L IC M

N

V i s n l c c a b n thân cùng v i s giúp đ t n tình c a th y cô,
đ ng nghi p, b n bè và gia đình đã giúp tác gi hoàn thành lu n v n.
Tác gi xin chân thành bày t lòng bi t n sâu s c đ n TS. Bùi V n
Tr

ng ng

i đã h

ng d n tr c ti p và v ch ra nh ng đ nh h

ng khoa h c

cho lu n v n.
Xin c m n Nhà tr
L i, phòng đào t o

ng, các quý th y cô giáo trong tr

i h c và sau

ng

i h c Th y

i h c v s giúp đ trong th i gian tác



Nguy n V n C

ng


M CL C
M

U .......................................................................................................... 1

1. Tính c p thi t c a đ tài ................................................................................ 1
2. M c đích c a đ tài ....................................................................................... 1
3. N i dung nghiên c u ..................................................................................... 2
4.

it

ng và ph m vi nghiên c u ................................................................. 2

5. Cách ti p c n và ph
Ch

ng pháp nghiên c u ................................................... 2

ng 1: T NG QUAN V

PHÁP X

LÝ N N

T Y U ....................................................................................... 24

2.1. Gi i pháp c c cát ...................................................................................... 24
2.1.1.Trình t tính toán và thi t k c c cát chi ti t ...................................... 24
2.1.2. L a ch n h s r ng c a đ t sau khi nén ch t b ng c c cát .............. 25
2.1.3. Xác đ nh di n tích n n đ

c nén ch t ............................................... 26

2.1.4. Thi t k c c cát .................................................................................. 27


2.1.5. Bi n pháp thi công gia c n n đ t y u b ng c c cát.......................... 31
2.2. C c xi m ng đ t ....................................................................................... 35
2.2.1. Qui trình thi t k , thi công tr xi m ng đ t ....................................... 35
2.2.2. Ph

ng pháp thí nghi m trong phòng xác đ nh s c kháng nén c a

m u xi m ng đ t........................................................................................... 36
2.2.3. Tính toán t l di n tích gia c .......................................................... 38
2.2.4. C

ng đ đ u c c .............................................................................. 38

2.2.5. Tính lún .............................................................................................. 39
2.3. C c bê tông c t thép ................................................................................. 46
2.3.1. Mô t công ngh ................................................................................ 46
2.3.2. Tính toán b trí s l
2.3.3. Xác đ nh s l

ng pháp phân chia .......................................................... 60

3.3.3. Phân chia c u trúc đ a ch t n n h th ng kè ...................................... 60
3.4. Gi i pháp x lý đ t y u n n h th ng kè.................................................. 62
3.4.1. C s l a ch n các gi i pháp x lý n n đ t y u ................................ 62
3.4.2. L a ch n gi i pháp x lý n n đ t y u cho h th ng kè ..................... 62


3.5. Thi t k gi i pháp x lý n n cho h th ng kè .......................................... 63
3.5.1. Thi t k gi i pháp x lý cho ki u c u trúc n n 1............................... 63
3.5.2. Thi t k gi i pháp x lý cho ki u c u trúc n n 2............................... 74
3.5.3. Phân tích k t qu tính toán ................................................................ 77
3.6. K t lu n ch

ng 3 .................................................................................... 79

K T LU N .................................................................................................... 79
1. K t lu n và ki n ngh .................................................................................. 79
2. M t s đi m t n t i ..................................................................................... 80
3. H

ng nghiên c u ti p theo ........................................................................ 80

TÀI LI U THAM KH O ............................................................................ 82


DANH M C HÌNH V
Hình 1.1: Hình nh kè l n bi n ......................................................................... 3
Hình 1.2: Hình nh c ng ình V – H i Phòng ............................................... 4
Hình 1.3: Các d ng kè bi n ............................................................................... 5

Hình 3.2: M t c t đ a ch t ki u c u trúc n n 1 ............................................... 61
Hình 3.3: M t c t đ a ch t ki u c u trúc n n 2 ............................................... 62


Hình 3.4: M t c t đ a ch t tính c c cát ........................................................... 64
Hình 3.5: Mô hình tính toán n đ nh và bi n d ng khi dùng gi i pháp c c cát .... 67
Hình 3.6: H s

∑M

sf

và s đ cung tr

t ..................................................... 68

Hình 3.7: M t c t tính tr xi m ng đ t ............................................................ 70
Hình 3.8: S đ b trí c c xi m ng đ t cho 5m chi u dài c a kè ................... 71
Hình 3.9: Mô hình tính toán n đ nh và bi n d ng khi dùng gi i pháp c c xi
m ng – đ t ....................................................................................................... 73
Hình 3.10: H s

∑M

sf

và s đ cung tr

t ................................................... 73



tu i 28 ngày .............. 68

c tr ng v t li u c c xi m ng đ t............................................... 71

B ng 3.11: K t qu chuy n v ......................................................................... 73
B ng 3.12:

c tr ng v t li u c a c c khoan nh i ......................................... 76

B ng 3.13: K t qu chuy n v ......................................................................... 77
B ng 3.14: K t qu

n đ nh và bi n d ng c a các ph

ng pháp .................... 78


DANH M C KÝ HI U
H pa
La
H nđ
e max
e min
e nc
e0
n
Wp
W
Wl

: H s r ng l n nh t c a cát
: H s r ng nh nh t c a cát
: H s r ng nèn ch t
: H s r ng t nhiên
:
l r ng
:
m gi i h n d o
:
m t nhiên
:
m gi i h n ch y
: Ch s d o c a đ t
:
s t
: Kh i l ng th tích t nhiên
: Kh i l ng th tích khô
: T tr ng
: Dung tr ng c a n c
:
bão hòa
: Áp l c ti n c k t
: H s c k t theo ph ng đ ng
: H s c k t theo ph ng ngang
: H s th m
: L c dính
: Góc ma sát
: H s nén lún
: S c kháng c t
: Chi u r ng móng

li
Rtc
f i tc
Na
Ns
Ls
Lc

:M cđ c k t
: Tr ng l ng xi m ng
: Tr ng l ng đ t ph i khô
: T l tr n xi m ng
: T l n c – xi m ng
: T di n tích gia c
: Di n tích c c xi m ng đ t
: Di n tích n n xung quanh c c XM
: C ng đ c c xi m ng đ t
: T ng ngo i l c th ng đ ng tác d ng vào n n
: S c ch u t i c a c c theo v t li u
: C ng đ tính toán c a bê tông
: Ti t di n bê tông
: C ng đ c t thép
: S c ch u t i c a c c theo đ t n n
: Chu vi m t c t ngang c a c c
: Chi u dày l p đ t th i
: C ng đ tiêu chu n c a đ t n n t i m i c c
: Ma sát bên thân c c l p th i
: Ch s SPT c a đ t d i m i c c
: Ch s SPT c a l p đ t cát bên thân c c
: Chi u dài đo n c c n m trong đ t cát

c, hút chân không, c c xi

m ng đ t, c c tre, c c tràm, c c bê tông c t thép..., m i gi i pháp đ u có
nh ng u đi m và nh

c đi m riêng. Vì v y, đ l a ch n đ

u v kinh t , k thu t đòi h i ng

c gi i pháp t i

i thi t k ph i nghiên c u, tính toán và so

sánh gi a các gi i pháp x lý n n đ t y u v i nhau m t cách khoa h c.
H th ng kè Cao Xanh thành ph H Long có t ng chi u dài kho ng
4.8km, toàn b tuy n kè đ

c xây d ng ch y u trên n n đ t y u là bùn sét,

bùn á cát, c u trúc đ a ch t n n h th ng kè bi n đ i ph c t p, chi u dày t ng
đ t y u bi n đ i m nh.

tuy n kè b n v ng, có đ

n đ nh cao, s d ng lâu

dài và gi m giá thành xây d ng thì m c đích đ t ra là ph i nghiên c u và l a
ch n gi i pháp x lý n n móng t i u nh t. Vì v y, nhi m v c p thi t c a đ
tài là nghiên c u, c p nh t nh ng gi i pháp x lý n n đ t y u tiên ti n, phù
h p và đ a ra nh ng gi i pháp t i u trong vi c x lý n n đ t y u cho công


Trên c s các tài li u v k t c u ph n trên c a công trình, h s kh o sát
đ a ch t công trình, đ a ch t th y v n, m c tiêu, yêu c u c a d án h th ng
kè Cao Xanh, t đó nghiên c u, đ xu t các gi i pháp x lý n n đ t y u đ m
b o công trình n đ nh, b n v ng và hi u qu .
Lu n v n s s d ng các ph

ng pháp nghiên c u sau :

- Thu th p, t ng h p và phân tích tài li u (tài li u kh o sát đ a ch t, tài
li u thi t k c s , c s lý thuy t các gi i pháp x lý n n đ t y u,…) đ làm
rõ đi u ki n đ a ch t công trình, đ c đi m, tính ch t, qui mô công trình, c s
lý thuy t, ph m vi áp d ng, u nh

c đi m c a các gi i pháp x lý;

- Phân tích và tính toán lý thuy t đ l a ch n gi i pháp x lý n n công
trình h p lý;
- Ph

ng pháp ph n t h u h n, ph

ng pháp mô hình s v i vi c s

d ng ph n m m Plaxis đ phân tích, ki m tra n đ nh và bi n d ng.


3

Ch


c xây d ng ngoài kh i.

Singapore đã và đang hoàn thi n công viên ven bi n bên b V nh Mariana....

Hình 1.1: Hình nh kè l n bi n
n

c ta, các d án l n bi n đã và đang phát tri n m nh m , đi n hình

nh d án l n bi n Hà Tiên, khu đô th l n bi n R ch Giá, khu công nghi p,
đô th

ình V ....Khi xây d ng khu đô th l n bi n, m t trong nh ng y u t

quan tr ng là gi

n đ nh mái đ t đ p và các công trình, do v y vi c xây d ng

kè cho các khu đô th l n bi n là đ c bi t c n thi t.


4

Hình 1.2: Hình nh c ng ình V – H i Phòng
Kè bi n có nhi u lo i khác nhau. M i lo i đ u có ba ph n chính: chân kè,
thân kè và đ nh kè. Chân kè làm nhi m v b o v ch ng xói
Thân kè là ph n b o v mái d c t chân đ n đ nh.

chân mái d c.

n;

c c u t o m t b ph n có tác d ng

b o v mái d c kh i b xói l . B ph n này đ

c g i là kè b o v mái d c.

Có nhi u lo i k t c u kè mái d c, có th khái quát hóa thành m t s lo i
chính sau:
+ á đ , đá x p khan, đá x p trong các khung và b ng đá xây;
+ Kh i bê tông đúc s n lát đ c l p, kh i bê tông liên k t theo c ch
t chèn;


5

+ M t s hình th c khác: bê tông Asphalt, tr ng c , v i đ a k thu t....

a)

b)

c)

a) Kè tr ng l c, b) Kè bê tông c t thép, c) Kè mái d c
Hình 1.3: Các d ng kè bi n
Kè l n bi n có nh ng đ c đi m riêng: th
dày l n, ngoài vi c ph i ch u áp l c đ t, n



Hình 1.5: S c v kè bi n
1.2. T ng quan v các gi i pháp x lý n n đ t y u
t y u là nh ng đ t có kh n ng ch u l c th p (0,5 – 1,0 kG/cm2), h u
nh hoàn toàn bão hòa n

c, có h s r ng l n (th

ng e > 0.9), h s nén lún

l n, mô đun t ng bi n d ng bé (E 0 < 50kG/cm2), tr s s c ch ng c t không
đáng k .

t y u có th là đ t sét y u, đ t cát y u, bùn, than bùn và đ t h u

c ,.... Chi u dày l p đ t y u thay đ i có th t m t vài mét đ n 35 – 40m.
Công trình xây d ng trên đ t y u bu c ph i có các bi n pháp x lý [10].
X lý n n đ t y u nh m m c đích làm t ng s c ch u t i c a n n đ t, c i
thi n m t s tính ch t c lý c a n n đ t y u nh : gi m h s r ng, gi m tính
nén lún, t ng tr s mô đun t ng bi n d ng, t ng c

ng đ ch ng c t, gi m

tính th m c a đ t,... Vi c x lý khi xây d ng công trình trên n n đ t y u ph
thu c vào: đ c đi m, tính ch t, qui mô c a công trình, đ c đi m c a đ t n n,
th i gian xây d ng.
Hi n nay, trên th gi i t n t i nhi u cách phân lo i khác nhau, nhìn chung
v n ch a có m t h th ng phân lo i th ng nh t. Tuy nhiên có th x p chúng
vào m t s nhóm gi i pháp sau:
- Nhóm gi i pháp c i t o s phân b

ng su t và đi u ki n bi n d ng

c a n n đ t y u.
Khi l p đ t y u có chi u dày không l n n m tr c ti p d

i móng công

trình thì có th dùng các bi n pháp x lý nhân t o nh thay th n n (đ m cát,
đ m đ t,...), b ph n áp đ làm t ng kh n ng ch u l c và h n ch m c đ
bi n d ng (đ c bi t là bi n d ng không đ u) c a đ t n n d

i tác d ng c a t i

tr ng công trình.
1.2.1.1. Gi i pháp thay th n n
t n d ng kh n ng các l p d
l pđ ty u

i c a đ t n n, ng

i ta th

ng đào b

phía trên ti p giáp v i móng và thay th b ng đ t có c

ng đ

ch ng c t l n.
Gi i pháp này th


đ m cát (đ m đ t,...) đóng vai trò nh m t l p ch u l c, có kh n ng ti p thu
đ

c t i tr ng c a công trình và truy n t i tr ng đó xu ng l p đ t ch u l c

phía d

i;

- Gi m b t đ lún toàn b và đ lún không đ ng đ u c a công trình, đ ng
th i làm t ng nhanh quá trình c k t c a đ t n n;
- Làm t ng kh n ng n đ nh khi công trình có t i tr ng ngang;
- Kích th

c móng và chi u sâu chôn móng s gi m vì áp l c tiêu chu n

truy n lên l p đ m cát t ng lên;
- Thi công đ n gi n, không đòi h i các thi t b ph c t p.
Ph

ng pháp này thích h p đ

c s d ng trong các đi u ki n sau:

- Khi th i h n đ a công trình vào s d ng là r t ng n.
- B dày l p đ t y u t 3m tr xu ng, tr
đ t y u. Khi b dày t ng đ t y u v

ng h p này th


ng đ i lâu vì th

ng k t h p v i gi i pháp xây d ng kèm theo t ng

giai đo n. Không nên s d ng ph
ng m cao và n

ng pháp này khi n n đ t có m c n

c có áp vì s t n kém v vi c h m c n

c

c ng m và đ m cát

s kém n đ nh [10].
1.2.1.2. Gi i pháp b ph n áp
B ph n áp là các kh i đ t đ p
hi n vùng bi n d ng d o d

hai bên công trình đ ch ng tr

i n n đ t y u khi làm đ

ng, đê, đ p

t do xu t
phía trên.


sét. V t li u dùng là các lo i đ t ho c cát thông th

ng. Trong tr

ng h p

khó kh n có th s d ng c đ t l n h u c .
Xác đ nh kích th
ph n áp. Nhi u ph

c là v n đ m u ch t trong vi c tính toán và thi t k b
ng pháp d a vào gi thi t khác nhau nh ng ch g n đúng.

Có tác gi d a vào s hình thành vùng bi n d ng d o phát tri n
công trình. Ng

i khác d a vào gi thi t m t tr

hai bên

t c a đ t n n có d ng hình

tr tròn. C ng có tác gi tính toán d a theo lý lu n cân b ng gi i h n đ xác
đ nh m t tr

t và suy ra tr ng thái gi i h n c a đ t n n.

trong tính toán, m t s tác gi d a vào đi u ki n kh ng ch
quy t đ nh kích th


n nđ

ng pháp hi u qu khi xây d ng các

ng, đê, đ p khi có đi u ki n v không gian đ t s d ng. B ph n áp

còn có tác d ng phòng l ch ng sóng, ch ng th m trên n n đ t y u. So v i
vi c làm tho i mái taluy, ph
d ng đ

ng pháp này thi công đ n gi n, nhanh g n, t n

c ngu n qu đ t khai thác ngay t i đ a ph

- Tuy nhiên, mu n ph

ng;

ng pháp này phát huy đ

c hi u qu thì di n tích

chi m đ t c a nó ph i r t l n, th tích kh i đ t đ p l n. Do đó nó không phù
h p v i nh ng khu v c thi công ph i v n chuy n đ t đ p t n i khác đ n.
Gi i pháp này không làm gi m đ

c th i gian lún c k t mà còn làm t ng

thêm đ lún cu i cùng c a công trình do t ng thêm t i tr ng do b ph n áp
hai bên đ


ch t n n đ t y u sau đây:
1.2.2.1. Gi i pháp c c cát
Gia c n n b ng c c cát nh m m c đích làm t ng đ ch t c a n n, thay
đ i k t c u n n (thêm các c u t - c c cát), nâng cao kh n ng ch u t i gi m
tính bi n d ng c a n n, đ th a mãn các tr ng thái gi i h n c a n n nhà (ho c
công trình).
Nguyên lý thi t k theo các tiêu chu n c a Liên Xô c và c a Vi t Nam:
X lý n n b ng c c cát đ

c tính toán sao cho th a mãn các đi u ki n c a

tr ng thái gi i h n l a ch n [10].
Ph m vi s d ng:
- Giúp cho n

c l r ng trong đ t thoát ra nhanh, làm cho quá trình c k t

c a đ t nhanh h n và có đ lún chóng n đ nh h n;
đ

tđ

c nén ch t thêm, đ l r ng c a đ t gi m và c

ng đ c a n n

c t ng lên.
- Thi công đ n gi n b ng các v t li u r ti n (cát thô, s n s i) nên chi phí



c l r ng b c h i, đ t gi m đ

ng
m và


12

nén ch t nhanh. Ngoài ra khi tôi, vôi t ng th tích hai l n làm cho đ t xung
quanh nén ch t thêm.
Khi dùng c c vôi, đ

m đ t gi m 5 ÷ 8%, mô đung bi n d ng t ng 3 ÷ 4

l n, l c dính t ng 1,5 ÷ 3 l n, c

ng đ n n c c vôi t ng 2 ÷3 l n.

Hi u qu nén ch t b ng c c vôi h n ch trong đ t quá nhão y u (đ s t
>1) nh bùn sét, sét nhão là do các lo i đ t này r t khó thoát n
thi công c c vôi, tr
thông th

c h t ph i khoan t o l .

c.

ng kính h khoan



c

n đ nh và gi m đ lún, t ng đ b n ch ng c t lên hàng ch c l n, t ng s c

ch u t i c a n n 3 ÷ 4 l n. S c ch ng c t không thoát n
1000kPa. Ph

c có th đ t t i

ng pháp này ít ph bi n khi x lý trên di n r ng và yêu c u

ph i có đ n v thi công chuyên nghi p [8].
C c đ t – vôi đ

c thi công b ng các máy chuyên d ng. L

cái ngoáy tr ng có đ

i khoan nh

ng kính 500mm đ t o l và làm đ t t i ra t i ch . Khi

khoan đ n đ sâu thi t k thì b t đ u phun vôi, vôi b t đ

c ch a trong xi lô

có dung tích 2,5m3, do áp l c kho ng 10at t o ra b i m t máy nén khí đ
đ y ra kh i xilô, qua ng d n b ng cao su và c n khoan l , chui ra t l nh
đ

- Feroaluminat tetra canxi: 4CaOAl 2 O 3 .Fe 2 O 3 (C 4 AF) chi m 10-18%;
- Ngoài các h p ch t chính trên còn có MgO, CaO, CaSO 4 ...
Khi g p pha l ng (H 2 O) trong đ t, các Clinke b th y phân, trong s C 3 S
s b th y phân đ u tiên. S n ph m c a s th y phân C 3 S không ph i là c
đ nh mà ph thu c vào n ng đ CaO trong dung d ch n

c l r ng. Khi n ng

đ CaO

- Hydroaluminat canxi: 3CaO.Al 2 O 3 .6H 2 O;
- Hydroferat caxi: 4CaO.Fe 2 O 3 .mH 2 O;
- Hydrosunphat aluminat canxi: 3CaO.Al 2 O 3 .3CaSO 4 .31H 2 O;
- Hydroxit canxi: Ca(OH) 2 và nhi u h p ch t khác.
Các s n ph m đ

c t o ra s k t tinh và t o nên đ b n c a đá xi m ng.

Vai trò l n nh t hình thành nên đ b n c a đá xi m ng là CSH (B)
Quá trình hóa lý x y ra khi tr n xi m ng vào trong đ t
Nguyên lý c b n c a vi c gia c đ t b ng xi m ng: xi m ng sau khi tr n
v i đ t s sinh ra m t lo t các ph n ng hóa h c r i d n đóng r n l i. Các
ph n ng c a chúng là: ph n ng th y phân và th y hóa xi m ng, tác d ng
c a các h t đ t v i các ch t th y hóa xi m ng, tác d ng cacbonnat hóa. Nhìn
chung khi tr n xi m ng vào trong đ t s x y ra hai quá trình: quá trình ki m
và quá trình th sinh.
Quá trình ki m: là quá trình th y phân và hydrat hóa xi m ng. C ch c a
quá trình này c ng gi ng nh quá trình tác d ng gi a xi m ng và n
trình ki m đ

c coi là quá trình ch y u hình thành nên đ b n c a đ t đ

c i t o. Quá trình ki m ban đ u t o ra m t l
pH c a môi tr

c. Quá

ng n


Ph

ng pháp này th

ng đ

c ng d ng cho các lo i đ t cát, đ t sét, đ t

có tính lún s p và đ t đ p có có h s bão hòa G < 0,7.
ta th

ng dùng v t đ m có tr ng l

v t đ m th
không đ

nén ch t đ t, ng

ng 2.0 ÷ 4.0 t n r i trên chi u cao 4 ÷ 5m

ng làm b ng bê tông c t thép ho c gang. Tr ng l
c nh h n tr ng l

i

ng v t đ m

ng th tích nén ch t c a đ t, tr ng l

ng v t