CÔNG TRÌNH ĐƯỢC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA - ĐHQG-TPHCM
Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: TS. PHẠM VĂN HÙNG
Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: PGS.TS. VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1: TS. ĐỖ THANH HẢI
Cán bộ chấm nhận xét 2: PGS.TS. TÔ VĂN LẬN

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.HCM ngày 09
tháng 01 năm 2019

Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:

1.
2.
3.
4.
5.

PGS.TS. LÊ BÁ VINH.......................Chủ tịch hội đồng
TS. NGUYỄN VIỆT TUẤN...............Thư ký hộí đồng
TS. ĐỖ THANH HẢI.........................Cán bộ phản biện 1
PGS.TS. TÔ VĂN LẬN......................Cán bộ phản biện 2
PGS.TS. TRẦN TUẤN ANH................ủy viền hội đồng

Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý chuyên ngành sau
khi luận văn đã được sử chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐÒNG


email
Mã
số ngành:
ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DựNG
Chuyên
ngành60.58.02.11
I. TÊN ĐỀ TÀI:
ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP BẤC THẤM ĐÊ XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG VÀO KHU
TÁI ĐỊNH CƯ SING VIỆT HUYỆN BÌNH CHÁNH TP.HỒ CHÍ MINH
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. NHIỆM VỤ:

Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp bấc thấm kết hợp với gia tải trước.
- ứng dụng xử lý nền đường và khu tái định cư Sing Việt huyện Bình Chánh Tp. Hồ Chí Minh.
2. NỘI DUNG:

Mở đầu
Chương 1: Tổng quan về giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về giải pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp với gia tải
trước.
- Chương 3: ứng dụng giải pháp bấc thấm để xử lý nền đất yếu dưới nền đường vào khu tái định
cư Sing Việt Huyện Bình Chánh Tp.Hồ Chí Minh.
Kết luận và kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 13/08/2018
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 02/12/2018
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. VÕ PHÁN

Tp. Hcm ngày tháng năm 20
CÁN BỘ HD 1


“ứng dụng giải pháp bấc thấm để xử lý nền đất yếu dưới nền đường vào khu
tái định cư Sing Việt huyện Bình Chánh Tp. Hồ Chí Minh”.
Tóm tắt đề tài:
Bằng việc phân tích ngược kết quả tại một mặt cắt quan trắc xử lý nền đường số 2
thuộc Dự án khu tái định cư Sing Việt, từ đó rút ra được tỷ số giữa hệ số cố kết theo
phương ngang Ch và phương đứng Cv là 4 lần đại diện cho lớp đất yếu phổ biến trong
khu vực. Bên cạnh đó, tác giả ước lượng các tỷ số liên quan đến vùng đất xáo trộn xung
quanh bấc thấm từ đó đưa ra bộ thông số sử dụng cho việc tính toán.
Trong đó, thông qua tính toán bằng phương pháp giải tích, bằng phương pháp
phần tử hữu hạn theo cách mô phỏng vùng nền tương đương (Chai & Miura ,2001) và
mô phỏng bấc thấm như vật liệu đan hồi (Trần & Mitachi, 2008). Từ đó tác giả so sánh
với kết quả quan trắc thực tế rút ra kết luận: sai khác giữa phương pháp mô phỏng bấc
thấm như vật liệu đàn hồi và phương pháp giải tích với quan trắc thực tế dưới 5% ở cuối
giai đoạn chờ cố kết trong phạm vi khu tái định cư.


ABSTRACT
Thesis title:
“Application of Prefabricated Vertical Drains for improvement of soft soil
under entrance roads in Sing Viet Resettlement Land, Binh Chanh district HCM
city.”
Abstract:
By backward analyzing results of a section of monitoring and soil treatment of
Road No.2, under Sing Viet Resettlement Land Project, from which the ratio between
horizontal direction coefficient consolidation Ch and vertical dhection coefficient
consolidation Cv is fourfold, representing for common soft soil layer in this location.
Besides, the author estimates ratios of PVD messed surrounding areas, from which serial
of parameters apply for calculation shall be proposed.
Thereof, by calculating with analytic method, finite element theory (FEM) method
including 2 methods: Describe soft soil layer by equivalent area (Chai & Miura, 2001),

1.1.

Khái niệm về đất yếu:..........................................................................................5

1.1.1.

Theo nguồn gốc hình thành:.......................................................................5

1.1.2.

Theo trạng thái cơ lý tự nhiên của đất yếu.................................................6

1.2.

Giới thiệu về phương pháp bấc thấm kết hợp gia tải trước:................................6

1.3.

Lịch sử phát triển:................................................................................................8

1.4.

Bấc thấm:..........................................................................................................8

1.5.

Vật liệu thoát nước ngang.................................................................................12

1.6.



2.2.2.

Lời giải tích cho bài toán cố kết thấm:.......................................................22

2.2.3. Lời giải giải tích cho lăng trụ thấm trong điều kiện chỉ gia tải trước bằng
đất đắp:.....................................................................................................................23
2.3.

Các phương pháp đánh giá ổn định và biến dạng theo số liệu quan trắc:.........27

2.3.1......................................................................................................................... Đánh giá
độ ổn định theo phương pháp Matsuo:...........................................................................28
2.3.2.

Đánh giá độ ổn định theo phương pháp Asaoka:.......................................29

2.4.

Phương pháp giải tích theo TCVN 9355-2013:.................................................30

2.5.

Mô phỏng bấc thấm bằng phương pháp phần tử hữu hạn:................................33

2.5.1.

Phương pháp phần tử hữu hạn - Phần mềm Plaxis:....................................33




Điều kiện tự nhiên:............................................................................................46

3.2.1.

Địa hình:.....................................................................................................46

3.2.2.

Đặc điểm khí hậu:.......................................................................................46

3.2.3.

Địa chất:......................................................................................................47

3.2.4.

Thủy văn:....................................................................................................53

3.3.

Thông số nền đắp:............................................................................................54

3.4.

Thông số tính toán:...........................................................................................54

3.4.1.

Thông số hình học đường:..........................................................................54


Tính độ lún theo thời gian St của lớp bùn sét yếu:.....................................64

3.6.

Tính toán xử lý nền bằng phần mềm plaxis 8.5................................................74

3.6.1. Mô phỏng theo phương án 1 (PA1): Quy đổi đất yếu và bấc thấm như
vùng nền tương đương.............................................................................................74
3.6.2. Mô phỏng theo phương án 2 (PA2): Mô phỏng bấc thấm, xem bấc thấm
như vật liệu đàn hồi.................................................................................................82
3.7.

So sánh kết quả 3 phương pháp tính toán và kết quả quan trắc thực tế...........91

3.8.

Kết luận chương 3:............................................................................................92

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................................................93


1. Kết luận:..............................................................................................................93
2. kiến nghị:.............................................................................................................93
TÀI LIỆU THAM KHẢO...............................................................................................94
PHỤ LỤC......................................................................................................................946
DANH MỤC HÌNH ẢNH
Chương 1
Hình 1. 1 Biện pháp xử lý nền bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước..........................7
Hình 1. 2 Bấc thẩm lõi có rãnh dạng hình chữ nhật.........................................................9

Hình 3. 6 Mặt cẳt điển hình xử lỷ đường số 2.................................................................60
Hình 3. 7 Mô hình - PA1..................................................................................................76
Hình 3. 8 Chia lưới mô hĩnh - PA1..................................................................................76
Hình 3. 9 Điều kiện áp lực nước ban đầu - PA1..............................................................77
Hình 3. 10 Điều kiện ứng suất ban đầu (chưa đẳp gia tải) - PA1...................................77
Hình 3.11 Kết quả biến dạng sau 212 ngày chất tải - PA1.............................................78
Hình 3. 12 Chuyển vị theo phương đứng sau 212 ngày chất tải - PA1...........................78
Hình 3.13 Chuyển vị theo phương ngang sau 212 ngày chẩt tải - PA1..........................79
Hình 3. 14 Sự phân bố áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau 212 ngày chất tải - PA1. ..79
Hình 3.15 Mô hình - PA2.................................................................................................85
Hình 3.16 Chia lưới mô hĩnh — PA2...............................................................................85
Hình 3.17 Điểu kiện áp lực nước ban đầu - PA2.............................................................86
Hình 3.18 Điểu kiện ứng suất ban đầu (chưa đắp gia tải) - PA2....................................86
Hình 3.19 Ket quả biến dạng sau 212 ngày chất tải - PA2.............................................87
Hình 3. 20 Chuyển vị theo phương đứng sau 212 ngày chất tải - PA2...........................87
Hình 3.21 Chuyển vị theo phương ngang sau 212 ngày chất tải - PA2..........................88
Hình 3. 22 Sự phân bổ áp lực nước lỗ rỗng thặng dư sau 212 ngày chất tải - PA2. ..88
DANH MỤC BẢNG BIÊU
Chương 1
Bảng 1. 1 Tiêu chí kỹ thuật tối thiểu của bấc thẩm đứng (PVD) - TCVN 9355-2013.. 11 Bảng 1. 2
Tiêu chí kỹ thuật tối thiểu của bấc thẩm ngang (PHD) - TCVN 9355-20Ỉ3Ỉ3 Bảng 1. 3 Trình tự
thỉ công bấc thẩm............................................................................................................15
Chương 3
Bảng 3. 1 Tổng hợp chỉ tiêu cơ lỷ các lớp đẩt................................................................49


Bảng 3. 2 Điệu kiện thủy vãn khu tái định cư Sing Việt..................................................54
Bảng 3. 3 Vật liệu kết cẩu ảo đường...............................................................................55
Bảng 3. 4 Vật liệu san lấp...............................................................................................55
Bảng 3. 5 Thông số vật liệu bấc thẩm.............................................................................55

........................................................................................................................................80 Đồ thị
3. 13 So sánh kết quả PA1 với quan trẳc thực tế............................................................80
Đồ thị 3. 14 Độ lún theo thời gian đến thời điểm sau chất tải 212 ngày — PA2...........89
Đồ thị 3. 15 Độ lún theo thời gian đến khỉ áp lực nước lỗ rỗng bé hơn 1 kN/m2 - PA2.
................................................89 Đồ thị 3. 16 So sánh kết quả PA2 với quan trẳc thực tế.89
Đồ thị 3. 17 So sánh kết quả 3 phương pháp tỉnh với quan trắc thực tế.........................91


DANH MỤC KÝ HIỆU
Chương 1
e

c

m

go
m
Eu
ơ vo
— 5 ơ vm

Ap

kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2

Cs
Cc

eo
Ca
tp

Cv

a
b
dw

u
Uh

Hệ số cố kết
Bề dày bấc thấm
Bề rộng bấc thấm
Đường kính quy đổi bấc thấm
Hệ số cố kết chung
Hệ số cố kết theo phương ngang
Hệ so cố kết theo phương đứng
Nhân tố thời gian theo phương đứng
Nhân tố thời gian theo phương ngang
Nhân tố ảnh hưởng của khoảng cách bố trí bấc thấm
Nhân tố xét đến ảnh hưởng xáo động
Nhân tố xét đến sức cản bấc thấm


n
kv
kh
ks
ds
kve
khp
kwp

cm/s
cm/s
cm/s
m
cm/s
cm/s
cm/s

V

V
Rinter

kN/m3
kN/m3
kN/m3
kN/m3
%
%
m2/kN
m2/kN
kN/m2
kN/m2
kN/m2
kN/m2
o

Dung trọng tự nhiên
Dung trọng khô
Dung trọng đẩy nổi
Trọng lượng hạt
Độ bão hòa
Độ rỗng
TT/* A
A
Hệ
sô
rông



5


6


7

-

Từ cơ sở lý thuyết và thực nghiệm lựa chọn giải pháp xử lý nền phù hợp nhất nền
đường dẫn vào khu tái định cư Sing Việt cũng như các khu vực lân cận tại khu
vực huyện Bình Chánh TP.HCM.

-

Nghiên cứu này sử dụng các tài liệu hữu ích của các kỹ sư thiết kế cũng như chủ
đầu tư trong việc tính toán và lựa chon phương án xử lý nền bằng bấc thấm kết
hợp với gia tải trước tại khu vực huyện Bình Chánh Tp.HCM, với công nghệ thi
công dễ dàng cũng như vật liệu chế tạo sẵn, thân thiện với môi trường sẽ đem lại
hiệu quả cao về kinh tế, thời gian.

5. Sự HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI:
-

Trong phạm vi đề tài chỉ nghiên cứu tại tại khu vực khu tái định cư Sing Việt,
trong điều kiện nền thoát nước một phương. Trên thực tế trong khu vực còn có
các trường hợp nền thoát nước hai phương nên tính bao quát ứng dụng có điểm

Nguồn gốc khoáng vật:
Thường là sét hoặc á sét trầm tích trong nước ở ven biển, vùng vịnh, đầm hồ,
đồng bằng tam giác châu; loại này có thể lẫn hữu cơ trong quá trình trầm tích
(hàm lượng có thể lên đến 10-12%) nên có thể có màu nâu đen, xám đen và có
mùi.
Các đặc trưng vật lý:
-

Độ ẩm ở trạng thái tự nhiên gần bằng hoặc cao hơn giới hạn chảy.

-

Hệ số rỗng lớn: sét e >1.5, á sét e > 1.

Các đặc trưng cơ học:
-

Lực dính c theo kết quả cắt nhanh không thoát nước từ 15 kN/m 2 trở
xuống, góc nội ma sát (p từ 0° đến 10°.

-

Lực dính từ kết quả cắt cánh hiện trường (in situ vane shear test) Cu < 35
kN/m2.

♦♦♦ Nguồn gốc hữu cơ:
Thường hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng thường xuyên, mực nước
ngầm cao, tại đây các loài thực vật phát triển , thối rữa và phân hủy tạo ra thành



-

Loại I: Loại có độ sệt ổn định; thuộc loại này nếu vách đất đào thẳng đứng
sâu lm trong chúng vẫn duy trì được ổn định trong 1-2 ngày;

-

Loại II: Loại có độ sệt không ổn định; loại này không đạt tiêu chuẩn loại I
nhưng đất than bùn chưa ở trạng thái chảy;

1.2.

Loại III: Đất than bùn ở trạng thái chảy.
GIỚI THIỆU VỀ PHƯƠNG PHÁP BẤC THẤM KÉT HỢP GIA TẢI

TRƯỚC:
Các công trình hạ tầng hạ tầng nói chung và đường ô tô nói riêng không thể đắp
trực tiếp lên nền đất yếu mà không có biện pháp xử lý phù hợp. Với đặc điểm lớp đất yếu
với chiều dày lớn (> 6m), độ lún cố kết do tải công trình gây ra lớn và kéo dài hàng
nhiều năm gây hư hại cho mặt đường.
Ý tưởng dùng bấc thấm (PVD) ra đời từ trước những năm 1950 cho tới ngày nay
được phát triển và sử dụng rộng rãi ở Việt Nam cũng như trên toàn thế giới. Các công


trình tiêu biểu như: Đường dẫn vào cầu Mỹ Thuận, cầu Phú Mỹ, cầu cần Thơ, đại lộ
Đông-Tây, cao tốc thành phố Hồ Chí Minh - Trung Lương, Long Thành - Dầu Giây,...
Nguyên lý của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng PVD kết hợp với gia tải trước
là giảm cự ly thoát nước theo phương đứng của lớp đất sang chủ yếu theo phương ngang.
Sau khi thi công, khoảng cách cắm bấc thấm dao động từ 1.2m dến 3m. khoảng
cách này nhỏ hơn rất nhiều so với bề dày lớp đất yếu (6~10m). Mặc khác trong một lớp