HÀ NỘI, 2014
Công trình được hoàn thành tại
Bộ môn Địa chất công trình, khoa Địa chất
Trường Đại học Mỏ - Địa chất

Người hướng dẫn khoa học:
1. PGS.TS.Đỗ Minh Toàn -Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội
2. TS.Nguyễn Viết Tình -Trường Đại học Mỏ - Địa chất Hà Nội

Phản biện 1: PGS.TS.Nguyễn Huy Phương
Hội Địa chất công trình và Môi trường Việt Nam
Phản biện 2: PGS.TSKH. Trần Mạnh Liểu
Trường Đại học Khoa học tự nhiên – Đại học Quốc gia Hà Nội
Phản biện 3: TS. Phan Sỹ Thanh
Tổng Công Ty Tư vấn xây dựng Thủy lợi Việt Nam - CTCP
Luận án sẽ được bảo vệ trước Hội đồng đánh giá luận án cấp trường,
họp tại Trường Đại học Mỏ - Địa chất, phường Đức Thắng, quận Bắc Từ
Liêm, thành phố Hà Nội vào hồi … ngày…. tháng năm 2014.
công trình (ĐCCT) nền đất ở các tỉnh ven biển ĐBSCL nhưng vẫn chưa đề
cập đầy đủ và toàn diện bản chất các đặc tính ĐCCT của đất yếu. Những tài
liệu nghiên cứu phục vụ lựa chọn, đề xuất, tính toán xử lý nền đường đất yếu
chưa được hoàn thiện, đã làm hạn chế hiệu quả và phạm vi ứng dụng của các
biện pháp xử lý nền, gây lãng phí trong xây dựng. Chính vì vậy, đề tài đặt ra
mang tính cấp thiết cao và có ý nghĩa thực tiễn.
2. Mục đích nghiên cứu
Mục đích của luận án là làm sáng tỏ đặc tính ĐCCT của đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển ĐBSCL để phục vụ và nâng cao hiệu quả xử lý
nền đường và khai thác hợp lý nguồn tài nguyên đất xây dựng.
3. Nhiệm vụ nghiên cứu
Để đạt được mục đích trên, luận án có nhiệm vụ làm sáng tỏ:
- Sự ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại tới sự hình thành và
tồn tại của trầm tích amQ
2
2-3
;
- Sự phân bố của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
;
- Thành phần vật chất và đặc tính cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
;
- Kiến nghị sử dụng các kết quả nghiên cứu trong khảo sát, thiết kế xử
lý nền đường đất yếu.

2
2-3
;
- Tính chất cơ học của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
bao gồm: tính biến dạng
(cố kết theo các phương thẳng đứng và nằm ngang, từ biến) và sức kháng cắt;
- Các nhân tố ảnh hưởng và bước đầu nghiên cứu sự biến đổi của các
tính chất cơ lý phụ thuộc vào hàm lượng muối, hữu cơ trong đất;
- Trên cơ sở phân chia cấu trúc nền và nghiên cứu thành phần và tính
chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
, phân tích và đề xuất về các vấn đề
khảo sát ĐCCT, kiến nghị các biện pháp xử lý và sử dụng các chỉ tiêu cơ lý
trong tính toán xử lý nền đường đất yếu.
6. Phương pháp nghiên cứu
Luận án sử dụng tổ hợp các phương pháp nghiên cứu:
- Tổng hợp, phân tích tài liệu đã có trong vùng;
- Địa chất: nghiên cứu sự thành tạo và sự phân bố trầm tích amQ
2
2-3
;

- Thực nghiệm: thí nghiệm trong phòng xác định tính chất cơ lý;
- Thống kê và địa thống kê: xử lý để tìm ra các giá trị đặc trưng của kết
quả thí nghiệm, lập mối tương quan, ….;
- Tính toán lý thuyết: dự báo độ lún, tính toán các chỉ tiêu cơ lý của đất;
- Phân tích hệ thống: định hướng cho nghiên cứu đề tài, sử dụng để

nền đã là cơ sở khoa học để nghiên cứu, đề xuất công tác khảo sát ĐCCT và
lựa chọn, thiết kế các giải pháp xử lý nền đất yếu khi xây dựng đường.
8. Những điểm mới của luận án
- Luận án nghiên cứu một cách đầy đủ và có hệ thống về đặc tính
ĐCCT, sự biến đổi các đặc tính đó của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
phân bố ở các
tỉnh ven biển ĐBSCL phục vụ xây dựng đường;
- Đã xác định được tỷ số giữa hệ số cố kết theo phương ngang và theo
phương thẳng đứng của bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển
ĐBSCL;
- Đã thiết lập được quan hệ giữa chỉ số nén và hệ số nén thứ cấp cho đất
bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
ở các tỉnh ven biển ĐBSCL;
- Đã chỉ ra ảnh hưởng của hàm lượng muối, độ pH (phèn), hữu cơ và
điều kiện môi trường bảo dưỡng khi cải tạo đất yếu bằng chất kết dính vô cơ
(xi măng);
- Đã phân chia cấu trúc nền có phân bố đất loại sét yếu amQ
2
2-3
theo
mức độ thuận lợi đối với các giải pháp xử lý nền đường cũng như đề xuất và
kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý định hướng cho việc thiết kế xử lý nền đường.
9. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn

giới và ở Việt Nam
Trên thế giới, đề cập các nghiên cứu về: phương pháp đánh giá chất
lượng mẫu của Ladd, Lambe (1963), Poirier (2005), Andresen và Kolstad
(1979), Shibuya và nnk (2000), Landon và nnk (2004); thành phần vật chất,
nhiễm muối, phèn của các tác giả Ohtsubo và nnk(2005), V.Đ.Lomtadze,
A.P.Kpabrenko, V.P.Petrukhin; Larsson (2007); Pusch (1973); Eriksson
(2000); Westerberg (2005); Eriksson (1992); Andersson (2012), các tính chất
cơ lý của các tác giả Bjerrum (1967), Hanzawa (1989), Larsson (1986),
Hiroyuki Tanaka (2002), hệ số cố kết theo phương ngang của P.W Rowe
(1966); Tavenas (1983); Seah và nnk (2004). Các nghiên cứu về thành phần
vật chất phục vụ cải tạo đất bằng chất kết dính vô cơ cũng ngày càng được
hoàn thiện của các tác giả Kuno (1889), Anon (1990), Mitchell (1981),
Balasubramaniam (1988), Bell (1990), Bergado (1996).
Trong nước, đề cập các nghiên cứu của tác giả: Đỗ Minh Toàn, Phạm
Văn Tỵ (1993); Nguyễn Văn Thơ, Tô Văn Lận (1999) nghiên cứu về đất
nhiễm muối; các tác giả Nguyễn Viết Tình(2001), Bùi Đức Hải (2003) nghiên
cứu về thành phần, tính chất của đất chứa hữu cơ; nhóm các tác giả Suzuki và
nnk (2008), Nguyễn Duy Quang và nnk (2010), Koji Suzuki và nnk (2011),
Tan và Chew (1996) xác định c
h
của đất yếu tại một số dự án ở Việt Nam.
Đây là những chỉ dẫn quan trọng trong nghiên cứu đất yếu tại vị trí cụ thể.
1.2. Sơ lược lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ vùng ĐBSCL
Lịch sử nghiên cứu trầm tích Đệ tứ gắn liền với lịch sử nghiên cứu địa
chất chung vùng đồng bằng Nam Bộ. Trước năm 1975, chủ yếu là nghiên cứu
của các nhà Địa chất Pháp. Thời kỳ sau năm 1975, vùng ĐBSCL đã được đo
vẽ và thành lập các tờ Bản đồ địa chất và khoáng sản, Bản đồ địa chất Đệ tứ
khác nhau. Một số công trình tiêu biểu gồm: “Bản đồ vỏ phong hóa và trầm
tích Đệ tứ Việt Nam”, tỷ lệ 1/1.000.000 do Ngô Quang Toàn chủ biên
(1999); “Phân chia địa tầng N - Q và nghiên cứu cấu trúc địa chất đồng bằng

2
2-3
là các TT trẻ, sự hình thành (lắng
đọng) TT và biến đổi sau TT phụ thuộc vào các yếu tố tự nhiên hiện đại (thời
gian gần đây). Vì thế, để làm sáng tỏ những đặc điểm về thành phần, tính chất
của trầm tích này, sự hình thành những đặc điểm đó, quy luật biến đổi của
chúng trong khu vực cần nghiên cứu trên diện rộng, phân tích những đặc điểm
các tương tác trong quá trình trầm tích và biến đổi sau trầm tích ở các khu vực
trong vùng nghiên cứu.
Trong điều kiện các tỉnh ven biển ĐBSCL đã có kết quả nghiên cứu có
tính khu vực và chuyên sâu, cách tiếp cận để giải quyết nhiệm vụ của luận án
là tổng hợp, phân tích, kế thừa những tài liệu đã có, kiểm tra những tài liệu
đó, bổ sung nghiên cứu theo yêu cầu.
Cách tiếp cận để giải quyết vấn đề trong luận án “ kiến nghị sử dụng kết
quả nghiên cứu trong xử lý nền đường”. Việc lựa chọn xử lý nền đất yếu thực
chất là nghiên cứu mối tương tác giữa giữa các hợp phần trong địa hệ tự nhiên
- kỹ thuật. Do đó, sự lựa chọn biện pháp xử lý và hiệu quả của chúng chẳng
những phụ thuộc vào cấu trúc địa chất của nền đường mà còn phụ thuộc vào
đối tượng sẽ xây dựng. Chính vì vậy, phải dựa vào cấu trúc nền, phân tích
hiệu quả của các giải pháp xử lý theo cấu trúc nền, xem xét địa hệ tự nhiên -
kỹ thuật và mối tương tác giữa các hợp phần trong địa hệ. Từ đó, sẽ đề xuất,
kiến nghị các giải pháp xử lý, kiến nghị các chỉ tiêu cơ lý phục vụ xử lý nền
đường.
Chương 2: ĐẶC ĐIỂM TRẦM TÍCH SÔNG BIỂN amQ
2
2-3
CÁC TỈNH
VEN BIỂN ĐỒNG BẰNG SÔNG CỬU LONG
2.1. Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ và lịch sử phát triển địa chất
2.1.1.Khái quát về địa tầng trầm tích Đệ tứ

TT m: lộ ra trên bề mặt địa hình dưới dạng các giồng cát ở Trà Vinh,
Sóc Trăng, rộng từ 0,2km 2km, chiều dài trung bình 5÷10km, đôi khi đến
30km. Thành phần là cát mịn lẫn ít bụi sét màu nâu vàng chứa các kết hạch
pisolit, dày 510m.
Ngoài ra, còn gặp các trầm tích Holocen trên (Q
2
3
) phủ ngay trên bề
mặt địa hình với diện phân bố hẹp. TT abQ
2
3
phân bố hẹp tại dải đất ven sông
Hậu trũng thấp, gồm bụi sét màu xám nâu, xám đen, chứa nhiều mùn thực
vật, đôi chỗ gặp than bùn, dày 1÷7m; TT mbQ
2
3
phân bố ở dải hẹp ven biển
Cà Mau, Bạc Liêu, Bến Tre, gồm sét bụi màu nâu hồng, chứa ít mùn thực vật
màu đen, dày 2m. TT bQ
2
3
chỉ phân bố ở U Minh thượng và U Minh hạ, gồm
sét bụi lẫn nhiều mùn thực vật chuyển lên than bùn, trên cùng là sét, mùn thực
vật, dày 0,2  5m. TT mvQ
2
3
chỉ phân bố ở Trà Vinh - Long Toàn dưới dạng
các cồn cát, gò cát.
2.1.2. Sơ lược lịch sử phát triển địa chất Đệ tứ từ Pleistocen muộn tới nay
2.1.2.1. Giai đoạn Pleistocen muộn

1-2
) lấn sâu
vào trong đất liền.
Khi mực nước đại dương liên tục dâng cao - giai đoạn cực thịnh của
biển tiến Flandrian, lắng đọng trầm tích vũng vịnh biển nông ven bờ (mQ
2
1-2
).
2.1.2.3. Giai đoạn sau biển tiến Flandrian
Sau biển tiến cực đại Flandrian, biển rút khỏi vùng nghiên cứu. Do sự
hạ thấp của mực nước biển và nguồn cung cấp vật liệu dồi dào từ hệ thống
sông Cửu Long nên tam giác châu hình thành và lấn dần ra biển. Vùng giữa
sông Tiền và Hậu là nơi thể hiện rõ sự tích tụ và bồi lấn của TT, chế độ dòng
chảy không ổn định và tác động mạnh mẽ của thủy triều. Tại vùng bán đảo Cà
Mau do trầm tích Pleistocen trên nông và quá trình bào mòn xảy ra liên tục
hoặc TT không đáng kể khi biển tiến Frandrian, nên chủ yếu TT ở giai đoạn
biển lùi. Dưới tác động của dòng hải lưu ven bờ và ảnh hưởng của gió mùa
đông bắc, các vật liệu hạt mịn của hệ thống sông Cửu Long được vận chuyển
về phía Nam và lắng đọng trong điều kiện môi trường tương đối yên tĩnh hình
thành nên bán đảo Cà Mau. Trầm tích hỗn hợp sông biển amQ
2
2-3
được tạo
thành. Dấu ấn của biển lùi là các giồng cát (mQ
2
2-3
) chứa vỏ sò ốc ở giáp biển.
Ở giai đoạn Holocen muộn, có sự phân dị về địa hình bồn đáy trầm tích
đã tạo nên đặc điểm bề dày của trầm tích amQ
2

- Tại khu vực giữa hai sông Tiền và Hậu, trầm tích được chia ra thành
nhiều tập với các thành phần khác nhau; tập dưới là cát sét bụi (sét pha) xen
kẹp các lớp bụi sét màu nâu, nâu xám hoặc bụi sét chứa các thấu kính cát; tập
giữa là bụi sét lẫn cát mịn màu nâu xám, có chứa vảy mica. Tập trên là sét
bụi, bụi sét có lẫn các thấu kính cát mịn, vỏ sò ốc màu xám nâu, xám xanh.
Bề dày trầm tích từ 2,0  5,0m đến 10,0  15,0m.
- Khu vực bán đảo Cà Mau, trầm tích tương đối đồng nhất có thành
phần sét, bụi màu xám phớt nâu chứa ít tàn tích thực vật và các mảnh vỏ sò,
ốc. Bề dày thay đổi đến 1015m. Phần trên là sét, bụi màu xám phớt vàng, sét
cát màu xám tro, nhiễm phèn, mặn, bề dày có xu hướng tăng dần về phía
Nam, Tây Nam. Ở Kiên Giang với bề dày mỏng hơn, có chỗ nhỏ hơn 5m.
Về các loại đất theo quan điểm ĐCCT: khu vực nghiên cứu phân bố
nhiều loại đất có thành phần và trạng thái khác nhau. Đất loại sét yếu amQ
2
2-3- 8 -

gồm bùn sét, bùn sét pha và sét, sét pha trạng thái dẻo chảy, bùn cát pha.
Trong đó, bùn sét và bùn sét pha là phổ biến hơn cả với bề dày dao động khá
lớn đến 1020m, là các đối tượng không thuận lợi cho xây dựng đường giao
thông. Bùn sét ở khu vực giữa hai sông có tính bất đồng nhất cao hơn, thường
chứa những ổ cát hoặc kẹp cát mịn. Tại khu vực bán đảo Cà Mau, đất có chứa
các vật chất hữu cơ đã được phân hủy. Các loại đất, trạng thái dẻo mềm, dẻo
cứng với bề dày mỏng, chỉ phân bố hạn chế ở nơi có địa hình cao, điều kiện
thoát nước tốt. Cát pha, bùn cát pha phân bố hạn chế ở khu vực giữa hai sông
Tiền và Hậu, khu vực Sóc Trăng.
2.3. Ảnh hưởng của một số yếu tố tự nhiên hiện đại tới sự hình thành và
tồn tại của trầm tích amQ

Holocen, với đặc điểm là nước mặn nước lợ là chủ yếu, lưu thông với hệ
thống kênh rạch và chịu tác động của thủy triều, làm tính chất của đất thay đổi
phức tạp. - 9 -

2.4. Kết quả nghiên cứu thành phần hạt, thành phần vật chất của trầm
tích amQ
2
2-3

2.4.1. Lựa chọn vị trí lấy mẫu phân tích nghiên cứu bổ sung
Trên cơ sở nghiên cứu về đặc điểm địa tầng, lịch sử phát triển địa chất
Đệ tứ, các yếu tố tự nhiên hiện đại ảnh hưởng tới sự thành tạo trầm tích
amQ
2
2-3
và các tài liệu khảo sát ĐCCT đã thu thập được, vị trí lấy mẫu nghiên
cứu được lựa chọn theo nguyên tắc:
+ Vị trí lấy mẫu được chọn ở 4 khu vực điển hình đã được phân chia:
KV.I (bắc Sông Tiền); KV.II (giữa hai sông Tiền và Hậu); KV.III-1 (Sóc
Trăng) và KV.III-2 (bán đảo Cà Mau). Các khu vực đã phân chia dựa vào yếu
tố chính là điều kiện địa hình, địa mạo, đặc điểm địa chất thủy văn, mạng lưới
thủy văn, có xét đến đặc điểm nhiễm muối, phèn cũng như đặc điểm phân bố
của trầm tích và theo đặc trưng cơ lý của đất.
+ Mẫu được lấy trong 2 loại đất yếu chiếm phần chủ yếu trong trầm tích
amQ
2
2-3

16,97%, Fe
2
O
3
từ 4,57  7,57%. Bùn sét pha amQ
2
2-3
, SiO
2
lớn hơn, từ 69,72

- 10 -

 73,86%, Al
2
O
3
thấp hơn từ 11,01  13,10%, Fe
2
O
3
chiếm 3,82  4,44%.
Lượng mất khi nung từ 3,31  8,85%.
Khả năng trao đổi cation: độ pH hầu hết thay đổi từ 3  7 - môi trường
nước lỗ rỗng là trung tính và axit yếu. Bùn sét amQ
2
2-3
có khả năng trao đổi
cation trung bình đến cao, dung lượng trao đổi cation là 21,84 25,86
me/100g đất khô. Bùn sét pha amQ

góc với mặt lớp, đất có cấu tạo khối tương đối đồng nhất. Theo phương song
song với mặt lớp, đất có cấu tạo dạng phân lớp nhỏ, có chỗ có những ổ cát
hoặc phân lớp mỏng cát song song, sẽ ảnh hưởng quyết định đến khả năng
thoát nước theo phương ngang.
Chương 3: NGHIÊN CỨU ĐẶC TÍNH BIẾN DẠNG VÀ SỨC KHÁNG
CẮT CỦA ĐẤT LOẠI SÉT YẾU amQ
2
2-3

3.1. Đặc điểm chung về tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3

Kết quả thống kê các tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
được
thể hiện ở bảng 3.1.
Bảng 3.1. Thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
Loại đất Bùn sét Sét, trạng thái dẻo chảy
Khu vực

KV.I KV.II
KV.III-
1
KV III-2 KV. II
KV.
III-1

Số mẫu
n
Mẫu
364 480 441 474 421 1519 561 137 6 274 28
Nh.cát 17,6 22,4 20,0 13,8 16,2 14,5 14,2 26,6 25,9 19,4 19,4
Nh.bụi 39,7 39,2 44,5 41,7 34,5 31,5 40,2 26,2 32,5 39,8 36,8
1
Thành
phần
hạt
Nh.sét
P %
42,7 38,4 35,6 44,5 49,3 54,0 45,6 47,2 41,7 40,9 43,8
2 Độ ẩm tự nhiên W % 65,0 56,8 60,4 59,8 70,4 73,7 73,4 50,7 39,8 48,5 48,3
3 KLTT tự nhiên

w

1,58 1,60 1,60 1,61 1,54 1,53 1,54 1,65 1,77 1,70 1,66
4 KLTT khô

c

0,96 1,03 1,01 1,01 0,91 0,88 0,89 1,10 1,26 1,15 1,12
5
Khối lượng
riêng

s


14 Lực dính kết C kPa 8,2 8,2 7,5 7,7 7,5 6,9 5,9 10,7 10,9 10,3 9,7
15 Hệ số nén lún a
1-2
kPa
-1
16,1 12,1 13,8 13,6 19,1 24,0 22,3 11,4 6,9 12,2 14,8
16 SCT quy ước R
0
45 53 53 51 50 47 44 63 69 61 60
17
Mô đun tổng
biến dạng
E
0

kPa
400 430 230 780 610 780 540 940 1860 1170 960
18 Hệ số nén chặt Kd -0,39 -0,47 -0,50 -0,19 -0,12 -0,17 -0,22 -0,16 0,09 0,01 -0,09
Bảng 3.1. Thành phần hạt, chỉ tiêu cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
(tiếp theo)
Loại đất
Bùn sét pha
Sét pha, dẻo
chảy
Cát pha
Khu vực
KV. I KV. II
KV.

Sóc
Trăng
Các chỉ tiêu
Kí
hiệu
Đơn vị
Xtc
TT
Số mẫu n mẫu
91 177 54 81 9 45 16 18 18 22
Cát
43,5 34,2 37,2 45,7 37,6 39,8 44,4 56,1 77,4 77,0
Bụi
32,4 38,4 35,3 33,6 35,0 35,7 32,8 26,9 13,8 15,0
1
Thành
phần
hạt
Sét
P %
24,1 27,4 27,5 20,7 27,5 24,5 22,8 17,0 8,8 8,0
2 Độ ẩm tự nhiên
W % 42,5 44,4 45,3 43,8 48,9 48,3 37,3 32,5 27,0 25,0
3 KLTT tự nhiên

w

1,71 1,71 1,71 1,73 1,69 1,64 1,78 1,83 1,89 1,89
4 KLTT khô


I
p
13,2 13,6 13,8 14,6 15,2 15,1 13,8 11,8 5,8 6,3
12 Độ sệt
I
s
1,44 1,47 1,41 1,18 1,44 1,54 0,93 0,83 1,06 0,75
13
Góc ma sát
trong

độ
         
14 Lực dính kết
C kPa 9,3 8,8 7,4 9,8 8,7 5,9 9,0 8,3 7,2 9,9
15 Hệ số nén lún
a
1-2
kPa
-1
12,1 11,4 8,4 10,2 13,6 10,5 12,7 6,2 3,4 2,4
16 SCT quy ước
R
0
57 53 49 60 53 44 61 59 93 121
17
Mô đun tổng
biến dạng
E
0

KV.II, đất có W, e
0
, W
L
và I
p
thấp nhất. KV.I và KV.III-1, đất có các đặc
trưng cơ lý trung gian giữa hai khu vực trên (bảng 3.1).
3.2. Đặc tính biến dạng - cố kết thấm và từ biến của đất
3.2.1. Cố kết thấm theo phương thẳng đứng
Để nghiên cứu cố kết thấm theo phương thẳng đứng, sử dụng nén cố kết
tiêu chuẩn và nén tốc độ biến dạng không đổi CRS. Kết quả nghiên cứu:
- Độ bền liên kết kiến trúc của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
nhỏ, thay đổi
trong khoảng 5  12kPa ở bùn sét và từ 8  18kPa ở bùn sét pha. Giá trị 
c

nhỏ,

c

47 61kPa ở bùn sét và bằng 51  69kPa ở bùn sét pha. Ở độ sâu
nhỏ, do ảnh hưởng của muối hóa khi mao dẫn và các quá trình địa hóa khác
nhau mà OCR vẫn có các giá trị lớn hơn 1.
- Đất thuộc dạng bị nén lún mạnh. Bùn sét, đôi chỗ lẫn sét, trạng thái
chảy bị nén lún nhiều hơn,
c
C

L
và C
c
tăng đến một giá trị nào đó, sau đó giảm.
C
c
chịu chi phối bởi nhiều yếu tố thể hiện trong phương trình tương
quan nhiều chiều giữa C
c
với các thông số W, 
c
, W
L
, M và HC trong đất. Kết
quả thiết lập trên phần mềm tính toán SPSS.
C
c
= (W)
-0,851
(
c
)
-2,557
(W
L
)
0,715
(M)
-0,023
(HC)

khoảng
0,51.10
-3
cm
2
/s và ở KV.I,
)( NCV
C
khoảng 0,45.10
-3
cm
2
/s. Như vậy,
)(NCV
C
tại
KV.I lớn hơn 1,34 lần; KV.II, lớn hơn 2,01 lần và KV. III-1 lớn hơn 1,51 lần

- 13 -

so với
)(NCV
C
của đất bùn sét tại KV. III-2. Từ đây cho thấy, khả năng thoát
nước khi xử lý nền bằng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng cho bùn sét tại
KV.III-2 là kém nhất, thời gian ổn định cố kết của đất nền là lâu nhất.
C
v
(NC) bị chi phối bởi nhiều yếu tố như W
L

h
) xác định PP3 (CPTu) bằng
0,391,98 lần c
h

(TNTP)
theo PP1, giá trị trung bình bằng 1,14 lần c
h(TNTP)
. Tỷ số
c
h
/c
v
thay đổi từ 1,70  6,58 (CPTu) và thay đổi từ 1,39  4,48 (TNTP). Tỷ số
c
h
/c
v(CPTu)
bằng 1,09 lần c
h
/c
v(TNTP)
.
- Kết quả so sánh c
h
tính theo quan trắc lún mặt bằng 0,89 1,18 lần c
h
(TNTP), còn c
h
tính theo kết quả quan trắn lún sâu bằng 0,98 1,24 lần c

thay đổi từ 3,56
- 30,49m
2
/năm), còn KV.III-1 (C
h
thay đổi từ 2,34  23,60m
2
/năm). Điều này
cũng cho thấy: tính bất đồng nhất theo phương ngang của KV.II là lớn hơn.
Hệ số cố kết theo hai phương chênh nhau khá rõ ràng ở các cấp áp lực.
Ở giai đoạn cố kết thông thường, tỷ số C
h
/C
v
thay đổi:

- 14 -

- Đối với bùn sét : theo thứ tự thay đổi trong phạm vị hẹp dần KV.II
(C
h
/C
v(TNTP)
thay đổi từ 1,47 10,59, C
h
/C
v(CPTu)
từ 1,93  11,30); KV.III-1
(C
h

h
/C
v
= 1,35
3,12; KV.III-1, C
h
/C
v
=3,13 5,91. Bùn sét pha ở KV.I có C
h
/C
v
là 4,94 
5,50 (CPTu). Thể hiện đất tại KV.III-1 có tính dị hướng cao hơn do có chứa
các vật chất hữu cơ và kẹp cát.
3.2.3. Tính từ biến của đất yếu (hệ số cố nén thứ cấp)
Bùn sét: giá trị C

thay đổi từ 0,010  0,063 ở giai đoạn cố kết thông
thường. Lượng lún từ biến chiếm khoảng 16,5  48,7% tổng độ lún tùy theo
cấp áp lực tác dụng.
Bùn sét pha: ở giai đoạn cố kết thông thường, C

thay đổi từ
0,00460,0215. Lượng lún từ biến chiếm khoảng 18,6 38,9% tổng độ lún
tùy theo cấp áp lực tác dụng.
C

phụ thuộc vào 5 thông số W, W
L

= 0,9077, thể hiện mức độ tương quan rất chặt và C

phụ thuộc chặt
chẽ vào các thông số trong phương trình tương quan.
3.3. Các đặc trưng về sức kháng cắt của đất
Sức kháng cắt không thoát nước(S
u
):
Theo kết quả thí nghiệm trong phòng: bùn sét ở bốn khu vực có giá trị
S
u
khác nhau. KV.II có S
u
lớn nhất; KV.III-2 có S
u
nhỏ nhất. S
u
có mối quan
hệ với W
L
và 
c
của đất. S
u
còn bị ảnh hưởng bởi hàm lượng hữu cơ (HC) và
muối dễ hòa tan (M) trong đất. Khi M tăng (đến 1,48%), sức kháng cắt có xu
hướng giảm, sau đó M tăng thì S
u
tăng (Long Phú – KV.III-1). Mức độ tăng
giảm không nhiều, chỉ từ 1,08  1,28 lần so với giá trị S

thay đổi từ 16,1  25,3kPa; tại Châu
Thành - Trà Vinh, Mỏ Cày - Bến Tre ở KV.II, S
u
thay đổi từ 11,1  43,1kPa.
Tại Long Phú, KV.III-1, S
u
từ 8,3  39,8kPa. Tại Phước Long, TP. Cà Mau,
Trần Văn Thời, Ngọc Hiển, Năm Căn, KV.III-2, S
u
từ 3,6kPa  34,8kPa.
Giá trị S
u
/σ’
vo
giảm dần theo chiều sâu. Tại KV. I, S
u
/σ’
vo
trung bình
bằng 0,32; KV. II bằng 0,29 ÷ 0,41; KV.III-1, S
u
/σ’
vo
bằng 0,21; KV.III-2,
S
u
/σ’
vo

từ 0,19 ÷ 0,33. Ở các độ sâu nhỏ, S

2-3
nói riêng, đặc điểm về sự thành tạo cũng như vị trí tồn tại của
tầng trầm tích amQ
2
2-3
, thành phần và tính chất cơ lý của các đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
. Kết quả cho thấy: đặc điểm phân bố, chiều dày, thành phần (nhiễm mặn,
phèn, hữu cơ,…) và tính chất cơ lý của đất yếu amQ
2
2-3
biến đổi rất phức tạp. Như
vậy, để kiến nghị sử dụng các kết quả nghiên cứu trong xử lý nền đường cần phải
phân chia cấu trúc nền kết hợp với kết quả nghiên cứu tính chất xây dựng của đất.
Đó là cơ sở để đề xuất các giải pháp xử lý nền có thể áp dụng và kiến nghị sử
dụng các chỉ tiêu cơ lý trong thiết kế xử lý trong xây dựng đường.
4.2. Các vấn đề về khảo sát ĐCCT và lựa chọn các biện pháp xử lý nền
đường
4.2.1. Các kiểu cấu trúc nền đặc trưng có phân bố đất loại sét yếu amQ
2
2-3
4.2.1.1. Nguyên tắc phân chia
Cấu trúc nền (CTN) biểu thị quan hệ sắp xếp không gian cùng với đặc
điểm thành phần, cấu trúc và tính chất ĐCCT của các lớp đất nằm trong
phạm vi ảnh hưởng của công trình đường giao thông.
- Kiểu: được phân chia dựa vào vị trí phân bố trong không gian của đất
loại sét yếu amQ
2


- 16 -

KV.II (Giữa hai sông) I.A, I.C, II.B, II.C
KV.III -1 (Sóc Trăng) I.B, I.C, II.C
Bạc Liêu I.C, II.C
Cà Mau I.C
KV.III-2 (Bán
đảo Cà Mau)
Kiên Giang I.A, I.B, I.C, II.B
4.2.2. Vấn đề khảo sát ĐCCT phục vụ cho thiết kế xử lý nền đường
- Khi khảo sát ĐCCT ở giai đoạn đầu, kiến nghị chủ yếu dựa vào tài
liệu tham khảo mang tính khu vực. Sử dụng các quy luật, tương quan đã lập
về các tính chất cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2
2-3
.
- Khảo sát ĐCCT ở giai đoạn thiết kế cơ sở: nghiên cứu ĐCCT phải đủ
để luận chứng chọn giải pháp xử lý nền đất yếu, các nghiên cứu tính chất cơ
lý của đất phải thích ứng với 2 – 3 giải pháp xử lý nền. Cần đặc biệt phải chú
ý tới thành phần của đất như: thành phần hạt, HC, M, độ pH của đất, những
thông tin này kết hợp với địa tầng góp phần luận chứng tốt cho việc lựa chọn
giải pháp xử lý nền đất yếu hợp lý và lập đề cương khảo sát ĐCCT chi tiết.
- Ở giai đoạn khảo sát ĐCCT chi tiết: ngoài những thông tin bình
thường cần thu thập (như Tiêu chuẩn đã quy định), có thể cần làm sáng tỏ
thêm về thành phần của đất bằng cách lấy và thí nghiệm bổ sung (HC, M, các
đặc trưng trao đổi hấp phụ, độ pH). Các chỉ tiêu cơ lý phải nghiên cứu chi tiết
và chuyên sâu theo hướng xử lý nền đã lựa chọn, cần thiết phải tham khảo tài
liệu khu vực đã có để khẳng định chất lượng tài liệu thu được. Tất cả các tài
liệu thu được ở giai đoạn này phải đủ độ tin cậy sử dụng cho thiết kế để tránh

Bề dày lớp
đất yếu
TB Max Min
Cao tốc, I,II,III IV,V,VI
I.A <5m 16,3 50,2 8,2 1,4 1,4
I.B 5-10m 65,3 200,7 32,6 0,8 1,3
Bùn
sét
KV.I
I.C >10m 261,1 802,6 130,6 0,6 1,1

- 17 -

II.B 5-10m 83,9 232,5 46,2 0,9 1,3
II.C >10m 297,2 865,1 156,5 0,7 1,3
I.A <5m 10,5 28,4 3,2 1,8 1,8
I.C >10m 167,5 453,7 51,5 0,7 1,3
II.B 5-10m 57,1 137,6 21,8 1,1 1,6
KV.II
II.C >10m 196,7 501,0 68,2 0,8 1,4
I.B 5-10m 63,3 65,3 23,0 0,9 1,2
I.C >10m 253,3 261,1 92,1 0,5 1,1
KV.III-1
II.C >10m 288,9 175,0 114,0 0,8 1,4
I.A <5m 19,8 64,2 7,2 1,3 1,3
I.B 5-10m 79,0 256,7 28,6 0,8 1,2
I.C >10m 316,1 1026,8 114,5 0,5 0,9
II.B 5-10m 99,4 292,5 41,4 0,9 1,3
KV.III-2
II.C >10m 355,7 1097,3 138,8 0,7 1,2

I.B 5-10m 8,55 10,89 5,17
I.C,II.C 10-20m 17,09 21,78 10,34
KV.III-1
I.C,II.C đến 30m 25,64 32,67 15,52
I.A <5m 4,42 5,45 8,06
I.B,II.B 5-10m 8,85 10,90 16,13
I.C,II.C 10-20m 17,69 21,79 32,26
Bùn sét
KV.III-2
I.C,II.C đến 30m 26,54 32,69 48,39
I.A <5m 2,38 3,43 1,35
I.B,II.B 5-10m 4,76 6,87 2,70
I.C,II.C 10-20m 9,52 13,74 5,40
Bùn sét pha
Các tỉnh ven
biển ĐBSCL
I.C,II.C đến 30m 14,28 20,60 8,10
Căn cứ vào các kết quả nghiên cứu về cấu trúc nền đất và thành phần,
tính chất của đất loại sét yếu amQ
2
2 -3
(theo những tính toán dự báo ở bảng
4.4, 4.5) kết hợp với kinh nghiệm đã xử lý ở vùng ĐBSCL và trên thế giới, sẽ
phân tích và đề xuất các giải pháp xử lý nền đường theo cấp đường và các
kiểu, phụ kiểu cấu trúc nền như sau:
- Các đường cấp IV, V (cấp kỹ thuật 40 và 20) có tốc độ tính toán 40 và
20km/h, các đường giao thông nông thôn, liên thôn, liên xã, nếu đường có
khối đắp nhỏ hơn chiều cao giới hạn tính toán (bảng 4.4), không cần phải xử
lý. Trong trường hợp phải xử lý: nếu đất loại sét yếu amQ
2-3

đất với các hàm lượng xi măng khác nhau, R
n
và E
đh
đều giảm khi độ pH
giảm, đặc biệt khi độ pH giảm < 3,5.
- q
u
, E
50
hỗn hợp Đ-XM đều suy giảm khi M trong đất tăng, đặc biệt khi
M> 1% .
- Đất có HC là 2%, 6% và 10%, khi gia cố bằng xi măng, q
u
28
giảm lần
lượt là 450, 360, 165kPa; E
50
28
giảm lần lượt là 35000, 28700,12000kPa.
+ Kết quả nghiên cứu sự ảnh hưởng của điều kiện môi trường bảo
dưỡng: có sự suy giảm rõ rệt về q
u
và E
50
môi trường bảo dưỡng tự nhiên
sang lợ và mặn. Khi hỗn hợp gia cố được bảo dưỡng trong điều kiện nước lợ
thì q
u
, E

2
2-3
.
Qua kết quả nghiên cứu, đất loại sét yếu chứa HC > 5%, đất nhiễm P
hoặc đất chứa M > 1%, gây bất lợi tới việc cải tạo bằng xi măng.

- 19 -

* Sử dụng thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng: chú ý đến chiều sâu làm
việc hiệu quả của bấc thấm và giếng cát. Trường hợp bề dày đất yếu lớn, ở
các phụ kiểu I.C, II.C (trầm tích amQ
2
2-3
và trầm tích có nguồn gốc khác nằm
ở phía trên và dưới đều là đất yếu), nếu cắm với chiều sâu lớn và tải trọng
khối đắp lớn (đắp với độ cao lớn) sẽ làm gia tăng lượng lún, có thể gây gập
xoắn bấc thấm. Các trường hợp đất loại sét yếu amQ
2
2-3
chứa hữu cơ (một số
nơi đến 10%) ở KV.I - bắc sông Tiền, KV.III-2 - bán đảo Cà Mau hoặc với
các phụ kiểu cấu trúc nền có bề dày đất yếu lớn, lượng lún từ biến của đất lớn
(bảng 4.5) sẽ làm giảm hiệu quả thoát nước của thiết bị tiêu thoát nước thẳng
đứng. Khi thiết kế cần đề cập đến lượng lún này và sử dụng biện pháp gia tải
trước (gia tải để bù cho độ lún từ biến, Johnson,1970). Tại KV.II, KV.III-1, ở
các phụ kiểu I.C hoặc II.C có gặp đất yếu amQ
2
2-3
kẹp các thấu kính cát, chứa
nước có áp cục bộ, làm giảm hiệu quả làm việc của bấc thấm. Tại các tỉnh ven

- Phụ kiểu II.B, I.B ở các đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
Cọc cát đầm, giếng cát - Phụ kiểu I.C, II.C ở các đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
Bảng 4.6b. Các giải pháp cải tạo nền đường ứng với các khu vực khác nhau thuộc
các tỉnh ven biển ĐBSCL
Khu vực
Phụ kiểu cấu trúc
nền
Giải pháp xử lý nền đất yếu
I.A Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay thế một phần
I.B, II.B
- Cọc đất xi măng. Cọc cát ở các đoạn đường dẫn đầu cầu;
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.I (bắc sông
Tiền)
I.C, II.C - Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).

- 20 -

- Giếng cát, cọc cát đầm ở đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
I.A Thay thế toàn bộ đất yếu hoặc thay thế một phần
II.B
- Cọc đất xi măng. Cọc cát ở các đoạn đường dẫn đầu cầu;
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.II (giữa hai
sông)
I.C, II.C
- Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
- Giếng cát, cọc cát đầm ở đoạn dẫn đầu cầu với chiều cao nền đắp lớn.
I.B Bấc thấm (kết hợp gia tải trước, kết hợp gia tải và hút chân không).
KV.III-1 (Sóc

trong
thiết kế xử lý
4.3.1. Đối với giải pháp thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng
Các đặc trưng về hệ số cố kết của bùn sét và bùn sét pha amQ
2
2-3
được
kiến nghị tham khảo sử dụng được trình bày ở bảng 4.7.
Bảng 4.7. Kiến nghị các thông số c
h
, c
v
và tỷ số c
h
/c
v
của đất
Loại đất Bùn sét

Bùn sét pha
KV. III-2
Các tỉnh ven biển
ĐBSCL Khu vực KV. I KV. II
KV.
III-1
(1) (2)
TB 1,29 2,00 1,33 1,06 0,55 2,75 1,19
Max 2,57 6,52 3,65 2,93 0,79 8,82 2,79
Hệ số cố kết thẳng
đứng, c

Khu vực KV. I KV. II KV. III -1 KV. III-2
Các tỉnh ven biển
ĐBSCL
1,55 1,60 1,59 1,54 1,74
Khối lượng thể tích, ,
g/cm
3

1,431,66 1,511,65 1,511,67 1,431,67 1,621,82
1,952 1,724 1,775 2,015 1,201
Hệ số rỗng, e
1,5482,727 1,5092,143 1,5092,154 1,5022,704 1,0081,515
51 54 50 49 56
Áp lực tiền cố kết (
c
), kPa

3072 2080 3196 1699 2685
0,714 0,587 0,619 0,753 0,308
Chỉ số nén, C
c

0,4021,505 0,3550,811 0,3390,897 0,3201,140 0,1590,508
Chỉ số nở, C
r
0,091 0,082 0,113 0,144 0,050

- 21 -

0,0200,143 0,0270,209 0,0500,260 0,0440,299 0,0170,113

    
17,1 12,7 13,2 11,8 14,6
C
cu
, kPa

8,427,8 5,921,5 5,020,0 4,728,6 4,622,3
11°12' 13°25' 13°43' 13°08' 15°18'

cu,
độ
8°00'16°21' 8°11'16°40' 9°26'17°46' 7°59'17°52' 8°32'25°38'
15,6 0,096 0,114 0,101 0,117
C', kPa
4,525,6 2,914,0 3,018,0 3,925,2 4,521,6
21°29' 23°42' 22°41' 22°57' 26°01'
Nén ba trục
sơ đồ CU đo
áp lực nước
lỗ rỗng
', độ
13°10'28°41' 13°07'31°11' 17°04'29°14' 11°20'29°56' 16°29'33°15'
Ghi chú: Các đặc trưng lần lượt là giá trị TB, Min, Max
4.3.2. Giải pháp cải tạo bằng cọc vật liệu rời
Các thông số kháng cắt (c
u
, 
cu
) của đất loại sét yếu amQ
2

3
; W
tu
= 28,0  34,5% ;
bùn sét pha amQ
2
2-3
có


cmax
= 1,34 1,55g/cm
3
; W
tu
= 20,9  28,4% .
- Tùy thuộc vào tải trọng nền đường và cấp đường có thể sử dụng hàm
lượng xi măng trong khoảng 3, 6, 9, 12, 15% để gia cố đất loại sét yếu
amQ
2
2-3
nhiễm muối ít và không nhiễm muối, độ bền hỗn hợp gia cố với: bùn
sét amQ
2
2-3
lần lượt là R
n(kbh)
28
= 3751754kPa; R
n(bh)

u
28
=

- 22 -

726,01079,8kPa; E
50
28
= 96100111969kPa và các giá trị lần lượt là 1090
1170kPa; 123400134200kPa với bùn sét pha amQ
2
2-3
; hàm lượng xi măng
220, 250kg/m
3
đất và q
u
28
= 827,6993,5; E
50
28
= 120008146989 kPa với
bùn sét amQ
2
2-3
.
* Theo các quan điểm về tính toán thiết kế cọc đất xi măng, các thông
số cơ lý của đất loại sét yếu amQ
2

2-3
ở KV.III-2 có hàm lượng hạt sét, bụi;
các đặc trưng vật lý (độ ẩm, hệ số rỗng) lớn nhất và tính chất cơ học như sức
kháng cắt thấp nhất, đặc tính biến dạng cao nhất trong các khu vực kể trên.
Tại KV.II, hàm lượng hạt bụi, sét nhỏ nhất; có các đặc trưng vật lý (độ ẩm, hệ
số rỗng) thấp nhất, sức kháng cắt cao và đặc tính biến dạng nhỏ nhất; và
KV.I, KV.III-1 các đặc trưng vật lý và cơ học có các giá trị nằm trung gian
giữa KV.III-2 và KV.II.
1.3. Đất có áp lực tiền cố kết nhỏ (
c
< 80 kPa) và bị nén lún mạnh. Bùn
sét nén lún nhiều hơn, C
c
thay đổi từ 0,464 0,777. Đối với bùn sét pha nén
lún ít hơn, C
c
thay đổi từ 0,253  0,396. Chỉ số nén lún thay đổi theo quy luật
phụ thuộc vào tính dẻo, hệ số rỗng ban đầu, lượng chứa hữu cơ và muối dễ
hòa tan. Khi I
p
, e
0
, HC tăng đất bị nén lún mạnh. Tính nén lún có thể giảm
hoặc tăng tùy thuộc hàm lượng muối dễ hòa tan trong đất, khi M > 1,09%
tính biến dạng của đất giảm (Long Phú –KV.III-1).
Hệ số cố kết của đất bùn sét tại KV.I lớn hơn 1,34 lần; KV.II lớn hơn
2,01 lần và KV.III-1 lớn hơn 1,51 lần so với hệ số cố kết của đất bùn sét tại
KV.III-2. Điều này cho thấy khả năng thoát nước của đất yếu tại KV.III-2
kém nhất, xử lý nền đất yếu đạt hiệu quả thấp hơn.


thay đổi từ 24
0
27’ đến 31
0
48’, C’ thay đổi 5,6 đến 14,5kPa. Khi hàm lượng
hạt sét tăng (Ps,%), chỉ số dẻo (I
p
) tăng thì C’ tăng, ’ giảm.
1.5. Với những kết quả nghiên cứu về đặc tính ĐCCT của đất loại sét
yếu amQ
2
2-3
, công tác khảo sát ĐCCT cần chú ý đến thành phần vật chất của
đất yếu khi lựa chọn phương án xử lý. Các tài liệu của luận án có thể tham
khảo để sử dụng phục vụ khảo sát ĐCCT ở các giai đoạn đầu. Đến giai đoạn
thiết kế cơ sở, nghiên cứu ĐCCT phải đủ để luận chứng lựa chọn 2-3 giải
pháp xử lý nền với mức độ tin cậy và so sánh được phương án hợp lý nhất,
cần phải đặc biệt chú ý tới thành phần của đất như: thành phần hạt, HC, M, độ
pH của đất. Ở giai đoạn thiết kế kỹ thuật, các chỉ tiêu cơ lý phải nghiên cứu
chi tiết và chuyên sâu theo hướng xử lý nền đã lựa chọn, cần thiết phải tham
khảo tài liệu khu vực đã có để khẳng định chất lượng tài liệu thu được.
1.6. Từ các kết quả nghiên cứu về cấu trúc trầm tích amQ
2
2-3
, các đặc
trưng cơ lý, xuất phát từ mục đích phục vụ xử lý nền trong xây dựng đường,
trong vùng nghiên cứu có thể phân ra 2 kiểu (I, II) và 5 phụ kiểu (I.A, I.B,
I.C; II.B, II.C) cấu trúc nền.
1.7. Căn cứ vào tình hình thực tế về khả năng áp dụng các giải pháp xử
lý nền đất yếu ở ĐBSCL và khả năng áp dụng các phương pháp hiện đại của