Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không xử lý nền đất yếu dự án đường cao tốc tp hcm long thành dầu giây,luận văn thạc sỹ chuyên ngành kỹ thuật hạ tầng đô thị

Rất nhiều các biện pháp gia cố nền đất yếu được áp dụng như: gia tải trước, tầng đệm cát, gia cố nền đường, bệ phản áp, sử dụng vật liệu nhẹ sử dụng phụ gia để gia cố nền đất, nền đất bằ

TỐC TP.HCM – LONG THÀNH – DẦU GIÂY

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI

-@&? -

TRẦN QUANG VINH

NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP CỐ KẾT HÚT CHÂN KHÔNG XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU DỰ ÁN ĐƯỜNG CAO

TỐC TP.HCM – LONG THÀNH – DẦU GIÂY

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT HẠ TẦNG ĐÔ THỊ

MÃ SỐ : 60 – 58 – 22

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

GIÁO VIÊN HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

TS TÔ NAM TOÀN

Luận văn là sự tổng hợp kiến thức của cả một thời gian học tập và nghiên cứu của học viên cũng như sự tận tình giúp đỡ, chỉ bảo của toàn thể các thầy cô đã giảng dạy trong suốt thời gian qua

Để có được thành quả ngày hôm nay, ngoài sự nổ lực không ngừng của bản thân không thể không kể đến công ơn của các thầy, cô giáo Trường Giao Thông Vận Tải nói chung và các thầy, cô giáo khoa sau Đại học của Trường Giao Thông Vận Tải nói riêng

đã tận tình giúp đỡ em hoàn thành chương trình cao học và viết luận văn này

Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến TS Tô Nam Toàn, người Thầy đã dành rất

nhiều thời gian và tâm huyết hướng dẫn nghiên cứu để giúp em hoàn thành luận văn tốt nghiệp

Mặc dù đã có nhiều cố gắng để hoàn thiện luận văn này bằng tất cả sự nhiệt tình và năng lực của mình, tuy nhiên chắc chắn sẽ không thể tránh khỏi những hạn chế và thiếu sót Rất mong nhận được những đóng góp quý báu của Quý Thầy Cô và các bạn

Trân trọng./

Tp.Hồ Chí Minh, tháng 04 năm 2013

Học viên

Trần Quang Vinh

MỤC LỤC

MỤC LỤC 1

PHẦN MỞ ĐẦU 6

1 Tính cấp thiết của đề tài 6

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài 7

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu 7

4 Độ tin cậy của đề tài 7

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 7

CHƯƠNG 1: Tổng quan về điều kiện địa chất và đặc điểm khai thác của dự án cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây đang được xây dựng trên khu vực Quận 2, Quận 9 (Tp Hồ Chí Minh) và huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai) 8

1.1 Đặc điểm địa chất thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Đồng Nai 8

1.2 Đặc điểm và phân vùng địa chất ở khu vực huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai) 11

1.2.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên: 11

1.2.2 Địa tầng: 11

1.2.3 Điều kiện địa chất công trình 11

1.2.3.1 Địa tầng 11

1.2.3.2 Tính chất cơ lý của đất (chi tiết xem phụ lục A đính kèm) 14

1.3 Đặc điểm khai thác của dự án cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây đang được xây dựng trên khu vực Quận 2, Quận 9 (Tp Hồ Chí Minh) và huyện Long Thành, Nhơn Trạch (Đồng Nai) 14

CHƯƠNG 2: Các biện pháp xử lý đất yếu tại dự án đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây 17

2.1 Tìm hiểu và nghiên cứu lý thuyết chung về cố kết 17

2.1.1 Quá trình cố kết 17

2.1.1.1 Quá trình cố kết lớp đất đơn giản 17

2.1.1.2 Quá trình cố kết lớp đất phức tạp 20

2.1.2 Lý thuyết cố kết thấm 1 hướng của Terzaghi 21

2.1.2.1 Các giả thiết của Terzaghi 21

2.1.2.2 Lập phương trình vi phân cố kết thấm 22

2.1.2.3 Điều kiện biên bài toán 23

2.1.2.4 Giải phương trình vi phân cố kết thấm 24

2.1.2.5 Các trường hợp chú ý 24

2.2 Các giải pháp xử lý khi xây dựng nền đường ô tô đắp trên đất yếu Tìm hiểu các biện pháp xử lý đất yếu tại dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 24

2.2.1 Các giải pháp không cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng 24

2.2.1.1 Đắp nền theo giai đoạn 25

2.2.1.2 Đắp bệ phản áp 26

2.2.1.3 Gia tải tạm thời 27

2.2.1.4 Nền đắp nhẹ 28

2.2.1.5 Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật 29

2.2.1.6 Sử dụng hệ móng cọc 30

2.2.1.7 Lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (đắp trên móng cứng) 30

2.2.2 Các giải pháp cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng 32

2.2.2.1 Đào một phần hoặc đào toàn bộ đất yếu (phương pháp thay đất) 32

2.2.2.2 Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (sử dụng bấc thấm, giếng cát) 32

2.2.2.3 Cố kết hút chân không 36

2.2.2.4 Gia cố nền đất yếu bằng cọc đất gia cố vôi hoặc xi măng 37

2.2.2.5 Cải tạo đất bằng cọc vật liệu rời 39

2.2.3 Tìm hiểu các biện pháp xử lý đất yếu tại dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 44

2.3 Giới thiệu lược sử phát triển, nguyên lý tính toán và quy trình công nghệ xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 44

2.3.1 Lược sử phát triển: 44

2.3.2 Nguyên lý tính toán xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 45

2.3.3 Quy trình công nghệ xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 49

2.3.3.1 Các loại máy móc, thiết bị thi công 49

2.3.3.2 Trình tự thao tác xử lý 49

2.3.3.3 Công tác và thiết bị quan trắc trong và sau khi xử lý 51

2.3.3.4 Công tác thí nghiệm đánh giá chất lượng đất nền sau khi xử lý 52

CHƯƠNG 3: Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không xử lý nền đất yếu tại gói thầu số 3 (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 57

3.1 Lựa chọn phương xử lý nền đường đắp trên đất yếu tại gói thầu số 3 (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 57

3.1.1 Giới thiệu 57

3.1.2 Phương pháp bấc thấm gia tải trước thông thường 58

3.1.3 Các phương pháp xử lý nền xem xét để thay thế 59

3.1.4 Đánh giá phương pháp cố kết chân không 60

3.1.5 So sánh giá thành giữa phương pháp bấc thấm thoát nước đứng thông thường PVD và các phương pháp cố kết chân không 62

3.1.6 Kết luận và kiến nghị 62

3.2 Các nội dung tính toán thiết kế xử lý nền đất yếu bằng hút chân không 63

3.2.1 Tiêu Chuẩn Thiết Kế 63

3.2.2 Tải Trọng Thiết Kế 63

3.2.2.1 Tải trọng thiết kế 63

3.2.2.2 Tải trọng gia tải 64

3.2.3 Phương Pháp Tính Lún 64

3.2.4 Lún cố kết theo thời gian và sự gia tăng của Sức kháng cắt trong quá trình cố kết 65

3.2.4.1 Mức độ cố kết 65

3.2.4.2 Sức kháng cắt gia tăng trong quá trình cố kết 67

3.2.5 Độ lún dư sau thi công và độ lún yêu cầu trước khi dỡ tải 67

3.2.5.1 Độ lún dư sau thi công 67

3.2.5.2 Độ lún yêu cầu khi dỡ tải 68

3.2.6 Kiểm Tra Ổn Định 68

3.2.6.1 Phương pháp tính toán 68

3.2.6.2 Gia tăng ổn định bằng vải ĐKT gia cường 69

3.2.7 Thông Số Thiết Kế 69

3.2.8 Thiết kế chi tiết cho đoạn D1, D2 70

3.3 Biện pháp thi công hút chân không gói thầu số 3 (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 72

3.3.1 Tạo mặt bằng thi công 72

3.3.2 Công tác thi công bấc thấm đứng 72

3.3.2.1 Đánh dấu vị trí bấc thấm đứng 72

3.3.2.2 Cắm bấc thấm đứng: kiểm định thiết bị quan trắc 73

3.3.2.3 Thi công cắm bấc thấm đứng đồng loạt 73

3.3.3 Đào rãnh để lắp đặt đường ống và bể tách pha CVC 74

3.3.4 Lắp đặt bấc thấm ngang 75

3.3.5 Bố trí đường ống và bể tách pha CVC 75

3.3.6 Lấp đất cho các rãnh đào 76

3.3.7 Lắp đặt tấm bảo vệ 76

3.3.8 Lắp đặt tấm kín khí 77

3.3.9 Xử lý bờ bao 77

3.3.10 Bố trí bơm hút chân không và máy phát điện 78

3.3.11 Bơm hút chân không 78

3.3.11.1 Bắt đầu bơm 78

3.3.11.2 Kiểm tra thoát khí và xử lý kín khí 78

3.3.11.3 Áp suất chân không 79

3.3.11.4 Đắp đất nền đường 79

3.3.11.5 Thời gian lún 79

3.4 Công tác quan trắc và kết quả thí nghiệm hiện trường đoạn D1, D2 thuộc gói thầu số 3 (Km14+100-:-Km 23+900), dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây 81

3.4.1 Thiết bị và quan trắc 81

3.4.1.1 Phương án lắp đặt thiết bị và quan trắc 81

3.4.1.2 Thiết bị quan trắc đoạn D1, D2 94

3.4.1.3 Kết quả quan trắc 97

3.4.2 Phân tích kết quả quan trắc 99

3.4.2.1 Kiểm tra ổn định đất nền 99

3.4.2.2 Tính toán lún cuối cùng theo phương pháp Asaoka 101

3.4.2.3 Phân tích ngược số liệu quan trắc 105

3.4.2.4 Ước tính độ lún dư 107

3.4.3 Đánh giá thông số của đất nền 108

3.4.3.1 Kết quả khảo sát địa chất trước khi xử lý nền đất yếu 108

3.4.3.2 Kết quả khảo sát địa chất sau khi xử lý nền đất yếu 108

3.4.3.3 So sánh và đánh giá thông số của đất trước và sau khi xử lý nền đất yếu 109

3.4.3.4 Kết luận: 110

CHƯƠNG 4: Kết luận, kiến nghị và dự kiến hướng nghiên cứu tiếp theo 112

4.1 Kết luận 112

4.2 Kiến nghị 113

4.3 Phần phụ lục 113

4.3.1 Phụ lục A

4.3.2 Phụ lục B

4.3.3 Phụ lục C

Tài liệu tham khảo

PHẦN MỞ ĐẦU

1 Tính cấp thiết của đề tài

Nước ta đang bước vào thời kỳ công nghiệp hoá hiện đại hoá, cơ sở hạ tầng kỹ thuật, khu đô thị mới, những tuyến đường cao tốc…đã và đang được xây dựng với tốc độ ngày càng lớn Nền móng của các công trình xây dựng nhà ở, đường sá, đê điều, đập chắn nước và một số công trình khác trên nền đất yếu thường đặt ra hàng loạt các vấn đề phải giải quyết như: sức chịu tải của nền thấp, độ lún lớn và độ ổn định của cả diện tích lớn Việt Nam được biết đến là nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Hồng và sông

Mê Kông Nhiều thành phố và thị trấn quan trọng được hình thành và phát triển trên nền đất yếu với những điều kiện hết sức phức tạp của đất nền, dọc theo các dòng sông và bờ biển Thực tế này đã đòi hỏi phải hình thành và phát triển các công nghệ thích hợp, tiên tiến để xử lý nền đất yếu Việc xử lý nền đất yếu là vấn đề bức thiết và quan trọng hàng đầu trong ngành xây dựng hiện đại Xử lý nền đất yếu nhằm mục đích làm tăng sức chịu tải của nền đất, cải thiện một số tính chất cơ lý của nền đất yếu như: giảm hệ số rỗng, giảm tính nén lún, tăng độ chặt, tăng trị số mođun biến dạng, tăng cường độ chống cắt của đất…đảm bảo điều kiện khai thác bình thường cho công trình

Rất nhiều các biện pháp gia cố nền đất yếu được áp dụng như: gia tải trước, tầng đệm cát, gia cố nền đường, bệ phản áp, sử dụng vật liệu nhẹ (sử dụng phụ gia để gia cố nền đất, nền đất bằng vật liệu nhẹ); thay bằng lớp đầm chặt, thả đá hộc (với chiều dày lớp bùn không sâu); thoát nước cố kết (bấc thấm, giếng bao cát, cọc cát, giếng cát, cọc đá dăm); nền móng phức tạp (hạ cọc bê tông, hạ cọc bằng chấn động, cọc xi măng đất, cọc đất – vôi – xi măng, cọc bê tông có lẫn bột than); cọc cứng (cọc ống mỏng chế tạo tại chỗ); cọc cừ tràm hoặc cọc tre….Nhưng các biện pháp trên không những không đạt được hiệu quả gia cố, mà còn ảnh hưởng đến môi trường xung quanh và kéo dài thời gian thi công công trình

Với mong muốn nâng cao chất lượng công tác gia cố nền đất yếu Vì vậy với đồ

án ”Nghiên cứu phương pháp cố kết hút chân không xử lý nền đất yếu dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây” là cần thiết để đánh giá được hiệu quả trong công tác xử lý nền đất yếu, rút ngắn được thời gian thi công, giảm thiểu đáng kể lượng vật liệu đắp, diện tích đắp; tạo tiền đề áp dụng cho các công trình xây dựng trên nền đất yếu trong tương lai

2 Mục tiêu nghiên cứu của đề tài

Đề tài nghiên cứu những nội dung cụ thể như sau:

Tìm hiểu và nghiên cứu Lý thuyết chung về cố kết của đất

Làm rõ nguyên lý tính toán và quy trình công nghệ xử lý nền đất yếu bằng hút chân không

Nghiên cứu kết quả xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cố kết hút chân không tại gói thầu số 3 (Km14+100-:-Km23+900) dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành –Dầu Giây

3 Đối tượng và phương pháp nghiên cứu

Nghiên cứu điều kiện địa chất, địa hình, tính chất xây dựng và những thuận lợi khó khăn trong quá trình triển khai đưa ra các giải pháp xử lý nền đất yếu trong xây dựng đường ôtô

Tìm kiếm và nghiên cứu các tài liệu trong và ngoài nước về lý thuyết cố kết và kiến thức môn Cơ học đất làm sáng tỏ các vấn đề cơ sở và mang tính lý thuyết căn bản của phương pháp Nghiên cứu ứng dụng thực tế phương pháp cố kết hút chân không đối với dự án đường cao tốc Tp.HCM – Long Thành – Dầu Giây

4 Độ tin cậy của đề tài

Đề tài dùng số liệu từ kết quả khảo sát địa chất nền đường trước và sau khi xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cố kết hút chân không tại hiện trường của một dự án đường cao tốc Vì vậy kết quả đủ độ tin cậy

5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

Giúp cho các nhà đầu tư dự án có thể ước lượng được kết quả lún nền đường khi

dự án đi qua các khu vực có nền đất yếu, từ đó kiểm tra sơ bộ kinh phí đầu tư, đẩy nhanh tiến độ thi công, mang lại hiệu quả kinh tế

Đối với các nhà tư vấn thiết kế, sơ bộ đưa ra được độ lún nền đường: lập đề cương khảo sát, lựa chọn giải pháp xử lý nền đường Giúp cho người thiết kế nhanh chóng

có kết quả tính lún phù hợp với quy mô nền đường, rút ngắn thời gian hoàn thành công tác lập dự án

CHƯƠNG 1: Tổng quan về điều kiện địa chất và đặc điểm khai thác của dự

án cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây đang được xây dựng trên khu vực Quận 2, Quận 9 (Tp Hồ Chí Minh) và huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai)

1.1 Đặc điểm địa chất thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Đồng Nai

Theo Bản đồ địa chất thành phố Hồ Chí Minh và tỉnh Đồng Nai tỷ lệ 1/200.000, cấu trúc địa chất trong phạm vi dự án đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây bao gồm các hệ tầng được mô tả từ dưới lên trên như sau:

- Hệ tầng Châu Thới (T2a ct): hệ tầng này chỉ gặp ở Châu Thới và Bửu Long

Mặt cắt của hệ tầng bao gồm các lớp sét kết, sét bột kết, cát kết màu xám đen phân lớp mỏng xen kẽ nhau; dày 160m

- Hệ tầng Dray Linh (J1dl): hệ tầng này lộ ra thành những dải hẹp ở hạ lưu sông

Bé và sông Đồng Nai Hệ tầng này bao gồm hai tập:

+ Tập 1: Cát bột kết chứa vôi, xen đá phiến sét, bột kết, màu xám đen, phân lớp vừa đến dày; dày 70m

+ Tập 2: Đá phiến vôi, xen kẹp cát kết vôi màu xám đen Tập này bị phủ bởi anđesit hệ tầng Long Bình Chiều dày của hệ tầng này là 150m

- Hệ tầng Long Bình (J3lb): hệ tầng này phân bố ở phần phía Đông tờ TP Hồ Chí

Minh Mặt cắt tham chiếu của hệ tầng này gồm 4 tập như sau:

+ Tập 1: Anđesitobazan, phần trên xen các lớp mỏng trầm tích silic-sét, sét vôi, silic-vôi; dày 117m

+ Tập 2: Tuf dung nham xen kẹp trầm tích silic-sét than, vôi-silic than; dày 120m + Tập 3:Tuf aglomerat thành phần anđesitobazan, anđesite, đacit, riođacite chuyển lên các trầm tích sét vôi, sét than phân dải mỏng; dày 115m

+Tập 4: Tuf bột kết màu đỏ chuyển lên đacit, ryolit; dày 65-75m

- Hệ tầng Bình Trưng (N13bt): hệ tầng này không lộ ra trên bề mặt, mà chỉ gặp

trong các hố khoan từ sâu khoảng từ 100m trở xuống Dựa theo mặt cắt địa chất, hệ tầng này được chia thành 3 tập:

+ Tập 1: Cát, sạn, sỏi chứa chứa các mảnh dăm gắn kết yếu bởi bột sét màu xám lục; dày 3.3m

+ Tập 2: Cát bột kết màu xám; dày 7.6m

+ Tập 3: Sét bột kết màu xám phân lớp mỏng (0.5-4cm), giữa mặt lớp có di tích thực vật hoá than màu đen Bề dày 8.0m

- Hệ tầng Nhà Bè: (N21nb): mặt cắt của hệ tầng này từ dưới lên được chia thành 2

- Hệ tầng Bà Miêu: (N22bm): hệ tầng này lộ ra khá rộng rãi trên mặt của ở các gò

đồi sót (vùng xóm Bà Miêu, Long Bình, Thủ Đức) dạng sườn xâm thực Mặt cắt hệ tầng được chia làm 2 tập:

+ Tập 1: Cuội, sạn, cát, chọn lọc kém, gắn kết yếu bởi sét bột; bề dày 6-20m + Tập 2: Cát xen bột lẫn ít sạn sỏi, các lớp sét màu nâu vàng Bề dày chung của hệ tầng Bà Miêu thay đổi từ 10 đến 90m

- Hệ tầng Đất Cuốc (aQ13đc): phân bố dạng dải hẹp (rộng 3-8 km) kéo dài theo

phương Tây Bắc – Đông Nam, từ bắc Bến Cát đến Hố Nai với bề mặt địa hình khá bằng phẳng, nằm ở độ cao 40-50m (tương đương với thềm bậc III) Hệ tầng bao gồm: cát, cuội, sỏi, chuyển lên cát, bột, sét kaolin chứa ít mảnh tectit nhuyên dạng Bề dày trầm tích thay đổi từ 4 đến 10m

- Hệ tầng Thủ Đức (aQII-III tđ): phân bố dạng dải kéo dài theo phương Tây Bắc –

Đông Nam, tạo nên bề mặt khá bằng phẳng ở bậc địa hình 20-30m (tương đương thềm bậc II) Lộ ra và phân bố kéo dài từ Dầu Tiếng, Bến Cát tới vùng Thủ Đức Tạ vườn Dũ, Dốc Chùa (Bắc Tân Uyên, chúng tồn tại ở dạng thềm song với chiều ngang thay đổi từ vài chục mét đến hang trăm mét, cá biệt tới 1km) Hệ tầng gồm cát, cuội, sỏi nhiều thành phần, trong đó có cuội tectit mài tròn Bề dày 4-30m

- Hệ tầngThủy Động (aQII-III tđg): hệ tầng này chỉ gặp trong hố khoan phân bố ở

phía Tây Nam đứt gãy sông Vàm Cỏ Đông ở độ sâu 20-30m trở xuông, thuộc đới chuyển tiếp từ tướng lục địa sang tướng biển Hệ tầng bao dưới là cát lẫn ít cuội, sạn xen các thấu kính bột sét chứa mùn thực vật hoá than, chuyển lên trên là sét bột, bột màu vàng dạng khối; bề dày 20 – 60m

- Hệ tầng Củ Chi (aQIII 3cc): hệ tầng này phân bố thành một dải kéo dài từ Hoà

Thành –Tây Ninh qua Trảng Bàng về tới Củ Chi, Hóc Môn và cho tới tận Long Thành -

Đồng Nai Thành phần trầm tích gồm cát, cuội, sỏi, sét kaolin Bề dày của trầm tích từ 2 đến 25m

- Hệ tầng Mộc Hoá, trầm tích sông-biển (amQIII3 mh): hệ tầng Mộc Hoá phân bố

chủ yếu ở phía tây nam đứt gãy Vàm Cỏ Đông Hệ tầng bắt đầu bằng cát, cuội, sỏi xen các thầu kính bột và sét Chiều dày 10 – 30m

Trên vùng đo vẽn, các thành tạo Holocen chiếm diện tích nhỏ Các trầm tích này phân bố ở phía nam và tây nam tờ bản đồ dạng đồng bằng thấp (2-4m) bị chia cắt bởi hệ thống sông, kênh, rạch hiện đại Các trầm tích Holocen bao gồm các hệ tầng dưới đây:

- Holocen hạ - trung, trầm tích sông (aQIV1-2) Lộ ra trên các bãi bồi phân bố dọc theo thung lũng sông Đồng Nai, sông Bé, sông Sài Gòn thành dải hẹp ở độ cao 3-4m Thành phần trầm tích: dưới là cát lẫn với ít sạn, phía trên là sét, bột Chiều dày 2- 10m

- Holocen trung được chia ra 2 kiểu nguồn gốc:

+ Hệ tầng Hậu Giang, trầm tích biển (mQIV2 hg) – lộ ra ở dạng thềm biển cổ phân

bố dọc đường đi Vũng Tàu, đoạn từ Long Thành tới Bà Rịa hoặc viền quanh khối nhô Nhơn Trạch Ngoài ra còn gặp phổ biến trong các hố khoan vùng Bình Chánh, Hóc Môn

ở độ sâu 3m trở xuống Thành phần chính của trầm tích là cát xen ít bột, sét; dày 12m

2-+ Trầm tích sông-biển (amQIV2) – lộ ra rộng rãi ở vùng các cửa sông Đồng nai, Sài Gòn, Vàm Cỏ Đông Thành phần trầm tích là bột, sét màu xám vàng, đôi chỗ lẫn mùn thực vật màu xám sẫm Bề dày 3-4m

+ Trầm tích sông –biển (aQIV2-3) Ở vùng nam Bình Chánh, bắc Nhà Bè, các trầm tích này lộ ra không nhiều dưới dạng vùng đồng bằng thấp (2-3m), thường bị ngập lụt vào mùa mưa Thành phần trầm tích gồm cát, sétbột, sét, tuỳ từng nơi có lẫn mùn hữu cơ, màu xám sẫm Bề dày 2-3m, cá biệt tới 4-5m

- Holocen thượng Căn cứ vào mức độ ảnh hưởng của dòng chảy, Holocen

thượng được chia thành hai phần dưới và trên

+ Phần dưới bao gồm hai kiểu nguồn gốc:

• Trầm tích đầm lầy (bQIV31) phân bố dọc theo thung lũng sông Vàm Cỏ Đông Thành phần trầm tích chủ yếu là than bùn phân huỷ từ các cây bụi nhỏ như bần, đước, dừa nước và các loại cây thân cỏ Bề dày 1-2m

• Trầm tích sông-đầm lầy (abQIV31) Phân bố ở dạng dải hẹp lấp đầy các trũng thấp hình thành trên bề mặt trầm tích thuộc hệ tầng Củ Chi, hoặc các bồn trũng phổ biến

dọc hai bên sông Sài Gòn, sông Vàm Cỏ Đông Thành phần trầm tích gồm sét, bột, mùn thực vật, đôi khi có cát mịn ở phần đáy Bề dày thay đổi từ 0.7m-1.5m đến 3-4m

+ Phần trên: Chịu ảnh hưởng thường xuyên của dòng chảy gồm các trầm tích sông (aQIV32) – phân bố dọc theo các sông và kênh rạch hiện đại, trầm tích sông-đầm lầy (abQIV32) – phân bố không nhiều ở khu vực Nhà Bè, và trầm tích biển-đầm (mbQIV32) lộ

ra ở cửa sông Thị Vải Thành phần là cuội, sỏi, cát, bột sét, di tích thực vật và than bùn

1.2 Đặc điểm và phân vùng địa chất ở khu vực huyện Long Thành, Nhơn Trạch (tỉnh Đồng Nai)

1.2.1 Vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên:

Đây là khu vực bằng phẳng có độ cao tăng dần về phía Long Thành, cao độ thay đổi -8.0m đến 9.0m Vùng này thường xuyên bị ảnh hưởng bởi thuỷ triểu của Biển Đông

và bị tác động trực tiếp bởi nguồn nước từ thượng nguồn sông Đồng Nai Bề mặt địa hình

bị chia cắt mạnh bởi các kênh rạch, hồ ao và các đường giao thông Đất ở đây chủ yếu là đất nông nghiệp trồng lúa

1.2.2 Địa tầng:

Mặt cắt địa chất tại khu vực đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh - Long Thành – Dầu Giây đi qua bao gồm các đơn nguyên địa chất công trình theo thứ tự từ trên xuống như sau:

Lớp K: Đất đắp

Lớp 1: Sét béo, xám đen, nâu nhạt, chảy đến dẻo chảy (CH)

Thấu kính L1-1: Cát pha sét, xám nâu, xám vàng, xám đen,rời rạc (SC)

Thấu kính L1-2: Cát cấp phối xấu chứa bụi, xám nâu, xám vàng, rời rạc (SP-SM)

Lớp phụ 2a: Sét béo chứa cát, xám sẫm, xám vàng, dẻo mềm, đôi chỗ dẻo cứng

(CH)

Lớp phụ 2b: Sét gầy chứa cát, xám sẫm, xám vàng, dẻo cứng đến nửa cứng (CL)

Thấu kính L2-1: Cát pha sét, xám vàng, xám đen, rời rạc đến chặt vừa (SC)

Thấu kính L2-2: Bụi dẻo, nâu nhạt, xám sẫm, chảy (MH)

Thấu kính L2-3:Than bùn, xám đen, xám nâu, dẻo mềm

Lớp 3: Cát pha sét, xám nâu, xám vàng, xám đen, chặt vừa đến chặt, đôi chỗ rời

• Lớp 1a: Nằm bên dưới lớp đất đắp tới độ sâu khoảng 1.1m đến 10.0 m, bụi dẻo

cao lẫn ít cát (MH), màu xám xanh, xám đen, trạng thái dẻo chảy – chảy, chứa hữu cơ và

rể cây Trị số độ ẩm trung bình 90.3%, giới hạn dẻo 45%, giới hạn chảy 95 %, dung trọng 1.45 T/m3 Giá trị N- SPT trong khoảng 0-1 búa

Bảng 1.1 Các thông số cơ lý của lớp 1a

• Lớp 1b: Nằm dưới lớp 1a đến độ sâu 9.0 đến 28.0m, bụi dẻo cao (MH), màu

xám xanh, xám đen chứa nhiều hữu cơ Giá trị trung binh của các thông số như: độ ẩm 72.2%, giới hạn dẻo 44.0 %, giới hạn chảy 81.0 %, dung trọng 1.51 T/m3 Giá trị N- SPT trong khoảng 0-2 búa

Bảng 1.2 Các thông số cơ lý của lớp 1b

• Lớp 2a: Nằm dưới lớp 1b đến độ sâu 12.2 đến 20.2m, Sét độ dẻo cao, màu nâu

đỏ, xám vàng, trạng thái dẻo cứng đến nửa cứng Ở độ sâu từ 12.2-16.3m xen lẫn sạn sỏi laterit.Giá trị trung binh của các thông số như: độ ẩm 34.2%, giới hạn dẻo 30.0 %, giới hạn chảy 72.0 %, dung trọng 1.89 T/m3 Giá trị NSPT trong khoảng 10-22 búa

Bảng 1.3 Các thông số cơ lý của lớp 2a

• Thấu kính L2-1: Cát màu xám vàng, hạt mịn - trung, trạng thái rời rạc, bão hòa

nước Giá trị N- SPT trong khoảng 3-5 búa

• Lớp 3: Nằm dưới lớp 2a đến độ sâu 21.0m đến kết thúc hố khoan, Cát màu xám

vàng, hạt mịn - trung, trạng thái chặt vừa, bão hòa nước Giá trị N- SPT trong khoảng

10-34 búa

Bảng 1.4 Các thông số cơ lý của lớp 3

1.2.3.2 Tính chất cơ lý của đất (chi tiết xem phụ lục A đính kèm)

1.3 Đặc điểm khai thác của dự án cao tốc Tp.Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây đang được xây dựng trên khu vực Quận 2, Quận 9 (Tp Hồ Chí Minh) và huyện Long Thành, Nhơn Trạch (Đồng Nai)

Đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây là một phần của đường cao tốc Bắc Nam, nằm trong khu vực kinh tế trọng điểm phía nam, là một trong khu vực phát triển năng động nhất và góp phần lớn vào nền kinh tế của cả nước Khu vực kinh tế trọng điểm này là một trung tâm giao thông đường bộ, đường biển, đường thủy nội địa, đường không, sự trao đổi quốc tế lớn và là địa điểm thu hút đầu tư nước ngoài trong cả nước Do vậy phát triển khu vực này là rất quan trọng đối với sự phát triển của khu vực đồng bằng sông Cửu Long, khu vự Nam trung bộ và khu vực Tây Nguyên nói riêng cùng với sự phát triển của cả nước nói chung

Đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây là một trục xương sống rất quan trọng trong chỉnh thể đó, thể hiện trên một số khía cạnh sau:

- Tuyến đường cao tốc ra đời thúc đẩy sớm sự ra đời Cảng hàng không quốc tế

Long Thành, phục vụ nhu cầu vận tải hàng không

- Đường cao tốc sẽ thu hẹp khoảng cách giữa các tỉnh đồng bằng sông Cửu Long

và các tỉnh phía Nam, đồng thời đáp ứng nhu cầu giao thông với tiêu chuẩn kỹ thuật cao, cho phép tốc độ cao hơn và điều kiện giao thông an toàn hơn

- Để giải quyết yêu cầu cấp thiết giao thông trên quốc lộ 1A, đoạn thành phố Hồ

Chí Minh – Đồng Nai Đặc biệt là khi các Dự án đại lộ Đông Tây, Cầu Phú Mỹ và cầu Thủ Thiêm đã được hoàn thành Nếu đường cao tốc thành phố Hồ Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây chưa được xây dựng sẽ có một sự rủi ro nghiêm trọng và sự tắc nghẽn giao thông tại lối vào đoạn thành phố Hồ Chí Minh – Biên Hòa sẽ trở nên nghiêm trọng

- Để thúc đẩy phát triển khu vực đô thị vệ tinh trong thành phố Hồ Chí Minh; các

huyện Long thành, Nhơn Trạch, Gò Dầu, Phú Mỹ, làm giảm áp lực giữa các thành phố với thành phố trung tâm, cải tiến môi trường đô thị

- Sau khi thiết lập đường cao tốc sẽ cùng tồn tại với quốc lộ 1A, quốc lộ 51, quốc

lộ 52, quốc lộ 13, quốc lộ 14, quốc lộ 20 hiện hữu, hệ thống giao thông đường thủy, đường biển, đường không và các đường cao tốc Đà Lạt – Dầu Giây, Biên Hòa – Vũng Tàu tạo nên một hệ thống giao thông vận tải toàn diện và hệ thống giao thông trong tương lai

- Phạm vi của dự án là đoạn giữa thành phố Hồ Chí Minh và Dầu Giây, đây là một

phần trong kế hoạch đường cao tốc Bắc Nam Từ An Phú đến Vành đai 2 nối liền đoạn

đường cao tốc và đại lộ Đông-Tây đã trở thành phần đường đô thị của thành phố theo

như kế hoạch của Ủy ban TP.Hồ Chí Minh Tuy dự án đường cao tốc thành phố Hồ Chí

Minh - Long Thành - Dầu Giây được bắt đầu tại Km0+000, nhưng dự án này và các

phần sau Gói thầu 1a lại bắt đầu từ Km4+000 Đoạn đầu dài 4km thuộc dự án đường cao

tốc TPHCM-Long Thành-Dầu Giây sẽ được xây dựng theo dự án khác Dự án kết thúc tại

lý trình Km1829+800 Quốc lộ 1A, cách ngã ba Dầu Giây hiện hữu khoảng 2.7 Km về phía Hà Nội, thuộc xã Xuân Thạnh, huyện Thống Nhất, tỉnh Đồng Nai với tổng chiều dài khoảng 51km, như đã được thể hiện trong Bản đồ Vị trí Dự án

Hình 1.1 Bản đồ vị trí của Dự án

- Sơ lược về dự án:

Hình 1.2 Sơ họa tổng thể tuyến đường

- Các gói thầu xây lắp và chiều dài của chúng được thể hiện trong Bảng sau:

STT Gói thầu Lý trình Độ dài

CHƯƠNG 2: Các biện pháp xử lý đất yếu tại dự án đường cao tốc thành phố Hồ

Chí Minh – Long Thành – Dầu Giây 2.1 Tìm hiểu và nghiên cứu lý thuyết chung về cố kết

σσ

van, và áp lực nước lỗ rỗng dư giảm dần Xảy ra sự truyền ứng suất dần dần từ nước lỗ rỗng sang cốt đất và làm tăng ứng suất hiệu quả

Hình 2.1(c) cho thấy ứng suất hiệu quả ban đầu σ’vo sự biến đổi (tăng) của ứng suất hiệu quả Δσ’ và áp lực lỗ rỗng bị tiêu tán Δu lúc t = t1 Những đường đứt thẳng đứng được gắn các chữ t1, t2…biểu thị thời gian từ khi bắt đầu tác dụng tải trọng Những đường

đó gọi là đường đẳng thời bởi vì nó ứng với các thời gian bằng nhau

Cuối cùng, khi t → ∞ tất cả áp lực nước lỗ rỗng dư Δu sẽ tiêu tán và ứng suất hiệu quả sẽ bằng ứng suất ban đầu σ’vo cộng thêm số gia ứng suất tác dụng Δσ Cùng thời điểm đó pittông sẽ lún xuống một lượng có liên quan trực tiếp với lượng nước bị ép ra khỏi hộp hình trụ

Hình 2.2

Xét phân tố đất đặt tại độ sâu z có thể tích 1x1xdz (Hình 2.2) Trong khoảng thời gian dt thể tích nước đi vào mặt dưới của phân tố và ra khỏi mặt trên của phân tố chênh nhau một lượng là :

dt dz z

q – Lưu lượng nước thấm qua phân tố đất

Vì tính thấm tuân theo định luật Darcy (Giả thiết 5), ta có :

,

ki F

u k

dz t

dt V t

dt t

V

h r

∂

∂ +

= +

ε

0

1 )

1 1 1

1 ( )

Cuối cùng dz dt

t

u a dt t

V r

1 0 ∂

∂+

• γ n - Trọng lượng riêng của nước (0.01 N/cm3)

Từ công thức (f) thấy rằng, hệ số cố kết Cv tỷ lệ thuận với hệ số thấm k và tỷ lệ nghịch với hệ số ép co a Như vậy Cv là hệ số đặc trưng cho mức độ cố kết của đất Đất càng khó thấm, hệ số cố kết càng bé Kết quả nghiên cứu cho thấy phạm vi biến thiên của

Cv như sau:

• Đất sét có tính dẻo thấp : Cv = 1.105 ÷ 6.104 cm2/năm

• Đất sét có tính dẻo vừa : Cv = 6.104 ÷ 3.104 cm2/năm

• Đất sét có tính dẻo cao : Cv = 3.104 ÷ 6.103 cm2/năm

dt dz t

u a dt

dz z

u k

n

1

.

0 2

2

∂

∂ +

=

∂

∂

ε γ

2.1.1.2 Quá trình cố kết lớp đất phức tạp

Hình 2.3

Khi lớp đất điển hình sẽ phức tạp hơn mô hình đơn giản trong hình a–c Cho phép

ta tăng số lượng lò xo, pitông, và van thể hiện hình d ta có thể biết ứng suất hiệu quả ban đầu σ’vo của lớp đất và áp lực nước lỗ rỗng tạo ra Δu, liên quan đến lực bên ngoài tác dụng lên pittông Δσ trong hình c Cho phép thoát nước qua mỗi pittông và van vì vậy cả thoát nước bên trong cũng như thoát nước ở đỉnh và đáy Để nước bị ép ra khỏi các ống trụ 2, 3 và 4, cần một số nước trong các ống trụ 1 và 5 thoát nước trước

Tương tự như vậy, trước khi nước có thể ép thoát ra khỏi đất trong ống trụ 3 một

số nước trong ống trụ 2 và 4 thoát ra trước Bởi vì tất cả van đều mở, nên khi chịu tác dụng ứng suất bên ngoài Δσ , nước bắt đầu thoát ngay lập tức từ đỉnh và đáy hình trụ Sẽ dẫn đến kết quả áp lực nước lỗ rỗng giảm ngay và ứng suất hiệu quả tăng trong hình trụ 1

Tại trung tâm lớp thoát nước hai hướng được mô hình ở hình d-f có thể thấy sự giảm áp lực nước lỗ rỗng tạo ra.Ví dụ tại thời điểm t1 thì nhỏ hơn so với sự thay đổi ít tại đỉnh và đáy lớp

Điều này là do là đường thoát nước ở trung tâm hình trụ dài hơn đáng kể so với các hình trụ 1 và 5

Kết quả là cần thời gian làm tiêu tan áp lực nước lỗ rỗng dài hơn cho trung tâm lớp thoát nước hai chiều hoặc lớp thoát nước một hướng ở đáy

Dòng chảy của nước ra khỏi hình trụ (các lỗ rỗng của đất) là do độ dốc thuỷ lực i, với i = h/l = (Δu/ρw.g)/Δz

Tại chính giữa lớp đất sét, không có dòng thấm bởi vì độ dốc thuỷ lực i=Δu/Δz = 0 Tại đỉnh và đáy hình trụ độ dốc thuỷ lực tiến gần đến vô cùng ∞ và dẫn đến dòng thấm lớn nhất tại ngay các bề mặt thoát nước

Quá trình vừa miêu tả được gọi là quá trình cố kết thấm

Giá trị độ lún thực nghiệm của hệ thống lò xo và pittông ( hoặc lớp đất sét) liên quan trực tiếp lượng nước ép ra khỏi các hình trụ ( hoặc lỗ rỗng trong đất) và do vậy sự thay đổi hệ số rỗng của đất sét tỷ lệ trực tiếp với giá trị áp lực nước lỗ rỗng tiêu tán

Do đó, tốc độ lún liên quan trực tiếp tốc độ áp lực nước dư tiêu tán

2.1.2 Lý thuyết cố kết thấm 1 hướng của Terzaghi

2.1.2.1 Các giả thiết của Terzaghi

- Lớp đất chịu nén giả định đồng chất và bão hoà nước hoàn toàn

- Các hạt khoáng vật trong đất và hạt nước trong lỗ rỗng không nén được

- Nước trong lỗ rỗng đất thoát ra tuân theo định luật Darcy, cả hai quá trình thoát nước và nén đều theo một hướng Lớp đất nén thường thoát nước cả ở đỉnh và đáy lớp nhưng chúng ta có thể giả thiết đơn giản thoát nước chỉ xảy ra tại một bề mặt

- Hai hệ số ép co av và hệ số thấm k không đổi trong suốt quá trình cố kết thấm

Sự thay đổi thể tích rỗng = lượng nước thoát ra

Xét một phân tố đất dx.dy.dz cách tại chiều sâu z so mặt đất tự nhiên:

Hình 2.4

2.1.2.2 Lập phương trình vi phân cố kết thấm

Phương trình Terzaghi được xây dựng dựa vào thể tích nước thoát ra của một phân

tố đất chịu nén Theo định luật Darcy, ta biết lưu lượng dòng thấm phụ thuộc vào độ dốc thuỷ lực và tính thấm của đất Độ dốc thuỷ lực tạo ra dòng thấm có liên quan đến áp lực nước lỗ rỗng dư

u

w

u g

z

u g z

u g

i

w w

dz

∂+

w Qra

2

z

u z

u

w ∂

∂+

d dz

w Qvao

2 1

σ σ

Vậy sau thời gian dt độ lún của phân tố là dz

e

d a dz e

d dz

a dz e

ad dz

=+

−

=+

=

∆

1 1

a v

∂

∂+

−

dtdz

t

u z

a

e g

k

ρ

2.1.2.3 Điều kiện biên bài toán

Lớp đất chịu nén thoát nước hoàn toàn tại đỉnh và đáy

Áp lực thuỷ tĩnh ban đầu Δu = ui bằng số gia ứng suất tác dụng trên biên Δσ

Ta có điều kiện biên và điều kiện ban đầu như sau :

Khi z = 0 và khi z = 2H , u = 0

Khi t = 0, Δu = ui = Δσ = (σ2’ - σ1’)

Chiều dày lớp đất cố kết là 2H, vì vậy chiều dài của đường thoát nước lớn nhất bằng H hoặc Hdr

Tất nhiên khi t = ∞, Δu = 0, hoặc áp lực lỗ rỗng tiêu tán hoàn toàn

2.1.2.4 Giải phương trình vi phân cố kết thấm

Có nhiều cách giải khác nhau, một số theo phương pháp toán học chính xác, số khác thì gần đúng Ví dụ Harr (1966) trình bày lời giải gần đúng bằng cách dùng phương pháp sai phân hữu hạn Terzaghi (1925), cho lời giải toán học chính xác dưới dạng chuỗi

số Fourier mở rộng

Nghiệm của phương trình như sau :

)()

()''

0 1 1

T là nhân tố thời gian có liên quan đến hệ số cố kết Cv xác định theo:

2

dr v

H

t c

T = (1 0) 2

dr w

v H

t g a

e k T

ρ

+

=Trong đó :

t là thời gian

Hdr là chiều dài của đường thoát nước lớn nhất

Hệ số Cv có thứ nguyên là L2T-1 hoặc đơn vị m2/s

2.2.1 Các giải pháp không cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng

Đây là các giải pháp thường được sử dụng Khi áp dụng các biện pháp này phải nhằm đạt được hai mục tiêu:

- Đảm bảo sự ổn định của nền đắp đầu cầu trong khi xây dựng

- Đạt được một tốc độ lún phù hợp với thời gian thi công

Khi áp dụng các biện pháp này yêu cầu lớp trên nền đất yếu phải tiếp xúc với một lớp vật liệu chống thấm nước tốt Nếu vật liệu đắp nền đường là đất dính thì phải làm một lớp đệm cát có chiều dày từ 0.5m đến 1m để tăng nhanh thời gian cố kết

2.2.1.1 Đắp nền theo giai đoạn

Khi cường độ ban đầu của nền đất yếu rất thấp, để đảm bảo cho nền đường ổn định cần áp dụng biện pháp tăng dần cường độ của nó bằng cách đắp đất từng lớp một, chờ cho đất nền cố kết, sức chịu tải tăng lên, có khả năng chịu được tải trọng lớn hơn thì mới đắp lớp đất tiếp theo

Đắp trực tiếp trên đất yếu chỉ đảm bảo ổn định khi chiều cao đất đắp (bao gồm cả phần đắp dự phòng lún) ≤ chiều cao đắp giới hạn Hgh Do vậy để áp dụng được giải pháp này phải tính dự báo độ lún tổng cộng và phải xác định được Hgh tùy thuộc vào sức chống cắt ban đầu và bề dày tầng đất yếu

Để xác định Hgh một cách nhanh chóng ngoài việc sử dụng các chương trình tính toán ổn định đã được lập sẵn như Geo - Slope…rất nhiều các tác giả đã tính và lập sẵn các toán đồ tiện dụng để tra Hgh tùy theo các yếu tố nói trên (toán đồ Taylor, Madel Salencom…) Rõ ràng khi chiều cao đất đắp cao và độ lún lớn thì không thể đắp trực tiếp được

Đắp dần theo giai đoạn (vừa đắp vừa chờ) là lợi dụng tối đa quãng thời gian thi công cho phép để tăng chiều cao đất đắp trực tiếp lên trị số Hgh Theo cách này đất đắp đến Hgh gọi là giai đoạn I, tiếp đó duy trì tải trọng đắp trong một thời gian t1 nhất định để chờ đất yếu phía dưới cố kết (tức là chờ cho sức chống cắt của đất yếu tăng thêm theo mức độ cố kết đạt được trong thời gian t1) nhờ đó có thể tăng chiều cao đắp lên đến HghII(chiều cao đắp giới hạn sau khi đắp đến Hgh và chờ một thời gian t1) Đến đây lại có thể chờ để đắp giai đoạn III lên HghIII Trong quá trình đắp để tăng độ an toàn thi công nhiều

tư vấn nước ngoài đã khống chế tốc độ đắp trung bình là 5cm/ngày trong một số xây dựng qua vùng đất yếu của nước ta

Nền đất đắp

I II III

Hình 2.6 Giải pháp đắp nền đường trên đất yếu theo từng giai đoạn

Giải pháp này rõ ràng bị khống chế bởi thời gian chờ cho phép phụ thuộc vào cách tính tốn dự báo cố kết U = f(t)

Ưu điểm: Thi cơng đơn giản

Khuyết điểm: Đắp theo giai đoạn (vừa đắp vừa chờ), vì vậy thời gian thi cơng kéo dài

2.2.1.2 Đắp bệ phản áp

Bệ phản áp dùng khi đắp nền đường trực tiếp trên đất yếu với tác dụng tăng mức

độ ổn định chống trượt trồi cho nền đường để đạt các yêu cầu về ổn định Bệ phản áp cĩ vai trị như một đối trọng, tăng độ ổn định và cho phép đắp nền đường với các chiều cao lớn hơn, do đĩ đạt được độ lún cuối cùng trong một thời gian ngắn hơn Bên phản áp cịn

cĩ tác dụng phịng lũ, chống sĩng, chống thấm nước,…So với việc làm thoải độ dốc taluy, đắp bệ phản áp với một khối lượng đất đắp bằng nhau sẽ cĩ lợi hơn do giảm được mơmen của các lực trượt nhờ tập trung tải trọng ở chân taluy

Chiều cao bệ phản áp phải nhỏ hơn hoặc bằng chiều cao đắp trực tiếp giới hạn Hgh

và nên từ 1/3 ÷ 1/2 chiều cao nền đắp chính Để tiết kiệm đất, chiều rộng bệ phản áp L cĩ thể rút xuống bằng (2/3 ÷ 3/4) chiều dài chồi đất ứng với cung trượt nguy hiểm nhất (theo kinh nghiệm của một số nước chiều rộng L khơng cần phải chùm kín hết chiều dài chồi đất này)

Chiều dài bệ phản áp

Nền đắp cao

Nền đất yếu

Hình 2.7 Giải pháp sử dụng bệ phản áp vùng nối tiếp giữa cầu và đường

Bệ phản áp là giải pháp tăng ổn định của nền đắp chính nhưng cũng cĩ thêm tác dụng là hạn chế thành phần lún do đất yếu bị đẩy ngang sang hai bên dưới tác dụng của tải trọng đắp chính Phải đắp bệ phản áp cùng một lúc với nền đắp chính, tuy nhiên đắp khơng cần đầm nén chặt

Ưu điểm: Thi cơng đơn giản, nhanh gọn, tận dụng được nguồn vật liệu địa phương

Khuyết điểm: Khối lượng đất đắp lớn chiếm nhiều diện tích Giải pháp này khơng thích hợp cho các loại đất yếu là than bùn và bùn sét, khơng thích hợp ở những nơi phải vận chuyển đất từ nơi khác đến, khơng giảm được thời gian lún cố kết và khơng những khơng giảm được độ lún mà cịn làm tăng thêm độ lún

Phạm vi áp dụng:

- Chiều dày nền đất yếu khơng lớn lắm

- Nền đường cĩ chiều cao đắp trung bình

- Khơng hạn chế về quỹ đất để xây dựng cơng trình

- Gần nguồn cung cấp đất đắp

- Khi độ lún cịn lại của cơng trình ≤ 30cm

2.2.1.3 Gia tải tạm thời

Phương pháp gồm cĩ việc đặt một gia tải (thường là 2m - 3m nền đắp bổ sung) trong vài tháng rồi sẽ lấy đi ở thời điểm t mà ở đĩ nền đường sẽ đạt được độ lún cuối cùng dự kiến như trường hợp với nền đắp khơng gia tải Nĩi cách khác đây là phương pháp cho phép đạt được một độ cố kết yêu cầu trong một thời gian ngắn hơn

Để cĩ hiệu quả thì theo kinh nghiệm các nước, chiều cao đắp thêm khơng được

nhỏ quá (thường từ 2 ÷ 3m) và thời gian duy trì tải trọng đắp thêm này ít nhất là 6 tháng Phần đắp gia tải trước khơng cần đầm nén và cĩ thể dùng cả đất xấu lẫn hữu cơ

Khi áp dụng giải pháp này cần đặc biệt chú ý kiểm tốn sự ổn định của nền đắp khi cĩ thêm tải trọng đắp gia tải trước và theo dõi khống chế tốc độ đắp phần gia tải trước, nếu khơng rất dễ xảy ra mất ổn định trong quá trình đắp gia tải trước khi chiều cao đắp tổng cộng vượt quá chiều cao đắp giới hạn Hgh Do đĩ giải pháp đắp gia tải trước cũng thường được kết hợp với giải pháp bệ phản áp

Gia tải phải phù hợp với điều kiện ổn định của nền đắp Phương pháp này chỉ nên dùng khi chiều cao tới hạn cao hơn nhiều so với chiều cao thiết kế

Nền đất yếu

Gia tảiNền đắp

Hình 2.8 Giải pháp gia tải nền đường đắp đắp cao đầu cầu

- Dụng vật liệu nhẹ để đắp nền đường: sử dụng các vật liệu đắp cĩ trọng lượng thể tích nhỏ thì cĩ thể loại trừ các yếu tố bất lợi ảnh hưởng đến sự ổn định của nền đắp cũng như giảm nhỏ độ lún

Hiện nay ở các nước thường dùng:

- Tro bay của nhà máy nhiệt điện để đắp nền trên đất yếu Để dễ đầm nén nên dùng loại tro bay cỡ hạt từ 0.001 ÷ 2mm, trong đĩ lượng hạt <0.074mm nên chiếm dưới 45%

và phải cĩ lưởng tổn thất khi nung là dưới 12%, loại này thường cĩ dung trọng khơ là 0.9

÷ 1.2T/m3 (tỉ trọng 2.1 ÷ 2.2 T/m3); lực dính và gĩc nội ma sát theo kết quả cắt phẳng tương ứng độ chặt 95% ở trạng thái bão hịa là C = 6 ÷ 12kPa và φ = 14 ÷ 33o Trị số mơ đun đàn hồi cĩ thể lấy từ 25 ÷ 30Mpa Với tro bay cĩ thể xây dựng theo hai cách:

+ Đắp nền toàn bằng tro bay và dùng loại đất có chỉ số dẻo ≥ 6, bọc cả phần đáy nền và cả 2 bên taluy như kiểu đắp cát

+ Đắp xen kẽ cứ hai lớp tro bay (mỗi lớp dày 15 ÷ 20cm) lại đắp một lớp đất thường, hai bên mỗi lớp đều đắp đất bao loại có tính dính

- Dùng các miếng polistiren có kích thước 0.6x1.25x0.5m xếp thành nền đường, trên đỉnh nền nên rải một lớp bê tông cốt thép dày 10cm để làm tầng bảo vệ và phân bố đều áp lực Các lớp móng áo đường đặt trên lớp bê tông cốt thép này

- Ở nhiều nước đã dùng cách xếp ống cống (vuông hoặc tròn) để giảm tại trọng nền đắp cao nhất là tại các khu vực đầu cầu

2.2.1.5 Sử dụng vật liệu tăng cường địa kỹ thuật

Nguyên lý của giải pháp này là dùng vải, lưới địa kỹ thuật làm cốt tăng cường ở đáy nền đắp, khu vực tiếp xúc giữa nền đắp và đất yếu Do bố trí cốt như vậy khối trượt của nền đắp nếu xảy ra sẽ bị cốt chịu kéo giữ lại nhờ đó tăng thêm mức độ ổn định cho nền đắp Tùy theo lực kéo tạo ra lớn hay nhỏ chiều cao đắp an toàn có thể vượt quá chiều cao đắp giới hạn Hgh nhiều hay ít

Tăng cường ổn định bằng giải pháp này thi công rất đơn giản nhưng chú ý rằng giải pháp này không có tác dụng giảm lún và do vậy nó chỉ có thể sử dụng một mình khi

độ lún trong phạm vi cho phép

Hình 2.9 Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng cường mức ổn định

Xu thế phát triển của giải pháp này là sử dụng các loại lưới vải địa kỹ thuật để tăng

ma sát giữa đất yếu và lưới (có lợi cho việc tạo ra lực kéo), thậm chí người ta đã sử dụng

cả tầng đệm đáy bằng một lớp lồng cao 1m, các lồng này bằng lưới địa kỹ thuật kết cấu mạng tổ ong hoặc bằng lưới ô vuông polime móc chặt vào nhau sau đó đổ chặt sỏi cuội,

đá vào trong các lồng đó Khi đắp nền đắp cả khối lồng đá này chìm vào trong đất yếu tạo

ra tác dụng chống lại sự phá hoại trượt trồi

Việc đắp một hoặc nhiều lớp thảm bằng vải địa kỹ thuật hoặc lưới vải địa kỹ thuật

ở đáy của nền đắp đầu cầu sẽ làm tăng cường độ chịu kéo và cải thiện độ ổn định của nền đường chống lại sự trượt tròn Như vậy có thể tăng chiều cao nền đắp đất của từng giai đoạn không phụ thuộc vào sự lún trồi của đất Vải địa kỹ thuật còn có tác dụng phụ làm cho độ lún của đất dưới nền đắp được đồng đều hơn

Ưu điểm: Thi công đơn giản, nhanh gọn, không cần thiết bị công nghệ cao, giá thành thấp, không phụ thuộc vào mực nước ngầm

Khuyết điểm: Không giảm được thời gian lún và độ lún cố kết của công trình Phạm vi áp dụng:

- Chiều dày nền đất yếu Hđy≤ 8m

- Nền đường có chiều cao đắp trung bình ≤ 3.0m

- Khi độ lún còn lại của công trình ≤ 30cm

2.2.1.6 Sử dụng hệ móng cọc

Sử dụng giải pháp này tải trọng của nền đắp được truyền xuống nền cứng thông qua các cọc đóng hoặc cọc khoan, trên mỗi cọc gắn một tấm nhỏ nhằm truyền một phần tải trọng của nền đắp lên cọc Kỹ thuật này cho phép cải thiện độ ổn định và giảm

độ lún Biện pháp này thường được sử dụng ở nền đắp của đường vào cầu có móng cọc, các khu vực cục bộ cần phải khống chế chặt chẽ độ lún đến vài centimet

Có thể sử dụng tất cả các loại cọc quen thuộc kể cả các cọc nhỏ như cọc tre, cọc cừ tràm Việc chọn cọc phụ thuộc vào tính chất của đất yếu phải vượt qua Các cọc thường được gắn các tấm nhỏ bê tông cốt thép cách rời nhau để thu nhận tải trọng của nền đắp Đôi khi cũng làm một mũ móng liên tục trên các cọc Có thể rải một lớp thảm vải địa kĩ thuật trên các tấm nhỏ bê tông cố thép làm thành một cột đệm phân bố tải trọng trên các cọc Trên thực tế hiện nay thường sử dụng hai giải pháp là sàn bê tông cốt thép tựa trên hệ móng cọc (sàn cứng, ngoài ra có thể gọi là sàn truyền tải) và sử dụng lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (sàn mềm)

2.2.1.7 Lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ móng cọc (đắp trên móng cứng)

Dựa trên tính năng làm việc của vải địa kỹ thuật cường độ cao hay lưới địa kỹ thuật, sự kết hợp giữa các lớp vật liệu tăng cường địa kỹ thuật này với hệ móng cọc phía bên dưới đem lại giải pháp rất tốt khi đắp nền đường trên đất yếu Tải trọng nền đất đắp và các tải trọng chất thêm trên đường sẽ được truyền lên hệ móng cọc thông qua hiệu ứng

vịm trong đất và sự truyền tải của lớp lưới địa kỹ thuật

Giải pháp sử dụng lưới địa kỹ thuật kết hợp với hệ mĩng cọc này tạo ra kết cấu nối tiếp giống như sàn truyền tải Hiệu quả của nĩ mang lại cao do giải quyết được độ lún tổng thể, hệ thống kết hợp này cịn khắp phục tốt vấn đề chênh lệch lún, lưới địa kỹ thuật cịn tăng cường khả năng chịu cắt cho nền đất, nâng cao độ ổn định của nền đường đầu cầu Chi phí xây lắp thấp hơn so với giải pháp sử dụng sàn bê tơng cốt thép trên hệ mĩng cọc

Nền đất yếu

Đất cứng

Hệ móng cọcLưới địa kỹ thuật

Vòm đất

Hình 2.10 Sử dụng giải pháp kết hợp giữa lưới địa kỹ thuật và hệ mĩng cọc

Tải trọng ngoài chất thêm

Nền đắp

Nền đất yếuLưới địa kỹ thuậtVòm đất

Hình 2.11 Cơ chế truyền lực giải pháp kết hợp lưới địa kỹ thuật và hệ mĩng cọc

Trong quá trình xây dựng nền đường đắp cao, hệ thống mĩng cọc sẽ được thi cơng trước, sau đĩ lưới địa kỹ thuật sẽ được đặt ở vị trí đầu các cọc Tuỳ thuộc vào điều kiện địa chất, chiều cao đất đắp nền đường đầu cầu mà chọn số lớp lưới địa kỹ thuật cho hợp lý, thơng thường số lớp lưới địa kỹ thuật lớn hơn một Khi sử dụng giải pháp này sẽ cĩ sự phân bố lại ứng suất ở phần nền đắp, cơ chế truyền tải trọng cũng thay đổi, quá trình ứng xử khác hẳn so với các trường hợp khác Với một chiều cao đất đắp hợp lý, vịm đất sẽ suất hiện trong nền đường đắp, tồn bộ tải trọng phía bên trên

thông qua vòm đất sẽ được chuyển xuống đầu cọc rồi truyền xuống tầng đất tốt Lớp lưới địa kỹ thuật sẽ chịu phần tải trọng còn lại (dưới vòm đất) từ đó truyền lên đầu cọc Cơ chế truyền lực của giải pháp này thể hiện rõ ở hình 2.6

Qua thực tế về tình hình sử dụng giải pháp kết hợp giữa lưới địa kỹ thuật và hệ móng cọc ở Hoa Kỳ, hiệu quả mang lại rất cao So với phương pháp chỉ sử dụng hệ móng cọc có mũ ở đầu, để thoả mãn yêu cầu đảm bảo an toàn kỹ thuật về độ lún thì tỉ

lệ phủ diện tích bề mặt thông qua mũ cọc thường là 60%-70%, nếu sử dụng phương pháp kết hợp nói trên, tỉ lệ này yêu cầu khoảng 10%-20% Bên cạnh đó, nếu so sánh với giải pháp sàn bê tông cốt thép trên hệ móng cọc thì giải pháp này có chi phí xây dựng thấp hơn

2.2.2 Các giải pháp cải thiện nền đất yếu trong quá trình xây dựng

2.2.2.1 Đào một phần hoặc đào toàn bộ đất yếu (phương pháp thay đất)

Giải pháp này thích hợp lớp đất yếu có bề dày nhỏ hơn vùng ảnh hưởng của tải trọng đắp Việc thay đất là đào bỏ lớp đất xấu để thay bằng đất tốt và đầm chặt Việc thay đất này sẽ khó khăn hơn khi thi công dưới nước (trường hợp thường gặp với than bùn) và thực tế chỉ giới hạn với các chiều sâu đến vài mét Mặt khác việc thay đất cũng thường ảnh hưởng đến môi trường (phải tìm các chỗ lấy đất và các chỗ đổ đất)

Việc thay thế toàn bộ hoặc một phần đất yếu bằng vật liệu có cường độ cao hơn và ít biến dạng hơn sẽ khắc phục được toàn bộ hoặc một phần các vấn đề về lún và ổn định Có thể dùng cọc tre với mật độ 25cây/m² ( hoặc cọc tràm với mật độ 16cây/m² ) thay thế việc đào bớt lớp đất yếu trong phạm vi bằng chiều dài cọc đóng

Hình 2.12 Phương pháp thay đất

2.2.2.2 Thoát nước cố kết theo phương thẳng đứng (bấc thấm, giếng cát)

Những nguyên lý chung của đường thấm thẳng đứng:

- Đường thấm thẳng đứng gồm một cột vật liệu thấm nước và thoát nước

Nền đắp

Nền đất tốt Thay lớp đất tốt

tự do nằm trong một vạch thẳng đứng được tạo thành trong đất yếu và một lớp cát đệm rải trên nền thiên nhiên Chức năng của đường thấm thẳng đứng là làm thành một tuyến thoát nước nhân tạo để tăng nhanh tốc độ cố kết cho đất yếu nằm dưới nền đường đắp cao

- Khi chất tải lên lớp đất yếu nước lỗ rỗng chịu một áp lực, sinh ra một gradien thủy lực và bị đẩy ra đường giới hạn của lớp đất yếu Nếu không có đường thấm thẳng đứng thì thời gian nước thấm từ lỗ rỗng chứa nước tới bề mặt thấm nước sẽ chậm hơn thời gian yêu cầu để đạt một độ cố kết cho trước

- Đường thấm thẳng đứng tạo thành một đường thoát nước nhân tạo gần nhất của nước lỗ rỗng để tăng nhanh độ cố kết Để đạt được mục tiêu này phải bố trí khoảng cách của các đường thấm thẳng đứng thích hợp nhằm cho việc thoát nước và cố kết tăng nhanh và cho phép đạt được độ cố kết mong muốn trong thời gian quy định

- Với một đồ án thiết kế kinh tế và tối ưu thì mối tương quan giữa chiều dày của lớp đất yếu, độ thấm thẳng đứng và nằm ngang của nó, khoảng cách và đường kính giếng cát phải thật rõ ràng Vì vậy mục đích của bản thuyết minh tính toán là phải thỏa mãn các mối tương quan này bằng cách giải thích giếng cát thiết kế thoát nước ra như thế nào

- Cũng cần lưu ý là việc tác dụng tải trọng gia tải phải gây ra một áp lực lớn hơn áp lực nước lỗ rỗng, áp lực chủ động cần thiết để đẩy nhanh việc thoát nước lỗ rỗng

để tăng hiệu suất của đường thấm thẳng đứng

- Bố trí các phương tiện thoát nước theo phương thẳng đứng (giếng cát, bấc thấm) nước cố kết ở các lớp sâu trong đất yếu dưới tác dụng của tải trọng đắp sẽ có điều kiện thoát nước nhanh (thoát nước theo phương nằm ngang ra giếng cát hoặc bấc thấm rồi theo chúng thoát ra mặt đất tự nhiên) Phương pháp này thường được áp dụng khi tầng đất yếu có bề dày lớn (vượt quá bề rộng đáy nền đường) Tuy nhiên để đảm bảo phát huy được hiệu quả thoát nước này thì chiều cao đắp tối thiểu nên là 4m và khi thiết kế cần thoả mãn các điều kiện [3]:

σvz = ∑γi hi (2.3)

+ γi và hi: là trọng lượng thể tích và bề dày lớp đất i nằm trong phạm vi từ mặt tiếp xúc của đất yếu với đáy nền đắp (z=0) đến độ sâu z trong đất yếu; chú ý rằng đối với các lớp đất yếu nằm dưới mức nước ngầm thì trị số γi phải dùng trọng lượng thể tích đẩy nổi (trừ đi 1)

+ σz: là ứng suất (áp lực) thẳng đứng do tải trọng đắp (phần nền đắp và phần đắp gia tải trước nếu có, nhưng không kể phần chiều cao đắp hx quy đổi từ tải trọng xe cộ) gây ra ở độ sâu z trong đất yếu kể từ đáy nền đắp (MPa); σz được tính theo toán đồ Osterberg

+ σpz: là áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất yếu (MPa

- Điều kiện (2.1) và (2.2) phải được thỏa mãn đối với mọi độ sâu z trong phạm vi

từ đáy nền đắp đến hết chiều sâu đóng giếng cát hoặc cắm bấc thấm

- Nếu không thoả mãn các điều kiện nói trên thì có thể kết hợp với biện pháp gia tải trước như nói ở trên để tăng σz

a) Giếng cát:

- Xử lý nền đường bằng giếng cát: Làm các đường thấm bằng vật liệu cát đóng xuống bên dưới nền có tác dụng thoát nước cho nền đường Biện pháp thoát nước thẳng đứng bằng giếng cát được áp dụng phổ biến để xử lý đất yếu có bề dày lớn Giếng cát được dùng bằng cát hạt trung hoặc thô Áp dụng biện pháp xử lý bằng giếng cát đạt được hai mục đích chính sau:

- Tăng nhanh độ cố kết của nền đất do đó giảm được thời gian lưu tải

- Tăng cường độ của đất nền, đảm bảo độ ổn định của nền đường đắp trên các đoạn đất yếu

- Tác dụng giếng cát trong xử lý nền:

+ Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm cho công trình xây dựng ở trên nhanh chóng đạt đến giới hạn ổn định về lún, đồng thời làm cho đất nền có khả năng biến dạng đồng đều

+ Tăng độ ổn định về cường độ của nền đất yếu dưới nền đường do nền thoát nước nhanh, cố kết nhanh Vì vậy đẩy nhanh tiến độ thi công, đảm bảo an toàn trong khai thác sử dụng

Hình 2.13 Sơ đồ nguyên lý thoát nước thẳng đứng bằng giếng cát

+ Nhiệm vụ đặt ra là làm thế nào để rút ngắn thời gian lún để đảm bảo tiến độ xây dựng, đảm bảo độ lún còn lại sau khi đưa công trình vào sử dụng không vượt quá độ lún cho phép Thông thường người ta dùng giếng cát có đường kính = 30 ÷ 40cm, được đóng vào nền đất bão hoà nước đến độ sâu thiết kế để làm chức năng như những đường thoát nước ngắn nhất, nhằm đẩy nhanh quá trình cố kết nền đất yếu đó Do đó, phương pháp này luôn luôn được kèm thêm một con đê đắp cát hay tải trọng ngoài chất lên trên bề mặt của tầng đất cần gia cố (gọi là gia tải trước) Lớp đất yếu bão hoà nước càng dày, phương pháp này càng hiệu quả về độ lún

Hình 2.14 Xử lý nền đường bằng giếng cát

b) Bấc thấm:

- Xử lý nền bằng bấc thấm là phương pháp thoát nước thẳng đứng sử dụng vật liệu

chế tạo sẳn là bấc thấm Bấc thấm có chất dẽo được bao ngoài bằng vật liệu tổng hợp với tính chất đặc trưng như sau:

+ Cho nước thấm qua lớp bọc ngoài

+ Lõi chính là đường tập trung nước và dẫn nước thoát ra ngoài khỏi nền đất yếu bão hòa Lớp vải địa bọc ngoài có tính năng ngăn cách phần đường dẫn và môi trường đất bên ngoài, ngăn không cho các hạt đất len vào trong làm tắc nghẽn

- Nguyên tắc cấu tạo xử lí nền đường bằng bấc thấm

+ Giải pháp xử lý đất yếu bằng bấc thấm chỉ phát huy hiệu quả cao ở những khu vực có bề dày không lớn (thường < 15m) Đối với giải pháp này cần thiết áp lực đất đắp hoặc đất yếu đủ lớn để nước trong đất yếu thoát ra ngoài, làm tăng tốc độ cố kết và cường

độ đất nền Giải pháp này có ưu điểm là không cần cát lớn trong xử lý Nếu áp dụng gải pháp này cần có điều tra nghiên cứu chi tiết về đất yếu như hàm lượng hữu cơ, thành phần khoáng hóa của đất vì nếu như đất có chưa hàm lượng hữu cơ lớn thì khả năng thoát nước

từ đất yếu của bấc thấm rất khó khăn và hiệu quả không cao Mặt khác thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm cần có thời gian lưu tải tương đối dài để cố kết thấm cũng như phải khống chế tiến trình đắp

2.2.2.3 Cố kết hút chân không

- Mục tiêu của giải pháp cố kết hút chân không là tăng vận tốc cố kết cho đất bên dưới, dưới tác động của gia tải trước (hút chân không + tải nước + tải đắp) và hệ thống bấc thấm tăng nhanh khả năng thoát nước lỗ rỗng thặng dư Áp dụng xử lý cục bộ trong các khu vực đất rất mềm và không được đắp cao, được kết hợp với việc đắp đất thông thường

Hình 2.15 Xử lý nền đường bằng bấc thấm kết hợp hút chân không

- Giải pháp được thực hiện bằng cách đặt một màng mỏng kín trên mặt đất và bơm hút chân không Các bơm này được nối với mạng lưới thoát nước ngang và một mạng lưới đường thấm thẳng đứng Áp lực nước lỗ rỗng giảm dần và ứng suất có hiệu trong đất tăng bằng ứng suất tổng Việc tạo chân không này tối đa tương đương với 4 mét đất đắp lại giảm được thời gian cố kết và không sợ mất ổn định của đất dưới tác dụng của tải trọng

2.2.2.4 Gia cố nền đất yếu bằng cọc đất gia cố vôi hoặc xi măng

- Cọc trộn dưới sâu là phương pháp mới để gia cố nền đất yếu, sử dụng vật liệu là xi măng, vôi … làm chất đóng rắn, nhờ vào cần khoan xoắn và thiết bị bơm phụt vữa vào trong đất để trộn cưỡng bức đất yếu với chất đóng rắn (dạng bột hoặc dung dịch), lợi dụng một chuỗi phản ứng hóa học - vật lý xảy ra giữa chất đóng rắn với đất, làm cho đất mềm yếu đóng rắn lại thành một thể cọc có tính chỉnh thể

Hình 2.16 Máy thi công cọc đất gia cố xi măng

- Nguyên lý của công nghệ này là dùng các trang thiết bị trộn sâu chuyên dụng (hay phương pháp trộn dưới sâu Deep mixing method - DMM) để trộn đất yếu tại chỗ với xi măng hoặc vôi và tạo ra các cột đất gia cố xi măng hoặc vôi mềm hoặc nửa cứng (là các cột đất có sức chống cắt dưới 150 KPa - theo phân loại cột của Thụy Điển) Các cột này vừa thay thế một phần đất yếu lại vừa chèn vào trong đất yếu tạo ra các hạn chế nở hông theo phương ngang đối với đất yếu, tạo ra lực ma sát giữa cột đất với đất yếu và từ đó tạo ra được sự cùng làm việc ở một mức độ nhất định giữa cột với đất yếu khi chịu tải trọng đắp phía trên, tức là tạo ra được một móng làm việc theo nguyên lý '' nền móng phức hợp '' dẫn đến tăng sức chịu tải và giảm độ lún của đất yếu dưới tải trong ngoài, kể cả trường hợp có