®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
Lời nói đầu
Đất nước ta đang trong quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá, nhu cầu xây
dựng các công trình cơ sở hạ tầng là rất lớn, đặc biệt tại các vùng đồng bằng. Nơi cú
đặc trưng nền đất đa dạng, phức tạp và tương đối yếu, không phù hợp để xây dựng
các công trình. Chúng ta thường tốn rất nhiều chi phí và thời gian để xử lý nền đất
trước khi xây dựng công trình. Mặt khác, việc sử dụng nhiều hoá chất và các vật
liệu được làm từ các nguyên liệu thiên nhiên đã ảnh hưởng nghiêm trọng tới môi
trường.
Là những công dân của thế kỷ 21, được sinh ra và lớn lên trong không khí sục
sôi của công cuộc công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước, chúng tôi mong muốn
đóng góp một phần nhiệt huyết tuổi trẻ và trí tuệ của mình vào công cuộc này.
Chúng tôi luôn cố gắng tiếp cận những công nghệ mới, với chi phí thấp, thời gian
thi công nhanh nhất và thân thiện với môi trường để góp phần vào sự phát triển của
công nghệ xây dựng, và công cuộc xây dựng tổ quốc.
Với sự giới thiệu của Ông Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi
trường Xanh - SERAPHIN, nguyên giảng viên bộ môn thép trường Đại Học Xây
Dựng, chúng tôi đã có may mắn được tiếp cận với phương pháp TOP-BASE (Móng
cọc đài phễu).
Nhận thấy tính thực tiễn cao của phương pháp này, được sự ủng hộ và giúp đỡ
của Bộ môn Cơ đất - Nền móng. Chúng tôi đã tiến hành nghiên cứu lý thuyết, làm
các thớ nghiệm kiểm chứng phương pháp gia cố nền đất này.
Trong quá trình thực hiện đề tài, chúng tôi xin chân thành cảm ơn sự giúp đỡ
nhiệt thành và sự hướng dẫn tận tình của:
- Thạc sĩ Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi trường Xanh -
SERAPHIN, nguyên giảng viên bộ môn thép trường Đại Học Xây Dựng -
người bước đầu hướng dẫn đồng thời cung cấp các tài liệu tiếng Việt giúp
chúng tôi tiếp cận nghiên cứu đề tài này.
- Thạc sĩ Phan Hồng Quân - Giảng viên bộ môn Cơ đất và nền móng - Giáo

của Nhật Bản và đã trở thành một thuật ngữ quốc tế dưới tờn gọi Phương pháp
móng cọc dài phễu (Mộthode TOP-BASE). Với việc chế tạo hàng loạt những cấu
kiện TLC bằng bờ tĩng trong nhà máy, giải pháp TLC dễ dàng được sử dụng trong
nhiều công trình tại Nhật Bản. Tuy nhiên, mỗi cấu kiện TLC nặng khoảng 75kg,
việc vận chuyển chúng đến công trường rất phức tạp và đòi hỏi thi công bằng các
thiết bị lớn.
Nhận thấy tính ưu việt của giải pháp TLC, các kỹ sư Hàn Quốc nhanh chóng
nghiân cứu, ứng dụng và cải tiến mạnh mẽ cụng nghệ này. Thay cho việc đúc sẵn
trong nhà máy, cấu kiện TLC được đổ ngay tại hiện trường với những khuôn nhựa
được làm từ rác thải tái chế. Những cải tiến này góp phần giảm giá thành cũng như
rút ngắn thời gian thi công và xử lý được một phần chất thải rắn khỉ phân huỷ.
Năm 1995, Bộ giao thông xây dựng Hàn Quốc đã kiểm định và cho phép áp
dụng rộng rãi giải pháp TLC trên toàn lãnh thổ Hàn Quốc.
Giải pháp TLC có ưu điểm nổi trội trên ba phương diện sau đây:
- Khắc phục hiện tượng lún không đều, giảm tối đa tác hại của chấn động
(động đất, dư chấn khác )
- Thời gian thi công nhanh, giá thành hợp lý.
- Thân thiện với môi trường.
®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
I.2. Sự xuất hiện của giải pháp TLC tại Việt Nam.
Tháng 07/2007: Giáo sư Kim Hak Moon- Trường Đại học Tân Cúc - Hàn Quốc
sang thăm trường Đại học Xây Dựng. Tại đõy, lần đầu tiân phương pháp TOP-
BASE được giới thiệu tại Việt Nam.
Tháng 01/2008: Ông Đỗ Đức Thắng - Giám đốc Công ty Công nghệ mĩi trường
Xanh, SERAPHIN, nguyân giảng viân bộ mơn thép Đại học Xây Dựng - sang thăm
và làm việc tại Hàn Quốc. Ông đã tới thăm một cơng trường xây dựng đang sử dụng
phương pháp TOP-BASE. Nhận thấy được tính ưu việt của phương pháp này, ông
đã tìm kiếm các tài liệu và hình ảnh liân quan để mang về Việt Nam. Ông đã dịch

ỉ13mm
cấu kiện bê tông
đá dăm
vũng thộp
thép liên kết
500 500 500
đất nền tự nhiên
500500 500500500
500
200 50250
ỉ500
thép định vị
ỉ13mm
vũng thộp
ỉ9mm
cấu kiện bê tôngthép định vị
ỉ13mm
đá dăm
Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu.
II. Gii phỏp TLC ti Nht Bn v Hn Quc.
II.1. Gii phỏp TLC ti Nht Bn.
chng li nh hng ca cỏc trn ng t ti cng trỡnh xõy dng v gia c
nn t di ỏy múng, cỏc k s Nht ó ỳc cỏc khi b tng hỡnh phu, sau ú
lp t nhng phu ỳc sn ny ngay trn nn t cn gia c.
II.2. S ci tin v ng dng gii phỏp TLC ti Hn Quc.
Sau khi gii phỏp TLC c du nhp t Nht Bn v Hn Quc, cỏc k s
nc ny ó cỳ nhng sỏng to rt ỏng ch ý. Nhng sỏng to ny gúp phn vo
vic tn dng ngun rỏc thi, rỳt ngn thi gian thi cng, gim khi lng cng vic
v gim chi phớ cụng trỡnh.
Hỡnh 1 : Cu kin b tng ỳc sn trong nh mỏy (Nht Bn)

X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
- Lớp vải địa kỹ thuật.
- Lớp đá dăm chèn đầm chặt.
- Lớp cấu kiện TLC.
- Lớp thép liên kết.
- Lớp bê tông dày 20cm.
II.2.3 Trình tự thi công khi áp dụng giải pháp TLC:
Bước 1: Tạo nền đất phẳng. Trải vải địa kỹ thuật trực tiếp hoặc dải một lớp cát
lờn trờn diện tích đất cần xây dựng cụng trình.

Bước 2: Chuẩn bị khuơn phễu bằng nhựa, liân kết các phễu bằng thép định vị
∅14 bằng cách xuyân qua lỗ bờn dưới và các dây nhựa buộc trờn.

®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu. Bước 3: Đặt liền kề các khối phễu lờn trờn nền đã chuẩn bị. Cú thể đặt hết toàn
bộ diện tích xây dựng hoặc đặt dưới phần diện tích phân bố tải các cấu kiện móng
chính.

Bước 4: Tiến hành đổ bờ tĩng trực tiếp vào trong lòng các phễu nhựa, đầm chặt
bờ tĩng, định vị các móc thép ∅10.

Bước 5: Sau khi bờ tơng đã đông cứng, tiến hành chốn đá dăm vào các khoảng hở
giữa phễu và đất, dùng đầm dựi đầm chặt lớp đá dăm, độ chặt của đá dăm quyết
định tính ổn định của cơng trình sau này.
®¹i häc

2
trên
26,4T/m
2
2
Công trình đường ống xử lý
nước thải Quan Cang Hoa,
Kiơng ki
tháng
12/1999
8,32 T/m
2
2 tầng 28700
phễu ∅500
3
Công trình kênh dẫn nước hộp
cống ngầm tuyến IK SAN -
Chang Su, Chơn Buk
tháng
5/2005
64,21 T/m
2
2 tầng 5250
phễu ∅500
49T/m
2
trên 85
T/m
2
4 Công trình tường chắn có sườn

Cụng trỡnh bói xe ngm nh
cao tng Phung Rim Chi Khu
Ma Chn, INTRN
thỏng
11/2003
317,6 T
1 tng 3760
phu 500
trờn 20
T/m
2
7
Cụng trỡnh xõy mi vn phũng
cho thuờ cao tng ng Iang
Phing, X UL
thỏng
12/2003
40 T/m
2
1 tng 29292
phu 500
19,7 T/m
2
trờn
40T/m
2
8
Cụng trỡnh xõy mi trung tõm
vn hoỏ RaKul hiuen thnh ph
KIM HE

1 tng 14168
phu 500
II.3. S lm vic ca nn TLC.
II.3.1 C ch lm vic:
C ch lm vic ca nn t ỏ iu kin ny c gii thớch theo lý thuyt c
hc t ca Terzaghi (1943).
tải trọng công trình
phễu
vải địa kỹ thuật
nền đất tự nhiên
cốt thép định vị
đá dăm
ỉ500
ỉ14
cốt thép liên kết
ỉ14
P
v
P
H
P
H
P
v


BxL
H
(B+2Htg )x(L+2Htg )


lớp đá dăm.
- Lớp thép liân kết ∅14 cú tác dụng cố định các phễu, cùng với lớp bờ tĩng dày
20 cm tạo thành một lớp nền toàn khối vững chắc.
II.3.3 Biểu đồ phân bố ứng suất:
Tại Hàn Quốc, các thớ nghiệm với các mơ hình nền khác nhau đã được tiến
hành.
Cỏc lại nền được thớ nghiệm gồm.
- Móng bờ tơng cốt thép trờn nền tự nhiân
- Móng bờ tơng cốt thép trờn nền được gia cố bằng một lớp các cấu kiện TLC.
- Móng bờ tơng sử dụng cọc.
- Móng trờn nền đá dăm.
Trên hình 8 thể hiện biểu đồ phân bố ứng suất dưới nền đất của các kiểu móng
khác nhau. Trong trường hợp móng đá dăm và bờ tơng, đường đẳng ứng suất phân
bố lệch gõy ra phá hoại trượt cục bộ. Đối với trường hợp móng dùng giải pháp
®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
TLC, biểu đồ các đường đẳng ứng suất khỏ cân đối, điều này cho phép dự đoán
ngay rằng tính ổn định của móng sử dụng giải pháp TLC là hoàn toàn đảm bảo.
Trong giải pháp TLC, ứng suất gõy lơn thể hiện dạng phân bố đều nờn khụng
phát dinh hiện tượng lơn lệch. Mặt khác ứng suất gõy lơn giảm nhờ hiệu quả của sự
phân tán ứng suất và tải trọng gõy lơn khụng gõy ảnh hưởng đến toàn bộ chiều sâu
của nền.
II.4. Các đặc tính, tính ưu việt và phạm vi ứng dụng của giải pháp TLC.
II.4.1 Đặc tính.
Giải pháp TLC cú đặc tính là hình dạng mang đặc trưng của bản thân cấu kiện
TLC. Nhờ lớp đá dăm chốn giữa các cấu kiện được đầm chặt, chống lại sự tập trung
Hình 8: Biểu đồ phân bố ứng suât các loại móng.
®¹i häc
X¢Y DùNG

thành nhờ sự bồi đắp phù sa của các con sông. Nền đất ở những vùng này khá yếu,
gõy khỉ khăn cho việc xây dựng công trình, nên chúng ta phải tốn nhiều công sức và
chi phí để xử lý nền trước khi xây dựng công trình.
Đặc biệt khi xây dựng các công trình có tải trọng lớn như : nhà nhiều tầng, các
mố cầu, … hay khi xây dựng các công trình trên nền đất rất yếu chúng ta đều phải
sử dụng phương pháp móng cọc hoặc các phương pháp gia cố nền rất tốn kém.
Điều này làm tăng giá thành công trình, tăng thời gian thi công và gõy ảnh hưởng
khụng tốt tới môi trường.
Với đặc trưng nền đất như trên, chúng tôi nhận thấy rằng: Giải pháp TLC rất
cần được nghiên cứu áp dụng tại Việt Nam.
Mong muốn được đưa thêm một giải pháp mới để xử lý nền đất nhằm giải quyết
một số khỉ khăn gặp phải khi xây dựng cơng trình trờn nền đất yếu tại Việt Nam,
chúng tôi đã mạnh dạn nghiân cứu Giải pháp TLC đã áp dụng thành cơng ở Hàn
Quốc.
III.2. Nghiên cứu Giải pháp TLC tại Việt Nam.
Trờn cơ sở nghiân cứu các tài liệu về Giải pháp TLC của Hàn Quốc và Nhật
Bản, chúng tơi đã quyết định phương pháp nghiân cứu Giải pháp TLC tại Việt Nam
trong phạm vi đề tài này là nghiân cứu trong phòng thớ nghiệm.
Với phương pháp nghiân cứu trong phòng thớ nghiệm, chúng tơi đã tạo ra:
- Mĩ hình nền đất thớ nghiệm.
- Mĩ hình cấu kiện TLC.
- Hệ đối trọng khi gia tải.
- Các đầu đo chuyển vị.
- Thực hiện gia cố nền đất bằng Giải pháp TLC.
Chúng tơi đã tiến hành phân tích sự làm việc của nền được gia cố bằng Giải
pháp TLC theo hai hướng:
- Hướng phân tích lý thuyết:
Dựa vào mĩ hình nền biến dạng tuyến tính, phân tích sức chịu tải về biến dạng
của nền.
®¹i häc

Nền là nền một lớp với chiều dày vĩ cùng.
Mực nước ngầm nằm rất sâu.
b. Bài toán đặt ra:
Kiểm tra sức chịu tải và độ lơn của nền đất khi thực hiện nén trờn vuông cú
cạnh a=400mm với các cấp tải trọng thiết kế: 1.6T, 3.2T, 4.8T và 6.4T.
III.3.2. Tính toán dựa vào mô hình nền biến dạng tuyến tính.
a. Xử lý các số liệu.
- Chỉ số dẻo:
A=W
ch
-W
d
=46.1-28.2=17.9(%).
A>17. Kết luận loại đất mà ta đang xét là đất sét.
- Độ sệt.
0.75<B=0.8<1. Kết luận: Đất ở trạng thái dẻo chảy.
- Module tổng biến dạng
Đối với đất sét ở trạng thái dẻo chảy. Chọn α=5.
®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
b. Tính toán sức chịu tải của nền.
Coi nền TLC là tuyệt đối cứng.
Chọn góc ma sát trong của nền TLC là α
TLC
=45
0
.
Coi bàn nén là một mỉng đơn cú kích thước 0.4x0.4m. Lực nén tác dụng lờn bàn
nén là tải trọng phân bố tác dụng lờn móng. Độ sâu đặt móng là mặt tiếp xúc của

Để tính lơn của nền đất dưới đệm TLC. Chơng ta coi nền TLC và móng là một
thể thống nhất tức là chúng ta đã tạo ra một móng mới với kích thước như sau:
bxl = B
d
xH
d
= 0.8x0.8m.
- Ứng suất gõy lơn tại đáy móng ngay dưới đệm TLC.
®¹i häc
X¢Y DùNG
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.
- Xác định lơn theo phương pháp cộng lơn.
. Với
- Xác định ứng suất bản thân và ứng suất gõy lơn tại các điểm.
Điểm z
k
0
σ
bt
σ
gl
0 1 0 0 1.00 0.40 9.60
1 1 0.2 0.25 0.90 0.78 8.64
2 1 0.4 0.5 0.64 1.16 5.53
3 1 0.6 0.75 0.42 1.53 2.32
4 1 0.8 1 0.28 1.91 0.66
5 1 1 1.25 0.20 2.29 0.13
Tổng độ lơn của nền:
Hình vẽ:
0

0
= 10
6
T/m
2
.
Góc ma sát trong φ
TLC
biến thiân từ 30
0
đến 60
0
để tìm ra góc tối ưu, phù hợp
với kết quả thực nghiệm.
Hệ số Poisson: υ =0.2
Góc mở ψ = 0.
b. Mĩ tả quá trình xử lý bài toán
c. Các kết quả thu được.
III.4. Kết quả phân tích thực nghiệm.
III.4.1 Mục đính thí nghiệm:
• Kiểm tra sự làm việc của mĩ hình nền cọc đài phễu dưới tải trọng tác dụng.
• Đo độ lơn, chuyển vị của các phân tố đất.
III.4.2 Phương pháp thí nghiệm:
Thớ nghiệm nén tĩnh được thực hiện bằng phương pháp nén các cấu kiện trờn
toàn bộ diện tích nền được tạo ra bởi các cấu kiện đó. Số lượng các cấu kiện được
nén tuân theo quy trình thớ nghiệm. Theo đó, nền được gia tải, giảm tải, đo lơn, đo
chuyển vị theo từng cấp tải trong thời gian quy định cho đến khi đạt tải trọng thớ
nghiệm dự kiến. Nền được gia tải bằng hệ thống kích thuỷ lực, hệ đối trọng được bố
trớ sẵn trong phòng thớ nghiệm.
III.4.3 Thiết bị thí nghiệm.

50
50
thÐp b¶n máng
thÐp b¶n máng
thÐp b¶n máng
thÐp èng
ThÐp sîi cøng
250

III.4.4 Chuẩn bị thí nghiệm.
a. Sơ đồ thớ nghiệm: hình 12
Hình 11: Cấu tạo cây đo chuyển vị trong phòng thớ nghiệm
mặt đứng
mặt bằng
đại học
XÂY DựNG
Nghiờn cu ng dng gii phỏp TLC xõy dng cụng trỡnh trờn nn t yu.
200
80 20
100
200
-1.2
0.0
sắt hộp
dầm nhà
hệ thanh chống chữ I
17197
1200
gông gỗ
gông sắt

gông gỗ
gông sắt
gỗ bản t18
sàn phòng thí nghiệm
1200
lót bạt cách n ớcHỡnh 13: Cu to b g trong phũng th nghim
®¹i häc
X¢Y DùNG
200
80 20
80
20
200
80
20
80 20
PhÔu bª t«ng B15 ®óc s½n
Nghiên cứu ứng dụng giải pháp TLC để xây dựng công trình trên nền đất yếu.

c. Mĩ hình cấu kiện TLC:
Mĩ hình cấu kiện TLC hình 14 Kích thước như trờn hình vẽ. Đúc toàn khối
bằng bờ tĩng B15. Số lượng 36 cấu kiện.
d. Vật liệu làm nền:
• Đất làm nền 6m
3
. Xem cách xác định tính chất cơ lý của đất ở Phụ lục I.
Hình 14: Cấu tạo phễu TLC trong phòng thớ