BỘ CƠNG THƯƠNG

ĐẠI HỌC CƠNG NGHIỆP THÀNH PHĨ HỊ CHÍ MINH

BAO CAO TONG KET DE TAI KHOA HOC
KET QUA THUC HIEN DE TAI

NGHIEN CUU KHOA HOCCAP TRUONG

Tén dé tai: Phan tich vai tro của vai dia ky thuat đối với hiệu ứng vòm trong
nên đường đắp trên nên đât yêu được gia cô băng trụ xi măng dat

Mã số đề tài: 22/1XD01
Chú nhiệm đề tài: Ths. Nguyễn Thị Phương Linh
Đơn vị thực hiện: Khoa Kỹ thuật Xây dựng, Trường Đại học Cơng Nghiệp

TP. Hồ Chí Minh


LỜI CÁM ƠN

Nhóm nghiên cứu của đề
trong nền đường đắp trên
ơn Trường Đại học Cơng
đề tải nghiên cứu. Nhóm

tài “Phân tích vai trị của vải địa kỹ thuật đối với hiệu ứng vòm
nền đất yếu được gia cố bằng trụ xi măng đất” xin chan thanh cam
Nghiệp TP. Hồ Chí Minh đã hỗ trợ kinh phí cho nhóm hồn thành
nghiên cứu cũng xin chân thảnh cảm ơn Ban chú nhiệm vả quý

Thầy Cô Khoa Kỹ thuật Xây đựng đã động viên để nhóm nghiên cứu hồn thành đề tải

nghiên cứu này.
Xin cam on!


PHAN I. THONG TIN CHUNG
I. Thong tin téng quat
1.1. Tén dé tai: Phân tích vai trị của vải địa kỹ thuật đối với hiệu ứng vòm trong nền
đường đắp trên nên đất yêu được gia co bang tru xi mang dat

1.2. Mã số: 21.2XD01

1.3. Danh sách chủ trì, thành viên tham gia thực hiện đề tài

TT
1

Họ và tên

(học hàm, học vị)

Đơn vị v*ị côngcông cong tátác

|Ths.Nguyễn Thị Phương Linh [Trường Đại học Cơng

INghiệp TP. Hỗ Chí

Vai aitrị trịthực. thực hiệnhiện. đề đềtàitài
Chủ nhiệm đề tài


Minh

2

|TS. Neuyén Ba Phú

Trường Đại học Cơng

INghiệp TP. Hỗ Chí

Thành viên chính

Minh

3

|Ths. Tran Minh Hoang

Trường Đại học Tơn
Duc Thang

Thành viên chính

1.4. Don vi chi tri:
1.5. Thời gian thực hiện:

1.5.1. Theo hợp đồng: từ 30 tháng 8 năm 2022 đến 30 tháng 8 năm 2023
1.5.2. Gia hạn (nếu có):


Khơng

1.5.3. Thực hiện thực tế: từ 30 tháng 8 năm 2022 đến 30 tháng 8 năm 2023
1.6. Những thay đổi so với thuyết minh ban đầu (nếu có): khơng
(rả mục tiêu, nội dung, phương pháp, kết quả nghiên cứu và tÔ chức thực hiện; Nguyên
nhân; Ý kiến của Cơ quan quản by)

1.7. Tơng kinh phí được phê duyệt của đề tài: 60 triệu đồng.
II. Kết quả nghiên cứu
1. Đặt vẫn đề:

Biến dạng lớn và mắt ơn định cơng trình đường lả những vấn đề thách thức và khó khăn đối

với kỹ thuật xây đựng công trinh giao thông (cầu, đường). Hiện tượng lún đư có thể kéo đài
theo thoi gian va lam ảnh hướng đến quá trình khai thác, tăng chỉ phí duy tu bão dưỡng
cơng trình. Trong kỹ thuật xử lý niền đất yeu, trụ xi măng đất và vải địa kỹ thuật thường
được kết hợp để sử dụng gia cố nên. đất yếu nhằm giám độ lún vả tăng sức chịu tải của nền
đất cũng như tăng độ ôn
ô định của nền đường. Đây là giải pháp thường được áp dụng trong
kỹ thuật xử lý nên đất yếu ở trong va ngoai nước. Hiệu ứng vòm một hiện tượng thường xây
ra trong nền đắp trên nền đất vêu gia cố bằng trụ Xi măng đất vì có sự khác biệt độ cứng
giữa trụ và lớp đất nền xung quanh. Đó là một yếu tố ảnh hướng trực tiếp đến vấn đề tối ưu
trong thiết kế khoảng cách và kích thước trụ xi măng đất. Vì đây là vấn đề liên quan đến chỉ
phí xây dựng cơng trình nên cần phải quan tâm nghiên cứu để có thé áp4 dung tinh toán thực
tế và mang lại hiệu quả kinh tế khi sử đụng phương pháp gia cố nền này. Vấn đề liên quan
đến lý thuyết tính tốn va phân tích hiệu ứng vịm vần đang là chủ đề thu hút rất nghiên cứu
nhằm để áp dụng trong tính toán thiết kế vào sản xuất thực tế. Nghiên cứu này tiến hanh
2



đánh giá và phân tích vai trị của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của nền đường, trong đó tập

trung đến cơ chế truyền lực của đất nền đến trụ xi măng đất. Mơ hình số ba chiều (3D) và

hai chiều (2D) sẽ được xây đựng và đề xuất để tiến hành phân tích ảnh hưởng của vải địa kỹ

thuật đến hiệu ứng vòm xảy ra trong nền đường. Khả năng ứng dụng của các mơ hình số sẽ
được kiểm chứng qua trường hợp lịch sử cơng trình đường đầu cầu ở trong và ngồi nước.
Các thơng số của vai địa kỹ thuật ảnh hưởng sự phân bố ứng suất trong nền cũng được khảo
sát trong đề tải này.
2. Mục tiêu
Mục tiêu tơng qt:
Nghiên cứu vai trị của vải địa kỹ thuật đến hiệu ứng
ảnh hưởng của các thông số, của vải địa kỹ thuật đến
của nền, sự phân bố ứng suất trong nền, từ đó tối ưu
măng đất kết hợp vải địa kỹ thuật, nhằm giảm chi phí

vịm
ứng
bài
xây

Giới hạn phạm vi nghiên Cứu:

hiệu ứng vòm

Mặc

dầu hiện tượng


xảy ra trong nền đường, trong đó
xử của nền đường như biến đạng
toán thiết kế cho nền gia cố trụ xi
dựng.
thường xay ra cho các

cơng trình đường trên nên đât u được gia cô băng vật liệu địa kỹ thuật kêt hợp với trụ vật
liệu rời. Nghiên cứu nảy sẽ tập trung vảo trường hợp cụ thê cho nên gia co tru xi mang dat.
Mục tiêu cụ thể:

- Xây dựng mơ hình số 3D để phân tích ứng xử của nền đường trên đất yếu được gia cố
bằng trụ xi măng đất kết hợp với vải địa kỹ thuật.
- Thiết lập mô hình số 2D (mơ hình biến dạng phẳng) để phân tích ứng xử của nền đường
gia cố trụ xi măng đất và kết hợp với vái địa kỹ thuật. Các thơng số như chiều đày lợp vải
địa kỹ thuật, kích thước tương đương của trụ xi măng đất, hệ số thấm tương đương của đất
nên sẽ được thiết lập.

- Đánh giá sự ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của của cơng trình nền đường,
†rong đó sẽ tập trung vào hiệu ứng vòm xảy ra trong nên đường.
3. Phương pháp nghiên cứu
- Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về tình hình nghiên cứu của đề tài, sau đó xác định mục
tiêu cụ thé của nghiên cứu. Trong phần này, nghiên cứu cơ sở lý thuyết của giải pháp gia cố
nền đất yêu bằng phương. pháp kết hợp giữa tru XMD va vai địa kỹ thuật, từ đó làm rõ tính
mới và ý nghĩa của vấn đề đặt ra trong đề tài nghiên cứu. Trong đề tải này, nhóm tác giả tập
trung nghiên cứu ảnh hưởng của các thông số của vải địa kỹ thuật đến hiệu ứng vịm xảy ra
trong nên đường.
- Xây dựng mơ hình số ba chiều (3D) bằng chương trình PLAXTS: Đề tải tiến hành mơ
phỏng số 3 chiều cho cơng trình đường được gia cố băng trụ xi măng đất kết hợp với vải địa
kỹ thuật. Trong đề tải này, trường. hợp nghiên cứu được chọn là cơng trình đường đầu cầu
khu vực song Sipoo, Hertsby, Phần Lan (Yapage and Liyanapathirana 2017). Hình 2 thể

hiện mặc cắt ngang của cơng trình nền đường gia cố trụ xi măng đất với vải địa kỹ thuật.
Các thông số đâu vào và số liệu quan trắc đầy đủ của cơng trình nảy được nghiên cứu và so
sánh với kết quá mô phỏng số.


- Xây dựng một mơ hình số 2 chiều (mơ hình biến đạng phẳng 2 chiều, 2D) bằng chương
trình PLAXIS. Về nguyên tắc, khi tiễn hành mô phỏng số để phân tích ứng xử cơng trình,
can thiết phải mơ phỏng ba chiều để đánh giá tồn bộ ứng cơng trình với các yếu tô thực tế.

Tuy nhiên khi mô phỏng số 3 chiều (như nội dung 2), thì rất mất thời gian, địi hỏi máy tính

phải có tính năng cao để phân tích chương trình (Nguyen et al. 2018). Do đó mơ hình số 2
chiều thường được sử dụng trong thiết kế cơng trình. Phần này tác giả sẽ tiễn hành phân tích

ứng xử cơng trình với mơ hình biến dạng phăng 2 chiều để đánh giá sự làm việc đồng thời

vải địa kỹ thuật và trụ xi măng đất.

- Sử dụng mơ hình số 2 chiều đề xuất ở Nội dung nghiên cứu 3, tiến hành khảo sát những
thông số ảnh hưởng đến cơ chế truyền lực của kết câu trụ xi măng đất, vải địa kỹ thuật và

lớp đất đắp bên trên. Bộ thông số cơ bản đầu vào của mơ hình số là số liệu thực tế từ cơng

trình đường đầu cầu khu vực song Sipoo, Hertsby, Phần Lan (Yapage and Liyanapathirana
2018). Sau đó tiễn hành các một số phân tích như sau:
+ Khảo sát ảnh hưởng cường độ của vải địa kỹ thuật đối với biến dạng của nền đất, bao gôm
biên dạng ngang, và độ lún theo phương thăng đứng
+ Khảo sát ảnh hưởng cường độ của vải địa kỹ thuật đôi với sự ôn định của nên đường đắp
thơng qua hệ sơ an tồn
+ Khảo sát ảnh hưởng cường độ của vải địa kỹ thuật đối với sự tập trung ứng suất trong trụ

xi măng đât

+ Khảo sát ảnh hưởng số lượng các lớp vải địa kỹ thuật đối với sự ồn định, biến dang, và sự

tập trung ứng suât của nên đường.

4. Tông kết về kết quả nghiên cứu
Trong đề tài này, nhóm nghiên cứu đã xây đựng hai mơ hình số 2D và 3D như sau:

4.1 Phân tích mơ hình số 3D

bị Cu
VINHHy th
iN
lì!

A

Ỷ

7A
i
‘wiiy on
AN ri
NYY a
A |

NY N

HI


MH i, AN ay
Vn |
Ny ‘th We

lÍÌ
Nh |
Ny

|

mh

(NI lĐ\ Ni We i
LÀNNM hy \lÌ|
Hil

NỈ

II

Wy ẬNN,iy Ny Ha

AAG

S=

a

i lÌ l

==

A
iN
lì Na
wr i LIÊN

Sa
NaN

AY

WW H|

tì A)

lỆ

==

ae

I0
i Wy

N AA

LÊ | NN iy NV

II


HỆ i |

eh

lì LÍ li lÌ
a a Vin
Ì Vi | Ny ht TAN | ÍÍ

Mũi Ma

AN

Na

WG TÀI iH

ANA

VAR i

lÌ

II

1 MI Nan

i!

Hình 1: Một mơ hình số 3D cho nền đường gia cổ bằng hệ trụ xi măng đất



4.2 Phân tích mơ hình số 2D
|

4.25m

|

fo

Hình 2: Một mơ hình số 2D cho nên đường gia cố băng hệ trụ xi măng dat
Trong thực tế, trụ xi măng đất có thê bó trí theo hai dạng đó là (1) Dạng các trụ xỉ
măng

đất được bồ trí chồng lên nhau theo dạng tường (Overlapped columns); (2)

Dạng các trụ xi măng đất bồ trí cách nhau khoảng S (Isolated columns) với kiểu bố
trí hình vng hoặc tam giác đều. Khi đó khi chuyển qua mơ hình phẳng thì bề rộng
tường xi măng đất, hệ số thắm tương đương, và độ cứng trụ cũng khác nhau giữa các
tường, như Hình 3. Trong nghiên cứu này, nhóm nghiên cứu đề xuất các cơng thức
tính tốn trong mơ hình phắng như sau:
- _ Bề rộng tường xi măng đất trong mơ hình biến dạng phăng bại như sau:
_ md:
cl

2

4 5,


Theo công thức trên, d‹ là đường kính trụ xi măng đất: S«i là khoảng cách các trụ
xi măng đất. Từ công thức trên, ta có thể thấy khi khoảng cách các trụ càng gần
thì bề rộng tường trong mơ hình phăng càng lớn và ngược lại khi khoảng cách các
trụ càng xa thì bề rộng tường càng nhỏ.


- _ Độ cứng (mô đun đàn hỏi) tương đương của tường xi măng đất trong mơ hình

biên dang phang ( 7:7;) như sau:

Ed=p|i_Zếa

:

45,

|.

7a

4S

cl

Theo công thức trên, Ea là độ cứng (mô đun đàn hỏi) của trụ xi măng đất; E; là
mô đun đàn hôi của đât nên xung quanh trụ. Các thông sô khác như trên.
- _ Hệ số thắm tương đương của trụ xi măng đất trong mô hình phăng được lấy theo
cơng thức của Chen et al. (2005) như sau:

k2 kg 4

3

md.

4S,

Theo công thức trên, &;, là hệ sô thâm của trụ xi măng đất trong mô hình phăng:
kệ là hệ số thâm thực tế của trụ. Các thông số khác như trên.

Isolated columns

ee

tỷ

mm

Overlapped columns

a)

Mặt băng cho mơ hình thực tế

b) Mặt băng hé tru xi mang đất ở mơ hình phăng

Hình 3. Mặt băng cho mơ hình gia cố thực tế và mơ hình biên dạng phẳng
4.3 Vị trí và dự án phân tích
Phan này trình bày phương pháp phân tích số 3D để khảo sát ứng xử của vải địa kỹ thuật
dưới tải trọng nên đường trên đất yêu được xử lý bằng phương pháp trụ xi măng đất tại cơng
trình xây dựng mới câu qua sông Sipoo ở Hertsby, Phần Lan. Mặt cắt ngang đại diện nền

đường được thê hiện như Hình 4a. Đặc điểm địa chất bên dưới cơng trình được trình bày chi

tiết qua các nghiên cứu của Forsman et al. (1999) và Forsman (1999). Bên dưới nên đường


lần lượt là lớp đất yếu và lớp đất sét pha cát, trong đó lớp đất yếu có chiều dày 15m. Trụ xi
măng đất được sử dụng có chiều dải 17m được bế trí hai đạng xen kẽ nhau theo phương
ngang bao gồm dạng hảng và đạng hình vng với đường kính trụ 0.8m, sơ đồ bố trí trụ xi
măng đất như Hình 2a. Trụ xi măng đất được thiết kế với cường độ chịu nén đơn qu=300
kPa. Dé ting kha nang truyén tái lên hệ thống trụ xi măng
cường có cường

độ chịu kéo cực hạn 200 kN/m

8.5m

được thi cơng

cao

1.8m

đất, lớp vải địa kỹ thuật gia

được sử dụng. Nền đường đắp có bề rộng

lần lượt trong các giai đoạn như

Hình


4b (Yapage

and

Liyanapathirana 2018).

Vải địa kỹ

'

&

thuật

|

1
bat dap

Đất yếu

dg

Tru xi

7

mang dat
Nã
Silt


——
am

T

a

-

>
0.2m
0. .m

†

F

“tầm

|
Í.4 mJÍ 4 mỊi 4 mJÍ 4m)

-

yy: 4m
4 mji4 mii 4 m.1.$ mị

(a) Mặt cắt ngang nền đường gia cé trụ xi măng đất và vải địa kỹ thuật (Forsman 1999)
2

1.8
1.6

Chiều cao đắp (m)

1.4
1.2
1
0.8
0.6
0.4
0.2
0

0

200

400

600

800

1000

1200

1400


1600

1800

Thời gian (ngày)

(b) Quá trình đắp nền đường (Forsman 1999)
Hình 4: Mặt cắt ngang điển hình và tiến độ thi công nền đường


5. Đánh giá các kết quả đã đạt được và kết luận
5.1 Kết quả từ mơ hình số 3D
Kết q mơ hình số 3D cho kết quả phù hợp với số liệu quan trắc tại các điểm đo như Hình
vẽ (Hình 5 vả Hình 6).
Vị trí đo biến dạng

†
|
|
|
|
|
|

|

|
|
|
|

|
|

>

Í\

|

I

Lý trình Km 330 S=—
pth

:

SS

4

|

||

s=

|

2


Ly trinh Km 328.2

Ị

Lý trình Km 327.5
|

¬

=

Ÿ

>
‘

Nl

Chân mái taluy nền đường

i)

ie

(

4

PS


A

vại đường

2

Š
a

)

Vị trí tim đường

Phương ngang-tuyển

Vị trí đo lún

Hình 5: Mặt bằng các điểm quan trắc lún nền đường và biến dạng của vải địa kỹ
thuật gia cường
Thời gian (ngy)

0

0

200

400

600


800

20
40

eof}
Ê
=
âa
2

1200

1400

đ

lỳn quan trc ti S1 (Forsman 2001)

^_

lỳn quan trắc tại S2 (Forsman 2001)

—®—

1

1000


Độ

1600

1800

lún phân tích 3D tại S1

=+= Độ lún phân tích 3D tại S2

a

80

100

120

“aA,

Se
A

pe ee ee

A

rd0ESE

140


Hình 6: Kết qua phân tích 3D và độ lún quan trắc của nền đường tại các điểm quan
trắc
Hình 7 cịn cho thấy chỉ số tập trung ứng suất lên trụ xi măng đất tăng đáng kê khi / =
0—500 kN/m. Tuy nhiên khi độ cứng vải địa kỹ thuật từ 500 đến 2000 kN/m thì CSR tăng
§


khơng đáng kể. Kết quả phân tích số trong bài báo này cho thấy hiệu quả hiệu ứng vòm thay

3.5 4

wo

Chỉ số tập trung ứng suất (CSR)

đổi không đáng kê khi độ cứng lớn hơn 500 kN/m.

2.5 4

0

200

400

600

800


1000

1200

1400

1600

1800

2000

Cường độ vải địa kỹ thuật (kN/m)

Hình 7: Sự thay đổi hệ số tập trung ứng suất theo cường độ vải địa kỹ thuật

5.2 Kết quả từ mơ hình số 2D
Kết quả phân tích từ mơ hình số 2D cũng cho kết q phù hợp với số liệu quan trắc từ hiện

trường cũng như các mơ hình sơ trước đây (Hình 8).

Time (days)
0
0

20

a

200

L

400

600

L

L

800

1000

L

1200

L

@

Measured settlement at S1 (Forsman 2001)

4

Measured settlement at S2 (Forsman 2001)

+


1400
+

1600
L

—e— Settlement at S1 from 3D analysis (Yapage and Liyanapathirana 2018)
40 4
—
E—E
€
®
E

=

Ϩ

60 4

—4— Settlement at S2 from 3D analysis (Yapage and Liyanapathirana 2018)
— Settlement at S1 from this study
- — Settlement at S2 from this study

80;

0)
100 3

120 3


140

Hình §: So sánh kết quả độ lún từ phân tích số 2D và độ lún quan trắc

1800


®

‘alls

Kết quả phân tích từ Hình 9 cho thấy lực kéo trong vải địa lớn hơn trong phạm vi gia
cô trụ xi măng đất dạng chỗng lên nhau (overlapped columns), so với lực kéo trên
đầu trụ gia cố trụ xi măng đất theo dạng rời nhau với khoảng cách Sai. Kết quả phân
tích cho thấy lực kéo xảy ra lớn hơn tại các phần tử có độ cứng lớn hơn.

<->

=*

Tension ingeosynthetic layer (kN/m)



RK

đ- Tension in geosynthetic layer

Overlapped column


iN

oO



=
â

+>

Isolated column

0

i

2

3

4

5

6

7


8

Distance from embankment center (m)

Hinh 9: So sanh két quả độ lún từ phân tích số 2D và độ lún quan trắc
Hình 10 trình bày ảnh hưởng của độ cứng của lớp vải địa kỹ thuật gia cường đến hệ
số an toàn của cơng trình đường. Kết quả cho thấy khi độ cứng của lớp vải tăng từ 0
đến 200 kN/m thì hệ số an tồn tăng đáng kể. Khi khơng có gia cường vải địa kỹ
thuật thì hệ số an tồn nhỏ nhất (nhỏ hơn 1.2). không đảm bảo điều kiện an toàn
trong quá trinh sử dụng và khai thác. Tuy nhiên hệ số an toàn tăng đáng kê (gần bằng

1.6) khi độ cứng lớp vải lớn hơn 200 kN/m. Hệ số an toàn đảm bảo điều kiện khai

thác theo 22TCN 262-2000.

10




ak

@

đ

fg

+>


+

Nh

â

NO
l

+>

oS

đ

9



9

=

Factor of safety (Fs)

â
oO

200


400

600

800

1000

Stiffness of geosynthetic (KN/m)

Hỡnh 10: S thay đơi độ cứng đến hệ số an tồn nền đường đắp

Tài liệu tham khảo
N. Yapage and S. Liyanapathirana, Behaviour of geosynthetic reinforced column supported
embankments,

Journal of Engineering, Design and Technology, Vol. 16 Issue: 1, pp.44-62,

2018. 5-0062.
B.-P. Nguyen, D.-H. Yun, and Y.-T. Kim.

(2018). “An equivalent plane strain model of

PVD-improved soft deposit.” Computers and Geotechnics 103: 32-42.
J. Forsman, A. Honkala and M.

Smura, Hertsby case: a column stabilised and geotextile

reinforced road embankment on soft subsoil, in Brendenberg, H., Holm, G. and Broms, B.B.
(Eds), Dry Mix Method


for Deep

Soil Stabilization, Balkema,

Rotterdam,

pp. 263-368.

1999,

J. Forsman, Geovahvistetutkimus, Helsinki.
R. B. J. Brinkgreve, L. M. Zampich, and N. Ragi Manoj. Plaxis: Finite element code for soil
and rock analyses: Version 17. Rotterdam, Netherlands: Balkema. 2017.

Tiéu chuan Xây dựng Việt Nam TCN 262-2000, Tính tốn thiết kế xử lý nền đất u bằng
bắc thấm.

ll


6. Tóm tắt kết quả (tiếng Việt và tiếng Anh)
- Tóm tắt bằng tiếng Việt:
Trong kỹ thuật xử lý nền đất vếu, trụ xi măng đất và vải địa kỹ thuật thường được kết hợp
để sử dụng gia cố nền đất yếu nhằm giám độ lún và tăng sức chịu tải và độ ôn định của nền
đường. Đây là giải pháp thường được áp dụng trong kỹ thuật xử lý nền đất yếu ở trong va
ngồi nước. Hiệu ứng vịm một hiện tượng thường xảy ra trong nền đắp trên nền đất yếu gia
cố bằng trụ xi măng đất vì có sự khác biệt độ cứng giữa trụ và lớp đất nền xung quanh. Đây
là một yếu tố ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề tối ưu trong thiết kế khoảng cách và kích
thước trụ xi măng đất. Do đó, lý thuyết tính tốn và phân tích hiệu ứng vịm vẫn đang là chủ

đề thu hút rất nghiên cứu trong những năm gần đây. Nghiên cứu này tiến hành đánh giá và
phân tích ứng xử của vải địa kỹ thuật đưới tải trọng của nền đường, trong đó tập trung đến
cơ chế truyền lực của đất nền đến trụ xi măng đất. Mơ hình số ba chiều (3D) sẽ được xây
dựng và đề xuất đề tiễn hành phân tích ảnh hưởng của vái địa kỹ thuật cơ chế truyền lực
trong nền đường. Kết q phân tích mơ hình số sẽ được kiểm chứng qua trường hợp cơng
trình đường đầu cầu ở Hertsbv, Phần Lan. Các thông số của vải địa kỹ thuật ảnh hưởng sự
phân bố ứng suất trong nền cũng được khảo sát trong bài báo này.
- Tóm tắt bằng tiếng Anh:
In soft ground improvement, deep cement mixing columns and geotextiles were typically
combined to reinforce the soft ground in order to reduce settlement, increase load capacity
and

stabilize

the

embankment.

This

solution

is widely

applied

in soft

soil treatment


techniques around the world. The arching effect is a common phenomenon in embankment
on

soft ground

reinforced

with

deep

cement

mixing

columns

stiffness between the columns and the surrounding ground.
affects the optimization problem

due to the difference

in

This is a factor that directly

in the design of the distance and size of deep cement

mixing columns. Therefore, the calculation theory and analysis of the arching effect is still
the interesting topic which has been attended by many researchs in recent years. This study

evaluates and analyzes the behavior

of geotextiles under the embankment

load on soft

ground improved with deep cement mixing columns, in which the transmission mechanism
of the ground soil to the deep cement mixing columns is focused. A three-dimensional (3D)
numerical model will be developed and proposed to analyze the influence of geotextiles on
the force transmission mechanism

in the embankment.

The results of numerical model

analysis will be verified through the construction of a bridgehead road in Hertsby, Finland.
12


Parameters

of geotextiles

affecting

the

stress

distribution


in the background

are

also

investigated in this paper.
HI. Sản phẩm đề tài, công bố và kết quả đào tạo
3.1. Kết quả nghiên cứu (sắn phẩm dạng 1,2,3)
Yêu cầu khoa học hoặc/và chỉ tiêu

kinh tế - kỹ thuật

Tên sản phẩm

TT

Đăng ký
1

|Úng
dưới
trên
bằng
báo

IUH)

Đạt được


xử vải địa kỹ thuật | 1 bài báo IUH
tải trọng nền đường
đất yếu được gia cô
trụ xi măng đất (Bài
đăng trên Tạp chí

1 bài báo IUH

2 | Numerical
analysis
of | 1 bai bao SCOPUS Q3 | 1 bai bao SCOPUS Q1
arching
behavior
of
geosynthetic-reinforced
and
DCM
column
supported
embankment
with
geosynthetic
characteristics
(mernational Journal of
Geosynthetics and Ground
Engineering)

Ghi chi:
- Các ấn phẩm khoa học (bài báo, báo cáo KH, sách chuyên khảo...) chỉ được chấp

nhân nếu có ghi nhận địa chỉ và cảm ơn trường ĐH Cơng Nghiệp Tp. HCM đã cấp kính phí
thực hiện nghiên cứu theo đúng quy định.
-_

Các ấn phẩm (bản phofo) đính kèm trong phần phụ lục minh chứng ở cuối báo cáo.
(đối với ấn phẩm là sách, giáo trình cần có bản phofo trang bìa, trang chính và trang cuối

kèm thông tin quyết định và số hiệu xuất bản)

IV. Tình hình sử dụng kinh phí

wfafofolal>]

awa

Nội dung chỉ
Chỉ phí trực tiếp

Th khốn chun mơn

Kinh phí

Kinh phí

được duyệt | thực hiện
(riệu đồng) | đriệu đồng)

59.0636

Ghi

cha

59.0636

Nguyên, nhiên vật liệu, cây con..
Thiết bị, dụng cụ

Cơng tác phí

Dich vu th ngoai
13


`2|—|EZ|
Hội nghị, hội thảo,fhù lao nghiệm thu giữa kỳ

In ân, Văn phịng phẩm
Chi phí khác

0.9364

0.9364

60

60

Chi phi gián tiếp
Quản ly phí

Chi phí điện, nước

Tơng số

V. Kiến nghị (về phát triển các kết quả nghiên cứu của đề tài)
Không.

VI. Phụ lục sản phẩm ( liệt kê mình chứng các sản phẩm nêu ở Phần H11)
Bài báo 1:
Nguyễn Thi Phuong Linh. (2023). “Ứng xứ vải địa kỹ thuật đưới tải trọng nền đường trên
đất yêu được gia cô bang tru xi mang dat” Tap chí Khoa học và Cơng nghệ - Trường Đại
học Công nghiệp TP.HCM (TUH). Đã được châp nhận đăng.

Bài báo 2:
Nguyen, T. P-L., Tran, V.H., Tran, T.D., Nguyen B-P. (2023). “Numerical analysis of
arching behavior of geosynthetic-reinforced and DCM columnsupported embankment with
geosynthetic
characteristics.” International
Journal
of Geosynthetics
and Ground
Engineering. (Accepted).
Tp. HCM, ngày........ tháng........ NGM veces
Chủ nhiệm dé tai

Phòng QLKH&HTQT

(DON VI)
Trưởng (đơn vị)
(Họ tên, chữ ký)

14


PHAN II. BAO CÁO CHI TIẾT DE TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC

(báo cáo tông kêt sau khi nghiệm thu, đã bao gơm nội dung góp ÿ của hội đơng nghiệm thu)

15


MỤC LỤC
h0 0099222 ................A.

1

CHUONG 1. GIỚI THIỆU.........................-.2©52©S2EE+2215222522152315273227112211227122127112111171.11.
1c . 2

lít

o4...

2

1.2 Động lực nghiên cứu của đề tài.............................
2 22222 2222212222122
eeree 3
1.3 Ý nghĩa khoa học............................--2-22 2222 22132215272127112211227121122112212221121212
re 4

1.4 Ý nghĩa thực tiễn và sự cần thiết của vấn đề cần nghiên cứu....................................- 4

M0.

8n

1. 6 Mure tidu

ốố..

.. . ..‹111........

4

nh... ä................

4

CHUONG 2. CO SO LY THUVET .o....ccccccccsssecsessssossessssneessstistessintsssieecsunteesssnsteesseceeeans 6

2.1 Téng quan tình hình nghiên ctr...
2.2.NOI dung:nghÏỆn'CỨU:ssz:cx:::t222tt

cesses ceesseessssessseessseessseesssseessseessseeessesees 6
008040011522 ĐRV RGEIHEHEHDEIDHEIEGRRTINBSIIISIEES 11

CHUONG 3. MƠ HÌNH PHÂN TÍCH PHẦN TỬ HU'U HAN CHO NEN DAT YEU
GIA CĨ TRỤ XI MĂNG ĐẤT KÉT HỢP VẢI ĐỊA KỸ THUẬTT...............................---- 14

kí

iGO

ecco .ẽ

ẽ. -“G.-Ää+£däúậ)ạậậHằ.H..HH....,. 14

3.2 Phân tích phần tử hữu hạn cho nền đất xử lý bằng trụ xi măng đất kết hợp vải

địa kỹ thuật. . . . . . . . . . . . . .
22-2252 222222 2221 1211222221222112221122212222122
re 16
3.2.1. Truong hop mghidn ctu ........0.....c esses ssssssessssssessssseesssssnseessssesssteceesneceeseneeeeses 16
3.2.2. Mơ hình phân tích phần tử hữu hạn............................-222222222222 EEE 22112272222. xe. 18

3.3 Kết quả phân tích số. . . . . . .

22-222 22222722 2112215227121...re 20

3.3.1 Kết quả độ lún. . . . . . . . . .

2-52 S2 22525222112271221121112711221211212121222221
1
se. 20

3.3.3 Kết quả biến dạng của vải địa kỹ thuật.....................À.....
2-2222 22 2221222
re. 22
3.3.4. Sự thay đổi độ cứng vải địa kỹ thuật đối với sự tập trung ứng suất trong nền

CHEEE 1122111811121 1222.11.1111

2.111

eera 24

CHƯƠNG 4. KẾT LUẬN ..............................-2-222
22222212 2122212221222222122211122222
re 26
4.1 Kết luận chung.....

4.2 Hướng nghiên cứu tiếp theo.
Lời cảm ơn........................-.----c-cceY8

i00

0.

... 26
...............

27


CHƯƠNG l1. GIỚI THIỆU
1.1 Giới thiệu
Biến đạng lớn và mất ôn định công trình đường lả những vấn đề thách thức và khó khăn đối
với kỹ thuật xây dựng cơng trình giao thơng (cầu, đường). Hiện tượng lún đư có thể kéo dài
theo thời gian và làm ảnh hướng đến q trình khai thác, tăng chỉ phí duy fu bão dưỡng
cơng trình. Trong kỹ thuật xứ lý nền đất yếu, trụ xi măng đất và vải địa kỹ thuật thường

được kết hợp để sử dụng gia cố nền đất yếu nhằm giảm độ lún và tăng sức chịu tải của nền
đất cũng như tăng độ ôn định của nền đường. Đây là giải pháp thường được áp dụng trong
kỹ thuật xử lý nền đất yếu ở trong và ngoài nước. Hiệu ứng vòm một hiện tượng thường xảy
ra trong nền đắp trên nền đất yếu gia cố bằng trụ xi măng đất vì có sự khác biệt độ cứng
giữa trụ và lớp đất nền xung quanh. Đó là một yếu tế ảnh hưởng trực tiếp đến vấn đề tối ưu

trong thiết kế khoảng cách và kích thước trụ xi măng đất. Vì đây là vấn đề liên quan đến chỉ
phí xây đựng cơng trình nên cần phải quan tâm nghiên cứu để có thé áp dụng tính tốn thực
tế và mang lại hiệu quả kinh tế khi sử đụng phương pháp gia cố nền nảy. Vấn đề liên quan

đến lý thuyết tính tốn và phân tích hiệu ứng vịm vẫn đang là chủ đề thu hút rất nghiên cứu
nhằm để áp dụng trong tính tốn thiết kế vào sản xuất thực tế. Hình 1 minh họa hiệu ứng
vịm trong nền đường gia cố bằng trụ xi mang dat va vai địa kỹ thuật. Nghiên cứu này tiễn
hành đánh giá và phân tích vai trị của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của nền đường, trong đó
tập trung đến cơ chế truyền lực của đất nền đến trụ xi măng đất. Mơ hình số ba chiều (3D)

và hai chiều (2D) sẽ được xây đựng và đề xuất để tiền hành phân tích ảnh hưởng của vải địa
kỹ thuật đến hiệu ứng vòm xảy ra trong nền đường. Khá năng ứng dụng của các mơ hình số
sẽ được kiểm chứng qua trường hợp lịch sử cơng trình đường đầu cầu ở trong và ngồi
nước. Các thơng số của vải địa kỹ thuật ảnh hưởng sự phân bố ứng suất trong nền cũng
được khảo sát trong đề tài này.


Đỉnh nền đường đắp
Nền đắp
Vải địa kỹ thuật

Tru xi

mang dat

Hình 1. Minh họa hiệu ứng vòm trong nền đường gia cô bằng trụ xi mang dat va vai dia kỹ
thuật

1. 2 Động lực nghiên cứu của đề tài

Theo tiêu chuẩn TCVN 9844-2013, vải địa kỹ thuật được thiết kế dé tăng cường sự ổn định
của nên đât hoặc làm lớp phân cách giữa lớp đắp bên trên và phần đât nền bên đưới. Theo
tiêu chuẩn này, vải địa được thiết kế chưa xét đến ảnh hưởng của nó đến sự phân bỗ ứng
suat trong nên đường. Do đó có thể chưa thể tối ưu được các thông số liên quan đến chi phí
xây dựng như: cường độ yêu cầu lớp vải địa, số lớp vải địa theo chiều cao nền đắp, khoảng
cách và độ cứng trụ xi mang dat. Điều này din đến lăng phí trong xây đựng.
Ngồi ra, cho đến nay rât ít cơng trình nghiên cứu ở trong và ngồi nước tiên hành đánh
giá ảnh hưởng các thơng số của lớp vải địa kỹ thuật đến cơ chế truyền lực trong nền đường

có gia cổ trụ xi măng đât. Do đó việc phân tích vai trị của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của
nên đường bao gồm hiệu ứng vịm là hết sức cần thiết để có thể hiểu được tương quan của

sự làm việc của vai địa kỹ thuật, đất nễn và trụ xi măng đât. Từ đó có thể tối ưu các thơng số
trong vấn đề thiết kế nhằm giảm chỉ phí xây dựng. Kết quả nghiên cứu đề tài cũng có thé


tham khảo và ứng đụng tính tốn trong sản xuất thực tế thông qua các ấn phẩm nghiên cứu ở
†rong vả ngoải nước.
1.3 Ý nghĩa khoa học
Hiện tai trong và ngồi nước có rất nhiều nghiên cứu và sử dụng rất phố biến trụ xi măng

dat và vải địa kỹ thuật trong thiết kế đường giao thông để giảm độ lún vả tăng độ ổn định
trong nền. Nhưng việc nghiên cứu vai trò của vải địa kỹ thuật đến cơ chế truyền lực trong

nền đường vẫn chưa được quan tâm nhiều. Do đó chưa thê tối ứu được bài tốn thiết kế cho
cơng trình đường trên nền đất yếu với trụ xi măng đất. Nhìn chung việc nghiên cứu tổng thé
vai trò của vải địa kỹ thuật đối với ứng xử của nền

đường bao gồm biến đạng, ổn định, cơ

chế truyền lực là là hết sức cần thiết nhằm ứng dụng thiết kế nền móng, xử lý nền đất yếu tại
Việt Nam.

1.4 Ý nghĩa thực tiễn và sự cần thiết của vấn đề cầẦn nghiên cứu

Kết quá đề tài giúp cho kỹ sư thiết kế địa kỹ thuật có cách nhìn tổng quan hơn về vai trị địa
kỹ thuật trong ứng xử nền đường, từ đó có những tính tốn nhằm tối ưu các thông số đầu
vào như khoảng cách trụ, cường độ vải, số lớp vải địa cần thiết. Từ đó có thê tiết kiệm chi
phí xây dựng trong nền móng cơng trình một cách hợp lý nhất mà vẫn đảm bảo yêu cầu kỹ
thuật. Trong lĩnh vực kỹ thuật xử lý nền đất yếu tại thời điểm này, trụ xi măng đất kết hợp
vai địa kỹ thuật vẫn là công nghệ rất phố biến trong xây đựng công trình trên nền đất yêu ở

Việt Nam và trên thế giới. Việc nghiên cứu vai trò của vải địa kỹ thuật đến cơ chế lảm việc
và ứng xử của nền đường gia cố trụ xi măng đất để tận dụng ưu điểm của chúng trong xử lý
nền đất yếu là một ý tưởng rất hay. Điều nảy mang lại ý nghĩa về mặt mơi trường và lợi ích

kinh tế.
1.5 Tính mới của đề tài
Đề tài sẽ xây đựng mơ hình số 2D và 3D, trong đó các thơng số tương đương trong mơ hình
2D sẽ được đề xuất để có thể mô phỏng hợp lý ứng xứ nền đường gia cố bằng trụ xi măng

đất và vải địa kỹ thuật. Thơng qua các mơ hình số, vai trị của vải địa kỹ thuật đến ứng xứ
của nền đường sẽ được làm rõ hơn. Các mơ hình đề xuất có thể sử dụng và cho kết quả phù
hợp với kết quả quan trắc hiện trường.

1. 6 Mục tiêu của đề tài


a)

Mục tiêu tổng quát

Nghiên cứu vai trò của vái địa kỹ thuật đến hiệu ứng vòm xảy ra trong nền đường, trong đó
ảnh hướng của các thơng số của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của nền đường như biến dạng
của nền, sự phân bố ứng suất trong nền, từ đó tối ưu bài tốn thiết kế cho nền gia cé tru xi
măng đất kết hợp vải địa kỹ thuật, nhằm giảm chỉ phí xây dựng.
Giới hạn phạm vi nghiên cứu: Mặc dầu hiện tượng hiệu ứng vòm thường xảy ra cho các
cơng trình đường trên nền đất yếu được gia có bằng vật liệu địa kỹ thuật kết hợp với trụ vật

liệu rời. Nghiên cứu này sẽ tập trung vào trường hợp cụ thê cho nền gia cố trụ xi măng đất.
b)

—

Mục tiễu cụ thé

Xây dựng mơ hình số 3D để phân tích ứng xử của nền đường trên đất yếu được gia cố

bằng trụ xi măng đất kết hợp với vải địa kỹ thuật.
—_

Thiết lập mơ hình số 2D (mơ hình biến đạng phẳng) để phân tích ứng xử của nền đường

gia cố trụ xi măng đất và kết hợp với vai dia kỹ thuật. Các thông số như chiều day lop vai

địa kỹ thuật, kích thước tương đương của trụ xi măng đất, hệ số thấm tương đương của

đất nền sẽ được thiết lập.
—

Đánh giá sự ảnh hưởng của vải địa kỹ thuật đến ứng xử của của cơng trình nền đường,
trong đó sẽ tập trung vào hiệu ứng vòm xảy ra trong nền đường.


CHUONG 2. CO SO LY THUYET
2.1 Tổng quan tình hình nghiên cứu
Hiện nay, với tình hình đân số tăng nhanh cùng với sự phát triển kinh tế nhanh chóng đã đặt
ra nhiều nhu cầu phát triển nhiều cơng trình xây dựng cũng như nhiều cơ sở hạ tằng nhằm
phát triển giao thơng đi lại giữa các vùng miền. Nhìn chung, hầu hết các cơng trình xây
dựng mới thường phải đi qua các khu vực có địa chất là đất yếu như các vùng ven biển, ven
sông, sần ao hồ hay đầm lầy. Các khu vực nảy trước đây chưa được khai thác hoặc xây
dựng do vấn đề kỹ thuật chưa phát triển như hiện nay (Indraratna 2017; Nguyen and Kim
2019). Đặc điểm

địa chất các khu vực này chủ yếu là đất sét yếu với các đặc điểm bất lợi

cho việc xây dựng cơng trình như: chiều day lớn, sức chịu tải nhỏ, tính nén lún cao, và hệ số

thám nhỏ. Sức chịu tải nhỏ và tính nén lún cao của lớp đất yếu ảnh hưởng đến tinh 6n định
của các cơng trỉnh bên trên trong q trình khai thác. Đặc biệt các cơng trình đường có
chiều cao đắp lon thi mức độ ỗn định cơng trình đồi hỏi phải được quan tâm. Rất nhiều cơng
trình ở nước tfa hiện nay xảy ra độ lún dư kéo đải theo thời gian trong q trình khai thác
dẫn đến nhiều khó khăn và tốn kém cho công tác xứ lý, sửa chữa công trình (Nguyễn Cơng

Oanh 2019). Điều này trở thành vấn đề khó khăn và nhiều thách thức đối với cơng tác thiết

kế cơng trình trên nền đất yếu.
Hiện tượng lún kéo dài thường xảy ra ở với các cơng trình giao thông như đường,
đường dẫn đầu cầu. Hiện tượng này xảy ra khá phổ biến không những ở Việt Nam mả ngay
cả các nước phát triển trên thế giới. Do đó vấn đề lún ở cơng trình đường cần được quan tâm

thích đáng và xứ lý triệt để trong khâu thiết kế nhằm không ảnh hưởng đến điều kiện khai
thác của cơng trình cầu và đường giao thơng. Khi hiện tượng lún khơng đều, lún kéo đài ở
các cơng trình cầu, đường xảy ra sẽ gây cảm giác khó chịu cho người tham gia giao thông,
gây hư hông phương tiện giao thông, đẫn tới những hậu quá nghiêm trọng như gây ra những
tai nạn giao thơng. Do đó bắt buộc phải thực hiện cơng tác duy fu bảo dưỡng cơng trình,

điều này thường gây tốn kém nhiều thời gian và kinh phí. Hơn thế nữa q trình đuy tu báo
dưỡng hay sửa chữa sẽ gây khó khăn trong khai thác cơng trình như kẹt xe, giảm phát triển
các khu đơ thị hoặc dân cư xung quanh.


Có nhiều nguyên nhân dẫn đến hiện tượng lún lớn và kéo đài như: chiều đày lớp đất yếu
lớn, chiều cao đất đắp cao, đất nền đưới lớp đất đắp chưa cố kết xong, lưu lượng xe quá tải,
thi công xây dựng không đảm báo kỹ thuật, xử lý đất yếu chưa triệt dé. Trong số các nguyên
nhân nảy, nguyên nhân chính dẫn đến hiện tượng lún kéo đài theo thời gian đến giai đoạn

khai thác có thể q trình xử lý lún cố kết chưa triệt để trong giai đoạn thi công, dẫn đến
hiện tượng lún cố kết tiếp tục xảy ra trong giai đoạn khai thác. Trường hợp nảy thường xảy

ra khi chiều dảy lớp đất yếu lớn mà chiều lớp đất đắp cao, trong khi kỹ thuật thiết kế cịn
nhiêu hạn chê và chưa tơi ưu.
Đề giám độ lún trong nền dưới tải trọng nền

đường, trụ vật liệu rời như trụ đá, trụ cát

(có đầm chặt) hoặc trụ xi măng đất thường được sử đụng để gia cố nền đất yếu nhằm tăng
độ cứng trong nền (Han và Ye 2001; Lorenzo và Bergado 2004). Trong đó trụ xi măng đất
thường được xử dụng hơn cả vì đây là cơng nghệ có khả năng sử dụng vật liệu tại chỗ (đất
nền). Do đó cơng nghệ trụ xi măng đất có khả năng giảm tác động đến mơi trường so với
các công nghệ dùng vật liệu vận chuyển †ừ các mỏ vật liệu ở nơi khác (cát, đá). Trụ xi măng

đất cũng là công nghệ xử lý nền đất yếu thường được sử dụng phô biến nhất hiện nay ở Việt
Nam và ngồi nước.
Nhìn chung, vấn đề khi sử đụng các loại trụ vật liệu rời hay trụ xi măng đất để xử ly nền

đất yêu đưới nền đắp là độ lún lệch có thể xảy ra rất lớn giữa các trụ vật liệu/trụ xi măng đất
và đất yêu xung quanh do sự khác biệt về độ cứng của chúng. Điều này dan đến giảm độ én
định của nền dap. Hơn nữa, khả năng chiu tải trọng của trụ vật liệu rời/rụ xi măng

đất có

thé bị giảm đáng kế khi chịu tải trọng bên trên từ nền đấp. Để xứ lý vấn đề nay, giải pháp
khả thi trong lúc thiết kế là tăng tở lệ diện tích thay thế của trụ vật liệu hay nói cách khác là
giảm khoảng cách trụ vật liệu. Tuy nhiên, các giải pháp này rất khơng kinh tế, gây lãng phí
†rong xây dựng.

Vật liệu địa kỹ thuật là những vật liệu gia cố nền đất, bao gồm các loại như: vải địa kỹ
thuật hay lưới địa kỹ thuật. Ưu điểm của vải địa kỹ thuật là có cường độ chịu kéo lớn. Hiện

nay ở Việt Nam, vai địa kỹ thuật thường được sử dụng để gia cố nền đường nhằm tăng độ

ổn đinh mái đốc, nền đường và móng cơng trình xây đựng (thường dùng lưới địa kỹ thuật).
Vai trị chính của lớp vải địa kỹ thuật như (1) lớp ngăn giữa lớp đất bên dưới và lớp đất đắp

bên trên; (2) tăng độ ôn định nền đường xây đựng trên đất vêu; (3) vì lực kéo trong vai lớn
nên có thê kháng lại lực đây ngang cúa nền đường và giám khả năng phá hoại trượt của nền.
Hiện nay, giải pháp kết hợp trụ xi măng dat va vải địa kỹ thuật đang rất thường sử dụng
trong công tác xây dựng cơng trình đường trên nền đất yếu như đường dẫn đầu cầu có chiều
cao đắp cao. Khi sử dụng vải địa kỹ thuật để kết hợp với trụ xi măng đất, một số ưu điểm có

thể thấy như sau: (1) làm giảm độ lún chênh lệch giữa đất nền tự nhiên và đầu trụ xi măng
dat; (2) làm giảm lực xô ngang tác dụng lên trụ xi măng đất, làm giảm sự phá hoại có thể
xay ra trong trụ xi măng đất; (3) vì độ cứng của trụ xi măng đất lớn hơn độ cứng của đất nền
xung quanh nên ứng suất theo phương thắng từ tải trọng đất đắp sẽ tập trung vào trụ xi
măng đất, so với đất nền xung quanh. Hiện tượng này thường được gọi là hiệu ứng vịm
trong nền đường đắp, Hình 1 bên đưới minh họa hiệu ứng vòm trong nền đường gia cố bằng

trụ xi măng đất và vải địa kỹ thuật, (4) khi bố trí vái địa kỹ thuật giữa đất yếu và nền đấp,
ma sát giữa đất dap và mặt trên của vải địa kỹ thuật sẽ tạo được một lực giữ khối trượt, qua

đó mức độ ơn định của nền đắp trên đất yếu sẽ tăng lên. Qua đó làm giảm độ lún của nền

đường và tăng độ ôn định của nền đường (22TCN262-2000).
Srbulov (2001) phát triển lời giải giải thích để xác định lực kéo trong vai địa kỹ thuật,
từ đó đánh giá hiệu quả của vải địa kỹ thuật đối với cơ chế truyền lực từ đất nền xung quanh
đến trụ xi măng

đất. Kết quả cho thấy rằng hiệu quả hiệu ứng vòm chịu ảnh hưởng bởi

nhiều thơng số, trong đó có cường độ chịu kéo và độ giãn đài của vải địa kỹ thuật. Để đánh
giá ảnh hướng của các thông số này đến hiệu quả truyền lực trong nền đường là rất khó
khăn vì nó phụ thuộc nhiều yếu tố như độ cứng của đất, độ cứng của frụ xi măng đất, độ lún

lệch giữa đầu trụ và đất nền xung quanh trụ, và q trình cố kết theo thời gian. Khi đó mơ

hình số thường được sử dụng để phân tích ánh hưởng của đặc điểm của vải địa kỹ thuật đến
hiệu quả của phương pháp gia cố nền.
Một số nghiên cứu trước đây sử dụng mơ hình số hai chiều và ba chiều bằng phương
pháp phần tử hữu hạn dé phân tích ứng xứ của nền đường gia cố trụ xi măng đất kết hợp với
vai dia ky thuat (Bergado et al. 1996; Baker 2010; Yapage va Liyanapathirana 2014). Tuy
nhiên các nghiên cứu này chỉ tập trung phân tích ảnh hưởng của đặc điểm của trụ xi măng
đất (như thông số cường độ, lực dính, cường độ, góc ma sát trong) đến ứng xử của nền
đường. Trong khi vải địa kỹ thuật cũng là yếu tố tác động đến hiệu quá hiệu ứng vòm trong


nền. Nhìn chung, sự phân bố ứng suất trong nền phụ thuộc nhiều thông số liên quan đến đặc
điểm của vải địa kỹ thuật và trụ xi măng đất.

Hiên tại TCVN 9403:2012 được sử dụng rộng rãi trong tính tốn vả phân tích ứng xử
của nền gia cố trụ xi măng đất. Hầu hết quy trình thiết kế và các tài liệu trong nước (Phùng
Vĩnh An 2012; Phạm Anh Tuần và Đỗ Hữu Đạo 2015) đều tập trung chỉ dẫn phương pháp
tính tốn độ lún của nền gia cố trụ xi măng đất mà chưa kế đến ảnh hưởng của vải địa kỹ
thuật đến biến đạng và độ ổn định của nền. Vẫn đề hiệu Ứng vòm mặc dầu được nghiên cứu

nhiều ở nhiều quốc gia nhưng chưa được qua tâm nhiều trong nước. Khi sự phân bố ứng
suất và các u tố ảnh hưởng lên nó khơng được xét tới trong q trình thiết kế có thê gây ra
lăng phí trong xây dựng (ví dụ như việc xác định số lớp vải địa kỹ thuật gia cường tương
ứng với chiều cao đắp, kích thước hay khoảng cách hợp lý giữa các trụ xi măng đất).
Chai và cộng sự (2001) đề xuất một mơ hình đơn giản để mơ hình số 2 chiều cho nền
đường gia cố bắc thấm với hệ số thấm tương đương theo phương đứng. Sau đó mơ hình
được xem xét đề sử đụng cho nền đường gia cố trụ xi măng đất với sự hiệu chỉnh cho hệ số

cản thấm. Mặc đầu mơ hình này đơn giản, tuy nhiên không phản ảnh được độ cứng và hệ số
thấm của trụ xi măng đất. Hai thông số này ảnh hướng rất đáng kể đến độ biến dạng của nền

đườngm, do đó mơ hình này cũng như khơng thể mơ phóng hiệu ứng vịm xảy ra trong nền
đường.
Chai và Carter (2011) đề xuất phương pháp tính tốn ứng xử lún của nền bằng cách quy
đổi nền tự nhiên gia cố trụ xi măng

đất về nền tương đương với các thơng số cường độ

tương đương để tính tốn. Theo TCVN

9403:2012, sự ơn định của nền đường được phân

tích cũng dựa vào cường độ kháng cắt tương đương của nền đất. Các phương pháp nảy nhìn
chung chưa phản ánh được độ cứng của trụ xi măng đất. Hơn nữa đối với nền đường gia cố

trụ xi măng đất kết hợp vai địa kỹ thuật thì phương pháp nền tương đương này khơng hợp lý
vì khơng thể phân tích được vai trò của vải địa kỹ thuật đến cơ chế truyền lực của nền
đường.
Một số nghiên cứu gần đây đề xuất phương pháp giải tích và phương pháp số để phân
tích hiệu ứng vòm xáy ra trong nền đường trên nền gia cố cọc với giả thiết rằng cọc là cứng
hoàn toan (Suleiman va céng sự 2003). Về bản chất vấn đề khi độ cứng cọc tăng lên sẽ dan
đến việc tăng hệ số tập trung ứng suất lên đầu cọc, qua đó tăng độ chênh lệch lún (Nguyễn
9