Nghiên cứu và lựa chọn giải pháp xử lý nền đường đắp cao trong điều kiện đất yếu khu vực đồng bằng sông cửu long

CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1 :

TS. Nguyễn Minh Tâm.

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2 :

TS. Võ Phán.

Cán bộ chấm nhận xét 1 :

Cán bộ chấm nhận xét 2 :

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại:
HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG
ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày

tháng

năm 2007.


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
--------------------------------------------------------------------------Tp. HCM, ngày 06 tháng 07 năm 2007
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên :

Đỗ Thanh Tùng
Phái : Nam
Ngày, tháng, năm sinh :
16-02-1975
Nơi sinh : Bến Tre
Chuyên ngành :
Cầu – hầm
MSHV : 04005674
I – TÊN ĐỀ TÀI:

Nghiên cứu và lựa chọn giải pháp xử lý nền đường đắp cao trong điều
kiên đất yếu khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long
II – NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Nhiệm vụ: Nghiên cứu và lựa chọn giải pháp xử lý nền đường đắp cao trong
điều kiên đất yếu khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long.
2. Nội dung:
Chương 1 :Tổng quan tình hình xây dựng đường trên đất yếu và biện pháp xử lý nền
đường
Chương 2 : Phương pháp tính toán xử lý nền đường cho công trình đường đắp trên đất
yếu
Chương 3 : Phân tích lựa chọn các giải pháp xử lý nền đường đất yếu
Chương 4 : Tính toán công trình thực tế
Kết luận và kiến nghị
III – NGÀY GIAO NHIỆM VỤ :
IV – NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : / 07 /2007
V – HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : CBHD1 : TS NGUYỄN MINH TÂM
CBHD2 : TS VÕ PHÁN
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1 CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2
CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

TS. NGUYỄN MINH TÂM
TS VÕ PHÁN
TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY
Nội dung và đề cương Luận văn Thạc só đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua
Ngày tháng 07 năm 2007.
TRƯỞNG PHÒNG ĐT – SĐH
TRƯỞNG KHOA QL CHUYÊN NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Con xin cám ơn cha mẹ đã nuôi nấng, dạy dỗ, tạo điều kiện thuận lợi để
con có thể học tập, trưởng thành.
Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến thầy T.S. Nguyễn Minh Tâm và
thầy T.S. Võ Phán, các thầy đã tận tình hướng dẫn, mở ra những hướng đi
trên con đường nghiên cứu khoa học của em. Các thầy đã hết lòng giúp đỡ,
tạo mọi điều kiện thuận lợi để em hoàn thành luận văn đúng thời hạn.
Em xin gửi lời cảm ơn tới: Ban Giám Hiệu Trường Đại Học Bách Khoa
Tp. Hồ Chí Minh, Ban Chủ Nhiệm Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, Phòng Đào
Tạo Sau Đại Học, Ban Giảng Viên Lớp cầu – hầm đã giảng dạy, giúp đỡ em
trong suốt những năm học cao học và hồn thành luận văn này.
Tơi chân thành cảm ơn sự quan tâm, động viên, giúp đỡ của các bạn,
các anh, các chị trong khóa cao học trong thời gian học và thực hiện luận văn
Thạc sĩ này.
Tp. Hồ Chí Minh, ngày 06 tháng 07 năm 2007

ĐỖ THANH TÙNG


ABSTRACT

Mekong delta is an area that has comple river system and is flooded
annually. The soil foundation in Mekong delta area is very soft. Many roads
must be established in this area with a lot of difficult conditions due to
requirement of social and economic developement. Therefore, there need to
have treatment solutions of soft soil foundation for this area. Analyzation,
calculation, and selection of reasonable solutions ensured both in technical
and economical factor to improve soft soil foundation is urgent demand.
Normal solutions used to improve soft soil foundation in Mekong delta
area are prefabricated verical drains, vertical sand drain, and soil cement
mixing columns. Economical effect of treatment solutions is fluenced by a lot
of factor. In this study, author only examines the influence of three main
factor to economical effect of treatment solutions. They are height of fill
embankment, coefficient of consolidation, and starting capital.
Basing on study results, the graph evaluating the economical effect of
treatment solutions with height of fill embankment, coefficient of
consolidation, and starting capital has been established. From that,

the

selection of treatment solution for actual soft soil foundation will be
determined clearly basing on different area of graph.


TĨM TẮT
Đồng Bằng Sơng Cửu Long là khu vực có hệ thống sông ngồi dày đặt, lũ
lụt thường xuyên kết hợp điều kiện địa chất yếu. Nhiều tuyến đường với chiều
cao nền đường lớn phải được vạch ra trong những điều kiện khó khăn về điều
kiện tự nhiên địi hỏi phải có biện pháp xử lý. Đây là yêu cầu hết sức quan
trọng. Trong điều kiện đó việc phân tích tính tốn và lựa chọn giải pháp đảm
bảo u cầu về kỹ thuật và kinh tế là nhu cầu cấp thiết.

Các phương pháp xử lý nền đất yếu cho khu vực đất yếu ở Đồng Bằng
Sông cửu Long thông thường được sử dụng là: bấc thấm, giếng cát và cọc đất
–xi măng. Có rất nhiều yếu tố ảnh hưởng đến tính hiệu quả kinh tế khi xử lý
nền đất yếu theo 3 phương pháp trên. Trong Luận văn này, tác giả xem xét
ảnh hưởng của chiều cao đắp đắp, tính thấm của đất và vốn ban đầu đến việc
lựa chọn giải pháp xử lý thông qua hiệu quả kinh tế của từng phương án.
Từ kết quả phân tích nghiên cứu, biểu đồ hiệu quả kinh tế của các phương
án phân tích dựa trên chiều cao đắp đắp, hệ số cố kết cv và vốn ban đầu của
dự án đã được thiết lập. Từ kết quả đó, việc lựa chọn phương án mang tính
hiệu quả kinh tế sẽ được xác định dựa theo các vùng phân biệt rỏ ràng của
biểu đồ.


MỤC LỤC
Trang
MỞ ĐẦU

1

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG

4

TRÊN ĐẤT YẾU VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG
1.1- Tình hình xây dựng đường đắp cao trên đất yếu trong điều

4

kiên Việt Nam
1.1.1- Trạng thái biến dạng của nền đường đắp trên đất yếu

4

1.1.2- Biến dạng lún của một số cơng trình đường đắp trên đất

4

yếu.
1.2- Các giải pháp thường áp dụng để thiết kế nền đường đắp trên

5

đất yếu
CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN

10

ĐƯỜNG CHO CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU
2.1- Khái Niệm đất yếu

10

2.2- Phân loại đất yếu

10

2.2.1- Theo nguồn gốc hình thành

10

2.2.1.1- Nguồn gốc khống vật

10

2.2.1.2- Nguồn gốc hữu cơ

10

2.2.2- Theo trạng thái tự nhiên

11

2.2.2.1-Đất yếu loại sét hoặc á sét

11

2.2.2.2- Đất đầm lầy, than bùn được phân thành 3 loại

11

2.3- Khái quát về Đồng Bằng Sông Cửu Long

11

2.3.1- Vị trí địa lý.

11

2.3.2- Địa hình.

11

2.3.3-- Khí hậu.

12

2.3.4- Chế độ thủy văn.

12

2.3.5- Chất lượng nước

13


2.4- Đặc điểm địa chất cơng trình Đồng Bằng sơng Cửu Long

13

2.4.1- Nguồn gốc địa chất.

13

2.4.1.1- Đất sét biển

14

2.4.1.2- Đất sét châu thổ

14

2.4.1.3- Đất sét bờ biển và bãi lầy

14

2.4.2- Cấu trúc địa chất:

14

2.4.2.1- Tầng bồi tích trẻ hay gọi là trầm tích holoxen.

14

2.4.2.2- Tầng trầm tích cổ hay trầm tích pletoxen.

15

2.4.3- Sự phân bố đất yếu ở Đồng Bằng sông Cửu Long

15

2.4.3.1- Sự phân bố đất yếu theo chiều sâu

15

2.4.3.2- Sự phân bố đất yếu theo mặt bằng .

16

2.5-Tính toán các giải pháp xử lý nền đường đắp trên đất yếu

17

2.5.1- Yêu cầu và tiêu chuẩn thiết kế nền đường đắp trên đất yếu

17

2.5.1.1- Yêu cầu về ổn định

17

2.5.1.2-Yêu cầu và tiêu chuẩn tính tốn lún

17

2.6- Cơ sở lý thuyết tính tốn nền đường trên đất yếu

18

2.6.1- Sự phân bố ứng suất theo chiều sâu

19

2.6.2- Tính độ lún của nền đất

23

2.6.3- Tính độ lún theo thời gian

25

2.6.4- Tính tốn ổn định

30

2.6.4.1- Phương pháp phân mảnh cổ điển

30

2.6.4.2- Phương pháp phân mảnh Bishop

31

2.6.5- Tính tốn gia tải nén trước:

31

2.7-Các biện pháp xử lý đất yếu dưới nền đường dưới nền đường

33

đắp cao
2.7.1- Xử lý nền đất yếu dưới nền đường đắp cao bằng bấc thấm

33

2.7.1.1-Thiết kế cấu tạo

33

2.7.1.2- Tính tốn thiết kế

35

2.7.1.3- Thi công gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm

36


2.7.1.4- Kiểm tra và nghiệm thu cơng trình

38

2.7.1.5- Đánh giá hiệu quả gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm

39

2.7.2- Xử lý nền đất yếu dưới nền đường đắp cao bằng giếng cát

40

2.7.2.1- Mơ hình xử lý

40

2.7.2.2-u cầu cấu tạo

41

2.7.2.3- Tính tốn thiết kế

42

2.7.2.4- Biện pháp thi cơng

43

2.7.3- Xử lý nền đường đất yếu dưới nền đường đắp cao bằng cọc

44

đất gia cố Xi măng
2.7.3.1- Áp dụng thực tế của phương pháp trộn sâu

44

2.7.3.2- Các giải pháp thiết kế (aspects of design)

58

2.7.3.3-Tính tốn nền gia cố theo biến dạng

67

2.8- Lập trình tính tốn xử lý nền đường bằng Visual Basic

68

Applications ( Ứng dụng V.B trong EXCEL)
2.8.1- Ứng suất tác dụng nền đường

68

2.8.2- Tính độ lún nền đường theo 22 TCN 262 -2000

71

CHƯƠNG 3 : PHÂN TÍCH LỰA CHỌN CÁC PHƯƠNG ÁN XỬ

82

LÝ NỀN ĐƯỜNG ĐẤT YẾU
3.1- Các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa chọn giải pháp gia cố nền

82

đường
3.1.1- Tính chất cơ lý của đất yếu

82

3.1.1.1- Thơng số ổn định về lún của đất yếu

82

3.1.1.2- Tính tốn ổn định về cường độ

95

3.2- Tính tốn xử lý nền đường bằng bấc thấm

99

3.3- Tính tốn xử lý nền đường bằng giếng cát

103

3.4- Tính tốn gia cơ nền đường bằng cọc đất trộn xi măng

108

3.5- Phân tích hiệu quả kinh tế

112

3.5.1- Phương pháp phân tích hiệu quả kinh tế - xã hội

112

3.5.2- Các lợi ich kinh tế xã hội

113


3.5.3- Số liệu cơ bản

113

3.5.4- Kết quả phân tích hiệu quả kinh tế

114

3.5.5- Những lợi ích khơng được đánh giá

114

3.5.6- Phân tích hiệu quả kinh tế của dự án trong việc lựa chọn

114

giải pháp xử lý nền móng cơng trình
CHƯƠNG 4 : TÍNH TỐN CƠNG TRÌNH THỰC TẾ

118

4.1- Cơng trình cầu Định Thành A – Tỉnh Bạc Liêu

118

4.1.1-Thơng số tính tốn

118

4.1.2- Tính tốn cơng trình chưa xử lý

119

4.1.3- Tính tốn xử lý nền đường bằng giếng cát

121

4.1.4- Tính tốn xử lý nền đường bằng bấc thấm

123

4.1.5- Tinh toán cọc đất gia cố xi măng

125

4.1.6- Tính tốn giá thành cơng trình

126

4.1.6.1- Giếng cát

126

4.1.6.2- Bấc thấm

126

4.1.6.3- Cọc đất gia cố xi măng

127

4.2- Phân tích lựa chọn giải pháp xử lý nền đường

128

4.2.1- Tính tốn trường hợp chưa xử lý

128

4.2.1.1- Tính tốn lún nền đường theo chiều cao đất đắp

128

4.2.1.1- Tính tốn u cầu về tải trọng giới hạn

129

4.2.2- Trường hợp xử lý nền đường bằng bấc thấm

130

4.2.3- Trường hợp xử lý nền đường bằng giếng cát

131

4.2.4 -Trường hợp xử lý bằng cọc đất gia cố xi măng

132

4.3- Phân tích chi phí cho các giải pháp xử lý nền đường

134

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

138

KẾT LUẬN

138

KIẾN NGHỊ

140

Phụ lục


LÝ LỊCH TRÍCH NGANG
Họ và tên

: Đỗ Thanh Tùng

Ngày tháng năm sinh

: 16/02/1975

Địa chỉ liên lạc

Nơi sinh : Bến Tre

: H10 ĐƯỜNG D2 VĂN VẮN THÁNH BẮC F.25 QUẬN BÌNH

THẠNH - THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH.
Điện thoại liên lạc : 091-319-6667
QUÁ TRÌNH ĐÀO TẠO

Từ tháng 9/1994 đến tháng 5/1999: Học đại học tại Đại học Bách khoa TP. HCM,
ngành Địa chất.
Từ tháng 10/2003 đến tháng 5/2004: Học chuyển đổi tại Đại học Bách khoa TP.
HCM, ngành cầu đường.
Từ tháng 9/2005 đến nay: Học cao học tại Đại học Bách khoa TP. HCM, ngành Xây
dựng cầu hầm.
Q TRÌNH CƠNG TÁC
Từ tháng 2/2000 đến nay: Công tác tại Công ty TNHH thiết kế giao thông công
chánh Ánh Dương.


TÀI LIỆU THAM KHẢO
1. 22TCN-262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế nền đường đắp trên đất
yếu , Nhà xuất bản giao thông vân tải, năm 2001, 47 trang
2. 22 TCN -244-98 Quy trình thiết kế xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong
xây dựng nền đường , năm 1998, Nhà xuất bản giao thông vân tải, 29
trang
3. Châu Ngọc Ẩn, Nền móng, năm 2004, Nhà Xuất Bản Đại Học Quốc
Gia Tp,HCM, 453 trang
4. Nguyễn Quang Chiêu, Thiết kế và thi công nền đắp trên đất yếu,
năm 2004, Nhà xuất bản Xây dựng, 191 trang
5. Trần Quang Hộ, Công trình trên đất yếu, năm 2004, Nhà Xuất Bản
Đại Học Quốc Gia Tp,HCM, 351 trang
6. Nguyễn Văn Thơ, Trần Thị Thanh, Xây Dựng Đê Đập, Đắp Nền
Tuyến Dân Cư Trên Đất Yếu ở ĐBSCL, năm 2002, Nhà Xuất Bản
Nông Nghiệp, 183 trang
7. Pierre Laréral, Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang
Chiêu, Vũ Đức Lục , Công trình trên đất yếu trong điều kiện việt
nam, 1989,
8. TCXD 245-2000, Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoát nước, năm

2000, Bô xây dựng, 19 trang
9. TCXDVN 385 : 2006 "Gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do
Viện Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ
Khoa học Công nghệ Xây dựng đề nghị , Bộ Xây dựng ban hành
theo quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27 tháng 12 naêm 2006,
35 trang


1

MỞ ĐẦU

GIỚI THIỆU ĐỀ TÀI
Đặc vấn đề nghiên cứu
Giao thông là vấn đề hết sức quan trọng của nền kinh tế quốc gia. Trong mối quan
hệ tổng hòa với nền kinh tế, hệ thống giao thơng, nó được ví như mạch máu trong cơ
thể sống. Ớ nước ta, trong điều kiện hội nhập và phát triển kinh tế hiện nay, mạng lưới
giao thông không ngừng được xây dựng mở rộng và phát triển từ thành thị đến nông
thôn, đến vùng sâu vùng xa …
Do đặc điểm về khí hậu, địa hình, kinh tế xã hội của khu vực đồng bằng sơng
Cửu Long là khu vực đầy tìm năng để trở thành khu vực kinh tế trọng điểm của phía
nam và cả nước. Vì vậy để phát huy hết tìm năng về kinh tế của khu vực đồng bằng
sông Cửu Long cần phải phát triển cơ sở hạ tầng mà phát triển giao thông là nhu cầu
cấp thiết.
Do đặc điểm các cơng trình giao thơng là thường cơng trình dài khối lượng lớn
đi qua nhiều điều kiện địa chất. Đồng thời đồng Bằng Sơng Cửu Long là khu vực có
hệ thống sông ngồi dày đặt (nhu cầu lưu thông thủy là rất lớn), lũ lụt thường xuyên,
điều kiện địa chất yếu. Nhiều tuyến đường phải được vạch ra trong những điều kiện
khó khăn về điều kiện tự nhiên, địi hỏi phải có biện pháp xử lý: tình hình ngập lũ,
điều kiện địa chất yếu, khó khăn phức tạp… vì vậy các tuyến đường thường được đắp

cao. Nên việc xử lý nền đường trên nền đất yếu đắp cao là yêu cầu hết sức quan trọng.
Trong điều kiện đó việc phân tích tính tốn và lựa chọn giải pháp đảm bảo u cầu về
kỹ thuật và kinh tế là nhu cầu cấp thiết.
Thường các cơng trình đường đắp cao, các cơng trình đường đầu cầu, các cơng
trình đường mở rộng, trong q trình thi cơng và khai thác xảy ra độ lún rất lớn và kéo
dài. Vì vậy vấn đề đặc ra là phải có giải pháp xử lý nhằm tăng độ ổn định của nền
đường, tăng nhanh độ lún cố kết, giảm thời gian thi công, giảm độ lún của trong q
trình khai thác.
Có rất nhiều giải pháp xử lý nền đường đất yếu hiện nay các giải pháp thường
dùng như :


2

- Đắp trực tiếp trên đất yếu.
- Đào một phần hoặc toàn bộ đất yếu.
- Đắp bệ phản áp
- Gia tải trước
- Tầng đệm cát
- Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng : bấc thấm, giếng cát
- Gia tải bằng phương pháp bơm hút chân khơngkết hợp thốt nước thằng đứng.
- Sử dụng vải điạ kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định
- Cọc đất trộn xi măng
Trên cơ sở các giải pháp đó phân tích đánh giá các yếu tố ảnh hưởng đến việc lựa
chọn giải pháp xử lý nền đường.
Mục đích của đề tài
Nghiên cứu lựa chọn giải pháp đối với cơng trình đường đắp cao trong điều kiện
đất yếu khu vực Đồng Bằng Sông Cửu Long nhằm đảm bảo các yêu cầu :
- Đảm bảo các yếu tố kỹ thuật
- Đảm bảo hiệu quả kinh tế của giải pháp lựa chọn

Nhằm đạt được các yêu cầu đề tài tiến hành phân tích các yếu tố ảnh hưởng đến
việc lựa chọn giải pháp xử lý nền đường như :
- Điều kiện địa chất của lớp đất yếu.
- Chiều cao đất đắp cơng trình.
- Hiệu quả kinh tế các giải pháp.
Từ đó đánh giá kiến nghị lựa chọn giải pháp hợp lý cho cơng trình.
Phạm vi nghiên cứu
Nghiên cứu các phương án xử lý nền đường đắp cao trên nền đất yếu thường được
sử dụng :
- Xử lý nền bằng bấc thấm
- Xử lý nền bằng giếng cát
- Cọc đất – vôi ximăng


3

Phân tích các yếu tố ảnh hưởng và lựa chọn giải pháp xử lý nền đường đáp ứng yêu
cầu kỹ thuật với chi phí thấp nhất.
Hạn chế của đề tài
Do điều kiện về kinh nghiệm chun mơn cịn hạn chế, điều kiện thí nghiệm quan
trắc thực tế, thời gian nghiên cứu làm luận án quá ngắn nên lượng thông tin cịn hạn
chế. Nên việc đánh giá tính tốn lựa chọn giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu chỉ
dựa trên các yếu tố địa chất đặt trưng chưa đi sâu vào từng vị trí cụ thể.
Số lượng mẫu thí nghiệm chưa nhiều và khơng có điều kiện thí nghiệm hiện trường
để có đánh giá tồn diện.
Do lĩnh vực xử lý nền đường trên đất yếu là quá rộng nên đề tài chưa phân tích
được hết các giải pháp xử lý nền đường trên đất yếu.
Trong tính tốn phân tích yếu tố kinh tế chưa phân tích được các yếu tố gián tiếp
ảnh hưởng đến hiệu quả của cơng trình.

4
CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN TÌNH HÌNH XÂY DỰNG ĐƯỜNG TRÊN ĐẤT YẾU

VÀ BIỆN PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG
1.1/- Tình hình xây dựng đường đắp cao trên đất yếu trong điều kiện Việt Nam
1.1.1/- Trạng thái biến dạng của nền đường đắp trên đất yếu
Nền đường đắp cao thường bị biến dạng thể hiện bởi độ lún của nền đường trong
thi công và khai thác.
- Biến dạng do nén chặt : do tác dụng của ứng suất pháp làm cho đất bị thu hẹp lỗ
rỗng bởi các hạt đất bị ép chặt lại.
- Biến dạng đàn hồi : biến dạng tức thời của đất nền. Biến dạng này có khả khôi
phục khi dỡ tải.
- Biến dạng dẽo: Xảy ra do xuất hiện tượng trượt trên các mặt có trị số ứng suất tới
hạn nào đó.
1.1.2/- Biến dạng lún của một số cơng trình đường đắp trên đất yếu.
Một số cơng trình đường đắp cao, hiện tượng lún xảy ra là đáng kể và ảnh hưởng
rất lớn đến quá trình lưu thơng.
Các cơng trình đường đầu cầu, các tuyến đường đắp cao, các tuyến đường mở rộng
thì hiện tượng lún thể hiện rất rõ rệt.
Ở TPHCM, cơng trình đường vào cầu vượt Nguyễn Hữu Cảnh sau khi thi công đưa
vào khai thác, hiện tựng lún xuất hiện và kéo dài. Đặc biệt cơng trình đường hầm chui
Văn Thánh sau khi cho lưu thông, độ lún bắt đầu gia tăng từ cuối tháng 11/2001 đến
4/2002 độ lún đo được 1,1m. Đơn vị thi công đã cho bù lún bằng BTN nhưng đến nay
độ lún vẫn còn tiếp diễn tuy nhiên ở tốc độ chậm.


5

Đường QL1 đoạn An Sương An Lạc lún không đều giữa đường cũ và đường mới

mở rộng làm xuất hiện vết nứt trên bề mặt BTN.

Hình 1.1 : Nền đường bị nứt do độ lún không đều
1.2/- Các giải pháp thường áp dụng để thiết kế nền đường đắp trên đất yếu
- Đắp trực tiếp trên đất yếu : trong trường hợp khi tính tốn ổn định và lún của
nền đường thỏa mãn các yêu cầu và tiêu chuẩn độ lún cho phép và độ ổn định của
cơng trình.
- Đào một phần hoặc toàn bộ đất yếu : giải pháp này thích hợp lớp đất yếu có bề
dày nhỏ hơn vùng ảnh hưởng của tải trọng đắp. Có thể dùng cọc tre với mật độ
25cây/m² ( hoặc cọc tràm với mật độ 16cây/m² ) thay thế việc đào bớt lớp đất yếu
trong phạm vi bằng chiều dài cọc đóng.
- Đắp bệ phản áp : giải pháp này dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu
với tác dụng tăng mức độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu
về ổn định.
- Gia tải trước : là nén trước đất trước khi xây dựng công trình nhằm cải tạo các
tính chất cơ lý của đất.
- Tầng đệm cát : được bố trí giữa lớp đất yếu và nền đường đắp để tăng nhanh khả
năng thoát nước cố kết từ phía đất yếu lên mặt đất tự nhiên dưới tác dụng của tải trọng
nền đắp. Tầng đệm cát được sử dụng trong trường hợp đắp trực tiếp trên đất yếu và bắt
buộc phải có biện pháp thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng.
- Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng : bố trí các phương tiện thoát nước
theo phương thẳng đứng (giếng cát, bấc thấm) nước cố kết ở các lớp sâu trong đất yếu
dưới tác dụng của tải trọng đắp sẽ có điều kiện thoát nước nhanh (thoát nước theo


6

phương nằm ngang ra giếng cát hoặc bấc thấm rồi theo chúng thoát ra mặt đất tự
nhiên). Phương pháp này thường được áp dụng khi tầng đất yếu có bề dày lớn (vượt
quá bề rộng đáy nền đường). Tuy nhiên để đảm bảo phát huy được hiệu quả thoát

nước này thì chiều cao đắp tối thiểu nên là 4m và khi thiết kế cần thoả mãn các điều
kiện (theo tiêu chuẩn 22TCN 262-2000 ) [1]:
(1.1)

σ vz + σ z ≥ (1,2 ÷ 1,5)σ pz
η=

lg(σ vz + σ z ) − lg σ pz
lg(σ vz + σ z ) − lg σ vz

≥ 0,6

(1.2)

Trong đó :
σ vz : Áp lực thẳng đứng do trọng lượng bản thân các lớp đất yếu gây ra ở độ sâu z;
σ z : Áp lực thẳng đứng do tải trọng đắp;
σ pz : Áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất yếu;

- Xử lý nền bằng bấc thấm :
Đây là phương pháp thoát nước thẳng đứng sử dụng vật liệu chế tạo sẳn là bấc
thấm. Bấc thấm bao gồm 2 loại: 1- chất dẽo dược bao ngoài bằng vật liệu tổng hợp với
tính chất đặc trưng như sau :
Cho nước thấm qua lớp bọc ngồi.
Lõi chính là đường tập trung nước và dẫn nước thốt ra ngồi khỏi nền đất yếu
bão hịa.
Lớp vải địa bọc ngồi có tính năng ngăn cách phần đường dẫn và mơi trường đất
bên ngồi, ngăn khơng cho các hạt đất len vào trong làm tắc nghẽn.

7

Hình 1.2 : Xử lý nền đường bằng bấc thấm
- Xử lý nền đường bằng giếng cát.
Làm các đường thấm bằng vật liệu cát đóng xuống bên dưới nền có tác dụng
thốt nước cho nền đường

Hình 1.2 : Xử lý nền đường bằng giếng cát


8

- Phương pháp bơm hút chân không
Mục tiêu tăng vận tốc cố kết cho đất bên dưới, dưới tác động của gia tải trước
(hút chân không + tải nước + tải đắp) và hệ thống bấc thấm tăng nhanh khả năng thốt
nước lỗ rỗng thặng dư.

Hình 1.4 : Gia tải bằng bơm hút chân không
- Sử dụng vải điạ kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định :
O ( tâm trượt nguy hiểm nhất)
R

R
Y

Vải địa kỹ thuật

H

l2

hi
l1

Hình 1.5 : sử dụng vải điạ kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định


9

- Cọc đất trộn xi măng
Cọc trộn dưới sâu là phương pháp mới để gia cố nền đất yếu, sử dụng vật liệu là
xi măng, vơi … làm chất đóng rắn, nhờ vào cần khoan xoắn và thiết bị bơm phụt vữa
vào trong đất để trộn cưỡng bức đất yếu với chất đóng rắn (dạng bột hoặc dung dịch),
lợi dụng một chuỗi phản ứng hóa học - vật lý xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm
cho đất mềm yếu đóng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể, ổn định và có
cường độ nhất định.


10

CHƯƠNG 2 : PHƯƠNG PHÁP TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG CHO
CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU
2.1/- Khái Niệm đất yếu
Theo tiêu chuẩn ngành GTVT 22TCN -262-2000 thì đất yếu là đất có sức chống
cắt nhỏ tính biến dạng (ép lún ) lớn, do vậy nền đắp trên đất yếu, nếu khơng có các
biện pháp xử lý thích hợp thường dể mất ổn định toàn khối hoặc lún nhiều, lún kéo dài
ảnh hưởng tới mặt đường, cơng trình trên đường và cả mố cầu lân cận.
2.2/- Phân loại đất yếu
2.2.1/- Theo nguồn gốc hình thành : phân thành hai loại đất yếu có nguồn gốc
khống vật hoặc nguồn gốc hữu cơ.

2.2.1.1/- Nguồn gốc khoáng vật : thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở ven
biển, vũng vịnh, đầm hồ, đồng bằng tam giác châu. Loại này có thể lẫn hữu cơ trong
q trình trầm tích (hàm lượng có thể lên tới 10÷12%) nên có thể có màu đen, xám
đen, có mùi. Đối với loại đất này được xác định là yếu nếu ở trạng thái tự nhiên độ ẩm
của chúng gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (sét e ≥ 1,5, á sét e ≥
1,0), lực dính C theo kết quả cắt nhanh khơng thốt nước từ 0.15daN/cm² trở xuống,
góc nội ma sát ϕ từ 0÷10° hoặc lực dính theo kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường
là Cu≤0.35daN/cm².
Ngồi ra ở các vùng thung lũng cịn có thể hình thành đất yếu dưới dạng bùn cát,
bùn cát mịn ( hệ số rỗng e >1.0 và độ bảo hòa G>0.8)
2.2.1.2/- Nguồn gốc hữu cơ : thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng
thường xuyên, mực nước ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển, thối rữa và
phân hủy, tạo ra các vật lắng hữu cơ lẫn các trầm tích khống vật. Loại này thường gọi
là đất đầm lầy, than bùn, hàm lượng hữu cơ chiếm tới 20÷80%. Loại này được xác
định là đất yếu nếu hệ số rỗng và các đặt trưng về sức chống cắt của chúng đạt các trị
số như đất có nguồn gốc khống vật.
Theo hàm lượng hữu cơ có trong đất yếu ta có các loại đất sau :
- Hàm lượng hữu cơ từ 20÷30% : Đất nhiễm than bùn
- Hàm lượng hữu cơ từ 30÷60% : Đất than bùn


11

- Hàm lượng hữu cơ trên 60% : than bùn
2.2.2/- Theo trạng thái tự nhiên
2.2.2.1/- Đất yếu loại sét hoặc á sét : được phân loại theo độ sệt B
B=

W − Wd
Wnh − Wd

(2.1)

W, Wd,Wnh – Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên, giới hạn dẻo và giới hạn nhão của đất
yếu.
Nếu B>1 thì gọi là bùn sét (đất yếu trạng thái chảy)
Nếu 0.752.2.2.2/- Đất đầm lầy, than bùn : được phân thành 3 loại
- Loại I : loại có độ sệt ổn định, thuộc loại này nếu có vách đào thẳng đứng sâu 1m
vẫn duy trì ổn định trong 1÷2 ngày;
- Loại II : loại có độ sệt khơng ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I nhưng
đất than bùn chưa ở trạng thái chảy;
- Loại III : Đất than bùn ở trạng thái chảy;
2.3/- Khái quát về Đồng Bằng Sông Cửu Long [5]
2.3.1/- Vị trí địa lý
Đồng Bằng Sơng Cửu Long là vùng châu thổ nằm cuối hạ lưu sông Mekong, được
giới hạn bởi phía bắc là biên giới Viêt Nam – Campuchia, Tây Ninh và TP.Hồ Chí
Minh, phía nam và đơng là biển Đơng, phía tây là vịnh Thái Lan. Đồng bằng sơng Cửu
Long có diện tích tự nhiên là 3.900.000 hecta bao gồm 14 tỉnh: Long An, Tiềng Giang,
Bến Tre, Đồng Tháp, Vĩnh Long, Trà Vinh, Cần Thơ, Hậu Giang, Sóc Trăng, Bạc
Liêu, Cà Mau, Kiên Giang và An Giang.
2.3.2/- Địa hình
Đồng Bằng Sơng Cửu Long có địa hình tương đối bằng phẳng, cao độ phổ biến 0,3
÷ 0,4 m trên mực nước biển (theo mốc cao độ mũi Nại) trừ một số ngọn núi ở An
Giang và Kiên Giang. Ngồi ra các khu vực có độ cao cục bộ, có thể phân thành các
vùng theo cao độ như sau:
- Thềm phù sa cổ dọc biên giới Việt Nam - Campuchia có cao độ từ 2,0÷5,0m.


12

- Dọc theo sơng Tiền và sơng Hậu có cao độ 1,0 ÷ 3,0 m.
- Các khu vực ngập lũ của sông Tiền, sông Hậu và các vùng ngập triều ven biển có
cao độ 0,3÷1,5m.
Do sự bồi đắp và lắng động của phù xa sông, biển đã tạo cho ĐBSCL có địa thế
cao ở ven sơng Tiền, sơng Hậu và ven biển. Những nơi nằm xa sơng chính, xa biển
nằm sâu trong đất liền thì thấp và trũng.
2.3.3/ - Khí hậu
Đồng bằng Sơng Cửu Long chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, nhiệt độ
bình qn khoảng 27oc. Lượng mưa bình qn từ 1200 ÷ 2400 mm/năm. Hàng năm có
hai mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11 mang theo gió Tây Nam, khí hậu ẩm
ướt. Mùa khô từ tháng 12 đến cuối tháng 4 năm sau mang theo gió mùa Đơng Bắc.
Mùa mưa ở ĐBSCL phân bố khơng đồng đều. Vùng phía tây có lượng mưa lớn nhất
1800 - 2400 mm/năm. Vùng phía đơng có lượng mưa trung bình 1600-2000 mm/năm.
Vùng trung tâm đồng bằng kéo dài từ Châu Đốc - Long Xuyên - Cao Lãnh - Trà Vinh
- Gị Cơng có lượng mưa nhỏ nhất 1200-1400 mm/năm.
Về thời gian mưa, ở ĐBSCL phân bố không đều trong năm, khoảng 90% lượng
mưa tập trung trong các tháng mùa mưa, lượng mưa mùa khô chỉ chiếm khoảng 10%.
Về độ ẩm tương đối ở ĐBSCL khoảng 80% vào mùa mưa và 60% vào mùa khô.
2.3.4/- Chế độ thủy văn
Chịu ảnh hưởng lớn của dịng chảy sơng MeKong, thủy triều biển đông, thủy triều
vịnh Thái Lan và chế độ mưa của từng vùng.
Sơng MeKơng: có diên tích lưu vực 795.000km2, tổng lượng nước hàng năm 450
tỷ mét khối. Dịng chảy của sơng có hai mùa rõ rệt, mùa lũ và mùa kiệt.
Hàng năm ĐBSCL bị nước lũ của sơng MeKong chảy về gây ngập lụt cho phần
phía bắc của đồng bằng: Nước truyền vào đồng bằng theo các kênh rạch nối với sơng
Tiền, sơng Hậu, diện tích ngập lũ khoảng 1.400.000 ha.
Mùa kiệt từ tháng 1 đến tháng 6. Trong mùa này lưu lượng sông MeKong giảm
dần, nhỏ nhất thường rơi vào tháng 4 (khoảng 2000 m³/s). Điều này làm cho mặn xâm
nhập sâu hơn vào đồng bằng.

13

Thủy triều: gần như tồn bộ diện tích ĐBSCL chịu ảnh hưởng mạnh của thủy triều
Biển Đông và Vịnh Thái lan. Thủy triều Biển Đông theo chế độ bán nhật triều có biên
độ triều lớn. Tại khu vực ven biển và cửa sơng có biên độ từ 2-2,5 m. Thủy triều Vịnh
Thái Lan theo chế độ nhật triều không đều. Khu vực ven biển và cửa sơng có biên độ
từ 0,7 - 1,1m. Càng vào sâu trong đồng bằng biên độ triều giảm mạnh.
2.3.5/- Chất lượng nước
Sự xâm nhập của thủy triều kéo theo sự xâm nhập của thủy triều vào trong nội
đồng. Trong mùa mưa, nhờ có nguồn nước ngọt phong phú nên ranh giới mặn bị đẩy
lùi ra gần đến bờ biển. Vào mùa khô, nước ngọt giảm làm nước mặn lấn sâu vào trong
nội đồng. Thời kỳ mặn xâm nhập sâu nhất là vào tháng 4 và đầu tháng 5.
Vào đầu mùa mưa, nhiều khu vực ĐBSCL bị nhiễm chua với độ PH = 2 ÷ 5, thời
gian bị chua từ tháng 5 đến tháng 6. Diện tích bị chua chủ yếu ở vùng Đồng Tháp
Mười, tứ giác Long Xuyên và bán đảo Cà Mau.
2.4/- Đăc điểm địa chất cơng trình Đồng Bằng Sơng Cửu Long
2.4.1/- Nguồn gốc địa chất
Đất mềm yếu là đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng 0,5-1 daN/cm2) có tính
nén lún lớn, hầu như bão hịa nước, có hệ số rỗng lớn (e>1), modul biến dạng thấp (E0
< 50 daN/cm2) lực chống cắt nhỏ…. Nếu khơng có biện pháp xử lý đúng đắn thì việc
xây dựng cơng trình trên đất yếu này sẽ rất khó khăn hoặc khơng thể thực hiện được.
Theo nguồn gốc thì đất yếu có thể được tạo thành trong điều kiện lục địa, vũng
vịnh hoặc biển. Nguồn gốc lục địa có thể là tàn tích, sườn tích, bồi tích do gió, nước,
do lũ bùn đá, do con người gây ra. Nguồn gốc vũng vịnh có thể là cửa sông, tam giác
Châu hoặc vịnh biển. Đất yếu nguồn gốc biển được tạo thành ở khu vực nước nông
(không quá 200m), khu vực thềm lục địa (200 ÷ 3000 m) hoặc khu vực biển sâu (trên
3000 m). Tùy theo thành phần vật chất, phương pháp và điều kiện hình thành, vị trí
trong khơng 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, các loại trầm tích bị mùn hóa, than mùn hóa…
Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là đất sét yếu bão hịa nước. Loại đất này
có những tính chất đặc biệt đồng thời cũng có tính chất tiêu biểu cho các loại đất sét


14

yếu nói chung, nguồn gốc của loại đất sét yếu thời cận đại (vì chúng mới hình thành
vào khoảng 20.000 năm thuộc kỷ Pleistocene). Các hạt tạo thành đất sét được phong
hóa từ đá mẹ, có tính chất thay đổi theo tính chất của đá mẹ, điều kiện khí hậu, sự vận
chuyển và trầm lắng. Sau sự vận chuyển của sơng ngịi, sự hình thành của các hạt sét
chỉ xảy ra trong các mơi trường trầm tích n tĩnh. Tùy theo mơi trường trầm tích khác
nhau mà có thể có các loại vỉa đất sét khác nhau.
2.4.1.1/- Đất sét biển : Các vỉa này thường hình thành trong thời kỳ từ 12.000 đến
5.000 năm trước công nguyên với tốc độ trầm tích cao.
2.4.1.2/- Đất sét châu thổ : Châu thổ (Tam giác châu) các sơng lớn là mơi trường
trầm tích rất họat động đồng bộ và đã hình thành nhiều vỉa đất sét lớn. Tổng hợp quá
trình vận chuyển phù sa trong các điều kiện địa hình khác nhau với sự giao lưu của
nước sơng và nước biển có thể dẫn đến một tỉ lệ bồi lấp rất cao.
2.4.1.3/- Đất sét bờ biển và bãi lầy : Tùy theo điệu kiện địa phương, địa hình… các
vỉa sét này khi thì mang tính chất của vỉa sét vùng Châu Thổ, khi thì mang tính chất
của vỉa sét biển.
2.4.2/- Cấu trúc địa chất
Theo kết quả nghiên cứu của tổng cục địa chất cho rằng cấu trúc ĐBSCL có
dạng bồi trũng theo hướng Đông Bắc - Tây Nam mà trung tâm bồi trũng có thể là
vùng kẹp giữa sơng Tiền và sơng Hậu, khu vực này móng đá sâu tới 900m (Tài liệu hố
khoan CL1 của tổng cục dầu khí ). Vây quanh vùng trung tâm là các vùng cánh của
bồn trũng và xa hơn là các đới nâng cao của móng đá lộ ra ở Bình Dương, Đồng Nai,
Tây Ninh, bên kia là núi đá Hà Tiên, An Giang và Vịnh Thailand.
Cột địa tầng tổng hợp vùng đồng bằng Sông Cửu Long theo tác giả Nguyễn

Thanh gồm các tầng sau:
2.4.2.1/- Tầng bồi tích trẻ hay gọi là trầm tích holoxen
Loại trầm tích này được chia thành ba bậc sau:
- Bậc Holoxen dưới: gồm cát màu vàng và xám tro, chứa sỏi nhỏ cũng kết vón
sắt, phủ lên tầng đất sét loang lổ Pletoxen, chiều dày đạt tới 12m.