-i-

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
BỘ NÔNG NGHIỆP &PTNT
VIỆN KHOA HỌC THỦY LỢI VIỆT NAM

ĐỖ THẾ QUYNH

NGHIÊN CỨU HÌNH DẠNG HỢP LÝ CỦA KHỐI NÊM
ĐỂ LÀM MÓNG ĐÊ BIỂN NAM BỘ

Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
Mã số: 62 58 02 11

TÓM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SỸ KỸ THUẬT

Hà Nội - 2018


- ii -

Công trình được hoàn thành tại:
Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam

Người hướng dẫn khoa học: 1. PGS. TS. Nguyễn Vũ Việt
2. PGS. TS. Phùng Vĩnh An

Phản biện 1: …………………………………………………………
Phản biện 2: …………………………………………………………
Phản biện 3: …………………………………………………………


Hàn Quốc [34] đã có nhiều kết quả nghiên cứu, ứng dụng ở trong và ngoài nước.
Trong quá trình tìm kiếm giải pháp móng mới có thể áp dụng với đê biển
Nam Bộ, năm 2014 luận án đã đề xuất, kiến nghị sử dụng khối nêm được làm
bằng đất yếu tại chỗ trộn với xi măng và phụ gia có kết hợp với cát chèn vào
khoảng hở giữa các khối nêm để tạo ra móng khối nêm áp dụng cho đê biển.
Khối nêm tạo ra xuất phát từ ý tưởng thay vì sử dụng móng gia cố khối
(móng MS) cho đê biển, các tác giả đề nghị sử dụng móng khối nêm vì điều kiện
máy móc thiết bị thi công móng MS không có sẵn, không phù hợp với điều kiện
vận chuyển và đất nền lầy thụt ở đồng bằng Nam Bộ. Móng khối nêm đề xuất ban
đầu bao gồm các khối nêm có góc vát xếp cạnh nhau và khoảng hở giữa các khối
nêm được chèn chặt bằng cát. Móng khối nêm ban đầu này là tiền đề rất quan
trọng để nghiên cứu sinh tiếp tục nghiên cứu sâu hơn nữa để có thể áp dụng cho
đê biển, đặc biệt là nghiên cứu xác định được hình dạng hợp lý của khối nêm và
thiết lập được công thức tính ứng suất đáy móng (ƯSĐM).
Để có cơ sở khoa học xác định hình dạng khối nêm hợp lý dùng làm móng
đê biển Nam Bộ, luận án sử dụng khối nêm với góc vát 450 để so sánh với 2 loại
móng khác làm đối chứng với điều kiện 3 loại móng này có cùng thể tích và tính
chất vật liệu, đặt trong cùng điều kiện về nền yếu (phổ biến ở các đê biển Nam
Bộ). Điều đó dẫn đến các chiều dày móng sẽ khác nhau và ảnh hưởng của chiều
sâu đặt móng đến ứng suất tăng thêm trong nền sẽ khác nhau. Tuy nhiên, do đối
tượng nghiên cứu của luận án là móng khối nêm đặt trên nền đất yếu chịu tác
dụng của tải trọng đê có chiều cao khối đắp không lớn, từ 2 m đến 3 m [16], chiều
dày móng dự kiến nhỏ, không quá 1 m, do đó ảnh hưởng của áp lực hông do
chiều sâu đặt móng đến ứng suất tăng thêm trong nền không đáng kể.
Để thuận lợi cho việc so sánh ứng suất trong nền giữa các trường hợp biên
dạng móng khác nhau, luận án giả thiết áp lực bên móng bằng không, tức là chỉ


-2-



Sàn bê tông cốt thép
Cường độ cao hơn nhiều
so với yêu cầu của đê.
Tải trọng lên móng Cao hơn (nhà, công trình
lớn)
Giá thành
Cao hơn
Ảnh hưởng đến môi Nhiều hơn, do không dùng
trường.
vật liệu tại chỗ.

Vải ĐKT chịu kéo.
- Cường độ phù hợp
với chiều cao đê.
Thấp hơn (đê cao từ
2m đến 3 m).
Thấp hơn
It hơn, do dùng vật
liệu tại chỗ.

Các điều khác biệt trên sẽ cho kết quả ứng suất trong nền của móng khối
nêm khác với móng Top-base.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Mục tiêu tổng quát:
Nghiên cứu xác định hình dạng hợp lý của khối nêm để làm móng đê biển
Nam Bộ.
Mục tiêu cụ thể:
- Nghiên cứu ứng suất, biến dạng của móng khối nêm đặt trên nền đất yếu,
qua đó xác định hình dạng hợp lý của khối nêm để làm móng đê biển Nam Bộ.

- Nghiên cứu thực nghiệm:
Nghiên cứu ứng suất, biến dạng của móng khối nêm trên nền đất yếu trong
mô hình vật lý. Kết quả nghiên cứu dùng để kiểm chứng mô hình số. Mô hình số
sau khi được kiểm chứng phù hợp sẽ được dùng để nghiên cứu xác định hình
dạng khối nêm hợp lý và hiệu chỉnh công thức đã thiết lập.
- Phương pháp chuyên gia:
Tổ chức hội thảo khoa học và các cuộc họp có phản biện bao gồm các nhà
khoa học có hiểu biết chuyên sâu về lĩnh vực nghiên cứu của NCS đến họp cho ý
kiến góp ý, đánh giá, phản biện kết quả nghiên cứu.

Lưu đồ cách tiếp tiếp cận giải quyết vấn đề nghiên cứu
7. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
- Luận án góp phần làm rõ cơ chế phân bố ứng suất đáy móng bằng các
khối nêm trên nền đất yếu;
- Đưa ra một loại móng nông có kết cấu mới, vật liệu mới có tác dụng làm
giảm ứng suất đáy móng trên nền đất yếu nhằm mục tiêu xây dựng đê biển vùng Nam bộ.
8. Những đóng góp mới của luận án
- Luận án đã đề xuất được khối nêm bằng đất tại chỗ trộn xi măng có phụ
gia để làm móng đê biển Nam bộ, có tác dụng phân phối lại ứng suất đáy móng
theo hướng đảm bảo an toàn hơn cho công trình và giảm giá thành;


-4-

- Từ kết quả thu được trên mô hình vật lý và mô hình số, luận án đã so
sánh, phân tích để lựa chọn mô hình đất yếu phù hợp (mô hình HS) trong phần
mềm Plaxis dùng để nghiên cứu ứng suất, biến dạng móng khối nêm;
- Bằng nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm và mô hình số, luận án đã làm rõ
cơ chế truyền tải và hiệu quả của móng khối nêm về mặt làm giảm ứng suất đáy
móng từ 10 % đến 30 % và chỉ ra được góc vát khối nêm bằng 450 cho phân bố


CAMPUCHIA
TP.H

CHÍ MINH

H ng Ng
IVb

Tân An

Châu Ð c

IId
Cao Lãnh

Hà Tiên I

Long Xuyên

M Tho

IIa

IIIc
Vinh Long
C n Tho
IIb
R ch Giá
Trà Vinh

triều từ 0,7 m đến 1 m [28].


-5-

1.2. TẢI TRỌNG GIỚI HẠN CỦA NỀN VÀ CHIỀU CAO GIỚI HẠN CỦA ĐÊ
TRÊN NÊN THIÊN NHIÊN

Tải trọng giới hạn của nền và chiều cao giới hạn đều nhỏ, không đáp ứng
được yêu cầu ổn định của đê có chiều cao từ 2 m đến 3 m.
1.3. HIỆN TRẠNG ĐẮP ĐÊ TRÊN ĐẤT YẾU

1.3.1. Đắp chờ nền cố kết theo thời gian: theo [27], [28], khi cho phép kéo dài
thời gian thi công, thì biện pháp xử lý nền có hiệu quả là đắp đê theo thời gian,
chia chiều cao đê thành từ 2 lớp đến 3 lớp và đắp cao dần trong nhiều năm.
1.3.2. Thay thế nền: đào bỏ một lớp đất yếu và thay thế vào đó bằng cát. Tuy
nhiên, cát tại chỗ không có mà phải vận chuyển từ xa về, khai thác về lâu dài sẽ
bị hạn chế vì ảnh hưởng đến môi trường [16].
1.3.3. Đắp trên bè cây: thi công đơn giản, giải pháp này chưa có tiêu chuẩn áp
dụng và ảnh hưởng xấu đến môi trường sinh thái.
1.4. CÁC GIẢI PHÁP MÓNG NÔNG CÓ THỂ ÁP DỤNG CHO KHỐI ĐẮP
TRÊN ĐẤT YẾU

1.4.1. Ở nước ngoài
1.4.1.1. Móng Top-base
Theo [10], [34], những năm 1980 ở Nhật Bản đã nghiên cứu móng Topbase. Những năm 1990 thì Hàn Quốc cũng áp dụng móng này. Móng cấu tạo như
Hình 1.8. Hình dạng xem Hình 1.9.

Hình 1.8–Mặt bằng móng Top-base [34] Hình 1.9 – Top-block D500 [34], [41]
Thí nghiệm hiện trường móng Top-base chỉ ra rằng độ lún cố kết của nền

59
Ứng suất đáy móng (q’) được
tính theo công thức (1.2):
q' 

q.B
B  2.H .t g

(1.2)

trong đó: q’ là ứng suất đáy móng,
Hình 1.14 – Sơ đồ tính ứng suất đáy
các đại lượng khác xem Hình 1.14.
móng [34]
1.4.1.2. Móng gia cố khối
Ở Phần Lan từ năm 1990 [33], đã nghiên cứu giải pháp này, theo đó dùng
thiết bị trộn nông để trộn xi măng, phụ gia (nếu có) với đất yếu tại chỗ để tạo
thành móng (xem Hình 1.15).
Ưu điểm của phương pháp này là đất
yếu được trộn tại chỗ nhờ trống trộn mà không
cần phải đào bỏ (xem Hình 1.16), thi công
nhanh, linh hoạt nên tiết kiệm kinh phí đào,
đắp, vận chuyển, đổ thải và ít tác động tới môi
trường. khối lượng xi măng, phụ gia thay đổi
tùy theo loại đất, yêu cầu chịu lực, song điển Hình 1.15 -Ổn định khối đắp
hình từ 100 kg/m3 đất đến 250 kg/m3 đất.
bằng móng MS [33]
Hạn chế của giải pháp:
máy thi công đắt, máy không
phù hợp với điều kiện vận

Hình 1.18 – Nền Top-base [23]
K=0,528 với Top-block D330.
1.4.2.2. Móng khối nêm
- Móng khối nêm gồm các khối nêm (làm từ đất yếu trộn với xi măng, phụ
gia) kết hợp cát chèn trong khoảng hở giữa chúng được luận án đề xuất, kiến nghị
sử dụng từ năm 2014 với khối nêm I-D-H- (Ký hiệu I - là hình bát giác trên mặt
bằng, D=0,5 m, H=0,3 m, =450, d=0,2 m) (xem Hình 1.18).
- Ưu điểm của móng khối nêm:
tận dụng được đất yếu tại chỗ, giảm
được khối lượng đào đắp, vận chuyển,
ít tác động đến môi trường, hạ giá
thành, giảm thời gian lún ổn định, giảm
ứng suất lên nền, thi công nhanh, đơn
a Mặt cắt A - A)
giản, có thể thi công thủ công.
- Tuy nhiên, móng khối nêm đề
xuất ban đầu đến nay vẫn chưa được
nghiên cứu hoàn thiện để áp dụng vào
thực tế, đó là chỉ đề xuất được một hình
dạng khối nêm duy nhất là I-0,5-0,3-45
(xem Hình 1.19); chưa thiết lập công
thức tính ứng suất đáy món khối nêm
phù hợp với chiều cao đê từ 2 m đến
3m với chiều sâu nền đất yếu chịu nén
thực tế của đê bằng 6 m; chưa nghiên
b) Mặt bằng móng khối nêm
cứu dòng thấm trong móng cũng như
Hình 1.19 –Cấu tạo móng khối nêm
cố kết nền khi có móng khối nêm; …
Để hoàn thiện giải pháp móng khối nêm hơn nữa để ứng dụng cho đê biển


2.1.1. Nền móng nông
Móng nông có độ sâu đặt móng nhỏ
hơn bề rộng móng hoặc nhỏ hơn 5 m kể từ
mặt đất tự nhiên. Tính toán móng nông được
bỏ qua ma sát và lực dính của đất với thành
bên của móng [25], [30]. Móng khối nêm có
Hình 2.1 – Sơ đồ mô tả nền
chiều sâu nhỏ hơn 5 m được coi là móng
móng [30]
nông. Mô tả về nền móng như Hình 2.1.
2.1.2. Các dạng phá hoại nền
- Phá hoại hoàn toàn (xem Hình
2.2a): Thường xảy ra với cát chặt, đất
dính có tính nén thấp, đất sét cố kết
thông thường trong điều kiện không
thoát nước.
- Phá hoại cục bộ (xem Hình
2.2b): Mặt trượt hình thành nhưng
không phát triển tới mặt đất. Có thể Hình 2.2 – Các dạng phá hoại cắt (trượt)
của đất nền [9]
xảy ra sự đẩy trồi mặt bên.
- Phá hoại do ép lún (xem Hình 2.2c): Mặt trượt không hình thành rõ ràng,
đất bị ép lún và bị kéo xuống.
2.1.3. Tải trọng giới hạn của nền
Tải trọng giới hạn của nền tính
theo công thức (2.1) (xem Hình 2.3):
pgh=c.Nc + VO.Nq + 0,5.B..N



móng do trọng lượng bản thân móng.
2.1.4. Phương pháp tính toán ứng suất, biến dạng
- Phương pháp giải tích trong lý thuyết đàn hồi: phương pháp này tốn nhiều
thời gian, kết quả có nhiều hạn chế do mô hình đất không phù hợp với đất yếu.
- Phương pháp phần tử hữu hạn (PPPTHH): ưu điểm của phương pháp này
là có sự trợ giúp của máy tính, kết quả tương đối phù hợp.
Quá trình tính ứng
suất, biến dạng theo
PPPTHH xem Hình 2.5.
Chương II và chương IV,
dùng phương pháp này
nghiên cứu trạng thái ứng
suất, biến dạng của móng
khối nêm, lựa chọn mô Hình 2.5 – Lưu đồ quá trình tính ứng suất, biến dạng
theo PPPTHH
hình vật liệu phục vụ để
nghiên cứu xác định hình dạng hợp lý của khối nêm.
2.1.5. Xác định tải trọng giới hạn của nền theo thí nghiệm hiện hiện trường
- Dựa vào quan sát thí nghiệm tại hiện trường;
- Dựa vào đường cong nén lún: dựa vào các tiêu chí độ dốc nhỏ nhất; độ lún
giới hạn bằng 0,1B; đồ thị vẽ theo tọa độ log của độ lún và tải trọng do De Beer;
02 độ dốc. Tiêu chí độ dốc được dùng phổ biến hơn.
2.2. MÓNG KHỐI NÊM CHO ĐÊ BIỂN

Móng được bố trí ở khu vực
giữa đê, nơi chịu tải lớn nhất vượt
quá sức chịu tải của nền. Tại cơ
đê ở 2 bên không bố trí móng vì
nền thiên đã đủ sức chịu tải. Vải
địa kỹ thuật chịu kéo đặt trên mặt

của khối nêm trên mặt C’D’; S3 – diện tích mặt phẳng đáy khối nêm (ứng với kích
thước d);
S1 – diện tích mặt vát của khối nêm; 1 – góc vát so với phương thẳng đứng;
 – góc hợp bởi giữa ứng suất trên mặt vát và pháp tuyến mặt vát của khối nêm.

Giải phương trình (2.10) được q3 theo công thức (2.13):
S
q3  K3 .q
(2.13); trong đó K 
3

S3  S1.cos(90  1   )

Trong phạm vi mặt vát, tại đáy móng giá trị q1 tính theo công thức (2.14):
q1  q3 .cos(90  1   ) 

Đặt

K1 

S.cos(90  1   )
,
S3  S1.cos(90  1   )

S.cos(90  1   ).q
S3  S1.cos(90  1   )

(2.14)

lúc đó (2.14) trở thành (2.15):



- 11 -

Kết quả tính hệ số giảm ứng suất
cho 3 khối nêm I-0,5-0,3-45, II-0,5-0,345 và II-1-0,6-45 với vật liệu chèn là cát
ẩm có góc ma sát trong w=22018’ được
nêu trong Bảng 2.3.
Bảng 2.3 – Hệ số giảm ứng suất của một
số khối nêm

a) Mặt bằng
b) Mặt cắt A - A
Hình 2.9 – Kích thước khối nêm
I-0,5-0,3-45

Kết quả trong Bảng 2.3 chỉ ra rằng
mặt vát 450 của khối nêm có tác dụng làm
b) Mặt cắt A - A
a) Mặt bằng
giảm ứng suất đáy móng. Tuy nhiên, vẫn Hình 2.10 – Kích thước khối nêm
còn nhiều yếu tố ảnh hưởng khác nữa
II-0,5-0,3-45
chưa được xét đến là:
- Sự làm việc đồng thời giữa các
khối nêm trong móng;
- Sự khác nhau về giá trị ứng suất
trên mặt vát và đáy móng;
a) Mặt bằng
- Chiều sâu chịu nén của nền đất


- 12 -

Để kể đến ảnh hưởng của các khối nêm
đồng thời cùng làm việc trong móng đến các hệ
số giảm ứng suất, tác giả cũng xây dựng mô hình
và tính tính toán ứng suất, biến dạng cho móng
khối nêm đặt trên đất yếu gồm 6 khối nêm I-0,50,3-45 được xếp thành 2 hàng, mỗi hàng 3 khối
nêm, cát được chèn đầy khoảng hở giữa các khối
nêm (xem Hình 2.16 và Hình 2.17). Kết quả tính
toán ứng suất tại S1, S2, S3 nêu trong Bảng 2.11.

Hình 2.15 – Vị trí xem kết
quả trên mô hình

Hình 2.16 – Mặt bằng móng
khối nêm I-0,5-0,3-45

a) Khi vừa lắp b) Khi vừa chất
2.4.7. Bình luận kết quả
đặt các khối nêm tải lên tấm nén
Bảng 2.10 cho thấy ứng suất đáy móng Hình 2.17– Mô hình móng với khối
khối nêm bị giảm so với tải trọng tác dụng của nêm I-0,5-0,3-45 trên Plaxis 3D
thân đê truyền xuống. Kết quả này không thay đổi nhiều so với kết quả thu được
theo công thức giải tích nêu trong Bảng 2.3, cụ thể tại Bảng 2.10 hệ số K1nhỏ hơn
7 %, còn hệ số K3 lớn hơn 7 %. Sự khác biệt này là do các hệ số giảm ứng suất
thu được bằng mô hình số xét đến nhiều yếu tố ảnh hưởng hơn so với các hệ số
giảm ứng suất thu được từ công thức giải tích. Tuy nhiên, kết quả trên mô hình số
vẫn có sự sai khác với thực tế do mô hình vật liệu sử dụng trong mô hình số chỉ
phản ánh gần đúng kết quả nghiên cứu thực nghiệm.

có cơ sở khẳng định là phù hợp với thực nghiệm. Chính những hạn chế, tồn tại
nêu trên dẫn đến kết quả nghiên cứu chưa thể ứng dụng ngay vào thực tế, nên cần
được tiếp tục nghiên cứu ở các chương sau.
Chương III
NGHIÊN CỨU ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG MÓNG KHỐI NÊM
TRÊN MÔ HÌNH VẬT LÝ
3.1. MỤC TIÊU, VỊ TRÍ, SỐ LƯỢNG KHỐI NÊM THÍ NGHIỆM

- Mục tiêu: đo ứng suất, biến dạng của móng khối nêm (MKN) trên mô
hình vật lý để kiểm chứng sự phù hợp của mô hình số phục vụ nghiên cứu xác
định hình dạng hợp lý của khối nêm và hiệu chỉnh công thức giải tích đã thiết lập.
- Vị trí thí nghiệm: để dễ
dàng trong chất tải mà vẫn
phản ánh sát với thực tế và
giảm được kinh phí xây dựng
mô hình, vị trí móng khối nêm
thí nghiệm thực hiện ở khu vực
Hình 3.1 – Ví trí thí nghiệm móng khối nêm
giữa đỉnh đê, nơi chịu tải trọng
đưa vào mô hình
phân bố đều (xem Hình 3.1).
- Số lượng khối nêm: số
khối nêm thí nghiệm là 6, bố
trí làm 2 hàng, mỗi hàng 3
khối nêm (xem Hình 3.2).
Khối nêm thí nghiệm là I-0,50,3-45. Sơ đồ thí nghiệm này
Hình 3.2 – Sơ đồ thí nghiệm móng khối nêm
được Nhật và Hàn Quốc thực
(mặt cắt 2-2)
hiện với móng Top-base ở trong phòng và hiện trường [34], [39], [41], [44], [45].

a) Đồng hồ đo lún b) Mốc đo lún
Hình 3.14 – Đồng hồ đo lún và mốc
đo lún trên tấm nén

Hình 3.15 – Khung
Hình 3.16 – Kích thủy lực
truyền lực
- Nguyên lý đo ứng suất, biến dạng:
+ Đo ứng suất: cảm biến tiếp nhận ứng suất để chuyển đến thiết bị ghi dữ
liệu DT80 rồi chuyển vào máy tính.
+ Đo độ lún tấm nén: độ lún đọc trực tiếp trên đồng hồ để nhập vào máy
tính qua bàn phím.


- 15 -

3.4. THIẾT KẾ MÔ
HÌNH

Kết quả thiết
kế mô hình được
hiện trên Hình 3.10.
3.5. XÂY
MÔ HÌNH

DỰNG

Hình 3.17 – Thiết bị
DT80


Một số hình ảnh thi công chế tạo khối nêm xem Hình 3.21.


- 16 -

a) Ván khuôn thép
cho khối nêm

c) Khối nêm vừa d) Khối nêm đưa
b) Đầm hỗn hợp
đầm xong
trong ván khuôn
lên lắp đặt
Hình 3.21- Thi công chế tạo khối nêm
- Thi công, lắp đặt: một số hình ảnh lắp đặt móng khối nêm xem Hình 3.22.

a) Lắp đặt cảm biến

c) Hoàn thành
b) Khối nêm vào
móng khối nêm
vị trí
Hình 3.22 - Lắp đặt cảm biến và móng
khối nêm

Hình 3.23 – Phối cảnh 3D mô hình thí
nghiệm sau khi xây dựng

3.6. THÍ NGHIỆM VẬT LIỆU TRÊN MÔ HÌNH


lún không tăng khi vẫn giữ
nguyên tải trọng.
- Hình dạng đường cong
nén lún: cong đều, không có giai
đoạn đường thẳng. Theo tiêu chí
độ dốc nhỏ nhất, q=32 kPa chưa
đạt tải trọng giới hạn của nền.
- Dạng trường chuyển vị
trong nền: trên Hình 3.26,
trường chuyển vị tổng thể thực
tế trong nền mô hình lưu được
bằng kỹ thuật PIV cho thấy vùng
tập trung chuyển vị lớn ở khu
vực giữa móng và gần ngay
móng, càng xuống sâu và càng
xa thì trị số chuyển vị càng nhỏ.

Hình 3.27–Đồ thị ứng suất đáy móng khối nêm
do tải trọng theo thời gian
Bảng 3.4 – Ứng suất đáy móng
do tải trọng

3.9.2. Ứng suất
- Căn cứ Hình 3.27, ngay khi tăng tải ứng suất đáy móng tăng lên đột ngột,
rồi theo thời gian lại giảm dần đến một giá trị không đổi. Hiện tượng này có thể là
do tải trọng truyền vào đất qua thời gian sẽ dần lan tỏa vào trong đất nên mới có
hiện tượng ứng suất đáy móng tăng lên rồi lại giảm.
- Kết quả Hình 3.27 cũng cho thấy rằng, ứng suất tại S1 và S3 ban đầu khác
nhau nhiều hơn, tuy nhiên khi cấp tải trọng tăng lên, dẫn đến cát bị nén chặt, khả
năng truyền lực cũng tăng theo, nên 2 trị số này có xu hướng xích lại gần nhau.

bằng 6 m. Chính vì vậy, để đáp ứng mục tiêu đặt ra, cần nghiên cứu tiếp tục với
nhiều hình dạng khối nêm, tải trọng tác dụng lên móng phù hợp với đê 3 m có kết
hợp xe lưu thông trên đường. Tuy nhiên, nếu nghiên cứu, giải quyết những vấn đề
này trên mô hình vật lý thì gặp rất nhiều khó khăn do khối lượng công việc, kinh
phí, thời gian quá lớn, và để khắc phục thì phải dùng đến mô hình số, điều này sẽ
thực hiện ở chương IV.
Chương IV
NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH HÌNH DẠNG KHỐI NÊM HỢP LÝ
DÙNG LÀM MÓNG ĐÊ BIỂN NAM BỘ
4.1. CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN ỨNG SUẤT, BIẾN DẠNG

Ứng suất đáy móng chịu ảnh hưởng của rất nhiều yếu tố như: hình dạng
mặt đáy móng; độ sâu chôn móng; độ cứng của móng (phụ thuộc vào vật liệu,
chiều sâu, chiều dài của móng); kích thước móng; chiều sâu chịu nén của nền;
hình dạng móng; tính chất của đất nền và đất bên móng; sự thay đổi giá trị của tải
trọng tác dụng lên móng; … Ngoài ra, với móng khối nêm, ứng suất, biến dạng
còn phụ thuộc vào hình dạng, kích thước khối nêm bên trong móng.
4.2. PHÂN TÍCH, LỰA CHỌN MÔ HÌNH VẬT LIỆU

4.2.1. Các mô hình vật liệu trong Plaxis 3D


- 19 -

Plaxis 3D có sẵn nhiều mô hình vật liệu [37], đó là: đàn hồi tuyến tính
(LE), Mohr-Coulomb (MC), tăng bền (HS), đất yếu (SS) và một số mô hình khác.
Độ chính xác của kết quả tính toán phụ thuộc rất lớn vào sự hiểu biết của người
sử dụng trong việc lựa chọn mô hình vật liệu, mô hình bài toán, khả năng đánh
giá kết quả tính toán. Đặc biệt với đất yếu, có thể dùng đồng thời 3 mô hình HS,
SS và MC để phân tích, rồi lựa chọn ra mô hình phù hợp nhất. Một số mô hình


đưa ra kết quả tính toán ƯSĐM với mô hình HS nêu trong Bảng 4.2. Kết quả tính
trường chuyển vị trong nền và móng tại cấp tải trọng lên móng q=32 kPa như thể
hiện trên Hình 4.4.
Bảng 4.2 – ƯSĐM do tải trọng với mô hình
HS và MHVL

Hình 4.4 - Trường chuyển vị của
móng, q=32 kPa.
4.2.5. Phân tích kết quả, lựa chọn mô hình vật liệu
- Kết quả tính toán trong Bảng 4.1, Bảng 4.2 và Hình 4.3 cho thấy khi so
sánh với kết quả thí nghiệm của MHVL thì mô hình HS có sai số độ lún nhỏ nhất
và dạng đường cong nén lún phù hợp nhất so với mô hình SS và MC, nên được
chấp nhận để nghiên cứu xác định hình dạng hợp lý. Ngoài ra, trường chuyển vị
trên Hình 4.4 cũng phù hợp với trường chuyển vị trên MHVL.
4.3. ẢNH HƯỞNG CỦA GÓC VÁT KHỐI NÊM ĐẾN ỨNG SUẤT TRONG NỀN

Luận án sử dụng khối nêm với góc vát 450 để so sánh với 2 loại móng khác
làm đối chứng (xem Hình 4.5, Hình 4.6 và Hình 4.7) có cùng thể tích và tính chất
vật liệu móng và nền, cùng chịu tải trọng bằng 45 kPa. Điều đó làm chiều dày
móng sẽ khác nhau và ảnh hưởng của chiều sâu đặt móng đến ứng suất tăng thêm
trong nền sẽ khác nhau. Tuy nhiên,
do móng đặt trên nền đất yếu (sức
kháng cắt nhỏ), tải trọng đê có chiều
cao khối đắp từ 2 m đến 3 m [16],
chiều dày móng dự kiến 1 m, do đó
ảnh hưởng của áp lực hông do chiều
sâu móng đến ứng suất tăng thêm
Hình 4.5 – Móng nông thường
trong nền không đáng kể.

Hình 4.8 – Phân bố ứng suất
nêm với góc vát 450 thể hiện
giữa các biên dạng móng
ở chỗ:
+ Thời gian cố kết nền sẽ nhanh hơn do phạm vi phân bố ứng suất tăng
thêm rộng hơn và sâu hơn;
+ Khả năng vượt tải của móng khối nêm có góc vát 450 tốt hơn do miền
ứng suất cực đại nằm trọn dưới đáy móng mà không phát triển rộng ra 2 bên mép
như 2 loại móng đối chứng.
4.4. ẢNH HƯỞNG CỦA HÌNH DẠNG MẶT BẰNG KHỐI NÊM ĐẾN ỨNG
SUẤT, BIẾN DẠNG CỦA MÓNG

4.4.1. Nghiên cứu với kích thước nền của MHVL
4.4.1.1. Xây dựng mô hình nghiên cứu
Trước hết nghiên cứu với nền đê bằng kích thước nền của MHVL (bằng
2m) với một số chỉ tiêu cơ lý tương tự với một số chỉ tiêu cơ lý của nền đất yếu ở
đồng bằng Nam Bộ để tìm ra khối nêm có hình dạng hợp lý trên mặt bằng.
Luận án chỉ nghiên cứu với MKN có các
khối nêm với cát chèn đầy vào khoảng hở giữa
các khối nêm tại khu vực giữa đỉnh đê, nơi có
tải trọng thân đê tác dụng phân bố đều và lớn
nhất. Độ cứng của đất thân đê được quy đổi
bằng độ cứng tấm nén phẳng chiều cao 0,1 m Hình 4.9 – Mô hình nghiên cứu
và chiều dài 1 m với mô đun biến dạng bằng hình dạng hợp lý của khối nêm
Etnqđ = 135.000.000 kPa.
trên Plaxis
Tải trọng tác dụng lên móng lớn nhất bằng 56 kPa (do đất thân đê bằng 48
kPa, còn lại do tải trọng xe ô tô H10).



a) Mặt bằng
b) Mặt cắt A - A
Hình 4.11 – Khối nêm I-1-0,6-45
Hình 4.12 – Khối nêm II-1-0,6-45
Nghiên cứu ƯSĐM tại S3 và độ lún với 3 khối nêm có D=1 m và H=0,6 m:
- Khối nêm I-1-0,6-45: trụ bát giác kết hợp chóp cụt (xem Hình 4.11).
- Khối nêm II-1-0,6-45: trụ tròn kết hợp nón cụt (xem Hình 4.12).

Hình 4.13 – Móng khối nêm I-10,6-45 trên Plaxis 3D
Kết quả ở Bảng 4.5 chỉ ra rằng móng khối nêm I-1-0,6-45 có lợi hơn móng
khối nêm II-1-0,6-45, song kết quả không khác nhau nhiều, nên để giảm kinh phí,
móng khối nêm II-1-0,6-45 được chọn để ứng dụng cho đê biển.


- 23 -

4.4.1.5. Khối nêm D=1 m, H=1 m
Các khối nêm này chỉ khác các khối nêm I-1-0,6-45, II-1-0,6-45 ở chiều sâu
móng, tức là tác giả thực hiện nghiên cứu với chiều sâu móng H=1 m. Kết quả
lựa chọn được móng khối nêm II-1-1-45 để ứng dụng cho đê biển.
4.4.2. Nghiên cứu ứng suất đáy móng khối nêm với nền đê thực tế
Nền đê chịu nén thực tế ở đồng Bảng 4.10 – Tổng hợp hệ số giảm ứng suất
bằng Nam Bộ chịu tải trọng q=56 kPa
với các móng khối nêm
bằng 6 m. Tác giả nghiên cứu ƯSĐM
theo phương đứng và hệ số giảm ứng
suất cho các MKN hợp lý đã lựa chọn
được I-0,5-0,3-45, I-0,5-0,5-45, II-10,6-45, II-1-1-45, kết quả nêu trong
Bảng 4.10.
- Bảng 4.10 chỉ ra rằng, khi cùng

trọng giới hạn của nền (pgh) theo công thức (2.1) với các móng khác nhau có thể
sử dụng, sau cùng kiểm tra điều kiện ổn định nền về mặt cường độ theo công thức
(2.4) để quyết định chọn loại móng hợp lý.