Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường dẫn vào cầu trên nền đất yếu địa bàn huyện tân thạnh tỉnh long an

i

M CL C

M C L C ................................................................................................................... i
DANH M C HÌNH NH ..........................................................................................v
DANH M C B NG TÍNH .................................................................................... viii
DANH M C B NG VI T T T .............................................................................. ix
PH N M

U .........................................................................................................1

1. Tính c p thi t c a đ tài ..........................................................................................1
2. M c tiêu nghiên c u c a đ tài ...............................................................................2
3. Cách ti p c n vƠ ph

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

4. K t qu d ki n đ t đ
CH

c ........................................................................................3

σG 1. T NG QUAN V

D N VÀO C U TRÊN N σ

CÁC PH

σG PHÁP X

t y u và các v n đ liên quan đ n n n đ

1.2.1. Các y u t

nh h

NG

T Y U ..................................................................4

1.1. Hi n tr ng khai thác t i khu v c n i ti p gi a c u vƠ đ
1.β.

Lụ LÚσ

ng đ n n n đ

ng d n........................4

ng d n vào c u trên đ t y u ..........6

ng d n vào c u trên đ t y u ...................6

1.β.β. σguyên nhơn gơy ra đ lún l ch ....................................................................9
1.2.2.1. M t đ

ng

v trí b n quá đ thi công kém ...........................................9

1.2.2.2. Lo i m c u và lo i móng ch ng đ .......................................................9
1.β.β.γ. Do đ t đ p .............................................................................................17
1.2.2.4. Do chuy n v th ng đ ng và chuy n v ngang c a móng trên n n đ t .18
1.β.β.5. Thoát n

c kém ....................................................................................20

1.3. M t s bi n pháp gi m đ lún l ch c a đ

ng d n đ u c u ..............................20

1.3.1. Các bi n pháp gi m đ lún c a l p đ t đ p .................................................21
1.3.1.1. L a ch n đ t đ p và tiêu chu n đ m ch t .............................................21
1.3.1.2. S d ng v i đ a k thu t sau t
1.3.1.3. S d ng đ t đ p có tr ng l

ng ch n ..............................................21

ng nh .....................................................22

1.3.1.4. S d ng b n quá đ b ng bê tông c t thép ...........................................23


ii

1.γ.β. Các ph

ng pháp c i t o n n đ t y u ..........................................................23

1.3.2.1. Bi n pháp thay th đ t y u ....................................................................24

1.3.2.2. Bi n pháp c h c và hóa h c ................................................................24
1.3.2.3. Bi n pháp gia t i tr

c ..........................................................................24

1.3.2.4. Bi n pháp s d ng c c ch ng đ ..........................................................25
1.4. Nh n xét .............................................................................................................26
1.5. K t lu n Ch
CH

ng 1 .............................................................................................27

σG β. C S LÝ THUY T C A PH
NG D σ

σG PHÁP X

LÝ N σ

TY U

U C U .......................................................................................28

2.1. Gi i thi u chung .................................................................................................28
2.1.1. S d ng sàn gi m t i bê tông c t thép trên h c c bê tông c t thép ...........28
2.1.2. S d ng c c bê tông c t thép ti t di n nh k t h p v i đ a k thu t...........29
2.1.3. S d ng b c th m ........................................................................................30
2.1.4. Gi ng cát ......................................................................................................33
2.1.5. S d ng c c xi m ng đ t .............................................................................34
2.1.5.1. Quá trình nén ch t c h c .....................................................................35

2.1.5.2. Quá trình c k t th m ............................................................................35
β.1.5.γ. Quá trình t ng c

ng đ c a c c gia c và s c kháng c t c a đ t n n .36

β.β. C s lý thuy t v tr xi m ng đ t thi công b ng công ngh khoan ph t v a xi
m ng áp l c cao.........................................................................................................37
β.γ. C s tính tốn tr xi m ng đ t ..........................................................................39
β.γ.1. Ph

ng pháp tính tốn theo tiêu chu n Châu Âu ........................................39

β.γ.1.1. Cách xác đ nh kho ng cách gi a các c c xi m ng đ t ..........................39
2.3.1.2. Ki m tra theo v t li u c c .....................................................................40
2.3.1.3. Ki m tra theo đ t n n ............................................................................40
2.3.1.4. Ki m tra s c ch u t i c a nhóm c c đ n ...............................................41
β.γ.1.5.

lún c a kh i thân c c .......................................................................41

β.γ.1.6.

lún c a đ t d

β.γ.β. Ph

i m i c c .................................................................43

ng pháp tính tốn theo quy trình σh t B n .........................................43

iii

2.3.2.1. S c ch u t i c a c c xi m ng đ t theo v t li u ......................................43
2.3.2.2. S c ch u t i c a c c xi m ng đ t theo đ t n n ......................................44
β.γ.β.γ. Tính đ lún c a n n đ t gia c ..............................................................44
β.γ.γ. Ph

ng pháp tính tốn theo quy trình Trung Qu c .....................................45

2.3.3.1. S c ch u t i c a kh i gia c ..................................................................46
β.γ.γ.β.
β.γ.4. Ph

lún c a n n đ t gia c ......................................................................46
ng pháp tính tốn theo tiêu chu n Vi t Nam ậ Tính tốn n n gia c theo

bi n d ng ................................................................................................................47
2.3.5. T ng h p b n ph

ng pháp tính toán .........................................................48

β.γ.6. ánh giá các tiêu chu n ...............................................................................49
2.4. Kh n ng ng d ng th c t ................................................................................50
2.5. Nh n xét .............................................................................................................51
2.6. K t lu n Ch
CH

ng β .............................................................................................52

σG γ. σGHIểσ C U BI N PHÁP C C TI P C σ

X LÝ LÚN L CH

NG D N VÀO C U, ÁP D NG CHO C U CÀ NHÍP LONG AN .............53
γ.1. σguyên lỦ c b n c a ph

ng pháp c c ti p c n ..............................................53

γ.1.1. Tính toán đ lún c a n n thiên nhiên d
γ.1.β. Xác đ nh chi u dài c n thi t đ

in nđ

ng ................................56

ng d n vào c u .........................................56

3.1.3. Gi i pháp x lý lún l ch t i v trí ti p giáp gi a đ

ng d n và m c u ......58

3.2. T ng quan v đ a hình t nh Long An và khu v c c u Cà Nhíp .........................60
γ.β.1. i u ki n đ a ch t khu v c c u Cà Nhíp .....................................................62
3.2.2. Yêu c u thi t k ...........................................................................................64
3.3. Gi i thi u ph n m m Plaxis ...............................................................................65
3.3.1. Ph n t k t c u.............................................................................................68
3.3.2. Ph n t đ t ...................................................................................................68
3.3.3. Ph n t ti p xúc ...........................................................................................68
3.3.4. Các d ng mơ hình n n .................................................................................69

3.3.5. Mơ hình n n đƠn d o lỦ t

ng .....................................................................69

γ.4. Phơn tích vƠ tính tốn đ i v i n n đ

ng d n vào c u ......................................70


iv

3.4.1. Phân tích và tính tốn khi n n đ t đ p ch a x lý .......................................70
3.4.2. Phân tích bài toán sau khi x lý b ng c c xi m ng đ t ...............................79
3.4.2.1. Các thông s s b c c xi m ng đ t ......................................................79
3.4.2.2. Ki m tra tính n đ nh và bi n d ng c a c a đ

ng d n........................81

3.4.3. Phân tích bài toán khi s d ng c c xi m ng đ t k t h p b n gi m t i ........86
γ.4.γ.1. Tr

ng h p có b n gi m t i b ng đ t tr n xi m ng đ t trên đ u c c ...86

γ.4.γ.β. Tr

ng h p có b n gi m t i b ng v i đ a k thu t đ t trên đ u c c .....90

3.4.4. T ng h p, nh n xét γ ph
3.7. K t lu n Ch

ng pháp x lý....................................................93

ng γ .............................................................................................94

K T LU N VÀ KI N NGH ...................................................................................95
1. K t qu đ t đ

c ...................................................................................................95

2. H n ch , t n t i .....................................................................................................96
γ. H

ng nghiên c u, đ xu t ...................................................................................97

TÀI LI U THAM KH O .........................................................................................98


v

DANH M C HÌNH NH

Hình 1.1: Lún ch ti p giáp gi a c u và đ
Hình 1.2: Lún và lún không đ u đo n đ

ng t i c u v

ng đ u c u trên QL1 ...............................5

Hình 1.3: S h a các nguyên nhân gây đ lún đ
nguyên nhân c th d n đ n đ lún, đ

t Nguy n H u C nh .....5

c ch ra

ng d n đ u c u (A, B, C, D là
B ng 1.1) ....................................7

Hình 1.4: M d ng đóng [22] ..................................................................................10
Hình 1.5: M d ng s khai [22] ...............................................................................10
Hình 1.6: M d ng tràn qua [22] .............................................................................11
Hình 1.7: M liên t c [22] .......................................................................................11
Hình 1.8: M bán liên t c [22] ................................................................................11
Hình 1.9: M khơng liên t c [22] .............................................................................11
Hình 1.10 (a):

ng cong e, ’ đ i v i đ t quá c k t ..........................................13

Hình 1.10 (b):

ng cong e, ’ đ i v i đ t c k t thông th

Hình 1.11: D ch chuy n ngang c a t

ng...........................14

ng cánh m c u do áp l c đ t....................15

Hình 1.12: Vùng áp l c đ y ch đ ng xác đ nh b ng m t phá ho i g n đúng ........16
Hình 1.13: Phá ho i tr

t ........................................................................................16

Hình 1.14: Phá ho i l t ............................................................................................16
Hình 1.15: Phá ho i v s c ch u t i .........................................................................17
Hình 1.16: N n đ t y u b ép ngang .........................................................................18
Hình 1.17: C k t c a n n đ t do tr ng l
Hình 1.18: S h a m t n đính tr

ng đ t đ p ...........................................19

t sâu .................................................................19

Hình 1.19: V i đ a k thu t [22] ..............................................................................22
Hình 1.20: Kh i EPS (R-Control 2005) [22] ...........................................................23
Hình 1.21: M t thi t k s d ng EPS nh đ t đ p [22] ..........................................23
Hình 1.22: S d ng b c th m và gi ng cát t i các đ

ng đ u c u

Hình 1.23: Sàn bê tơng c t thép trên h móng c c trên

Vi t Nam ......25

i l Võ V n Ki t ...........26

Hình 2.1: Sàn gi m t i bê tông c t thép trên h móng c c sau m ..........................28


vi

Hình 2.2: S d ng gi i pháp k t h p gi a v i đ a k thu t và h móng c c ...........30
Hình 2.3: M t b ng thi cơng b c th m ....................................................................32
Hình 2.4: Máy thi cơng gi ng cát .............................................................................34
Hình 2.5: S đ thi cơng tr n

t ............................................................................38

Hình 2.6: Thi t b thi cơng theo cơng ngh tr n

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

Hình 2.7: Phân chia t i tr ng tác d ng lên c c và đ t n n .....................................42
Hình 3.1: B trí c c v i chi u dài thay đ i

v trí đ u c u ....................................55

Hình 3.2: Trình t thi cơng CXM theo ph

ng pháp c c ti p c n [20] ...............57

Hình 3.3: Mơ hình hóa c c xi m ng đ t có b n gi m t i phía trên đ nh c c ..........59
Hình 3.4: M i quan h gi a tham s c, d và t s kho ng cách gi a các c c .........60
Hình 3.5: Hình ch p c u Cà Nhíp t v tinh............................................................60
Hình 3.6: Hình nh c u Cà Nhíp..............................................................................61
Hình 3.7: C t d c đ a ch t t i khu v c c u Cà Nhíp [9] .........................................62
Hình 3.8: Ki m tốn n đ nh tr

c khi đ p .............................................................71

Hình 3.9: L

i chuy n v khi ch a có bi n pháp x lý n n......................................74

Hình 3.10:

ng su t có hi u trung bình c a đ t khi ch a x lý ..............................75

Hình 3.11: Bi u đ phân b áp l c n

c l r ng khi ch a x lý.............................76

Hình 3.12: H s an tồn c a n n khi ch a x lý, FS = 1,783 ................................77
Hình 3.13:

lún t ng c ng khi ch a x lý S = Uy = 0,771m ...............................78

Hình 3.14: Mơ hình tính tốn c c xi m ng đ t ........................................................79
Hình 3.15: T ng chuy n v c a n n đã x lý b ng CXM ......................................81
Hình 3.16:

ng su t có hi u trung bình có x lý CXM .........................................82

Hình 3.17: Bi u đ áp l c n

c l r ng có x lý CXM .........................................83

Hình 3.18: H s an tồn có x lý CXM , Fs = 2,252 ............................................84
Hình 3.19:

lún c a n n đ t sau khi x lý CXM , S =13cm ...............................85

Hình 3.20: T ng chuy n v khi có b n đ t trên đ u c c xi m ng đ t ......................87
Hình 3.21: H s an tồn khi có b n đ t trên đ u c c, F S = 2,75 ...........................88
Hình 3.22:

lún c a n n đ t khi có b n đ t trên đ u c c, S = 0,046m................89

Hình 3.23: T ng chuy n v khi có v i đ a k thu t đ t trên đ u c c........................90


vii

Hình 3.24: H s an tồn khi có v i đ a k thu t đ t trên đ u c c, F S = 2,457.......91
Hình 3.25:

lún c a n n đ t có v i đ a k thu t đ t trên đ u c c, S = 0,12m.....92


viii

DANH M C B NG TÍNH

B ng 1.1: Nguyên nhân gây đ lún đ

ng d n đ u c u ............................................7

B ng 1.2: M t s bi n pháp gi m đ lún l ch đ u c u ............................................20
B ng 2.1: T ng h p 4 ph
B ng 2.2:

u, nh

ng pháp tính tốn CXM .............................................48

c đi m c a 4 ph

ng pháp tính tốn CXM ............................49

B ng 3.1: M t vài bi n pháp thi công n n đ t y u và đ u c u

Nh t B n .............54

B ng 3.2: Ch tiêu c lý c a các l p đ t đ u c u Cà Nhíp ......................................63
B ng 3.3: Các thơng s đ u vào c a các l p đ t trong Plaxis ................................72
B ng 3.4: Các giai đo n tính tốn ...........................................................................73
B ng 3.5: Th ng kê h s

n đ nh và đ lún tr

ng h p ch a x lý .......................78

B ng 3.6: Các thông s đ u vào c a c c xi m ng đ t .............................................80
B ng 3.7: Th ng kê h s

n đ nh và đ lún khi x lý b ng c c xi m ng đ t ..........86

B ng 3.8: K t qu tính tốn CXM k t h p b n m m (đ t tr n xi m ng)...............89
B ng 3.9: K t qu tính tốn CXM k t h p b n m m (v i đ a k thu t) ................92
B ng 3.10: Th ng kê hi u qu x lý n n b ng các ph

ng pháp khác nhau ...........93


ix

DANH M C B NG VI T T T

BSCL

ng b ng sông C u Long

KT

a k thu t

BTCT

Bê tông c t thép

XM

Xi m ng đ t

CXM

C c xi m ng đ t

SPT

Thí nghi m xuyên đ ng

TCVN

Tiêu chu n Vi t Nam

TCN

Tiêu chu n ngành

MNN

M cn

PTHH

Ph n t h u h n

N/X

σ

c ng m

c/Xi m ng


1

PH N M

U

1. Tính c p thi t c a đ tài
Huy n Tân Th nh n m

phía B c c a t nh Long An v i di n tích t nhiên

42.578 ha, cách thành ph Tân An 45 km v phía B c theo Qu c l 62. M t khác
huy n Tân Th nh n m

vùng sâu c a

ng Tháp M

i, hƠng n m ch u nh h

ng

n ng n c a l l t. S hình thành và phát tri n kinh t - xã h i c a Tân Th nh g n
li n v i q trình khai thác đ t hoang hóa, di dân xây d ng vùng kinh t m i
Tháp M

ng

i.

Tân Th nh có Qu c l 62 và Qu c l N2 ch y qua, là các tr c giao thông vô
cùng quan tr ng trong vi c xây d ng kinh t k t h p v i c ng c qu c phòng, m t
khác h th ng giao thông th y r t thu n l i cho vi c v n chuy n vƠ l u thơng hƠng

hóa v i thành ph Tân An và thành ph H Chí Minh. Ng p và l lƠ quy lu t th
niên c a đ ng b ng sông C u Long, trong đó Tơn Th nh đ
nh ng huy n ch u nh h
N m trong ch

ch

c x p vào m t trong

ng n ng nh t.

ng trình khai thác vùng

c s h t ng ngƠy cƠng đ
đ

ng

ng Tháp M

i c a Chính ph nên

c c i thi n, đ i s ng v t ch t và tinh th n c a ng

c nơng cao đáng k . Trong đó vi c xây d ng c s h t ng, m đ
ng trình kiên c hóa tr

i dân

ng giao thơng,

ng l p góp ph n khơng nh thay đ i b m t nông thôn

ngày nay, hi n nay v i mơ hình xây d ng nơng thơn m i thì vi c đ u t c s h t ng,
các tiêu chí v giao thơng, y t và giáo d c đ

c đ u t m nh m .

Tuy nhiên, h u h t vùng đ t nƠy đ u lƠ đ t y u, s c ch u t i th p nên nh ng v n
đ liên quan t i n đ nh, bi n d ng c a n n đ t là nh ng đi u c n đ
tr

c quan tâm

c tiên. Do nh ng thi u sót trong cơng tác kh o sát, thi t k ho c thi công d n đ n

n nđ

ng th

ng xuyên b h h ng ngay trong giai đo n thi công và sau khi xây

d ng cơng trình ho c đư đ a vƠo s d ng. Hi n nay, hi n t
đ u c u g n nh xu t hi n

ng lún l ch đ

ng d n

h u h t các công trình c u trên n n đ t y u trên ph m vi

tồn qu c, và các cơng trình c u t i huy n Tân Th nh c ng khơng tránh kh i tr
h p đó.

ng


2

Th c tr ng trong th i gian qua cho th y, các đ
huy n Tân Th nh v a đ

ng d n đ u c u trên đ a bàn

c hoƠn thƠnh vƠ đ a vƠo khai thác s d ng m t th i gian

thì đư xu t hi n tình tr ng lún l ch t i các v trí ti p giáp gi a đ

ng d n và m c u,

lƠm cho xe khi l u thông v i t c đ cao ngang qua các v trí này s b xóc m nh.
xóc này nh h

ng tr c ti p đ n v n đ an toƠn vƠ tơm lỦ cho ng

i lái và hành khách

trên xe, ngồi ra nó cịn là ngun nhân d n đ n tai n n b t ng n u không gi m t c
đ khi l u thông qua v trí này. M c đ nguy hi m tùy thu c vƠo đ lún l ch nhi u
hay ít t i m i v trí ti p giáp. Vi c x lý h u qu do lún l ch này r t ph c t p, t n kém

và th c hi n trong th i gian dài.
n

c ta hi n nay v n ch a có nghiên c u kh o sát c th đ đánh giá m c đ

t n th t do v n đ nƠy gơy ra. ư có nh ng nghiên c u, đ a ra gi i pháp x lý, song
v n ch a kh c ph c đ

c v n đ này m t cách tri t đ . Do đó đ tài “Nghiên c u

gi i pháp x lý n n đ

ng d n vào c u trên n n đ t y u đ a bàn huy n Tân Th nh

t nh Long An” là c p thi t, có Ủ ngh a khoa h c và th c ti n.
2. M c tiêu nghiên c u c a đ tài
Trên c s nghiên c u đi u ki n đ a ch t, đ a m o và kh n ng ng d ng công
ngh x lý n n đ t t lý thuy t vào th c ti n, đ ra gi i pháp x lý n n đ t đ p đo n
đ

ng d n vào c u khu v c huy n Tân Th nh đ m b o kinh t và k thu t.
M c tiêu chính c a đ tài là ng d ng c c xi m ng đ t b ng ph

ti p c n đ x lý đ

ng d n vào c u Cà Nhíp huy n Tân Th nh.

3. Cách ti p c n vƠ ph

ng pháp nghiên c u

T ng h p, k th a các k t qu nghiên c u t tr
n n đ t y u và x lý lún l ch gi a m c u vƠ đ
S d ng t ng h p các ph
Ph

ng pháp c c

ng pháp: Ph

c đ n nay trong l nh v c x lý

ng d n vào c u.
ng pháp đi u tra, thu th p s li u;

ng pháp th ng kê và phân tích s li u; Nghiên c u c s lý thuy t các mơ hình

đ t; Ph

ng pháp x lý và ph ng đoán; S d ng ph n m m phơn tích đ a k thu t đ

phân tích n đ nh và bi n d ng c a n n đ

ng vào c u đư đ

c x lý.


3

4. K t qu d ki n đ t đ

c

ánh giá hi n tr ng và kh n ng ch u t i c a đ t n n trên đ a bàn huy n Tân
Th nh t nh Long An.
Xác đ nh chi u dƠi đo n đ

ng d n c n thi t đ gia c , chi u sâu c n gia c ,

gi i pháp thi cơng cho cơng trình.
Tính tốn đi n hình:

ng d ng x lỦ đ

huy n Tân Th nh t nh Long An.

ng d n vào c u CƠ σhíp trên đ a bàn


4

CH
NG 1. T NG QUAN V CÁC PH
NG PHÁP X
LÝ LÚN
NG D N VÀO C U TRÊN N N
TY U

1.1. Hi n tr ng khai thác t i khu v c n i ti p gi a c u và đ

Lún t i v trí ti p giáp gi a c u vƠ đ
cao đ c a m t đ

ng đ

ng d n

c đ nh ngh a lƠ s khác nhau v

ng t i b n m t c u do lún không đ u c a n n đ

ng và m c u.

V n đ lún này gây ra m t an toƠn cho lái xe, lƠm cho giao thơng khơng đ

c êm

thu n.
ư có nhi u đ tƠi trong n
k t qu cho th y s c trên đ

c vƠ ngoƠi n

c nghiên c u v lún đ

ng đ u c u,

c hình thành b i nhi u nguyên nhân, t giai đo n kh o

sát, thi t k , thi công đ n qu n lý khai thác cơng trình.

M c dù, các gi i pháp thi t k đ a ra v vùng n i ti p gi a c u vƠ đ

ng d n

đư có r t nhi u ti n b . Song, th c t trong quá trình khai thác các khu v c đ u c u
n

c ta cho th y sau m t th i gian ng n thì các h h ng đ

ng đ u c u v n th

ng

xuyên b xu t hi n (nh lún theo th i gian, nhi u v trí x y ra lún khơng đ u, m t
đ

ng khai thác b h h ng do s chênh l ch lún gi a các khu v c...).
Nhi u cơng trình c u đ

có hi n t

ng lún

đ

ng b hi n nay ph n n i ti p gi a c u vƠ đ

ng đ u c u, gây n t

ng th

ng

ph n ti p giáp, xe ch y không êm thu n

do đ c ng ngay t i v trí ti p giáp gi a c u vƠ đ

ng d n chênh l ch khá l n. Vi c x

lý n n đ

ng t i v trí nƠy th

gãy.

ng đ p ch a t t d n đ n k t c u áo đ

thành ph H Chí Minh, cơng trình đ

sau khi thi cơng đ a vƠo khai thác, hi n t
trình đ

ng d n vào c u v

ng hay b n t

t Nguy n H u C nh

ng lún xu t hi n vƠ kéo dƠi.

c bi t, công

ng h m chui V n Thánh sau khi cho l u thông, đ lún b t đ u gia t ng t cu i

tháng 11/β001 đ n 4/β00β, đ lún đo đ

c lƠ 1,1m.

n v thi công đư cho bù lún b ng

bê tông nh a nh ng đ lún v n còn ti p di n nh ng t c đ ch m h n.


5

Hình 1.1: Lún ch ti p giáp gi a c u và đ

ng t i c u v

Hình 1.2: Lún và lún không đ u đo n đ

t Nguy n H u C nh

ng đ u c u trên QL1

C u V n Thánh β, đ a vƠo s d ng tháng β/β00β, đ n tháng 4/β00β đ

ng đ u

c u đư b t đ u lún, sau đó lƠ lún v i t c đ cao, k t qu quan tr c t chu k 1 đ n chu

k 1β (β4/γ/β006 đ n 25/6/2007) cho th y đ

ng đ u c u phía qu n 1 lún kho ng

15cm/n m, phía qu n Bình Th nh lún kho ng γ7cm/n m.
Riêng v m ng thi t k , trong th i gian qua các nhà thi t k c u Vi t σam đư
g p ph i m t s v

ng m c sau:

- Thi u các ch d n, ràng bu c trong thi t k :

ng d n vào c u là h ng m c

cơng trình đ c bi t, c n có nh ng quy đ nh riêng bi t. Tuy nhiên, các tiêu chu n thi t
k c uđ

ng th i gian qua không có nh ng đi u kho n c n thi t v h ng m c này,

vì v y các thi t k th

ng mang tính sao chép, đ i chi u l n nhau ch không tuân

theo m t ràng bu c k thu t c th . Hi n nay, B Giao thông V n t i đư ban hƠnh
quy đ nh t m th i v gi i pháp k thu t công ngh đ i v i đo n đ
gi a đ

ng và c u (c ng) trên đ

ng ô tô.

ng chuy n ti p


6

- S d ng gi i pháp thi t k không phù h p: Th ng kê hi n nay có kho ng 65%
khu v c

cơng trình c u

BSCL s d ng gi i pháp b n quá đ và kho ng 19% s

d ng gi i pháp sàn gi m t i. Tuy nhiên, hai gi i pháp ph bi n trên có hi u qu khơng
cao. K t c u b n quá đ ch y u thi t k v i chi u dài b n ng n t 4m ÷ 6m, ch phù
h p cho nh ng cơng trình có đ a ch t t t, đ lún l ch gi a c u vƠ đ
nh . Sàn gi m t i đ

ng t

ng đ i

c thi t k nh m t cây c u chìm trong lịng đ t, mang 100% t i

tr ng, khơng lún trong su t quá trình khai thác ch a phù h p, đi m lún gãy c a cơng
trình không b tri t tiêu mà d ch chuy n t v trí sát m c u ra v trí cu i sàn gi m t i.
t y u và các v n đ liên quan đ n n n đ

1.2.

1.2.1. Các y u t

nh h

ng đ n n n đ

ng d n vào c u trên đ t y u

ng d n vào c u trên đ t y u

Nhi u nghiên c u trên th gi i đư ch ra, hi n t
c us đ

ng xe b n y lên

v trí đ u

c nh n th y khi đ lún l ch kho ng 1,3cm và tr thành v n đ khi đ lún

này kho ng 2,5 cm, và có th khá nghiêm tr ng gây m t êm thu n khi đ lún l ch
kho ng t 5cm ÷ 10cm.
Briaud (1997) ch ra r ng ít nh t 25 % (150.000) trong t ng s 600.000 c u
nh h

M b

ng b i đ lún l ch đ u c u [17]. Chi phí đ s a ch a hi n t

ng này

60 ÷ 187 tri u đơ la v i chi phí trung bình kho ng 100 tri u đô la/1 n m.
u tiên, ng
gi i quy t đ

i ta ngh r ng lún l ch đ u c u là m t v n đ khá đ n gi n có th

c b ng vi c c i ti n vi c đ m ch t đ t đ p sau m . Tuy nghiên, sau đó

nhi u nghiên c u nh n th y đơy lƠ m t v n đ ph c t p do s t

ng tác gi a đ t và

k t c u có nhi u bi n đ i. Nghiên c u đ u tiên đ c p đ n đ lún l ch nƠy đ
hi n t i M vƠo n m 1969. σh ng g n β0 n m sau (1985), ng
v n là m t v n đ ch a gi i quy t đ

c nguyên nhân c a lún l ch đ u c u, sau đơy

là 5 nhóm ngun nhân chính bao g m:
-M tđ

ng

v trí b n q đ thi cơng kém.

- Lo i m c u và lo i móng c u.
-

lún c a n n đ

-

lún c a n n đ t bên d

ng.
i.

i ta ch ra r ng đơy

c. Cho đ n nay, r t nhi u nghiên c u do Hi p

ng b M tài tr đư xác đ nh đ

h i

c th c


7

- Thoát n

c kém.

M t lo t các nguyên nhơn đ

c t ng h p chi ti t nh B ng 1.1 [17].

Hình 1.3: S h a các nguyên nhân gây đ lún đ
nguyên nhân c th d n đ n đ lún, đ

ng d n đ u c u (A, B, C, D là
c ch ra

B ng 1.1: Nguyên nhân gây đ lún đ
Nhóm
M t đ

ng

v trí

kém

A

B
C
A

móng c u

ng d n đ u c u

Nguyên nhân

b n quá đ thi công

Lo i m

B ng 1.1)

Bi n d ng c a m t đ
đ

ng m m làm cho m t

ng b v , b h n.

Phá ho i c a m t đ

ng bê tông xi m ng: n t

ngang, phá ho i t i v trí liên k t.
V trí khơng phù h p v i c p đ

ng.

nh m thi công kém
Do t i tr ng đ ng c a xe tác d ng vào m c u gây

c u và
B

chuy n v ngang c a m c u vƠ t ng t i táp l c
ngang c a n n đ t.


8

Chuy n v th ng đ ng c a móng (móng nơng và
C

móng sâu) trong quan h v i đ c ng c a n n
đ

D

ng.

Thi t k m c u hay t

ng cánh khơng đúng.

Q trình đ m ch t n n đ
A

Chuy n

v

B

ngang c a đ t đ p

D
v

th ng A

đ ng và chuy n v
ngang c a đ t d
n nđ

chu n, thi u s giám sát c a nhà th u, lo i đ t,
Th tích thay đ i c a đ t đ p do s thay đ i nhi t
đ vƠ thoát n

c (đ t s p l vƠ tr

ng n ).

Quá trình c k t sau khi xây d ng c a đ t dính do
C

Chuy n

do khơng gian h n ch , thi t b thi công không
hay chi u dƠy đ m ch t .

th ng

đ ng và chuy n v

ng khơng thích h p

i B

ng
C

tr ng l

ng n n đ

tr ng l

ng c a l p át phan.

Phá ho i c a đ t d

ng đ p, t i tr ng xe c , và
i chân c a b n quá đ .

N n đ t y u b ép ngang do ng su t th ng đ ng
(t i tr ng n n đ

ng).

Lún c k t (s c p và th c p) c a l p đ t b i,
sét, h u c do ng su t th ng đ ng.
M t n đ nh mái d c do s c ch u t i c a đ t nh .
Xói mịn c a mái d c t i v trí m c u gây d ch
chuy n c c b đ t đ p sau vƠ tr

A
Thoát n

c m c u.

ng

th i, làm cho các h t m n c a các l p v t li u thô
b m t đi d n đ n d ch chuy n c a đ t đ p theo s

c kém

di chuy n thành ph n h t m n.
B

M t n đ nh mái d c t i m c u do m c n
t ng lên.

c t nh


9

Các l p thốt n

c c a bê tơng m t đ

d n đ n gây phá ho i m t đ

C

m tđ

ng nh a.

ng d n vào c u đ p trên đ t y u là hi n t
Vi t Nam mà ngay c các qu c gia phát tri n.
Vi t σam đ lún l ch gi a c u vƠ đ

x y ra hi n t

ng bê tông và n t

G i sàn quá đ thi công kém.

D

c u

ng kém

ng ph bi n, không ch riêng t i

i m khác bi t là t i các cơng trình

ng có quy mơ l n h n, th i đi m b t đ u

ng lún l ch c ng s m h n.

1.2.2. Nguyên nhân gây ra đ lún l ch
1.2.2.1. M t đ
Ch t l

ng

v trí b n quá đ thi công kém

ng c a l p m t đ

tr n, các nhân t môi tr
c a l p bê tông m t đ
l ch, tuy nhiên nó có th

ng trên b n quá đ

ng, ch t l

nh h

ng b i thi t k c p ph i

ng v t li u và quá trình xây d ng. Ch t l

ng

ng không ph i là nguyên nhân quan tr ng nh t c a đ lún
nh h

Bi n d ng c a m t đ

ng đ n đ lún t ng th .

ng m m là do m t đ

ng m m b bi n d ng d o theo

th i gian và l p át phan là m t v t li u bi n d ng d o tùy thu c vào nhi t đ , tu i th ,
thoát n

c và l p áo đ

ng. Các đ lún nƠy lƠm cho đ

ng b v , b h n.

1.2.2.2. Lo i m c u và lo i móng ch ng đ
Lo i m c u và lo i móng ch ng đ
chuy n v ngang gi a m c u và l p m t đ

nh h

ng đ n chuy n b th ng đ ng và

ng t i b n quá đ .

a. Lo i m c u
M c u có th phân chia thành các lo i m nh m đóng, m s khai và m
d ng tràn qua.
M d ng đóng lƠ m gi l i toàn b chi u cao c a n n đ
t nh khơng bên d
phí th

i. M d ng đóng đ

c thi cơng tr

ng gi a ph n c u và

c khi thi công n n đ

ng đ t h n so v i các lo i m khác. S h a m t m d ng đóng nh

ng, chi
Hình 1.4.


10

Hình 1.4: M d ng đóng [22]
M d ng s khai hay m d ng tràn qua là m có m t ph n chi u cao gi l i m t
ph n c a n n đ
n nđ

ng và có t nón. M s khai đ

c xây d ng ngay sau khi xây d ng

ng. Lo i m này s r h n so v i m d ng đóng do áp l c đ t theo ph

ngang sau m s gi m đi. S h a m t m d ng s khai đ

ng

c th hi n nh Hình 1.5.

Hình 1.5: M d ng s khai [22]
M d ng tràn qua bao g m các tr kéo dài t c u đ n móng t i ph n phân tách.
M t mái d c đ

c đ t vào t đ nh c a n n đ

M d ng trƠn qua đ

ng qua các c t đ n đáy c a n n đ

c xây d ng t khi xây d ng n n đ

h n so v i m d ng đóng. Lo i m nƠy đ

c bi u di n nh

ng.

ng và có áp l c đ t nh
Hình 1.6.


11

Hình 1.6: M d ng tràn qua [22]
Các lo i m trên c ng có th phân chia thành m không liên t c, m bán liên
t c và m liên t c nh các Hình 1.7 đ n Hình 1.9.

Hình 1.7: M liên t c [22]

Hình 1.8: M bán liên t c [22]

Hình 1.9: M khơng liên t c [22]


12

M khơng liên t c có các khe co giãn gi a b n m t c u, m và b n quá đ (n u
có). Khe co giãn cho phép c u chuy n v t

ng đ i v i m . C n ph i duy trì s làm

vi c c a khe co giãn, tuy nhiên n u có rác tích t vào khe co giãn thì c u s không
đ

c cho phép giãn.
M liên t c đ i l p v i m không liên t c, b i vì chúng khơng có khe co giãn.

B n m t c u, m c u, b n quá đ (n u có) đ
nƠy th
c uđ

c liên k t ch t vào v i nhau. Các m

ng khá hi u qu trong quá trình xây d ng và b o d
c liên k t v i nhau, x y ra hi n t

ng. Tuy nhiên, m và

ng d ch chuy n ngang c a m do s thay

đ i nhi t đ gây ra. Do s chênh l ch nhi t đ gi a mùa đông vƠ mùa hè d n đ n k t
qu s co l i và giãn n c a bê tơng có th làm k t c u b phá ho iầ
M bán liên t c là lo i trung gian gi a 2 lo i m liên t c và m không liên t c.
b. Lo i móng ch ng đ cho c u
Lo i móng ch ng đ cho m c u có th phân chia ra làm móng nơng và móng
sâu. Móng nơng bao g m các lo i móng bê tông đ

c đ t tr c ti p lên trên đ t ho c

đá. Ph thu c vào lo i m c u, cao đ c a móng có th đ t trong n n đ

ng đ p (m

s khai) ho c trên n n đ t, đá (móng d ng đóng vƠ d ng tràn qua).
T i tr ng, mô men t m và t c u đ
l c đáy móng ph i đ

c truy n và phân b qua móng nơng. Áp

c ki m sốt v i s c ch u t i c a n n đ t bên d

i. N u s c

kháng c t c a đ t vƠ đá nh h n thì s phá ho i c t làm phá ho i đ t ng t. N u áp l c
đáy móng nh h n s c ch u t i cho phép, phá ho i đ t ng t không x y ra, tuy nhiên,
có th có đ lún.
chuy n v t

lún c a l p đ t bên d

ng đ i c a m đ

iđ

c phép x y ra tr

c d tính vƠ sau đó so sánh v i
c khi c u b phá ho i.

lún g m

3 lo i, lún t c th i, lún c k t s c p và lún c k t th c p.
lún t c th i hay g i là đ lún đƠn h i chuy n v c a đ t x y ra ngay sau khi
xây d ng cơng trình.

lún t c th i d a vào lý thuy t đƠn h i, x y ra v i ng su t

nh , bi n d ng hay đ lún tang tuy n tính v i t c đ ph thu c vào tính ch t đƠn h i
c a đ t: mô đun đƠn h i (E) và h s Pốt xơng ( ).
thành ph n chính c a đ lún t ng.

i v i đ t r i, đ lún đƠn h i là

i v i đ t dính, nh sét vƠ b i, c k t s k t và

c k t th c p đóng góp vƠo thƠnh ph n c a đ lún t ng.


13

Thành ph n c k t s c p lƠ đ lún gi a các thành ph n h t đ t mà x y ra khi
áp l c n

c l r ng t các biên thốt n

c, do đó k t qu lƠm gia t ng ng su t có

hi u theo th i gian. S tiêu tán áp l c n

c l r ng là nguyên nhân gây ra s thay đ i

th tích c a đ t (b i vì n

c thốt ra) do đó gơy ra đ lún c k t.

lún c k t đ

c

tính tốn b ng xác đ nh s thay đ i h s r ng, mà nó ph thu c vào ng su t có hi u
c a đ t t i m i đ sâu, h s nén, ch s nén l i, và l ch s
nh m xác đ nh đ t c k t bình th
Tr

ng h p đ t quá c k t đ

ng su t. L ch s

ng su t

ng hay quá c k t.
c th hi n trong Hình 1.10 (a) [18], n u ng su t

th ng đ ng tác d ng nh h n áp l c ti n c k t, đ lún s nh do đ d c c a ph n
nén l i là nh (ch s nén l i nh ). N u n n đ t là c k t bình th
gi ch u m t giá tr
tr

ng su t t ng thêm b ng v i ng su t có hi u hi n t i. Trong

ng h p nƠy đ lún c k t s c p c a n n đ t s l n h n vƠ đ

1.10 (b) [18], b i vì đ d c c a đ

c ch ra nh

ng nén l i (Cr).

Đường nén lại, Cr

e

Đường nén nguyên sơ, Cc



'

Hình 1.10 (a):

Hình

ng nén nguyên s (Cc) d c h n so v i đ d c c a

Hệ số rỗng, e

đ

ng, đ t ch a bao

'

'c

(log ')

ng cong e, ’ đ i v i đ t quá c k t


14

Đường nén nguyên sơ, Cc

Hệ số rỗng, e

e



'

Hình 1.10 (b):

'

(log ')

ng cong e, ’ đ i v i đ t c k t thông th

ng

T c đ lún c k t ph thu c vào chi u dày c a l p đ t dính, h s th m vƠ đi u
ki n thoát n

c (thoát n

c m t chi u hay hai chi u). M t l p đ t dính thốt n

hai chi u s có t c đ lún nhanh h n trong tr
nh ng thoát n

c 1 chi u (g p 4 l n).

ng h p m t l p đ t có cùng chi u dày

lún c k t th c p b t đ u t i cu i giai đo n

lún c k t s c p và nguyên nhân do có s tr
c a các h t đ t d

c

t c a các h t đ t hay s s p x p l i

i đi u ki n ng su t có hi u khơng đ i.

i v i đ t không ch a

h u c , đ lún c k t th c p có giá tr nh . Trong đ t h u c , đ lún c k t th c p
s có th quan tr ng h n đ lún c k t s c p, đ c bi t khi k t c u có th i gian ph c
v lâu dài.
Khi đ lún t c th i, đ lún c k t s c p vƠ đ lún c k t th c p đ
theo tr ng thái gi i h n s d ng c a c u. N u d đốn chính xác, ng

c tính tốn
i thi t k có

th dùng móng nơng và có th xem xét vi c đ lún đư d đoán. N u đ lún và t c đ
lún d đốn khơng chính xác s làm xu t hi n đ lún l ch gi a c u vƠ đ

ng d n.

Móng sâu g m móng c c đón, c c khoan nh i và các k t c u khác có th truy n
t i tr ng t k t c u c u xu ng l p đ t c ng bên d
ch ng đ

i. N u móng sâu là móng c c

c đ t vào l p đ t c ng hay đá thì đ lún có th khơng c n xem xét. N u k t

c u móng là móng c c ma sát thì đ lún có th x y ra nh ng nhìn chung khá nh (nh


15

h n β,5cm). Móng sơu có đ lún nh , đ lún t
th l n h n trong m t s tr

ng đ i gi a b n quá đ và m c u có

ng h p móng nơng. Nhi u chuyên gia cho r ng, đ lún

c ađ

ng d n s x y ra tr c ti p phía sau m c u, do t i tr ng đ ng tác d ng. Khi

hi n t

ng n y xe x y ra, t i tr ng tác d ng có th g p 4 ÷ 5 l n t i tr ng xe c đ

dùng trong thi t k . T c đ xe ch y c ng có th
Thi t k m c u vƠ t
chuy n v .

iv it

s c ch u t i, tr
t

nh h

c

ng đ n t i tr ng đ ng.

ng cánh không chu n c ng có th làm cho k t c u b

ng cánh ph i ki m toán c 3 lo i c ch phá ho i: Phá ho i v

t, l t. Vì d m c u và b n m t c u không n i v i t

ng cánh có th b phá ho i theo ph

ng cánh, do dó

ng ngang do ch u tác d ng c a áp l c đ t nh

ch ra trên Hình 1.11.

Hình 1.11: D ch chuy n ngang c a t
Hi n t

ng tr

ng cánh m c u do áp l c đ t

t ph ng có th x y ra khi s c kháng ma sát đáy móng vƠ l p đ t

ch u t i nh h n l c ngang gây ra b i áp l c đ t tác d ng lên t

ma sát ph thu c vào s c ch u t i c a n n đ t và tr ng l

ng cánh. S c kháng

ng c a t

Kh n ng l t hay xoay x y ra n u nó khơng đ tr ng l
bên trên chơn móng) đ ch ng l i l c ngang tác d ng vƠo t

ng (t

ng.
ng vƠ đ t đ p

ng cánh. Áp l c ngang

gây ra b i l p đ t hi n t i bên trong vùng áp l c đ t ch đ ng phía sau t
nƠy đ i di n cho đ t có th tr

t v phía tr

cc at

m t ph ng phá ho i. M t ph ng phá ho i có th đ
σg

ng vƠ đ

ng. Vùng

c đ nh ngh a b ng 1

c xác đ nh nh Hình 1.12 [18].

i thi t k nên chú ý các tham s c a đ t trong vùng này.


16

x

45°+/2

45°+/2

Z
C


v
h

H

Hình 1.12: Vùng áp l c đ y ch đ ng xác đ nh b ng m t phá ho i g n đúng
S c kháng l t ph thu c vào tr ng l
t

ng ch n. Do đó n u kích th

th t

ng ch n b l t ho c tr

ng c a k t c u và chi u dài c a ph n chân

c móng khơng đ l n ho c thi t k không chu n có
t do chuy n v ngang c a t

t đ p s di chuy n d c theo t

ng ch n.

ng, t o ra m t kho ng tr ng d

iđ

ng d n.

Hình 1.1γ đ n Hình 1.15 ch ra vi c mô t phá ho i do phá ho i bên ngoƠi nh tr
l t và m t s c ch u t i theo [18].

Hình 1.13: Phá ho i tr

t

Hình 1.14: Phá ho i l t

t,