Header Page 1 of 85.

LỜI CAM ĐOAN
Tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi. Các kết quả
nêu trong Luận văn là trung thực, chƣa từng đƣợc công bố trong bất ký công trình
nào khác.
Tôi xin cam đoan rằng các tài liệu tham khảo, thông tin trích dẫn trong Luận
văn đều đã đƣợc chỉ rõ nguồn gốc, đảm bảo sự đúng đắn, chính xác, trung thực và
tuân thủ các quy định về bảo vệ quyền sở hữu trí tuệ.
Hải Phòng, ngày 10 tháng 9 năm 2015

Vũ Ngọc Minh

Footer Page -Footer Page -Footer Page 1 of 85.

i


Header Page 2 of 85.

LỜI CÁM ƠN
Tôi xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới PGS.TS Phạm Văn Thứ đã tận
tình giúp đỡ, hƣớng dẫn và đƣa ra nhiều ý kiến quý báu, cũng nhƣ tạo điều kiện
thuận lợi, cung cấp tài liệu và động viên tôi trong suốt quá trình hoàn thành luận
văn.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn các cán bộ của Viện Đào tạo sau đại học,
các thầy cô khoa Công trình thủy trƣờng Đại học Hàng Hải Việt Nam cùng các bạn
đồng nghiệp đã cung cấp cho tôi những tài liệu tham khảo và chỉ dẫn cho tôi trong
thời gian thực hiện luận văn.
Trân trọng cám ơn!


2.7 Kết luận .......................................................................................................... 56
CHƢƠNG 3. NGHIÊN CỨU THỰC NGHIỆM NGOÀI HIỆN TRƢỜNG .......... 57
3.1 Ứng dụng công nghệ bơm phụt gia cố nền tại một số công trình.................. 57
3.2 Nhận xét, đánh giá kết quả thu đƣợc ............................................................. 64
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................. 65
TÀI LIỆU THAM KHẢO ....................................................................................... 67

Footer Page -Footer Page -Footer Page 3 of 85.

iii


Header Page 4 of 85.

DANH MỤC CÁC BẢNG
Số bảng

Tên bảng

Trang

2.1

Các giới hạn Atterberg và khối lƣợng riêng của đất

38

2.2

Thông số chính của sản phẩm Meyco MP320


iv


Header Page 5 of 85.

DANH MỤC CÁC HÌNH
Số hình

Tên hình

Trang

1.1

Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt

7

1.2

Phƣơng pháp bơm theo hƣớng từ dƣới lên

8

1.3

Phƣơng pháp bơm theo hƣớng từ trên xuống

9

Bắc nƣớc Pháp

31

2.2

Buổng thí nghiệm

33

2.3

Thiết bị Bender Elements

34

2.4

Thiết bị Bender Elements tại trƣờng Cầu đƣờng Pháp

35

2.5

Các thiết bị thí nghiêm khác

36

2.6



Ảnh chụp mẫu đất tại độ sâu 3.5m sau khi bị phá hoại

40

2.12

Biểu đồ thời gian đông kết của nanosilice tinh khiết và
pha loãng 20% theo thời gian

42

2.13

Hình dạng mẫu thí nghiệm

43

2.14

Các bƣớc gia công và chuẩn bị mẫu thí nghiệm

44

Footer Page -Footer Page -Footer Page 5 of 85.

v


Header Page 6 of 85.

53

2.20

Kết quả một thí nghiệm Bender Elements

53

2.21

Sự biến thiên của sóng tới theo thời gian đông kết của vữa

53

2.22

Sự biến thiên của TVs theo thời gian đông kết của vữa

54

2.23

2.24

2.25

Lực dính đơn vị của cát sau khi gia cố bằng vữa xi
măng,Maalej, Y(2007)
Góc ma sát trong của cát sau khi gia cố bằng vữa xi măng,
Maalej, Y(2007)


62

3.5

Sửa chữa chống thấm cống vùng triều

63

Footer Page -Footer Page -Footer Page 6 of 85.

vi


Header Page 7 of 85.

MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Nhƣ ta đã biết, nền đất là nơi tiếp nhận toàn bộ tải trọng của công trình, nó
đóng vai trò then chốt trong việc đảm bảo sự làm việc ổn định và bền vững của
một công trình xây dựng. Chính vì vậy công việc đầu tiên khi bắt đầu một dự án
xây dựng là khảo sát nền đất để có những hiểu biết rõ ràng và cụ thể nhất về các
tính chất vật lý, cơ học của đất nằm dƣới móng công trình. Từ các kết quả khảo sát
này ngƣời ta mới đƣa ra đƣợc các giải pháp về kết cấu cũng nhƣ xử lý cải tạo nền
đất sao cho đảm bảo tối ƣu nhất bài toán kính tế - kỹ thuật của mỗi công trình.
Ngày này, việc ứng dụng mạnh mẽ các thành tựu của khoa học kỹ thuật vào
xây dựng đang ngày một trở nên phổ biến, đã và đang cho ra đời hàng loạt các
công trình xây dựng vĩ đại trên toàn thế giới. Yêu cầu bắt buộc đối với nền đất
dƣới đáy móng công trình luôn là đảm bảo cho sự làm việc ổn định của công trình
mặc cho kích thƣớc, khối lƣợng của các công trình xây dựng đang tăng lên một

kỹ thuật cao. Đối với các phƣơng pháp hoá học xử lý nền đất, tại các nƣớc trên thế
giới, ngƣời ta coi đây là những phƣơng pháp có nhiều tiềm năng và đã tiến hành rất
nhiều nghiên cứu chi tiết cả về mặt lý thuyết và thực nghiệm. Ở Việt Nam, do hạn
chế về nhiều mặt đặc biệt là về khoa học kỹ thuật và công nghệ thi công nên chỉ
bƣớc đầu ứng dụng các công nghệ này trong một vài lĩnh vực mới mà các phƣơng
pháp truyền thống không giải quyết đƣợc. Với những đánh giá nêu trên về các
phƣơng pháp hoá học xử lý nền đất, tác giả lựa chọn đề tài luận văn tốt nghiệp Cao
học với tên gọi: Đánh giá kết quả nghiên cứu thực nghiệm về phương pháp bơm
phụt dung dịch gia cố nền, đề xuất khả năng ứng dụng trong điều kiện địa chất
Việt Nam.
2. Mục đích nghiên cứu của đề tài
Nghiên cứu các phƣơng pháp gia cố nền bằng cách phun dung dịch đông kết
vào trong đất, tập trung nghiên cứu công nghệ khoan phụt thẩm thấu vào môi
trƣờng đất loại sét; từ đó đánh giá hiệu quả và đề xuất phạm vi ứng dụng của
phƣơng pháp trong gia cố nền đất ở nƣớc ta.
3. Đối tƣợng, phạm vi và nội dung nghiên cứu
- Đối tƣợng nghiên cứu của đề tài:

+ Nghiên cứu các phƣơng pháp bơm phụt dung dịch đông kết vào trong đất
đang ứng dụng trên thế giới và tại Việt Nam;
+ Nghiên cứu các loại dung dịch, phạm vi sử dụng của các loại dung dịch
trong bơm phụt; một số tính toán trong công tác bơm phụt;
+ Nghiên cứu và diễn giải kết quả thí nghiệm về quá trình bơm phụt dung
dịch đông kết vào trong đất loại sét;
+ Nghiên cứu, tính toán với một bài toán giả định để so sánh và đề xuất khả
năng ứng dụng phƣơng pháp bơm phụt dung dịnh đông kết gia cố nền trong điều

Footer Page -Footer Page -Footer Page 8 of 85.

2

Header Page 10 of 85.

CHƢƠNG 1. TỔNG QUAN VỀ PHƢƠNG PHÁP BƠM PHỤT
DUNG DỊCH GIA CỐ NỀN
1.1. Lịch sử hình thành và phát triển của phƣơng pháp
Phƣơng pháp bơm phụt dung dịch đông kết gia cố nền đƣợc phát minh bởi
kỹ sƣ ngƣời Pháp Charles Berigny, và đƣợc sử dụng lần đầu tiên vào năm 1802
khi tiến hành sửa chữa nền móng cho công trình cửa cống xả tại vùng Dieppe,
cộng hòa Pháp (theo Glossop, 1961). Nền đất tại khu vực này, chủ yếu là đất rời
với tính thấm cao, đã đƣợc gia cố bằng cách bơm phụt dung dịch vữa xi măng
Porland. Việc gia cố nhƣ trên đã đƣợc hoàn tất năm 1809 cho toàn bộ công trình,
và đƣợc đánh giá là thành công trong mục đích tăng cƣờng sức chịu tải và giảm
tính thấm cho nền.
Sau đó, một số thử nghiệm nhằm phát triển các thiết bị bơm phụt dung dịch
cũng đã đƣợc tiến hành (theo Houlsby, 1990). Tiếp theo, ngƣời ta đã điều chỉnh
các quy trình bơm phụt dung dịch cho thích hợp với việc sửa chữa các khối xây,
và các vấn đề này đã đƣợc một kỹ sƣ ngƣời Pháp (Raynal) ghi lại trong một bài
báo khoa học năm 1837. Trong các năm tiếp theo, việc cải thiện thiết bị bơm phụt
đã cho phép áp dụng công nghệ này để bơm dung dịch vào các nứt vỡ có kích
thƣớc rất nhỏ.
Một trong những thành tựu của phƣơng pháp là tác dụng lấp đầy các lỗ
rỗng, hang ngầm trong đất. Một kỹ sƣ ngƣời Pháp, Beaudemoulin đã thành công
trong việc bơm phụt dung dịch vữa vôi tôi vào các lỗ rỗng có kích thƣớc lớn bên
dƣới móng của một cây cầu trong giai đoạn 1835 đến 1836 (theo Littlejohn, 2003).
Tại nƣớc Anh, Kinipple đã tiến hành một loạt các thí nghiệm trong giai
đoạn 1856 đến 1858 nhằm chứng minh tính khả thi của phƣơng pháp này trong
việc bịt các vết nứt và sửa chữa những hỏng hóc của các kết cấu trên biển (theo
Houlsby, 1990). Trong báo cáo của mình, Glossop (1961) đã trình bày việc sử
dụng vữa xi măng để bịt các khe nứt và lỗ rỗng trong nền đá tại hai đập thủy điện
của nƣớc Anh trong các năm 1876 và 1877, cũng nhƣ việc bịt các khe nứt và lỗ

mịn hơn, nhất là cát nhờ phát triển một loại vữa mới - vữa hóa học.Vữa hóa học
đƣợc tìm ra bởi Joosten năm 1926. Việc cải tiến thành phần và việc chế tạo của các
loại vữa này đã mang đến những tác hại không mong muốn đối với môi trƣờng ( ô
nhiễm nƣớc ngầm..), vì vậy ngày nay loại vữa này ít đƣợc sử dụng. Trong những
năm 80, một loại vữa đƣợc gọi là “ thế hệ mới “ cơ bản là xi măng hạt mịn đã thay
thế hoàn toàn vữa hóa học. Loại vữa làm từ xi măng ngày càng mịn này cho phép
bơm phụt đƣợc vào các loại đất có độ rỗng nhỏ. Những phát triển mới nhất này đã
đem lại chất lƣợng cho việc bơm phụt, với sự xác lập các thông số khoan và bơm

Footer Page -Footer Page -Footer Page 11 of 85.

5


Header Page 12 of 85.

phụt, công nghệ trộn dùng năng lƣợng cao và sự xuất hiện của công nghệ thông tin
trên công trƣờng. Những nghiên cứu hệ thống cũng đƣợc thực hiện riêng cho việc
bơm phụt và về ứng xử của đất đƣợc bơm phụt. Các đột phá quan trọng đã đƣợc
thực hiện và giờ đây bơm phụt đã bắt đầu đƣợc đƣa vào các thiết kế công trình.
1.2 Khái niệm, sơ đồ và nguyên lý hoạt động
1.2.1 Khái niệm về phương pháp
Theo Poupelloz (1979), phƣơng pháp bơm phụt dung dịch đông kết là
phƣơng pháp đƣa vào trong một môi trƣờng tự nhiên (khe nứt của đá, của các loại
đất) hoặc nhân tạo (các khối xây, bê tông nứt nẻ…) một dung dịch có khả năng
đông kết theo thời gian. Các mục đích chính của phƣơng pháp là làm giảm tính
thấm và/hoặc cải thiện các đặc trƣng cơ học của môi trƣờng. Phƣơng pháp này là
một phƣơng pháp phổ biến để xử lý nền đất có những tính chất cơ học và thủy lực
ban đầu yếu, không cho phép xây dựng công trình lên đó. Với việc làm thâm nhập
vào trong lòng đất một loại vữa lỏng chuyển động trong các lỗ rỗng của đất, trong

vỡ kết cấu đất nhờ dòng nƣớc áp lực. Khi thi công, trƣớc hết dùng máy khoan để
đƣa ống bơm có vòi phun bằng hợp kim vào tới độ sâu để gia cố (nƣớc+xi măng)
với áp lực khoảng 20 Mpa từ vòi phun xả vỡ tầng đất. Với lực xung kích của dòng
phun là lực li tâm, trọng lực ... sẽ trộn lẫn dung dịch vữa, rồi sẽ đƣợc sắp xếp lại
theo một tỷ lệ có quy luật giữa đất và vữa theo khối lƣợng hạt. Sau khi cứng lại sẽ
tạo thành cột xi măng đất.

Hình 1.1 Nguyên lý một số công nghệ khoan phụt
Trong phạm vi nghiên cứu của đề tài này, chúng ta chỉ giới hạn nghiên cứu
hiệu quả gia cố nền của phƣơng pháp bơm phụt nhờ vào thẩm thấu.
1.2.2 Một số phương pháp bơm phụt dung dịch phổ biến
Trong các phƣơng pháp bơm phụt thẩm thấu, áp lực bơm và các đặc tính của
dung dịch bơm phải đảm bảo sao cho kết cấu đất không bị phá vỡ. Việc thực hiện
công tác bơm phụt thẩm thấu có thể đƣợc tiến hành theo các cách sau.
1.2.2.1 Phương pháp bơm phụt trong các môi trường nứt nẻ
a. Bơm phụt trực tiếp tai đỉnh hố khoan
Phƣơng pháp này thƣờng đƣợc áp dụng với các khu vực gia cố có chiều dày
nhỏ hơn 10m. Sau khi tiến hành khoan tạo lỗ, ngƣời ta sẽ đổ đẩy lỗ khoan bằng
dung dịch đông kết, trƣớc khi tạo áp lực để dung dịch thẩm thấu vào trong nền.

Footer Page -Footer Page -Footer Page 13 of 85.

7


Header Page 14 of 85.

Bơm theo hƣớng từ dƣới lên
Theo phƣơng pháp này, trƣớc hết phải xác định đƣợc phạm vi nền đất cần
gia cố. Sau đó, ngƣời ta sẽ sử dụng các thiết bị khoan thông dụng để tạo một hố


Hình 1.3 Phƣơng pháp bơm theo hƣớng từ trên xuống
Việc các lớp đất phía trên đã đƣợc gia cố, đặc biệt là cải thiện tính chống
thấm, sẽ làm tăng hiệu quả thẩm thấu dung dịch cho lớp đất phía dƣới, khi mà
dung dịch đông kết sẽ chỉ tập trung thẩm thấu vào khu vực đã dự kiến.
1.2.2.2 Phương pháp bơm phụt trong nền đất rời
Phƣơng pháp đƣợc sử dụng phổ biến nhất khi bơm phụt dung dịch gia cố
nền đất rời là phƣơng pháp ống măng - xông. Sơ đồ nguyên lý của phƣơng pháp,
cũng nhƣ quy trình thực hiện đƣợc trình bày dƣới đây.
Đầu tiên, ngƣời ta tiến hành công tác khoan tạo lỗ trong nền đất, trƣớc khi
đặt vào trong lỗ khoan một ống dẫn dung dịch. Dọc theo ống này, các lỗ thoát
dung dịch sẽ đƣợc bố trí theo các khoảng cách từ 0,25 đến 0,5m, và đƣợc bọc bên
ngoài bởi một ống măng - xông. Khoảng không gian giữa ống dẫn và vách lỗ
khoan, sau đó sẽ đƣợc lấp đầy bởi một vật liệu có các đặc tính sau :
- Không quá mềm để tránh hiện tƣợng dung dịch có thể di chuyển ngƣợc lên

trên mặt đất dọc theo mặt ngoài ống dẫn trong quá trình bơm.
Footer Page -Footer Page -Footer Page 15 of 85.

9


Header Page 16 of 85.

- Không quá bền để dung dịch đông kết có thể phá vỡ lớp vật liệu này theo

phƣơng vuông góc với thành ống, và đi vào trong đất nền (xem hình vẽ)
Việc đổ dung dịch đông kết vào trong ống có thể đƣợc thƣc hiện ngay trong
quá trình khoan, hoặc sau khi hoàn thành khoan và bắt đầu quá trình bơm dung
dịch kết hợp với kéo ống dẫn lên.


bằng tác nhân độc hại từ bản thân;
- Phải có độ bền tạm thời hoặc vĩnh cửu theo thiết kế và mục đích công

trình;
- Trƣờng hợp có độ bền tạm thời, khi bị biến chất theo thời gian và hết vai

trò của mình, vữa phụt phải không là nguyên nhân gây tác hại mới cho công trình
cũng nhƣ môi trƣờng xunh quanh [2].
1.3.2 Phân loại
Theo Poupelloz (1979) các loại dung dịch đông kết, hay còn gọi là vữa phụt,
sử dụng trong phƣơng pháp gia cố nền này, đƣợc đặc trƣng bởi rất nhiều đặc tính
khác nhau của chúng, bao gồm :
- Khả năng thâm nhập vào trong nền đất, phụ thuộc vào kích cỡ của các hạt

đất và độ nhớt của chất lỏng (vữa);
- Thời gian đông kết, hay thời gian để vữa chuyển từ trạng thái lỏng sang

trạng thái rắn;
- Các tính chất cơ học sau khi thâm nhập vào trong đất nền (cƣờng độ của

đất sau gia cố, cƣờng độ của vữa sau khi đông kết, độ bám dính với đất, mức độ ổn
định theo thời gian,..);
- Các tính năng sử dụng (mức độ phức tạp khi thao tác, sử dụng, mức độ độc

hại, tính dễ cháy ... ).
1.3.2.1 Vữa Newtoniens và Binghamiens
Căn cứ theo quy luật ứng xử của các loại dung dịch đông kết trong môi
trƣờng đất, theo Poupelloz (1979), ngƣời ta phân loại các dung dịch này thành vữa



Để có thể sử dụng gia cƣờng đất, vữa Newtoniens phải đảm bảo những tính
chất sau: Độ nhớt ban đầu nhỏ, sự tăng lên nhanh chóng của độ nhớt khi đông kết,
độc tính thấp và có tính bền chống rửa trôi.
b. Vữa Binghamiens

Là loại vữa có chứa những hạt có kích thƣớc dễ đo đạc đƣợc nhƣ là hạt xi
măng và các hạt sét. Vữa này có độ nhớt tuân theo quan hệ Binghamiens.
 pl 

  f

(1.2)

dV
dn

Trong đó:  pl là độ nhớt dẻo;  f là ngƣỡng cắt.
Vữa Binghamiens có thể chia làm 3 loại: vữa không ổn định với xi măng,
vữa ổn định với sét hoặc betonite và vữa đặc biệt.
- Vữa không ổn định có nguồn gốc xi măng: Đƣợc tạo thành bằng việc pha

trộn xi măng trong nƣớc, trong đó, các hạt xi măng tồn tại lơ lửng trong dung môi
nƣớc dƣới tác dụng của một lực khuấy trộn. Ngay khi ngừng khuấy trộn, sự lắng
đọng của các hạt xi măng sẽ bắt đầu.
Vữa này đƣợc đặc trƣng bởi tỷ lệ khối lƣợng (xi măng/ nƣớc), tỷ lệ này có
thể biến đổi từ 0,1 tới 3,0. Đây là loại vữa có độ bền cơ học tốt cũng nhƣ độ bền
trong môi trƣờng ăn mòn.

Footer Page -Footer Page -Footer Page 18 of 85.

- Vữa hơp chất : gồm hợp phần các phân tử cùng loại với hai hay nhiều

phần tố; vữa hóa học nhƣ hợp chất silicat natri hay nhựa keo acrylic là ví dụ về
loại vữa này. Chúng thƣờng là lỏng ở trạng thái ban đầu và có thể đƣợc bơm vào
đất rồi sau khi thấm đến khu vực cần thiết trong khối đất thì định hình quánh lại và
cô đặc theo thời gian.
1.3.3 Các tính chất cơ bản [3]
Loại vữa nào cũng cần có những tính chất phù hợp mục đích và công nghệ
thực hiện gồm:
- Tạo hiệu quả phụt tối ƣu sau khi đông kết hoặc gắn kết ổn định;

Footer Page -Footer Page -Footer Page 19 of 85.

13


Header Page 20 of 85.

- Có tính chất phù hợp của chất lƣu về độ nhớt và độ phụt để xâm nhập hiệu

quả nhất vào môi trƣờng cần phụt;
- Giảm thiểu tối đa tác hại đến thiết bị phụt về tính mài mòn;
- Đáp ứng các tiêu chuẩn an toàn về môi trƣờng và sức khỏe cho ngƣời tiếp

xúc;
- Đáp ứng các yêu cầu về tính ổn định thông số trong quá trình phụt.

Để đáp ứng các tính chất này, một số chỉ tiêu chính của vữa phụt cần tính
đến gồm:
- Độ phut (Groutability): thể hiện khả năng của vữa vận động đến đƣợc nơi

đƣợc đến nơi cần đến và lắng chậm cũng có thể gây hậu quả là vữa phụt sẽ bị rửa
Footer Page -Footer Page -Footer Page 20 of 85.

14


Header Page 21 of 85.

trôi nếu có dòng thấm qua đất sau phụt. Để khắc phục thì cần có biện pháp làm
chậm hoặc thúc đẩy thời gian lắng đạt mức cần thiết. Đây chính là thông số về độ
tách nƣớc và tính lắng của vữa phụt, là khả năng giữ hỗn hợp ở trạng thái lơ lửng
để tạo độ huyền phù cần thiết. Ngoài ảnh hƣởng của hàm lƣợng hạt mịn có tính
keo dính, tính năng của thiếtt bị tạo vữa có quyết định lớn nhất đến độ lắng thông
qua khả năng tạo các vi bọt khí trong dung dịch dung môi.
- Độ bền (Permanence): cho thấy khả năng của vữa chống lại sự dời chuyển

khỏi phần lỗ rỗng đất theo thời gian.Vữa xi măng có độ bền cao hơn vữa Bentonite
vốn dễ bị rửa trôi dần bởi dòng nƣớc thấm qua khu vực phụt. Về bản chất đây
chính là khả năng gắn kết (tức cƣờng độ) của vữa chống lại hoạt động tự chảy
cùng tác động rửa lũa của dòng ngầm.
- Độ độc hại (Toxicity): thể hiện khả năng của vữa phụt làm nhiễm bẩn nƣớc

ngầm khi gặp phải và hậu quả có hại cho sức khỏe công nhân trong lúc phụt vữa
có tiếp xúc bằng tay. Tuyệt đối không đƣợc để hóa chất độc hại có trong vữa phụt.
Điều này đặc biệt lƣu ý khi có các phụ gia và đƣợc quyết định nhờ mức độ kín và
an toàn của thiết bị phụt kết hợp với độ bền thich hợp.
- Ngoài ra, có thể liệt kê một số chỉ tiêu khác để đánh giá các đặc trƣng cơ

học của vữa phụt nhƣ độ ăn mòn, lƣu biến, chống đóng băng v.v.
Đối với các loại vữa xi măng áp dụng cho nền đá, các chỉ tiêu nêu trên có

chiều cao cột vật liệu vữa h lắng dƣới phần nƣớc trong. Độ tách nƣớc sẽ là tỷ số
giữa chiều cao phần nƣớc trong và chiều cao ban đầu của toàn bộ lƣợng vữa.
Độ tách nƣớc = (H-h)/H

(1.4)

Giá trị độ tách nƣớc tối đa có thể chấp nhận đƣợc với dao động từ 3% đến 5%.
Ngoài ra, liên quan đến tính lắng của vữa theo thời gian, ngƣời ta có định
nghĩa về Độ hụt nƣớc (bleed), là khả năng tách nƣớc sau 2 giờ.
- Cường độ và thời gian đông kết: Sau khi đƣợc bơm phụt vào trong nền

đất, vữa sẽ đông kết dần sau ít nhất 3 ngày và cƣờng độ tăng đạt ổn định tối đa sau
khoảng 15 - 30 ngày. Sau một số ngày nhất định, khối vữa đƣợc khoan lấy thỏi thí
nghiệm cƣờng độ. Vữa xi măng thông thƣờng có cƣờng độ cao hơn vữa xi măngbentonite và xi măng - đất,… Cƣờng độ vữa tối thiểu sau 7 ngày là 0,25-0,4
kG/cm2. Tính lƣu biến ( rheology) của vữa tạo dạng dòng chảy đặc thù trong dòng
thấm phụt là do ảnh hƣởng của quá trình này.
Lựa chọn vữa phụt thích hợp là bƣớc đầu tiên trong thiết kế công nghệ phụt,
dựa trên cơ sở về độ đặc khối dẫn theo khả năng thấm xuyên của vữa. Khả năng
này phụ thuộc nhiều yếu tố, ví dụ đối với vữa xi măng, nó phụ thuộc chủ yếu vào
nồng độ của các thành phần vật liệu chính : nƣớc/ xi măng (W/C)
- Độ đặc khối xi măng đƣợc tính theo công thức:



Footer Page -Footer Page -Footer Page 22 of 85.

1

 .W/C
1 0

bơm tối ƣu cho từng loại đất là rất cần thiết.[7]
1.3.5.2 Hiện tượng lọc
Lọc (filtration) là hiện tƣợng mà đôi khi ngƣời ta vẫn quan sát đƣợc trong
Footer Page -Footer Page -Footer Page 23 of 85.

17


Header Page 24 of 85.

quá trình bơm phụt sử dụng vữa hỗn hợp (suspension). Một số hạt vật liệu của vữa
hỗn hợp, với kích thƣớc tƣơng đối lớn so với kích thƣớc lỗ rỗng trong đất, sẽ bị
giữ lại bởi hạt đất mà không thể đi qua các lỗ rỗng trong đất. Quá trình này sẽ từng
bƣớc gây ra sự tắc nghẽn cục bộ và cuối cùng có thể chặn đứng quá trình bơm
phụt.
Hiện tƣợng lọc phụ thuộc chủ yếu vào cấp phối các hạt cấu tạo nên dung
dịch đông kết và cấp phối của đất cần gia cố. Để khắc phục hiện tƣợng này, việc
phân tích cấp phối đất nền là điều bắt buộc, từ đó, lựa chọn vật liệu chế tạo vữa
phụt một cách thích hợp.
Nhìn chung, ngƣời ta có thể phân loại theo 4 quá trình lọc (Ghidaglia, 1994
et Nadji 1998), bao gồm : lọc thông thƣờng, lọc song song với phƣơng dòng chảy,
lọc dạng bánh, và lọc ở những độ sâu lớn.
- Lọc thông thường : xảy ra khi kích thƣớc lỗ rỗng trong đất nhỏ hơn kích

thƣớc hạt vật liệu của vữa phụt, quá trình lọc sẽ xảy ra theo phƣơng vuông góc với
dòng thấm và sự tắc nghẽn nhanh chóng đƣợc hình thành, ngăn chặn quá trình
bơm phụt thẩm thấu.
- Lọc song song với phương dòng chảy: các hạt vật liệu của vữa phụt sẽ bị

giữ lại trên mặt phẳng song song với phƣơng dòng chảy. Để tránh hiện tƣợng này,

- Lọc lý hóa : cho những phần tử nhỏ (   1  m ) ; với dạng lọc này, những

lực lý hóa là chủ yếu.
- Lọc các phần tử trung bình ( 1  m    30  m ). Cả hai loại lực trên đều

có tác động đến các phần tử này.
1.3.5.3 Các loại lực tác dụng
a. Lưc thủy động và cơ học :

Ta có thể phân biệt ra 4 dạng lực của của nhóm lực này : lực hấp dẫn, lực
kéo, lực bôi trơn và lực quán tính.

Footer Page -Footer Page -Footer Page 25 of 85.

19