Page 1/33
CÁC QUÁ TRÌNH THI CÔNG NỀN ĐẤT YẾU VÀ
LẮP ĐẶT CÁC THIẾT BỊ QUAN TRẮC
Hoàng Trung Hậu
Kỹ sư địa kỹ thuật
Japan Port Consultant -Nippon Koei Joint venture
1. ĐẶT VẤN ĐỀ:
Một trong những phần quan trọng nhất trong thi công nền đường hay nền Cảng là thi công trên
nền đất yếu. Việc nắm bắt được trình tự thi công và các phương pháp quan trắc là điều quan trọng đảm
bảo sự ổn định nền cũng như lường trước những khó khăn trong quá trình thi công.
Bài này trình bày các bước thi công nền đất yếu bằng PVD kết hợp gia tải với các hình ảnh và
phân tích, cụ thể:
· Thi công lớp tạo mặt bằng.
· Đóng bấc thấm.
· Rải bấc thấm ngang.
· Thi công các rãnh thu nước, giếng bơm nước.
· Rải vải địa.
· Lắp đặt bàn đo lún, bàn đo chiều dày cát.
· Trình tự và nguyên tắc lắp đặt các thiết bị quan trắc: thiết bị đo lún sâu (extensometer),
đo áp lực nước lỗ rỗng (piezometer), quan trắc mực nước tĩnh (ống đo standpile), bàn đo
ứng suất tổng (Earth pressure Cell), thiết bị quan trắc chuyển vị ngang (inclinometer).
· Đắp đất chờ lún.
· Quan trắc độ lún.
· Các thí nghiệm trước khi dỡ tải.
· Kết thúc quá trình dỡ tải.
· Thử nghiệm độ lún mặt đường bằng quan trắc gia tải tương ứng với tải mặt đường.
2. TRÌNH TỰ THI CÔNG:
2.1. Thi công lớp tạo mặt bằng
Trước khi tiến hành các công việc xử lý thì công việc đầu tiên là công tác tạo mặt bằng thi công
cho máy móc (thường gọi công tác này là reclaimation) bao gồm rải lớp vải địa kỹ thuật ngăn
cách nền yếu với lớp nền đắp, bơm cát. Trình tự chi tiết như sau:

(Hết mỗi cuộn bấc, tiến hành lắp đặt cuộn tiếp theo nối với cuộn cũ bằng các ghim bấm).
Dọn dẹp lượng bùn do máy đóng bấc thấm kéo lên.
Hình 1. Đóng bấc thấm Hình 2. Cắt đầu bấc thấm
Hình 3. Mặt bằng hoàn thiện cắm bấc thấm Hình 4. Thu dọn bùn do máy cắm bấc kéo lên
2.3. Rải bấc thấm ngang.
a. Mục đích:
Thu nước trong khu vực gia tải và dẫn về rãnh thu nước.
Thay thế cho lớp cát hạt trung, là lớp lọc trong các thiết kế và thi công truyền thống.
b. Cấu tạo:
Bấc thấm ngang được cấu tạo từ hai lớp: lớp áo lọc bằng vải địa kỹ thuật không dệt, sợi liên tục
PP hoặc PET 100%, không thêm bất cứ chất kết dính nào và lớp lõi thoát nước được đùn bằng
nhựa PP.
Page 4/33
Hình . Cấu tạo bấc thấm ngang
c. Thi công:
Các bước chi tiết như sau:
Rải bấc thấm ngang từ vị trí các rãnh thu nước bên này đến rãnh thu nước phía bên kia.
Gập các bấc thấm đứng vào bấc thấm ngang, và liên kết bằng ghim bấm.
Hình 1. Mặt bằng rải bấc ngang Hình 2. Chi tiết mối nối bấc thấm ngang và đứng
Hình 3. Chi tiết vỏ và lõi bấc thấm ngang Hình 4. Chi tiết một đoạn bấc thấm ngang và đứng
2.4. Thi công các rãnh thu nước, giếng bơm nước.
a. Mục đích:
Page 5/33
Thu nước thoát ra do ảnh hưởng gia tải, nếu quá trình này không thực hiện dẫn đến mực nước
cao, nền không lún do áp lực đẩy nổi.
b. Cấu tạo:
Hình 2. Cấu tạo giếng bơm
Hình 3. Cấu tạo rãnh thu nước
Hình 3. Cấu tạo mối nối của giếng bơm và ống thu nước trong rãnh
Page 6/33

(theo www.annamphat.com)
c. Thi công:
Page 8/33
Trình tự các bước như sau:
Trải vải địa kỹ thuật.
Mối nối vải chồng nhau hoặc bằng khâu.
Hình 1. Mặt bằng rải vải địa Hình 2. Rải vải địa
2.6. Lắp đặt bàn đo lún, bàn đo chiều dày cát.
a. Mục đích:
Bàn đo chiều dày cát: dùng để xác định khối lượng cát đắp nền để thanh toán khối lượng và kiểm tra,
khống chế chiều cao đắp theo thiết kế.
Bàn đo lún: dùng để đo chính xác độ lún nền đường.
b. Cấu tạo:
Hình . Cấu tạo bàn đo lún
c. Thi công:
Chế tạo bàn đo chiều dày cát: bàn đo chiều dày cát được nối cứng sẵn đến cao hơn chiều cao
dự kiến của lớp chiều dày cát và lắp đặt trước khi đắp nền.
Chế tạo bàn đo lún: bàn đo lún tương tự như bàn đo cát nhưng lắp từng đốt một (mục đích để đo
lún chính xác khi đặt mia trên đỉnh cần) nhưng có thêm ống bọc PVC ngoài bảo vệ (với mục đích loại
bỏ ma sát do cần và nền cát dẫn đến độ lún không chính xác).
Page 9/33
Hình 1. Cấu tạo bàn đo chiều dày cát Hình 2. Bàn đo chiều dày cát được định vị
Hình 3. Lắp đặt hoàn chỉnh bàn đo lún Hình 4. Cấu tạo bên trong bàn đo lún (hỏng do cát bị
rơi vào bên trong)
2.7. Trình tự và nguyên tắc lắp đặt các thiết bị quan trắc:
2.7.1. Thiết bị đo lún sâu (extensometer)
a. Mục đích:
Dùng để đo độ sâu lún tại một vị trí nhất định cũng như để kiểm tra lại độ chính xác của các bàn
đo lún.
b. Cấu tạo:

20-Jun-09 20-Jul-09 19-Aug-09 18-Sep-09 18-Oct-09 17-Nov-09 17-Dec-09 16-Jan-10 15-Feb-10 17-Mar-10 16-Apr-10 16-May-10 15-Jun-10 15-Jul-10 14-Aug-10 13-Sep-10
Cao độ nền đắp. (cm)
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
20-Jun-09 20-Jul-09 19-Aug-09 18-Sep-09 18-Oct-09 17-Nov-09 17-Dec-09 16-Jan-10 15-Feb-10 17-Mar-10 16-Apr-10 16-May-10 15-Jun-10 15-Jul-10 14-Aug-10 13-Sep-10
Độ lún (cm)
Tấm nhện từ (+4.65mCDL)
Nhện từ 1 (-5.03mCDL)
Nhện từ 2 (-14.86mCDL)
Nhện từ 3 (-25.01mCDL)
Hình. Biểu đồ kết quả đo lún tổng và lún từng lớp.
Page 12/33
d. Thi công:
Trình tự thi công như sau:
Nối nhện từ vào thân ống đã định sẵn.
Nhện từ được cố định duỗi thẳng.
Nối các sợi dây qua các nhện từ với mục đích sau khi lắp đặt xong sẽ kéo sợi dây này
lên làm bung các chân của nhện từ, các chân này sẽ liên kết chặt vào nền đất tại vị trí đó.
Lắp đặt ống vào vị trí cố định.
Lắp đặt tấm nhện từ trong tầng cát.
Lắp đặt ống PVC bảo vệ ống đo này đến quá chiều cao gia tải dự kiến.
Đo để xác định chính xác cao độ ban đầu của tấm nhện và các con nhện từ.

Nguyên lý hoạt động của Piezometer bằng hơi:
Sử dụng máy đo, bơm khí vào đầu dò. Đầu dò bao gồm một màng kín và 2 đường ống, một
đường bơm khí và một đường thoát khí. Ban đầu, khi khí chưa bơm vào và bơm chưa đủ áp lực
để thắng áp lực nước thì màng chưa căng ra và lỗ thoát khí vẫn kín. Đến khi áp lực đủ thắng áp
lực nước lỗ rỗng thì màng căng ra, và khí bơm thoát ra ngoài theo đường ống thoát khí. Khi phát
hiện khí thoát ra ở bề mặt thì tiến hành tắt máy bơm khí. Áp lực khí giảm dần cho đến khi màng
Page 16/33
kín trở lại vị trí ban đầu. Ở thời điểm này, áp lực khí cân bằng với áp lực nước và ghi lại số đọc
từ máy đo.
B1. Lúc chưa bơm, màng vẫn chưa dịch B2. Màng dịch khi bơm vượt
quá áp lực nước và khí thoát ra
B3. Tắt máy bơm và màng
trở lại vị trí ban đầu.
Nguyên lý hoạt động của Piezometer bằng dây rung:
Loại VW Piezo biến đổi áp lực nước thành một tín hiệu tần số qua một màng chắn, một sợi thép
chịu kéo và một cuộn truyền dẫn từ. Piezo được thiết kế để thay đổi áp lực qua màng gây ra bởi
sự thay đổi của dây thép chịu kéo. Một cuộn truyền dẫn từ được sử dụng để kích thích sợi dây
rung với tần số riêng. Sự rung của dây quanh vùng lân cận của cuộn truyền dẫn sẽ phát sinh một
tín hiệu tần số và truyền đến thiết bị đọc dữ liệu. Thiết bị đọc dữ liệu sẽ ghi lại số đọc Hz. Từ số
đọc này, và thông qua các hệ số cung cấp của nhà SX cho từng thiết bị sẽ chuyển thành giá trị
áp lực nước lỗ rỗng tương ứng.
Hiện nay, loại piezometer bằng dây rung được sử dụng phổ biến ở VN. Nên trong phần tiến hành
đo, kết quả và thi công được thể hiện loại piezo bằng dây rung này.
Tiến hành đo:
Mỗi piezometer có 4 dây với màu khác nhau. Trong đó, có 2 dây dùng để ghi số đọc piezo và 2
dây dùng để ghi số đọc nhiệt độ.
Thiết bị đo gồm có 4 đầu kẹp được kẹp tương ứng với 4 dây của piezo.
Giữ cho kết quả đo của piezo ở trên màn hình được ổn định. Nhấn nút ghi để lưu dữ liệu. Tiếp
tục đo piezo khác.
Hình 1. Bộ đọc và ghi dữ liệu Hình 2. Dây đo piezo và nhiệt độ

0
)*
Trong đó:
S
1
, S
o
– áp suất không khí, khi không có sự chênh lệch về áp suất không khí thì bỏ qua
giá trị này.
R
o
, T
o
– số đọc piezo và nhiệt độ ở thời điểm ngay sau khi lắp đặt.
R
1
, T
1
– số đọc piezo và nhiệt độ ở thời điểm đo.
G – hệ số máy đo để tính ứng suất theo tuyến tính.
A, B, C: hệ số máy đo để tính ứng suất theo đa thức.
(Các hệ số này lấy theo chứng chỉ của nhà sản xuất và khác nhau với mỗi loại
piezometer, mỗi piezometer có một số hiệu riêng được ghi trên đầu piezo. Riêng với giá trị C
trong tính toán ứng suất theo đa thức thì phải được đo lại thực tế với giá trị ứng suất được đưa
về zero).
Hình. Chứng chỉ sản xuất của một loại piezometer
Page 18/33
Để đơn giản, tính toán nên được sử dụng theo ứng suất tuyến tính.
Hình. Mẫu đo và kết quả tính toán áp lực nước lỗ rỗng cho 3 piezo ở 3 chiều sâu khác nhau
0

Hình 3. . Lắp đặt ống bơm cát lọc và bentonit Hình 4. Đổ lớp cát lọc và chuẩn bị lớp vữa betonit
Hình 5. Thả các viên bentonit Hình 6. Bentonit viên được chuẩn bị sẵn
Hình 7. Quá trình đo Piezometer
2.7.3. Quan trắc mực nước tĩnh (ống đo standpile)
a. Mục đích:
Dùng để đo mực nước tĩnh trong suốt quá trình gia tải. Mực nước này được đo để kết hợp với
kết quả đo áp lực nước lỗ rỗng để tính áp lực nước lỗ rỗng thặng dư. Ngoài ra, giá trị này cũng
Page 20/33
được đưa vào để phân tích ngược quá trình lún dựa trên số liệu quan trắc độ lún, lịch sử gia tải
và biến đổi mực nước tĩnh.
Kết hợp với thiết bị đo ứng suất tổng EPC để tính ứng suất hiệu quả.
Cần phân biệt rõ mực nước tĩnh và mực nước động. Mực nước tĩnh là mực nước ổn định không
do một tác dụng tức thời như ảnh hưởng của bơm nước và nó đại diện trên một khu vực nhất
định. Mực nước động là mực nước thay đổi liên tục và không đại diện chung trên một khu vực
trong một thời gian nhất định. Việc nhầm lẫn giữa mực nước động và tĩnh khi đưa vào tính toán
sẽ làm kết quả sai khác đi nhiều.
b. Cấu tạo:
Ống PVC được đục lỗ từ đáy ống đến cao trình mặt đất. Tiến hành bọc vải địa không dệt 2 lớp
rồi thả xuống lỗ khoan sẵn. Sau khi đưa xuống đúng chiều sâu, phần rỗng giữa ống và lỗ khoan được
đắp lại bằng cát hạt thô.
Hình. Cấu tạo lắp đặt ống đo mực nước
c. Đo đạc và kết quả:
Tiến hành đo:
Với yêu cầu tính lún thì việc đo mực nước không nhất thiết đo chính xác, có thể đo bằng thước
đo cao. Tuy nhiên, với việc đo để tính áp lực nước lỗ rỗng thặng dư, nhất thiết phải dùng thiết bị
đo chính xác. Thiết bị đo này nhìn bề ngoài gần giống với thiết bị đo lún sâu extensometer.
Thả đầu đo vào ống quan trắc mực nước. Khi chạm nước, thì thiết bị sẽ phát ra tiếng “bíp”. Kéo
lên và thả xuống vài lần, cho đến khi chỉ có một tiếng “bíp” thì đọc chính xác số đo trên thước
đến mm ở cao độ đỉnh ống đo. Dùng máy thủy bình, xác định chính xác cao độ đỉnh ống. Cao độ
mực nước từ đó đơn giản được xác định.

(phneumatic pressure) và dạng đo ứng suất tổng bằng dây rung (vibrating wire pressure).
Hình. Cấu tạo các loại EPC
Đặc điểm chung của 2 loại này là bao gồm 2 tấm thép không gỉ được hàn kín lại với nhau. Giữa
2 tấm thép được làm rỗng và chứa đầy chất lỏng không chịu nén.
Bàn đo được lắp đặt ở bề mặt nhạy cảm tiếp xúc trực tiếp với nền đất. Ứng suất tổng tác dụng
đến bề mặt bàn đo rồi truyền đến chất lỏng bên trong bàn đo và được đo bằng bộ truyền dẫn hơi
hoặc dây rung. Giá trị này sẽ được lưu lại trong máy ghi và dựa vào các hệ số của nhà sản xuất
(khác nhau đối với mỗi bàn đo) để chuyển thành giá trị đo ứng suất.
c. Đo đạc và kết quả:
Tiến hành đo:
Thiết bị dùng để đo ứng suất tổng cùng loại với thiết bị đo piezometer. Cách thức đo giống hoàn
toàn với đo piezometer. Xem cách thức đo của piezo đã trình bày ở trên để biết thêm chi tiết.
Kết quả:
Công thức tính toán ứng suất tổng hoàn toàn giống công thức tính toán cho thiết bị đo piezo. Các
giá trị hiệu chỉnh sẽ khác nhau tùy vào loại số hiệu của bàn đo.
d. Thi công:
Trình tự thi công như sau:
Đào sâu 30cm.
Đặt EPC xuống hố. Tiến hành cân cho bàn thẳng đứng bằng thước thủy.
Lấp đất trong hố lại. Hoàn thiện.
Page 24/33
Hình 1. Cấu tạo bàn đo ứng suất tổng Hình 2. Chi tiết đầu dò của bàn đo
Hình 3. Thiết bị đo ứng suất tổng Hình 4. Quá trình đo đạc
Chú ý: Thanh màu xanh trong hình 1 là thước cân bàn đo thẳng đứng (thước thủy).
2.7.5. Thiết bị quan trắc chuyển vị ngang (inclinometer)
a. Mục đích:
Dùng để quan trắc chuyển vị ngang tại các vị trí mái dốc (được lắp đặt ở chân mái dốc)
từ đỉnh nền đến đáy lớp đất yếu. Thiết bị này cần phải được lắp đặt kết hợp cùng lúc với bàn đo
quan trắc lún (được lắp đặt ở vai ta luy) để kiểm toán ổn định trong quá trình thi công bằng biểu
đồ Matsuo-Kawamura hoặc Tominaga-Hashimoto.