Luận văn thạc sĩ nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý ổn định nền đường quanh hồ bún xáng thành phố cần thơ

..

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LÊ QUỐC VIỆT

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH
NỀN ĐƢỜNG QUANH HỒ BÚN XÁNG – TP. CẦN THƠ

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2019


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

LÊ QUỐC VIỆT

NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH
NỀN ĐƢỜNG QUANH HỒ BÚN XÁNG – TP. CẦN THƠ

Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng
M số: 52.58.02.05

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS. ĐỖ HỮU ĐẠO

Đà Nẵng - Năm 2019

-i-

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật đề tài Nghiên cứu đề xuất giải pháp xử lý ổn định
nền đường quanh Hồ Bún Xáng – Thành phố Cần Thơ đƣợc thực hiện trên cơ sở
tổng hợp kiến thức khi học tập và nghiên cứu tại Trƣờng Đại học Bách khoa – Đại
học Đà Nẵng. Bên cạnh những cố gắng của bản thân là sự giúp đỡ, động viên nhiệt
tình của quý thầy cô, các bạn đồng nghiệp và gia đình xuyên suốt quá trình học tập
và thực hiện luận văn này.
Đầu tiên, xin gửi lời cảm ơn đến quý thầy cô, cán bộ tham gia giảng dạy lớp
Kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng K36.XGT.TV đã tận tình giúp đỡ, truyền
đạt nhiều kiến thức quý báu trong suốt thời gian học tập, nghiên cứu và hoàn thành
luận văn thạc sĩ.
Xin tri ân và gửi lời cảm ơn chân thành nhất đến TS. Đỗ Hữu Đạo, ngƣời đã
tận tình hƣớng dẫn, động viên và đồng hành cùng tôi khi nghiên cứu và thực hiện
thành công đề tài.
Luận văn này đã đƣợc nghiên cứu và hoàn thành nhƣng do kiến thức có hạn
nên vẫn khơng thể tránh khỏi những thiếu sót và hạn chế, rất mong nhận đƣợc góp
ý, phê bình của q thầy cơ và các bạn đồng nghiệp để kịp thời hiệu chỉnh và hoàn
thiện hơn.
TP. Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2019
HỌC VIÊN

LÊ QUỐC VIỆT


- ii -

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu khoa học độc lập của tơi. Các
số liệu trong luận án là trung thực và có nguồn gốc rõ ràng. Các kết quả của luận án
chƣa từng đƣợc cơng bố trong bất cứ cơng trình khoa học nào. Tác giả hồn tồn
chịu trách nhiệm về tính xác thực và nguyên bản của luận án.
TP. Đà Nẵng, ngày 10 tháng 12 năm 2019
HỌC VIÊN

LÊ QUỐC VIỆT


- iii -

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
TÓM TẮT
Hiện nay, thành phố Cần Thơ đƣợc đánh giá là một trong 5 thành phố sẽ bị
ảnh hƣởng nặng nề nhất bởi biến đổi khí hậu. Dƣới ảnh hƣởng của biến đổi khí hậu,
nƣớc biển dâng cùng với tác động của quá trình phát triển kinh tế – xã hội, tình hình
mất ổn định các cơng trình ven sơng tại thành phố Cần Thơ đã và đang diễn biến rất
phức tạp và có xu thế gia tăng cả về phạm vi và quy mô. Nhiều hiện tƣợng sạt trƣợt
bờ sông nghiêm trọng xảy ra tại thành phố Cần Thơ ảnh hƣởng chất lƣợng cơng
trình giao thơng thuỷ bộ, sập nhà cửa, cƣớp mất tài sản và sinh mạng ngƣời dân.
Để ứng phó với biến đổi khí hậu, hàng năm thành phố Cần Thơ đã phải đầu
tƣ hàng trăm tỷ đồng để xây dựng các cơng trình bảo vệ bờ sơng, chống ngập lụt.
Tuy nhiên về công nghệ sử dụng để xây dựng các cơng trình này vẫn chủ yếu dựa
vào giải pháp truyền thống, thiên về các loại hình kết cấu vật liệu cổ điển nhƣ kè lát
mái, kè mỏ hàn bằng đá hộc, đá xây, tấm bêtơng đơn giản. Chƣa có giải pháp đảm
bảo ổn định lâu dài cho các công trình ven bờ sơng, bờ hồ. Hiện tƣợng mất ổn định,
sụp lún, sạt trƣợt vẫn tiếp tục diễn ra.
Thực hiện chiến lƣợc phát triển đơ thị quốc gia thích ứng với biến đổi khí

hậu, thành phố Cần Thơ xây dựng hồ Bún Xáng (hồ điều hịa) trong lịng thành phố
có diện tích 12,76ha và xây dựng hệ thống giao thơng xung quanh bờ hồ với chiều
dài 3,5km. Khu vực này tiếp giáp với sơng Hậu có địa chất rất yếu, bờ hồ luôn trong
trạng thái mất ổn định sẽ dễ dẫn đến sạt trƣợt bất cứ lúc nào.
Do đó, nghiên cứu nguyên nhân, cơ chế gây sạt trƣợt, mất ổn định của nền
đƣờng quanh hồ Bún Xáng là rất cần thiết. Từ đó đề xuất các giải pháp xử lý đất
yếu, gia cƣờng nền đƣờng phù hợp với địa chất đất yếu tại thành phố Cần Thơ. Quá
trình nghiên cứu dựa trên số liệu thu thập thực tế. Mô phỏng, tính tốn các giải pháp
đề xuất bằng các phần mềm Plaxis và Geo - Slope cho khu vực nghiên cứu.


- iv -

SUMMARY OF THESIS
ABSTRACT
Nowadays, Can Tho City be assessed as one of the five cities that will be
most severely affected by climate change. Under the influence of climate change,
rising sea levels and the impacts of socio-economic development, the instability of
riverine constructions in Can Tho City has been complicated. and tend to increase
both in scope and scale. Many serious river bank erosion occurred in Can Tho City,
affecting the quality of waterway transport works, house collapse, property loss and
people's lives.
Confrontation climate change, every year, Can Tho City has to invest
hundreds of billions Viet Nam dongs construct to protect river side and flood
control. However, the technology used to build these works are still largely based
on traditional solutions, favoring the classical types of material structures such as
roof revetments, grove revetments, concrete slabs. That’s temporary solution.
Landslides, depression, unstable still continues.
The national urban development strategy to adapt to climate change, Bun
Xang lake project (Detention basin) are built at city center area of 12.76ha and over

3.5Km road around. This area next to Hau river, that’s soft soild’s area. Banks lake
are often in a state of unstable may be depression and sliding.
That’s study necessary the causes and mechanisms of roadbed around Bun
Xang lake of landslides, unstable. From process, propose ways to improve the fost
soil at Can Tho City. This thesis base on actual data. Simulation, calculation of
proposed solutions using Plaxis and Geo - Slope tool to study.


-v-

MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ............................................................................................................. i
LỜI CAM ĐOAN ...................................................................................................... ii
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ ........................................................................... iii
SUMMARY OF THESIS ......................................................................................... iv
MỤC LỤC ...................................................................................................................v
DANH MỤC HÌNH ẢNH ...................................................................................... viii
DANH MỤC BẢNG ................................................................................................. xi
MỞ ĐẦU .....................................................................................................................1
1. Lý do chọn đề tài: ....................................................................................................1
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài: ..............................................................................2
2.1. Mục tiêu chung:....................................................................................................2
2.2. Mục tiêu cụ thể: ....................................................................................................2
3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu: ..........................................................................3
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:........................................................................................3
5. Nội dung nghiên cứu và cấu trúc của đề tài ............................................................3
Chƣơng 1. TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ GIA CƢỜNG NỀN ĐẤT YẾU TẠI
THÀNH PHỐ CẦN THƠ ...........................................................................................4
1.1 Tổng quan về địa chất Thành phố Cần Thơ ..........................................................4
1.1.1 Tổng quan về thành phố Cần Thơ ......................................................................4

1.1.2. Tổng quan về địa chất Thành phố Cần Thơ ......................................................4
1.2 Thực trạng sạt lở tại TP. Cần Thơ .........................................................................5
1.2.1 Điều kiện khí hậu thủy văn của TP. Cần Thơ ....................................................5
1.2.2 Thực trạng sạt lở tại TP. Cần Thơ ......................................................................6
1.3 Các phƣơng pháp tăng cƣờng ổn định nền đất yếu ...............................................7
1.3.1 Giải pháp cọc tre cọc tràm .................................................................................7
1.3.2 Giải pháp cọc bê tông cốt thép ...........................................................................7
1.3.3 Giải pháp vải địa kỹ thuật ..................................................................................8
1.3.4 Giải pháp cọc đất gia cố ximăng [4] .................................................................9


- vi 1.4 Một số cơ sở lý thuyết về tính tốn ổn định. .......................................................13
1.4.1 Phƣơng pháp cân bằng giới hạn [5] .................................................................13
1.4.2 Phƣơng pháp phần tử hữu hạn .........................................................................15
1.5 Kết luận chƣơng 1 ...............................................................................................17
Chƣơng 2. ĐÁNH GIÁ HIỆN TRẠNG VÀ ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP GIA CỐ NỀN
ĐƢỜNG QUANH HỒ BÚN XÁNG ........................................................................18
2.1 Hiện trạng cơng trình quanh hồ Bún Xáng .........................................................18
2.2 Địa chất khu vực đƣờng quanh hồ Bún Xáng. ....................................................19
2.3 Đề xuất giải pháp gia cố nền đƣờng quanh hồ Bún Xáng ..................................22
2.3.1 Xử lý bằng cọc tràm .........................................................................................23
2.3.2 Giải pháp giếng cát...........................................................................................24
2.3.3 Giải pháp bấc thấm...........................................................................................27
2.3.4 Giải pháp hút chân không ................................................................................28
2.3.5 Giải pháp bệ phản áp ........................................................................................29
2.3.6 Giải pháp đệm vật liệu rời/đệm cát ..................................................................31
2.3.7 Giải pháp vải địa kỹ thuật ................................................................................32
2.3.8 Xử lý bằng hệ cọc đóng bêtơng cốt thép 30x30cm ..........................................33
2.3.9 Xử lý bằng sàn giảm tải bêtơng cốt thép trên hệ móng cọc 30x30cm .............34
2.3.10 Đề xuất giải pháp: Sơ đồ 03 hàng cọc đất gia cố ximăng ..............................35

2.3.11 Đề xuất giải pháp: Sơ đồ 02 hàng cọc đất gia cố ximăng ..............................35
2.4 Kết luận chƣơng 2 ...............................................................................................37
Chƣơng 3. THÍ NGHIỆM MỘT SỐ TÍNH CHẤT CƠ HỌC CỦA ĐẤT YẾU GIA
CỐ XIMĂNG ............................................................................................................38
3.1 Mục đích..............................................................................................................38
3.2 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên .....................................38
3.2.1 Lấy mẫu thí nghiệm .........................................................................................38
3.2.2 Các thí nghiệm để xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên .......................39
3.3 Thí nghiệm xác định các đặc trƣng cơ học của đất gia cố ximăng .....................41
3.3.1 Chế tạo mẫu thử ...............................................................................................41
3.3.2 Thí nghiệm nén một trục có nở hơng ...............................................................44


- vii 3.3.3 Thí nghiệm cắt trực tiếp ...................................................................................48
3.3.4 Thí nghiệm nén cố kết ......................................................................................50
3.4 Kết luận chƣơng 3 ...............................................................................................54
Chƣơng 4. TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH GIẢI PHÁP CỌC ĐẤT GIA CỐ XIMĂNG
XỬ LÝ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƢỜNG QUANH HỒ BÚN XÁNG ...............................55
4.1 Mục đích..............................................................................................................55
4.2 Đặc điểm địa chất, thủy văn ................................................................................55
4.2.1 Đặc điểm địa chất .............................................................................................55
4.2.2 Chế độ thủy văn ...............................................................................................56
4.3 Ứng dụng mô phỏng để kiểm tra ổn định tại vị trí hố khoan BH-11 ..................56
4.3.1 Lựa chọn mơ hình đất nền và thơng số cọc đất ximăng ...................................57
4.3.2 Mô phỏng vấn đề bằng phần mềm Plaxis 2D ..................................................59
4.3.3 Mô phỏng vấn đề bằng phần mềm Geo - Slope ...............................................61
4.3.4 Đánh giá yếu tố kinh tế kỹ thuật các phƣơng án ..............................................67
4.4 Kết luận chƣơng 4 ...............................................................................................68
KẾT LUẬN ...............................................................................................................70
TÀI LIỆU THAM KHẢO .........................................................................................71

- viii -

DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Bản đồ hành chính khu vục TP. Cần Thơ ...................................................4
Hình 1.2. Một số hình ảnh sạt lở ven sơng, hồ tại thành phố Cần Thơ .......................6
Hình 1.3. Vải địa kỹ thuật gia cƣờng lớp nền đắp [3]................................................8
Hình 1.4. Sơ đồ giải pháp cọc đất gia cố ximăng [2] ...............................................10
Hình 1.5. Sơ đồ quy trình thi cơng cọc đất gia cố ximăng ........................................11
Hình 1.6. Lực tác dụng lên phân tố đất trong trƣờng hợp mặt trƣợt trụ trịn. ...........13
Hình 1.7 Lực tác dụng lên phân tố đất trong trƣờng hợp mặt trƣợt tổ hợp ..............14
Hình 1.8 Lực tác dụng lên phân tố đất trong trƣờng hợp mặt trƣợt gãy khúc ..........14
Hình 1.9. Cấu trúc chƣơng trình phần mềm Slope/W...............................................14
Hình 1.10. Cấu trúc chƣơng trình phần mềm Plaxis .................................................15
Hình 1.11 Nút và điểm ứng suất trong mơ hình phần tử hữu hạn.............................16
Hình 2.1 Sơ đồ vị trí hồ Bún Xáng ...........................................................................18
Hình 2.2 Hiện trạng đƣờng giao thơng bờ Nam hồ Bún Xáng .................................19
Hình 2.3 Hình trụ hố khoan BH06 ............................................................................20
Hình 2.4 Hình trụ hố khoan BH11 ............................................................................21
Hình 2.5 Mặt cắt kết cầu kè xử lý bằng cừ tràm ......................................................24
Hình 2.6 Kết quả ổn định cơng trình xử lý bằng cừ tràm .........................................24
Hình 1.3. Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng giếng cát ....................................................25
Hình 1.4. Sơ đồ giếng cát hình tam giác đều ............................................................26
Hình 1.5. Sơ đồ giếng cát hình vng .......................................................................26
Hình 1.6. Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm ....................................................27
Hình 1.7 Sơ đồ bấc thấm hình tam giác đều và hình vng .....................................28
Hình 1.8 Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm .....................................................29
Hình 1.9 Sơ đồ bệ phản áp ........................................................................................30
Hình 1.10 Sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng giải pháp đệm cát .....................................31

Hình 1.11. Vải địa kỹ thuật gia cƣờng lớp nền đắp [4].............................................32
Hình 2.7 Mơ hình xử lý bằng hệ cọc bêtơng cốt thép ...............................................34
Hình 2.8 Mơ hình xử lý bằng sàn giảm tải trên hệ cọc bêtơng cốt thép ...................34
Hình 2.9 Mơ hình xử lý nền đƣờng bằng cọc đất gia cố ximăng ximăng theo sơ đồ
03 hàng cọc đất gia cố ximăng theo phƣơng ngang từ bờ hƣớng ra hồ ....................35
Hình 2.10 Mơ hình xử lý nền đƣờng bằng cọc đất gia cố ximăng ximăng theo sơ đồ
02 hàng cọc đất gia cố ximăng theo phƣơng ngang từ bờ hƣớng ra hồ ....................35
Hình 3.1 Mẫu đất thí nghiệm ....................................................................................38


- ix Hình 3.2 Thí nghiệm xác định giới hạn chảy theo phƣơng pháp Casagrand ............39
Hình 3.3 Máy trộn tiêu chuẩn XIYI JJ-5 ..................................................................42
Hình 3.4 Đất thí nghiệm đƣợc gia cơng phục vụ cơng tác thí nghiệm .....................43
Hình 3.5 Thí nghiệm nén một trục nở hơng ..............................................................44
Hình 3.6 Mẫu đất bị phá hoại trong thí nghiệm nén một trục nở hơng .....................45
Hình 3.7 Quan hệ cƣờng độ kháng nén và biến dạng của đất tự nhiên ....................45
Hình 3.8 Quan hệ cƣờng độ kháng nén và biến dạng của mẫu đất trộn 7 ngày tuổi
...................................................................................................................................46
Hình 3.9 Quan hệ cƣờng độ kháng nén và biến dạng của mẫu đất trộn 14 ngày tuổi
...................................................................................................................................46
Hình 3.10 Quan hệ cƣờng độ kháng nén và biến dạng .............................................46
Hình 3.11 Quan hệ giữa cƣờng độ kháng nén và hàm lƣợng ximăng ......................47
Hình 3.12 Quan hệ giữa cƣờng độ kháng nén và thời gian bảo dƣỡng ....................47
Hình 3.13 Quan hệ giữa E50 và thời gian bảo dƣỡng ................................................48
Hình 3.14 Quan hệ lực dính và hàm lƣợng ximăng ..................................................49
Hình 3.15 Quan hệ góc ma sát và hàm lƣợng ximăng ..............................................50
Hình 3.16 Quan hệ Cs và hàm lƣợng ximăng............................................................52
Hình 3.17 Quan hệ Cc và hàm lƣợng ximăng ...........................................................53
Hình 3.18 Quan hệ Cs và thời gian bảo dƣỡng mẫu..................................................53
Hình 3.19 Quan hệ Cc và thời gian bảo dƣỡng mẫu .................................................53

Hình 4.1 Mặt cắt địa chất tại vị trí nghiên cứu..........................................................55
Hình 4.2 Mặt cắt ngang đại diện ...............................................................................57
Hình 4.3 Dãy cọc đất trộn ximăng thi cơng trong thực tế .........................................57
Hình 4.4 Dãy cọc đất gia cố ximăng đƣợc quy đổi thành lớp vật liệu tƣơng đƣơng 57
Hình 4.4 Mơ phỏng cơng trình tại cao trình mực nƣớc tự nhiên bằng phần mềm
Plaxis .........................................................................................................................59
Hình 4.5 Mơ phỏng cơng trình tại cao trình mực nƣớc thấp nhất -0.76m bằng phần
mềm Plaxis ................................................................................................................60
Hình 4.6 Mơ hình đất nền đƣợc gia cố bằng hệ cọc đất gia cố ximăng bằng phần
mềm Plaxis ................................................................................................................60
Hình 4.7 Kết quả mô phỏng đất nền gia cố bằng hệ cọc đất gia cố ximăng bằng phần
mềm Plaxis ................................................................................................................60
Hình 4.8 Mơ phỏng cơng trình ở trạng thái tự nhiên ................................................61
Hình 4.9 Mơ phỏng cơng trình ở mực nƣớc thấp nhất bằng phần mềm Geo-Slope .61
Hình 4.10 Mơ hình đất nền đƣợc gia cố bằng hệ cọc đất gia cố ximăng ..................62
Hình 4.11 Kết quả mô phỏng đất nền gia cố bằng hệ cọc đất gia cố ximăng ...........62


-xHình 4.12 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 1 bằng Geo-Slope ....................................63
Hình 4.13 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 1 bằng Plaxis ...........................................63
Hình 4.14 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 2 bằng Geo-Slope ....................................64
Hình 4.15 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 2 bằng Plaxis ...........................................64
Hình 4.16 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 3 bằng Geo-Slope ....................................65
Hình 4.17 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 3 bằng Plaxis ...........................................65
Hình 4.18 Kết quả mơ phỏng phƣơng án 4 bằng Geo-Slope ....................................66
Hình 4.19 Kết quả mô phỏng phƣơng án 4 bằng Plaxis ..........................................66


- xi -

DANH MỤC BẢNG
Bảng 2.1 Chỉ tiêu cơ lý điển hình đƣờng giao thơng quanh hồ Bún Xáng ...............22
Bảng 2.2: Đánh giá hiệu quả các giải pháp đề xuất ..................................................36
Bảng 3.1 Các thí nghiệm xác định chỉ tiêu cơ lý của đất tự nhiên............................39
Bảng 3.2 Các chỉ tiêu cơ lý của đất thí nghiệm ........................................................40
Bảng 3.3 Các chỉ tiêu cơ lý của xi măng ...................................................................41
Bảng 3.4 Hàm lƣợng ximăng pha trộn ......................................................................42
Bảng 3.5 Các thí nghiệm trên mẫu đất gia cố ximăng ..............................................44
Bảng 3.6 Cƣờng độ kháng nén các mẫu thử theo thời gian ......................................45
Bảng 3.7 Kết quả tính toán giá trị modul đàn hồi các mẫu thử ................................48
Bảng 3.8 Kết quả thí nghiệm C, mẫu đất gia cố ximăng .......................................49
Bảng 3.9 Chỉ tiêu thu đƣợc từ thí nghiệm nén cố kết hàm lƣợng 10% ximăng ........51
Bảng 3.10 Chỉ tiêu thu đƣợc từ thí nghiệm nén cố kết hàm lƣợng 14% ximăng ......51
Bảng 3.11 Chỉ tiêu thu đƣợc từ thí nghiệm nén cố kết hàm lƣợng 18% ximăng ......51
Bảng 3.12 Chỉ tiêu thu đƣợc từ thí nghiệm nén cố kết hàm lƣợng 22% ximăng ......51
Bảng 3.13 Chỉ số nén, nở ..........................................................................................52
Bảng 3.14 Tỷ lệ Cc/Cs các mẫu thử ...........................................................................52
Bảng 4.1 Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất ...........................................................................56
Bảng 4.2 Các thơng số của mơ hình đất nền .............................................................58
Bảng 4.3 Các thông số của vật liệu tƣơng đƣơng .....................................................59
Bảng 4.4 Hệ số ổn định của mái dốc phân tích bàng Geo-Slope và Plaxis ..............63
Bảng 4.5 Bảng khái tốn chi phí thi công 1md cọc đất gia cố 22% ximăng ............67
Bảng 4.6 Kết quả đánh giá các phƣơng án tính tốn ................................................67


-1-

MỞ ĐẦU
1. Lý do chọn đề tài:
Thành phố Cần Thơ nằm trên bờ sông Hậu, là trung tâm địa lý của vùng

Đồng Bằng Sông Cửu Long. Nơi đây nằm trong khu vực bồi tụ phù sa hàng năm
của hệ thống sơng Mê Kơng, có địa hình rất đặc trƣng của đồng bằng, cao trình phổ
biến từ +0,8m đến +1,0m. Bên cạnh đó, Thành phố Cần Thơ có hệ thống sơng ngòi,
kênh rạch chằng chịt với tổng chiều dài khoảng 2.500 km. Vùng hạ lƣu sơng
Mêkơng có các đợt triều cƣờng đặc biệt lớn, theo Trung tâm Dự báo Khí tƣợng thủy
văn Cần Thơ đỉnh triều cuờng tại Cần Thơ là 2,03m (ngày 27/10/2007). Hàng năm
vào mùa mƣa, đặc biệt là giai đoạn từ tháng 7 đến tháng 11 nhiều khu vực ở Cần
Thơ bị ngập úng, với độ sâu ngập phổ biến từ 0,3m - l,5m. Tình trạng ngập úng ở
Thành phố Cần Thơ xảy ra ngày càng nghiêm trọng trên diện rộng, diễn ra thƣờng
xuyên và kéo dài hơn, môi trƣờng bị ô nhiễm trầm trọng. Theo một khảo sát của Bộ
Xây dựng, nếu nhƣ mùa lụt lịch sử từ tháng 7 đến tháng 11/2000, Cần Thơ chỉ có
một vài vùng ven bị ngập từ 30cm trở xuống thì mùa mƣa lũ năm 2006 đã có hơn
80% diện tích thành phố bị ngập, nhiều khu vực ngập sâu 0,5 m. Hậu qủa của việc
ngập úng và biến đổi khí hậu đã gây ra tình trạng sạt lở nghiêm trọng tại Đồng bằng
sông Cửu Long.
Hiện trạng khu vực nghiên cứu: Hồ Bún Xáng có tổng diện tích khoảng
12,76 ha, bề rộng của lòng hồ dao động từ 50-200m. Hồ Bún Xáng nằm giữa trung
tâm thành phố Cần Thơ, có chức năng điều tiết mực nƣớc và thoát nƣớc thải sinh
hoạt. Hiện nay lòng hồ đã bị bồi lắng do lớp bùn rất lớn (khoảng 3m).
Mực nƣớc cao nhất của hồ Bún Xáng khoảng +2,03. Cao độ hiện trạng xung
quanh hồ trung bình khoảng +1,5m đến +1,9m, khả năng bị ngập khi xảy ra mƣa
lớn và triều cƣờng. Hệ thống đƣờng giao thông quanh hồ chƣa đảm bảo. Bờ trái là
khu dân cƣ có hệ thống đƣờng đất và đƣờng bê tơng, chiều rộng trung bình 2,5m3,0m, đã bị sạt lở. Bờ phải có một số đoạn đƣờng bê tơng nhựa có chiều rộng 55,5m nhƣng chƣa tạo thành một hệ thống kết nối chặt chẽ và đồng nhất.
Về địa chất: thành phố Cần Thơ đƣợc hình thành chủ yếu qua q trình bồi
lắng trầm tích biển và phù sa của sông Cửu Long, trên bề mặt ở độ sâu 50m có hai
loại trầm tích: Holocen (phù sa mới) và Pleistocene (phù sa cổ).
Đặc điểm địa chất tại khu vực Hồ Bún Xáng đƣợc mô tả trong Báo cáo khảo
sát địa chất thực hiện vào tháng 09/2014, theo kết quả khảo sát địa chất cho thấy
khu vực xây dựng nền đƣờng đắp hoàn toàn trên nền đất yếu và đa số các đoạn
tuyến hồn tồn mới, chỉ một vài vị trí trùng trên nền đƣờng giao thông nông thôn

cũ. Lớp đất yếu này là sét lẫn hữu cơ, một số điểm lẫn cát, trạng thái chảy - dẻo


-2chảy, bề dày thay đổi từ 19,2m đến 29,5m, giá trị SPT rất thấp từ 0 ~ 7; dung trọng
tự nhiên khá thấp (0,016 kg/cm3), độ ẩm tự nhiên lớn (64,1%), hệ số rỗng e = 1,735
> 1, độ sệt B=1,13 > 1 và chỉ số nén a = 0,18 > 0,1 kg/cm2.
Theo đặc tính của lớp bùn yếu, sức chịu tải bé, dung trọng tự nhiên không
cao. Việc đắp trực tiếp tiếp nền đƣờng trên lớp đất yếu này sẽ không đảm bảo kỹ
thuật, cần thiết phải xử lý gia cố nền nền đất hiện trạng.
Dƣới tác dụng tải trọng đắp nền đƣờng và hoạt tải sẽ gây ra lún và mất ổn
định nền. Để xử lý vấn đề này, có thể sử dụng rất nhiều giải pháp, mỗi giải pháp đề
có những ƣu – nhƣợc điểm khác nhau.
Vì vậy, việc phân tích và đề xuất một giải pháp phù hợp là nhiệm vụ khó cần
có nhiều nghiên cứu và đóng góp của các nhà khoa học trong và ngồi nƣớc. Bên
cạnh đó, do đặc thù của cơng trình sử dụng nguồn vốn vay (WB) kết hợp vốn đối
ứng của địa phƣơng, trong bối cảnh nợ công tăng cao và hạn chế của Luật Đầu tƣ
công, vấn đề cần xử lý hiện nay không chỉ là yếu tố kỹ thuật mà cịn là chi phí của
Dự án.
Nhƣ vậy, đề tài “Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định nền đƣờng quanh
hồ Bún Xáng – Thành phố Cần Thơ” sẽ tập trung phân tích các vấn đề về kỹ
thuật, kinh tế để đề xuất giải pháp ổn định nền đƣờng phù hợp nhất cho cơng trình
đƣờng quanh Hồ Bún Xáng.
2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài:
2.1. Mục tiêu chung:
Đề tài luận văn “Nghiên cứu đề xuất giải pháp ổn định nền đƣờng quanh
Hồ Bún Xáng – Thành phố Cần Thơ” sẽ phân tích cơ sở lý thuyết về thực trạng
sạt lở ở đồng bằng sông Cửu Long, các phƣơng pháp gia cƣờng đất yếu, đánh giá
lựa chọn giải pháp gia cố nền đƣờng quanh Hồ Bún Xáng và tính tốn ổn định của
giải pháp. Từ đó có các kiến nghị và đề xuất ứng dụng vào thiết kế và thi cơng cho
cơng trình ven sơng, hồ tại vùng đồng bằng sông Cửu Long.

2.2. Mục tiêu cụ thể:
Đánh giá thực trạng và số liệu địa chất của khu vực nghiên cứu, từ đó đƣa ra
các nhóm giải pháp gia cƣờng nền đất để làm đƣờng quanh Hồ Bún Xáng.
Phân tích ƣu nhƣợc điểm của các giải pháp và lựa chọn giải pháp phù hợp
cho địa chất cơng trình.
Thực hiện thí nghiệm xác định tính chất cơ học của vật liệu gia cƣờng.
Nghiên cứu tính tốn ổn định nền đƣờng bằng phƣơng pháp sử dụng phần
mềm Plaxis và Geo-Slope.


-33. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu:
Đối tƣợng nghiên cứu: nghiên cứu về ổn định của nền đƣờng quanh Hồ Bún
Xáng – Thành phố Cần Thơ; xác định các tính chất cơ học của vật liệu gia cƣờng.
Phạm vi nghiên cứu: đƣờng và mái taluy quanh bờ Hồ Bún Xáng.
4. Phƣơng pháp nghiên cứu:
Thu thập dữ liệu: Ghi nhận số liệu hiện có, chọn lọc và phân loại theo yêu
cầu của đề tài.
Phân tích: Phân tích các dữ liệu hiện có, xác định mục tiêu và đối tƣợng
nghiên cứu cũng nhƣ số liệu trung gian cần thiết của đề tài.
Thí nghiệm: Thực hiện thí nghiệm trên mẫu đất nguyên trạng và mẫu phối
trộn, từ đó xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất và các đặc trƣng cơ học của đất gia cố
ximăng, sàng lọc và xử lý số liệu có đƣợc từ thí nghiệm thu đƣợc các thơng số cần
thiết cho bài tốn mơ phỏng cơng trình.
Mơ phỏng số: Thực hiện mô phỏng đối tƣợng nghiên cứu bằng phần mềm
phần tử hữu hạn Plaxis và phần mềm cân bằng giới hạn Slope/W. Xử lý, so sánh số
liệu thu đƣợc để xác định kết quả nghiên cứu.
Nhận định: Nhận xét và kết luận về mặt định lƣợng của giải pháp nghiên
cứu, đề xuất hƣớng nghiên cứu mở rộng và kết hợp.
5. Nội dung nghiên cứu và cấu trúc của đề tài
Nội dung của luận văn gồm có 04 chƣơng:

Chƣơng 1: Tổng quan về xử lý gia cƣờng nền đất yếu tại TP. Cần Thơ
Chƣơng 2: Đánh giá hiện trạng và đề xuất giải pháp gia cố nền đƣờng quanh
Hồ Bún Xáng
Chƣơng 3: Thí nghiệm một số tính chất cơ học của đất sét yếu gia cố
ximăng
Chƣơng 4: Tính toán ổn định của giải pháp dùng cọc đất gia cố ximăng xử
lý ổn định nền đƣờng quanh Hồ Bún Xáng.


-4-

Chƣơng 1.
TỔNG QUAN VỀ XỬ LÝ GIA CƢỜNG NỀN ĐẤT YẾU
TẠI THÀNH PHỐ CẦN THƠ
1.1 Tổng quan về địa chất Thành phố Cần Thơ
1.1.1 Tổng quan về thành phố Cần Thơ
Thành phố Cần Thơ nằm ở trung tâm của vùng đồng bằng sơng Cửu Long,
cách thành phố Hồ Chí Minh 170km về hƣớng đông bắc (theo quốc lộ 1A), cách
các đô thị lân cận cự ly từ 60 - 120km. Phía đơng giáp tỉnh Đồng Tháp và Vĩnh
Long, phía tây giáp tỉnh Kiên Giang, phía nam giáp tỉnh Hậu Giang và phía bắc
giáp tỉnh An Giang.
Diện tích tự nhiên của thành phố là 1.400,96 km 2, trong đó 5 quận nội thành
là Ninh Kiều, Bình Thủy, Cái Răng, Ơ Mơn và Thốt Nốt khoảng 294km2, 4 huyện
ngoại thành là Phong Điền, Cờ Đỏ, Vĩnh Thạnh và Thới Lai khoảng 1.106,96 km2.
Mạng lƣới đƣờng thủy trên địa bàn thành phố Cần Thơ có tổng chiều dài
1.157km và 4 tuyến đƣờng sơng do thành phố quản lý là kênh Thốt Nốt, kênh Bà
Đầm, rạch Cầu Nhiếm, rạch Ba Láng với tổng chiều dài 81,45km.

Hình 1.1. Bản đồ hành chính khu vục TP. Cần Thơ
1.1.2. Tổng quan về địa chất Thành phố Cần Thơ

Thành phố Cần Thơ đƣợc hình thành từ trầm tích phù sa và bồi lắng dần qua
những kỹ nguyên thay đổi mực nƣớc biển. Các phân vị địa chất có tuổi từ Devon
đến Holocen. Các trầm tích này có kiến trúc hạt trung đến mịn, cấu tạo nằm ngang


-5song song hoặc xiên nghiêng, kết cấu tƣơng đối chặt. Bề dày các lớp trầm tích thay
đổi từ 0,5m đến 50m, bao gồm các lớp nhƣ sau: [1]
- Lớp 1: (CH/CL) Sét rất dẻo, lẫn hữu cơ đôi chỗ lẫn cát, màu xám xanh - đen
trạng thái chảy - dẻo chảy. Bề dày lớp quan sát đƣợc thay đổi từ 19.2m đến 29.5m.
- Lớp 2a: (CH) Sét rất dẻo lẫn hữu cơ, màu xám xanh - xám đen, trạng thái dẻo
mềm. Bề dày lớp quan sát đƣợc là từ 1.0m đến 17.4m.
- Lớp 3: (CL) Sét ít dẻo, màu nâu vàng - nâu đỏ, trạng thái dẻo cứng - nửa cứng.
Bề dày lớp quan sát đƣợc là 4.0m đến 20.4m và chƣa kết thúc tại đáy hố khoan . Thí
nghiệm hiện trƣờng cho giá trị N30 từ 7 đến 22 búa.
- Lớp 4: S(CL) Sét ít dẻo pha cát, màu nâu vàng, trạng thái dẻo cứng. Bề dày
lớp quan sát đƣợc là từ 1.2m đến 6.0m.
- Lớp 5: (SC-SM)/SC Cát bụi cát sét, màu nâu vàng - xám vàng - nâu, kết cấu
chặt vừa - chặt. Bề dày lớp quan sát đƣợc là 3.5m (BH37) đến 10.8m (BH31) và chƣa
kết thúc tại đáy hố khoan.
- Lớp 6: (CL) Sét ít dẻo, màu nâu vàng, trạng thái nửa cứng – cứng. Bề dày lớp
quan sát đƣợc là 3.5m đến 8.0m và chƣa kết thúc tại đáy hố khoan.

Căn cứ vào kết quả khảo sát địa chất cho thấy địa chất khu vực thành phố
Cần Thơ chủ yếu là đất yếu không thuận lợi đặt móng cơng trình. Do đó, khi đầu tƣ
xây dựng cơng trình phải tiến hành khảo sát kỹ lƣỡng và bắt buộc phải sử dụng các
biện pháp gia cố, xử lý đất yếu.
1.2 Thực trạng sạt lở tại TP. Cần Thơ
1.2.1 Điều kiện khí hậu thủy văn của TP. Cần Thơ
1.2.1.1. Điều kiện khí hậu:
Khí hậu Cần Thơ mang đặc điểm khí hậu nhiệt đới gió mùa, có tính chất cận

xích đạo và thể hiện rõ ảnh hƣởng của hệ thống hoàn lƣu Tây Nam từ Ấn Ðộ
Dƣơng tới.
Nhiệt độ khơng khí thay đổi theo mùa, trong năm có hai mùa rõ rệt, tuy nhiên
sự chênh lệch giữa các tháng trong năm không lớn (khoảng 2,50C). Nhiệt độ trung
bình năm là 26,60C; Độ ẩm trung bình là 83%, lƣợng mƣa trung bình 1.635 mm,
nhiệt độ trung bình 27°C ; Lƣợng mƣa bình quân hàng năm là 1.946 mm.
1.2.1.2. Đặc điểm thủy văn:
Thành phố Cần Thơ có hệ thống sơng ngịi kênh rạch chằng chịt với tổng
chiều dài khoảng 2.500 km. Mật độ sông rạch khá lớn: 1,8 km/km2, vùng ven sơng
Hậu thuộc quận Ninh Kiều, Ơ Mơn, Cái Răng và huyện Thốt Nốt lên tới trên 2
km/km2.


-6Hàng năm vào mùa mƣa, đặc biệt là giai đoạn từ tháng 7 đến tháng 11 nhiều
khu vực ở Cần Thơ bị ngập úng, ngập triều với độ sâu ngập phổ biến từ 0,3m - l,5m
(tuỳ khu vực, thời gian), thời gian ngập úng 2 ÷ 6 tháng. Các khu vực ngập sâu là
Bắc lộ Cái Sắn, các huyện Vĩnh Thạnh, Cờ Đỏ. Vùng ngập triều, mƣa chủ yếu là
nội ô thành phố Cần Thơ.
Tình trạng ngập úng ở TP Cần Thơ xảy ra ngày càng nghiêm trọng trên diện
rộng, ngập úng diễn ra thƣờng xuyên và kéo dài hơn, môi trƣờng bị ô nhiễm trầm
trọng. Theo một khảo sát của Bộ Xây dựng, nếu nhƣ mùa lụt lịch sử từ tháng 7 đến
tháng 11/2000, Cần Thơ chỉ có một vài vùng ven bị ngập từ 30cm trở xuống thì
mùa mƣa lũ năm 2006 đã có hơn 80% diện tích thành phố bị ngập, nhiều khu vực
ngập sâu 0,5 m.
Hệ thống tiêu thốt nƣớc Thành phố Cần Thơ chƣa hồn chỉnh và còn nhiều
hạn chế thành phố tuy mới phát triển nhƣng do trải qua nhiều giai đoạn khác nhau,
tầm nhìn và vốn đầu tƣ khác nhau, nên đến nay hệ thống cơ sở hạ tầng nói chung và
tiêu thốt nƣớc nói riêng chƣa đáp ứng u cầu tiêu thốt nƣớc. Thêm vào đó các hệ
thống tiêu thốt (cống tiêu, kênh tiêu...), nhất là ở khu nội thành, đã cũ kỹ, hƣ hỏng,
không hoặc chƣa đƣợc duy tu, bảo dƣỡng thƣờng xuyên, cho nên khi có mƣa (dù là

mƣa vừa) cũng đã gây nên ngập úng nhiều khu vực của thành phố.
1.2.2 Thực trạng sạt lở tại TP. Cần Thơ
Thành phố Cần Thơ nằm ven sông Hậu, chiều dài sông hơn 65km, có gần
1.200km kênh rạch cấp 1 và cấp 2. Dân cƣ sống tập trung ven theo các con sông,
rạch nên việc sạt lở bờ sông, rạch đã và đang đe dọa đến tính mạng, tài sản ngƣời
dân. Điều đáng nói là tình hình sạt lở trên địa bàn vẫn chƣa dừng lại và tiếp tục diễn
biến phức tạp.

Hình 1.2. Một số hình ảnh sạt lở ven sơng, hồ tại thành phố Cần Thơ
Theo kết quả thu thập đƣợc [14], tại thành phố Cần Thơ, từ năm 2010 đến
năm 2018 đã xuất hiện 159 điểm sạt lở, với chiều dài sạt lở trên 6km, làm thiệt hại


-7về nhà, đƣờng, kè và các cơng trình khác. Diễn biến sạt lở bờ sông, kênh rạch trên
địa bàn thành phố ngày một nghiêm trọng, phức tạp, gia tăng cả về cƣờng độ và số
lƣợng.
Ngoài những điểm đã sạt lở, Cần Thơ cịn có trên 100 vị trí có nguy cơ sạt lở
cao với tổng chiều dài khoảng 52 km. Các điểm nóng sạt lở gồm: sơng Cần Thơ,
sơng Ơ Mơn, sơng Bình Thủy và Trà Nóc, sơng Thốt Nốt và các cồn trên sông Hậu
nhƣ: cồn Sơn, cồn Khƣơng (quận Bình Thủy), cồn Tân Lộc (quận Thốt Nốt), cồn
Ấu (quận Cái Răng)…
Nguyên nhân chủ yếu dẫn đến tình trạng này là do đa số cơng trình giao
thơng ở khu vực đều xây dựng trên nền đất yếu, nền công trình đƣợc đắp cao, khả
năng chịu tải thực của đất nền (chƣa xử lý) không tốt, dẫn đến mất ổn định.
Trƣớc tình trạng sạt lở diễn ra ngày càng phức tạp, thành phố Cần Thơ đang
nghiên cứu xây dựng các tuyến kè bảo vệ bờ sông, kênh rạch, kết hợp làm đƣờng
giao thơng và cơng trình cơng cộng phục vụ dân sinh.
1.3 Các phƣơng pháp tăng cƣờng ổn định nền đất yếu
Hiện nay có nhiều giải pháp xử lý nền đất yếu đã đƣợc nghiên cứu và áp
dụng thành công trong nƣớc và trên thế giới. Tuy nhiên, tại khu vực Đồng bằng

Sơng Cửu Long nói chung và TP. Cần Thơ nói riêng, do điều kiện địa chất đặc thù,
các nhà khoa học thƣờng sử dụng một số giải pháp nhƣ sau:
1.3.1 Giải pháp cọc tre cọc tràm
Cọc tre, cọc tràm là giải pháp mang tính truyền thống để xử lý nền cho cơng
trình có tải trọng nhỏ trên nền đất yếu.
Cọc tre và cọc tràm có chiều dài từ 3-6m, đƣợc đóng để gia cƣờng nền đất
với mục đích làm tăng khả năng chịu tải và giảm độ lún.
Hiện tại chƣa có lý thuyết tính tốn cụ thể, nên dự tính sức chịu tải và độ lún
của móng cọc tre hoặc cọc tràm bằng các phƣơng pháp tính tốn theo thơng lệ.
Khơng đóng cọc tre cọc tràm trong đất cát vì đất cát khơng giữ đƣợc nƣớc,
thƣờng chỉ đóng trong nền đất sét có nƣớc, thơng thƣờng đóng 16-25 cây/m2. Cọc
tre cọc tràm có thể đóng thủ cơng hoặc bằng máy, chỉ thi cơng đƣợc ở những nơi có
mực nƣớc ngầm cao để tránh mối, mọt… gây ảnh hƣởng cọc trong quá trình sử
dụng. Chỉ sử dụng tại những cơng trình có u cầu khơng lớn về tải trọng.
1.3.2 Giải pháp cọc bê tông cốt thép
Phạm vi áp dụng: cơng trình có u cầu khả năng chịu tải lớn; Sử dụng ở
những vùng có nƣớc và khí xâm thực, các cơng trình vùng biển và những vùng có
nƣớc ngầm lên xuống.


-8Cấu tạo phổ biến hiện nay là cọc đặc, tiết diện vng, có L=(3-24)m, tiết
diện cọc 20x20cm đến 45x45cm, khối lƣợng của mỗi cọc khoảng từ (0.3-10)T. Để
bảo vệ đầu và mũi cọc, thƣờng bố trí cốt thép dày hơn ở những vị trí này.
Cơng nghệ thi cơng: hạ cọc bằng búa treo, búa điêzen, búa hơi; Hạ cọc bằng
phƣơng pháp xối nƣớc; Hạ cọc bằng máy ép cọc.
1.3.3 Giải pháp vải địa kỹ thuật
Dƣới đây là sơ lƣợc trƣờng hợp sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng mức độ ổn
định của nền đắp trên nền đất yếu [8].
Khi bố trí vải địa kỹ thuật giữa nền đất yếu và nền đắp (hình 1.3), ma sát
giữa đất đắp và mặt trên của vải địa kỹ thuật sẽ tạo ra lực giữ khối trƣợt F và nhờ đó

mức độ ổn định của nền đắp trên nền đất yếu tăng lên.

Hình 1.3. Vải địa kỹ thuật gia cƣờng lớp nền đắp [3]
(I) - vùng hoạt động (khối trƣợt).
(II) - vùng bị động (vùng vải địa kỹ thuật đóng vai trị neo giữ).
F – lực kéo mà vải phải chịu (T/m).
Y – cánh tay đòn của lực F đối với tâm trƣợt nguy hiểm nhất (O).
Điều kiện cần bảo đảm trong tính toán thiết kế khi sử dụng giải pháp này là:
F ≤ Fcp
Với:
Fcp - lực kéo cho phép của vải rộng 1m (T/m)
Lực kéo cho phép của vải đƣợc xác định theo các điều kiện sau:
* Điều kiện bền của vải
Fcp 

Fmax
k

Trong đó:
Fmax : cƣờng độ chịu đứt của vải khổ 1m.


-9vải

k: hệ số an toàn, lấy k=2 khi vải làm bằng polieste và k =5 khi
làm bằng polipropilen hoặc poliethilen.
* Điều kiện về lực ma sát cho phép đối với lớp vải rải trực tiếp trên đất yếu
- Tổng lực ma sát trên vải trong phạm vùng hoạt động
1

Fcp    d h i f 
0

- Tổng lực ma sát trên vải trong phạm vùng bị động
Fcp 

2

 d hi f 
0

Trong đó:
1: chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động.
2 :
d:
hi :
f’:

chiều dài vải trong phạm vi vùng bị động.
dung trọng đất đắp.
chiều cao đắp trên vải (thay đổi từ hi=h đến hi =0).
hệ số ma sát giữa đất đắp và vải cho phép dùng để tính tốn, xác
2
định theo cơng thức sau: f   k  tg
3
Với: - góc ma sát trong của đất đắp xác định tƣơng ứng với độ
chặt thực tế của khối đất đắp trên vải.
k’- hệ số dự trữ ma sát, lấy bằng 0,66.
Vải địa kỹ thuật có thể sử dụng nhiều lớp (1-4 lớp) xem kẽ với các lớp vật liệu đắp
dày từ 15cm – 30cm để làm tăng lực ma sát giữa vải và nền đắp, tăng mức độ ổn

định nền. Ngoài ra sự xuất hiện của vải địa kỹ thuật làm phân bố lại ứng suất trong
thân khối đắp và trong nền đất yếu, làm giảm độ lún và độ lún lệch của cơng trình
cũng nhƣ làm tăng hệ số ổn định.
1.3.4 Giải pháp cọc đất gia cố ximăng [4]
a. Tổng quan về cọc đất gia cố ximăng
Trƣớc đây biện pháp xử lý đất trộn vôi đã đƣợc sử dụng nhiều trong nƣớc.
Thời gian gần đây, với công nghệ, thiết bị thi cơng du nhập từ nƣớc ngồi vào, cộng
thêm việc nghiên cứu đƣợc chú trọng nên cọc đất gia cố ximăng đƣợc sử dụng phổ
biến hơn trong xây dựng cơng trình đắp.
Cọc đất gia cố ximăng thƣờng dùng cho: các cơng trình chịu tải trọng lớn
(đƣờng lăn, bãi đỗ trong sân bay, bến cảng); các cơng trình đòi hỏi độ ổn định cao
(đƣờng đắp cao đầu cầu, bãi đúc các cấu kiện lớn, nền kho bãi,...); các cơng trình
gia cố nền trong phạm vi nhỏ hẹp.


- 10 Sơ đồ cấu tạo của phƣơng pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc đất gia cố ximăng
đƣợc mơ tả nhƣ hình sau
i%

i%

Vải địa
kỹ thuật

Cọc đất trộn
vôi/ximăng

Hđắp

Nền

đất
yếu
dưới
nền
đường

Hình 1.4. Sơ đồ giải pháp cọc đất gia cố ximăng [2]
Hiệu quả của việc xử lý nền bằng ximăng hoặc vôi sẽ kém khi độ ẩm và hàm
lƣợng hữu cơ gia tăng. Chỉ số dẻo của đất càng lớn thì khả năng cải tạo nền càng
kém. Cải tạo nền hữu cơ bằng ximăng hiệu quả hơn cải tạo bằng vôi. Hiệu quả của
ximăng sẽ giảm dần khi hàm lƣợng sét và chỉ số dẻo tăng. Nhƣ vậy, độ linh hoạt
của sét càng lớn thì cƣờng độ của đất xử lý bằng ximăng càng thấp. Đối với đất gia
cố ximăng thì cƣờng độ phụ thuộc chủ yếu vào sự ximăng hoá trong phản ứng.
b. Phƣơng pháp thi công cọc đất gia cố ximăng đƣợc sử dụng phổ biến hiện
nay
Hiện nay công nghệ trộn sâu (Deep Mixing) với nhiều ƣu điểm vƣợt trội
đang đƣợc áp dụng phổ biến trên thế giới cũng nhƣ trong nƣớc:
Phạm vi áp dụng rộng, thích hợp mọi loại đất từ bùn sét đến sỏi cuội.
Có thể xử lý lớp đất yếu một cách cục bộ, không ảnh hƣởng đến lớp đất tốt.
Thi công đƣợc trong nƣớc.
Mặt bằng thi cơng nhỏ, ít chấn động, ít tiếng ồn, hạn chế tối đa ảnh hƣởng
đến các cơng trình lân cận.
Rất sạch sẽ và giảm thiểu vấn đề ô nhiễm môi trƣờng.
Thiết bị nhỏ gọn, có thể thi cơng trong khơng gian có chiều cao hạn chế.
Và đặc biệt là thi cơng nhanh, thời gian đất đạt yâu cầu kỹ thuật xử lý ngắn,
đẩy nhanh đƣợc tiến độ cải tạo đất nền.


- 11 Phƣơng pháp trộn sâu là một kỹ thuật cải tạo đất để gia tăng cƣờng độ, kiểm
soát biến dạng, và giảm thấm nhờ đất đƣợc trộn với xi măng và các vật liệu khác.

Những vật liệu này có liên quan đến chất kết dính và dƣới dang lỏng hoặc khơ. Điều
đó đƣợc thực hiện bằng các cọc đất-ximăng. Các cọc đất-ximăng đƣợc thực hiện bởi
các mũi khoan; các mũi khoan đƣợc gắn với cần khoan. Các cần khoan đƣợc đƣa
vào trong đất, vữa hoặc xi măng khô đƣợc bơm qua các lỗ ở mũi khoan và đƣợc
phụt vào đất nhờ hệ thống áp lực lớn. Nhóm các mũi khoan và lƣỡi trộn trên cần
pha trộn đất với vữa/xi măng khơ giống hình thức máy trộn đất sét.

Hình 1.5. Sơ đồ quy trình thi cơng cọc đất gia cố ximăng
Phƣơng pháp này nhờ một loạt các phản ứng hóa học – vật lý xảy ra giữa
chất đóng rắn với đất, làm cho đất sét yếu đóng rắn lại thành một thể cọc có tính
chỉnh thể, tính ổn định và có cƣờng độ nhất định. Phƣơng pháp mà bột xi măng khơ
đƣợc sử dụng nhƣ là tác nhân chính làm ổn định đƣợc gọi là phƣơng pháp trộn khô
dƣới sâu; Cịn tác nhân làm ổn định là hình thức vữa đƣợc gọi là phƣơng pháp trộn
ƣớt dƣới sâu
.


- 12 c. Một số ứng dụng của cọc đất gia cố ximăng
Cải tạo nền đất yếu dƣới nền đƣờng vào cầu: việc thi cơng cơng trình trên
nền đất sét mềm hoặc hữu cơ có những khó khăn và phức tạp rất lớn. Nhất là sự cố
do biến dạng thẳng đứng và biến dạng ngang lớn. Bằng cách sử dụng cọc xi măng đất thì các đặc trƣng độ bền và biến dạng của đất có thể đƣợc cải thiện một cách rất
đáng kể và nhanh chóng.
Làm chặt lại nền đất yếu phục vụ các cơng trình giao thơng, các bãi
congtenner,các nên cơng trình thủy lợi…
Gia cố mái taluy cơng trình: khi mái dốc cơng trình có độ ổn định kém, đất
chịu ứng suất cắt lớn, hệ số an toàn về phá hoại có thể đƣợc cải thiện bằng cách gia
cố các lớp đất có sự chịu tải phù hợp thơng qua các cọc xi măng - đất.
Làm móng vững chắc cho cơng trình nhà cao tầng, cơng trình cơng nghiệp,
làm tƣờng chắn đất, làm bờ kè.
Gia cố thành hố đào, đặc biệt là nhƣng hố đào sâu, yêu cầu chống thấm cao.

d. Chế tạo mẫu thử
Thực hiện pha trộn hỗn hợp đất – ximăng trong phịng thí nghiệm theo Tiêu
chuẩn TCVN 9403-2012 Gia cố đất nền yếu – Phƣơng pháp trụ đất ximăng:
Thiết bị: Máy trộn hay dụng cụ trộn mẫu đất hỗn hợp, dụng cụ tạo mẫu đất
hỗn hợp, máy nén một trục không hạn chế nở hông.
Vật liệu: đất nguyên trạng, ximăng.
Chế tạo mẫu:
Đất thiên nhiên đƣợc trộn với xi măng khoảng từ 5-10phút trong máy trộn;
nếu trộn thủ cơng bằng xẻng nhỏ thì cần dầm rời đất trƣớc khi cho xi măng, sau đó
trộn đều khoảng 10 min tới 15 min.
Cho hỗn hợp vào khuôn thành 3 lớp, dùng que gỗ đƣờng kính 10 mm, dài
400 mm để đầm chọc, lớp dƣới cùng đến tận đáy, các lớp sau vào sâu trong lớp
trƣớc 10 mm; lớp trên cùng đỡ thêm bằng dao vòng để chiều cao trƣớc khi ép cao
hơn miệng khuôn 10 mm. Dùng que thép đừng kính 10mm, dài 350 mm, một đầu
hình đầu viên đạn để đầm; đầm xoọc từ ngoài vào trong theo hình xoắn ốc, lớp đầu
tiên xuống tận đáy, các lớp sau sâu vào lớp trƣớc từ 10 mm đến 15 mm.
Bảo dƣỡng mẫu: Mẫu đƣợc bảo dƣỡng trong khuôn đặt trong phịng bảo
dƣỡng tiêu chuẩn, thơng thƣờng đƣợc duy trì ở nhiệt độ gần tƣơng tự nhiệt độ nền
đất cần xử lý. Kết quả thí nghiệm mẫu sau 90 ngày sẽ dùng trong tính tốn thiết
kế(cả phịng lún và ổn định). Các độ tuổi 3, 7, 14, 28 ngày dùng để so sánh với kết
quả thí nghiệm hiện trƣờng.