho tuyến đê bao ngăn mặn, với các thơng số đất nền và tải
trọng cơng trình cụ thể.
V. Kết quả đạt được:
Đánh giá hiện trạng và khả năng chịu tải của đất nền trên địa bàn huyện Long Phú,
tỉnh Sóc Trăng;
Xác định chiều dài, chiều sâu đoạn đường cần thiết để gia cố, giải pháp thi cơng cho
cơng trình;

Tính tốn điển hình: ứng dụng xử lý nền đất yếu cho tuyến đê bao ngăn mặn thuộc
Tiểu Dự án khu bờ Tả sông Saintard, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng.
VI. Nội dung luận văn:
Lời cam đoan.
Lời cám ơn.

3


Mở đầu.
Chương I: Tổng quan về đất yếu và nền đất yếu.
Chương II: Cơ sở lý thuyết tính tốn xử lý nền đất yêu cho đê bao.
Chương III: Phân tích ứng dựng giải pháp xử lý nền đất yếu cho tuyến đê bao ngăn
mặn thuộc Tiểu Dự án khu bờ Tả sơng Saintard, huyện Long Phú, tỉnh Sóc Trăng
Kết luận và kiến nghị.

4


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ NỀN ĐẤT YẾU
1.1. Khái niệm về đất yếu và nền đất yếu
1.1.1. Khái niệm đất yếu:
Khái niệm đất yếu cho đến nay vẫn chưa thật rõ ràng. Khái niệm này chỉ là tương đối
và phụ thuộc vào trạng vật lý của đất, cũng như tương quan giữa khả năng chịu lực của
đất với tải trọng mà móng cơng trình truyền lên.
Nếu sức chịu tải của đất nền không đáp ứng được tải trọng thiết kế của đê hoặc mức độ
thấm của nền đê vượt quá yêu cầu độ chống thấm thiết kế thì gọi là nền đất yếu.
Một quan niệm khác cho rằng, đất yếu được hiểu là các loại đất ở trạng thái tự nhiên,
độ ẩm của đất cao hơn hoặc gần bằng giới hạn chảy, đất yếu có hệ số rỗng lớn (đất sét:
e ≥ 1,5; đất á sét e ≥ 1), lực dính C theo thí nghiệm cắt nhanh khơng thốt nước nhỏ

hơn 0,15 daN/cm2 (tương đương kG/cm2), góc nội ma sát φ < 10o hoặc lực dính từ kết
quả cắt cánh hiện trường C u < 0,35 daN/cm2.
Đất yếu có thể được phân loại theo trạng thái tự nhiên dựa vào độ sệt B:
B=

W − Wd
Wch − Wd

(1.1)

Trong đó:
W, W d, Wch - độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn chảy (nhão) của đất.
Nếu B > 1, đất ở trạng thái chảy;
Nếu 0,75 < B ≤ 1, đất ở trạng thái dẻo chảy.
Theo quan điểm xây dựng của một số nước, đất yếu được xác định theo tiêu chuẩn về
sức kháng cắt khơng thốt nước s u và hệ số xun tiêu chuẩn như sau:
- Đất rất yếu (trạng thái chảy): s u (kPa) ≤ 12,5 và N 30 ≤ 2
- Đất yếu (trạng thái dẻo chảy): s u (kPa) ≤ 25 và N 30 ≤ 4
(N: số búa đóng trong thí nghiệm xuyên tiêu chuẩn)

5


1.1.2. Khái niệm nền đất yếu:
Nền đất yếu là phạm vi đất nền gồm các tầng đất yếu có khả năng chịu lực kém nằm
dưới móng cơng trình và chịu tác động của cơng trình truyền xuống [1].
Nền đất yếu có thể là một lớp đất yếu hoặc nhiều lớp đất yếu xen kẽ lớp đất tốt
Khi xây dựng các cơng trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền đất yếu,
tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của cơng trình mà người ta
dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải của nền đất, giảm

độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho cơng trình, rút ngắn thời gian thi
cơng và giảm chi phí đầu tư xây dựng.
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều cơng trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng trên
nền đất yếu do khơng có những biện pháp xử lý phù hợp, khơng đánh giá chính xác
được các tính chất cơ lý của nền đất. Do vậy việc đánh giá chính xác và chặt chẽ các
tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm trong phòng và hiện
trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng phù hợp là một vấn đề hết
sức khó khăn, nó địi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa kiến thức khoa học và kinh nghiệm
thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các sự cố, hư hỏng cơng trình khi xây dựng trên
nền đất yếu.
1.1.3. Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu:
- Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải bé (0,5 1kG/cm2);
- Đất có tính nén lún lớn (a> 0,1 cm2/kG);
- Hệ sô rỗng e lớn (e > 1,0);
- Độ sệt lớn ( B > 1);
- Mô đun biến dạng bé (E< 50kG/cm2);
- Khả năng chống cắt bé (φ, c bé), khả năng thấm nước bé;
- Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G> 0,8, dung trọng bé.

6


1.1.4. Các loại nền đất yếu thường gặp:
- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét hoặc á sét, trạng thái bão hịa nước, có cường độ thấp;

Hình 1.2: Đất sét mềm
- Đất than bùn: Loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết quả phân
hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ > 13%);

Hình 1.3: Đất than bùn

- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, cát hạt nhỏ, cát bụi chứa nước có thể tự chảy;

Hình 1.4: Cát chảy (Đất cát yếu)
- Đất có hàm lượng tạp chất hồ tan muối clorua lớn hơn 5%, muối sunphat hoặc muối
sunpphat clorua lớn hơn 10% tính theo trọng lượng;
7


- Đất phù sa, đất bùn, đất mùn vì các đất này khả năng chịu lực kém.

Hình: 1.5: Đất bùn
1.1.5. Sự phân vùng của đất yếu ở Việt Nam.
Trong những năm qua, thành tựu về công nghệ trong GTVT Việt Nam có rất nhiều
tiến bộ. Những cơng trình như: hầm đường bộ qua đèo Hải Vân, cầu Mỹ Thuận, cầu
Cần Thơ, QL1A, QL5, đường cao tốc TP. HCM- Trung Lương, Đại lộ Thăng Long,
tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ… đều sử dụng những công nghệ hiện đại, tiên tiến và đều
nằm trong vùng đất yếu.
Tuy nhiên, xử lý nền đất yếu vẫn luôn là việc làm phức tạp và gây nhiều khó khăn cho
các đơn vị thiết kế và thi cơng cơng trình. “Hiện nay, Việt Nam có 2 vùng đất yếu chủ
yếu là châu thổ Bắc Bộ và Đồng bàng sông Cửu Long. Với vùng châu thổ Bắc Bộ,
chiều sâu của nhiều vị trí đất yếu lên đến từ 15 - 28m. Với Đồng bàng sơng Cửu Long
cịn lớn hơn, nhiều khi lên đến 35m. Cả hai khu vực này đều nằm trong vùng trọng
điểm phát triển kinh tế - xã hội của đất nước. Chính vì vậy, trong thời gian qua phải
đầu tư rất nhiều tiền của để đầu tư phát triển hạ tầng giao thông. Việc phải xử lý nền
đất yếu khiến cho tổng mức đầu tư của các dự án bị đội lên rất cao”.
1.1.5.1. Đất yếu vùng đồng bằng Bắc Bộ.
Đồng bằng Bắc Việt Nam có diện tích khoảng 30.000km2, trong đó đồng bằng Bác Bộ
chiếm khoảng 18.000km2. Bằng phẳng có cao độ 1-12m, trung bình 6-8m hơi nghiêng
về phía đơng. Địa hình bị phân cắt bợi hệ thống sông suối, kênh mương chằng chịt.
Nhiều nơi thấy vết tích hố móng ngựa, đầm lầy, khu trũng bị úng nước.

8


Nhìn chung, trầm tích hệ Thứ Tư ở đồng bằng cấu tạo từ 2 tầng lớn: tầng dưới - hạt thô
(cuội, sỏi, sạn lẫn cát thô, cát vừa hay nhỏ, cát pha sét), tầng trên - hạt mịn (sét, sét pha
cát, bùn và than bùn).
Nhóm đất yếu phân bố khắp khắp nơi gồm 2 loại bùn và than bùn:
a) Đất bùn
- Bùn đầm lầy ven biển (bm Q2IV, bmQm) hầu như bị phủ kín, nằm sát dưới đáy hay
xen giữa các lớp sét biển (trừ vùng Phủ Lý, Ninh Bình lộ ra trên mặt đất). Bùn sét hay
bùn cát màu xám đen, xám tro, chứa 20%-30% tạp chất hữu cơ thân, cành lá cây.
Chiều dày 2-15m có thể >15m.
- Bùn nguồn gốc hồ (IQIV3) trong lòng hồ cạn hay đầm hồ như hồ Tây (Hà Nội), đầm
Nậu, đầm Vạc, đồng sâu hải Bối (Vĩnh Phú), đồng sâu Hà Nam Ninh, Cổ Định (Thanh
Hóa), Can Lộc, Đức Thọ (Hà Tĩnh) và bùn bồi tích hiện đại (aQ3IV), sơng - biển hỗn
hợp (aQ3IV). Là loại bùn cát, bùn sét màu xám tro, chứa 10-20% tạp chất hữu cơ,
chiều 0,2-1m, thường ở trạng thái chảy lỏng.
Bùn đầm lầy có nhóm hạt cát 13-20%, hạt bụi 40-45%, hạt sét 35-40%. Bùn sơng biển có nhóm hạt cát 25-35%, hạt bụi 30-35%, hạt sét 25-30%.
Chỉ tiêu cơ lý đất bùn cho trong bảng 1.1 Độ ẩm khá cao 50-60% tới 30-75%, ε=1,41,6.

9


Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Bộ
Đồng
bằng

Bắc

Kiểu
nguồn

W

γw

γk

γr

G

h Hóa

Vinh
Hà
Tĩnh
Qng
Bình

Wd

ϕ

C

a

(g/cm3)

(%)

(độ)

(kG/cm2)

cm2/kG

1,35

35,4

21,7

7,30’

0,12

0,084

1,68

42,6

23,5

5,40’

0,09

0,12

gốc

(%)

g/cm3

(g/cm3)

(g/cm3)

(%)

IQIV3

47,25

1,62

1,25

2,69

97,0

am IQIV

56,65

1,66

1,09

2,68

bm IQIV

2

64,62

1,57

0,95

2,64

95,5

1,57

61,3

41,5

3,39’

0,10

0,12

bmQIII

63,28

1,60

0,99

2,68

97,7

1,67

52,0

31,6

3,03’

0,07

0,16

bm IQIV

2

46,71

1,70

1,13

2,69

97,5

1,27

37,3

26,4

8,12’

0,09

0,18

bmQIII

61,85

1,63

1,12

2,70

98,6

1,69

52,5

29,6

5,00’

0,06

0,14

2

48,82

1,68

1,03

2,68

96,8

1,27

36,2

24,7

8,42’

0,13

0,12

2

56,52

1,62

1,21

2,69

98,8

1,53

38,4

28,2

10,30’

0,15

0,19

2

52,6

1,56

1,08

2,71

99,0

1,54

40,7

24,3

12,28’

0,18

0,24

3

100,
0

Bộ

Than

Wch

ε

bm IQIV
bm IQIV

bm IQIV

b) Than bùn
Chỉ tập trung phần tây, tây bắc các đồng bằng. Tại đồng bằng Bắc Bộ, các thấu kính
hay lớp mỏng than bùn rộng 10-30km kéo dài từ Thuận Thành qua Đơng Anh, Hà Nội,
Ứng Hịa, Mỹ Đức đến Thường Tín. Ở đồng bằng Bắc Trung Bộ, phân bố ở Triệu Lộc,
Thọ Lâm và Triệu Sơn (Thanh Hóa); Đức Sơn (Hà Tĩnh).
Than bùn có màu nâu đỏ, xám đen rất xốp và nhẹ. Độ ẩm tự nhiên 80-140%, giới hạn
chảy 70-80%, dung trọng khô 1,2-1,45g/cm2, tỉ trọng 1,5-1,6, ε=2-10 đôi khi >10;
φ=5-100, lực dính c=0,05-0,3kG/cm2. Than bùn có sức chịu tải thấp, tính nén lún cao.
Sơ đồ phân khu địa chất cơng trình vùng đồng bằng Bắc Việt Nam được thấy trên hình
1.1 Đất yếu ở phụ khu 2b, phụ khu 3a.
Trị số trung bình chỉ tiêu cơ lý các lớp đất được cho trong bảng 1.1.

10

1.1.5.2. Đất yếu đồng bằng sơng Cửu Long.
Trầm tích Holoxen đồng bằng sông Cửu Long được phân chia thành 3 bậc:
Bậc Haloxen dưới giữa QIV-1-2: cát màu vàng, xám tro, chứa sỏi nhỏ cùng kết vốn
sắt, phủ trên tầng sét loang nổ Pleixtoxen hoặc đá gốc. Bề dày tới 12m.
Bậc Haloxen giữa QIV-2: bùn xét màu xám, sét xám xanh, xám vàng, bề dày 10-50m.
Bậc Haloxen trên QIV-3: gốc trầm tích biển, sơng biển hỗn hợp (mQIV-3) (mbQIV-3)
là cát mịn, bùn sét hữu cơ, đầm lầy ven biển (mbQIV-3) gồm bùn sét hữu cơ, than bùn
và bồi tích (AqIV=33): sét, cát pha sét chảy hoặc bùn sét. Bề dày 9-20m, trung bình
15m.
Có thể chia vùng đồng bằng sơng Cửu Long thành 3 khu vực ĐCCT:
a) Khu vực ven Thành phố Hồ Chí Minh, thượng nguồn Vàm Cỏ Tây, Vàm Cỏ Đơng,
rìa tây Đồng Tháp Mười, rìa quanh vùng Bảy Núi chạy tới ven biển Hà Tiên, Rạch
Giá, rìa đồng bằng Vũng Tàu đến Biên Hòa là khu vực đất yếu, bề dày 1-10m.
b) Khu vực đất yếu dày 5-30m, phân bố kế cận khu (a) và đại bộ phận trung tâm đồng
bằng và trung tâm Đồng Tháp Mười.
c) Khu vực đất yếu dày 15-30m, chủ yếu thuộc Cửu Long, Bến Tre với ven biển Minh
Hải, Hậu Giang, Tiền Giang, Cần Giuộc, Vũng Tàu.
Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất chủ yếu trong bảng 1.2.

11


Bảng 1.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu.
Loại đất
Số lượng mẫu
ϕ (độ)
Đặc
trưn

g cơ
học

C(kG/c
m2)
a 1-2
(cm2/k
G)

E 0 (kG/cm2)

Sét
3− 4
IV 3

amQ

Bùn sét
3− 4
IV 3

amQ

Bùn sét
pha
ambQIV2−34

Bùn sét
1
IV 2

mabQ

Sét loang
lổ maQI − III

24

142

25

63

32

76

3

0

2

0

3

8

14

5

8

6

13

18

22

15

18

15

23

26

0,09

0,01

0,01

0,01

0,06

0,13

0,45

0,07

0,04

0,17

0,42

0,58

0,9

0,29

0,10

0,29

0,85

1,85

0,018

0,056

0,038

0,059

0,024

0,008

0,048

0,143

0,081

0,12

0,055

0,024

0,102

0,432

0,169

0,376

0,128

0,078

15

6

10

6

13

34

46

12

21

17

42

87

71

39

40

39

65

120

1

2,5

1,8

3,5

1
R tc (kG/cm2)

Sét xám
nâu maQIV 2

2

≤0,5

≤0,5

≤0,5

3
2,45
5
Ghi chú: Trị số được ghi theo thứ tự từ trên xuống: nhỏ nhất, trung bình, lớn nhất.
1.1.5.3. Đất yếu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh.
Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh thuộc loại địa hình đồng bằng bồi tụ các trầm tích
phù sa cổ đến trẻ với các nguồn gốc sông, đầm lầy, sơng - biển, vũng vịnh hỗn hợp.
Tầng trầm tích biến đổi khá lớn và phức tạp, chiều dày từ vài mét đến hơn một trăm
mét.
Khu vực thành phố có thể chia ra làm 2 vùng:
a) Vùng cao phía bắc gồm Củ Chi, Hóc Mơn, Gị Vấp, một phần các quận 1, 3, 5, 10,
12, Thủ Đức, Phú Nhuận, Tân Bình: phân bố trầm tích cổ Plextoxen gồm có: sét, sét
cát, cát mịn đến thơ lẫn sỏi sạn có khả năng chịu tải tốt.

12


b) Vùng đồng bằng thấp phía nam gồm tồn bộ các quận 2, 4, 6, 7, 8, 11, Bình Chánh,
Nhà Bè và Cần Giờ; phân bố trầm tích trẻ Holoxen nguồn gốc sơng biển đềm lầy gồm
có: sét bùn, bùn á sét hữu cơ bão hòa nước, sét xám ghi xám xanh có nguồn gốc trầm
tích tro núi lửa. Bề dày từ 8 đến 30m, một số nơi 35m đến 40m.
Đất yếu hồn tồn bão hịa nước và chưa cố kết, đang trong quá trình phân hủy, độ ẩm
rất cao từ 50% đến trên 100%, dung trọng khô nhỏ <10kN/m3, độ sệt Is>1, hệ số rỗng
ε>1 (tới 2 đến 3), chỉ số nén lún Cc=0,5-1,5, môđun tổng biến dạng E0-2=510kG/cm2.
Nước dưới đất trong tầng sét bùn, bùn á sét hữu cơ cách mặt đất từ 0,5 đến 0,8m có
quan hệ thủy lực với nước mặt, sông, đầm lầy và nước thải. Nước bị nhiễm bẩn, nhiễm

phèn, nhiễm mặn, có tính ăn mịn axit và sunfat cao đối với móng cơng trình. Cần lưu
ý là khi được cố kết hoặc xử lý cọc cừ, đất sẽ thoát nước và chặt hơn, nhưng khi nước
bị tháo kiệt (mùa khô), tầng đất bị giảm thể tích tới giới hạn co và có thể làm sụp đổ
tồn bộ móng đã xử lý.
1.2. Tổng quan về một số phương pháp gia cố nền đất yếu thường áp dụng.
1.2.1. Dùng vải, lưới địa kỹ thuật:
Nguyên lý của giải pháp: Dùng vải, lưới địa kỹ thuật làm cốt tăng cường ở đáy nền
đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu. Do bố trí cốt như vậy khối trượt của
nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mức độ ổn định cho nền
đắp. Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn có thể vượt quá chiều
cao đắp giới hạn Hgh nhiều hay ít.

Hình 1.6: Vải địa kỹ thuật
Giải pháp dùng vải địa kỹ thuật trong xử lý nền đất yếu có 2 tác dụng:
13


Tác dụng ngăn cách: Để ngăn cách giữa các lớp địa chất không trộn lẫn khi thi công
hay khai thác, cân có 1 lớp vải địa kỹ thuật (ĐKT) khơng dệt có cường độ chịu kéo
thấp (12Kg/m) đặt trên lớp địa chất phía dưới sau đó đắp các vật liệu tốt phía trên.
Tác dụng chống mất ổn định: Khi đất bị trượt xuất hiện các mặt trượt, để chống lại khả
năng gây trượt, người ta rải 1 hay nhiều lớp vải địa kỹ thuật dệt có khả năng chịu kéo
lớn (>100Kg/m) nằm ngang trong phạm vi cung trượt, để chống lại lực cắt khi mất ổn
định.
Ưu nhược điểm của giải pháp:
- Ưu điểm: Lợi ích khi sử dụng vải địa kỹ thuật chủ yếu là để tăng ổn định của nền, giữ
được tốc độ lún đều của các lớp đất, đặc biệt trong vùng chuyển tiếp. Vải địa kỹ thuật
có thể làm tăng độ bền, tính ổn định cho các tuyến đường đi qua những khu vực có nền
đất yếu như đất sét mềm, bùn, than bùn…
- Nhược điểm: Giải pháp này được sử dụng đồng thời với các giải pháp khác trong một

số dự án xử lý nền đất yếu, khi xử lý xong nhưng vẫn mất ổn định do trượt sâu, giải
pháp này khơng có tác dụng đẩy nhanh độ lún.

Hình 1.7: Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt cho thân nền đường
Thực tế trong xây dựng giao thông ở nước ta, đã áp dụng vải ĐKT tại các cơng trình
như: Đường cao tốc TP. Hồ Chí Minh - Trung Lương; Các đoạn đường nối Bình
Thuận - Chợ Đêm, Tân Tạo - Chợ Đêm, QL1A, đoạn Pháp Vân - Cần Giẽ, QL18,
QL10, QL5, Tuyến N2, Láng - Hòa Lạc, Đường Bắc Thăng Long - Nội Bài…

14


Xu thế phát triển của giải pháp này là sử dụng các loại lưới vải địa kỹ thuật để tăng ma
sát giữa đất yếu và lưới (có lợi cho việc tạo ra lực kéo), thậm chí người ta đã sử dụng
cả tầng đệm đáy bằng một lớp lồng cao 1m, các lồng này bằng lưới địa kỹ thuật kết
cấu mạng tổ ong hoặc bằng lưới ơ vng Polime móc chặt với nhau sau đó đổ chặt sỏi
cuội, đá vào trong các lồng đó. Khi đắp nền đắp cả khối lồng đá này chòm vào trong
đất yếu tạo ra tác dụng chống lại sự phá hoại trượt trồi.
1.2.2. Giải pháp đóng cọc tre hay cừ tràm:
Cọc tre hay cừ tràm là giải pháp cơng nghệ mang tính truyền thống để xử lý nền cho
cơng trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu [3]. Đóng cọc tre là một phương pháp gia
cố nền đất yếu hay dùng trong dân gian thường chỉ dùng dưới móng chịu tải trọng
khơng lớn (móng nhà dân, móng dưới cống…). Miền Nam thường dùng cừ tràm do
nguyên liệu sẵn có. Cọc tre hay cừ tràm có chiều dài từ 3 – 6m được đóng để gia
cường nền đất với mục đích làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún.
Đóng cọc tre hay cừ tràm là để nâng cao độ chặt của đất, giảm hệ số rỗng dẫn đến
nâng cao sức chịu tải của đất nền. Chỉ được đóng cọc tre hay cừ tràm trong đất ngập
nước để cọc tre hay cừ tràm không bị mục nát, nếu đóng trong đất khơ khơng nước sau
đó cọc tre hay cừ tràm bị mục nát thì lại phản tác dụng làm nền đất yếu đi.
Khơng đóng cọc tre hay cừ tràm trong đất cát vì đất cát khơng giữ được nước, thường

chỉ đóng cọc tre hay cừ tràm trong nền đất sét có nước thơng thường người ta đóng 1625 cọc/m2 vì dễ chia (khoảng cách cọc 20-25 cm). Dày hơn nữa chắc khơng thể đóng
được .
Hiện tại chưa thấy lý thuyết tính tốn cụ thể nhưng ta có thể làm như sau: trong giai
đoạn thiết kế giả sử sau khi đóng cọc tre hay cừ tràm đất nền đạt được độ chặt nào đó
(thơng qua hệ số rỗng) từ đó tính được sức chịu tải đất nền lấy đó làm căn cứ thiết kế
móng (hoặc có thể giả sử sức chịu tải đất nền sau khi đóng cọc). Nên dự tính sức chịu tải
và độ lún của móng cọc tre hay cừ tràm bằng các phương pháp tính tốn theo thơng lệ.
Sau khi đóng cọc xong làm thí ngiệm lại để kiểm tra sức chịu tải của nền đất nếu
không khác nhiều so với sức chịu tải giả thiết thì khơng cần sửa thiết kế (thực tế ít có
thí nghiệm kiểm tra mà chủ yếu dựa vào kinh nghiệm).

15


Cọc tre hay cừ tràm được sử dụng để gia cố nền đất cho những cơng trình có tải trọng
truyền xuống không lớn hoặc để gia cố cừ kè vách hố đào.
Cọc tre hay cừ tràm được sử dụng ở những vùng đất luôn luôn ẩm ướt, ngập nước.
Nếu Cọc tre hay cừ tràm làm việc trong đất luôn ẩm ướt thì tuổi thọ sẽ khá cao (50-60
năm và lâu hơn: ông cha ta thường ngâm cọc tre hay cừ tràm dưới bùn, khi vớt lên đen
vàng óng nhưng chống được mối mọt, dùng làm mái nhà ngày xưa hoặc cột nhà tranh).
Nếu cọc tre hay cừ tràm làm việc trong vùng đất khơ ướt thất thường thì cọc rất nhanh
chóng bị ải hoặc mục (lúc này lại gây nguy hại cho nền móng).

Hình 1.8: Một số hình ảnh thi công cọc tre và cừ tràm
Ưu nhược điểm:
- Ưu điểm:
+ Khơng cần thời gian chờ cố kết, sua khi đóng cọc có thể đắp nền được ngay.
+ Giải pháp thi công đơn giản, thiết bị chủ yếu là máy đào (để ấn cọc), có thể dùng
nhân lực đóng bằng vồ, khơng cần thiết bị đầm lèn. Có thể đẩy nhanh tiến độ xây
dựng.

+ Khơng cần đào hố móng, nhất là khi đào thành hố móng khơng ổn định.
- Nhược điểm:
+ Khơng có tác dụng khi lớp địa chất yếu nằm sây, hay dầy.
+ Với những khu vực hiếm vật liệu làm cọc, giá thành có thể đắt.

16


1.2.3. Giải pháp dùng cọc đất gia cố xi măng:
- Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất) -(Deep soil mixing
columns, soil mixing pile)
- Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được phun
xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi đất cho
đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên. Trong quá
trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí nén đối với hỗn
hợp chất kết dính khơ “xi măng” hoặc bằng bơm vữa xi măng đối với hỗn hợp dạng
vữa ướt).
+ Phạm vi ứng dụng cọc xi măng đất:
- Khi xây dựng các cơng trình có tải trọng lớn trên nền đất yếu cần phải có các biện
pháp xử lý đất nền bên dưới móng cơng trình, nhất là những khu vực có tầng đất yếu
khá dày. Một trong những biện pháp xử lý hiệu quả và kinh tế là dùng Cọc xi măng
đất.
- Cọc xi măng đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các
cơng trình xây dựng giao thơng, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào
chống thấm cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, sử dụng tường chắn,
gia cố đất xung quanh đường hầm, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố
cầu dẫn…
+ Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất:
- Tốc độ thi công cọc rất nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp. Tiết kiệm thời gian
thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ cường độ.

- Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án xử lý khác.
- Rất thích hợp cho cơng tác xử lý nền, xử lý móng cho các cơng trình ở các khu vực
đất yếu như: bãi bồi, ven sông, ven biển.
- Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước.

17