Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 1

Chuyên đề

Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yếu
Lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất &
các giải pháp xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

KS. Nguyễn Đình Thứ - Tổng công ty TVTK GTVT(TEDI) Mục lục
Trang
A. Phần chung 2
1. Những khái niệm chung về đất yếu 2
2. khảo sát ĐCCT khu vực có đất yếu 2
3. thí nghiệm trong phòng xác định các chỉ tiêu cơ lý của đất 8
4. lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất dùng trong tính toán 11
B. Một số giải pháp xử lý nền đắp trên đất yếu trong quá trình
xây dựng đờng
17

Dựa theo nguồn gốc đất yếu đợc chia thành 2 loại:
- Đất có nguồn gốc khoáng vật: đất thành tạo có nguồn gốc sông, biển.
- Đất có nguồn gốc hữu cơ: thành tạo chủ yếu tại các đầm lầy.
Dựa vào hàm lợng hữu cơ: tên đất sẽ có thêm các tên phụ: lẫn hữu cơ (hàm
lợng hữu cơ <10%), đất than bùn hoá (hàm lợng hữu cơ 10-60%) và than
bùn khi hàm lợng hữu cơ > 60%. Thí dụ sét lẫn hữu cơ
Dựa vào độ sệt (B) trạng thái của đất đợc phân ra: cứng, nửa cứng, dẻo
cứng, dẻo mềm, dẻo chảy và chảy.
Cần lu ý: Để gọi trạng thái của đất dính thì giới hạn chảy phải xác định bằng chuỳ
Vaxiliep. Khi xác định giới hạn chảy theo phơng pháp Cassagrande thì không gọi
trạng thái của đất dính nh trên.
Bùn là loại đất mà độ ẩm thiên nhiên > độ ẩm ở trạng thái chảy, độ sệt B>1,
hệ số rỗng e>0.9 với cát pha, > .0 với sét pha và >1.50 với sét.
Cần lu ý: Bùn vừa là tên vừa là trạng thái của đất. Thí dụ: bùn sét, bùn sét
pha;không gọi: bùn sét trạng thái chảy
2. Công tác khảo sát ĐCCT khu vực có đất yếu
Để có đủ tài liệu về địa tầng, tính chất cơ lý của các lớp đất nền phục vụ cho công
tác thiết kế xử lý ngời kỹ s cần phải khái quát những công tác có liên quan đến
điều tra, thu thập tài liệu, thăm dò địa chất tại hiện trờng. Các loại công tác thăm
dò nh khoan, xuyên tĩnh (CPT), xuyên tiêu chuẩn (SPT), cắt cánh hiện trờng
(VST); công tác thí nghiệm trong phòng: số lợng, chỉ tiêu thí nghiệm (thí nghiệm
9 chỉ tiêu, thí nghiệm cố kết, thí nghiệm nén 1 trục, thí nghiệm nén 3 trục).
2.1. Điều tra và thu thập tài liệu ĐCCT

- Điều tra ĐCCT là công tác rất quan trọng của khảo sát ĐCCT. Dựa vào địa hình,
địa mạo (các loại thực vật), vết lộ tự nhiên (ao, hồ, đầm lầy ), nhân tạo (khu lấy đất,
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu


ống lấy mẫu trong tầng đất yếu là những ống mẫu đặc biệt sao cho khi lấy mẫu ít
ảnh hởng nhất đến tính chất nguyên trạng của đất. ống mẫu Piston và ống mẫu
thành mỏng thờng đợc sử dụng khi lấy mẫu trong tầng đất yếu. Tuy nhiên hiện tại
ở Việt Nam ống mẫu thành mỏng đợc dùng phổ biến khi lấy mẫu trong tầng đất
yếu (rất ít khi dùng Piston).
Để mẫu không bị mất tính nguyên trạng và đủ để thí nghiệm các chỉ tiêu đặc biệt thì
kích thớc ống mẫu thành mỏng nh sau:
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 4
Bảng 1
Kích thớc của ống mẫu thành mỏng
Đờng kính ngoài D
o
(mm) 50.80 76.20 127
Bề dầy thành ống mẫu D
i
(mm) 1.24 1.65 3.05
Chiều dài ống mẫu (cm) 91 91 145
Tỷ lệ diện tích (%) A
r
10.52 9.25 10.35
Tỷ diện tích: A
r
= (D
o
2
D

lỗ rỗng).
2.4.2. Kết quả xuyên tĩnh
Với nền đất yếu thì sức kháng xuyên là chỉ tiêu quan trọng khi tính toán sức kháng
cắt không thoát nớc của nền đất.
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 5
Sức kháng xuyên ở mũi côn: là sức kháng của đất tác dụng lên mũi côn và đợc xác
định bằng cách chia lực tác dụng thẳng đứng Q
c

(KN) cho tiết diện đáy mũi côn A
o

(cm
2
)
q
c
, =

Q
c
/A
0
(2) (Pa, Kpa, Mpa )
Ma sát thành đơn vị: là sức kháng của đất tác dụng lên bề mặt của măng xông do
ma sát và đợc xác định bằng cách chia lực tác dụng lên bề mặt măng xông (Q

(10
5
Pa) Độ chặt
Chặt
Chặt vừa
Cát hạt thô và trung
q
c
> 150
50< q
c
< 150
q
c
< 50
Rời
Chặt
Chặt vừa
Cát hạt mịn
q
c
> 120
40< q
c
< 120
q
c
< 40
Rời
Chặt

c
-
0
)/(15 -18 với
mũi côn có áo ma sát; Cu=q
c
-
0
/10 mũi côn đơn giản.
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 6
- Môđun đàn hồi của đất nền vùng Hà Nội (Eo = qc.
o
) theo 20TCN 174-89
Bảng 3

Quan hệ giữa sức kháng xuyên và môđun dàn hồi.
Loại đất Giới hạn q
c
(10
5
Pa)
Giá trị
o

Sét, sét pha chặt, cứng
q

W (%) >70
3<
o
<6
2<
o
<4
Cát pha
10<q
c
<35
3<
o
<6

Cát
q
c
> 20
1.5<
o
<3 2.5. Thí nghiệm cắt cánh hiện trờng (VST) tham khảo qui trình 22TCN 355-06.
2.5.1. Khái niệm:
Đa cánh hình chữ thập đến độ sâu thí nghiệm, quay đến khi đất bị cắt để xác định
sức kháng cắt không thoát nớc nguyên trạng của đất.
2.5.2. Kết quả cắt cánh: Cho phép xác định sức kháng cắt không thoát nớc theo
phơng trình sau:

Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 7
Trong đó : ; hệ số phụ thuộc vào H/D ; khi H=D lấy =0.92 ;
: hệ số nở hông
M
o
: mô men xuắn tại thời điểm đặt lực ;
S
u
, S
u
:Sức kháng cắt không thoát nớc nguyên trạng và phá huỷ của
đất ;
D & H : là đờng kính và chiều cao cánh cắt.
l : chiều dài cung tròn tạo bởi cánh cắt.

- Độ bền kiến trúc (độ nhạy): S =Su/Su (9)
- Góc ma sát trong của đất :
tg = 1-C
v
/(1-S)xS
u
(10)
Trong đó : S=S
u
/Su ; C
v
: hệ số cố kết của đất.

)
< 2 Rất mềm < 0.25
2-4 Mềm 0.25-0.50
4-8 Cứng vừa 0.50-1.0
8-15 Cứng 1.0-2.0
15-30 Rất cứng 2.0-4.0
>30 Rắn >4.0

)8 ( 2
125.0
)33.12(
)1(
2
0
2
DH
D
DHDlSM
E
u
+

=

Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 8
Bảng 5

- Mẫu nguyên trạng đợc lấy bằng cách đóng ống mẫu vào vị trí lấy mẫu (với tầng
đất tốt), hoặc ép ống mẫu vào trong đất (với tầng đất yếu). Sau khi lấy mẫu lên
phải dán kín, đặt vào hộp đựng mẫu, để vào nơi râm mát để không làm thay đổi
tính chất nguyên trạng của mẫu (không làm thay đổi thành phần, trạng thái của
đất).
Mẫu nguyên trạng đợc lấy chủ yếu trong tầng đất dính (với phân loại theo TCVN),
hoặc đất hạt mịn, đất hạt thô loại cát theo phân loại ASTM, AASHTO.
Tuỳ thuộc vào trạng thái của đất, loại ống, đờng kính ống mẫu và yêu cầu thí
nghiệm mà chiều dài của mẫu nguyên trạng thay đổi từ 0.20m-1.45m. Đờng kính
ống mẫu thờng 10cm với tầng đất tốt, và từ 5.0-7.60cm với tầng đất yếu.

)11.(
10
.
30
N
a=

Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 9

- Mẫu không nguyên trạng đợc lấy trong tầng đất dính hoặc đất rời;
Mẫu không nguyên trạng đợc lấy trong tầng đất dính khi không thể lấy đợc mẫu
nguyên trạng (mẫu bị tụt do ống lấy mẫu không đảm bảo hoặc không có yêu cầu về
các chỉ tiêu nguyên trạng); loại mẫu này phải dán kín mẫu để giữa ẩm.
Mẫu không nguyên trạng đợc lấy trong tầng đất rời từ ống đóng SPT, ống lòng
máng hoặc ống lắp-bê; không cần dán kín mẫu.

Trong các chỉ tiêu đặc biệt thì thí nghiệm cố kết và 3 trục là bắt buộc.
Khi viết yêu cầu thí nghiệm nén cố kết ngời kỹ s phải lựa chọn sao cho thí nghiệm
này phân bố suốt chiều sâu đất yếu để có thể vẽ đợc quan hệ giữa áp lực tiền cố
kết và áp lực bản thân có hiệu theo chiều sâu và từ đó đánh giá tính chất cố kết ban
đầu của đất nền khu vực cần xử lý.
Giáo s Tezaghi, và Peck 1967 đã chứng minh:
Với mẫu đất nguyên trạng thì đờng cong cố kết là đờng 1;
Với mẫu đất ít nguyên trạng thì đờng cong cố kết là đờng 2;
Với mẫu đất không nguyên trạng thì đờng cong cố kết là đờng 3;
Cả 3 đờng này cắt nhau tại một điểm có tung độ bằng 0.40eo.
Để có thể có điểm giao cắt này thí nghiệm cố kết phải có cấp cuối cùng từ 8-16
kG/cm
2
.
Thí nghiệm nén 3 trục sơ đồ UU mô phỏng giai đoạn bắt đầu đắp khi đó cha có
quá trình cố kết và nớc cha thoát ra khỏi đất. Trong điều kiện này đất hoàn toàn
bão hoà nớc, do tính chất không chụi nén mà nớc chịu hoàn toàn áp lực ngoài.
Chính vì vậy kết quả thí nghiệm UU có giá trị lực dính gần với giá trị lực dính thật của
đất và góc ma sát trong bằng không (0) hoặc có giá trị rất nhỏ.
Thí nghiệm 3 trục sơ đồ CU mô phỏng quá trình nền đang đắp, đất bắt đầu cố kết và
nớc lỗ rỗng thoát ra và khi đất đã cố kết hoàn toàn tơng ứng với cuối giai đoạn
chờ. Lúc này áp lực nền đất vừa tác dụng lên nớc lỗ rỗng vừa tác dụng lên hạt đất.
Kết qủa thí nghiệm sơ đồ CU cho lực dính < lực dính khi thí nghiệm sơ đồ UU nhng
góc ma sát đã tăng lên đáng kể. Góc ma sát này sẽ dùng để tính tăng sức chống cắt
khi đắp đất.
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 11

c nén P k
g
/cm2
Po=Pc
Hệ
số
rỗ
ng
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 12

- Trị tính toán các đặc trng vật lý của đất đợc sử dụng trong tính toán nền và
móng và đợc lấy bằng trị tiêu chuẩn.
4.3.2. Chỉ tiêu cơ học
Trị tiêu chuẩn của tất cả các đặc trng của đất là các gía trị trung bình số học các
kết quả xác định riêng biệt, có loại trừ sai số (nh các chỉ tiêu vật lý) - trừ góc ma sát
và lực dính kết.
Trị tiêu chuẩn của lực dính kết và góc nội ma sát đợc xác định theo phơng pháp
bình phơng nhỏ nhất.
4.3.3. Các chỉ tiêu cơ lý đặc biệt
- áp lực tiền cố kết, chỉ số nén lún, chỉ số nở, đợc xác định dựa trên chùm họ
đờng cong nén cố kết (consolidation test).
- Xác định mức độ cố kết của đất nền thông qua quan hệ áp lực tiền cố kết và
ứng suất bản thân có hiệu theo độ sâu địa tầng.
- Sức kháng cắt không thoát nớc của các lớp đất đợc xác định bằng kết quả thí
nghiệm cắt cánh hiện trờng và đợc vẽ trên biểu đồ quan hệ giữa độ sâu và
sức kháng cắt của các lớp đất (có thể tính giá trị sức kháng cắt bằng thí nghiệm

=
i
AA
n

Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 13
- Các chỉ tiêu góc nội ma sát, lực dính kết, dung trọng thiên nhiên đợc tính với
xác suất tin cậy
= 0.95-0.98;
4.4.4. Tính nền theo khả năng biến dạng: giới hạn thứ 2
- Các chỉ tiêu góc nội ma sát, lực dính kết, dung trọng thiên nhiên đợc tính với
xác suất tin cậy
= 0.85-0.90
4.4.5. Các chỉ tiêu đặc biệt
- áp lực tiền cố kết, chỉ số nén lún, chỉ số nở, hệ số cố kết đợc xác định dựa trên
chùm họ đờng cong nén cố kết (consolidation test) - xem các hình vẽ dới.
Hình 1: Biểu đồ quan hệ e & P Hình 2: Biểu đồ quan hệ Cv & P

.1
0
1.00 10.0
0
P
Cv*10E-
3
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 14
0
5
10
15
20
25
30
-1122
Cc
Cc=-0.016+1.062

Hình 3: Biểu đồ quan hệ Pc và Po với độ sâu Hình 4: Biểu đồ Cc với độ sâu

- Sức kháng cắt không thoát nớc của đất yếu bão hoà nớc dùng trong tính toán
đợc lấy theo kết quả thí nghiệm cắt cánh (S
U
) sau khi đã hiệu chỉnh theo chỉ số
dẻo (hiệu chỉnh Bjerrum). Cũng có thể xác định sức chống cắt không thoát nớc

20
25
30
- 2 4
6
8 10 12 14 1
6
18
20
Po
(
áp l
ự
c bản thân hữu hiệu
)

Pc
(
áp l
ự
c tiền cố kết
)
Pc vs. depth Po vs depth
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 15
của Skempton và Ladd đã đa đợc đầy đủ, rõ ràng các nhân tố ảnh hởng trực tiếp
đến cờng độ kháng cắt không thoát nớc của đất vào trong công thức.

')
0.8
(**). (17)
Việc ứng dụng đối với thiết kế cụ thể nh sau:
Lựa chọn hệ số (m) từ 3 kết quả của 3 phơng pháp tính nh sau:
Dựa vào chỉ số dẻo của đất
m = 0.11+0.0037.(PI) (18)
Dựa vào thí nghiệm cắt cánh hiện trờng hoặc thí nghiệm nén ba trục sơ đồ
UU hay thí nghiệm nén 1 trục nở hông, cùng với các thông số về áp lực địa
tầng có hiệu (
o), và áp lực tiền cố kết (c).
m = C
U
/o với
0
>= 'c (19)
m = C
U
/
0
/ ('c/
0
)
0.8
, với
0
< 'c (20)
Dựa vào thí nghiệm nén 3 trục sơ đồ CU.
m = tg


-0.27) Hough (1957) Đất hữu cơ, than bùn, bụi hữu cơ, đất sét
C
c
= 0.115 W Đất hữu cơ, than bùn, bụi hữu cơ, đất sét
C
c
= 0.156e
0
+0.017 Đất loại sét
Su= N
30
/

16

Tezaghi Đất loại sét
Su=q
c
/2 Đất loại sét
Su= q
c
-
0
/10
20TCN-174-89 Đất loại sét
Su= q
c
-
0
/15-18

e
o
1.56 1.752 1.67 1.784 1.802
1.71
6

Đ
ộ rỗng n % 62.1 63.24 62.88 64.04 64.29
63.31
7
áp lực tiền cố kết Pi
T/m
2
5.1 5.3 4.7 5.58 4.88
5.11
8

Đ
ộ sệt B 1.13 0.75 1.18 1.36 1.49
1.18
9
Chỉ số dẻo
I
p
31 28.4 32.92 31.65 26.15
30.02
10
Góc nội ma sát

R 3.23 2.66 3.25 2.83 2.49 2.89

0.164 0.144 0.191 0.181

0.170
14

Cắt cánh (Su)
T/m
2
1.50
UU
T/m
2
0.14
CU
Cu (t/m2)
0.08


đ
ộ
14
15

Thí nghiệm 3 trục
trị số
tính toán
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu


Đầm bằng quả nặng: Đầm bằng va đập bao gồm việc tạo ra các nhát đập
mạnh vào dất trong quãng thời gian ngắn, với quả nặng từ 400-1000KN và
các nhát đập đợc gây ra bằng cách cho quả nặng rơi từ độ cao từ 10-40m.
Phơng pháp này kém hiệu quả với đất loại sét. Việc kiểm tra chất lợng
đợc thực hiện bằng thí nghiệm CPT, SPT, nén ngang, bàn nén. Độ sâu ảnh
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 18
hởng và mức độ cải thiện tính chất đất đá phụ thuộc và loại đất, chế độ nớc
ngầm và năng lợng va đập; có thể xác định theo công thức
D= K x (W.H)
1/2

Trong đó : D độ sâu ảnh hởng tối đa;
W trọng lợng quả năng, tấn ;
H độ cao rơi của quả nặng ;
K : hệ số chiết giảm phụ thuộc vào hàm lợng hạt sét, độ ẩm và sự không
đồng nhất của đất.
Gia cố bằng nhiệt: gia nhiệt đất hạt mịn đến nhiệt độ thích hợp có thể làm
giảm độ nhạy với nớc, tính trơng nở, tính nén lún và tăng cờng độ của đất
nền. Phơng pháp bao gồm việc phun hỗn hợp khí rất nóng vào đất qua một
ống dẫn có khoan các lỗ nhỏ. Với nhiệt độ >1000
o
c gây ra sự xi măng hoá
nhân tạo của các hạt cát cùng với sự tăng sức kháng cắt. Kỹ thuật này đòi hỏi
tiêu tốn nhiều năng lợng. Gia nhiệt đất để xử lý đất ô nhiễm cho phép đào
thải các hợp chất hữu cơ dễ bay hơi.
Điện thấm : 2 điện cực đợc đa vào đất và khi nối với nguồn điện 1 chiều thì

Xử lý hoá học : ;
Giếng cát (SD), Cọc cát đầm chặt (SPC) và cọc đá ;
Bấc thấm (PVD) ;
Bơm phụt vữa để làm chặt đất ;
Vải địa kỹ thuật ;
Đất có cốt;
Cọc tiết diện nhỏ;
Neo ép;
Neo đất;
Công nghệ sinh học để gia cố đất.
2. Một số giải pháp xử lý nền đất yếu sử dụng phổ biến ở việt nam
2.1. Đắp trực tiếp trên nền đất yếu - không xử lý nền
2.1.1. Khái niệm: Đắp đất mà không phải sử dụng các giải pháp xử lý nền.
2.1.2. Điều kiện sử dụng
- Phía trên lớp đất yếu có lớp vỏ sét, hoặc chiều đầy đất yếu mỏng hoặc chiều cao
đắp thấp (thờng <2.0m);
- Khi tính toán ổn định và độ lún d đạt các yêu cầu của qui trình hoặc hớng dẫn
kĩ thuật.
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 20

2.1.3. Những lu ý trong khi thiết kế, thi công
- Phải tính chiều cao đắp giới hạn. (Hgh)
- Khi tính toán ổn định và độ lún d phải đạt các yêu cầu của qui trình hoặc hớng
dẫn kĩ thuật (Sr; hệ số ổn định F
s
).

- Có thể đắp gia tải để giảm thời gian chờ nền đất lún.
2.3. Phơng pháp gia tải, có hoặc không có bệ phản áp
2.3.1. Khái niệm
- Dùng tải trọng đất đắp lớn hơn tải trọng thiết kế để làm giảm hoặc loại trừ độ lún
d dới tải trọng thiết kế.
Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 21
- Thờng dùng gia tải kết hợp với các giải pháp xử lý nền khác nh: thoát nớc
thẳng đứng (PVD, SD, SCP).
2.3.2. Điều kiện sử dụng
- Chiều dầy tầng đất yếu mỏng.
- Thời gian gia tải đủ dài (1.5-2.0 năm); nếu thời gian < 1 năm sẽ ít tác dụng.
- Tầng đất có hệ số cố kết lớn (đất cát pha hoặc đất cát bụi lẫn sét); với đất yếu
loại sét thì giải pháp này ít tác dụng.
2.3.3. Những lu ý trong khi thiết kế v thi công
- Phải tính ổn định và chiều cao đắp giới hạn (F, Hgh).
- Phải có lớp đệm cát thoát nớc dầy > 50cm.
- Hạn chế dùng lu rung.
2.3.4. Sự cố trợt nền đất khi gia tải tại Km121+325 -Km121+450, Quốc lộ 1A
đoạn H Nội - Lạng Sơn.
- Chiều cao nền đắp: 2.0m+2.50m gia tải
- Địa tầng: Lớp vỏ sét dẻo cứng dầy 0.50-0.80m; nằm ngay dới là lớp bùn sét lẫn
hữu cơ, dầy 8.70m , (S
u

khai thác nền đờng còn lún thêm khoảng 1.0m);
- Quốc lộ 18: gói thầu 1 và gói thầu 3 (đầu cầu Phả Lại);
- Quốc lộ 10: 36.50km. Chiều cao nền đắp phổ biến 2-3.0m, PVD (1.3x1.3)x(5-
6)m, phạm vi nền đờng, phạm vi đầu cầu: PVD (1.3x1.3)x(14-25)m.
- Nền đờng tuyến Quản Lộ - Phụng Hiệp, tuyến N2 và nhiều tuyến đờng khác
tại miền Nam

Chuyên đề:
Khảo sát địa kỹ thuật khu vực đất yế, lựa chọn chỉ tiêu cơ lý của các lớp đất & các giải pháp
xử lý nền đờng đắp trên đất yếu

Tổng Công ty TVTK GTVT, tháng 11 năm 2008 23

Hình 5: sơ đồ xử lý nền đất yếu bằng PVD + gia tải

2.4.2. Điều kiện sử dụng
- ứng dụng để xử lý tầng đất yếu (có thể xử lý tầng đất yếu chứa hữu cơ nhng
không phải đất dạng than bùn). Độ sâu xử lý hiệu quả nhất thờng < 15.0m kết
hợp với gia tải;
- Để bấc thấm phát huy hiệu quả thì:

Trong đó: các kí hiệu trên lần lợt là: áp lực bản thân của tầng đất yếu, áp lực do tải
trọng ngoài và áp lực tiền cố kết.
- Để bấc thấm phát huy hiệu quả phải kết hợp PVD+Gia tải, hoặc PVD+hút chân
không (hình 6).
- Trình tự thực hiện PVD+hút chân không nh sau:
)23 (.)5.12.1(
PZzvz



đáy rãnh để đảm bảo cách ly hoàn toàn với không khí; rãnh đợc lấp đầy
bằng Bentonite;
ống thoát nớc chính xuyên qua lớp màng bọc và nối với máy hút nớc chân
không
; Hình 6: xử lý nền đất yếu bằng PVD+ hút chân không
2.4.3. Tính toán
a) Tính tổng lún:
theo phơng pháp phân tầng lấy tổng
- Tổng lún của nền đất yếu dới nền đắp đợc tính nh nền đất cha xử lý và tính
theo một trong các công thức nh sau:
Phơng pháp hệ số ép nén thể tích m
V

Sf =.m
V
.H (24)
Phơng pháp hệ số ép nén C
C





+
+
= log
1

o
: Hệ số rỗng ban đầu của lớp đất yếu
e
1
: Hệ số rỗng của của đất yếu tại thời điểm tính toán.
: Gia số tải trọng nền đắp
: áp lực bản thân có hiệu
m
V
. Hệ số ép nén thể tích;
b) Tính ổn định

- Với nền đắp trên đất yếu thì tính độ ổn định với mặt trợt trụ tròn theo phơng
pháp Bishop là hợp lý;
- Với đất yếu thì mô hình tính phải là (Undrain) với góc ma sát trong bằng không
(0) và lực dính của lớp đất yếu đợc lấy bằng kết quả cắt cánh hiện trờng;
- Tơng ứng với giai đoạn nào của quá trình đắp và xử lý thì tính ổn định tại thời
điểm đó. ở giai đoạn bắt đầu thì tính ổn định với sức kháng cắt không thoát nớc
nguyên trạng. ở các giai đoạn đắp tiếp theo thì tính ổn định với sự tăng lên tơng
ứng của sức kháng cắt (xem phần A, mục 3.3.5.3);
c) Tính toán thiết kế khoảng cách và chiều sâu PVD

- Khoảng cách PVD đợc tính thử dần để đạt độ cố kết và thời gian định trớc. Độ
cố kết theo phơng ngang khi xử lý PVD tính theo công thức (27
):

)27 ( )
8
.(1
FrFsFn

Fn


=