ƯỚC TÍNH ĐỘ LÚN CỦA NỀN ĐẮP ĐƯỢC GIA CỐ BẰNG BẤC THẤM Ở
SÂN BAY QUỐC TẾ BĂNG-CỐC II
B. Indraratna & I. W. Redana
A. S. Balasubramaniam
1. NỘI DUNG BÀI BÁO
Tóm tắt: Nghiên cứu này mô tả việc ước tính độ lún có kể đến tác động của sự xáo động ở ba
nền đắp thử nghiệm trên nền đất yếu được gia cố bằng bấc thấm tại công trường sân bay quốc
tế Băng-Cốc II. Trong quá trình phân tích, lời giải đối xứng trục cố điển cho bài toán cố kết
theo phương đứng được quy đổi thành bài toán phân tích biến dạng phẳng 2D tương đương.
Qua đó cho thấy rằng kết luận về sự tác động của sự xáo động trong phân tích thoát nước một
chiều cải thiện việc một cách đáng kể độ lún được dự đoán tại đường tâm của nền đắp.
1.1. Giới thiệu
Trong hai thập kỷ qua, cọc cát và bấc thấm được sử dụng rộng rãi nhằm mục đích cải tạo
nền đất yếu. Lời giải cổ điển về thoát nước theo phương đứng được chứng minh tốt (Barron,
1948; Hansbo, 1981) và được sử dụng phổ biến trong việc dự đoán độ lún có sử dụng biện
pháp tiêu thoát nước theo phương đứng. Do sự phát triển của phương pháp phân tích phần tử
hữu hạn biến dạng phẳng, nhiều mô hình với lời giải về biến dạng phẳng tương đương đã được
giới thiệu (Cheung, 1991; Hird et al., 1992), Hird et al., 1992, đã mở rộng lời giải bài toán đối
xứng trục thoát nước theo phương đứng có kể đến sự xáo động sang bài toán phân tích biến
dạng phẳng 2D. Indraratna and Redana (1997), tiếp nối Hird et al. (1992) và Hansbo (1981),
đã mở rộng phương pháp phân tích biến dạng phẳng có đề cập một cách rõ ràng đến sự ảnh
hưởng của việc xáo động xung quanh giếng cát, bấc thấm.
Sự xuất hiện của vùng xáo động là không thể tránh khỏi trong quá trình thi công giếng cát,
bấc thấm bằng dùi dẫn. Barron (1948), đã đề xuất ý tưởng về việc giảm hệ số thấm tương
đương để giảm hệ số cố kết tổng quát. Hansbo (1979) đã giới thiệu vùng xáo động với hệ số
giảm của hệ số thấm. Trong nghiên cứu này, vùng xáo động xung quanh giếng cát, bấc thấm
với hệ số chiết giảm về hệ số thấm được xác định cụ thể, chấp nhận phân tích biến dạng phẳng
2D. Mô hình phân tích cùng với lý thuyết Cam-Clay được sử dụng để dự đoán độ lún và áp lực
nước lỗ rỗng thặng dư dọc đường tâm của nền đắp.
1



()

với:

2 2bs  bs bs2 
α= −
1 − + 2 ÷
3 B 
B 3B 
;

β=

θ=

b
1
2
b − b w ) + s 3 ( 3b 2w − bs2 )
2 ( s
B
3B
;
k 2hp

 bw
1 −
k Bq z 
B


trong bài toán biến dạng phẳng và hệ số thấm xuyên tâm ngang k h trong bài toán đối

xứng trục được biểu diễn như sau:
2


k hp
kh

=

0.67
ln ( n ) − 0.75

()

Nếu bỏ qua sự ảnh hưởng của sự kháng của giếng cát và bấc thấm và chỉ xét đến sự tác
động của sự xáo động thì hệ số thấm trong vùng bị xáo động

k 'hp

được cho như sau (Indraratna

and Redana, 1997):
k 'hp
k hp

=



3


Hình . Chuyển đổi từ phần tử đơn vị đối xứng trục (a) sang biến dạng phẳng (b) (Indraratna
and Redana, 1997).
1.3. Hiện trường thử nghiệm sân bay quốc tế Băng-Cốc II
Ba nền đắp thử nghiệm (TS1, TS2 và TS3) tại công trường sân bay quốc tế Băng-Cốc II
cách Băng-Cốc 30 km về hướng đông. Các đặc trưng của các lớp đất bao gồm các thông số
Cam-Clay và lịch sử ứng suất hiện trường dưới nền đắp được trình bày trong Hình 2. Lớp đất
bên trên là lớp đất sét phong hóa (dày 1.5 m) nằm trên lớp đất yếu dày 12 m. Bên dưới lớp đất
yếu là lớp sét cứng có độ sâu từ 20 ÷ 24 m so với bề mặt đất. Trong các mùa ẩm, khu vực
thường xuyên bị ngập lụt và nói chung lớp đất có độ ẩm rất cao.
Ba nền đắp thử nghiệm TS1, TS2 và TS3 có kích thước mặt bằng là 40 m x 40 m với độ
dốc mặt bên là 3:1 được xây dựng và gia cố bằng phương pháp có sử dụng bấc thấm. Bấc thấm
được cắm vào đất theo kiểu hình vuông với độ sâu là 12 m. Có ba loại bấc thấm được sử dụng
đó là Flodrain (FD4-EX), Castle Board (CS1) và Mebra (MD-7007). Loại bấc thấm được sử
dụng và khoảng cách bấc thấm được trình bày trong bảng bên dưới. Các bấc thấm được cắm
bằng dùi dẫn (125 x 45 mm) được ấn liên tục vào đất với tải trọng tĩnh để giảm khả năng xáo
động.

Nền đắp

Loại bấc thấm

Tiết diện bấc thấm

Khoảng cách bấc thấm

TS1

trình đắp được thể hiện trong Hình 4a. Tải trọng giai đoạn 1 tương đương với ứng suất theo
phương

đứng

18

kPa,

sau

giai

đoạn

2

là

45

kPa,

giai

đoạn

3

là

động, tiêu tán áp lực nước lỗ rỗng nhanh chóng) cho kết quả dự đoán lớn hơn so với độ lún đo
được, nhưng khi kể đến sự xáo động có cải thiện đáng kể đến kết quả dự đoán. Riêng đối với
TS1 và TS3, sự tương thích tốt hơn khi hệ số thấm trong vùng xáo động
hệ

số

từ

2

đến

3.

Kiến

nghị

k 'hp

rằng

được tăng nhẹ với
trên

thực

tế hệ số thấm trong vùng bị xáo động có thể lớn hơn một ít so với giá trị đo được trong phòng
thí nghiệm với các thiết bị cố kế tỷ lệ lớn (Indraratna and Redana, 1998a). Áp lực nước lỗ rỗng

(TS2) và (TS3), SBIA (Indraratna and Redana, 1998b).
2. ĐÁNH GIÁ VÀ NHẬN XÉT BÀI BÁO
2.1. Những đóng góp của bài báo
-

Bài báo đưa ra được phương pháp chuyển đổi từ bài toán đối xứng trục sang bài toán biến dạng
phẳng để từ đó có thể mô phỏng đầy đủ bài toán cần xét.

-

Cho thấy sự ảnh hưởng của vùng xáo động xung quanh giếng cát, bấc thấm mà cụ thể đó là sự
thay đổi hệ số thấm trong vùng bị xáo động, đến kết quả dự đoán về độ lún và áp lực nước lỗ
rỗng.

-

Đưa ra kiến nghị về giải pháp khi xét tới sự xáo động đó là tăng hệ số thấm trong vùng bị xáo
động lên (2 – 3 lần) so với kết quả thí nghiệm trong phòng.
2.2. Những điều cần bổ sung

-

Nêu các thành phần trong các biểu thức chưa đầy đủ, cụ thể trong biểu thức (1) chưa nêu rõ ý
nghĩa của các thông số như q w , z và l .

-

Chưa đề cập đến việc lấy bán kính của vùng bị xáo động khoảng 5 lần so với bán kính dùi dẫn.

-