BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
-------------------------------
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐOẠN
TUYẾN TÂN TẬP – LONG HẬU, CẦN GIUỘC, LONG AN
Ngành:Kỹ thuật Xây dựng Công trình Giao thông
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
TP. Hồ Chí Minh - Năm 2014
MỤC LỤC
Trang
PHẦN MỞ ĐẦU................................................................................................1
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG
ĐƯỜNG Ô TÔ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU...........................................................6
1.1. Khái quát chung về nền đất yếu đối với công tác xây dựng đường ô tô:..........6
1.1.1. Khái niệm đất yếu:............................................................................6
1.1.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu...........................................................7
1.1.3. Các loại nền đất yếu thường gặp......................................................7
1.1.4. Sự phân vùng của đất yếu ở Việt Nam:.............................................7
1.1.5. Công tác xây dựng nền đường ô tô trên đất yếu:...........................12
1.2. Tình hình xây dựng đường ô tô trên nền đất yếu của các nước trên thế giới và
trong khu vực:....................................................................................................14
1.3. Tình hình xây dựng đường ô tô trên nền đất yếu tại Việt Nam:.....................16
1.4. Giới thiệu chung về một số PP gia cố nền đất yếu hiện nay thường áp dụng:.20
1.4.1. Đắp theo giai đoạn và gia tải tạm thời...........................................22
1.4.2. Thay đất và bệ phản áp...................................................................24
1.4.3. Dùng vải, lưới địa kỹ thuật.............................................................26
1.4.4. Giải pháp đóng cọc tre hay cừ tràm...............................................28
1.4.5. Sử dụng các phương tiện thoát nước thẳng đứng...........................30
1.4.6. Giải pháp dùng cọc đất gia cố xi măng, vôi...................................39
1.4.7. Giải pháp sàn giảm tải...................................................................43
1.4.8. Một số giải pháp khác đã dùng ở Việt Nam....................................44
1.5. Kết luận:.....................................................................................................48
CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU, TÍNH TOÁN KHI THIẾT KẾ VÀ THI
CÔNG ĐƯỜNG Ô TÔ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU............................................50
2.1. Các yêu cầu khi thiết kế đường ô tô trên nền đất yếu:...................................50
2.1.1. Các yêu cầu về sự ổn định:.............................................................50
2.1.2. Các yêu cầu về lún:........................................................................51
2.1.3. Yêu cầu quan trắc lún:....................................................................52
2.1.4. Xác định các tải trọng tính toán.....................................................53
2.2. Các vấn đề về ổn định và viêc tính toán ổn định cho nền đường:..................53
2.3. Các vấn đề về lún và viêc tính toán lún đối với nền đường:..........................57
2.4. Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm và vải địa
kỹ thuật:.............................................................................................................61
2.4.1. Cơ sở lý thuyết của PP xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm:.............61
2.4.2. Cơ sở lý thuyết của PP xử lý nền đất yếu bằng vải địa kỹ thuật:...86
CHƯƠNG 3: KHÁI QUÁT CHUNG VỀ CÁC TUYẾN ĐƯỜNG ĐÃ VÀ
SẼ ĐƯỢC XÂY DỰNG TRÊN KHU VỰC CẦN GIUỘC, LONG AN......88
3.1. Đặc điểm địa chất tỉnh Long An:..................................................................88
3.2. Đặc điểm và phân vùng địa chất ở khu vực Cần Giuộc, tỉnh Long An:..........89
3.2.1. Đặc điểm địa chất ở khu vực Cần Giuộc, tỉnh Long An:................89
3.2.2. Phân vùng địa chất đất yếu công trình:.........................................90
3.3. Đặc điểm khai thác của các tuyến đường đã và sẽ được xây dựng trên khu vực
Cần Giuộc, tỉnh Long An:..................................................................................92
3.4. Một số công trình đã áp dụng biện pháp xử lý đất yếu được xây dựng trên khu
vực Cần Giuộc, Long An:..................................................................................94
3.5. Kết luâ nâ :.....................................................................................................95
CHƯƠNG 4: ÁP DỤNG TÍNH TOÁN, ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP XỬ LÝ
NỀN ĐẤT YẾU CHO ĐOẠN TUYẾN TÂN TẬP – LONG HẬU, CẦN
GIUỘC, LONG AN.........................................................................................96
4.1. Tình hình thủy văn, địa chất và các thông số tính toán đối với đoạn tuyến Tân
Tập - Long Hậu, Cần Giuộc, Long An:...............................................................96
4.1.1. Tình hình địa hình, khí hậu thủy văn:.............................................98
4.1.2. Các thông số tính toán:................................................................100
4.2. Phương pháp tính toán nền đường đắp đối với đoạn tuyến Tân Tập - Long
Hậu, Cần Giuộc, Long An:...............................................................................103
4.2.1. Yêu cầu tính toán..........................................................................103
4.3. Đề xuất giải pháp xử lý nền đất yếu cho đoạn tuyến Tân Tập – Long Hậu, Cần
Giuộc, Long An:..............................................................................................106
4.3.1. Lựa chọn biện pháp xử lý:............................................................106
4.3.2. Kết quả xử lý nền đất yếu:............................................................109
4.3.3. Các quy định kỹ thuật:..................................................................110
4.3.4. Thi công:.......................................................................................113
4.4. Các yêu cầu về thiết kế và bố trí hệ thống quan trắc trong quá trình thi công
nền đường đắp trên đất yếu tại đoạn tuyến Tân Tập – Long Hậu, Cần Giuộc, Long
An:..................................................................................................................122
4.4.1. Bàn đo lún.....................................................................................122
4.4.2. Các quan trắc dịch chuyển ngang................................................123
4.4.3. Chế độ quan trắc..........................................................................123
4.4.4. Chế độ đắp....................................................................................124
4.5. Kết luâ nâ :....................................................................................................124
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.......................................................................127
TÀI LIỆU THAM KHẢO............................................................................130
DANH MỤC BẢNG
Trang
Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Việt Nam......................17
Bảng 1.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu..............................................18
Bảng 2.1: Độ lún cố kết còn lại cho phép tại tim nền đường (*)....................59
Bảng 4.1: Số liệu thiết kế..............................................................................104
Bảng 4.2: Tần suất mực nước........................................................................108
Bảng 4.3: Số liệu kỹ thuật bấc thấm..............................................................120
DANH MỤC HÌNH
Trang
Hình 1. Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Long An.........................................................9
Hình 1.1. Đắp đất theo giai đoạn....................................................................31
Hình 1.2. Phương pháp gia tải tạm thời...........................................................32
Hình 1.3. Xử lý nền bằng biện pháp thay đất..................................................33
Hình 1.4. Bệ phản áp.......................................................................................34
Hình 1.5. Vải địa kỹ thuật...............................................................................35
Hình 1.6. Bố trí vải địa kỹ thuật để tăng cường chống trượt
cho thân nền đường.........................................................................................36
Hình 1.7. Thi công bấc thấm...........................................................................39
Hình 1.8. Sử dụng giếng cát để gia xử lý nền.................................................42
Hình 1.9. Trình tự thi công giếng cát...............................................................43
Hình 1.10. Các ứng dụng của cọc cát đầm chặt..............................................45
Hình 1.11. Phương pháp thi công cọc cát đầm chặt........................................46
Hình 1.12. Thiết bị thi công cọc cát đầm chặt.................................................47
Hình 1.13. Sơ đồ công nghệ thi công cọc đất gia cố xi măng.........................49
Hình 1.14. Sử dụng bê tông nhẹ thay cho đất đắp nền đường.........................53
Hình 1.15. Sử dụng ống cống thay cho đất đắp nền đường đầu cầu để giảm nhẹ
tải trọng tác dụng lên nền đất yếu bên dưới....................................................54
Hình 1.16. Sơ đồ công nghệ hút chân không (máy bơm được nối trực tiếp với
bấc thấm ngang và mạng lưới bấc thấm thẳng đứng)......................................55
Hình 1.17. Bố trí nước trong bình theo phương pháp điện thấm....................56
Hình 2.1. Độ lún cố kết còn lại cho phép tại tim nền đường (*).....................62
Hình 2.2. Diễn biến lún theo thời gian có xét đến thời gian thi công..............69
Hình 2.3. Chất tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng ................................70
Hình 2.4. Mặt cắt điển hình của bấc thấm PVD.............................................71
Hình 2.5. Bấc thấm PVD điển hình.................................................................71
Hình 2.6. Sơ đồ sức cản tiêu nước và phá hoại đất theo Rixner(1986)...........77
Hình 2.7. Sơ đồ phân mảnh với mặt trượt tròn................................................81
Hình 2.8. Sơ đồ xác định tâm trượt nguy hiểm...............................................83
Hình 2.9. Vùng phá hoại xung quanh trụ cắm.................................................85
Hình 2.10. Sơ đồ hình vuông (square pattern) và hình tam giác (triangular
pattern).............................................................................................................86
Hình 2.11.Vị trí đệm cát trong sơ đồ thiết kế gia cố nền đất yếu....................89
Hình 2.12. Toán đồ xác định hệ số chịu tải Nc của nền đất đắp có chiều rộng B
trên nền đất yếu có chiều dày Hy....................................................................92
Hình 2.13. Sử dụng vải điạ kỹ thuật để tăng cường mức độ ổn định..............95
Hình 3.1. Bản đồ QH mạng lưới giao thông Long An đến năm 2020 ..........99
Hình 4.1.Các kích thước của bấc thấm ngang...............................................120
Hình 4.2. Mặt cắt một đoạn thi công bấc thấm.............................................122
Hình 4.3. Bản neo(màu nâu) và bấm thấm(màu trắng).................................122
Hình 4.4. Quá trình thi công bấc thấm ngang kết hợp bấc thấm đứng..........123
Hình 4.5. Hình ảnh so sánh quá trình thoát nước giữa đệm cát và bấc thấm
ngang.............................................................................................................123
Hình 4.6. Hiện trường thi công bấc thấm ngang kết hợp bấc thấm đứng......124
Hình 4.7. Biện pháp lắp đặt bấc thấm...........................................................124
Hình 4.8. Biện pháp ngăn đất chảy vào bấc thấm.........................................125
Hình 4.9. Biện pháp nối bấc thấm dọc với nhau...........................................125
Hình 4.10. Biện pháp nối bấc ngang với bấc dọc..........................................126
Hình 4.11. Biện pháp nối bấc ngang với bấc đứng.......................................126
Hình 4.12. Độ dốc bấc ngang........................................................................127
Hình 4.13. Bảo quảng bấc thấm....................................................................129
DANH MỤC CÁC CỤM TỪ VIẾT TẮT
BTCT
: Bê tông Cốt thép
ĐBSCL
: Đồng bằng Sông Cửu Long
ĐCCT
: Địa chất Công trình
TCXDVN
: Tiêu chuẩn Xây dựng Việt Nam
TCN
: Tiêu chuẩn ngành
TL
: Tỉnh Lộ
TP.HCM
: Thành phố Hồ Chí Minh
GTVT
: Giao thông Vận tải
QL
: Quốc lộ
VPTKTTĐPN
: Viện Phát triển Kinh tế Trọng điểm Phía Nam
XM
: Xi măng
1
PHẦN MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài:
1.1. Cơ sở khoa học:
Tỉnh Long An tiếp giáp với Thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Tây Ninh về
phía Đông, giáp với Vương Quốc Campuchia về phía Bắc, giáp với tỉnh Đồng
Tháp về phía Tây và giáp tỉnh Tiền Giang về phía Nam.
Long An có vị trí địa lý khá đă âc biê ât là tuy nằm ở vùng ĐBSCL song lại
thuô âc Vùng phát triển kinh tế trọng điểm phía Nam (VPTKTTĐPN), được xác
Hình 1: Bản đồ vị trí địa lý tỉnh Long An
định là vùng kinh tế đô nâ g lực có vai trò đă câ biê ât quan trọng trong chiến lược
phát triển kinh tế Viê ât Nam. Long An có đường ranh giới quốc gia với
Campuchia dài : 137,7 km, với hai cửa khẩu Bình Hiê âp (Mô âc Hóa) và Tho Mo
(Đức Huê â). Long An là cửa ngõ nối liền Đông Nam Bô â với ĐBSCL, nhất là có
chung đường ranh giới với TP. Hồ Chí Minh, bằng hê â thống giao thông đường
2
bô â như : quốc lô â 1A, quốc lô â 50, . . . các đường tỉnh lô â: ĐT.823, ĐT.824,
ĐT.825 v.v . . . Đường thủy liên vùng và quốc gia đã có và đang được nâng cấp,
mở rô nâ g, xây dựng mới, tạo đô nâ g lực và cơ hô âi mới cho phát triển. Ngoài ra,
Long An còn được hưởng nguồn nước của hai hê â thống sông Mê Kông và Đồng
Nai.
Là tỉnh nằm câ nâ kề với TP.HCM có mối liên hê â kinh tế ngày càng chă ât
chẽ với vùng phát triển kinh tế trọng điểm Phía Nam (VPTKTTĐPN), nhất là
Thành phố Hồ Chí Minh mô ât vùng quan trọng phía Nam đã cung cấp 50% sản
lượng công nghiê âp cả nước và là đối tác đầu tư, chuyển giao công nghê ,â là thị
trường tiêu thụ hàng hóa nông sản lớn nhất của Đồng bằng Sông Cửu Long
(ĐBSCL).
Diê nâ tích tự nhiên của toàn tỉnh là 4.491,221 km2, chiếm tỷ lê â 1,3 % so
với diê ân tích cả nước và bằng 8,74 % diê ân tích của vùng Đồng bằng Sông Cửu
Long. Tọa đô â địa lý: 105030' 30'' đến 106047' 02'' kinh đô â Đông và 10023'40''
đến 11002' 00'' vĩ đô â Bắc.
Đến cuối năm 2004 tổng số km đường bô â trên địa bàn tỉnh là 1.698 km,
trong đó đường nhựa 474 km chiếm tỉ trọng 27,9%, đường cấp phối 1053 km
(62%), đường loại khác 171 km (10,1%) (không tính đường nông thôn).
Tổng chiều dài cầu 15.799 md/346 cái, trong đó cầu Bê tông các loại 7.099
md/123 cái, cầu dầm, dàn các loại 6812 md/194 cái, các loại khác 1889 md/29
cái. Mâ ât đô â đường theo diê ân tích tăng từ 0,198 Km/Km2năm 1991 tăng lên
0,285 Km/Km2 năm 2000 và 0,359 km/Km2 năm 2004.
Mâ ât đô â đường theo dân số tăng từ 0,667 Km/1.000 dân năm 1991 tăng lên
0,957 Km/1000 dân năm 2000 và 1,130 km/1000 dân năm 2004.
Nhìn chung hê â thống giao thông bô â được ưu tiên tâ âp trung đầu tư, góp
phần tích cực trong viê âc phát triển sản xuất và cải thiê ân đời sống dân cư. Tuy
nhiên cũng còn mô ât số tuyến chưa đáp ứng được nhu cầu vâ ân chuyển, thiếu tính
đồng bô â giữa đường và cầu, chưa tạo được các tuyến nhánh liên hoàn.
3
Mạng lưới giao thông khu vực phía Nam hầu như không tăng thêm, chủ
yếu là cải tạo, nâng cấp, mở rô âng, ngoại trừ mô tâ số tuyến giao thông nông thôn.
Khu vực phía Bắc mạng lưới giao thông phát triển khá nhanh góp phần khai
hoang phục hóa, phân bổ lại dân cư. Tuy nhiên, đến nay khu vực này đường giao
thông còn khá thưa thớt, đường tỉnh chỉ có mô ât vài tuyến đô câ đạo ô tô đi qua,
các tuyến nhánh đi vào các cụm dân cư chưa được xây dựng hết nên đã ảnh
hưởng đến sự đi lại và viê âc tổ chức cuô âc sống người dân nông thôn.
Hiê ân nay hầu hết các tuyến chính từ tỉnh xuống huyê ân và các tuyến vào
các khu công nghiê âp hê â thống cầu và đường đã được xây dựng đồng bô â về tải
trọng. Tuy nhiên vẫn còn mô ât số tuyến có các cầu tải trọng thấp, làm hạn chế rất
nhiều trong viê âc khai thác vâ ân chuyển hàng hóa.
Các tuyến giao thông vành đai biên giới trong nhiều năm qua tuy đã được
đầu tư nhưng chủ yếu là các tuyến giao thông nông thôn, quy mô nhỏ, cầu
đường chưa đồng bô â, đã ảnh hưởng đến viê âc phòng thủ quốc gia và chống buôn
lâ âu.
Xây dựng giao thông nông thôn trong nhiều năm qua trở thành phong trào
rô âng lớn, kết hợp từ nguồn vốn ngân sách và đóng góp của dân cư. Hiê ân nay có
156 trên tổng số 188 xã có đường ô tô đến trung tâm (chiếm 83%), còn 32 xã
thuô âc 7 huyê ân chưa có đường ô tô đến trung tâm bao gồm 18 tuyến đường với
tổng chiều dài 126 km và 140 cầu/6637md.
Đầu tư cho ngành giao thông trong thời gian qua không ngừng tăng lên qua
các năm. Tuy nhiên nguồn vốn ngân sách cho viê âc duy tu bảo dưỡng được bố trí
hàng năm còn thấp nên chất lượng đường mau xuống cấp. Các chuyên gia kinh
tế khuyến cáo cần ưu tiên vốn cho duy tu bảo dưỡng hơn là đầu tư xây dựng mới
sẽ mang lại hiê âu quả về mă ât kinh tế - xã hô âi lớn hơn nhiều.
Đánh giá khái quát chung hê â thống đường bô â trong thời gian qua được tỉnh
quan tâm tâ pâ trung đầu tư nhưng nhìn chung còn chưa rô nâ g khắp và chưa đồng
bô â, ảnh hưởng đến thu hút đầu tư phát triển kinh tế xã hô âi của tỉnh.
4
Trong 10-15 năm qua, khi xây dựng đường ôtô đi qua khu vực nền đất yếu
với địa chất phức tạp, phân bố không đều như ở huyê ân Cần Đước, Cần Giuộc
với chiều dày lớp bùn sét yếu trung bình là 5 - 20m, thậm chí có khi đến 2425m, thì đã có nhiều công trình lớn có các biện pháp xử lý đất yếu khác nhau
như đường Tân Tập – Long Hậu sử dụng biện pháp bấc thấm, vải địa kỹ
thuâ ât ...., nhưng chưa có đánh giá tổng hợp nào về tính hiệu quả kinh tế, kỹ
thuật, thi công của các giải pháp xử lý đó.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu kỹ lưỡng đặc điểm địa chất của khu vực
Thạnh Hóa – Đức Huê ,â với điều kiện địa chất yếu thì đâu là giải pháp đạt hiệu
quả được lẫn kinh tế, kỹ thuật và thi công. Những đặc điểm chung nhất cũng
như những giải pháp xử lý nền đất đã được áp dụng ở các dự án trước để đề xuất
được các giải pháp xử lý hợp lý với điều kiện địa chất và chiều cao đắp cũng
như tính chất, qui mô xây dựng công trình là đề tài có tính khoa học và thực tiễn
cấp thiết.
1.2. Tính thực tiễn:
Rà soát lại các giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đắp để lựa chọn giải pháp
phù hợp nhất với điều kiện khu vực, có những hiệu chỉnh thích đáng đối với
biện pháp xử lý.
Đề xuất giải pháp xử lý hợp lý khi xây dựng đường ôtô đắp qua đất yếu với
điều kiện địa chất khu vực huyê ân Cần Giuộc, sẽ góp phần nhanh chóng lựa chọn
phương án xử lý hợp lý, cũng đồng nghĩa với việc rút ngắn được quá trình chuẩn
bị đầu tư cho một dự án đầu tư xây dựng.
Nghiên cứu điều kiện địa chất công trình Tân Tập – Long Hậu, Cần Giuộc,
Long An để đưa ra giải pháp xử lý nền đất yếu đạt được hiệu quả kinh tế, kỹ
thuật và thi công.
2. Mục tiêu của đề tài:
- Giúp cho công tác thiết kế cấu tạo đảm bảo nhanh chóng và phù hợp.
- Giúp mặt đường ô tô sẽ bền vững hơn theo thời gian.
- Giúp tăng hiệu quả kinh tế.
5
3. Phương pháp nghiên cứu:
Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: Chủ đạo là phương pháp lý
thuyết, kết hợp với số liệu thống kê thực tế và tính toán. Dựa vào các công trình
đã và đang được triển khai để phân tích, đánh giá, trên kết quả đó để đưa ra
những giải pháp xử lý khi xây dựng đường ôtô đắp trên đất yếu phù hợp với điều
kiện cụ thể của khu vực nghiên cứu.
4. Kết cấu của luận văn: nội dung đề tài bao gồm:
Phần mở đầu: Nêu tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Chương 1: Tổng quan chung về công tác xây dựng đường ô tô trên nền đất
yếu.
Chương 2: Nghiên cứu, tính toán khi thiết kế và thi công đường ô tô trên
nền đất yếu.
Chương 3: Khái quát chung về các tuyến đường đã và sẽ được xây dựng
trên khu vực huyện Cần Giuộc, Long An.
Chương 4: Áp dụng tính toán đề xuất giải pháp xử lý nền đất yếu cho đoạn
tuyến Tân Tập – Long Hậu, Cần Giuộc, Long An.
Tài liệu tham khảo:
Phụ lục tính toán:
5. Độ tin cậy của đề tài:
Đề tài dùng số liệu địa chất của các công trình có quy mô lớn đã hoàn
thành đưa vào khai thác, sử dụng các phương pháp tính ổn định và tính lún nền
đường đất yếu theo phần mềm phổ biến hiện nay đồng thời áp dụng theo quy
trình thiết kế hiện hành. Kết quả tính toán có so sánh với các dự án đã hoàn
thành nên có thể đủ độ tin cậy.
6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Đề tài xây dựng được giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp với loại đặc
điểm địa hình - địa chất đặc trưng cho khu vực xây dựng nền đắp trên tuyến Tân
Tập – Long Hậu, Cần Giuộc, Long An.
6
Giúp cơ quan chức năng, các đơn vị thiết kế lựa chọn giải pháp xử lý đất
yếu hợp lý ở khu vực Cần Giuộc, Long An nhằm sơ bộ được kinh phí đầu tư xây
dựng công trình.
CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN CHUNG VỀ CÔNG TÁC XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô
TÔ TRÊN NỀN ĐẤT YẾU
1.1. Khái quát chung về nền đất yếu đối với công tác xây dựng đường ô tô:
1.1.1. Khái niệm đất yếu:
Định nghĩa và đặc trưng của nền đất yếu trình bày trong 22 TCN 262-2000
và TCXD 245 : 2000 “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 cắt quả cắt
nhanh không thoát nước từ 0.15 haN/cm2 trở xuống, gốc nội ma sát từ 00 đến
100 hoặc lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường Cu ≤ 0.35 daN/cm2”. Phần
lớn các nước trên thế giới thống nhất về định nghĩa nền đất yếu theo sức kháng
cắt không thoát nước, Su, và trị số xuyên tiêu chuẩn, N, như sau:
- Đất rất yếu : su ≤ 12.5 kPa hoặc N ≤ 2
- Đất yếu
: su ≤ 25 kPa hoặc N ≤ 4
Nền đất yếu là nền đất không đủ sức chịu tải, không đủ độ bền và biến
dạng nhiều, do vậy không thể làm nền thiên nhiên cho công trình xây dựng.
Khi xây dựng các công trình dân dụng, cầu đường, thường gặp các loại nền
đất yếu, tùy thuộc vào tính chất của lớp đất yếu, đặc điểm cấu tạo của công trình
mà người ta dùng phương pháp xử lý nền móng cho phù hợp để tăng sức chịu tải
của nền đất, giảm độ lún, đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công
trình, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí đầu tư xây dựng.
Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây
dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh
giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất. Do vậy việc đánh giá chính
7
xác và chặt chẽ các tính chất cơ lý của nền đất yếu (chủ yếu bằng các thí nghiệm
trong phòng và hiện trường) để làm cơ sở và đề ra các giải pháp xử lý nền móng
phù hợp là một vấn đề hết sức khó khăn, nó đòi hỏi sự kết hợp chặt chẽ giữa
kiến thức khoa học và kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm được tối đa các
sự số, hư hỏng công trình khi xây dựng trên nền đất yếu.
1.1.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đất yếu
Thuộc loại nền đất yếu thường là đất sét có lẫn nhiều hữu cơ; Sức chịu tải
bé (0,5 - 1kg/cm2);
Đất có tính nén lún lớn (a>0,1cm2/kg); Hệ sô rõng e lớn (e>1,0);
Độ sệt lớn (B>1);
Môđun biến dạng bé (E<50kg/cm2);
Khả năng chống cắt (, c bé), khả năng thấm nước bé;
Hàm lượng nước trong đất cao, độ bão hòa nước G > 0,8,dung trọng bé.
1.1.3. Các loại nền đất yếu thường gặp
- Đất sét mềm: gồm các loại đất sét hoặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái
bão hòa nước, có cường độ thấp;
- Bùn: Các loại đất tạo thành trong môi trường nước, thành phần hạt rất mịn
(<200m) ở trạng thái luôn no nước, hệ số rỗng rất lớn, rất yếu về mặt chịu lực;
- Than bùn: Là loại đất yếu có nguồn gốc hữu cơ, được hình thành do kết
quả phân hủy các chất hữu cơ có ở các đầm lầy (hàm lượng hữu cơ từ 20-80%);
- Cát chảy: Gồm các loại cát mịn, kết cấu hạt rời rạc, có thể bị nén chặt
hoặc pha loãng đáng kể. Loại đất này khi chịu tải trọng động thì chuyển sang
trạng thái chảy gọi là cát chảy;
- Đất bazan: Đây cũng là đất yếu với đặc điểm độ rỗng lớn, dung trọng khô
bé, khả năng thấm nước, dễ bị lún sập.
1.1.4. Sự phân vùng của đất yếu ở Việt Nam:
Trong những năm qua, thành tựu về công nghệ trong GTVT Việt Nam có
rất nhiều tiến bộ. Những công trình như: hầm đường bộ qua đèo Hải Vân, cầu
Mỹ Thuận, QL1A, QL5, đường cao tốc TP. HCM- Trung Lương, Đại lộ Thăng
8
Long, tuyến Pháp Vân - Cầu Giẽ… đều sử dụng những công nghệ hiện đại, tiên
tiến và đều nằm trong vùng đất yếu.
Tuy nhiên, xử lý nền đất yếu vẫn luôn là việc làm phức tạp và gây nhiều
khó khăn cho các đơn vị thiết kế và thi công công trình. “Hiện nay, Việt Nam có
2 vùng đất yếu chủ yếu là châu thổ Bắc Bộ và Đồng bàng sông Cửu Long. Với
vùng châu thổ Bắc Bộ, chiều sâu của nhiều vị trí đất yếu lên đến từ 15 - 28m.
Với Đồng bàng sông Cửu Long còn lớn hơn, nhiều khi lên đến 35m. Cả hai khu
vực này đều nằm trong vùng trọng điểm phát triển kinh tế - xã hội của đất nước.
Chính vì vậy, trong thời gian qua phải đầu tư rất nhiều tiền của để đầu tư phát
triển hạ tầng giao thông. Việc phải xử lý nền đất yếu khiến cho tổng mức đầu tư
của các dự án bị đội lên rất cao”.
1.1.4.1. Nền đất yếu đồng bằng Bắc Việt Nam
Đồng bằng Bắc Việt Nam có diện tích khoảng 30.000km2, trong đó đồng
bằng Bác Bộ chiếm khoảng 18.000km2. Bằng phẳng có cao độ 1-12m, trung
bình 6-8m hơi nghiêng về phía đông. Địa hình bị phân cắt bợi hệ thống sông
suối, kênh mương chằng chịt. Nhiều nơi thấy vết tích hố móng ngựa, đầm lầy,
khu trũng bị úng nước.
Nhìn chung, trầm tích hệ Thứ Tư ở đồng bằng cấu tạo từ 2 tầng lớn: tầng
dưới - hạt thô (cuội, sỏi, sạn lẫn cát thô, cát vừa hay nhỏ, cát pha sét), tầng trên hạt mịn (sét, sét pha cát, bùn và than bùn).
Nhóm đất yếu phân bố khắp khắp nơi gồm 2 loại bùn và than bùn:
a) Đất bùn
- Bùn đầm lầy ven biển (bm Q2IV, bmQm) hầu như bị phủ kín, nằm sát
dưới đáy hay xen giữa các lớp sét biển (trừ vùng Phủ Lý, Ninh Bình lộ ra trên
mặt đất). Bùn sét hay bùn cát màu xám đen, xám tro, chứa 20%-30% tạp chất
hữu cơ thân, cành lá cây. Chiều dày 2-15m có thể >15m.
- Bùn nguồn gốc hồ (IQIV3) trong lòng hồ cạn hay đầm hồ như hồ Tây (Hà
Nội), đầm Nậu, đầm Vạc, đồng sâu hải Bối (Vĩnh Phú), đồng sâu Hà Nam Ninh,
Cổ Định (Thanh Hóa), Can Lộc, Đức Thọ (Hà Tĩnh) và bùn bồi tích hiện đại
9
(aQ3IV), sông - biển hỗn hợp (aQ3IV). Là loại bùn cát, bùn sét màu xám tro,
chứa 10-20% tạp chất hữu cơ, chiều 0,2-1m, thường ở trạng thái chảy lỏng.
Bùn đầm lầy có nhóm hạt cát 13-20%, hạt bụi 40-45%, hạt sét 35-40%.
Bùn sông - biển có nhóm hạt cát 25-35%, hạt bụi 30-35%, hạt sét 25-30%.
Chỉ tiêu cơ lý đất bùn cho trong bảng 1.1 Độ ẩm khá cao 50-60% tới 3075%, =1,4-1,6.
Bảng 1.1: Chỉ tiêu cơ lí của đất bùn đồng bằng Bắc Việt Nam
w
k
Đồng
Kiểu
W
bằng
nguồn gốc
(%)
IQIV3
47,25
1,62
am IQIV
3
56,65
bm IQIV
2
bmQIII
Bắc Bộ
2
r
G
Wd
(g/cm )
(%)
(độ)
Wch
3
(g/cm )
(%)
1,25
2,69
97,0
1,35
35,4
21,7
1,66
1,09
2,68
100,0
1,68
42,6
64,62
1,57
0,95
2,64
95,5
1,57
63,28
1,60
0,99
2,68
97,7
3
3
(g/cm ) (g/cm )
3
C
(kG/cm
a
2
(cm2/kG
)
)
7,30’
0,12
0,084
23,5
5,40’
0,09
0,12
61,3
41,5
3,39’
0,10
0,12
1,67
52,0
31,6
3,03’
0,07
0,16
Thanh
bm IQIV
46,71
1,70
1,13
2,69
97,5
1,27
37,3
26,4
8,12’
0,09
0,18
Hóa
bmQIII
61,85
1,63
1,12
2,70
98,6
1,69
52,5
29,6
5,00’
0,06
0,14
Vinh
bm IQIV
2
48,82
1,68
1,03
2,68
96,8
1,27
36,2
24,7
8,42’
0,13
0,12
Hà Tĩnh
bm IQIV
2
56,52
1,62
1,21
2,69
98,8
1,53
38,4
28,2
0,15
0,19
52,6
1,56
1,08
2,71
99,0
1,54
40,7
24,3
0,18
0,24
Quãng
Bình
2
bm IQIV
10,30
’
12,28
’
b) Than bùn
Chỉ tập trung phần tây, tây bắc các đồng bằng. Tại đồng bằng Bắc Bộ, các
thấu kính hay lớp mỏng than bùn rộng 10-30km kéo dài từ Thuận Thành qua
Đông Anh, Hà Nội, Ứng Hòa, Mỹ Đức đến Thường Tín. Ở đồng bằng Bắc
Trung Bộ, phân bố ở Triệu Lộc, Thọ Lâm và Triệu Sơn (Thanh Hóa); Đức Sơn
(Hà Tĩnh).
Than bùn có màu nâu đỏ, xám đen rất xốp và nhẹ. Độ ẩm tự nhiên 80140%, giới hạn chảy 70-80%, dung trọng khô 1,2-1,45g/cm2, tỉ trọng 1,5-1,6,
10
=2-10 đôi khi >10; =5-100, lực dính c=0,05-0,3kG/cm2. Than bùn có sức
chịu tải thấp, tính nén lún cao.
Sơ đồ phân khu địa chất công trình vùng đồng bằng Bắc Việt Nam được
thấy trên hình 1.1 Đất yếu ở phụ khu 2b, phụ khu 3a.
Trị số trung bình chỉ tiêu cơ lý các lớp đất được cho trong bảng 1.2.
1.1.4.2. Nền đất yếu đồng bằng sông Cửu Long:
Trầm tích Holoxen đồng bằng sông Cửu Long được phân chia thành 3 bậc:
Bậc Haloxen dưới giữa QIV-1-2: cát màu vàng, xám tro, chứa sỏi nhỏ cùng
kết vốn sắt, phủ trên tầng sét loang nổ Pleixtoxen hoặc đá gốc. Bề dày tới 12m.
Bậc Haloxen giữa QIV-2: bùn xét màu xám, sét xám xanh, xám vàng, bề
dày 10-50m.
Bậc Haloxen trên QIV-3: gốc trầm tích biển, sông biển hỗn hợp (mQIV-3)
(mbQIV-3) là cát mịn, bùn sét hữu cơ, đầm lầy ven biển (mbQIV-3) gồm bùn sét
hữu cơ, than bùn và bồi tích (AqIV=33): sét, cát pha sét chảy hoặc bùn sét. Bề
dày 9-20m, trung bình 15m.
Có thể chia vùng đồng bằng sông Cửu Long thành 3 khu vực ĐCCT:
a) Khu vực ven Thành phố Hồ Chí Minh, thượng nguồn Vàm Cỏ Tây, Vàm
Cỏ Đông, rìa tây Đồng Tháp Mười, rìa quanh vùng Bảy Núi chạy tới ven biển
Hà Tiên, Rạch Giá, rìa đồng bằng Vũng Tàu đến Biên Hòa là khu vực đất yếu,
bề dày 1-10m.
b) Khu vực đất yếu dày 5-30m, phân bố kế cận khu (a) và đại bộ phận trung
tâm đồng bằng và trung tâm Đồng Tháp Mười.
c) Khu vực đất yếu dày 15-30m, chủ yếu thuộc Cửu Long, Bến Tre với ven
biển Minh Hải, Hậu Giang, Tiền Giang, Cần Giuộc, Vũng Tàu.
Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất chủ yếu trong bảng 1.2.
Bảng 1.2: Đặc trưng cơ lý các lớp đất chủ yếu.
Loại đất
Sét
amQIV334
Bùn sét Bùn sét pha
amQIV334
ambQIV234
Bùn sét
Sét xám
Sét loang
1
mabQIV
2
nâu maQIV 2
lổ maQI III
11
Số lượng mẫu
(độ)
Đặc
trưng
cơ
C(kG/cm2)
học
a1-2
2
(cm /kG)
E0(kG/cm2)
24
142
25
63
32
76
3
0
2
0
3
8
14
5
8
6
13
18
22
15
18
15
23
26
0,09
0,01
0,01
0,01
0,06
0,13
0,45
0,07
0,04
0,17
0,42
0,58
0,9
0,29
0,10
0,29
0,85
1,85
0,018
0,056
0,038
0,059
0,024
0,008
0,048
0,143
0,081
0,12
0,055
0,024
0,102
0,432
0,169
0,376
0,128
0,078
15
6
10
6
13
34
46
12
21
17
42
87
71
39
40
39
65
120
1
2,5
1,8
3,5
2,45
5
1
Rtc(kG/cm2)
2
≤0,5
≤0,5
3
≤0,5
Ghi chú: Trị số được ghi theo thứ tự từ trên xuống: nhỏ nhất, trung bình,
lớn nhất.
1.1.4.3. Đất yếu khu vực Thành phố Hồ Chí Minh
Khu vực Thành phố Hồ Chí Minh thuộc loại địa hình đồng bằng bồi tụ các
trầm tích phù sa cổ đến trẻ với các nguồn gốc sông, đầm lầy, sông - biển, vũng
vịnh hỗn hợp. Tầng trầm tích biến đổi khá lớn và phức tạp, chiều dày từ vài mét
đến hơn một trăm mét.
Khu vực thành phố có thể chia ra làm 2 vùng:
a) Vùng cao phía bắc gồm Củ Chi, Hóc Môn, Gò Vấp, một phần các quận
1, 3, 5, 10, 12, Thủ Đức, Phú Nhuận, Tân Bình: phân bố trầm tích cổ Plextoxen
gồm có: sét, sét cát, cát mịn đến thô lẫn sỏi sạn có khả năng chịu tải tốt.
b) Vùng đồng bằng thấp phía nam gồm toàn bộ các quận 2, 4, 6, 7, 8, 11,
Bình Chánh, Nhà Bè và Cần Giờ; phân bố trầm tích trẻ Holoxen nguồn gốc sông
12
biển đềm lầy gồm có: sét bùn, bùn á sét hữu cơ bão hòa nước, sét xám ghi xám
xanh có nguồn gốc trầm tích tro núi lửa. Bề dày từ 8 đến 30m, một số nơi 35m
đến 40m.
Đất yếu hoàn toàn bão hòa nước và chưa cố kết, đang trong quá trình phân
hủy, độ ẩm rất cao từ 50% đến trên 100%, dung trọng khô nhỏ <10kN/m3, độ
sệt Is>1, hệ số rỗng >1 (tới 2 đến 3), chỉ số nén lún Cc=0,5-1,5, môđun tổng
biến dạng E0-2=5-10kG/cm2.
Nước dưới đất trong tầng sét bùn, bùn á sét hữu cơ cách mặt đất từ 0,5 đến
0,8m có quan hệ thủy lực với nước mặt, sông, đầm lầy và nước thải. Nước bị
nhiễm bẩn, nhiễm phèn, nhiễm mặn, có tính ăn mòn axit và sunfat cao đối với
móng công trình. Cần lưu ý là khi được cố kết hoặc xử lý cọc cừ, đất sẽ thoát
nước và chặt hơn, nhưng khi nước bị tháo kiệt (mùa khô), tầng đất bị giảm thể
tích tới giới hạn co và có thể làm sụp đổ toàn bộ móng đã xử lý.
1.1.5. Công tác xây dựng nền đường ô tô trên đất yếu:
Nền đường là bộ phận chủ yếu của công trình đường. Nhiệm vụ của nó là
đảm bảo cường độ và ổn định của kết cấu mặt đường. Nó là nền tảng của áo
đường; cường độ, tuổi thọ và chất lượng của nền đường. Nền đường yếu, mặt
đường sẽ rất lớn vào cường độ và độ ổn định của nền đường. Nền đường yếu,
mặt đường sẽ biến dạng, rạn nứt và hư hỏng mau. Cho nên trong bất kỳ tình
huống nào, nền đường cũng phải có đủ cường độ và độ ổn định, đủ khả năng
chống được các tác dụng phá hoại của các nhân tố bên ngoài. Các yếu tố ảnh
hưởng tới cường độ và độ ổn định của nền đường là tính chất đất của nền đường,
như phương pháp đắp, chất lượng đầm lèn, biện pháp thoát nước và biện pháp
bảo vệ nền đường.
Hiện tượng lún nền mặt đường là một hiện tượng khá phức tạp tổng hợp
nhiều yếu tố tác động. Trên cơ sở đặc điểm địa chất khu vực xây dựng cũng như
bản thân công trình mà sử dụng một hoặc kết hợp nhiều giải pháp được áp dụng
nhằm phòng tránh tối đa việc lún nền đường. trình được xây dựng trên nền địa
chất yếu thì vấn đề đầu tiên cần giải quyết là các biện pháp đảm bảo không xảy
- Xem thêm -
.DOC 
140 
679 
94 
