Ứng xử của đất đắp và đất nền sau mố cầu ảnh hưởng lên mố

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

HUỲNH NGỌC VÂN

Đề tài:
ỨNG XỬ CỦA ĐẤT ĐẮP VÀ ĐẤT NỀN SAU MỐ CẦU
ẢNH HƯỞNG LÊN MỐ

Chuyên ngành:
CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG
KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT

Mã số ngành:

2.15.10

LUẬN VĂN THẠC SỸ

TP. HỒ CHÍ MINH, THÁNG 12 NĂM 2005


LỜI CẢM ƠN
Qua một thời gian theo học lớp Cao học chuyên ngành xây dựng Cầu đường
tại trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh tôi đã được học tập và
nghiên cứu rất nhiều những vấn đề hữu ích phục vụ cho công việc sau này. Những
kiến thức thu nhận được đã làm cho tôi khá tự tin trong giải quyết công việc ở cơ
quan cũng như đem kiến thức mới này để giúp đỡ bạn bè, đồng nghiệp. Đây cũng là
một cơ hội rất tốt giúp chúng tôi tiếp cận và học hỏi những kinh nghiệm quý giá ở
các Thầy Cô đi trước cũng như tiếp cận đến những tri thức khoa học mới.

Nhân đây, tôi xin bày tỏ lòng cảm ơn sâu sắc đến Thầy TS Châu Ngọc Ẩn,
Thầy TS Trần Xuân Thọ, Cô TS. Lê Thị Bích Thủy…đã tận tình hướng dẫn và
truyền đạt lại cho tôi một số kiến thức bổ ích. Đây chính là khởi đầu thuận lợi cho
tôi trong việc học tập nghiên cứu sau này.
Xin được gởi lời cảm ơn đến quý Thầy Cô của Bộ môn Xây dựng Cầu đường
đã nhiệt tình giảng dạy chúng tôi trong suốt thời gian qua đã giúp chúng tôi thu thập
thêm nhiều kiến thức, thông tin vô cùng quý giá phục vụ cho công tác sau này.
Trong thời gian thực hiện luận văn thạc sỹ, ngoài cố gắng của bản thân, tôi
còn nhận được sự đóng góp ý kiến chân thành của các đồng nghiệp, của bạn bè
trong lớp và nhất là sự động viên giúp đỡ về tinh thần của gia đình và cha mẹ đã tạo
điều kiện tối đa cho tôi về thời gian để hoàn thành luận văn cao học.
Cuối cùng, xin gởi lời chúc sức khỏe và hạnh phúc đến quý Thầy Cô, gia
đình, bạn bè và các anh chị đồng nghiệp.
Tp Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2005
Học viên cao học

Huỳnh Ngọc Vân


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài:
“Ứng xử của đất đắp và đất nền sau mố cầu ảnh hưởng lên mố”
Tóm tắt:
Luận văn trình bày về sự ứng xử của đất đắp và đất nền sau mố cầu ảnh
hưởng lên mố, từ đó đề xuất các biệân pháp nhằm cải thiện mối quan hệ giữa các
yếu tố để đạt được điều kiện làm việc phù hợp nhất.
Khi xây dựng công trình đất đắp và mố cầu trên đất yếu, ngoài các biện pháp
gia cố nền đất đường đầu cầu, để giảm tối thiểu các ảnh hưởng không tốt do tác
động của nền đắp lên mố luận văn này đã xem xét phân tích theo hai quá trình
sau:

+ Quá trình thi công: Sau khi xây dựng mố cầu tiến hành đắp đất sau mố theo
từng lớp cho đến cao độ thiết kế, từ đó đánh giá sự làm việc ổn định và bền vững
của công trình.
+ Quá trình ổn định lâu dài: tức là quá trình khai thác sử dụng khi công trình
chịu sự tác động của tải thường xuyên như tải của cầu, hoạt tải tác dụng lên công
trình.


MỤC LỤC
Trang
CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU

1

1.1 Tính cấp thiết, mục tiêu và ý nghóa của luận văn

1

1.1.1 Tính cấp thiết

1

1.1.2 Mục tiêu

3

1.1.3 Ý nghóa

3

1.1.4 Hạn chế của luận văn

3

1.2 Cấu trúc của luận văn

3

CHƯƠNG 2: TRẠNG THÁI CỦA KHỐI ĐẤT ĐẮP VÀ MỐ CẦU ỔN ĐỊNH

5

TRÊN ĐẤT YẾU
2.1 Sự làm việc của nền đất đắp, mố cầu ổn định trên đất yếu

5

2.2 Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu

9

2.3 Mô hình hóa công trình đất đắp và mố cầu ổn định

16

trên nền đất yếu

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN

20

3.1 Lý thuyết trạng thái tới hạn

20

3.2 Lý thuyết tính toán ổn định và biến dạng của

24

lớp đất đắp và nền do tải đất đắp
3.2.1 Lý thuyết tính toán ổn định do lún trồi

24

3.2.2 Lý thuyết tính toán ổn định do trượt mái dốc

26

3.2.2.1

Phương pháp phân mảnh cổ điển

27


3.2.2.2

Phương pháp Bishop

3.2.3 Lý thuyết tính toán biến dạng

29
30

3.3.3.1

Tính độ lún tổng cộng S

30

3.3.3.2

Dự tính độ lún cố kết theo thời gian của nền đắp

32

trên đất yếu
3.2.3.2.1 Dự tính độ lún cố kết theo thời gian trong trường hơp thoát

32

nước một chiều theo phương thẳng đứng
3.2.3.2.2 Dự tính độ lún cố kết theo thời gian trong trường hơp thoát

32

nước hai chiều theo phương thẳng đứng (có sử dụng giếng cát hoặc bấc thấm)

3.3 Lý thuyết tính toán móng cọc bệ cao
3.3.1 Những quan điểm về việc hoàn thiện phương pháp tính toán

35
36

cọc và móng cọc trong xây dựng giao thông
3.3.2 Phương pháp cơ học để tính toán cọc và móng cọc trong

38

xây dựng giao thông
3.3.3 Tính toán móng cọc bệ thấp và móng cọc bệ cao
*Phương pháp chuyển vị

39
40

1- Các giả thiết cơ bản

40

2- Một số trường hợp đặc biệt

48

3- Tính toán nội lực trong móng cọc bệ cao

41

4- Tính toán móng cọc đài cao cứng bằng ma trận

50

3.4 Ứng dụng phần tử hữu hạn (PTHH)- chương trình plaxis để tính toán

53

CHƯƠNG 4: TÍNH TOÁN VÀ PHÂN TÍCH ỨNG XỬ CỦA

54

KHỐI ĐẤT ĐẮP VÀ ĐẤT NỀN SAU MỐ ẢNH HƯỞNG LÊN MỐ
4.1 Đặt vấn đề

54


4.2 Giới thiệu công trình

54

4.3 Địa chất công trình

57

4.4 Địa chất thủy văn

61

4.5 Tổ chức xây dựng mố cầu và nền đường đầu cầu

61

4.5.1 Phương án tổ chức thi công 1

61

4.5.2 Phương án tổ chức thi công 2

64

4.6 Tính toán và phân tích kết quả

66

4.6.1 Phương pháp giải tích

66

4.6.2 Phần tử hữu hạn – Áp dụng phần mềm plaxis tính toán

85

4.6.3 Phân tích và nhận xét các kết quả tính toán

105

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

109

5.1 Kết luận

109

5.2 Kiến nghị

111

PHỤ LỤC III: NỘI LỰC TRONG CÁC CỌC

34
Trang phụ lục

PHỤ LỤC I: TẢI TRỌNG TÁC DỤNG LÊN MỐ

1

PHỤ LỤC II: MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN MÓNG CỌC BỆ CAO

28

PHỤ LỤC III: NỘI LỰC TRONG CÁC CỌC

34

PHỤ LỤC IV: TỔ CHỨC XÂY DỰNG MỐ CẦU VÀ NỀN ĐƯỜNG ĐẦU CẦU

44

TÀI LIỆU THAM KHẢO

TÓM TẮT LÝ LỊCH KHOA HỌC


Chương I: Giới thiệu
CHƯƠNG 1

GIỚI THIỆU
1.1 TÍNH CẤP THIẾT, MỤC TIÊU VÀ Ý NGHĨA CỦA LUẬN VĂN:
1.1.1 Tính cấp thiết:
Trong các công trình xây dựng cầu đường người thiết kế luôn quan tâm đến
sự làm việc êm thuận khi chuyển tiếp từ đường đầu cầu vào cầu, vì đó chính là
thể hiện sự tiện dụng và tính thẩm mỹ cần đạt được. Tuy vậy trong quá trình khai
thác tại chỗ tiếp giáp giữa đường đầu cầu và mố cầu lại hay xảy ra hư hỏng làm
mất tính êm thuận và đôi khi còn gây ra những hiện tượng phá hoại nghiêm
trọng. Để tìm hiểu nguyên nhân gây ra những hư hỏng này cần xem xét sự làm
việc của các bộ phận ảnh hưởng, đó là nền đường đầu cầu, mố cầu và sự làm
việc chung giữa chúng.
Nền đường đắp ở sau mố cầu thường làm việc trong những điều kiện rất bất
lợi. Nền đường đắp ở sau mố cầu có đặc điểm là chiều cao đắp khá lớn, điều kiện
địa chất thường là móng đất yếu, nền đường làm việc trong điều kiện ngập ở hai
bên,về phía thượng lưu mực nước ngập cao hơn về phía hạ lưu, do có sự chênh
lệch mực nước giữa hai phía nền đường nên trong nền đường sẽ có hiện tượng
nước ngấm từ phía mái dốc bên này sang mái dốc bên kia sẽ làm phát sinh thêm
lực thủy động, nền đường lại làm việc trong điều kiện thường xuyên bị sóng uy
hiếp phá hoại mái dốc nền đường.
Mố cầu là một công trình rất đặc biệt, ngoài chịu tải trọng từ kết cấu nhịp
truyền xuống còn làm nhiệm vụ của một tường chắn đất, thường xuyên chịu sự
tác động và bị ảnh hưởng bởi sự biến động lên xuống của mực nước, chịu áp lực
ngang của đất đắp, đảm bảo ổn định của nền đường đầu cầu. Mố là bộ phận
chuyển tiếp, đảm bảo xe chạy êm thuận từ đường vào cầu. Ngoài ra mố cầu còn

là công trình điều chỉnh dòng chảy và đảm bảo chống xói lở bờ sông. Tải trọng
Trang 1


Chương I: Giới thiệu
ngang truyền vào mố chỉ theo hướng dọc cầu và giá trị của tải trọng ngang về
phía sông và phía nền đường thường khác nhau nên cấu tạo của mố theo phương
dọc cầu thường không đối xứng.
Trong kết cấu công trình, nền móng là khâu quan trọng nhất bởi vì nền
móng quyết định sự bền vững và giá trị sử dụng của công trình – công trình
không được lún quá nhiều, hoặc quá nghiêng; nền móng ảnh hưởng nhiều đến
môi trường xung quanh khi thi công và nhiều năm sử dụng sau này – công trình bị
nghiêng, bị lún có thể ảnh hưởng trực tiếp đến tuổi thọ công trình và sự an toàn
của chính công trình cũng như gây tác hại đến sự ổn định và an toàn cho các công
trình lân cận.
Do đó việc nghiên cứu lựa chọn giải pháp cấu tạo nền móng hợp lý là vấn
đề rất quan trọng. Tuy nhiên, việc chọn giải pháp cấu tạo nền móng cho công
trình lại phụ thuộc rất nhiều vào sự hiểu biết các kiến thức và kỹ năng cơ bản về
cơ học đất, mà cơ học đất là một lónh vực rộng và khá trừu tượng dựa trên nhiều
giả thuyết và nguyên lý tính toán, do đó việc giải bài toán cơ học đất là vấn đề
cốt lõi và được quan tâm nhất.
Từ những điều kiện làm việc nêu trên, việc giải quyết bài toán ứng xử của
đất đắp và đất nền sau mố cầu ảnh hưởng lên mố được đặt ra, kết quả của nó ảnh
hưởng trực tiếp đến tính an toàn và ổn định cho cả công trình. p dụng các kết
quả nghiên cứu được của lý thuyết cơ học đất trạng thái tới hạn, luận văn này đề
cập đến hướng giải quyết bài toán ứng xử của đất đắp và đất nền sau mố cầu,
nhằm mục đích đánh giá mức độ ảnh hưởng của nó đến mố cầu cũng như dự báo
khả năng làm việc của công trình trong mối quan hệ tổng thể, tức là điều kiện
làm việc của công trình với các nhân tố ảnh hưởng trực tiếp, từ đó có thể tìm được
giải pháp thiết kế thích hợp.

Trang 2


Chương I: Giới thiệu
1.1.2 Mục tiêu:
- Nghiên cứu sự làm việc của khối đất đắp, đất nền và ổn định của mố trong
quá trình thi công.
- Nghiên cứu sự làm việc của khối đất đắp, mố cầu ổn định trên đất yếu.
- Nghiên cứu trạng thái của công trình đất đắp và mố cầu ổn định trên đất
yếu.
- Phân tích mô hình hóa công trình đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu.
1.1.3 Ý nghóa:
- Nghiên cứu trạng thái ứng suất và biến dạng của khối đất đắp và đất nền
sau mố cầu để xác định được phạm vi vùng ảnh hưởng sau mố.
- Đề xuất các giải pháp thiết kế để đảm bảo sự làm việc chung và hợp lý
của nền đường sau mố cầu và mố cầu.
1.1.4 Hạn chế của luận văn:
- Do có những hạn chế về lượng thông tin, kinh nghiệm của cá nhân cũng
như về thời gian thực hiện luận án nên không tránh khỏi có những sơ sót; Những
vấn đề được nghiên cứu cũng cần phải được kiểm tra bằng thực nghiệm để đảm
bảo độ tin cậy.
- Luận văn này giải bài toán đặt ra theo mô hình bài toán phẳng để đơn giản
cho việc tính toán thay vì giải theo mô hình bài toán không gian.
1.2 CẤU TRÚC CỦA LUẬN VĂN:
Luận văn được chia thành 5 chương được trình bày như sau:
Chương 1: Giới thiệu.
Trình bày tính cấp thiết, mục tiêu, ý nghóa và những hạn chế của luận văn.

Trang 3

Chương I: Giới thiệu
Chương 2: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu.
Trình bày sự làm việc của nền đất đắp, mố cầu ổn định trên đất yếu; trạng
thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu; mô hình hóa công trình đất
đắp và mố cầu ổn định trên nền đất yếu.
Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán.
Trình bày lý thuyết trạng thái tới hạn, lý thuyết tính toán ổn định và biến
dạng của lớp đất đắp và nền do tải đất đắp, ứng dụng phần tử hữu hạn (PTHH) –
phần mềm plaxis để tính toán.
Chương 4: Tính toán và phân tích ứng xử khối đất đắp và đất nền sau mố ảnh
hưởng lên mố.
Giới thiệu tính toán một công trình bằng phương pháp giải tích và phương
pháp phần tử hữu hạn (PTHH).
Chương 5: Kết luận và kiến nghị.

Trang 4


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
CHƯƠNG 2

TRẠNG THÁI CỦA KHỐI ĐẤT ĐẮP VÀ MỐ CẦU
ỔN ĐỊNH TRÊN ĐẤT YẾU
2.1 SỰ LÀM VIỆC CỦA NỀN ĐẤT ĐẮP, MỐ CẦU ỔN ĐỊNH TRÊN
ĐẤT YẾU:
Đặc trưng chính của nền đất yếu là tính biến dạng cao và khả năng chịu tải
thấp. Vì vậy, lún và ổn định của nền là các vấn đề chính trong tính toán thiết kế
công trình trên nền đất yếu. Nhiều công trình xây dựng trên nền đất yếu có độ

lún từ 30% ÷50% chiều cao đất đắp. Độ lún này lại xảy ra trong một thời gian dài
cùng với hiện tượng lún không đều dẫn đến nứt gãy công trình bên trên. Do đó
cần làm tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất có hệ số thấm nhỏ, giảm khả
năng lún lệch, giảm hoặc triệt tiêu hoàn toàn độ lún trong thời gian vận hành.
Ở nước ta, nền đất yếu thường gặp ở các khu vực:đồng bằng Bắc bộ, bắc
Trung bộ, các tỉnh ven biển và đồng bằng Nam bộ. Khu vực đồng bằng Nam bộ
cấu tạo của lớp đất yếu khá phức tạp, có xen kẹp đất hữu cơ, một số vùng có lớp
than bùn khá dày, sức kháng cắt không thoát nước của đất yếu rất thấp thay đổi
trong khoảng từ 6kPa đến 20kP; modun biến dạng của đất yếu Eo thay đổi từ
300 kPa đến 2000 kPa; hệ số rỗng e lớn hơn 1; sức chịu tải quá thấp, phổ biến là
30 kPa đến 50 kPa; độ lún của nền đất quá lớn cho bất cứ loại công trình đắp nào;
thời gian lún kéo dài từ 20 năm đến trên 100 năm; ngoài ra, cần phải chú ý xử lý
các bộ phận kết cấu ở vùng nước mặn để tránh hiện tượng xâm thực, ăn mòn dẫn
đến giảm khả năng chịu tải của kết cấu.
Khi xây dựng trên đất yếu, nền đất đắp và mố cầu thường gặp những hiện
tượng phá hoại như nền đất mất sức chịu tải do lún sụt; lún còn có thể là hậu quả
phá hoại kết cấu của đất, của sự bị đùn, đẩy đất sang các phía bên hoặc trồi lên.
Trang 5


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
Trong những trường hợp như vậy, độ lún thường lớn và dẫn tới sự phá hoại công
trình ở bên trên; Từng phần công trình có thể bị lún không đều nhau, bởi vì đất
không đồng nhất về chiều dày, về sự phân bố và tính chất cơ lý, các móng ít được
chất tải lên cùng một lúc (nhất là đối với công trình xây dựng dân dụng và công
nghiệp). Thêm vào đó, những hoạt động thi công và những hiện tượng xảy ra
trong thời gian sử dụng cũng góp phần nhất định vào việc gây ra lún lệch. Mà lún
lệch thì dù ít cũng có thể làm hỏng kết cấu công trình.
Các hiện tượng phá hoại còn có thể xảy ra khi xây dựng công trình trên đất
yếu như: phá hoại ổn định mái dốc do trượt trồi, nền đắp sau mố cầu bị trượt, mố

cầu bị đẩy trượt ra xa khỏi bờ …
Thực tế đã có rất nhiều công trình xây dựng trên đất yếu bị hư hỏng với
những hiện tượng đã được cảnh báo ở trên, quá trình khắc phục những sự cố này
đòi hỏi tốn rất nhiều công sức và thời gian nhưng đôi khi lại không thể đạt được
kết quả như mong muốn. Vì vậy, việc dự báo chính xác điều kiện làm việc của
công trình cũng là một yếu tố quyết định đến tính bền vững của công trình.
Cách đây không lâu, khoảng tháng 2 năm 2005 tại một đoạn đường trên
đường đi xuống Cần Giờ đã xảy ra hiện tượng đoạn đường này bị dịch chuyển
đẩy về một phía tạo thành một đường cung tròn ngay trong khi thi công xây dựng
nền đường đắp. Sau khi tổ chức họp xem xét nguyên nhân gây ra sự dịch chuyển
này thì các bên đã thống nhất tìm ra được nguyên nhân chính, đó là do đơn vị thi
công đã tập kết một khối lượng vật liệu để phục vụ cho công tác thi công ở ngay
bên cạnh tuyến đường đang thi công. Có đống vật liệu nặng, đất phải chịu thêm
những tải trọng mới, vượt quá khả năng và chỉ tác dụng ở một hướng. Nó bị đùn
qua phía kia và đẩy nền đắp đi ra xa. Nói cách khác, đất nền bị biến dạng dữ dội
do quá tải.

Trang 6


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
Nhờ phát hiện ra nguyên nhân, kịp thời dỡ và phân tán đống vật liệu đi
nhiều nơi khác cách xa đó nên việc xây dựng sau đó đã không còn gặp sự cố như
vậy nữa.
Trong tài liệu [12] đã nêu ra nhiều sự cố khi xây dựng công trình trên đất
yếu ở các nước trên thế giới, và nó cũng đã xuất hiện ở nước ta với những dạng
phá hoại và nguyên nhân gây phá hoại tương tự. Ví dụ như hư hỏng ở một cụm
công trình phòng hộ được xây dựng ở khu nước của một cảng biển. Đó là cũi gỗ
chất đá và hệ thống đê cũng bằng đá. Tải trọng truyền xuống đất rất bé chỉ 0.5
kG/cm2, đất đắp sau công trình bằng sét lẫn cát, công trình có chiều rộng đáng

kể, khi tính toán nền với hệ số an toàn rất cao từ 2÷3, ban ngày nước triều dâng
lên còn ban đêm nước triều xuống kiệt. Tuy nhiên ngay sau khi xây dựng xong
thì nửa đêm bỗng xảy ra tai họa, tuyến phòng hộ bị nứt, cũi đã bị chuyển dịch ra
ngoài 7÷11m, đê đá cũng bị biến dạng nặng nề, còn các khối đắp phía sau cũng
bị sạt xuống và loang ra. Các chuyên gia đã cho rằng công trình bị dịch chuyển
nhiều như vậy hẳn là đất phải có tính chất như một chất lỏng? Điều phỏng đoán
đã được xác minh qua thực tế. Đất nền rất yếu, có độ ẩm tới 90%, độ chặt tăng
hết sức chậm dưới tác dụng của tải trọng do công trình. Đất đắp sau công trình vì
đắp quá nhanh nên chưa kịp nén chặt, lại bị biến loãng trở thành một chất lỏng
nhớt. Trong thời gian nước triều lên, các khối đất chìm trong nước thì bị đẩy nổi
và áp lực của đất lên công trình phòng hộ tương đối nhỏ. Nhưng khi nước triều
rút, đất tăng trọng lượng rõ rệt, lực đẩy ngang tăng đột ngột khiến công trình bị
đẩy ra xa bờ.
Để đảm bảo công trình trên đất yếu ổn định và an toàn trong quá trình khai
thác và sử dụng đã có nhiều biện pháp xử lý được đưa ra. Đó là những biện pháp
kết cấu hoặc xử lý nền. Biện pháp kết cấu bao gồm: đặt công trình cao hơn vị trí
thiết kế một đoạn bằng độ lún dự kiến, làm các khe lún để tách công trình ra từng
Trang 7


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
phần, tăng độ bền cho các kết cấu công trình, dùng các loại kết cấu đặc biệt, thay
đổi kích thước móng và độ sâu đặt móng. Biện pháp xử lý nền cần phải kể đến là
đệm cát, giếng cát, cọc cát, cọc đá, cọc đất gia cố ximăng, cọc đất gia cố vôiximăng, nén chặt bằng phương pháp cơ học …

1:m

1:m

Các hiện tượng nền đắp mất ổn định trên nền yếu:

Lún sụt trên nền yếu

Trượt trồ i trên nền yếu

Hình 2-1a: Các hiện tượng nền đắ p mất ổn định trên nền yế u

Nền đắp
Lún
Đất sét mềm

6:1

Ma sát âm

Áp lực ngang
lên cọc

Lớp đất cứng (đá)

Hình 2-1b: Các lực phát sinh tại chỗ tiếp giáp giữa
đoạn đường vào cầu và mố cầu do đất lún
Do đó, để công trình làm việc được bình thường phải thỏa mãn các tiêu
chuẩn: ổn định chống lật, ổn định chống trượt, khả năng chịu tải, ổn định sâu (ổn
định bờ dốc với bề mặt phá hoại ở dưới khối đất ñaép).
Trang 8


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
2.2 TRẠNG THÁI CỦA KHỐI ĐẤT ĐẮP VÀ MỐ CẦU ỔN ĐỊNH

TRÊN ĐẤT YẾU:
- Đặc tính cố kết của đất bão hòa nước, độ lún của nền:
Hiện tượng cố kết là hiện tượng biến dạng đối với đất nền kèm theo sự thoát
nước lỗ rỗng ra ngoài, cho nên hiện tượng cố kết chỉ xét cho các loại đất hạt mịn
được hình thành từ quá trình trầm tích muộn. Trong môi trường đất hòa toàn bão
hoà nước, hệ số thấm của dòng thấm trong đất sét nhỏ (k ≤10-6m/s), dẫn đến tốc
độ thoát nước ở lỗ rỗng ra ngoài chậm. Do đó nghiên cứu hiện tượng cố kết của
đất để dự tính độ lún của nền đất theo thời gian.
Lún cố kết sơ cấp theo thời gian là thành phần lún quan trọng nhất đối với
nền sét yếu xử lý bằng thoát nước đứng (VD). Thành phần lún này phụ thuộc vào
các đặc trưng về biến dạng và thấm của đất nền, lịch sử chịu tải và trạng thái ứng
suất hiện tại, biên thoát nước trong nền, cường độ và thời gian chất tải trước …
Sử dụng vật thoát nước đứng (VD) như cọc cát, giếng cát, bấc thấm … là
những biện pháp nhằm rút ngắn chiều dài đường thấm, nhằm tăng nhanh quá
trình cố kết và sức kháng cắt của nền đất yếu.
Đặc trưng chính về thấm ảnh hưởng đến kết quả tính toán lún theo thời gian
là giá trị thiết kế của hệ số cố kết theo phương ngang Ch. Hệ số cố kết theo
phương ngang Ch (cm2/s) cũng có thể được xác định thông qua thí nghiệm nén lún
không nở hông đối với các mẫu nguyên dạng lấy theo phương nằm ngang. Kinh
nghiệm cho thấy giá trị Ch ở hiện trường thường lớn hơn nhiều so với giá trị nhận
được từ thí nghiệm nén lún tiêu chuẩn. Ngoài ra bản thân giá trị của Ch cũng
thay đổi rất nhiều trong quá trình gia tăng ứng suất có hiệu σv’. Ở trạng thái quá
cố kết OC, giá trị của Ch và Cv có thể lớn gấp 2÷10 lần ở trạng thái cố kết bình
thường NC. Vì vậy khi tải trọng chất tải trước không đủ lớn để đưa đất nền đến
trạng thái cố kết bình thường NC, do hệ số Ch và Cv lớn, nên quá trình lún của
Trang 9


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
nền cũng có thể xảy ra rất nhanh mặc dù không có VD. Tính chất này cũng được

thấy rõ ở công trình thí nghiệm cho dự án đường Bình Thuận – Nhà Bè, thành
phố Hồ Chí Minh.
Các công trình đất trên đất yếu thường có độ lún và chuyển vị ngang lớn
phụ thuộc vào thời gian. Do vậy việc tìm hiểu quá trình cố kết của đất yếu là rất
quan trọng. Cách thường dùng để phân tích trạng thái của đất yếu chịu tải trọng
trên mặt là giả thiết điều kiện không thoát nước – diễn ra trong thời gian ngắn và
điều kiện thoát nước – cho quá trình kéo dài. Tuy nhiên, tất cả đất sét tự nhiên
nằm tại chỗ đều có phần nào cố kết trước do chất tải, xâm thực, hóa keo ximăng
hóa, dao động mực nước trong quá khứ. Trong giai đoạn thi công đầu, đất nền
biểu hiện như là đất quá cố kết, có hệ số cố kết tương đối cao. Do vậy, cố kết có
ý nghóa có thể xảy ra. Khi tải trọng khối đắp đạt được áp lực cố kết trước của đất
sét, đất nền trở thành đất sét được cố kết bình thường và phản ứng của nền là
không thoát nước với biến dạng thể tích không đổi.
u
Cuối cùng:
u

Ban đầu:
u

u
thời gian

Hình 2-2a: Cố kết một hướng: đường cong ứng suất - thời gian
- Trượt mái dốc:
Hiện tượng trượt mái dốc là hiện tượng mái dốc bị mất ổn định, xảy ra là do
nhiều nguyên nhân như sự thay đổi trạng thái ứng suất thiên về mặt bất lợi đối
Trang 10

Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
với mái đất ( do tác dụng của tải trọng đặt thêm trên đỉnh mái…), do ảnh hưởng
của các nguyên nhân bên ngoài ( sự thay đổi nhiệt độ, độ ẩm, các yếu tố địa chất
thủy văn như nước ngầm, nước mưa…) hoặc có thể do tình hình làm việc của khối
đất nền ( các lớp địa chất của đất nền, đất có khả năng chịu tải tốt hay đất yếu)
làm giảm tính ổn định của mái dốc. Về cơ sở lý luận thì bài toán ổn định của mái
dốc thuộc cùng một loại với các bài toán sức chịu tải của nền đất và áp lực đất
lên tường chắn. Vì vậy, để xét sự ổn định của mái dốc cũng dùng những phương
pháp tương tự như các phương pháp được dùng để giải quyết hai bài toán trên.
Các phương pháp này bao gồm hai loại: loại các phương pháp dựa trên cơ sở giả
thiết trước hình dạng mặt trượt và loại các phương pháp dựa trên lý luận cân bằng
giới hạn của đất.
Đặc điểm của các phương pháp thuộc loại thứ nhất là xuất phát từ kết quả
quan trắc lâu dài các mái đất thực tế mà đưa ra một số giả thiết đơn giản hóa về
hình dạng mặt trượt và từ đó nêu lên phương pháp tính gần đúng, thuộc loại này
có các phương pháp giả thiết mặt trượt gãy khúc, mặt trượt dạng đường xoắn
logarit và mặt trượt dạng trụ tròn. Nhược điểm chủ yếu của các phương pháp này
là coi khối đất bị phá hoại như một cố thể, giới hạn bởi mặt trượt và mặt mái dốc,
đồng thời xem trạng thái ứng suất giới hạn như chỉ xảy ra trên mặt trượt mà thôi.
Đặc điểm của các phương pháp thuộc loại thứ hai dựa trên quan điểm cho
rằng khi mái đất bị mất ổn định thì trạng thái cân bằng giới hạn không phải chỉ
xảy ra trên mặt trượt mà cả trong toàn bộ khối đất bị trượt. Các phương pháp này
dựa trên cơ sở lời giải chặt chẽ của bài toán cân bằng giới hạn của Xôcôlovxki và
phản ánh tương đối đúng đắn trong khối đất bị phá hoại. Tuy nhiên, vì việc giải
quyết vấn đề ổn định của mái đất theo phương pháp này rất phức tạp, tốn nhiều
công sức cho nên hiện nay phương pháp này chưa được áp dụng rộng rãi, chỉ
dùng nó để tính toán trong một số trường hợp đơn giản.
Trang 11

Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
Đối với công trình đất trên nền đất yếu bão hòa nước, dưới tác dụng của tải
đất đắp, trượt sâu qua nền là hình thức mất ổn định phổ biến. Hiện tượng mất ổn
định xảy ra là hiện tượng trượt của khối đất đường đầu cầu xét theo phương dọc
của tuyến đường bao gồm cả mố cầu, mặt trượt sẽ khoét sâu vào lớp đất yếu.
Phương pháp cung trượt tròn tính theo ứng suất toàn phần và sức kháng cắt không
thoát nước su của đất nền là phương pháp thường dùng trong thực tiễn thiết kế.
Để khắc phục hoặc cải thiệân những nguyên nhân gây ra sự mất ổn định của
công trình có thể dùng các biện pháp để tăng sức chịu tải của nền, giảm bớt áp
lực tác động, tăng sức chống trượt của đất nền ...Các biện pháp được sử dụng như:
sử dụng vật thoát nước đứng (VD) như cọc cát, giếng cát, bấc thấm … là những
biện pháp nhằm rút ngắn chiều dài đường thấm, nhằm tăng nhanh quá trình cố
kết và sức kháng cắt của nền đất yếu, sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng sức chống
trượt, làm bệ phản áp có tác dụng như đối trọng chống lại biến dạng trượt trong
nền đất.
- p lực ngang của đất đắp tác dụng lên mố và hệ cọc:
Mố cầu ngoài các chức năng cơ bản nó còn làm nhiệm vụ như một tường
chắn đất chịu áp lực ngang của đất do tónh tải và hoạt tải. Áp lực ngang của đất
có giá trị nhỏ nhất khi khối đất sau mố trong trạng thái bị đẩy nổi, áp lực ngang
của đất có giá trị lớn nhất khi khối đất ở trang thái khô, đất tăng trọng lượng rõ
rệt. Lúc này lực đẩy ngang lên mố là lớn nhất. Với các mố có chiều cao lớn thì áùp
lực ngang của đất trở thành rất quan trọng. Để giảm kích thước các tường, tăng độ
ổn định chống lật, chống trượt, người ta đã tìm các biện pháp để giảm bớt áp lực
ngang của đất. Một trong những biện pháp để giảm áp lực ngang tác dụng lên
tường chắn là giảm diện tích chắn đất như mố vùi tường, mố chân dê, sử dụng
bản giảm tải bố trí phía trong của tường chắn, bản được ngàm chặt vào thân tường
chắn như một bản congxon có thể chịu được mômen uốn và lực cắt do tải troïng
Trang 12

Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
thẳng đứng. Ngoài ra trong mố vùi nếu nón đất ở trước mố được bảo vệ không bị
phá hoại thì cũng tạo được áp lực đất ngược chiều với áp lực đất sau mố. Nón đất
còn có tác dụng làm tăng độ ổn định chống lật, chống trượt của mố.
Chuyển vị ngang phát sinh do lực nằm ngang của đất bên trong và phía sau
công trình cũng như do lún không đều của nền, nguyên nhân cuối có ý nghóa
nhiều hơn đối với công trình mố cầu (tường chắn đất) ổn định trên đất yếu.
Chuyển vị ngang, đặc biệt là chuyển vị ngang của mặt tường tăng nhiều trong
quá trình cố kết của đất yếu, điều này khác nhiều với mố cầu (tường chắn đất) ổn
định trên nền cứng là hầu hết biến dạng xảy ra trong thời gian thi công.
- Biểu đồ đường ứng suất:
Khi gia tải nén hoặc cắt đất đã dẫn đến sự thay đổi thể tích đáng kể do tính
phân tán tự nhiên và tính rỗng của đất. Đối với đất, quan hệ giữa ứng suất và biến
dạng không phải là tuyến tính. Tuy nhiên trong thực tế xây dựng, nhằm sử dụng
kết quả của lý thuyết đàn hồi, đất được xem có quan hệ biến dạng tuyến tính và
giữa ứng suất và biến dạng có quan hệ bậc nhất E = f(σ). Quy luật biến dạng
tuyến tính này chỉ được thừa nhận trong khoảng áp lực giới hạn. Đồng thời do
phạm vi thay đổi tính thấm nước rất rộng, sỏi sạn k = 10-1 ÷ 10-2 cm/s, sét k = 10-7
÷ 10-11 cm/s, tốc độ thay đổi thể tích trong một số loại cát nhanh đến mức như xảy
ra ngay lập tức, ngược lại trong đất sét điều đó có thể chậm hơn chục triệu lần.
Do đó, cần thiết phải có quan hệ về sự thay đổi trạng thái ứng suất nào đó với sự
thay đổi thể tích trong thời gian ngắn hoặc dài. Các đường ứng suất trong hệ toạ
độ q’/p’ đã có thể biểu thị dễ dàng không những các trạng thái ứng suất – biến
dạng phẳng, đối xứng trục mà còn cả những điều kiện bài toán ba chiều thực sự.

Trang 13


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu

q'

đường bao phá hoại q' = Mp'
f

1

0

0

f

1

0

3

C

p'

1

Hình 2-2b: Các đường ứng suất trong hệ tọa độ q'/p'
- Ma sát âm:
Khi thiết kế móng cọc đóng vào các lớp địa chất khác nhau sẽ phát sinh hai
hình thức chịu lực chính, đó là sơ đồ làm việc theo kiểu cọc chống và theo kiểu
cọc treo. Thực tế thiết kế khi cọc xuyên qua lớp đất yếu vì lực ma sát giữa mặt

bên của cọc với đất yếu vẫn có, nhưng không đáng kể, ta thường bỏ qua và chỉ
xét ma sát ở phạm vi các tầng đất không phải là yếu.
Nhưng tình hình rất đặc biệt khi trên mặt đất có tải trọng, như do khối đất
đắp sau mố, tầng đất yếu bị nén chặt. Các lớp bên trên nó bị lún, tức là bị chuyển
dịch đứng so với cọc. Mặt bên của cọc bị lôi kéo. Cọc phải chịu thêm tải trọng
cho nên bị lún thêm. Hiện tượng này xảy ra ở một đoạn của thân cọc sát trên tầng
đất yếu, có chiều từ trên xuống dưới, đó là ma sát âm, ngược với chiều của lực
ma sát dương ta thường xét có chiều từ dưới lên trên.
Có nhiều nguyên nhân gây ra hiện tượng ma sát âm. Chẳng hạn đó là do san
lấp nền, chất tải lâu dài, đào lên lấp lại, tăng trọng lượng một đơn vị thể tích của
đất do mực nước ngầm hạ thấp, tác dụng động của xe cộ, máy móc và các quá
trình tự nhiên khác.

Trang 14


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
Khi hạ cọc trong đất không phải yếu, cũng có thể phát sinh ma sát âm. Nó
có hay không là do độ lún của đất so với cọc quyết định.
Vì có tồn tại ma sát âm này nên độ lún thực tế của nhiều công trình trên
móng cọc thường lớn hơn đáng kể so với độ lún tính toán.
Theo các nghiên cứu đã cho thấy: các quá trình xảy ra ở đất quanh cọc rất
phức tạp, ma sát âm chỉ xuất hiện trên một đoạn cọc. Trong phạm vi đoạn đó, độ
lún của đất xung quanh cọc vượt quá độ lún của cọc hoặc móng cọc. Dưới đó sẽ
có quan hệ ngược lại, tức là đất bị lún ít hơn nhờ có ma sát dương. Tại điểm phân
cách, độ lún của đất và của móng bằng nhau. Điểm này được gọi là điểm không
hoặc điểm trung hòa.
Nhiệm vụ quan trọng đặc biệt khi có hiện tượng ma sát âm là xác định chiều
sâu của điểm không z0. Để giải bài toán này có thể dùng phương pháp đồ giải với
thủ thuật thử dần. Bằng cách lập hai giản đồ: độ lún của đất xung quanh theo

chiều sâu và độ lún của móng cọc cũng theo chiều sâu. Giản đồ thứ nhất thì giảm
dần, còn giản đồ thứ hai thì tăng dần. Chúng gặp nhau ở một điểm, đó chính là
ranh giới dưới cùng của phạm vi có ma sát âm, bởi vì tại đây độ lún của đất và
của móng cọc bằng nhau.
Khi có ma sát âm, tính toán cọc và móng cọc theo biến dạng là chủ yếu. Vì
lúc này khả năng chịu tải của cọc giảm xuống, độ lún tăng lên. Nguyên lý tính
toán sức chịu tải của cọc và móng cọc trong trường hợp có ma sát âm ở thời điểm
ổn định biến dạng như sau: Tải trọng ngoài cộng với lực ma sát âm ở phạm vi từ
mặt đất đến z0 bằng sức chống lại ở mũi cọc cộng với lực ma sát dương ở phạm vi
còn lại.
Như vậy, để khắc phục hoặc triệt tiêu ma sát âm ta nên chọn giải pháp chờ
cho công trình đất đắp hoàn thành lún, sau đó mới tiến hành xây dựng móng cọc
sau.
Trang 15


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
2.3 MÔ HÌNH HÓA CÔNG TRÌNH ĐẤT ĐẮP VÀ MỐ CẦU ỔN ĐỊNH
TRÊN NỀN ĐẤT YẾU:
Phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH) đã được sử dụng rộng rãi trong giải
quyết hầu hết các vấn đề về địa kỹ thuật vì có khả năng giải quyết các khó khăn
như vật liệu không đồng nhất, trạng thái ứng suất – biến dạng không tuyến tính,
điều kiện biên phức tạp…
Các mô hình đất khác nhau như: mô hình đàn hồi – hoàn toàn dẻo, mô hình
hyperbolic không tuyến tính, mô hình đất sét Cam cải tiến đã được dùng để biểu
thị trạng thái ứng suất – biến dạng của đất. Mặc dù độ chính xác của phân tích
PTHH phụ thuộc vào độ chính xác của mô hình được sử dụng và sự đúng đắn của
các thông số đưa vào, phương pháp PTHH vẫn là công cụ đầy tiềm năng để
nghiên cứu các yếu tố ảnh hưởng.
- Các mô hình đất:

Đất là một vật liệu xây dựng phức tạp. Trong hầu hết các trường hợp nó có
tính chất phi tuyến, không đồng nhất, đàn hồi – dẻo và nhớt dẻo. Đã có khá nhiều
dự định được thực hiện về mô hình trạng thái của đất. Các mô hình dùng phổ biến
được chia ra hai nhóm: mô hình đàn hồi phi tuyến như mô hình hyperbolic với
tiêu chuẩn phá hoại Mohr – Coulomb và mô hình đàn hồi dẻo, điển hình là mô
hình đất sét Cam.
• Mô hình đàn hồi – dẻo:(là mô hình dùng rộng rãi cho nền đất yếu)
Để mô hình hóa trạng thái đàn hồi – dẻo của đất, cần định nghóa về: mặt
ranh giới dẻo – đàn hồi, định luật rắn hóa biến dạng và quy tắc chảy.
Với vật liệu đàn hồi – dẻo, biến dạng do ứng suất tăng thường được chia ra
hai thành phần: đàn hồi và dẻo. Một mặt ranh giới dẻo – đàn hồi được xác định
trong không gian ứng suất như là một mặt phân chia vùng ứng suất có biến dạng
đàn hồi với vùng chỉ có biến dạng dẻo. Điều kiện ứng suất ở bên trong mặt ranh
Trang 16


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
giới này là chỉ cần tăng ứng suất với lượng vô cùng nhỏ cũng có biến dạng đàn
hồi. Nếu điều kiện ứng suất tương ứng với một điểm ở trên mặt ranh giới dẻo –
đàn hồi và nếu vật liệu ổn định thì một lượng tăng vô cùng nhỏ của ứng suất trực
tiếp hướng ra ngoài mặt ranh giới chỉ tạo ra biến dạng dẻo đối với vật liệu hoàn
toàn dẻo và biến dạng đàn hồi bổ sung đối với vật liệu có tính rắn hóa biến dạng.
Định luật rắn hóa biến dạng là định luật về quan hệ vị trí của mặt ranh giới
dẻo – đàn hồi trong không gian ứng suất và biến dạng dẻo đã trải qua và lúc vật
liệu đạt tới điểm ứng suất riêng được xem xét.
Quy tắc chảy cho biết quan hệ giữa vectơ tốc độ biến dạng trong khi biến
dạng dẻo và vectơ ứng suất tác động. Để tăng biến dạng dẻo, điểm ứng suất phải
nằm trên mặt ranh giới dẻo – đàn hồi và độ tăng ứng suất phải hướng ra ngoài
mặt này.
Có một số mô hình đàn hồi – dẻo cho đất, như mô hình đất sét Cam cải tiến

dựa trên lý thuyết điển hình – lý thuyết trạng thái tới hạn. Mô hình trạng thái tới
hạn là một dạng của định luật biến dạng rắn đẳng hướng đàn hồi – dẻo. Nó phân
biệt giữa trạng thái làm việc và trạng thái tới hạn bằng cách dùng khái niệm
đường trạng thái tới hạn, kết hợp với một bề mặt ranh giới dẻo – đàn hồi và biến
dạng. Nếu đất ở trạng thái giới hạn trong khi biến dạng tiếp diễn thì hệ số rỗng
và thành phần ứng suất hiệu quả không đổi. Trong mô hình này, đất đang biến
dạng cắt có thể vượt qua một điểm thuộc mặt ranh giới dẻo – đàn hồi mà không
bị phá hoại, và biến dạng tiếp tục cho đến khi đạt tới đường trạng thái tới hạn, ở
đó điều kiện dẻo hoàn toàn tồn tại. Đất tiếp tục biến dạng mà không thay đổi hệ
số rỗng hay ứng suất. Mô hình đất sét Cam cải tiến là mô hình trạng thái tới hạn
được dùng rất phổ biến. Mặt ranh giới dẻo – đàn hồi của nó là một elip ở trong
mặt p’, q (p’ – ứng suất hiệu quả và q – độ lệch ứng suất).

Trang 17


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
Định luật rắn hóa biến dạng sử dụng các thông số λ và к nhận được từ
đường chất tải và dỡ tải đẳng hướng của đất được cố kết bình thường. Thông số
λ là độ dốc của đường cong biến đổi hệ số rỗng lnp’ khi chất tải, trong khi к là trị
số ban đầu của đường cong khi dỡ tải. Biến dạng được biểu thị bằng biến dạng
thể tích và biến dạng cắt. Ở trạng thái đàn hồi, biến dạng cắt đàn hồi được bỏ qua
trong lý thuyết cơ sở nhưng được đưa vào công thức phần tử hữu hạn bằng thông
số bổ sung của môđun đàn hồi cắt G hay hệ số poisson ν.
Trong công thức phần tử hữu hạn, mô hình đất sét Cam cải tiến chỉ cần 5
thông số cơ bản: M (độ dốc của đường phá hoại trong mặt (q,p’), λ, к, G và thể
tích riêng trên đường trạng thái tới hạn tại áp lực đơn vị trung bình Γ. Mặt ranh
giới đàn hồi – dẻo của mô hình đất sét Cam cải tiến nằm trong mặt (q,p’).
- Phân tích cố kết bằng phương pháp phần tử hữu hạn (PTHH):
Phân tích cố kết cần phối hợp các định luật khống chế trạng thái của cốt đất

và chuyển dịch của dung dịch lỗ rỗng. Trong phân tích phần tử hữu hạn, cố kết
của đất đàn hồi – dẻo được xử lý bằng hình thức gia số, bài toán độ lún lớn được
xử lý cơ bản việc cập nhật tọa độ nút, bỏ qua hiệu quả xoay trong tính toán.
- Mô hình tương tác khối đất đắp – mố cầu:
Có thể dùng sơ đồ tính dầm trên nền đàn hồi, khi đó sự làm việc của đất đắp
được mô tả bằng vô số các lò xo độc lập riêng rẽ có độ dài như nhau và có độ
cứng bằng đúng hệ số nền k.
- Mô phỏng theo quá trình thi công thực tế:
Việc thi công khối đắp trong thực tế là tiến hành đổ rồi đầm chặt vật liệu
đắp, lớp nọ kế tiếp lớp kia. Do vậy, trong phân tích phần tử hữu hạn, tải trọng
tăng phải được dùng bằng cách đặt các phần tử khối đắp nọ sau lớp kia. Trong
phân tích bài toán như khối đắp trên nền đất yếu, hiện tượng biến dạng lớn phải
được xem xét bằng cách cập nhật tọa độ nút trong khi phân tích số gia. Trong
Trang 18


Chương II: Trạng thái của khối đất đắp và mố cầu ổn định trên đất yếu
trường hợp này, khi xem xét biến dạng xảy ra trong quá trình thi công, tọa độ các
phần tử khối đắp hay tường chắn nằm trên cao trình thi công hiện thời cũng phải
được hiệu chỉnh.
- Sự biến đổi độ thấm:
Tốc độ lún và tốc độ triệt tiêu áp lực nước lỗ rỗng khống chế chủ yếu bởi độ
thấm nước của đất, mà phạm vi thay đổi tính thấm nước rất rộng, tốc độ thay đổi
thể tích trong một số loại cát nhanh đến mức như xảy ra ngay lập tức, ngược lại
trong đất sét điều đó có thể chậm hơn chục triệu lần. Vì vậy sự thay đổi độ thấm
của đất sét yếu khi cố kết cần được xem xét khi chất tải và trong quá trình cố kết.
- Mô hình hóa quá trình đầm chặt:
Độ bềân và trạng thái ứng suất – biến dạng của đất phụ thuộc nhiều vào mức
ứng suất bên trong khối đất và quá trình đầm chặt có thể làm tăng đáng kể các
ứng suất này. Với công trình đất được gia cố, đặc biệt là tường chắn đất, việc đầm

chặt trước tiên gây ra chuyển vị ngang của đất. Vì chuyển vị ngang do đầm chặt
hầu hết là biến dạng dẻo, nên áp lực hông do đầm chặt không thể giải phóng toàn
bộ sau khi các thiết bị đầm chặt di chuyển đi nơi khác. Do đó cần xem xét trong
việc phân tích bài toán.
Điều này giải thích lý do không sử dụng đất cát mịn đắp sau mố cầu mà là
đất cát rất rời rạc là vì trong trường hợp cát rất rời rạc, thể tích lớn hơn nhiều giá
trị giới hạn và vì thế một giá trị chuyển vị nhỏ sẽ kèm theo sự thay đổi lớn về thể
tích; loại đất như thế chắc chắn dễ đầm chặt bằng tải trọng tương đối nhỏ hay
rung động, gây ra co ngót và lún.

Trang 19