Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu đê biển nam đình vũ hải phòng

LỜI CẢM ƠN

Với sự nỗ lực của bản thân cùng với sự giúp đỡ tận tình của thầy cơ, đồng
nghiệp, bạn bè và gia đình đã giúp tác giả đã hoàn thành luận văn.
Tác giả xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến PGS.TS Trịnh Minh Thụ,
người đã hướng dẫn trực tiếp và vạch ra những định hướng khoa học cho luận văn.
Tác giả xin chân thành gửi lời cảm ơn đến GS Nguyễn Công Mẫn là người đã
giúp đỡ tác giả trong q trình tính tốn và sử dụng phần mềm Plaxis cũng như tạo
điều kiện cho tác giả sử dụng khóa bản quyền Plaxis 3D.
Xin cảm ơn Nhà trường, các thầy cô giáo trong Trường Đại học Thủy Lợi,
Phòng đào tạo Đại học và sau Đại học về sự giúp đỡ trong thời gian tác giả học tập
và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn các đồng nghiệp trong Bộ môn Đê điều và bảo vệ bờ và
Trung tâm Cơng trình đồng bằng ven biển & Đê điều – Viện Thủy công - Viện
Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam đã tạo điều kiện, giúp đỡ cho tác giả trong q trình
học tập cũng như hồn thiện luận văn.
Xin cảm ơn lãnh đạo Ban quản lý dự án đầu tư hạ tầng khu kinh tế Hải Phòng –
Ban quản lý khu kinh tế Hải Phòng.
Cuối cùng tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến cha mẹ, các em trong gia
đình, vợ và con gái đã động viên, tạo điều kiện cho tác giả hoàn thành quá trình học
tập và viết luận văn.

Hà Nội, ngày tháng
Tác giả

Lê Anh Đức

năm 2013.


BẢN CAM KẾT

Tên đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đất yếu đê biển Nam
Đình Vũ - Hải Phịng”
Tơi xin cam đoan đề tài luận văn của tơi hồn tồn là do tơi làm. Những kết quả
nghiên cứu không sao chép từ bất kỳ nguồn thông tin nào khác. Nếu vi phạm tơi
xin hồn tồn chịu trách nhiệm, chịu bất kỳ các hình thức kỷ luật nào của Nhà
trường.

Học viên

Lê Anh Đức


MỤC LỤC
MỤC LỤC.............................................................................................................iii
DANH MỤC HÌNH ẢNH.................................................................................... vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ................................................................................... ix
PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI ................................................................... 1
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI.............................................................................. 2
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU ................................................. 2
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU ............................... 2
Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU................................... 3
1.1. TÍNH CẤP THIẾT PHẢI XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ ........ 3
1.2. TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ
BIỂN ................................................................................................................... 5
1.2.1. Nhóm phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng
của nền ............................................................................................................ 6
1.2.2. Nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất nền ................................ 11
1.2.3. Nhóm phương pháp nhằm truyền tải trọng cơng trình xuống lớp đất chịu
lực tốt hơn ..................................................................................................... 15

1.2.4. Nhóm phương pháp dùng đất có cốt ..................................................... 17
1.2.5. Nhóm phương pháp xử lý bằng hóa lý.................................................. 18
1.2.6. Nhóm phương pháp dùng thiết bị thốt nước thẳng đứng ..................... 20
1.2.7. Các yêu cầu đối với thiết kế địa kỹ thuật hiện nay ................................ 23
1.3. TỔNG QUAN VỀ DỰ ÁN VÀ CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU ĐÊ BIỂN
NAM ĐÌNH VŨ ............................................................................................... 23
1.3.1. Tổng quan dự án đê biển Nam Đình Vũ ............................................... 23
1.3.2. Điều kiện địa chất cơng trình ............................................................... 25
1.3.3. Các phương án kết cấu đề xuất áp dụng. .............................................. 26
1.4. SỰ CẦN THIẾT PHẢI ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN CHO
CÁC PA KẾT CẤU ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ............................................. 26


1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 .......................................................................... 28
Chương 2. CƠ SỞ LÝ THUYẾT ........................................................................ 29
2.1. CÁC TÍNH CHẤT CƠ LÝ CỦA NỀN ĐẤT YẾU .................................. 29
2.1.1. Đặc điểm và phân loại nền đất yếu ....................................................... 29
2.1.2. Cường độ chống cắt không thoát nước Su ............................................. 29
2.2. QUAN HỆ ỨNG SUẤT BIẾN DẠNG VÀ TIÊU CHUẨN PHÁ HOẠI . 30
2.2.1. Mơ hình đàn hồi tuyến tính .................................................................. 30
2.2.2. Mơ hình đàn – dẻo ............................................................................... 31
2.2.3. Một số mơ hình khác ............................................................................ 32
2.2.4. Tiêu chuẩn phá hoại Mohr – Coulomb ................................................. 33
2.3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT CỐ KẾT THẤM ................................................... 34
2.4. LÝ THUYẾT PHÂN TÍCH ỔN ĐỊNH MÁI DỐC.................................. 39
2.4.1. Phương pháp cân bằng giới hạn ........................................................... 40
2.4.2. Phương pháp phân tích giới hạn ........................................................... 44
2.5. ỨNG DỤNG MƠ HÌNH TỐN ............................................................... 47
2.5.1. Phương pháp giải tích .......................................................................... 48
2.5.2. Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) ................................................ 49

2.5.3. Giải bài toán cố kết thấm theo phương pháp phần tử hữu hạn .............. 49
2.5.4. Tính ứng suất biến dạng bằng phương pháp PTHH .............................. 52
2.5.5. Tính ổn định bằng phương pháp chiết giảm cường độ chống cắt (Shear
Strength Reduction) ....................................................................................... 54
2.5.6. Lựa chọn phần mềm tính tốn .............................................................. 55
2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 .......................................................................... 56
Chương 3. ỨNG DỤNG ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN CHO ĐÊ
BIỂN NAM ĐÌNH VŨ ......................................................................................... 58
3.1. GIỚI THIỆU CHUNG VỀ CƠNG TRÌNH ............................................. 58
3.1.1. Vị trí địa lý........................................................................................... 58
3.1.2. Địa hình, địa mạo ................................................................................. 58
3.1.3. Điều kiện địa chất cơ bản và ứng xử của nền đất yếu vùng tuyến đê biển
Nam Đình Vũ ................................................................................................ 58


3.1.4. Các phương án kết cấu đê biển được lựa chọn áp dụng ........................ 64
3.1.5. Đặc điểm và điều kiện làm việc của đê biển Nam Đình Vũ .................. 72
3.2. LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ BIỂN NAM
ĐÌNH VŨ – HẢI PHỊNG ............................................................................... 72
3.3. LỰA CHỌN MƠ HÌNH VÀ THƠNG SỐ TÍNH TỐN ........................ 73
3.3.1. Lựa chọn mơ hình đất nền .................................................................... 73
3.3.2. Chọn thơng số cho mơ hình tính ........................................................... 74
3.4. TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐÊ ĐẤT MÁI NGHIÊNG ........................... 78
3.4.1. Lựa chọn phiên bản phần mềm Plaxis để tính tốn ............................... 78
3.4.2. Lựa chọn mặt cắt tính tốn đê đất mái nghiêng..................................... 78
3.4.3. Các trường hợp tính tốn đê đất mái nghiêng ....................................... 79
3.4.4. Trình tự thi cơng đê đất mái nghiêng .................................................... 79
3.4.5. Kết quả tính tốn đê đất mái nghiêng – TH 1 (không xử lý nền)........... 79
3.4.6. Kết quả tính tốn đê đất mái nghiêng – phương án chọn ...................... 84
3.4.7. Đánh giá chung về kết quả tính tốn..................................................... 88

3.5. TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐÊ BÊ TƠNG .............................................. 89
3.5.1. Lựa chọn phiên bản phần mềm Plaxis để tính tốn ............................... 89
3.5.2. Lựa chọn mặt cắt tính tốn Đê bê tơng ................................................. 90
3.5.3. Các trường hợp tính tốn đê bê tơng..................................................... 90
3.5.4. Kết quả tính tốn đê bê tơng phương án chọn ....................................... 92
3.6. ĐÁNH GIÁ VÀ KẾT LUẬN CHƯƠNG. ................................................ 98
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ........................................................................... 100
1. NHỮNG KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC .............................................................. 100
2. NHỮNG HẠN CHẾ TỒN TẠI ................................................................... 101
3. HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ........................................................ 101
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................. 103
PHỤ LỤC TÍNH TỐN .................................................................................... 105
PHỤ LỤC 1 : ĐÊ BÊ TÔNG PHƯƠNG ÁN CHỌN ................................... 105
1. Mơ hình bài tốn ..................................................................................... 105
2. Nội lực trong cọc qua các giai đoạn đắp. ................................................. 106


3. Chuyển vị của đất nền qua các giai đoạn đắp .......................................... 108
PHỤ LỤC 2 : TÍNH TỐN ĐÊ ĐẤT - TH 1 (KHÔNG XỬ LÝ NỀN) ....... 110
1. Chuyển vị khi đắp tới cao trình +1,00m .................................................. 110
2. Khi đắp tới cao trình +3,00m .................................................................. 111
3. Khi đắp tới cao trình +5,00m .................................................................. 112
PHỤ LỤC 3 : TÍNH TỐN ĐÊ ĐẤT – PHƯƠNG ÁN CHỌN ................... 113
1. Chuyển vị khi đắp tới cao trình +1,00m .................................................. 113
2. Khi đắp tới cao trình +3,00m .................................................................. 114
3. Khi đắp tới cao trình +5,00m .................................................................. 115


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1 - 1: Vị trí vùng dự án đê biển Nam Đình Vũ ............................................... 5

Hình 1 - 2: Lớp đệm cát có chiều dày khơng đổi...................................................... 6
Hình 1 - 3: Lớp đệm cát giữa dày, 2 bên mỏng ........................................................ 6
Hình 1 - 4: Lớp đệm cát giữa mỏng, 2 bên dày ........................................................ 7
Hình 1 - 5: Bệ phản áp làm tăng độ chôn sâu nền đê ................................................ 9
Hình 1 - 6: Bệ phản áp làm giảm độ dốc mái nghiêng ............................................ 10
Hình 1 - 7: Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum- Hàn Quốc .................................. 10
Hình 1 - 8: Cọc cát trong nền đất yếu .................................................................... 11
Hình 1 - 9: Dây chuyền công nghệ thi công trụ đất xi măng đơn pha ..................... 13
Hình 1 - 10: Thi cơng hàng cọc xi măng đất .......................................................... 13
Hình 1 - 11: Cột vật liệu rời ................................................................................... 14
Hình 1 - 12: Đê biển New Orleans surge – Mỹ (cọc BTLT DƯL D1500) .............. 16
Hình 1 - 13: Móng cọc khoan nhồi ........................................................................ 17
Hình 1 - 14: Dùng vải địa kỹ thuật gia cố nền đất yếu............................................ 18
Hình 1 - 15: Cách bố trí hệ thống giếng cát và tải trọng phụ tạm thời .................... 21
Hình 1 - 16: Mơ hình nền xử dụng bấc thấm .......................................................... 22
Hình 1 - 17: Trình tự thi cơng bấc thấm ................................................................. 22
Hình 1 - 18: Hình ảnh vệ tinh khu vực dự án ......................................................... 24
Hình 2 - 1: Quan hê ứng suât – biến dạng (đàn - dẻo) ............................................ 32
Hình 2 - 2: Đường bao cực hạn .............................................................................. 33
Hình 2 - 3: Lý thuyết phá hoại Mohr – Coulomb [15] ............................................ 34
Hình 2 - 4: Mơ hình thí nghiệm và Sơ đồ tính tốn cố kết thấm trong trường hợp bài
toán cố kết thấm 1 chiều ........................................................................................ 35
Hình 2 - 5: Xác định mơmen chống trượt, gây trượt với mặt trượt trụ tròn. ............ 41
Hình 2 - 6: Xác định góc ma sát và lực dính huy động. .......................................... 45
Hình 2 - 7: Chuyển vị phần tử tam giác ................................................................. 53
Hình 2 - 8: Quan hệ ứng suất pháp và ứng suất cắt, giảm cường độ chống cắt ....... 55
Hình 3 - 1: Khoan khảo sát đê đã đắp bằng phương pháp đắp lấn .......................... 59


Hình 3 - 2: Cắt dọc địa chất điển hình tuyến đê từ hố khoan M76 đến M79 ........... 60

Hình 3 - 3: Biểu đồ cường độ kháng cắt không thốt nước theo chiều sâu ............. 63
Hình 3 - 4: Sơ đồ tuyến cơng trình ......................................................................... 64
Hình 3 - 5: Kết cấu điểm hình đê bê tơng............................................................... 67
Hình 3 - 6: Kết cấu điển hình đê đất mái nghiêng .................................................. 71
Hình 3 - 7: Quan hệ đường cong -logp. ................................................................ 74
Hình 3 - 8: Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục (theo Plaxis Material Models
Manual) ................................................................................................................. 75
Hình 3 - 9: Đường thí nghiệm nén 3 trục tại vị trí M78. ......................................... 75
Hình 3 - 10: Mơ hình tính tốn TH 1 (khơng xử lý nền)......................................... 80
Hình 3 - 11: Lưới phần tử phân tích TH 1 (khơng xử lý nền) ................................. 80
Hình 3 - 12: Điểm khảo sát chuyển vị TH 1 (khơng xử lý nền) .............................. 81
Hình 3 - 13: Chuyển vị đứng của các điểm khảo sát theo quá trình đắp (TH 1) ...... 81
Hình 3 - 14: Chuyển vị ngang của các điểm khảo sát theo quá trình đắp( TH 1) .... 81
Hình 3 - 15: Hệ số ổn định Msf= 1,092 khi đắp tới +5,00m (TH 1) ........................ 83
Hình 3 - 16: Hình dạng mặt trượt khi đắp đến +5.0 ................................................ 84
Hình 3 - 17: Mơ hình tính tốn phương án chọn .................................................... 84
Hình 3 - 18: Lưới phần tử phân tích phương án chọn ............................................. 85
Hình 3 - 19: Điểm khảo sát chuyển vị phương án chọn .......................................... 85
Hình 3 - 20: Chuyển vị đứng của các điểm khảo sát theo quá trình đắp(PA chọn) . 86
Hình 3 - 21: Chuyển vị ngang của các điểm khảo sát theo quá trình đắp(PA chọn) 86
Hình 3 - 22: Hình dạng mặt trượt khi đắp tới +5,00m ............................................ 88
Hình 3 - 23: Hệ số ổn định Msf= 1,281 khi đắp tới +5,00m .................................... 88
Hình 3 - 24: Mơ hình tính tốn .............................................................................. 94
Hình 3 - 25: Sơ đồ lưới phần tử. ............................................................................ 94
Hình 3 - 26: Hình dạng mặt trượt ........................................................................... 97
Hình 3 - 27: Hệ số ổn định của cơng trình khi đắp tới cao trình thiết kế. ................ 97


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1 - 1: Một số chỉ tiêu cơ lý cơ bản của các lớp đất yếu phân bố trên mặt....... 25

Bảng 2 - 1: Một số chỉ tiêu phân biệt loại đất mềm yếu [10] .................................. 29
Bảng 3 - 1: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất từ lớp 1c đến lớp 3c ..................................... 62
Bảng 3 - 2: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất từ lớp 4 đến lớp 7b ...................................... 62
Bảng 3 - 3: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất từ lớp 7c đến lớp 7g..................................... 63
Bảng 3 - 4: Giá trị Eu=Es Theo Foundation analysis and design [16] .................... 76
Bảng 3 - 5: Giá trị E các loại đất Theo Foundation analysis and design [16] .......... 76
Bảng 3 - 6: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại hố khoan M78. .......... 78
Bảng 3 - 7: Các thông số khai báo trong mơ hình .................................................. 80
Bảng 3 - 8: Kết quả tính tốn chuyển vị nền theo Plaxis ........................................ 83
Bảng 3 - 9: Thông số vật liệu cừ bê tông ma sát cao .............................................. 84
Bảng 3 - 10: Thông số vật liệu lớp cát hạt trung xử lý nền ..................................... 84
Bảng 3 - 11: Kết quả tính tốn chuyển vị nền theo từng giai đoạn đắp ................... 85
Bảng 3 - 12: Bảng tổng hợp các chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại hố khoan M17. ........ 90
Bảng 3 - 13: Thơng số địa chất tại vị trí tính tốn (HK M17) ................................. 92
Bảng 3 - 14: Thơng số tường chắn sóng ................................................................. 93
Bảng 3 - 15: Thơng số cọc D50, D60, cọc D80 ..................................................... 94
Bảng 3 - 16: Kết quả chuyển vị theo các giai đoạn thi công. .................................. 95
Bảng 3 - 17: Kết quả nội lực trong cọc theo các giai đoạn thi công ........................ 96


1

PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của Hải Phòng tới năm
2020, kinh tế đối ngoại tiếp tục được xác định là lĩnh vực kinh tế động lực của thành
phố. Trong đó hoạt động đầu tư nước ngồi có vai trị đặc biệt quan trọng, là một
trong những động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của thành phố theo định
hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Để thực hiện mục tiêu này, một trong những
biện pháp quan trọng là xây dựng và phát triển khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Khu

kinh tế Đình Vũ – Cát Hải được quy hoạch bao gồm: khu Cơng nghiệp Nam Đình
Vũ 1, khu cơng nghiệp Nam Đình Vũ 2 và khu Phi Thuế Quan.
Dự án đầu tư xây dựng đê biển Nam Đình Vũ thuộc khu kinh tế Đình Vũ – Cát
Hải là dự án xây dựng đê bao lấn biển dài nhất Việt Nam hiện nay. Tổng chiều dài
toàn tuyến đê là 14.987 km. Tuyến đê biển và các cơng trình trên đê có nhiệm vụ
bảo vệ vùng lấn biển trực tiếp diện tích khoảng 2100 ha và hơn 3000 ha vùng bờ
biển phía trong để xây dựng khu cơng nghiệp tập trung của thành phố Hải Phịng.
Tồn bộ tuyến đê được xây dựng chủ yến trên nền đất yếu là bùn sét, màu xám,
xám đen, lẫn hữu cơ phân hủy, đôi chỗ kẹp lớp cát mỏng, trạng thái chảy. Một vài
đoạn ngắn xen kẹp lớp bùn sét pha (bùn cát pha), màu xám, xám đen, đôi chỗ lẫn vỏ
don hến, trạng thái chảy chảy. Hai lớp đất yếu này có chiều sâu trung bình từ 15m
đến 23 m. Mặt khác tuyến đê biển Nam Đình Vũ là tuyến đê lấn biển, chịu tác động
của sóng, bão và mơi trường lớn, nền địa chất yếu, phức tạp vì vậy các phương án
biện pháp cơng trình phải thỏa mãn các u cầu: (i) Kết cấu phải vững chắc, chịu
được tác động lớn của mơi trường như : sóng, gió, dịng chảy, tác động bất thường
của mơi trường trong q trình thi cơng …; (ii) Nền đất yếu nên kết cấu thân đê, xử
lý nền phải dạng kết cấu mềm và giảm nhẹ tối đa trọng lượng bản thân; (iii) Công
nghệ thi công không phức tạp, phù hợp với trình độ và khả năng thi cơng hiện có
của Việt Nam; (iv) Thời gian thi cơng nhanh vì tuyến đê này là tiền đề để dự án khu
kinh tế Đình Vũ – Cát Hải sớm hoàn thành và (v) Tận dụng nguyên, vật liệu địa
phương như cát, đá, xi măng v.v. Vì vậy đề tài “Nghiên cứu giải pháp xử lý nền


2
đất yếu đê biển Nam Đình Vũ - Hải Phịng” là hết sức cần thiết, có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn cao.
2. MỤC ĐÍCH CỦA ĐỀ TÀI
Nghiên cứu ổn định đê biển trên nền đất yếu và đề xuất giải pháp tăng ổn định
cho đê biển Nam Đình Vũ – Hải Phịng đảm bảo cơng trình an tồn và kinh tế.
3. ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý nền hợp lý cho các kết cấu của đê biển Nam
Đình Vũ Hải Phịng. Từ đó tính tốn phân tích ứng suất biến dạng, phân tích ổn
định của các giải pháp, lựa chọn biện pháp và kết cấu xử lý nền đảm bảo công trình
an tồn và kinh tế.
4. CÁCH TIẾP CẬN VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
- Cách tiếp cận.
Trên cơ sở các tài liệu về về địa tầng, các thông số địa chất của đất nền, tài liệu
thủy văn…mục tiêu, yêu cầu của dự án lấn bằng tuyến đê bao, từ đó nghiên cứu các
giải pháp cơng trình và tương ứng là các giải pháp nền để đảm bảo cơng trình làm
việc ổn định. Trên cơ sở phân tích về lý thuyết, tính tốn và mơ hình hóa sự làm
việc của cơng trình trên nền đất yếu, luận văn đề xuất phương án cụ thể phù hợp với
tình hình điều kiện thực tế đê biển Nam Đình Vũ – Hải Phịng nhằm làm cho cơng
trình an tồn và kinh tế.
- Phương pháp nghiên cứu.
+ Phương pháp điều tra khảo sát, thu thập tổng hợp tài liệu;
+ Phương pháp nghiên cứu lý thuyết, sử dụng mơ hình tốn và các phần mềm
ứng dụng;
+ Phương pháp chuyên gia và hội thảo;
+ Phương pháp phân tích, tổng hợp và đề xuất giải pháp xử lý nền hợp lý.


3

Chương 1. TỔNG QUAN CÁC VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. TÍNH CẤP THIẾT PHẢI XÂY DỰNG ĐÊ BIỂN NAM ĐÌNH VŨ
Hải Phịng là thành phố ven biển, nằm phía Đơng miền Duyên hải Bắc Bộ, cách
thủ đô Hà Nội 102 km, có tổng diện tích tự nhiên là 152.318,49 ha chiếm 0.45%
diện tích tự nhiên cả nước. Hải Phịng nằm ở vị trí giao lưu thuận lợi với các tỉnh
trong nước và quốc tế thông qua hệ thống giao thông đường bộ, đường sắt, đường
biển, đường sông và đường hàng không.

Trong quy hoạch tổng thể phát triển kinh tế - xã hội của Hải Phòng tới năm
2010, kinh tế đối ngoại tiếp tục được xác định là lĩnh vực kinh tế động lực của thành
phố. Trong đó hoạt động đầu tư nước ngồi có vai trị đặc biệt quan trọng, là một
trong những động lực thúc đẩy sự phát triển kinh tế - xã hội của thành phố theo định
hướng công nghiệp hoá - hiện đại hoá. Để thực hiện mục tiêu này, một trong những
biện pháp quan trọng là xây dựng và phát triển khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Để
đạt được mục tiêu đề ra, Hải Phòng đang nỗ lực hoàn thiện quy hoạch phát triển cơ
sở hạ tầng, phát triển các khu công nghiệp, khu kinh tế có mặt bằng sạch, an tồn
đáp ứng nhu cầu phát triển kinh tế ngày càng cao và tạo ra mơi trường đầu tư ngày
càng thuận lợi tại Hải Phịng. Xây dựng khu Kinh tế Đình Vũ – Cát Hải thành một
trong những trung tâm kinh tế biển của vùng Bắc Bộ cả nước, là đầu mối giao
thương quốc tế hiện đại ở Bắc Bộ, là động lực lôi kéo, thúc đẩy Hải Phòng phát
triển, trở thành hạt nhân tạo sự chuyển biến cơ bản cho thành phố theo hướng cơng
nghiệp hố hiện đại hố.
Ngày 10/1/2008 Thủ tướng Chính phủ đã ban hành Quyết định số 06/2008/QĐTTg v/v Thành lập và ban hành Quy chế hoạt động của Khu Kinh tế Đình vũ – Cát
Hải thành phố Hải Phịng. Ngày 01/02/2008, Thủ tướng Chính phủ có văn bản số
180/TTg-CN chấp thuận điều chỉnh mở rộng 2 khu công nghiệp và bổ sung 11 khu
cơng nghiệp mới với tổng diện tích 8157ha và danh mục các khu công nghiệp dự
kiến ưu tiên thành lập mới đến năm 2015 và định hướng đến năm 2020. Ngày
5/5/2009 Uỷ ban Nhân dân thành phố Hải Phịng có Quyết định số 795/QĐ-UBND
phê duyệt quy hoạch chi tiết Khu phi thuế quan và Khu Công nghiệp Nam Đình Vũ


4
(khu 1) do Công ty Cổ phần Đầu tư Nam Đình Vũ làm chủ đầu tư. Ngày 16/4/2009
Uỷ ban Nhân dân thành phố Hải Phịng có Quyết định số 644/QĐ-UBND phê duyệt
quy hoạch chi tiết Khu Cơng nghiệp Nam Đình Vũ (Khu 2) do Công ty Cổ phần
Công ty cổ phần Khu Cơng nghiệp Hải Phịng làm chủ đầu tư.
Khu Cơng nghiệp Nam Đình Vũ (khu 1) là dự án có quy mơ lớn trong khu kinh
tế Đình Vũ – Cát Hải. Tổng diện tích khu cơng nghiệp là 899.667ha. Khu Phi Thuế

quan Nam Đình Vũ thuộc Khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải là một trong hai Khu phi
thuế quan tạo thành một khu chức năng đặc biệt của Khu Kinh tế, đảm nhiệm chức
năng ngoại quan, là cửa sổ quan trọng của Khu Kinh tế ra ngoài. Khu Phi thuế quan
có diện tích 437.5ha. Khu Cơng nghiệp Nam Đình Vũ (Khu 2) có diện tích 646 ha.
Các Khu Cơng nghiệp và Phi thuế quan nói trên dự kiến thu hút từ 10-15 tỉ USD
đầu tư nước ngoài với tổng số lao động lên đến hàng trăm nghìn lao động với nhiều
cơ sở sản xuất công nghiệp, thương mại, dân sinh quan trọng. Để đảm bảo lợi ích,
tài sản cũng như an toàn con người của các nhà đầu tư, chủ động phòng chống bão
lũ, nước biển dâng, tạo điều kiện thuận lợi cho các dự án lấn biển tạo quỹ đất, vươn
ra chiếm lĩnh biển, tạo tiền đề phát triển kinh tế biển, Uỷ ban Nhân dân thành phố
Hải Phòng đã phê duyệt chủ trương Đầu tư xây dựng tuyến đê biển Nam Đình Vũ.
Qua phân tích quy mơ diện tích, tỉ suất đầu tư trên mỗi ha diện tích đất, số
lượng lao động sẽ tham gia vào hoạt động của các khu công nghiệp, khu phi thuế
quan trong khu vực Nam Đình Vũ thấy rằng việc đầu tư tuyến đê biển bảo vệ khu
vực này là cần thiết. Sau khi tuyến đê biển được đầu tư xây dựng, tồn bộ diện tích
đất sau đê sẽ được bảo vệ an tồn trước tình hình thời tiết biển khắc nghiệt, bão lũ
gia tăng, biến đổi khí hậu và nước biển dâng bất thường… Việc đầu tư xây dựng
tuyến đê biển Nam Đình Vũ giúp đẩy nhanh quá trình hình thành Trung tâm cơng
nghiệp thương mại trọng tâm trong Khu kinh tế Đình Vũ – Cát Hải. Bên cạnh đó,
tuyến đê biển Nam Đình Vũ sau khi được đầu tư xây dựng cùng với các tuyến đê
biển quốc gia Đồ Sơn, đê Cát Hải góp phần tăng cường năng lực phòng chống lụt
bão, đối chọi với thiên nhiên khắc nhiệt vùng ven biển Hải Phòng, thúc đẩy kinh tế
biển khu vực Hải Phòng phát triển trở thành nghành kinh tế mũi nhọn, đóng góp
chủ yếu vào mục tiêu đến năm 2020, kinh tế biển chiếm 50  55%.


5

Hình 1 - 1: Vị trí vùng dự án đê biển Nam Đình Vũ
1.2. TỔNG QUAN CÁC BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐÊ BIỂN

Bất kỳ biện pháp xử lý nền đất nào nếu làm tăng được cường độ liên kết giữa
các hạt đất và làm tăng được độ chặt của đất nền thì đều mục đích chung là tăng khả
năng chịu tải của đất nền, giảm khả năng biến dạng, giảm độ lún và tính thấm của
đất nền. Hiện nay có nhiều phương pháp cải tạo gia cố nền đất yếu nhưng nhìn
chung có thể xếp chúng vào một số nhóm phương pháp sau : (i) 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…), (ii) 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…), (iii) nhóm phương pháp nhằm truyền
tải trọng cơng trình xuống lớp chịu lực tốt (móng cọc, móng trụ, giếng chìm), (iv)
nhóm phương pháp đất có cốt (dùng các dải kim loại, vải địa kỹ thuật…), (v) nhóm
phương pháp xử lý bằng hóa lý (phụt vữa ximăng, silicat hóa, điện thấm, điện hóa
học…). (vi) nhóm phương pháp dùng thiết bị thốt nước thẳng đứng (giếng cát, bấc
thấm …)
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.


6
1.2.1. Nhóm phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng
của nền
Khi lớp đất yếu có chiều dày khơng lớn (thường nhỏ hơn 3m) nằm trực tiếp
dưới móng cơng trình thì có thể áp dụng các biện pháp xử lý nhân tạo như đệm cát,
đệm đá hoặc bệ phản áp… để gia cố đất nền.
1.2.1.1. Thay nền bằng cát (đệm cát)
a. Nội dung phương pháp
Việc thay thế lớp đất yếu bằng đệm cát, đệm đá… có tác dụng tăng khả năng
chịu lực của nền, giảm bớt độ lún tồn bộ và lún khơng đều, đồng thời tăng nhanh
q trình cố kết, giảm kích thước và chiều sâu chơn móng.
(1) Lớp đệm cát co chiều dày khơng đổi. áp dụng ở nơi có lớp đất yếu mỏng

nhưng tương đối chặt, cường độ khơng q thấp [13]

Hình 1 - 2:

Lớp đệm cát có chiều dày khơng đổi

(2) Lớp đệm cát ở giữa dày, hai bên mỏng. Được áp dụng ở nơi có lớp bùn
tương đối dày. Ơ giữa chịu ứng suất lớn, hai bên chịu ứng suất nhỏ. [13]

Hình 1 - 3: Lớp đệm cát giữa dày, 2 bên mỏng
(3) Lớp đệm cát ở giữa mỏng, hai bên dày. Được áp dụng ở nơi có lớp đất
yếu thay đổi. Làm dày ở hai bên có tác dụng để không cho bùn bị đẩy sang và nếu
nằm trên đất cứng thì có thể đắp bằng đá. [13]


7

Hình 1 - 4: Lớp đệm cát giữa mỏng, 2 bên dày
Phương pháp này thích hợp được sử dụng trong các điều kiện sau:
- Chiều cao nền đất đắp từ (6,09,0) mét và lớp đất yếu khơng q dày
- Có nguồn khai thác cát ở gần và dễ vận chuyển
Nếu chiều dày lớp đất yếu lớn thì khối lượng đào đất hoặc nạo vét chuyển đi sẽ
tăng lên. Còn khi nước ngầm có áp lực xuất hiện thì cát trong lớp đệm có khả năng
di động, đồng thời gây ra độ lún phụ thêm dưới móng cơng trình. Lớp đệm cát được
thi công sau khi đã đào bỏ một phần lớp đất yếu.
Chiều dày của lớp đệm cát trong trường hợp trên phụ thuộc vào ứng suất của
nền đất đắp tác dụng lên trên mặt lớp cát. Cát làm đệm được thi công trải ra thành
từng lớp, chiều dày của mỗi lớp phụ thuộc vào thiết bị đầm nén.
Cát để dùng làm lớp đệm tốt nhất là dùng các hạt lớn và các hạt vừa, không lẫn
đất bụi. Với một số nền khơng quan trọng lắm và khơng có mực nước ngầm ở cao

thì có thể sử dụng đệm cát đen để hạ giá thành.
Cát sau khi đầm nén xong phải kiểm tra độ chặt tại hiện trường bằng phao
Kôvalep, phương pháp cân trong nước hoặc phương pháp xuyên.
b. Ưu nhược điểm của phương pháp
Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát đóng
vai trị như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng cơng trình và truyền tải trọng đó các
lớp đất yếu bên dưới. Giảm được độ lún và chênh lệch lún của cơng trình vì có sự
phân bộ lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
Giảm được chiều sâu chơn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm móng.
Giảm được áp lực cơng trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể tiếp
nhận được. Làm tăng khả năng ổn định của cơng trình, kể cả khi có tải trọng ngang
tác dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt. Tăng nhanh


8
quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng chịu tải của nền và
tăng nhanh thời gian ổn định về lún cho cơng trình. Về mặt thi cơng đơn giản,
khơng địi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng tương đối rộng rãi.
Mặt khác, dùng lớp đệm cát việc thi công đơn giản hơn nhưng thời gian đắp đất
tương đối lâu, vì thường kết hợp với giải pháp xây dựng theo từng giai đoạn. Phạm
vi áp dụng tốt nhất khi lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m. Không nên sử dụng
phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì sẽ tốn kém
về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định.
1.2.1.2. Đắp bệ phản áp
a. Nội dung của phương pháp
Nội dung của phương pháp này là dùng các vật liệu địa phương như đất đá, cát
đắp ở hai bên cơng trình để chống trượt do sự phát triển của vùng biến dạng dẻo gây
ra.
Bệ phản áp đóng vai trị như một đối trọng, tăng độ ổn định, cho phép đắp nền
đường với chiều cao lớn hơn. Do đó đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian

ngắn. Mặt khác nó cịn có tác dụng phịng lũ, chống sóng và chống thấm nước.
Giải pháp này không làm rút bớt được thời gian lúc đất cố kết và khơng giảm
được độ lún, cịn tăng thêm khả năng nén lún (do phụ thêm tải trọng của bệ phản áp
ở hai bên đường). Nó có nhược điểm là khối lượng đất đắp lớn và diện tích chiếm
đất nhiều. Phương pháp này chỉ thích hợp nếu vật liệu đắp nền rẻ cũng như khối
lượng quỹ đất dồi dào, khoảng cách vận chuyển không bị hạn chế về phạm vi.
Giải pháp này cũng khơng thích hợp với các loại đất yếu là than bùn loại III và
bùn sét. Vật liệu dùng là các loại đất hoặc cát thơng thường. Trong trường hợp khó
khăn có thể sử dụng cả đất lẫn hữu cơ.
Xác định kích thước là vấn đề mấu chốt trong việc tính tốn và thiết kế bệ phản
áp. Nhiều phương pháp dựa vào giả thiết khác nhau nhưng chỉ gần đúng. Có tác giả
dựa vào sự hình thành vùng biến dạng dẻo phát triển ở hai bên cơng trình. Người
khác dựa vào giả thiết mặt trượt của đất nền có dạng hình trụ trịn. Cũng có tác giả
tính tốn dựa theo lý luận cân bằng giới hạn để xác định mặt trượt và suy ra trạng


9
thái giới hạn của đất nền. Để đơn giản hơn trong tính tốn, một số tác giả dựa vào
điều kiện khống chế ứng suất ngang để quyết định kích thước của bệ phản áp.
Với các cơng trình nền đường, nền đất đắp,… phương pháp tính tốn kích thước
bệ phản áp dựa vào sự phát triển của vùng biến dạng dẻo được áp dụng nhiều hơn.
Tăng chiều rộng của bệ phản áp, hệ số an toàn sẽ tăng lên.
Theo kinh nghiệm của Trung Quốc thì:
- Chiều cao bệ phản áp Hpa > 1/3 lần chiều cao nền đường Hnđ
- Bề rộng của bệ phản áp Lpa = (2/33/4) lần chiều dài truồi đất
Theo tốn đồ của Pilit thì:
- Chiều cao bệ phản áp Hpa = (4050)% chiều cao nền đường Hnđ
- Bề rộng của bệ phản áp Lpa = (23) lần chiều dày lớp đất yếu D.
(1) Bệ phản áp làm tăng độ chơn sâu của nền đường hay cơng trình đất đắp,
được áp dụng khi nền đường hay cơng trình đất đắp có dạng hình thang.

- Chiều cao bệ phản áp Hpa =(1/31/2) lần chiều cao nền đất đắp Hnđ
- Bề rộng của bệ phản áp Lpa mỗi bên nhất thiết phải vượt quá phạm vi của cung
trượt tru tròn nguy hiểm nhất từ 1,03,0m . [13]

Hình 1 - 5: Bệ phản áp làm tăng độ chôn sâu nền đê
(2) Bệ phản áp làm xoải mái dốc taluy của nền đường hay cơng trình đất đắp,
được áp dụng khi nền đường hay nền cơng trình đất đắp có dạng hình tam giác hay
gần với hình tam giác.
- Chiều cao bệ phản áp Hpa = (1/52/5) lần chiều cao nền đất đắp Hnđ
- Bề rộng của bệ phản áp bpa = 1/3 b [13]


10

Hình 1 - 6: Bệ phản áp làm giảm độ dốc mái nghiêng
Chiều cao của bệ phản áp không được quá lớn để có thể lại gây trượt trồi (mất
ổn định) đối với chính phần đất đắp. Khi thiết kế thường giả thiết chiều cao bệ phản
áp bằng chiều cao của nền đất đắp rồi nghiệm toán ổn định theo phương pháp mặt
trượt trụ trịn. Chiều cao trung bình bệ phản áp lấy từ (1,52,0)mét. Độ chặt đất đắp
nên đạt K  0,9 (đầm nén tiêu chuẩn).

Hình 1 - 7: Mặt cắt ngang đê biển Saemangeum- Hàn Quốc
b. Ưu nhược điểm của phương pháp
Bệ phản áp là một trong những phương pháp hiệu quả khi xây dựng các nền
đường, đê, đập khi có điều kiện về khơng gian đất sử dụng. Bệ phản áp cịn có tác
dụng phịng lũ chống sóng, chống thấm trên vùng đất yếu. So với việc làm thoải
mái taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất bằng nhau sẽ có lợi hơn vì tăng
được mômen của các lực chống trược do tải trọng tập trung ở chân mái taluy.
Phương pháp này thi công đơn giản, nhanh gọn, tận dụng được nguồn quỹ đất khai
thác ngay tại địa phương.

Tuy nhiên muốn phương pháp này phát huy được hiệu quả thì diện tích chiếm
đất của nó phải rất lớn, thể tích khối đắp lớn. Do đó nó khơng phù hợp với những


11
khu vực thi công phải vận chuyển đất đắp từ nới khác đến. Giải pháp này không làm
giảm được thời gian lún cố kết mà còn làm tăng thêm độ lún của cơng trình do tăng
thêm tải trọng do bệ phản áp ở hai bên đường.
Vì vậy giải pháp này chỉ thích hợp nếu vật liệu đắp rẻ tiền, khai thác được vật
liệu tại chỗ. Tầng đất yếu có chiều dày khơng lớn lắm và khối đắp cao trung bình và
phạm vi đắp đất khơng hạn chế.
1.2.2. Nhóm phương pháp làm tăng độ chặt của đất nền
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa nước, tính nén lớn hoặc
đất có kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định dưới tác dụng của tải trọng. Để xây
dựng cơng trình trên nền đất này cần xử lý bằng cọc cát, cọc vôi hoặc nén trước
bằng tải trọng tĩnh, nén chặt đất trên mặt và dưới sâu, làm chặt đất bằng năng lượng
nổ…
1.2.2.1. Phương pháp cọc cát
Khi xử lý nền bằng cọc cát, nền đất được nén chặt lại làm cho độ rỗng, độ
ẩm của nền giảm đi, trọng lượng thể tích, mơ đun biến dạng, lực dính và góc ma sát
trong tăng lên, do đó sức chịu tải của nền tăng lên. Dưới tác dụng của tải trọng, cọc
cát và vùng đất được nén chặt xung quanh cọc làm việc đồng thời, trị số mô đun
biến dạng gần như giống nhau tại mọi điểm. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền
đất được xử lý bằng cọc cát có thể xem như nền thiên nhiên. Đây cũng là ưu điểm
của cọc cát so với các loại cọc
cứng khác, mô đun biến dạng của
vật liệu làm cọc lớn hơn nhiều lần
mô đun biến dạng của đất xung
quanh thân cọc, do đó tồn bộ tải
trọng cơng trình sẽ truyền lên các

cọc, các lớp đất dưới mũi và xung
quanh cọc. Đất ở xa cọc hầu như
không tham gia chịu lực.
Hình 1 - 8: Cọc cát trong nền đất yếu


12
Khi dùng cọc cát làm tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền. Ngồi tác dụng
nén chặt nền, nó cịn làm việc như các giếng cát thốt nước, nước trong đất thoát ra
nhanh theo chiều dài cọc dưới tác dụng của tải trọng. Phần lớn độ lún của nền đất có
cọc cát thường kết thúc trong q trình thi công. [12]
1.2.2.2. Phương pháp cọc vôi
Phương pháp này được sử dụng thích hợp với đất yếu như bùn, than bùn, sét và
á sét ở trạng thái dẻo nhão. Đặc điểm của cọc vôi là sau khi tác dụng với nước thì
cường độ tăng lên rất nhanh, vơi tăng thể tích 2 lần làm cho đất xung quanh nén
chặt, môđun biến dạng tăng 34 lần, lực dính tăng 1,53 lần, cường độ nền cọc vôi
tăng 23 lần. Theo kết quả thực nghiệm, cường độ của cọc vôi khi nén một trục có
thể đạt tới 1025kG/cm2. Đồng thời khi vơi được tơi nhiệt độ lên tới 1201600C
làm cho nước lỗ rỗng bốc hơi, đất giảm độ ẩm và nén chặt nhanh. [12]
1.2.2.3. Phương pháp cọc đất - vôi
Trộn tại chỗ đất với vôi sống bằng máy khoan trộn chuyên dụng. Vôi bột tác
dụng với nước lỗ rỗng trong đất tạo nên liên kết ximăng và silicat hóa. Các liên kết
đó gắn kết các hạt khoáng chất trong đất lại và làm cho đất trở nên cứng hơn. Cần
chú ý kiểm tra lượng vôi đưa vào và kiểm định các đặc trưng cơ học của cột. Sau
khi thi công sẽ được các cột có đường kính nhất định, cải thiện được độ ổn định và
giảm nhỏ độ lún, tăng sức chịu tải của nền 34 lần. Kỹ thuật này ít phổ biến khi xử
lý trên diện rộng và yêu cầu phải có đơn vị thi công chuyên nghiệp. [12]
1.2.2.4. Phương pháp trụ đất xi măng
Trụ đất xi măng là trụ tròn bằng hỗn hợp đất - xi măng, hay đất - vữa xi măng
được chế tạo bằng cách trộn cơ học xi măng hoặc vữa xi măng với đất tại chỗ. Quá

trình trộn có thể là trộn khơ hoặc trộn ướt. Trộn khơ là quá trình xáo tơi đất bằng cơ
học tại hiện trường và trộn bột xi măng khơ với đất, có hoặc khơng có phụ gia. Trộn
ướt là q trình xáo tơi đất bằng cơ học tại hiện trường và trộn vữa xi măng gồm
nước, xi măng, có hoặc khơng có phụ gia với đất. Khi gia cố trụ, hiện tượng nổi trội
chính là sự phân bố lại ứng suất trong hệ thống trụ-đất theo thời gian. Ngay khi tác
động, tải trọng được chịu bởi áp lực nước lỗ rỗng dư. Trụ tăng độ cứng theo thời


13
gian sẽ chịu dần tải trọng, giảm bớt tải trọng lên đất. Hệ quả là áp lực nước lỗ rỗng
dư trong đất yếu giảm nhanh. Phân bố lại ứng suất là nguyên nhân chính để giảm độ
lún và tăng tốc độ lún. [12]
Công nghệ Jet grouting: là công nghệ trộn ximăng với đất tại chỗ dưới sâu.
Trước tiên đưa cần khoan đến đáy cọc dự kiến thì dừng lại và bắt đầu vữa bơm vữa
ximăng phụt ra thành tia ở đầu mũi khoan, vừa bơm vữa vừa xoay cần khoan rút
lên. Tia nước và vữa phun ra với áp suất cao (200 - 400 atm), vận tốc lớn ( 100
m/s) làm cho các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xói tơi ra, hịa trộn với vữa
phụt, sau đó đông cứng tạo thành một cọc (cột) đồng nhất. Theo lịch sử phát triển,
đã có 3 cơng nghệ S, D và T ra đời nhằm đạt được mục tiêu tạo cọc có đường kính
lớn hơn và chất lượng trộn đồng đều hơn.
- Công nghệ đơn pha (Công nghệ S)
- Công nghệ hai pha (Công nghệ D)
- Công nghệ ba pha (Cơng nghệ T)

Hình 1 - 9: Dây chuyền cơng nghệ thi cơng trụ đất xi măng đơn pha

Hình 1 - 10: Thi công hàng cọc xi măng đất


14

1.2.2.5. Phương pháp cột Balát (cột vật liệu rời)
Hệ thống cột balát đầm chặt được tạo
thành trong đất nhờ một đầm dùi chấn động
hoặc bằng cách hạ một ống rỗng rồi rót đá
balát vào và đầm chặt bằng chấn động tạo
thành các cột đá balát đường kính từ
60120cm. Các cột này có tác dụng như
các điểm tăng cường đất mềm, cải thiện độ
ổn định và giảm nhỏ độ lún.

Hình 1 - 11: Cột vật liệu rời

Do là vật liệu rời nên nó cũng có tác dụng thốt nước thẳng đứng. Có thể kiểm
tra các đặc trưng cơ học của cột bằng thiết bị xuyên và thí nghiệm gia tải trên cột.
Tuy nhiên phương pháp này chỉ hiệu quả với chiều dày xử lý không lớn hơn 15m và
giá thành tương đối cao. [12]
1.2.2.6. Phương pháp gia cố bằng năng lượng nổ
Dùng năng lượng nổ để gia cố nền đất yếu là một phương pháp được Viện Thiết
kế Bộ Giao thông Vận tải đưa vào sử dụng bắt đầu từ những năm chống chiến tranh
phá hoại của giặc Mỹ.
Nội dung của phương pháp này như sau: trong phạm vi bề mặt và chiều dày của
lớp đất yếu cần được gia cố sẽ bố trí các quả mìn dài theo mạng lưới tam giác đều.
Những giếng được năng lượng nổ tạo thành sẽ nén đất ra xung quanh. Kích thước
và khoảng cách giếng phải được tính tốn đủ đảm bảo nén đất đến độ chặt cần thiết.
Sức chịu tải của nền yếu tăng lên đơn thuần nhờ sức nổ ép làm cho các hạt đất sắp
xếp lại, sít vào nhau hơn và cũng có thể do tác dụng của q trình cố kết thấm của
các giếng cát lấp các giếng nổ. [12]
1.2.2.7. Phương pháp nén trước bằng tải trọng tĩnh
Đối với nền đất dưới cơng trình có tính nén lớn và biến dạng không đồng đều
như sét, sét pha cát ở trạng thái chảy hoặc cát nhỏ, cát nhỏ ở trạng thái bão hịa

nước, muốn nén chặt nó u cầu phải có tải trọng tác dụng thường xuyên trong thời
gian dài thì mới có hiệu quả. Trong nhiều trường hợp, nếu độ lớn dự tính rất lớn,


15
vượt quá những chỉ dẫn cho phép trong quy phạm, để đảm bảo cho cơng trình có thể
sử dụng được ngay sau khi thi cơng thì một trong những biện pháp hay dùng là nén
trước bằng tải trọng tĩnh.
Tác dụng của biện pháp này là làm cho nền đất được nén chặt một phần, độ ẩm
và biến dạng của đất giảm đi và khả năng chịu lực của đất nền tăng lên. [12]
1.2.3. Nhóm phương pháp nhằm truyền tải trọng cơng trình xuống lớp đất chịu
lực tốt hơn
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.
Móng cọc là móng sâu và đắt hơn móng nơng, việc dùng móng cọc là cần thiết
bảo đảm cơng trình được an toàn trong các trường hợp sau:
1) Khi lớp đất nằm trên ép co lớn và quá yếu để chống đỡ tải trọng của kết cấu
phía trên, cọc được dùng để truyền tải trọng tới lớp đá gốc hay lớp đất cứng nằm
dưới hoặc tới các lớp đất ở xung quanh cọc nhờ sức kháng ma sát ở mặt danh giới
đất cọc.
2) Khi chịu các tải trọng nằm ngang, móng cọc có thể chống uốn khi đang
chống đỡ tải trọng thẳng đứng của cơng trình. Trường hợp này xảy ra khi thiết kế
xây dựng các cơng trình chắn đất và móng các nhà cao tầng chịu lực gió hay động
đất.
3) Cơng trình xây dựng trên đất trương nở hay sụt lở có khả năng thay đổi thể
tích khi độ ẩm thay đổi, áp lực trương nở có thể rất cao nên dùng móng nơng thì rất
khơng an tồn, phải thay bằng móng cọc với độ sâu cọc ở dưới đới xảy ra co ngót
và trương nở.
4) Các móng ở dưới mực nước ngầm chịu lực đẩy ngược của nước ngầm, cọc

được dùng để chống lại lực đẩy ngược này.
5) Các trụ cầu thường xây dưng trên móng cọc để tránh khả năng tổn thất sức
chịu tải do đất ở mặt đất bị xâm thực.
Tuy nhiên, cũng cần chú ý rằng khơng phải lúc nào dùng móng cọc cũng mang


16
lại hiệu quả tốt, mà ngược lại có khi vì ứng dụng khơng đúng chỗ có thể gây lãng
phí và nguy hiểm đối với cơng trình. Chẳng hạn, lớp đất bên trên tương đối tốt, còn
bên dưới là lớp đất yếu thì khi đóng cọc xuống, lớp đất bên trên sẽ bị phá hoại, còn
lớp đất bên dưới sẽ sinh ra biến dạng phụ thêm gây nên nguy hiểm đối với điều kiện
làm việc của cơng trình.
Dưới đây giới thiệu một số loại cọc chủ yếu thường dùng trong thiết kế hiện
nay.
1.2.3.1. Cọc bê tông cốt thép
Cọc bê tông cốt thép là loại cọc dùng phổ biến trong việc xây dựng các cơng
trình trên nền đất yếu. Loại cọc này có khả năng tiếp thu được tải trọng lớn từ cơng
trình, mỗi cọc có thể chịu được tải trọng 250300 tấn. Cọc thường được cấu tạo tiết
diện trịn, vng, tam giác hoặc đa giác. Để tăng tính kinh tế, giảm bớt lượng xi
măng, thép và dễ dàng hơn trong vận chuyển, thay vì cọc đặc như trước đây người
ta thường chế tạo những cọc rỗng. Với những cọc có chiều dài lớn người ta thường
dùng loại cọc bê tông cốt thép ứng lực trước để tăng cường khả năng chịu lực của
cọc.

Hình 1 - 12: Đê biển New Orleans surge – Mỹ (cọc BTLT DƯL D1500)
1.2.3.2. Cọc nhồi
Cọc nhồi là loại cọc được chế tạo hạ xuống đất ngay tại chỗ bằng cách khoan
đào sẵn trong đất những lỗ cọc, đặt cốt thép sau đó đổ bê tơng nhồi đầy lỗ cọc. Để
cho lỗ cọc không bị sụt nở, người ta thường dùng ống vách bằng thép kết hợp với