Nghiên cứu sự làm việc của cọc xi măng đất liên kết với vải địa kỹ thuật cho nền kho chứa khu vực cần thơ

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

NGUYỄN VĨNH NHẬT HUY

NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC XI MĂNG
ĐẤT LIÊN KẾT VỚI VẢI ĐỊA KỸ THUẬT CHO NỀN
KHO CHỨA KHU VỰC CẦN THƠ

CHUYÊN NGÀNH
MÃ SỐ NGÀNH

: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. Hồ Chí Minh, tháng 12 năm 2012


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

Cán bộ hướng dẫn khoa học

:PGS TS. CHÂU NGỌC ẨN
TS. TRẦN XUÂN THỌ

Cán bộ chấm nhận xét 1

: .............................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2

: .............................................................

Luận Văn Thạc Só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày………tháng……năm 2012


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
-----------------------------

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC
----------------------------------------Tp. HCM, ngày……tháng… năm 2012

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ

Họ tên học viên
: Nguyễn Vónh Nhật Huy
Phái
: Nam
Ngày, tháng, năm sinh : 16/09/1986
Nơi sinh : TP Cần Thơ
Chuyên ngành
: Địa kỹ thuật xây dựng
MSHV : 10090368

I- TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên cứu sự làm việc của cọc xi măng đất liên kết với vải địa kỹ thuật cho nền kho
chứa khu vực Cần Thơ.
II- NHIỆM VỤ LUẬN VĂN:
Mở đầu
Chương 1 : Tổng quan về nền đất yếu, các phương pháp gia cố
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết tính toán ổn định nền đất yếu gia cố bằng cọc ximăng
đất kết hợp vải địa kỹ thuật
Chương 3 : Hiệu ứng vịm của lớp đất đắp trên đầu cọc xi măng đất – vải địa kỹ thuật
Chương 4 : Ứng dụng xử lý nền cơng trình kho chứa Metro Cần Thơ bằng giải pháp
CDM kết hợp vải địa kỹ thuật
Kết luận và kiến nghị
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
: 25/09/2012
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
: 25/12/2012
V - HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN ( Ghi đầy đủ học hàm, học vị ) :
1. PHÓ GIÁO SƯ – TIẾN SĨ CHÂU NGỌC ẨN
2. TIẾN SĨ TRẦN XUÂN THỌ
Nội dung và đề cương luận văn thạc só đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

PGs TS. CHÂU NGỌC ẨN

TS. TRẦN XUÂN THỌ

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN
QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

PGs TS. VÕ PHÁN

Ngày……tháng…… năm 2012
TRƯỞNG KHOA QUẢN LÝ NGAØNH


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn quý Thầy Cơ trong bộ mơn địa cơ nền móng, q
Thầy Cơ đã truyền đạt cho em những kiến thức quý báu trong 3 học kỳ qua. Em xin
bày tỏ lòng biết ơn chân thành.
Em xin chân thành cám ơn Thầy PGs Ts. Châu Ngọc Ẩn, Ts. Trần Xuân
Thọ, Thầy đã tận tình hướng dẫn, giúp em đưa ra hướng dẫn nghiên cứu cụ thể, hổ
trợ nhiều tài liệu, kiến thức quý báu trong quá trình học tập và nghiên cứu.
Em xin chân thành cám ơn các Thầy, Cô trong bộ môn đầy nhiệt huyết và
lòng yêu nghề, tạo điều kiện tốt nhất cho em học tập và nghiên cứu khoa học, luôn
tận tâm giảng dạy và cung cấp cho em nhiều tư liệu cần thiết.
Xin chân thành – cám ơn các Thầy, Cơ, Anh Chị nhân viên của Phịng
Quản lý Khoa học – Đào tạo Sau Đại học đã giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận
lợi cho em trong suốt quá trình học tập.
Một lần nữa xin gửi đến Quý Thầy, Cơ và Gia đình lịng biết ơn sâu sắc.
TP. Hồ Chí Minh, ngày…. tháng 12 năm 2012
Học viên thực hiện

Nguyễn Vónh Nhật Huy


TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU SỰ LÀM VIỆC CỦA CỌC XI MẰNG ĐẤT KẾT HỢP VẢI
ĐỊA KỸ THUẬT CHO NỀN KHO CHỨA KHU VỰC CẦN THƠ

Lựa chọn phương pháp xử lý nền đất yếu dưới nền kho chứa đóng vai trò quan
trọng nhằm đảm bảo yêu cầu kỹ thuật và hiệu quả kinh tế của việc xây dựng. Trong luận
văn này, tác giả tập trung nghiên cứu sự làm việc của cọc đất xi măng (CDM) kết hợp vải
địa kỹ thuật cho nền kho chứa khu vực Cần Thơ và ứng dụng tính tốn cho một cơng
trình nhà kho có tải trọng nền tương đối lớn thuộc dự án siêu thị MêTro Hưng Lợi khu
vực Cần Thơ
Kết quả tính tốn bằng phương pháp giải tích theo các lý thuyết hiện có và phương
pháp phần tử hữu hạn sử dụng phần mềm Plaxis 2D và 3D đã làm rõ các hiệu quả của
phương pháp: đảm bảo sự ổn định của nền kho và giảm hơn 40% độ lún trong quá trình sử
dụng; ứng suất tập trung vào cọc đất xi măng và tăng cường sức chịu tải của đất nền. Ngoài
ra, qua kết quả thí nghiệm mẫu đất khu vực dự án, hàm lượng xi măng sử dụng gia cố phù
hợp là 200 kg/m3, cường độ cột xi măng đất đạt 1000 kN/m2.
Kết quả nghiên cứu này có thể dùng để tham khảo và áp dụng cho các cơng trình
nhà cơng nghiệp có tải trọng nền lớn, tầng đất yếu dày và yêu cầu thời gian thi công
nhanh.


SUMMARY OF THESIS
RESEARCH TO WORK OF THE MIXED SOIL-CEMENT COLLUM WITH
GEOTEXTILE FOR THE STORAGE SUBJECTED TO HEAVY LOAD OF
CAN THO CITY
Selecting methods to improve the soft soils under ground floor of storage subjected
to heavy load is very important to ensure the technical requirements and economic
efficiency of the constructions. In this thesis, the author focused on the solution to
strengthen the soft soil ground with mixed soil-cement column (CDM) with geotextile
and the application for the calculation of a storage with heavy load in Metro Hưng Lợi
market project, Hưng Lợi Ward, Cần Thơ District .
The analysed results from the method of analytic theories and the Finite Element
method using 2D and 3D software PLAXIS showed the effectiveness of the solution:
ensure the stability and reducing more than 40% of the settlement in work stage, stress

concentration in soil-cement column and increasing the bearing capacity of ground. In
addition, Having the results of soil specimen test of project area was a cement content to
appropriate use of 200 kg/m3, the mixed soil-cement column strength is reached to 1000
kN/m2.
Obtained results can be used for references and applied to the industrial structures
subjected to the heavy loads, the soft soil layer thickness and requiring fast construction
time.


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ NỀN ĐẤT YẾU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ
1.1. Nền đất yếu ..........................................................................................................3
a. Định nghĩa ...............................................................................................................3
b. Nguyên nhân ...........................................................................................................3
c. Phân loại ..................................................................................................................4
1.2. Các phương pháp gia cố nền đất yếu ...................................................................5
1.2.1. Phương pháp gia tải trước .................................................................................5
1.2.2. Phương pháp xử lý bằng đệm vật liệu rời( cát, sỏi, đá dăm..) ..........................5
1.3. Cọc xi măng đất ...................................................................................................6
1.3.1. Giới thiệu chung................................................................................................6
1.3.2. Các kiểu bố trí cọc xi măng đất.........................................................................8
1.3.3. Cơng nghệ thi cơng .........................................................................................10
1.3.4. Trình tự thi cơng..............................................................................................12
1.3.5. Tính tốn cọc xi măng đất...............................................................................12
1.3.6. Cơng tác thí nghiệm ........................................................................................12
1.3.7. Thực tế ứng dụng ............................................................................................13
1.4. Vải địa kỹ thuật ..................................................................................................15
a. Định nghĩa và phân loại.........................................................................................15

b. Công dụng .............................................................................................................15
1.4.3. Các biện pháp thi công....................................................................................16
CHƯƠNG 2.
CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH NỀN ĐẤT YẾU GIA CỐ
BẰNG CỌC XI MĂNG ĐẤT KẾT HỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT
2.1. Các phương pháp tính tốn cọc xi măng đất .....................................................17
2.1.1. Phương pháp tính tốn theo quan điểm cọc xi măng đất làm việc như “cọc” 17


a. Đánh giá ổn định của cọc xi măng đất theo trạng thái giới hạn 1.........................17
b. Đánh giá ổn định của cọc xi măng đất theo trạng thái giới hạn 2.........................18
c. Phương pháp tính tốn theo quan điểm nền tương đương ....................................18
2.1.2. Phương pháp tính tốn theo quan điểm hỗn hợp ............................................19
a. Viện Kỹ Thuật Châu Á..........................................................................................19
b. Theo quy phạm Trung Quốc DBJ 08-40-94 .........................................................22
2.2. Các phương pháp tính tốn Vải Địa Kỹ Thuật ..................................................24
2.3. Tính tốn sức chịu tải và biến dạng của đất nền sau khi gia cố .........................26
2.4. Một số kết quả nghiên cứu sức chịu tải của cột xi măng đất thi công bằng công
nghệ trộn ướt ( Jet – grouting ) ở Việt Nam..............................................................29
a. Mô hình nghiên cứu và phương pháp thí nghiệm .................................................29
b. Kết quả đo đạc thí nghiệm ....................................................................................31
c. Một số nhận xét và đánh giá kết quả thí nghiệm...................................................37
2.5. Kết luận ..............................................................................................................38
CHƯƠNG 3.
HIỆU ỨNG VÒM CỦA LỚP ĐẤT ĐẮP TRÊN ĐẦU CỌC XI MĂNG ĐẤT – VẢI
ĐỊA KỸ THUẬT
3.1. Lý thuyết hiệu ứng vịm .....................................................................................39
3.1.1. Sự chuyển tiếp tải ...........................................................................................41
3.1.2. Phân tích các nhân tố trong lớp đất đắp ..........................................................42
a. Nhân tố giảm ứng suất...........................................................................................42

b. Mơ hình tính tốn ..................................................................................................45
c. Tính tốn khả năng kéo căng vải khi gia tải..........................................................46
3.2. Lực cản của đất nền............................................................................................50
3.3. Kết quả mơ hình thí nghiệm dưới tải trọng tĩnh.................................................50
CHƯƠNG 4.
ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN CƠNG TRÌNH KHO CHỨA METRO CẦN THƠ
BẰNG GIẢI PHÁP CDM KẾT HỢP VẢI ĐỊA KÝ THUẬT
4.1 Đặt vấn đề ...........................................................................................................53


4.2. Mơ tả cơng trình và phương án thiết kế .............................................................53
4.2.1. Giới thiệu cơng trình.......................................................................................53
4.2.2. Đặc điểm địa chất cơng trình khu vưc xây dựng ............................................54
a. Mặt cắt địa chất .....................................................................................................55
b. Phương án xử lý nền .............................................................................................56
4.3. Phân tích bằng phương pháp giải tích................................................................59
4.4. Phân tích bằng phương pháp phần tử hữu hạn...................................................67
4.4.1.Các thơng số cho mơ hình................................................................................67
4.4.2.Mơ hình 2D ......................................................................................................68
4.4.3.Mơ hình 3D ......................................................................................................70
4.4.4.Kết quả tính tốn ..............................................................................................71
a.Kết quả tính tốn mơ hình 2D ................................................................................71
b.Kết quả tính tốn mơ hình 3D ................................................................................83
4.5.Phân tích hiệu ứng vịm.......................................................................................85
a.Sự tập trung ứng suất..............................................................................................85
b.Phân tích ảnh hưởng của đất đắp với chiều cao cung voøm ................................87
4.6.Nhận xét ..............................................................................................................88
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

LÝ LỊCH TRÍCH NGANG


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Nhằm thực hiện chủ trương của Chính phủ về cơng nghiệp hóa hiện đại hóa
đất nước, trong thời gian gần đây tốc độ phát triển về kinh tế và cơ sở hạ tầng của
thành phố Cần Thơ nói riêng và đồng bằng sơng Cửu Long nói chung ngày càng
nhanh. Các cơng trình xây dựng tăng cả về số lượng và quy mô. Đất nền ở khu vực
này chủ yếu là bùn sét trạng thái nhão nên có sức chịu tải thấp và độ lún lớn. Do
đó nhu cầu cấp bách được đặt ra là gia cố nền đất dưới cơng trình nhằm tăng sức
chịu tải và giảm độ lún của cơng trình, đặc biệt là cho các nền kho chứa, đường
dẫn vào sân bay.
Do vậy, để đánh giá mức độ ổn định và đảm bảo điều kiện làm việc lâu dài
của công trình, việc gia cố nền đất yếu dưới cơng trình là vấn đề cấp thiết hiện nay
của địa phương.
Đối với các cơng trình xây trên nền đất yếu, việc ước lượng độ lún theo thời
gian đóng vai trị rất quan trọng. Hầu hết các cơng trình xây dựng thực tế như kho,
bãi, nền nhà công nghiệp…. sau thời gian san lấp và sử dụng, do q trình cố kết
thấm, cơng trình bị lún theo thời gian và bị biến dạng. Trong đa số các trường hợp,
độ lún không đồng đều trong phạm vị tồn bộ khu vực cơng trình có thể dẫn đến
phá hoại điều kiện làm việc của các cơng trình cơ sở hạ tầng xây dựng trên đó.
Một trong những biện pháp để gia cố nền đất yếu dưới cơng trình là phương
pháp cọc đất trộn xi măng. Đây là biện pháp mới phát huy được một số ưu điểm
so với các biện pháp khác như giảm thời gian thi công, phù hợp với điều kiện thực

tế ở Việt Nam nên giảm giá thành cơng trình, đem lại hiệu quả kinh tế cao.
Nhằm mục đích giải quyết vấn đề này, chúng tôi chọn lựa đề tài: “Nghiên
cứu sự làm việc của cọc xi măng đất liên kết với vải địa kỹ thuật cho nền kho
chứa khu vực Cần Thơ ”.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 1


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

2. Nhiệm vụ đề tài bao gồm
Phân tích những yếu tố ảnh hưởng đến ứng xử của nền kho chứa được gia cố
bằng cọc xi măng đất kết hợp vải địa kỹ thuật từ đó đưa ra được các lựa chọn thích
hợp để thiết kế và ước lượng độ lún của nền theo thời gian.
Thực hiện tính tốn sức chịu tải của cọc xi măng đất và độ lún theo thời gian
cho cơng trình kho chứa thực tế ở địa phương.
3. Phương pháp nghiên cứu
Dựa vào các nghiên cứu của một số tác giả, các sách - tài liệu tham khảo
trong và ngoài nước, tổng hợp các lý thuyết có được để có cái nhìn tổng quan về
phương án gia cố đất yếu bằng cọc xi măng đất. Bên cạnh đó kết hợp lý thuyết, lập
trình tính tốn bằng phân mềm Plaxis và áp dụng bài toán thực tế cho cơng trình
kho chứa ở địa phương được chọn lựa thực hiện đề tài này, so sánh và đánh giá
tính khả thi cũng như hiệu quả của phương pháp xử lý.
4. Giá trị thực tiễn của đề tài
Công nghệ cọc xi măng đất ứng dụng trong việc gia cố nền kho, xưởng đã

giải quyết vấn đề chống lún cục bộ, lún không đều cho nền kho, xưởng. Đồng thời
công nghệ thi cơng đơn giản, an tồn, và đem lại hiệu quả kinh tế cao.
5. Hạn chế của đề tài
Phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu đến trường hợp tải trọng tĩnh, chưa tính đến
trường hợp động đất và các yếu tố chất lượng của cọc xi măng đất, vải địa kỹ
thuật.
Thời gian nghiên cứu đề tài còn ngắn, kiến thức cũng như kinh nghiệm còn
nhiều hạn chế.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 2


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

CHƯƠNG 1.
TỔNG QUAN VỀ NỀN ĐẤT YẾU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ
Hiện nay trong những tình huống khác nhau, việc sử dụng phương pháp gia
cố nền cơng trình kho, bãi….. bằng cọc xi măng đất thì thường là phương pháp
dựa trên yêu cầu của thiết kế, điều kiện hạn chế của công trường và điều kiện kinh
tế. Những tình huống này bao gồm sự hiện hữu các cơng trình lân cận, độ lún của
nền cơng trình theo thời gian và quy mơ của cơng trình;
Dựa trên những điều kiện đó, để cải thiện sức chịu tải của nền đất trong cơng
trình, ta sử dụng những phương pháp như phương pháp trộn xi măng – đất, phương
pháp trộn sâu.
1.1. Nền đất yếu

Khi xây dựng cơng trình trên nền đất yếu mà thiếu các biện pháp xử lý thích
đáng và hợp lý thì sẽ phát sinh biến dạng thậm chí gây hư hỏng cơng trình. Nghiên
cứu xử lý đất yếu có mục đích cuối cùng là làm tăng độ bền của đất làm giảm tổng
độ lún và độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi cơng và giảm chi phí đầu tư xây dựng.
a. Định nghĩa
Nền đất là đất yếu nếu ở trạng thái tự nhiên độ ẩm của chúng gần bằng hoặc
cao hơn giới hạn chảy hệ số rỗng lớn lực dính c theo kết quả cắt nhanh khơng thốt
nước từ 0,15 daN/cm2 trở xuống, góc nội ma sát từ 0 độ đến 10 độ hoặc lực dính
từ kết quả cắt cánh hiện trường Cu < 0,35daN/cm2 có thể định nghĩa nền đất yếu
theo sức kháng cắt khơng thốt nước Su và trị số xuyên tiêu chuẩn N như sau :
- Đất rất yếu Su < 12,5 kpa hoặc N< 2
- Đất yếu Su < 25kpa hoặc N< 4
Đất yếu là một trong những đối tượng nghiên cứu và xử lý rất phức tạp, địi
hỏi cơng tác khảo sát điều tra nghiên cứu phân tích và tính tốn rất công phu. Để
xử lý đất yếu đạt hiệu quả cao cũng phải có yếu tố tay nghề thiết kế và bề dày kinh
nghiệm xử lý của tư vấn trong việc lựa chọn giải pháp hợp lý.
b. Nguyên nhân
- Yếu về kết cấu
Các phần tử đất đá gối lên nhau không chắc chắn, ở một số tải trọng nhất
định, cơng trình lún ít do đất biến dạng khơng nhiều. Ở các tải trọng lớn hơn xảy ra
đứt gãy hoặc lún lệch làm các cơng trình đổ sập như đập Malpasset ở Pháp hoặc do
yếu tố thay đổi về kết cấu chịu lực của vùng như sập một vài mỏ khai thác đá tại
Việt Nam trong những năm gần đây có thể tính một phần là do yếu tố này. Cũng
có trường hợp đất sét tạo gối nước trong lịng đất, cơng trình đặt lên trên làm nền
HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 3


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

đất biến dạng từ từ (biến dạng do từ biến) hoặc khoan cọc móng tại vùng địa chất
bên cạnh dẫn tới nứt ra, những khe ngang làm nước thoát đi, độ lún biến đổi đột
ngột, một số nhà cao tầng tại TP HCM có thể tính một phần là vì lý do này mà lún
sập.
- Yếu do độ ẩm
Nguyên nhân này thường gặp ở đất cát và đất sét, nước trong đất tồn tại dưới
hai dạng chủ yếu là tự do và liên kết. Đây là các tác nhân chính gây ra hiện tượng
đàn hồi thủy lực và tính nén của đất. Các nhân tố này gây ra sự khó khăn lớn trong
thi cơng cản trở việc lắp đặt và sử dụng thiết bị gia cố. Hiện tượng này phổ biến ở
các vùng đồng bằng ven sông, ven biển, các vùng rừng lâu năm và là các yếu tố
chính đối với các cơng trình thi cơng trên biển.
- Yếu do đặc tính sinh hóa
Ngun nhân này thường gặp ở các điều kiện địa chất đã được gia cố, trải qua
thời gian do các tác động sinh hóa như phản ứng hóa học trong thành phần của
chất gia cố với nước hoạt động của sinh vật và vi sinh vật, đất đã được gia cố trở
nên yếu đi. Đây là một vấn đề tượng đối khó khăn đối với các cơng trình sử dụng
biện pháp hóa học để gia cố đất như xi măng, thủy tinh.
c. Phân loại
Trong nước và ngồi nước đều có các tiêu chuẩn cụ thể để phân loại nền đất
yếu bao gồm :
- Theo nguyên nhân hình thành loại đất yếu có nguồn gốc khống vật hoặc
nguồn gốc hữu cơ.
- Loại có nguồn gốc khống vật : thường là sét hoặc á sét trầm tích trong
nước ở ven biển vùng vịnh đầm hồ thung lũng.
- Loại có nguồn gốc hữu cơ hình thành từ đầm lầy hơi nước tích đọng thường
xuyên, mực nước ngầm cao tại đây các loại thực vật phát triển thối rửa phân hủy

tạo ra các vật rắn hữu cơ lẫn với trầm tích khống vật.
- Phân biệt theo chỉ tiêu cơ lý ( trạng thái tự nhiên ) :
- Thông thường phân biệt theo trạng thái tự nhiên và tính chất cơ lý của chúng
như hàm lượng nước tự nhiên, tỷ lệ lỗ rỗng, hệ số co ngót, độ bảo hịa, góc nội ma
sát, cường độ chịu cắt.
- Phân biệt đất yếu loại sét hoặc á sét đầm lầy hoặc than bùn ( phân loại theo
độ sệt ).

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 4


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

1.2. Các phương pháp gia cố nền đất yếu
1.2.1. Phương pháp gia tải trước
Trong một số trường hợp phương pháp chất tải trước khơng dùng giếng thốt
nước thẳng đứng vẫn thành công nếu điều kiện thời gian và đất nền cho phép. Tải
trọng gia tải trước có thể bằng hoặc lớn hơn tải trọng cơng trình trong tương lai.
Trong thời gian chất tải độ lún và áp lực nước được quan trắc. Lớp đất đắp để gia
tải được dỡ khi độ lún kết thúc hoặc đã cơ bản xảy ra. Phương pháp này có thể sử
dụng để xử lý khi gặp nền đất yếu như than bùn, bùn sét và sét pha dẻo nhão, cát
pha bão hoà nước. Dùng phương pháp này có các ưu điểm sau :
- Tăng nhanh sức chịu tải của nền đất;
- Tăng nhanh độ lún ổn định theo thời gian.
Các biện pháp thực hiện:

- Chất tải trọng (cát, sỏi, gạch, đá…) bằng hoặc lớn hơn tải trọng cơng trình
dự kiến thiết kế trên nền đất yếu, để chọn nền chịu tải trước và lún trước khi xây
dựng cơng trình.
- Dùng giếng cát hoặc bấc thấm để thoát nước ra khỏi lỗ rỗng, tăng nhanh quá
trình cố kết của đất nền, tăng nhanh tốc độ lún theo thời gian.
Tuỳ yêu cầu cụ thể của công trình, điều kiện địa chất cơng trình, địa chất thuỷ
văn của nơi xây dựng mà dùng biện pháp xử lý thích hợp, có thể dùng đơn lẻ hoặc
kết hợp cả hai biện pháp trên.
Phương pháp gia tải trước thường là giải pháp công nghệ kinh tế nhất để xử lý
nền đất yếu. Gia tải trước là công nghệ đơn giản, tuy vậy cần thiết phải khảo sát
đất nền một cách chi tiết. Một số lớp đất mỏng khó xác định bằng các phương
pháp thông thường. Nên sử dụng thiết bị xuyên tĩnh có đo áp lực nước lỗ rỗng
đồng thời khoan lấy mẫu liên tục. Trong một số trường hợp do thời gian gia tải
ngắn, thiếu độ quan trắc và đánh giá đầy đủ, nên sau khi xây dựng công trình, đất
nền tiếp tục bị lún và cơng trình bị hư hỏng.
Phương pháp gia tải trước được dùng để xử lý nền móng của Rạp xiếc Trung
ương (Hà Nội), Viện nhi Thuỵ Điển (Hà Nội), Trường Đại học Hàng Hải (Hải
Phịng) và một loạt cơng trình tại phía Nam.
1.2.2. Phương pháp xử lý bằng đệm vật liệu rời (cát, sỏi,đá…)
Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hoà nước
(sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏ
hơn 3m.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 5


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

Biện pháp tiến hành:
Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu (trường hợp lớp đất yếu có chiều
dày bé) và thay vào đó bằng cát hạt trung, hạt thô đầm chặt.
Việc thay thế lớp đất yếu bằng tầng đệm cát có những tác dụng chủ yếu sau:
Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát đóng
vai trị như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng cơng trình và truyền tải trọng đó các
lớp đất yếu bên dưới.
Giảm được độ lún và chênh lệch lún của cơng trình vì có sự phân bộ lại ứng
suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
Giảm được chiều sâu chơn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm
móng.
Giảm được áp lực cơng trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể
tiếp nhận được.
Làm tăng khả năng ổn định của cơng trình, kể cả khi có tải trọng ngang tác
dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt.
Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng
chịu tải của nền và tăng nhanh thời gian ổn định về lún cho cơng trình.
Về mặt thi cơng đơn giản, khơng địi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng
tương đối rộng rãi.
Phạm vi áp dụng tốt nhất khi lớp đất yếu có chiều dày bé hơn 3m. Không nên
sử dụng phương pháp này khi nền đất có mực nước ngầm cao và nước có áp vì sẽ
tốn kém về việc hạ mực nước ngầm và đệm cát sẽ kém ổn định.
1.3. Cọc xi măng đất
1.3.1. Giới thiệu chung
Trong xây dựng các loại cơng trình trên đất bão hồ, tính dễ nén lún như đất
sét yếu, khả năng chịu tải thấp và độ lún quá mức là vấn đề phổ biến để bàn đến.
Kỹ thuật cải thiện sức chịu tải của đất nền dùng phương pháp cọc xi măng – đất

dưới sâu là một trong những phương pháp phù hợp nhất để khắc phục vấn đề này.
Cọc xi măng đất hay còn gọi là cột xi măng đất (deep soil mixing column,
soil mixing pile ).
Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi măng được
phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống làm tơi
đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển lên.
Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí
nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt).

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 6


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xn Thọ

Phạm vi ứng dụng
Khi xây dựng các cơng trình có tải trọng lớn trền nền đất yếu cần phải có các
biện pháp xử lý đất nền bên dưới móng cơng trình, nhất là những khu vực có tầng
đất yếu khá dày như vùng Ninh Kiều, Bình Thủy, Cái Răng và một số tỉnh ở đồng
bằng sông Cửu Long.
Cọc xi măng đất là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu. Cọc xi măng
đất được áp dụng rộng rãi trong việc xử lý móng và nền đất yếu cho các cơng trình
xây dựng giao thơng, thuỷ lợi, sân bay, bến cảng…như: làm tường hào chống thấm
cho đê đập, sửa chữa thấm mang cống và đáy cống, gia cố đất xung quanh đường
hầm, ổn định tường chắn, chống trượt đất cho mái dốc, gia cố nền đường, mố cầu
dẫn...

Hinh 1.1: Khoan cọc xi măng đất gia cố nền đất yếu tại sân bay trà nóc

Hình 1.2: Cọc xi măng đất ứng dụng trong gia cố nền đất yếu
HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 7


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

Ưu điểm
So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, cơng nghệ cọc xi măng đất có ưu
điểm là khả năng xử lý sâu (đến 50m), thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô
cho đến bùn yếu), thi công được cả trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hoặc
điều kiện hiện trường chật hẹp, trong nhiều trường hợp đã đưa lại hiệu quả kinh tế
rõ rệt so với các giải pháp xử lý khác. Nếu sử dụng phương pháp cọc bê tông ép
hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày.
Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất là:
Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, khơng có yếu tố rủi ro cao.
Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt đủ
cường độ. Tốc độ thi công cọc rất nhanh.
Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương án cọc đóng, đặc
biệt trong tình hình giá vật liệu leo thang như hiện nay.
Rất thích hợp cho cơng tác xử lý nền, xử lý móng cho các cơng trình ở các
khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển.
Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước.

Khả năng xử lý sâu (có thể đến 50m).
Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao.
Tiêu chuẩn thiết kế
Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là
TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp 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 năm 2006.
Tiêu chuẩn của nước ngồi thì có Shanghai-Standard ground treatment code
DBJ08-40-94. (Tuy nhiên trong các tài liệu tính tóan này chỉ chủ yếu đề cập đến
vấn đề lực thẳng đứng là chính mà chưa thấy đề cập đến vấn đề thiết kế khi cơng
trình chịu tải trọng ngang.)
1.3.2. Các kiểu bố trí cọc xi măng đất
Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các mơ hình khác nhau. Để
giảm độ lún bố trí cọc đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông để làm tường chắn
thường bố trí thành dãy.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 8


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xn Thọ

Hình 1.3: Bố trí cọc trùng nhau theo khối

Kiểu tường

Kiểu kẻ ơ
Kiểu khối
Hình 1.4: Bố trí cọc trộn ướt trên mặt đất

Kiểu diện

1. Dãy 2. Nhóm 3. Lưới tam giác 4. Lưới vng
Hình 1.5: Bố trí cọc trộn khơ

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 9


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

1.3.3. Công nghệ thi công
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi
công tạo thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị
chuyên dùng (cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kính và chiều
sâu lỗ khoan theo thiết kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ
khoan mà bị phá vỡ kết cấu, được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với
chất kết dính (chất kết dính thơng thường là xi măng hoặc vơi, thạch cao… đơi khi

Hình 1.6: Máy khoan trộn
có thêm chất phụ gia và cát). Phương pháp xử lý bằng cọc đất - xi măng khá

đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống lưỡi có đường kính thay đổi tuỳ
thuộc theo đường kính cột được thiết kế và các xi lô chứa xi măng có gắn máy
bơm nén với áp lực lên tới 12 kg/cm2. Các máy khoan của Thuỵ Điển và Trung
Quốc có khả năng khoan sâu đạt đến 35m và tự động điều chỉnh định vị cần khoan
luôn thẳng đứng. Trong quá trình khoan lưỡi được thiết kế để trộn đất và xi măng,
xi măng khô được phun định lượng liên tục và trộn đều tạo thành những cọc đất xi măng đường kính 60cm. Thời gian khoan cho một bồn có đường kính 34m từ 45
- 60 ngày.
Hiện nay trên thế giới có hai cơng nghệ được áp dụng phổ biến là công nghệ
của Châu Âu và công nghệ của Nhật Bản.
Hiện nay ở Việt Nam phổ biến hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là:
Công nghệ trộn khô (Dry Jet Mixing) và Công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay cịn
gọi là Jet-grouting) là cơng nghệ của Nhật Bản.
- Trộn khơ là q trình phun trộn xi măng khơ với đất có hoặc khơng có chất
phụ gia.
HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 10


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

- Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc khơng có chất
phụ gia.
Mỗi phương pháp trộn (khơ hoặc ướt) có thiết bị dây chuyền thi công kỹ
thuật, thi công phun (bơm) trộn khác nhau.
Hiện nay trên thế giới đã phát triển ba công nghệ Jet-grouting: đầu tiên là
công nghệ S, tiếp theo là công nghệ T, và gần đây là công nghệ D.

+ Công nghệ đơn pha S: Công nghệ đơn pha tạo ra các cọc xi măng đất có
đường kính vừa và nhỏ 0,4 - 0,8m. Công nghệ này chủ yếu dùng để thi công nền
đất đắp, cọc.
+ Công nghệ hai pha D: Công nghệ hai pha tạo ra các cọc xi măng đất có
đường kính từ 0,8 -1,2m. Cơng nghệ này chủ yếu dùng để thi công các tường chắn,
cọc và hào chống thấm.
+ Công nghệ ba pha T: Phụt ba pha là phương pháp thay thế đất mà không
xáo trộn đất. Công nghệ T sử dụng để làm các cọc, các tường ngăn chống thấm, có
thể tạo ra cột Soilcrete đường kính đến 3m.
Hiện nay ở Việt Nam, Trung tâm Cơng nghệ Máy xây dựng và Cơ khí thực
nghiệm thuộc Viện Khoa học và Công nghệ Giao thông Vận tải đã nghiên cứu và
chế tạo thành công thiết bị điều khiển và định lượng xi măng để thi công cọc đất
gia cố. Qua đó, Trung tâm đã làm chủ được việc chế tạo hệ điều khiển, hệ định
lượng và phun xi măng; tổ hợp thiết bị thi công cọc gia cố đã được ứng dụng thành
công và cho hiệu quả cao tại công trường.
So với sản phẩm cùng loại của CHLB Đức, thiết bị do Trung tâm chế tạo có
tính năng kỹ thuật tương đương nhưng giá thành chỉ bằng 30% so với thiết bị của
Trung Quốc, thiết bị có nhiều tính năng ưu việt hơn hẳn. Do sử dựng máy cơ sở là
loại búa đóng cọc di chuyển bằng bánh xích, nên tính cơ động cao, tốc độ làm việc
của thiết bị khoan lớn, năng suất gấp 1,5 - 2 lần. Đặc biệt, tổ hợp thiết bị được
trang bị hệ thống điều khiển hiện đại, toàn bộ các thao tác thi cơng cọc gia cố được
tự động hóa theo các chương trình, các số liệu về lượng xi măng sử dụng trên từng
mét cọc được hiển thị, lưu giữ và in thành bảng kết quả thi công cho từng cọc. Đây
chính là những chỉ tiêu rất quan trọng đánh giá chất lượng của thiết bị cũng như
chất lượng của cọc gia cố được thi công.
Đây là lần đầu tiên ở trong nước chế tạo được tổ hợp thiết bị thi cơng cọc gia
cố. Thiết bị có giá thành thấp, phù hợp với khả năng tài chính của các đơn vị thi
công. Thiết bị cũng được các nhà thầu sử dụng để thi cơng tại sân bay Trà Nóc.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 11


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xn Thọ

1.3.4. Trình tự thi cơng cọc xi măng đất
Thi công cải tạo nền đất yếu bằng cọc xi măng đất có thể theo các bước sau:
- Định vị và đưa thiết bị thi cơng vào vị trí thiết kế.
- Khoan hạ đầu phun trộn xuống đáy khối đất cần gia cố.
- Bắt đầu quá trình khoan trộn và kéo dần đầu khoan lên đến miệng lỗ.
- Đóng tắt thiết bị thi cơng và chuyển sang vị trí mới.
1.3.5. Tính tốn cọc xi măng đất
Hiện nay có 3 quan điểm:
- Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc. Sơ đồ này địi hỏi trụ
phải có độ cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông, vibro concrete column) và
các trụ phải được đưa xuống tầng đất chịu tải (bearing layer). Nếu tính theo sơ đồ
này thì lực từ móng chuyền xuống sẽ chủ yếu đi vào các columns (đất nền dưới
móng khơng chịu tải). Với trụ khơng được đưa xuống tầng chịu lực, có thể dùng
phương pháp tính với cọc ma sát để tính.
- Quan điểm xem các cọc và đất làm việc đồng thời. Nền trụ và đất dưới
móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường độ c, phi được nâng cao
(được tính từ c, phi của đất và của vật liệu làm trụ). Công thức qui đổi c, phi tương
đương dựa trên độ cứng của trụ, đất và diện tích đất được thay thế bởi trụ (tính
tốn như đối với nền thiên nhiên).
- Một số các nhà khoa học lại đề nghị tính tốn theo cả 2 phương thức trên
nghĩa là sức chịu tải thì tính tốn như "cọc" cịn biến dạng thì tính tốn theo “nền”.

Sở dĩ các quan điểm trên chưa thống nhất bởi vì bản thân vấn đề phức tạp,
những nghiên cứu về lý thuyết và thực nghiệm cịn hạn chế. Có người đề xuất cách
tính tốn như sau:
+ Tính sức chịu tải của một cọc như cọc cứng.
+ Tính số cột cần thiết (Căn cứ lực tác dụng, khả năng chịu tải của đất móng
giữa các cột).
+ Tùy thuộc tỷ lệ diện tích thay thế giữa cột và đất để tính tốn tiếp.
- Nếu tỷ lệ này >20% thì coi khối đất và cột là một khối và tính tốn như một
khối móng quy ước.
- Ngược lại thì tính tốn như móng cọc.
1.3.6. Cơng tác thí nghiệm
Để thiết kế cọc xi măng đất ngồi những thí nghiệm khoan khảo sát hiện
trường nên có một số thí nghiệm kèm theo (xem thêm qui trình thí nghiệm trong
phịng và ngoài hiện trường của cọc xi măng đất ).

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 12


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

1.3.7. Thực tế ứng dụng
Trên thế giới : Nước ứng dụng công nghệ cọc xi măng đất nhiều nhất là Nhật
Bản và các nước Sendinaver theo thống kê của hiệp hội CDM. Tính chung giai
đoạn 1980-1996 có 2345 dự án sử dụng 23,6 triệu m3 đất. Riêng từ 1977-1993
lượng đất cát gia cố bằng xi măng ở Nhật Bản vào khoảng 23,6 triệu m3 cho các dự

án ngoài biển và trong đất liền với khoảng 300 dự án. Hiện nay thi công khoảng 2
triệu m3/1năm.
Tại Trung Quốc : công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970 tổng khối lượng
xử lý bằng cọc xi măng đất ở Trung Quốc cho đến nay bằng 1 triệu m3.
Tại Châu Âu : nghiên cứu và bắt đầu ứng dụng ở Thụy Điển và Phần Lan từ
năm 1967.
Tại Việt Nam : Từ năm 2002 đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi
măng đất vào xây dựng các cơng trình trên nền đất, cụ thể như: Dự án cảng Ba
Ngòi (Khánh Hòa) đã sử dụng 4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi
cơng bằng trộn khơ, xử lý nền cho bồn chứa xăng dầu đường kính 21m cao 9m ở
Cần Thơ. Năm 2004 cọc xi măng đất được sử dụng để gia cố nền móng cho nhà
máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho bồn chứa xăng dầu ở Đình
Vũ (Hải Phịng), các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn khô, độ sâu xử lý
trong khoảng 20m. Tháng 5 năm 2004,các nhà thầu Nhật Bản đã sử dụng công
nghệ Jet - grouting để sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà
Nội). Năm 2005 một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thốt
nước khu đơ thị Đồ Sơn (Hải Phịng), dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu
...
Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ
khoan phụt cao áp (Jet-grouting) từ Nhật Bản. Đề tài đã ứng dụng công nghệ và
thiết bị này trong nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu
lực ngang, ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến tính chất của xi măng - đất,
nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vào xử lý đất yếu, chống thấm cho các cơng trình
thuỷ lợi. Nhóm đề tài cũng đã sửa chữa chống thấm cho Cống Trại (Nghệ An),
cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C (Long An)...
Tại thành phố Đà Nẵng, cọc xi măng đất được ứng dụng ở Plazza Vĩnh Trung
dưới 2 hình thức: Làm tường trong đất và làm cọc thay cọc nhồi.
Tại Tp. Hồ Chí Minh, cọc xi măng đất được sử dụng trong dự án Đại lộ Đông
Tây, một số building như Saigon Times Square … Hiện nay, các kỹ sư Orbitec
đang đề xuất sử dụng cọc xi măng đất để chống mất ổn định cơng trình hồ bán

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 13


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

nguyệt – khu đô thị Phú Mỹ Hưng, dự án đường trục Bắc – Nam (giai đoạn 3)
cũng kiến nghị chọn cọc xi măng đất xử lý đất yếu.
Tại Quảng Ninh, cơng trình nhà máy nhiệt điện Quảng Ninh đã áp dụng cơng
nghệ phun ướt, địa chất cơng trình phức tạp gặp đá mồ côi ở tầng địa chất cách cao
độ mặt đất 11 - 12m, đất đồi cứng khó khoan tiến độ cơng trình địi hỏi gấp, lúc
cao điểm lên đến 6 máy khoan.
Tại Hà Nội hầm đường bộ kim liên được xây dựng trong khu vực địa chất yếu
là khu vực đường Đào Duy Anh, chính vì vậy nền đất dưới hầm đã được cải tạo
bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng với chiều dày 1,5 – 6m. Việc gia cố đất
tại đáy bằng phương pháp cột đất gia cố xi măng không nhằm gia cố nền đất mà
chỉ với mục đích chống trượt khi đào sâu xuống độ sâu > 10m và cũng không phải
gia cố lại tất cả các vị trí đào mà căn cứ theo điều kiện địa chất từng khu vực ( nơi
có gia cố nơi khơng ). Việc gia cố ít nhiều có ảnh hưởng đến độ lún các đốt hầm.
Đường láng hịa lạc nối liền thủ đơ Hà Nội đến khu cơng nghệ cao hịa lạc, đi qua
nhiều sơng ngịi và có nhiều giao cắt với đường bộ-đường sắt, dọc theo con đường
này có nhiều hạng mục cơng trình trong q trình thi cơng đã dùng cọc xi măng
đất để xử lý nền đất yếu, chống lún, chống trượt đất cho mái dốc, ổn định đất
đường hầm.
Bảng1.1: Số liệu về một số cơng trình sử dụng cọc xi măng đất

STT

Tên cơng trình

Đường
kính cọc (m)

Tổng mét
dài đã thi cơng
(m)

Cơng
nghệ trộn

Đường vào sân đỗ
1 cảng hàng không Cần
Thơ

0.6

32.000

Trộn ướt

Nhà máy điện Nhơn
Trạch I Đồng Nai

0.6

15.000

Trộn khô

Đường nối cầu Thủ
3 Thiêm với đại lộ Đông
Tây

0.6

100.000

Trộn khô

Hầm chui đường sắt
4 vành đai đường Láng
Hồ Lạc Km 7+358

0.6

150.000

Trộn khơ

Đường băng sân bay
Cần Thơ

0.6

300.000

Trộn ướt

2

5

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 14


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xuân Thọ

1.4. Vải địa kỹ thuật
a. Định nghĩa và phân loại
Vải địa kỹ thuật được chế tạo từ polymer hay polyester được chia làm 3 loại
chính :
a. Nhóm dệt: chịu kéo 2 phương, sức chịu kéo phương dọc lúc nào cũng lớn
hơn sức chịu kéo phương ngang
b. Nhóm khơng dệt: dài ngắn không đồng bộ (liên kết với nhau bằng keo dính
hay nhiệt)
c. Nhóm phức hợp: liên kết giữa 2 nhóm dệt và khơng dệt. Tức là may những
bó sợi chịu lực lên vải khơng dệt để có chức năng của cả 2 nhóm.
b. Cơng dụng
Vải địa kỹ thuật làm tăng độ bền, tính ổn định cho những khu vực có nền đất
yếu như đất sét mềm, bùn, than bùn....
Vải địa kỹ thuật có 3 cơng dụng chính:

a. Phân cách: để ổn định hóa lớp đất yếu bão hịa nước, phải bù đất do lún
chìm, do đó xử dụng vải địa kỹ thuật sẽ ngăn giữa hai lớp đất làm giảm tổn thất,
tiết kiệm chi phí xây dựng, giúp nền hấp thu và giảm tải trọng bên trên.
b. Gia cường: Cường độ chịu kéo và độ cứng chịu uốn của vải địa kỹ thuật có
ảnh hưởng rất nhỏ trong khả năng chịu tải của nền đường dưới tải trọng đứng vì tải
trọng xe tác dụng theo phương đứng trong khi vải chịu kéo theo phương ngang.
Đối với cơng trình có chiều cao đắp đất lớn như đường dẫn đê, đập có khả năng
trượt mái hay chuyển vị ngang của đất, vải địa kỹ thuật có thể đóng vai trị gia
cường, cung cấp lực chống trượt theo phương ngang.
c. Tiêu thoát lọc ngược: Đối với các cơng trình có có độ ẩm tự nhiên lớn và
độ nhạy cảm cao, vải địa kỹ thuật có chức năng thốt nước nhằm duy trì thậm chí
gia tăng cường độ kháng cắt của đất nền làm tăng khả năng ổn định của cơng trình
theo thời gian. Vải địa kỹ thuật có chiều dày và tính thấm nước cao theo phương
đứng và phương ngang. Nhanh chóng tiêu tán áp lực nước trong lỗ rỗng thặng dư
trong q trình thi cơng, dẫn đến sức kháng cắt của nền đất yếu được gia tăng.
1.5. Kết luận
Công nghệ trộn sâu nói chung và cọc xi măng đất nói riêng đã được áp dụng
khá phổ biến trên thế giới nhưng chỉ mới được áp dụng ở Việt Nam gần đây.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 15


Luận văn thạc sĩ

GVHD: PGs TS. Châu Ngọc Ẩn
TS. Trần Xn Thọ

Thực tế với các cơng trình nhà kho trên nền đất yếu, yêu cầu thời gian thi

công ngắn, độ lún còn lại nhỏ, yêu cầu đất nền cố kết nhanh, tiết kiệm vật liệu đắp
khi vật liệu này khan hiếm thì giải pháp xử lý nền bằng cọc xi măng đất tỏ ra khá
hiệu quả. Vì vậy sắp tới chúng ta nên mạnh dạn ứng dụng công nghệ này để xử lý
nền kho trên đất yếu. Ngoài ra, ứng dụng cọc xi măng đất để làm tường chắn, vách
tầng hầm, chống mất ổn định mái dốc… cũng đạt được hiệu quả cao về kinh tế kỹ thuật.
Một khi công nghệ này trở nên phổ biến thì giá thành xây lắp sẽ giảm và ưu
điểm của phương pháp xử lý bằng cọc xi măng đất càng được nâng cao.

HVTH: Nguyễn Vĩnh Nhật Huy

Trang 16