BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PHÁT TRIỂN NÔNG THÔN
VIỆN KHOA HỌC THUỶ LỢI VIỆT NAM

BÁO CÁO TỔNG KẾT CHUYÊN ĐỀ NGHIÊN CỨU
CHỈ TIÊU ĐẦM NÉN VẬT LIỆU CỦA ĐẤT ĐẮP THUỘC ĐỀ TÀI:
“
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP ĐỂ ĐẮP ĐÊ BẰNG VẬT LIỆU ĐỊA PHƯƠNG VÀ ĐẮP TRÊN
NỀN ĐẤT YẾU TỪ QUẢNG NINH ĐẾN QUẢNG NAM
”
Mã số: 05 Thuộc chương trình: NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CÔNG NGHỆ PHỤC VỤ XÂ
Y
DỰNG ĐÊ BIỂN VÀ CÔNG TRÌNH THUỶ LỢI VÙNG CỬA SÔNG VEN BIỂN
Chủ nhiệm đề tài: PGS. TS Nguyễn Quốc Dũng
Cơ quan chủ trì đề tài: Viện Khoa học Thuỷ lợi Việt Nam

Chuyên đề 5: Chỉ tiêu đầm nén vật liệu của đất đắp
Trung tâm thuỷ công - Viện khoa học thuỷ lợi
2
CHUYÊN ĐỀ 5:CHỈ TIÊU ĐẦM NÉN VẬT LIỆU CỦA ĐẤT ĐẮP
I.TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP ĐẮP ĐÊ HIỆN NAY
Hiện nay có rất nhiều biện pháp thi công đất trong công tác xây dựng đê
biển.Phổ biến nhất là các phương pháp thi công sau:
I.1. Thi công bằng thủ công:
Là người ta dùng các cụng cụ thông thường hay cải tiến như cuốc, xẻng,
choòng . . . để đào xúc gánh, khiêng hàng các loại xe cút kít, cải tiến để vận chuyển,
các loạ
i đầm tay và đầm cải tiến để đầm đất.
I.2. Thi công bằng máy:
Là sử dụng các loại máy đào 1 gầu ( thuận, nghịch, dây, ngoạm) máy đào
nhiều gầu, máy cạp, ủi để đào, xúc đất, dùng ôtô, goòng, băng chuyền để vận
chuyển và các loại máy đầm chân dê, bánh hơi, đầm chấn động để đầm chặt.
I.3. Thi công bằng máy thủy lực:
Là sử dụng các thiết bị chuyên môn như súng nước, máy b
ơm, tàu hút hệ
thống ống dẫn để tiến hành đào, vận chuyển, đắp đất.
I.4. Đắp đất trong nước:
Đào và vận chuyển giống 2 phương pháp trên riêng việc đắp không đầm nén
mà lợi dụng tác dụng của nước làm cho đất đắp trong nước có 1 kết cấu mới.
I.5. Hiện trạng đê biển.
Hiện nay các tuyến đê làm mới được thực hiện rất ít mà chủ yếu là nh
ững

cũng khó đạt yêu cầu. Khi có nước thấm trong thân đê dòng thấm sẽ không theo qui
luật các vùng thấm lớn sẽ tìm đường nhanh nhất để nối lại với nhau dẫn đến hiện
tượng sạt trượt mái đê.
Các công trình trên đê do hạn chế trong thiết kế hoặ
c thi công đã không xử lý
tốt nối tiếp nên thường xuất hiện dòng thấm tập trung phá hoại những chỗ tiếp xúc
gây cuốn trôi đất thân đê. Một số đoạn đê được gia cố mái nhưng chất lượng đá lát
khan, cấu kiện lát mái có kích thước viên đá và trọng lượng không đảm bảo các yêu
cầu kỹ thuật, thân đê lại không được đầm chặt dẫn đến trong quá trình làm việc xuất
hiện hiện tượng lún sụt làm hư hỏng cục bộ và hư hỏng toàn bộ.
Những tuyến đê do trung ương quản lý thì được tu bổ và kiên cố có quy mô
còn lại những tuyến đê do địa phương quản lý do hạn hẹp nguồn kinh phí nên
không thể nâng cấp đồng bộ và kiên cố được do đó khi gặp gió bão và triều cường
là xảy ra xói và vỡ đê mà số lượng đê do địa phương quản lý chi
ếm đa số trong tổng
chiều dài đê toàn tuyến.
Hầu hết đắp bằng đất (đê lấn biển, ngăn mặn), do dân tự xây dựng, chủ động,
song thiếu qui hoạch. Theo chu kỳ lấn biển đã tạo ra nhiều hệ thống bảo vệ trong và
ngoài.
Chuyên đề 5: Chỉ tiêu đầm nén vật liệu của đất đắp
Trung tâm thuỷ công - Viện khoa học thuỷ lợi
4
Đê bêtông hay bê tông cốt thép (đê chống biển lấn) phần lớn do Nhà nước
làm song do thiếu qui hoạch, bị động, nền đất yếu, tuyến đê thường không phù hợp
với tuyến chỉnh trị nên nhiều lần bị phá, đắp lại và nhiều lần di dời, luôn luôn là nỗi
lo.
Chưa đáp ứng yêu cầu thiết kế.
1) Đỉnh còn thấp: So với yêu cầu cao trình đỉnh hầu hết các tuyến
đê còn thiếu
khoảng 0,5 ~ 1,0 m.

1 Quảng Ninh
1.45
2 Hải Phòng 1.76 10
0
58 0.17 0.5
Thái Bình 1.82 1.34 9
0
03 0.096
1.91 1.44 12
0
13 0.066 0.42 3 Nam Định
1.45
Chuyên đề 5: Chỉ tiêu đầm nén vật liệu của đất đắp
Trung tâm thuỷ công - Viện khoa học thuỷ lợi
5
1.86 17
0
38 0.79
4 Ninh Bình 1.35
Thanh Hoá
5 Nghệ An 1.92 1.51 28
0
30
1.66 1.45 15
0
00 0.168
6 Hà Tĩnh
1.83 1.54 19
0
35 0.077 0.673

+ Chất tải trước + Thoát nước bằng bấc thấm, cọc cát hay giếng cát
+ Sử dụng bắc thấm ngang SB Drian: Phương pháp này có ưu điểm
thoát nước tốt hơn so với dùng tầng đệm cát (gấp khoảng 7 lần) do đó tốc độ
cố kết tăng, thi công đơn giả
n, tuy nhiên nó có nhược điểm không áp dụng
cho dạng đất bùn vì sẽ gây tắc mạch thoát nước.
- Ngoài ra còn một số phương pháp như sau
Phạm vi áp dụng phương pháp kỹ thuật cải tạo các loại đất khác nhau
Cơ chế cải tạo Tạo cốt
Trộn hỗn
hợp hay bơm
phụt vữa
Đầm chặt
Thoát (tiêu )
nước
Thời gian cải tạo
Phụ thuộc vào đất
chôn vùi
Tương đối
ngắn
Lâu dài Lâu dài
Đất hữu cơ
Đất sét có độ dẻo
cao

Đất sét có độ dẻo
thấp

Đất bùn
Đất cát

γ
=
- Độ chặt yêu cầu với đất đắp K
yc
là tỷ số giữa khối lượng thể tích khô của
đất đắp cần phải đạt được theo yêu cầu sau khi được đầm nén ngoài hiện trường
(γ
d.yc
) với khối lượng thể tích khô lớn nhất (γ
dmax
) của chính đất đó đạt được khi thí
nghiệm đầm chặt trong phòng.
d.yc
yc
dmax
K
γ
=
γ

Độ chặt theo yêu cầu K
yc
và khối lượng thể tích khô yêu cầu (γ
d.yc
) đối với
đất đắp được quy định theo đồ án thiết kế được phê duyệt.
II.2. Độ nén chặt của thân đê theo TCN 130 :
II.2.1. Đối với đất có tính dính:
'
ds

8
Trong đó:
R
ds
: Độ nén chặt tương đối thiết kế;
e
ds
: Hệ số rỗng nén chặt thiết kế;
e
max
, e
min
: Hệ số rỗng cực đại và cực tiểu đạt trong thí nghiệm tiêu chuẩn
Việc xác định hệ số đầm nén của đất đắp đê trong thiết kế phụ thuộc vào bản
chất cơ lý của vật liệu đất đắp và biện pháp thi công để đạt được hệ số đầm nén theo
yêu cầu. Theo TCN 130 đã đưa ra quy định về độ nén chặt yêu cầu trong thân đê
bằng
đất được xác định theo bảng sau
Cấp công trình của đê biển Đặc biệt và I
II và III
≥6
III<6m và IV
R
s

≥0.94 ≥0.92 ≥0.90
R
ds

≥0.65 ≥0.62 ≥0.60

giao thông, áp lực ngang do mực nước dâng).
Do đó yêu cầu về hệ số đầm chặt có thể không cần đạt đến hệ số đầm chặt
như đối với đập đất (có chiều cao đập lớn) và đường giao thông (phục vụ yêu cầu
giao thông) có cùng cấp tương ứng và hệ số đầm chặt đối với các cấp đê đã được
quy định theo TCN130 như bảng trên. Trong trường hợp đặc biệt đối với những
tuyến đê có yêu cầu về giao thông thì hệ số đầm chặt còn phải tuân thủ theo quy
định đối với ngành giao thông. Tuy nhiên không nên thiế
t kế giao thông đi lại trên
mặt đê nếu có thể chúng ta bố trí giao thông trên các cơ của đê.
Do đó tuỳ theo cấp đê biển và mục tiêu sử dụng mà chúng ta đưa ra các yêu
cầu hệ số đầm chặt khác nhau tương ứng.
II.4. Các ảnh hưởng của tính chất cơ lý đất đối với hệ số đầm chặt
Việc xác định hệ số đầm chặt phụ thuộc vào tính chấ
t của loại đất khai thác,
cũng có thể làm tăng độ chặt của đất bằng các phương pháp khác nhau tuy nhiên.
+ Đối với đất có độ ẩm tự nhiên vượt quá độ ẩm thích hợp, nền đất yếu chỉ
dùng máy đầm loại nhẹ như: đầm bánh xích, đầm chân cừu loại nhỏ thì không thể
đầm nén khối đất đạt K≥0.95. Do đó khi gặp loại đất này chỉ nên chọn hệ số
đầm
nén K=0.9.
+ Đối với đất quá ẩm phải dùng phương pháp khô gió để tăng độ cố kết thì K
trung bình đạt 0.8.
+ Đối với đất loại sét ở trạng thái dẻo chảy để đắp trực tiếp lên thân đê thì
dung trọng khô khối đất chỉ đạt được bằng dung trọng tự nhiên
Thông thường trị số dung trọng của các loại đất trong thiên nhiên như sau:
đất cát từ (1,45 ÷ 1,85)T/m
3
; đất cát pha, sét pha từ (1,40 ÷ 1,65)T/m
3
; đất sét pha

Đất có tính chất là: dưới tác động cơ học như rung, nén, nện các hạt đất sẽ
dịch chuyển tạo thành một kết cấu mới chặt hơn. Tính chất này của đất rất thuận lợi
cho việc dùng đất làm vật liệu để xây dựng những công trình bằng đất như đắp nền
đường, đê, đập. Trong thực t
ế khi làm nền đường, đắp đập, đắp đê và gia cố nền
thường cần phải đầm đất tới một độ chặt cần thiết để cho các công trình nêu trên đủ
độ bền vững, ổn định và các tính thấm, tính nén lún, v.v giảm đi. Các yếu tố chủ
yếu ảnh hưởng đến việc đầm chặt đất là: cấp phối của đất, độ ẩm của đất, công đầ
m
nén. Trong phần lớn các trường hợp người ta không thể tạo ra được một cấp phối
như ý muốn (bằng cách pha trộn các cỡ hạt) mà chỉ có thể chọn bãi khai thác đất để
đắp công trình. Nghĩa là chấp nhận một cấp phối tự nhiên tương đối thích hợp cho
việc đầm chặt. Như vậy, việc nghiên cứu tính đầm chặt của đất chỉ còn tìm mối
quan hệ giữa dung tr
ọng khô ( γk), độ ẩm (W) và công đầm (A), từ đó có thể chọn
được dung trọng khô, độ ẩm thỏa mãn với yêu cầu của công trình, đồng thời ứng
với công đầm nén nhỏ nhất. Việc lựa chọn này dựa trên kết quả thí nghiệm đầm
chặt đất.
III.2. Các yếu tố ảnh hưởng đến khả năng đầm chặt của đất :
3.2.1. Độ ẩm khi đầm
Chuyên đề 5: Chỉ tiêu đầm nén vật liệu của đất đắp
Trung tâm thuỷ công - Viện khoa học thuỷ lợi
11
Ứng với các độ ẩm khác nhau thì mức độ nén chặt của loại đất đó cũng khác
nhau. Độ ẩm mà tại đó độ nén chặt của đất là lớn nhất dưới một công đầm nén nhất
định được gọi là độ ẩm tốt nhất (W
tư
).
Việc xác định độ ẩm tối ưu được tiến hành thông qua thí nghiệm đầm nện.
Tuy nhiên chúng ta có thể biết được trị số trung bình W

ls
(1 V )
10.62W
γ−
γ=
+γ

Trong đó: V
K
- Thể tích khí kín còn lưu lại trong đất.
- Đối với đất sét V
K
=0.04
- Đối với đất sét pha V
K
=0.05
- Đối với đất cát pha V
K
=0.06
3.2.2. Thành phần cấp phối hạt.
+ Đất hạt nhỏ: Các hạt đất có kích thước nhỏ nên diện tích tiếp xúc giữa các
hạt lớn, tốn nhiều công để đầm đất đạt được độ đặc chắc theo yêu cầu.
+ Đất hạt to: Các hạt đất có kích thước lớn nên diện tích tiếp xúc giữa các hạt
nhỏ, tốn ít công để đầm đất đạt được độ đặc chắc theo yêu cầ
u.
Chuyên đề 5: Chỉ tiêu đầm nén vật liệu của đất đắp
Trung tâm thuỷ công - Viện khoa học thuỷ lợi
12
+ Đất có thành phần hạt không đồng đều: Với loại đất này, thực nghiệm cho
thấy tốn ít công đầm nhất để đạt được độ đặc chắc theo yêu cầu.

3.2.2.2. Đối với loại đất dính:
Khả năng đầm chặt của đất phụ thuộc vào hai yếu tố độ ẩm của đất và thành
phần hạt và hai đặc tính này của đất dựa vào chỉ số dẻo Ip và độ sệt I
L
để xác định
trạng thái của đất.
Bảng: Đánh giá trạng thái của đất dính
Đất và trạng thái Độ sệt I
L

Đất cát pha (á cát)
- Rắn I
L
<0
- Dẻo
0
≤I
L
≤1
- Chảy (nhão) I
L
>1
Đất sét pha và sét (á sét và sét)
- Rắn I
L
<0
- Nửa rắn
0
≤I
L

R,KG/cm(MPA)
h
=

Trong đó:
R
n
- Sức kháng xuyên.
P- Áp lực bên ngoài để nhấn chìm mũi xuyên vào đất, kG(N)
h- Chiều sâu nhấn chìm mũi xuyên vào đất dưới áp lực, P, cm
Dựa vào chỉ số R
n
có thể phân được đất dính thành các dạng sau:
Phân chia trạng thái đất dính theo R
n
Trạng thái đất R
n
; 10
5
Pa
Cứng >1.9
Nửa cứng
0.85
÷1.9
Dẻo cứng
0.38
÷0.85
Dẻo mềm
0.17
÷0.38

Như vậy đất dùng để đắp đê phải đảm bảo được ổn định công trình và an
toàn trong toàn bộ thời gian khai thác sử dụng.
9 Các loại đất thường được dùng để đắp: sỏi sạn lẫn cát, sét pha, cát
pha, đất cát.
9 Không nên dùng các loại đất có thành phần và tính chất như sau để
đắp:
a) Đánh giá qua thành phần thạch học
- Đất sét mềm: Gồm các loại đất sét ho
ặc á sét tương đối chặt, ở trạng thái
bão hòa nước, có cường độ thấp;

- Đất than bùn: 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.

- Đất bazan: Loại đất yếu có độ rỗng lớn, dung trọng khô nhỏ, khả năng thấm
nước cao, dễ bị lún sụt.

- Đất có hàm lượng tạp chất hoà tan của các muối clorua lớn hơn 5%, của các
muối sunphat hoặc muối sunpphat clorua lớn hơn 10% tính theo trọng lượng.

- Đất phù sa, đất bùn, đất mùn vì các đất này khả năng chịu lực kém.
b) Đánh giá qua kết quả thí nghiệm
- Thí nghiệm trong phòng
+ Hệ số rỗng e>0.9.
+ Góc ma sát trong  từ 40÷80.
+ Lực dính C từ 0.05-0.1kg/cm2,
+ Mô đun biến dạng Eo<50kG/cm2

8. TS. Đỗ Đình Đức, PGS, TS Lê Kiều: Kỹ thu
ật thi công. NXBXD. Hà Nội
2004.
9. TS. Nguyễn Văn Bảo: Kỹ thuật tổ chức thi công công trình thuỷ lợi. NXB
GTVT. Hà Nội 1991
10. Trường Đại học Thuỷ lợi: Thi công các công trình thuỷ lợi. NXBXD. Hà
Nội 2004.
11. Withlow, Cơ học đất, tập 1,2. Nhà xuất bản giáo dục, 1995.