Nghiên cứu giải pháp nền móng hợp lý cho công trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng tại khu lấn biển thị xã rạch giá

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

VƯƠNG MINH HOÀNG

ĐỀ TÀI:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NỀN MÓNG HP LÝ CHO
CÔNG TRÌNH NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5 TẦNG TẠI
KHU LẤN BIỂN THỊ XÃ RẠCH GIÁ

CHUYÊN NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
MÃ SỐ
: 31.10.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, 10/2006


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

°

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: TS. LÊ BÁ VINH

°

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: GS. TSKH LÊ BÁ LƯƠNG

°

Cán bộ chấm nhận xét 1:

°

Cán bộ chấm nhận xét 2:

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH,
ngày ………….tháng ………..năm 2006


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HÔI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
Tp. HCM, ngày

tháng

năm 2006

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên :
VƯƠNG MINH HOÀNG
Ngày tháng năm sinh :
30/08/1979

Chuyên ngành
:
CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

Phái : NAM
Nơi sinh : BẾN TRE
MSHV : 00903214

I.

TÊN ĐỀ TÀI :
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP NỀN MÓNG HP LÝ CHO CÔNG TRÌNH NHÀ DÂN DỤNG 3 ĐẾN 5
TẦNG TẠI KHU LẤN BIỂN THỊ XÃ RẠCH GIÁ
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG :
1. NHIỆM VỤ:
Nghiên cứu giải pháp nền móng hợp lý cho công trình nhà dân dụng 3 đến 5 tầng tại khu lấn biển Thị xã Rạch Giá
2. NỘI DUNG ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU:
PHẦN I: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
Chương 1.
Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp nền móng cho công trình lấn biển khu đô thị mới thị xã
Rạch Giá.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN
Chương 2.
Nghiên cứu về đất yếu ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long và khu lấn biển thị xã Rạch Giá.
Chương 3.
Nghiên cứu giải pháp cấu tạo nền móng hợp lý dưới công trình từ 3 đến 5 tầng trên đất yếu ở khu
lấn biển mở rộng Thị xã Rạch Giá
Chương 4.
Phương pháp tính toán ổn định và biến dạng nền đất yếu được gia cố bằng cọc đất – xi măng
Chương 5.

Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng về cọc đất – xi măng cho nền đất yếu khu vực lấn biển Thị xã
Rạch Giá
Chương 6.
Tính toán ứng dụng cho một công trình cụ thể.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Chương 7.
Các kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
:
16/01/2006
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
:
04/10/2006
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN
:
TS LÊ BÁ VINH
GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

TS LÊ BÁ VINH

GS.TSKH LÊ BÁ LƯƠNG

CHỦ NHIỆM NGÀNH

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương Luận văn thạc só đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH

Ngày……………….tháng………… năm 2006
TRƯỞNG KHOA


LỜI CẢM ƠN
Luận văn này được hoàn thành với sự giúp đỡ và sự hổ trợ to lớn của các giáo
sư, các thầy cô trong trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh, bằng cả tâm
huyết của mình đã truyền đạt, hướng dẫn những kiến thức khoa học, những kinh
nghiệm thực tế.
Xin chân thành cảm ơn thầy – GS. TSKH Lê Bá Lương, TS. Lê Bá Vinh đã
tận tình hướng dẫn em trong suốt quá trình thực hiện luận văn. Thầy đã hết lòng
giúp đỡ, khuyên bảo và tạo mọi điều kiện thuận lợi để em có thể hoàn thành
luận văn này.
Em xin chân thành cảm ơn thầy TS. Võ Phán cùng các thầy cô trong Bộ môn
Địa cơ – Nền Móng, trường Đại học Bách Khoa TP. Hồ Chí Minh đã tạo điều
kiện để em có thể thực hiện thí nghiệm trong phòng cũng như sự chia sẽ kinh
nghiệm q báu liên quan đến đề tài nghiên cứu.
Em xin cũng chân thành cảm ơn Ban giám đốc Ban quản lý dự án công trình
Lấn biển mở rộng thị xã Rạch Giá, tỉnh Kiên Giang đã hổ trợ các tài liệu cần
thiết cũng như giúp đỡ em thực hiện công tác lấy mẫu đất tại hiện trường.


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Ở các vùng đất yếu khu vực Đồng bằng sông Cửu Long, sự có mặt của lớp
trầm tích dày đã có hàng trăm năm tuổi là lớp sét yếu, dễ lún đã gây ra nhiều sự

cố cho các công trình. Đặc biệt hơn tại khu vực lấn biển mở rộng Thị xã Rạch
Giá, tỉnh Kiên Giang, lớp trầm tích biển vừa mới được hình thành trong vòng vài
năm từ khi bắt đầu san lắp thì công tác nghiên cứu để tìm ra giải pháp nền móng
hợp lý cho các công trình trên nền đất yếu đó luôn là một đòi hỏi và thách thức
đối với người làm công tác xây dựng.
Trong đề tài nghiên cứu, tác giả cố gắng giải quyết 1 phần đòi hỏi trên. Nội
dung chính của luận văn là:
-

Nghiên cứu về đất yếu ở Khu vực lấn biển mở rộng Thị xã Rạch Giá, tỉnh

Kiên Giang để đánh giá tính năng của chúng khi gánh đỡ các công trình trong khu
vực, đặc biệt là các công trình dân dụng từ 3 đến 5 tầng.
-

Nghiên cứu phân tích các lý thuyết tính toán về các biện pháp gia cố nền

đất yếu thích hợp cho công trình tại Khu vực lấn biển mở rộng Thị xã Rạch Giá
nhằm đảm bảo điều kiện an toàn về ổn định và biến dạng cho công trình không bị
sụp đổ do nền móng kém bền vững hoặc tính năng sử dụng công trình không bị
ảnh hưởng bởi sự lún của nền đất bên dưới móng.
-

Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng: về giải pháp cọc đất – xi măng cho

nền đất yếu tại Khu vực lấn biển mở rộng Thị xã Rạch Giá như hàm lượng xi
măng hợp lý, ảnh hưởng của hàm lượng muối trong nước biển đến khả năng chịu
tải của cọc đất – xi măng.
Luận văn bao gồm 3 phần, được chia thành 7 chương, bao gồm 90 trang với
phần phụ lục đi kèm.

PHẦN I:

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN

Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về giải pháp nền móng cho công trình lấn
biển khu đô thị mới thị xã Rạch Giá.
PHẦN II:

NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN


Chương 2:

Nghiên cứu về đất yếu ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long và

khu lấn biển thị xã Rạch Giá.
Chương 3:

Nghiên cứu giải pháp cấu tạo nền móng hợp lý dưới công trình

từ 3 đến 5 tầng trên đất yếu ở khu lấn biển mở rộng Thị xã Rạch Giá
Chương 4:

Nghiên cứu phương pháp tính toán ổn định và biến dạng nền đất

yếu được gia cố bằng cọc đất – xi măng
Chương 5:

Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng về cọc đất – xi măng cho

nền đất yếu khu vực lấn biển Thị xã Rạch Giá
Chương 6:

Tính toán ứng dụng cho một công trình cụ thể.

PHẦN III:

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHÒ


ABSTRACT
In the soft soil area in Mekong Delta, the present of sediment in hundreds of
years was made a lot of problems for many construction projects. Especial in the
Seaside encroach area for expanding Rach Gia town, the sediment layer has just
taken form in few years ago, so the studying theories of determining the suitable
solution for foundation of the building is challenges facing the Engineers.
In the subject studying, the Author tried his best to solve above problem. The
Objective of th thesis is:
-

Studying the soft soil in Seaside encroach area for expanding Rach Gia

town to evaluate soil feature when bearing the load from project, especial is the
civil project of 3 to 5 floor.
-

Studying, analysis theories of the determining for suitable solution to

improve the soft clay under project in Seaside encroach area for expanding Rach
Gia so that they can satisfy with safety condition of stabilization and deformation

in such a way have not been fallen down by the foundations which are not strong
enough to bearing the load or settlement problem.
-

Research the test in laboratory for soil – cement pile in the soft soil

foundation in the Seaside encroach area for expanding Rach Gia such as: optimal
content of cement, effective of sait content in sea water to bearing capacity of soil
– cement pile.
The thesis include of 3 parts were devided into 7 chapters which includes 90
pages with appendix attatched.
PART I:

GENERAL RESEARCH

Chapter 1:

Overview about suitable foundation solutions for projects in the

Seaside encroach area for expanding Rach Gia.
PART II:

DEEP RESEARCH AND DEVELOPMENT

Chapter 2:

Research of soft soil in Mekong Delta area and in the Seaside

encroach area for expanding Rach Gia.
Chapter 3:

Research of foundation structures of the civil project of 3 to 5

floor in the Seaside encroach area for expanding Rach Gia.


Chapter 4:

Research method of caculating for stability and deformation of

foundation after reinforced by soil – cement method.
Chapter 5:

Research the test in laboratory for soil – cement pile in the

Seaside encroach area for expanding Rach Gia.
Chapter 6:

Caculation Applied for actual project.

PART III:

CONCLUSION AND RECOMMENDATION

Chương 7:

ConclusionS and recommendationS


MỤC LỤC

Trang
CHƯƠNG 1:

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP NỀN

MÓNG CHO CÔNG TRÌNH LẤN BIỂN KHU ĐÔ THỊ MỚI THỊ XÃ
RẠCH GIÁ
1.1

Tổng quan về tình hình nghiên cứu các giải pháp nền móng cho công trình
trên đất yếu ở trong và ngoài nước

5

1.2

Tổng quan về công trình lấn biển mở rộng thị xã rạch giá.

6

1.3

Các nhận xét về xác lập nội dung nghiên cứu đi sâu và phát triển

12

CHƯƠNG 2:

NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU Ở KHU LẤN BIỂN THỊ

XÃ RẠCH GIÁ
2.1

Nguồn gốc địa chất

11

2.2

Cấu tạo địa chất công trình khu vực lấn biển Thị xã Rạch Giá

11

2.2.1 Mô tả quá trình lấy mẫu

11

2.2.2 Tính chất cơ lý của đất

12

2.2.3 Thống kê các đặc trưng cơ – lý tính toán của các lớp đất theo
TCXD 45-78 và năm 2000 (SNIP ΠB 1-62)
2.3

Nhận xét

CHƯƠNG 3:

14

17

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CẤU TẠO NỀN MÓNG HP

LÝ DƯỚI CÔNG TRÌNH TỪ 3 ĐẾN 5 TẦNG TRÊN ĐẤT YẾU Ở KHU
LẤN BIỂN MỞ RỘNG THỊ XÃ RẠCH GIÁ
3.1

Phương án giếng cát kết hợp gia tải trước

19

3.2

Phương án gia cố nền bằng đệm cát

21

3.3

Phương án móng cọc bê tông cốt thép

22

3.4

Phương án gia cố nền bằng cọc đất – vôi/xi măng

22

3.4.1 Khái niệm

22


3.4.2 Dữ liệu chung về cọc đất – vôi/xi măng

22

3.4.3 Một số đặc trưng cơ lý chủ yếu của đất sau khi gia cố cọc đất –
vôi/xi măng
3.5

3.6

23

Phân tích các ưu khuyết điểm của các phương án

25

3.5.1 Giếng cát thoát nước

25

3.5.2 Đệm cát

25

3.5.3 Cọc bê tông cốt thép

25

3.5.4 Xử lý nền đất bằng giải pháp cọc đất + vôi/xi măng

26

Nhận xét – kết luận

26

CHƯƠNG 4:

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH

VÀ BIẾN DẠNG NỀN ĐẤT YẾU ĐƯC GIA CỐ BẰNG CỌC ĐẤT – XI
MĂNG
4.1

Khả năng chịu tải của cọc đất – xi măng đơn

27

4.1.1 Theo phá hoại của vật liệu làm cọc

27

4.1.2 Khả năng chịu tải của cọc đất - vôi/xi măng theo đất nền

35

4.1

Khả năng chịu tải của nhóm cọc đất – xi măng

35

4.3

Tính toán theo biến dạng

37

4.3.1 Trường hợp A

38

4.3.2 Trường hợp B

39

4.4

Tính toán độ lún lệch của nhóm cọc đất – xi măng

41

4.5

Tính toán độ lún cố kết của nền gia cố

43

4.6

Tính toán theo ổn định

44

CHƯƠNG 5:

NGHIÊN CỨU THÍ NGHIỆM TRONG PHÒNG VỀ CẤU

TẠO HP LÝ CỌC ĐẤT – XI MĂNG CHO NỀN ĐẤT YẾU KHU VỰC
LẤN BIỂN THỊ XÃ RẠCH GIÁ
5.1

Tổng quát các vấn đề nghiên cứu

46


5.2

5.3

Mẫu đất cho thí nghiệm nén một trục

46

5.2.1 Địa điểm lấy mẫu và phương pháp lấy mẫu

46

5.2.2 Số lượng mẫu

46

Các thiết bị tạo mẫu đất + xi măng, xác định cường độ của mẫu đất + xi

măng đối với bùn sét yếu Khu vực lấn biển thị xã Rạch Giá

5.4

47

5.3.1 Dụng cụ trộn mẫu

47

5.3.2 Dụng cụ lấy mẫu đất + xi măng ra khỏi khuôn

48

5.3.3 Khuôn tạo mẫu và trình tự tạo mẫu đất + xi măng trong phòng

49

5.3.4 Thiết bị nén 1 trục có nở hông

55

Thí nghiệm xác định sức kháng nén có nở hông của cọc đất xi măng đối

với bùn sét yếu khu vực lấn biển thị xã Rạch Giá ( theo tiêu chuẩn ASTM
D2166)

5.5

55

5.4.1 Khái quát

55

5.4.2 Qui trình thí nghiệm

56

Thí nghiệm xác định độ ẩm của đất nguyên trạng và mẫu hỗn hợp đất xi

măng sau khi thí nghiệm nén 1 trục có nở hông

5.6

57

5.5.1 Khái niệm

57

5.5.2 Phương pháp xác định độ ẩm

57

Kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm, thí nghiệm nén 1 trục có nở hông của

mẫu đất trộn xi măng và mẫu đất nguyên trạng

59

5.6.1 Kết quả thí nghiệm xác định độ ẩm của mẫu đất

59

5.6.2 Kết quả thí nghiệm nén 1 trục có nở hông của mẫu đất

61

5.6.3 Nhận xét kết quả thí nghiệm nén 1 trục

63

CHƯƠNG 6:

TÍNH TOÁN ỨNG DỤNG CHO CÔNG TRÌNH CỤ THỂ

6.1

Yêu cầu

65

6.2

Mô tả công trình

65


6.3

6.4

6.5

6.2.1 Cấu tạo công trình

65

6.2.2 Đặc điểm địa chất

66

Tính toán cho công trình dân dụng 3 tầng

67

6.3.1 Tính toán sức chịu tải của cọc đất – xi măng đơn

67

6.3.2 Tính toán sức chịu tải của nhóm cọc đất – xi măng

69

6.3.3 Tính toán độ lún cho nền đất đã gia cố cọc đất – xi măng

70

Tính toán cho công trình dân dụng 4 tầng

72

6.4.1 Tính toán sức chịu tải của cọc đất – xi măng đơn

72

6.4.2 Tính toán sức chịu tải của nhóm cọc đất – xi măng

74

6.4.3 Tính toán độ lún cho nền đất đã gia cố cọc đất – xi măng

75

Tính toán cho công trình dân dụng 5 tầng

78

6.5.1 Tính toán sức chịu tải của cọc đất – xi măng đơn

78

6.5.2 Tính toán sức chịu tải của nhóm cọc đất – xi măng

80

6.4.3 Tính toán độ lún cho nền đất đã gia cố cọc đất – xi măng

81

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1.

Kết luận

84

2.

Kiến nghị

86


Trang 1

MỞ ĐẦU
1. ĐẶT VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Sự phát triển kinh tế trong những năm gần đây đã thúc đẩy công việc xây
dựng phát triển nhanh chóng chưa từng thấy. Các khu công nghiệp và khu dân cư
mọc lên rất nhiều ở khu vực đồng bằng sông Cửu Long – là khu vực đất yếu, do
đó đặt ra một đòi hỏi lớn trong việc xử lý hiệu quả nền móng cho công trình.
Cùng với sự phát triển của cả nước, Thị xã Rạch Giá được mở rộng để nâng
cấp từ đô thị loại 4 sang đô thị loại 3. Do vị trí địa lý nên việc mở rộng sử dụng
loại hình lấn biển. Đây là loại hình xây dựng trong tương lai sẽ được áp dụng
nhiều, bởi vì nó mang lại hiệu quả xã hội cũng như kinh tế rất cao trong tương lai.
Nhưng hiện nay công trình đang gặp rất nhiều khó khăn trong việc xây dựng các
công trình dân dụng do sức chịu tải của đất san lấp và nền bên dưới rất bé. Việc
lựa chọn giải pháp xử lý nền làm tăng sức chịu tải cho loại hình công trình này là
nội dung của luận án.
Hiện tại khu vực đang được xây dựng cơ sở hạ tầng như: đường nội bộ, hệ
thống thoát nước, hệ thống điện…vv, nhà kho, siêu thị, khu dân cư…Thực tế đã
có rất nhiều khó khăn phát sinh như sau:
a. Hệ thống đường sá sau khi thi công thì bị lún sụt rất nhiều, nền đường
lún rất lớn gây phá hoại kết cấu mặt đường.
b. Hệ thống cống thoát nước Φ1000 mm phải được thiết kế nằm trên hệ
cọc bê tông cốt thép 25x25cm
c. Trong quá trình đào đất thi công hệ thống thoát nước nói trên thì toàn
bộ hệ thống đường song song bị phá hủy, lún sụt hơn 1m so với cao độ khi chưa
thi công, hệ thống trụ điện BTCT dọc theo đường cũng bị xiêu vẹo hoặc ngã do
nền đất yếu không đủ khả năng giữ được.
d. Nhà trong khu vực dân cư được xây dựng trên nền cọc BTCT chiều dài
trung bình khoảng 16m. Hiện tại nền đất khu vực này có độ lún rất lớn nên các
nhà dân đều có chung một đặc điểm là phần sàn tầng trệt đều là hệ sàn BTCT.
Thực tế, nhà sau khi thi công xong thì toàn bộ phần đất đắp bị lún, sàn tầng trệt
sẽ phải gánh chịu toàn bộ tải trọng của tầng đó.
Tương tự như thế, hiện nay ở các vùng ngập lũ đồng bằng sông Cửu Long như
An Giang, Đồng Tháp ... việc sử dụng đất đắp bằng xáng thổi để làm nền chống

lũ cho tuyến dân cư, công trình công cộng là chủ yếu. Biện pháp này sẽ rất có lợi


Trang 2

về mặt kinh tế do giảm được giá thành khối đất đắp. Tuy nhiên việc sử dụng đất
đắp bằng xáng thổi vẫn còn một số tồn tại sau: đối với đất bùn sét, quá trình tự
cố kết kéo dài 1 – 2 năm sau khi thi công xong, đất đắp bằng bùn sét vẫn còn
mềm yếu, chỉ khô cứng, nứt nẻ lớp đất mặt phía trên, lớp đất bên dưới vẫn ở
trạng thái nhão. Do đó, chưa thể sử dụng đất để làm nền công trình. Nếu không
có giải pháp tăng nhanh quá trình cố kết thì tiến độ xây dựng công trình sẽ bị
chậm lại.
Giải pháp xử lý nền thì rất nhiều, nhưng để có một giải pháp hiệu quả cho
loại công trình này thì phải thực hiện nghiên cứu các giải pháp cố kết thoát nước
đất san lấp và nền bên dưới. Thí nghiệm các chỉ tiêu cơ lý của đất nền bên dưới
trong các điều kiện khác nhau nhằm xác định nguyên nhân sức chịu tải của đất
nền tại công trình không tăng trong điều kiện tự nhiên và trong điều kiện có sử
dụng các giải pháp gia cố đất nền.
Nguyên nhân chủ yếu sức chịu tải của đất nền không tăng là nước trong đất
nền nhiều nhưng không thoát ra được. Luận văn này nhằm góp phần khẳng định
đất nền sau khi thoát nước cố kết thì sức chịu tải tăng lên rất nhiều và góp phần
vào việc thực hiện thành công các công tác thi công hiện hữu tại khu vực này.
2. PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
1.

Nghiên cứu đề nghị giải pháp nền móng hợp lý cho công trình nhà dân

dụng 3 đến 5 tầng tại khu lấn biển Thị xã Rạch Giá.
2.

Nghiên cứu thí nghiệm để xác định hàm lượng xi măng tối ưu cho giải

pháp gia cố nền bằng cọc đất – xi măng.
3.

Tính toán ứng dụng cho công trình cụ thể.

3. GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
-

Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài, học viên chỉ thực hiện thí nghiệm

để xác định chỉ tiêu cơ lý của đất nền tại khu vực này và giải pháp xử lý nền chỉ
được thí nghiệm trong phòng mà chưa có điều kiện để thực nghiệm thực tế ngoài
hiện trường.

-

Các thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu về cơ lý chủ yếu là thí nghiệm

cắt trực tiếp, thí nghiệm nén ba trục, thiết bị nén cố kết để xác định các chỉ tiêu
biến dạng…, được thực hiện tại Bộ môn Địa cơ nền móng. Vấn đề được giải
quyết triệt để hơn phải cần đến các thí nghiệm Hoá – Lý để có thể tìm hiểu sâu
hơn các kết quả đạt được của giải pháp kiến nghị.


Trang 3

CHƯƠNG 1- NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP
NỀN MÓNG CHO CÔNG TRÌNH LẤN BIỂN KHU ĐÔ THỊ MỚI

THỊ XÃ RẠCH GIÁ
1.1

TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH NGHIÊN CỨU CÁC GIẢI PHÁP NỀN
MÓNG CHO CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU Ở TRONG VÀ NGOÀI
NƯỚC

Khái niệm về đất yếu chỉ là tương đối và phụ thuộc vào trạng thái vật lý của
đất, cũng như tương quan giữa khả năng chịu lực của đất với tải trọng mà móng
công trình truyền lên. Việc phân loại đất yếu chủ yếu dựa vào những kinh
nghiệm đã được đúc kết trong quá trình xây dựng công trình. Theo đó đất yếu là
những loại đất sau đây: đất bùn các loại (bùn ở biển, ao hồ, đất phù sa…), đất
loại sét ở trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy và chảy. Chúng thường có khả năng chịu
lực thấp khoảng 0.5 – 1kg/cm2, biểu hiện qua các chỉ tiêu cơ lý : góc nội ma sát
nhỏ thường trong khoảng 40 – 80 , lực dính đơn vị nhỏ hơn 0.05 – 0.1kG/cm2. Đặc
điểm biến dạng của loại đất yếu này là mô đun biến dạng tổng quát của đất E0 =
5 – 6 kG/cm2, mô đun lún Maslov eM ≥ 50mm/m và độ lún này do cố kết của đất
và kéo dài theo thời gian. Đất yếu hầu như hoàn toàn bão hoà nước, hệ số rỗng
lớn (thường e >1). Việc xây dựng công trình trên những vùng đất này thường khó
hoặc không thể thực hiện được.
Khi xây dựng các công trình dân dụng có tải trọng lớn trên nền đất yếu có bề
dày lớn, vấn đề quan trọng và cần thiết là phải kiểm tra khả năng chịu tải của đất
nền và độ lún của nó có vượt qua khả năng cho phép hay không, công trình có
đảm bảo ổn định và mặt khác cần phải xem xét tới điều kiện thời gian, điều kiện
thi công cho giải pháp xử lý nền có thực thi hay không.
Các nhà khoa học phương Tây đã đóng góp nhiều công lao trong việc nghiên
cứu cơ học đất, địa chất công trình, vấn đề lưu biến của đất loại sét, lý thuyết đàn
hồi…Trong số đó phải kể đến K. Terzaghi, R.B.Peck, A.W. Skempton, A.W.
Bishop, A. Casagrande và các tác giả khác.
Vấn đề cố kết của đất sét no nước là vấn đề được nhiều tác giả trên thế giới

quan tâm. Sau khi Terzaghi và N.M. Gherxevanov công bố các kết quả của lý
thuyết cố kết thấm vào năm 1925 và 1931, lý thuyết này tiếp tục được phát triển
trong các công trình của các tác giả như Gibson, R.Baron… Các vấn đề về từ


Trang 4

biến của đất, lý thuyết cố kết thấm rồi vai trò từ biến đối với cố kết thấm được
rất nhiều nhà khoa học Nga nghiên cứu.
Ở nước ta, trong thời gian qua vấn đề xây dựng công trình trên nền đất yếu
cũng được quan tâm nghiên cứu, nhất là trong lónh vực xây dựng những công trình
dân dụng và công nghiệp ở những vùng đất có khả năng chịu tải kém. Qua những
vấn đề nghiên cứu đó cũng đã thu nhiều kết quả q báu trong lónh vực này để
đưa ra những giải pháp hợp lý cho các loại đất yếu làm nền công trình dân dụng
công nghiệp, thủy lợi, giao thông vận tải và các công trình quốc phòng. Các nhà
nghiên cứu Việt Nam tiếp tục ra sức phấn đấu nghiên cứu để giải quyết vấn đề
gắn liền với điều kiện cụ thể của địa chất Việt Nam. Trong lónh vực về cải tạo
nền đất yếu phải kể đến các công trình của các tác giả: Hoàng Văn Tân, Lê Bá
Lương, Pierre Lareal, Nguyễn Văn Chiêu, Vũ Đức Lực, Nguyễn Văn Quảng, Bùi
Anh Định… Các tác giả có xu thế tập trung nghiên cứu hiện tượng cố kết thấm
có xét đến từ biến của đất sét. Trong lónh vực nghiên cứu các giải pháp nền móng
hợp lý cũng có rất nhiều tác giả nghiên cứu và cũng đã gặt hái được những thành
công bước đầu phục vụ ứng dụng trong công tác thiết kế và thi công nền móng
cho ngành xây dựng Việt Nam.
1.2

TỔNG QUAN VỀ CÔNG TRÌNH LẤN BIỂN MỞ RỘNG THỊ XÃ
RẠCH GIÁ.

Với sự phát triển của dân số Thị xã Rạch Giá, theo qui hoạch đến năm 2010

dân số Thị xã Rạch Giá là 120.197 người, nhưng trong thực tế năm 1996 dân số
Thị xã Rạch Giá là 170.000 người và trong dự kiến đến năm 2010 dân số Thị xã
Rạch Giá khoảng 240.000 người. Rõ ràng dân số Thị xã Rạch Giá tăng quá cao
so với dự đoán của các qui hoạch. Do vậy nhất thiết phải định hướng phát triển
đất ở cho dân cư Thị xã trong tương lai.
Thị xã Rạch Giá được nâng cấp từ đô thị loại 4 lên đô thị loại 3, Thị xã Rạch
Giá được định hướng mở rộng và phát triển về 2 hướng Đông và Tây, chủ yếu là
hướng Đông, nhưng thực tế nếu mở rộng về hướng Đông, việc thực hiện rất tốn
kém, nhất là công tác giải tỏa, đền bù. Đồng thời việc sử dụng đất nông nghiệp
phát triển đô thị và cơ sở hạ tầng là không phù hợp với chỉ thị của Thủ tướng
chính phủ. Do vậy hình thức lấn biển theo hướng Tây là hợp lý và mang lại các
mặt hiệu quả rất quan trọng như sau:
- Không sử dụng đến đất đai và nhà ở của nhân dân.
- Bãi biển bồi rất cạn, do vậy chi phí tạo mặt bằng thấp.


Trang 5

- Tạo ra dáng vẻ bộ mặt của một đô thị, sẽ thu hút các nhà đầu tư phát triển
các ngành khác đặc biệt là dịch vụ du lịch và thương mại.
- Về tài chính : thu được một nguồn lợi nhuận lớn do khâu chuyển quyền sử
dụng đất ở, từ sự tích lũy đó sẽ chỉnh trang lại khu đô thị cũ, để sự phát triển
được đồng bộ.
- Về kinh tế xã hội : tăng thu nhập cho ngân sách nhà nước, tạo ra nhiều việc
làm cho ngành xây dựng nói chung và đặc biệt đáp ứng việc giải quyết nhu cầu
về nhà ở, đất ở cho nhân dân, xây dựng bộ mặt Thị xã Rạch Giá.
Dự án lấn biển nằm ngay trung tâm Thị xã Rạch Giá, chiều dài bắt đầu từ cửa
biển Kênh Nhánh (Cầu Đúc) phía Bắc Thị xã Rạch Giá xuống đến cửa biển Cầu
Rạch Sỏi (phía Nam) dài 6,5km.
- Đường ranh giới giữa 2 khu đô thị cũ và mới là đường Điện Biên.

- Mặt bằng lấn biển từ đê quốc phòng hiện hữu lấn ra biển 500m về phía Tây
Thị xã Rạch Giá.
- Diện tích toàn bộ là 420ha tính từ đường Điện Biên ra biển.
- Diện tích mặt bằng lấn ra biển từ đê quốc phòng hiện hữu ra đê biển là
S1=320ha.
- Diện tích phần đất từ đường Điện Biên trở ra đê quốc phòng hiện hữu là
S2=100ha.
Đê quốc phòng

A

B
T

Đ

Đê biển

D
S2

Đường Điện Biên

S1

N
C
B
Phần san lấp mặt bằng được tính từ đê quốc phòng trở ra đê biển, tổng diện
tích san lấp mở rộng 320ha. Vật liệu san lấp được lấy lớp đất ở độ sâu thay đổi

từ 2m đến độ sâu 7m. Đây là tầng đất bồi, trầm tích biển dạng xám đen, xám
xanh có lẫn vỏ sò, vỏ hến, trạng thái dẻo chảy . Biện pháp thi công san lấp bằng
tàu hút bùn (xáng thổi) lấy đất cách đê biển 250m trở ra biển.


Trang 6

Đê biển được thi công theo dạng tường trọng lực bằng cách sử dụng các rọ đá
để bao bọc xung quanh, bên trong là đá hộc. Rọ đá sử dụng thép không rỉ, được
bao bọc bên ngoài bằng lớp nhựa PVC.
Công trình hiện tại đã thực hiện xong hoàn chỉnh các giai đoạn của dự án
(phần thi công đê biển, san lấp mặt bằng và xây dựng cơ sở hạ tầng như: đường,
điện, cấp nước, thoát nước… )
Vật liệu sau khi san lấp có sức chịu tải rất bé, độ nhạy lún của đất rất cao,
mức độ ổn định khi xây dựng các công trình rất phức tạp. Biện pháp đã sử dụng
là dùng đệm cát thay thế một phần vật liệu san lấp (đất bùn) tại vị trí công trình
xây dựng nhằm mục đích tăng khả năng chịu tải của nền tại vị trí xây dựng công
trình để các phương tiện xây dựng không tạo ra lún phá hoại mặt nền . Rõ ràng
phương pháp đệm cát hiện nay chỉ giải quyết được độ lún phá hoại của nền trên
bề mặt mà chưa giải quyết vấn đề ổn định, lún ( đánh giá về cường độ chịu tải,
đánh giá về độ lún và khống chế mức độ lún) đất nền bên dưới.
Hiện nay để thi công phần móng cho công trình trong khu vực này (nhà dân
dụng) gặp rất nhiều khó khăn, phần đất đào hố móng sau khi được đào lên lại
gây phình trồi cho đất dưới đáy hố móng cùng với việc nước ngầm thoát ra gây
trở ngại rất nhiều cho việc thi công phần nền móng.
Vấn đề hiện nay là phần mặt của vật liệu san lấp do bay hơi nên khô cứng
tạo thành một lớp vỏ cứng trên bề mặt, phần còn lại của vật liệu san lấp ở trạng
thái đất bị phá hủy hoàn toàn và có độ ẩm lớn, trạng thái loãng. Khu vực đã san
lấp có độ lún tự nhiên theo thời gian rất chậm, thậm chí khi được xử lý bấc thấm
ở độ sâu 8 mét , khoảng cách giữa các bấc thấm 1,2m ở một số khu vực thì độ

lún của công trình do trọng lượng bản thân của đất cũng rất chậm và nước trong
đất không thoát ra .
Lấn biển là một loại công trình trên thế giới có nhiều nước đã thực hiện
chẳng hạn như sân bay Kansai ở Nhật Bản… Các công trình lấn biển trên thế
giới hầu như khác với công trình lấn biển Kiên Giang về vật liệu san lấp, thường
vật liệu san lấp là vật liệu rời, hạt vật liệu có đường kính lớn, biện pháp thi công
tương tự nhau. Khi độ sâu tại vùng lấn biển lớn hơn 5 – 7m so với mặt nước biển,
sử dụng xà lan chở cát đến tận chỗ san lấp và đổ xuống tự do. Từ độ sâu 5m đến
mặt nước biển thì sử dụng máy bơm để bơm vật liệu vào chỗ san lấp.


Trang 7

Hình 1.1: Toàn bộ hệ thống đường sá, trụ điện.v.v. bị lún sụt khi thi công lắp đặt
hệ thống thoát nước

Hinh 1.2: Toàn bộ hệ thống đường sá, trụ điện.v.v. bị lún sụt khi thi công lắp đặt
hệ thống thoát nước


Trang 8

Hinh 1.3: Toàn bộ phần đường bị lún khi thi công hệ thống thoát nước

Hinh 1.4: Hệ thống thoát nước phải được đặt trên hệ thống cọc BTCT


Trang 9

Hinh 1.5: Hệ thống siêu thị vừa mới được xây dựng xong

Hinh 1.6: Hiện trạng một căn hộ chung cư ở khu lấn biển
(Báo Tuổi Trẻ thứ ba, 07/03/2006)


Trang 10

1.3
1.

CÁC NHẬN XÉT VỀ XÁC LẬP NỘI DUNG NGHIÊN CỨU ĐI SÂU
VÀ PHÁT TRIỂN
Để tìm được một giải pháp nền móng hợp lý cho việc thiết kế và thi

công xây dựng các công trình dân dụng và công nghiệp ở những vùng đất yếu,
cần phải tiến hành nghiên cứu nhiều vấn đề độc lập, mỗi vấn đề là một đối
tượng nghiên cứu rõ ràng. Trong đó khâu quan trọng là nghiên cứu độ bền và sự
biến dạng của bản thân đất sét yếu bão hoà nước dùng làm nền công trình dân
dụng và công nghiệp dưới tác dụng của tải trọng công trình theo thời gian, cũng
như việc chọn lựa hợp lý mô hình nền để mô tả quan hệ giữa ứng suất và biến
dạng của đất nền thuộc loại đất sét yếu bão hoà nước dưới công trình, và vận
dụng mô hình đó để giải quyết bài toán nền trong từng trường hợp cụ thể.
2.

So với các loại đất yếu khu vực Đồng bằng sông Cửu Long đã có lịch sử

hàng ngàn năm trầm tích bồi lắng, cố kết thì đất yếu được san lấp ở khu vực lấn
biển Thị xã Rạch Giá chỉ mới được hình thành trong vòng vài năm bằng biện
pháp thổi cát từ biển vào. Hệ số rỗng của đất rất lớn, nước trong đất không thoát
ra được, vì thế hệ quả tất yếu là khả năng chịu tải của nền đất là rất bé, rất khó

khăn trong việc xây dựng các công trình trong khu vực này.
3.

Các biện pháp xử lý nền móng đều là nhằm mục đích làm tăng sức chịu

tải và giảm tính nén lún của nó. Muốn như thế thì phải tìm cách lấy nước ra khỏi
đất bằng các biện pháp đã thi công trong khu vực lấn biển như: đệm cát, bấc
thấm .v.v. hoặc bằng giải pháp cọc bê tông cốt thép.
-

Tuy nhiên phương pháp đệm cát hiện nay chỉ giải quyết được độ lún phá

hoại của nền trên bề mặt mà chưa giải quyết vấn đề ổn định, lún ( đánh giá về
cường độ chịu tải, đánh giá về độ lún và khống chế mức độ lún) đất nền bên
dưới.
-

Đất san lấp có hàm lượng hạt sét rất lớn, vì thế khi đất nền được xử lý

bấc thấm ở độ sâu 8 mét , khoảng cách giữa các bấc thấm 1,2m ở một số khu
vực thì độ lún cố kết do trọng lượng bản thân của đất cũng rất chậm và nước
trong đất không thoát ra được do cát hạt sét bịt kín lớp vải địa xung quanh lõi
nhựa.
4.

Vấn đề được đặt ra cần phải nghiên cứu là bản chất về cơ học nhằm

đánh giá về sức chịu tải, độ lún của đất nền và nguyên nhân tồn tại vấn đề trên .
Từ đó kiến nghị biện pháp nhằm giải quyết vấn đề ổn định và biến dạng lâu dài
các công trình xây dựng tại khu đất này.

Trang 11

CHƯƠNG 2- NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU Ở KHU LẤN BIỂN
THỊ XÃ RẠCH GIÁ
2.1 NGUỒN GỐC ĐỊA CHẤT
Đất mềm yếu là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (khoảng 0.5 – 1.0
daN/cm2) có tính nén lún lớn, hầu như bảo hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e>1),
module biến dạng thấp (thường E0 < 50kG/cm2), lực chống cắt nhỏ… Nếu không
có các biện pháp xử lý đúng đắn thì việc xây dựng công trình trên nền đất yếu
này sẽ gặp rất nhiều khó khăn không thể thực hiện được.
Xét theo nguồn gốc thì đất yếu có thể được tạo thành trong điều kiện lục địa,
vùng vịnh hoặc biển. Nguồn gốc lục địa có thể là tàn tích, sườn tích, bồi tích do
gió, tam giác châu hoặc vịnh biển. Đất yếu nguồn gốc biển được tạo thành ở khu
vực nước nông khu vực thềm lục địa hoặc khu vực biển sâu.
Tùy theo thành phần vật chất, phương pháp và điều kiện hình thành, vị trí
trong không gian, điều kiện địa lý và khí hậu… mà tồn tại các loại đất yếu khác
nhau như đất sét mềm, cát hạt mịn, than bùn và các trầm tích bị mùn hóa, than
bùn hóa…
Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là đất sét yếu bão hòa nước. Loại
đất này có những tính chất đặc biệt đồng thời cũng có những tính chất tiêu biểu
cho các loại đất nói chung.
2.2 CẤU TẠO ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH KHU VỰC LẤN BIỂN THỊ XÃ
RẠCH GIÁ
2.2.1 Mô tả quá trình lấy mẫu
Địa điểm khoan khảo sát địa chất tại số 12 – 21 lô B, khu vực 1, phường Vónh
Lạc, Thị xã Rạch Giá, Kiên Giang (trong khu lấn biển).
Khối lượng khảo sát gồm 03 hố khoan kí hiệu HK1, HK2, HK3, mỗi hố khoan
với độ sâu là 15m với 10 mẫu đất nguyên dạng để thí nghiệm trong phòng, 10

mẫu thí nghiệm SPT.
• Dụng cụ khoan:
- Dàn khoan máy D12 – TQ xoay rửa ống mẫu bằng láp kết hợp hộp số và
trục cơ, cùng các trang thiết bị.
- Máy bơm ly tâm.
- Mũi khoan xoắn và mũi hợp kim mở lỗ đường kính hố khoan 110mm.


Trang 12

- Ống lấy mẫu INOX dày 2mm, miệng vạt bén từ bên ngoài vào có đường
kính trong 74mm, dài 600mm.
- Bộ phận xuyên tiêu chuẩn SPT. Bộ xuyên là 1 ống chẻ đôi dài 550mm
(22”), đường kính ngoài 51mm (2”), đường kính trong 35mm (1”3/8). Mũi xuyên là
bộ phận rời được ráp vào bằng ống răng, mũi xuyên dài 76mm (3”) miệng ống vạt
bén từ bên ngoài vào có đường kính bằng đường kính ống chẻ đôi.
- Tạ nặng 63.5kg (140 lb)
- Tầm rơi tự do 76cm (30”)
•

Qui trình khoan:

Dùng mũi khoan xoắn và mũi khoan hợp kim mở lỗ, phá bỏ lớp trên độ sâu
lấy mẫu, lấy mẫu ở độ sâu đã định hay khi thay đổi địa tầng, bằng cách đóng nhẹ
ống mẫu thâm nhập vào đất từ 45 – 50cm, cắt đáy mẫu và lấy lên. Tiếp tục như
trên cho đến khi mực nước ngầm xuất hiện và đo mực nước này.
Khi đã có nước ngầm xuất hiện, dùng phương pháp khoan thủy lực xoay tròn
bằng máy, phá bỏ các lớp vật liệu trên để lấy mùn (bã) lên khỏi miệng hố khoan
bằng dung dịch sét được bơm tới đáy hố khoan theo ruột của cần khoan qua mũi
khoan. Dung dịch sẽ đẩy mùn (bã) lên khỏi miệng hố khoan. Khi tới độ sâu lấy

mẫu hay khi thay đổi địa tầng, tạm ngưng khoan. Tiếp tục bơm lấy sạch mùn
khoan rồi lấy mẫu như trên.
Mẫu đất lấy xong trên mẫu dán nhãn, hai đầu bịt kín bằng parafin, cho mẫu
đất vào chỗ râm mát, khi di chuyển tránh xốc rung hay chấn động mạnh. Tất cả
các kết quả thu nhận được ngoài hiện trường, ghi đầy đủ trên nhật ký xong, tiến
hành vận chuyển mẫu đến phòng thí nghiệm.
2.2.2 Tính chất cơ lý của đất:
Dựa vào các dữ liệu ghi nhận được tại hiện trường và kết quả thí nghiệm
trong phòng của các mẫu đất nguyên dạng. Kể từ mặt đất hiện hữu đến độ sâu
khảo sát là 15m, cấu tạo địa chất được mô tả như sau:
1.

Lớp 1: là lớp bùn sét lẫn hữu cơ, màu xám xanh, trạng thái nhão. Trị số

chùy tiêu chuẩn N = 0. Bề dày trung bình của lớp từ 7,0 đến 7.3m. Lớp xuất hiện
từ bề mặt và kết thúc ở độ sâu từ -7,0m đến -7.3m. Đây là lớp đất có các chỉ tiêu
cơ lý rất yếu, chủ yếu có các đặc trưng sau:
- Thành phần hạt: Cát:17,2% ; Bụi: 43,3% ; Sét: 39,5%
- Độ ẩm tự nhiên: W% = 86,2%


Trang 13

- Dung trọng tự nhiên: γtn = 1,446 g/cm3
- Góc nội ma sát:

ϕ = 3042’

- Lực dính: C = 0,087 kg/cm2
- Độ sệt:

B = 1,69

- Hệ số rỗng tự nhiên: etn = 2.31
2.

Lớp 2: là lớp đất sét lẫn bột màu nâu vàng, trạng thái dẽo mềm. Trị số

chùy tiêu chuẩn N = 11 ÷ 12. Bề dày trung bình của lớp từ 2,7m đến 2,8m. Lớp
xuất hiện ở độ sâu từ từ -7,0m đến -7.3m và kết thúc ở độ sâu từ -9,8m đến 10.0m . Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu đặc trưng như sau:
- Thành phần hạt: Cát:15,5% ; Bụi: 40,5% ; Sét: 44,0%
- Độ ẩm tự nhiên: W% = 29,2%
- Dung trọng tự nhiên: γtn = 1,894 g/cm3
- Góc nội ma sát:

ϕ = 12030’

- Lực dính: C = 0,24 kg/cm2
- Độ sệt:

B = 0,54

- Hệ số rỗng tự nhiên: etn = 0.83
3.

Lớp 3: là lớp đất sét lẫn bột, màu nâu sẫm, trạng thái dẽo cứng. Trị số

chùy tiêu chuẩn N = 13 ÷ 20. Lớp xuất hiện ở độ sâu từ -9,8m đến -10.0m cho
đến độ sâu đã khoan là -15,0m vẫn chưa kết thúc lớp này. Bề dày của lớp đã
khoan được là 5,0m đến 5,2m. Các chỉ tiêu cơ lý chủ yếu đặc trưng như sau:

- Thành phần hạt: Cát: 6,2% ; Bụi: 42,5% ; Sét: 51,3%
- Độ ẩm tự nhiên: W% = 24,7%
- Dung trọng tự nhiên: γtn = 1,965 g/cm3
- Góc nội ma sát:

ϕ = 14037’

- Lực dính: C = 0,458 kg/cm2
- Độ sệt:

B = 0,34

- Hệ số rỗng tự nhiên: etn = 0.709