BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NGHIÊN CỨU GIA CỐ ĐẤT BAZAN BẰNG SỬ DỤNG PHỤ GIA
TRO BAY LÀM MÓNG ĐƯỜNG Ô TÔ CHO KHU VỰC
TÂY NGUYÊN
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
TP.HCM – Năm 2014
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
NGHIÊN CỨU GIA CỐ ĐẤT BAZAN BẰNG SỬ DỤNG PHỤ GIA
TRO BAY LÀM MÓNG ĐƯỜNG Ô TÔ CHO KHU VỰC
TÂY NGUYÊN
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
TP.HCM – Năm 2014
MỤC LỤC
DANH MỤC CÁC BẢNG
Trang
DANH MỤC CÁC HÌNH
Trang
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU
C : Lực dính
ϕ
: Gốc ma sát nội
W
L
: Giới hạn chảy
W
P
: Giới hạn dẻo
I
P

W : Độ ẩm của mẫu đất ở trạng thái khô
W
0
: Độ ẩm của đất lúc lấy mẫu
M0 : Khối lượng đất được sử dụng đế thí nghiệm
W1 : Độ ẩm cho trước cẩn phải chế bị
W : Thể tích trong của dao vòng hộp cắt
e : Hộp số rỗng ứng với độ chặt cho trước
ρ
:Khối lượng riêng của đất
τ
: sức chống
σ
: Áp lực thẳng đứng trên mặt phẳng cắt
τ
ax
: Ứng suất cắt hoạt động lớn nhất do tải trọng bánh xe tính toán gây ra
trong nền đất hoặc trong lớp vật liệu kém dính
τ
av
: Ứng suất cắt hoạt động do trọng lượng bản thân của các lớp vật nằm
trên nó gây ra tại điểm đang xét
C
tt
: Lực dính tính toán của đất nền hoặc vật liệu kém dính
K
tr

cd
: Hệ số cường độ về chịu cắt trượt được chọn tùy thuộc vào độ tin cậy

R
bh
: Độ bền nén ở trạng thái bảo hòa
µ
: Hệ số nở hông
Ldh : Biến dạng đàn hồi
R
ec
: Cường độ ép chẻ
R
k
: Cường độ chịu kéo dọc trục
R
sc
: Cường độ ép chẻ
R
ku
: Cường độ kéo uốn.
PHẦN MỞ ĐẦU
Hạ tầng giao thông là ngành tiên quyết trong công cuộc đổi mới của
đất nước, để phát triển được kinh tế của một vùng miền nào trong cả nước thì
hệ thông giao thông phải đi trước một bước, và ở Tây Nguyên nước ta cũng
vậy.
Trong những năm qua, việc xây dựng cơ sở hạ tầng đặc biệt là giao
thông đường bộ tại tỉnh Tây Nguyên là một mục tiêu quan trọng nhằm nâng
cao đời sống dân cư và khai thác tiềm năng kinh tế của địa phương. Tuy
nhiên, các nguồn vật liệu truyền thống như đá và sỏi đỏ đạt chất lượng phục
vụ cho xây dựng lớp móng trong kết cấu áo đường ô tô ngày càng khan hiếm,
điều kiện khai thác ngày càng khó khăn. Vì thế, xu hướng cải tạo đất tại chỗ
làm nền móng đường thay thế các vật liệu truyền thống đang được nghiên cứu

dài 25.600km, đường đô thị 1.840 km và đường chuyên dùng có độ dài trên
650km. Theo đánh giá của các đơn vị chức năng, các tỉnh Tây Nguyên mặt
đường có chất lượng loại tốt chỉ mới đạt từ 16,8% đến hơn 40%, còn lại là
mặt đường xấu và rất xấu là phổ biến. Ngoài ra, các tỉnh Tây nguyên còn có
đường Trường Sơn Đông, dài trên 670km và có 3 cảng hàng không đang hoạt
động, đó là Sân bay Liên Khương (Lâm Đồng), Buôn Ma Thuột (Đắk Lắk),
Pleiku (Gia Lai). Mặc dù Tây Nguyên được xác định là vùng kinh tế động lực
của cả nước, nhưng đến nay vẫn chưa có quy hoạch phát triển giao thông vận
tải riêng cho vùng này. Hiện tại, mỗi tỉnh có một quy hoạch giao thông riêng
nhưng chưa đồng bộ, thời gian quy hoạch còn ngắn hạn, chưa có sự kết nối
đồng bộ trong vùng cũng như liên vùng.
Thực tế, các tỉnh Tây Nguyên đã đầu tư cho công tác quy hoạch giao
thông vận tải của từng địa phương còn ít, sự phân công, phân cấp quản lý quy
hoạch chưa hợp lý. Vốn đầu tư còn quá nhiều hạn chế không đáp ứng được
nhu cầu, vốn huy động từ các nguồn khác gặp nhiều khó khăn. Cụ thể, việc
phát triển mạng lưới giao thông đường bộ trong vùng chưa được đồng bộ với
mạng đường bộ ASEAN, trong vùng chưa có đường cao tốc, hệ thống quốc lộ
có tiêu chuẩn kỹ thuật thấp, chủ yếu đạt tiêu chuẩn cấp IV, III, với 2 làn
xe. Theo đánh giá của các đơn vị chức năng, chất lượng hệ thống đường bộ
thấp, xuống cấp nhanh, không có tuyến đường nào hoàn chỉnh, đi lại khó
khăn. Khi thực hiện Nghị quyết số 11 của Chính phủ, nhiều dự án, gói thầu
đầu tư xây dựng đường bị ảnh hưởng, phải giãn tiến độ, thi công cầm chừng,
thậm chí có dự án ngừng thi công đã làm ảnh hưởng tới khá nhiều trong việc
phát triển kinh tế, xã hội của vùng Tây Nguyên.
Với đặc điểm thổ nhưỡng đất đỏ bazan ở độ cao khoảng 500 m đến 600
m so với mặt biển, Tây Nguyên rất phù hợp với những cây công nghiệp
như cà phê, ca cao, hồ tiêu, dâu tằm. Cây điều và cây cao su cũng đang được
phát triển tại đây. Cà phê là cây công nghiệp quan trọng số một ở Tây
Nguyên. Tây Nguyên cũng là vùng trồng cao su lớn thứ hai sau Đông Nam
Bộ. Tuy nhiên đây cũng là khó khăn chung của khu vực trong việc xây dựng

NGUYÊN
1.1 Điều kiện tự nhiên:
Tây Nguyên gồm 5 tỉnh: xếp theo thứ tự vị trí địa lý từ bắc xuống nam
gồm Kon Tum, Gia Lai, Đắk Lắk, Đắk Nông và Lâm Đồng với diện tích tự
nhiên là 54.474 km2 chiếm 16,8% diện tích tự nhiên cả nước, là một trong 6
vùng kinh tế lớn của cả nước, ở vào vị trí trung tâm của miền núi Nam Đông
Dương, với những hành lang tự nhiên thông với Nam Lào, Đông Bắc
Campuchia, có hệ thống giao thông liên hoàn nối với các tỉnh duyên hải miền
Trung, Đông Nam Bộ, có các cửa khẩu quốc tế, quốc gia trên tuyến hành lang
Đông- Tây và không quá xa với các cảng biển nước sâu như Dung Quất, Chân
Mây, Nhơn Hội… nên có điều kiện tạo cho Tây Nguyên phát triển một nền
kinh tế mở.
Tây Nguyên là vùng cao nguyên, phía bắc giáp tỉnh Quảng Nam, phía
đông giáp các tỉnh Quảng Ngãi, Bình Định, Phú Yên, Khánh Hòa, Ninh
Thuận, Bình Thuận, phía nam giáp các tỉnh Đồng Nai, Bình Phước, phía tây
giáp với các tỉnh Attapeu (Lào) và Ratanakiri và Mondulkiri (Campuchia).
Trong khi Kon Tum có biên giới phía tây giáp với cả Lào và Campuchia, thì
Gia Lai, Đắk Lắk và Đắk Nông chỉ có chung đường biên giới với Campuchia.
Còn Lâm Đồng không có đường biên giới quốc tế. Nếu xét diện tích Tây
Nguyên bằng tổng diện tích của 5 tỉnh ở đây, thì vùng Tây Nguyên rộng
54.641,0 km².
Với đặc điểm thổ nhưỡng đất đỏ bazan ở độ cao khoảng 500 m đến
600m so với mặt biển (1,4 triệu ha, chiếm 2/3 diện tích đất đỏ của cả nước, có
tầng phân hóa sâu, tơi xốp, giàu chất dinh dưỡng). Phân bố tập trung thành
những mặt bằng rộng lớn thuận lợi cho việc thành lập các nông trường và
vùng chuyên canh có quy mô lớn.
Với diện tích dất đỏ như thế nên Tây Nguyên rất phù hợp với những
cây công nghiệp như cà phê, ca cao, hồ tiêu, dâu tằm. Cây điều và cây cao su
cũng đang được phát triển tại đây. Cà phê là cây công nghiệp quan trọng số
một ở Tây Nguyên. Tây Nguyên cũng là khu vực ở Việt Nam còn nhiều diện

đồng thời cũng là nơi giữ vai trò cân bằng sinh thái, là nguồn sinh thủy của hệ
thống sông suối khu vực miền Trung và Đông Nam bộ. Những năm gần đây,
để bảo tồn tài nguyên rừng, bảo vệ môi trường sinh thái, ở Tây Nguyên đã
quy hoạch 14 khu bảo tồn và vườn quốc gia cùng với hàng chục khu bảo tồn
nhỏ và rừng đặc dụng khác, với tổng diện tích khoảng 460.000 ha (chiếm
8,3% diện tích tự nhiên toàn vùng).
Tài nguyên khoáng sản ở Tây Nguyên khá đa dạng. Một số loại đã
được điều tra có trữ lượng lớn như: than bùn, than nâu, sét cao lanh, puzơlan.
Đặc biệt là bô-xít có trữ lượng rất lớn (dự báo khoảng 4,5 tỷ tấn) chiếm 91%
trữ lượng bô-xít của cả nước, phân bố chủ yếu ở các tỉnh Đắk Nông, Lâm
Đồng.
1.2 Tình hình xây dựng đường giao thông hiện nay
Trong những năm qua, hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông vùng Tây
Nguyên đã có bước phát triển, từng bước đáp ứng được nhu cầu phát triển
kinh tế, xã hội, đảm bảo quốc phòng, an ninh, cải thiện đời sống đồng bào các
dân tộc trên địa bàn. Tuy nhiên, đến nay vẫn chưa có quy hoạch phát triển
giao thông vận tải riêng cho Tây Nguyên.
Hình 1.1 Tỉnh lộ 8 ở Đắk Lắk được nâng cấp, góp phần tạo đà cho địa
phương phát triển KT - XH.
Hiện tại, mỗi tỉnh có một quy hoạch giao thông riêng nhưng thời gian
quy hoạch còn ngắn hạn, chưa có sự kết nối đồng bộ trong vùng cũng như liên
vùng. Thực tế, các tỉnh Tây Nguyên đầu tư cho công tác quy hoạch giao thông
vận tải của từng địa phương còn ít, sự phân công, phân cấp quản lý quy hoạch
chưa hợp lý. Vốn đầu tư còn quá nhiều hạn chế không đáp ứng được nhu cầu,
vốn huy động từ các nguồn khác gặp nhiều khó khăn. Cụ thể, phát triển mạng
lưới giao thông đường bộ trong vùng chưa được đồng bộ với mạng đường bộ
ASEAN, trong vùng chưa có đường cao tốc. Hệ thống quốc lộ có tiêu chuẩn
kỹ thuật thấp, chủ yếu đạt tiêu chuẩn cấp IV, III, với 2 làn xe. Theo đánh giá
của các đơn vị chức năng, chất lượng hệ thống đường bộ thấp, xuống cấp
nhanh, không có tuyến đường nào hoàn chỉnh, đi lại khó khăn. Thực hiện

nâng cấp, mở rộng đường Hồ Chí Minh (quốc lộ 14) đoạn qua hai tỉnh Đắk
Lắk, Đắk Nông tổng chiều dài trên 120,16km sử dụng nguồn vốn trái phiếu
Chính phủ và các nguồn vốn hợp pháp khác, với tổng nguồn vốn đầu tư gần
4.079 tỷ đồng. Quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật của các tuyến đường này được
thiết kế theo 2 dạng: Đường ngoài đô thị và đi qua đô thị. Cụ thể, đường
ngoài đô thị có quy mô cấp III đồng bào, 2 làn xe, tốc độ 80km/h. Đường qua
đô thị có quy mô đường phố chính đô thị thứ yếu, tốc độ 60 km/h, cùng với hệ
thống thóat nước, nút giao thông dân sinh, cây xanh, điện chiếu sáng…
Trong ba dự án thành phần đường Hồ Chí Minh đang triển khai trên
địa bàn tỉnh Ðác Nông, dự án tuyến qua thị xã Gia Nghĩa, gồm đoạn quốc lộ
14 và đoạn nối quốc lộ 28 với quốc lộ 14 (cả cầu Ðác Nông) có quy mô đầu
tư lớn nhất. Ðoạn quốc lộ 14 dài hơn 8 km, mặt đường rộng 29 m gồm bốn
làn xe, kết cấu mặt đường gồm hai lớp bê-tông nhựa, vỉa hè mỗi bên rộng 3 m
và hệ thống thoát nước, cây xanh, đèn chiếu sáng Ðoạn nối quốc lộ 28 với
quốc lộ 14 có quy mô mặt đường rộng 24 m, lề đường mỗi bên rộng5 m, mặt
đường gồm hai lớp bê-tông nhựa. Trên đoạn tuyến có cầu Ðác Nông bằng bê-
tông cốt thép và bê-tông cốt thép dự ứng lực dài 180 m, gồm năm nhịp, mặt
cầu 18,5 m, Tổng mức đầu tư của dự án được phê duyệt ban đầu gần 562 tỷ
đồng, nhưng đến nay các gói thầu đều chậm tiến độ do gặp vướng mắc về đền
bù, giải phóng mặt bằng, biến động giá, năng lực của một số nhà thầu yếu,
cùng nhiều yếu tố khách quan cũng ảnh hưởng đáng kể tới tiến độ thi công.
Do sự biến động về giá, thời gian thi công chậm, kinh phí đền bù giải phóng
mặt bằng tăng từ 95 tỷ đồng lên 262 tỷ đồng do khối lượng phát sinh thêm,
đã đẩy tổng mức đầu tư của dự án thành phần tuyến đi qua thị xã Gia Nghĩa
tăng mạnh. Từ năm 2007 đến nay, dự án đã hai lần điều chỉnh mức đầu tư và
hiện nay tổng mức đầu tư đã lên tới 1.124 tỷ đồng. Tính đến thời điểm này,
các gói thầu đã hoàn thành từ 85-90% khối lượng, dự kiến đến cuối năm sẽ
hoàn thành đưa vào sử dụng, tạo điểm nhấn cho kiến trúc đô thị Gia Nghĩa.
Dự án nâng cấp, mở rộng quốc lộ 14 thuộc Dự án đường Hồ Chí Minh
qua trung tâm thị trấn Ðác Min (huyện Ðác Min) dài 3,8 km, mặt cắt ngang

2013. Ngoài ra, công ty cũng đang hoàn tất các thủ tục để cuối năm nay khởi
công Dự án nâng cấp, mở rộng quốc lộ 14 đoạn từ thành phố Pleiku (Km 542)
đến Cầu 110(Km 607,85), dài 62 km, tổng mức đầu tư 1.300 tỷ đồng. Ðây là
những dự án có vốn đầu tư lớn, thu hồi vốn chậm và rủi ro cao, nhưng công ty
vẫn quyết tâm thực hiện với mong muốn góp phần sớm hoàn thiện tuyến
đường huyết mạch này để thúc đẩy kinh tế - xã hội các tỉnh Tây Nguyên phát
triển nhanh và bền vững.
Do hiện nay nguồn vốn đầu tư từ ngân sách còn hạn hẹp, chưa thể bố
trí vốn ngay để triển khai thực hiện đầu tư dự án, nên phải huy động các
nguồn vốn khác để đầu tư Dự án đầu tư xây dựng công trình khôi phục, cải
tạo Quốc lộ 20 đoạn Km 123+105,17 - Km 268 tỉnh Lâm Đồng theo hình thức
Hợp đồng BOT kết hợp BT, đã được Thủ tướng Chính phủ đồng ý hình thức
đầu tư tại Văn bản số 9484/VPCP-KTN ngày 11/11/2013 của Văn phòng
Chính phủ. Ngày 20/12/12/2013, Bộ GTVT đã có Quyết định số 4208/QĐ-
BGTVT về việc phê duyệt kết quả chỉ định Nhà đầu tư thực hiện Dự án đầu
tư xây dựng công trình khôi phục, cải tạo Quốc lộ 20 đoạn Km123+105,17 -
Km268 tỉnh Lâm Đồng theo hình thức Hợp đồng BOT kết hợp BT. Ngày
10/01/2014, tại trụ sở Bộ GTVT, Hợp đồng Xây dựng - Kinh doanh - Chuyển
giao (BOT) kết hợp Hợp đồng Xây dựng - Chuyển giao (BT) Dự án đầu tư
xây dựng công trình khôi phục, cải tạo Quốc lộ 20 đoạn Km123+105,17 -
Km268 tỉnh Lâm Đồng đã được ký kết giữa Bộ GTVT (cơ quan Nhà nước có
thẩm quyền) với Nhà đầu tư là Liên danh Tổng công ty 319 - Công ty TNHH
Sản xuất thương mại dịch vụ Yên Khánh – Công ty CP Phát triển đầu tư Thái
Sơn Bộ Quốc phòng.
Theo Quyết định số 3986/QĐ-BGTVT ngày 05/12/2013 của Bộ GTVT
về việc phê duyệt Dự án đầu tư xây dựng công trình khôi phục, cải tạo Quốc
lộ 20 đoạn Km123+105,17-Km268 tỉnh Lâm Đồng theo hình thức hợp đồng
BOT kết hợp hợp đồng BT: Điểm đầu của dự án tại Km123+105,17 (tiếp giáp
với điểm cuối Dự án đầu tư xây dựng công trình khôi phục, cải tạo QL20
đoạn Km0+000 - Km123+105,17 trên địa phận hai tỉnh Đồng Nai và tỉnh

dân sinh được vuốt nối êm thuận phù hợp với địa hình thực tế. Các công trình
phòng hộ và an toàn giao thông được thiết kế theo Quy chuẩn kỹ thuật quốc
gia QCVN 41:2012/BGTVT; Phần cầu: trước mắt xem xét tận dụng sửa chữa
và tăng cường các cầu đảm bảo khai thác. Để hoàn vốn dự án BOT, Nhà đầu
tư được bắt đầu thu phí từ tháng 01/2016. Thời hạn kinh doanh, chuyển giao
công trình dự kiến 22 năm tính từ ngày bắt đầu thu phí. Nhà đầu tư thực hiện
công tác quản lý, khai thác sau khi hoàn thành công trình dự án và chuyển
giao không bồi hoàn công trình dự án cho Cơ quan Nhà nước có thẩm quyền
sau khi hết hạn thời gian thu phí hoàn vốn cho dự án. Đối với dự án BT, Nhà
đầu tư được thanh toán bằng ngân sách Nhà nước dự kiến từ năm 2018 đến
năm 2022.
Dự án khôi phục, cải tạo Quốc lộ 20 đoạn Km123+105,17-Km268 tỉnh
Lâm Đồng theo hình thức Hợp đồng BOT kết hợp BT sau khi hoàn thành, kết
nối đồng bộ với Dự án khôi phục, cải tạo Quốc lộ 20 đoạn Km0 -
Km123+105,17 tỉnh Đồng Nai, Lâm Đồng theo hình thức Hợp đồng BT hiện
đang triển khai đầu tư xây dựng sẽ là động lực kinh tế quan trọng cho tỉnh
Đồng Nai, Lâm Đồng, đáp ứng nhu cầu vận tải ngày càng tăng cao, giảm ùn
tắc và tai nạn giao thông trên địa bàn.
Theo ông Phạm Hồng Sơn, Tổng Giám đốc Ban Quản lý dự án đường
Hồ Chí Minh, do tính chất quan trọng và ý nghĩa huyết mạch của tuyến đường
Hồ Chí Minh (quốc lộ 14) đi qua khu vực Tây Nguyên nên Chính phủ đã cho
phép huy động các nguồn vốn ngoài ngân sách Nhà nước để đầu tư nâng cấp,
mở rộng tuyến đường này. Tuy nhiên, để sớm hoàn thành việc nâng cấp, mở
rộng tuyến đường, Chính phủ đã đồng ý bổ sung đầu tư bằng nguồn vốn trái
phiếu Chính phủ. Các dự án còn lại tuyến đường Hồ Chí Minh (quốc lộ 14)
cũng được các nhà thầu gấp rút chuẩn bị khởi công xây dựng. Giai đoạn tiếp
theo đến năm 2020, toàn bộ quốc lộ và hầu hết đường tỉnh trên địa bàn Tây
Nguyên đều vào cấp kỹ thuật, mở rộng và đầu tư xây dựng các quốc lộ,
đường tỉnh huyết mạch, có nhu cầu vận tải lớn, nâng cấp các trục dọc, trục
ngang nối khu vực duyên hải Nam Trung bộ với Tây Nguyên, nối tới các cửa

đá gia cố xi măng tỷ lệ xi măng 6% làm lớp mặt đường.
"Dự án nâng cấp đường bờ bao khu bảo tồn vườn Chim" tỉnh Bình
Phước có kết quả như sau:
- Các chỉ tiêu kỹ thuật của đất không gia cố: Tỷ lệ hạt <0.075mm chiếm
96,46%, dung trọng khô lớn nhất
Ykmax
1.715g/cm
3
, độ ẩm tốt nhất W
opt
18.42%,
giới hạn chảy W
L
64.92%, giới hạn dẻo W
p
31.80% và chỉ số dẻo I
p
3312%.
- Chỉ tiêu kỹ thuật của đất gia cố 4% xi măng cho thấy: Dung trọng khô
lớn nhất
Ykmax
1.735g/cm
3
, độ ẩm tốt nhất W
opt
18.42%. thí nghiệm cường độ
chịu nén 7.28kg/cm
2
, thí nghiệm mô đuyn đàn hồi 1.340kg/cm
2

, thí nghiệm mô đuyn đàn hồi 2135kg/cm
2
; thí nghiệm cường
độ ép chẻ 2.26 daN/cm
2
.
- Các chỉ tiêu kỹ thuật và quy mô thiết kế đường giao thông: đất gia cố
6% xi măng trong kết cấu móng đường bờ bao; mặt đường gia cố rộng 3m,
chiều dày lớp gia cố 25cm, lề đường 2 x 0.5m, độ dốc ngang mặt đường 2%
và mặt láng nhũ tương nhựa đường rộng 2m, dày 3,5cm; nhóm đá cơ bản
dùng cho lớp láng nhựa là đá có kích cỡ hạt 1 x 2cm được chèn bằng nhóm đá
mi sàng. Lớp trên cùng phủ bằng mi bụi tiêu chuẩn láng nhựa đường 3 lớp
4.5kg/m
2
, đá 1 x 2 lít/m
2
, đá mi sàng 15 lít/m
2
.
1.4. Nhận xét cách xây dựng nền đường trên vùng địa hình Tây nguyên
- Để xây dựng mới, hoặc nâng cấp mở rộng hệ thông đường giao thông
trên khu vực Tây Nguyên theo thiết kế kết cấu thông thường như địa phương
khác là BTN trên nền đá dăm 0x4, sỏi thì sẽ tốn nhiều chi phí vật liệu hơn vì
phải vận chuyển từ nơi khác đến. Do đó dẫn đến thời gian thi công dài, chi
phí trượt giá,
Để tận dụng được tài nguyên đất bazan sẵn có tại địa phương vào việc
xây dựng đường giao thông tại khu vực được xem là bước đi lớn trong công
cuộc xây dựng hạ tầng giao thông trong khu vực Tây Nguyên. Nó góp phần
giải quyết được rất nhiều vấn đền tồn đọng là: Chi phí, vật liệu, tiến độ thi
công và kỹ thuật. Đây là các vấn đề cần quan tâm nhất trong thiết kế đường ô