Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 1

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
KHOA XÂY DỰNG DÂN DỤNG & CÔNG NGHIỆP
***************





BÁO CÁO CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG
ĐỀ TÀI : GIẢI PHÁP MÓNG CHO NỀN ĐẤT YẾU
CỌC XI MĂNG ĐẤT



GVHD : TS. Lê Khánh Toàn
SVTH : Trần Quốc Bảo
Lê Đức Anh
Huỳnh Hiệp Chung
Lê Đức Chí
Trương Đức Đạt
Đào Công Muôn
LỚP : 10X1A
NHÓM : 01

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 2

Mục lục:

I. Giới thiệu chung:
1. Đặt vấn đề:
2. Phạm vi ứng dụng:
3. Ưu điểm:
4. Tiêu chuẩn thiết kế:
II. Công nghệ thi công:
1. Công nghệ Bắc Âu:
2. Công nghệ Nhật Bản:
3. Các phương pháp thi công cọc xi măng đất:
3.1. Phương pháp trộn khô:
3.2. Phương pháp trộn ướt:
3.3. Trình tự cột xi măng đất:
III. Tính toán cọc xi măng đất:
1. Bố trí cọc xi măng đất:
2. Tính toán cọc xi măng đất như cọc:
2.1. Đánh giá theo trạng thái giới hạn thứ nhất:
2.2. Đánh giá theo trạng thái giới hạn thứ hai:
3. Tính toán theo quan điểm nền tương đương:
IV. Ứng dụng:

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 3

CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG
CHUYÊN ĐỀ CỌC XI MĂNG ĐẤT

I. Giới thiệu chung
1. Đặt vấn đề
Hiện nay cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, nhu cầu phát triển về cơ sở hạ
tầng rất lớn và cấp thiết. Phần lớn các công trình được xây dựng trên nền đất hình thành
một cách tự nhiên trong những môi trường khác nhau. Do nền đất tự nhiên nhiều khi
chưa đáp ứng được khả năng chịu tải của các công trình như nhà cửa, cầu cống, đê đập…
xây dựng trên chúng, hay nói cách khác, khả năng chịu tải của chúng kém hơn so với tải
trọng dự kiến. Vì vậy cần cải thiện tính chất của nền đất trong phạm vi đới ảnh hưởng để
chúng có thể đủ sức chịu tải trọng thiết kế. Trong thực tế có nhiều phương pháp để cải
thiện tính chất của nền đất yếu, một trong những phương pháp đó là xử lý nền bằng cọc
xi măng đất.
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất ) - (Deep soil
mixing columns, soil mixing pile) là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi
măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống
làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển
lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí
nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt) hoà trộn với
các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xới tơi ra, sau khi đông cứng tạo thành một khối
đồng nhất gọi là soilcrete (tạm dịch là xi măng đất). Xi măng đất trong đất đóng vai trò
ổn định nền và chống thấm. Cường độ chịu nén của xi măng đất từ 20 - 250 kg/cm2, tuỳ
thuộc vào loại vữa (hàm lượng xi măng và tỷ lệ đất còn lại trong khối xi măng đất) và
loại đất nền.
2. Phạm vi ứng dụng
Cọc xi măng đất có khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dựng, giao
thông và thủy lợi.
 Trong thủy lợi, công nghệ này được ứng dụng để làm tường hào chống thấm
cho đê, đập; chống thấm mang và đáy cống; gia cố nền móng công trình; tăng
ổn định tường chắn, chống trượt mái đất; làm tường kè, tường chắn sóng
 Trong xây dựng, dùng cọc xi măng đất thay thế các loại móng cọc truyền
thống; gia cố móng nông; làm tường vây hố móng; tường ngăn nước; gia cố

đường hầm; tường neo; gia cố nền các bồn chứa và tòa tháp; gia cố vùng đất
yếu xung quanh đường hầm.
 Trong giao thông, công nghệ xi măng đấtđược ứng dụng để gia cố nền đường;
mố cầu dẫn. Ngoài ra, công nghệ này còn được ứng dụng trong lĩnh vực môi
trường để ngăn vùng đất bị ô nhiễm.
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 4

Ngoài ứng dụng gia cố nền đất yếu, các ứng dụng chính của cọc xi măng đất có thể
kể đến xử lý lún nghiêng, tường chống thấm, tường vách hố móng, nền đường, vỏ bảo vệ
công trình ngầm, v.v. Trong các ứng dụng này, một hàng cọc bê tông đất nằm liên tiếp
nhau, thậm chí đan xen nhau tạo thành một bức tường có tác dụng chống thấm tốt và có
thể chịu lực xô ngang trong một thời gian ngắn. Ứng dụng cọc xi măng đất để xử lý các
hư hỏng của công trình do nền đất yếu gây ra cũng rất quan trọng. Nhờ sự gọn nhẹ của
dây chuyền thiết bị, việc thi công có thể tiến hành trong địa hình chật hẹp (diện thi công
nhỏ), không ảnh hưởng đến các công trình lân cận chiều cao hạn chế (tối thiểu 3m). Đặc
biệt, với đường kính khoan nhỏ (40-90 mm) mà vẫn có thể tạo được diện xử lý rộng nằm
dưới móng hiện trạng mà không ảnh hưởng tới kết cấu công trình, công nghệ này có lợi
thế lớn trong việc sửa chữa, gia cố nền của các công trình nhà ở đang gặp vấn đề lún
hoặc sạt, trượt. Trong ngành thuỷ lợi, ứng dụng cọc xi măng đất để xử lý các hư hỏng của
cống dưới đê (thấm qua nền, mang cống), đồng thời tăng cường sức chịu tải của nền
cống đã được thử nghiệm thành công ở Việt Nam, do một nhóm nghiên cứu tiến hành
trong tháng 6 năm 2004.
Tính kinh tế của cọc xi măng đất:
a. Có thể giảm đến 30% giá thành so với cọc bê tông cốt thép (cọc đóng, cọc nhồi
v.v.)
b. Rất kinh tế khi diện tích xử lý rộng trong thời gian tới, mục tiêu sẽ là nâng cấp
hoàn thiện công nghệ, đặc biệt phi tiến tới nội địa hoá máy móc thiết bị để giảm giá
thành sản xuất và việc ứng dụng công nghệ ngày càng được sâu rộng.

3. Ưu điểm
So với một số giải pháp xử lý nền hiện có, công nghệ cọc xi măng đất có ưu điểm là :
 Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp
 Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ đúc cọc và đạt
đủ cường độ. Tốc độ thi công cọc rất nhanh.
 Hiệu quả kinh tế cao. Giá thành hạ hơn nhiều so với phương pháp cọc bê tông
ép hoặc cọc khoan nhồi thì rất tốn kém do tầng đất yếu bên trên dày.
 Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các
khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển.
 Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước
 Khả năng xử lý sâu (có thể đến 50m)
 Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố ximăng, độ tin cậy cao.
4. Tiêu chuẩn thiết kế
Tại Việt Nam, tiêu chuẩn thiết kế - thi công – nghiệm thu cọc xi măng đất là
TCXDVN 385 : 2006 "Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng trụ đất xi măng" do Viện
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 5

Khoa học Công nghệ Xây dựng - Bộ Xây dựng biên soạn, Vụ Khoa học Công nghệ Xây
dựng đề nghị Bộ Xây dựng ban hành theo Quyết định số 38/2006/QĐ-BXD ngày 27
tháng 12 năm 2006.
II. Công nghệ thi công
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất), được thi công tạo
thành theo phương pháp khoan trộn sâu. Dùng máy khoan và các thiết bị chuyên dùng
(cần khoan, mũi khoan…) khoan vào đất với đường kính và chiều sâu lỗ khoan theo thiết
kế. Đất trong quá trình khoan không được lấy lên khỏi lỗ khoan mà bị phá vỡ kết cấu,
được các cánh mũi khoan nghiền tơi, trộn đều với chất kết dính (chất kết dính thông
thường là xi măng hoặc vôi, thạch cao… đôi khi có thêm chất phụ gia và cát)[1].Phương
pháp xử lý bằng cọc đất - xi măng khá đơn giản: bao gồm một máy khoan với hệ thống

lưới có đường kính thay đổi tuỳ thuộc theo đường kính cột được thiết kế và các xi lô
chứa xi măng có gắn máy bơm nén với áp lực lên tới 12 kg/cm2. Trong quá trình khoan
lưỡi được thiết kế để trộn đầu đất và xi măng, xi măng khô được phun định lượng liên
tục và trộn đều tạo thành những cọc đất - xi măng đường kính 60 cm. Thời gian khoan
cho một bồn có đường kính 34 m từ 45 - 60 ngày.[2]
Quá trình phun (hoặc bơm) chất kết dính để trộn với đất trong hố khoan, tuỳ theo yêu
cầu có thể được thực hiện ở cả hai pha khoan xuống và rút lên của mũi khoan hoặc chỉ
thực hiện ở pha rút mũi khoan lên. Để tránh lãng phí xi măng, hạn chế xi măng thoát ra
khỏi mặt đất gây ô nhiễm môi trường thông thường khi rút mũi khoan lên cách độ cao
mặt đất từ 0.5m đến 1.5m người ta dừng phun chất kết dính, nhưng đoạn cọc 0.5m đến
1.5m này vẫn được phun đầy đủ chất kết dính là nhờ chất kết dính có trong đường ống
tiếp tục được phun (hoặc bơm) vào hố khoan.
Khi mũi khoan được rút lên khỏi hố khoan, trong hố khoan còn lại đất đã được trộn
đều với chất kết dính dần dần đông cứng tạo thành cọc xi măng đất.
Có 2 công nghệ thi công chủ yếu :
1. Công nghệ Bắc Âu
Thiết bị có khả năng tạo trụ đến chiều sâu 25 m, đường kính 0.6m đến 1.0 m. Độ
nghiêng tới 700 so với phương đứng. Máy có một cần, lỗ phun xi măng ở đầu trộn. Năng
lượng trộn và khối lượng xi măng được quan trắc và trong nhiều trường hợp được kiểm
soát tự động để cho đất được trộn đều.
Đầu trộn được xuyên xuống đến độ sâu thiết kế, khi rút lên xi măng được phun qua
lỗ ở đầu trộn qua ống dẫn trong cần trộn. Đất và xi măng được trộn đều nhờ đầu trộn
được quay trong mặt phẳng ngang, thậm chí đổi hướng quay vài lần. Cả hai pha đều có
thể được lặp lại tại một vị trí nếu cần.
Tốc độ quay của đầu trộn và tốc độ rút lên đều hiệu chỉnh được để đạt tới độ đồng
nhất mong muốn. Thiết bị đời mới được phát triển chứa được cả khí lẫn xi măng.
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 6


2. Công nghệ Nhật Bản
Nhật Bản chế tạo ra nhiều loại máy, có một cần hay nhiều cần. Mỗi cần có đầu trộn
nhiều lưỡi cắt đường kính 0.8 m 1.3 m, có khả năng tạo trụ đến độ sâu 33 m. Xi măng đi
vào máy trộn nhờ khí nén. Thiết bị đời mới có đầu chụp ngăn bụi xi măng khỏi phụt lên
trên mặt đất. Lỗ phun xi măng nằm cả ở phía trên và phía dưới hệ lưỡi cắt. Khối lượng xi
măng và áp lực khí được kiểm soát tự động. Xi măng được phun cả trong pha xuống
hoặc trong hai pha của hành trình.
* So sánh hai công nghệ thi công :

Bảng A.1 - So sánh công nghệ trộn Bắc Âu và Nhật Bản

Thiết bị
Chi tiết
Bắc Âu
Nhật Bản
Đầu trộn
Số lượng trục trộn
1
1 đến 2
Đường kính
0.4 m đến 1.0 m
0.8 m đến 1.3 m
Chiều sâu tối đa
25 m
33 m
Vị trí lỗ phun
Đáy trục trộn
Đáy trục và/hoặc trên cánh
cắt (một lỗ hoặc nhiều lỗ)
Áp lực phun

400 kPa  800 kPa
Tối đa 300 kPa
Truyền liệu
Công suất
50 kg/ph300 kg/ph
50 kg/ph200 kg/ph




Bảng A.2 - Đặc tính kỹ thuật công nghệ trộn của Bắc Âu và Nhật Bản

Thiết bị
Bắc Âu
Nhật Bản
Vận tốc xuyên xuống
2.0 m/ph  6.0 m/ph
1.0 m/ph  2.0 m/ph
Vận tốc rút lên
1.5 m/ph  6.0 m/ph
0.7 m/ph  0.9 m/ph
Tốc độ quay của cánh trộn
100 vòng/ph  200 vòng/ph
24 vòng/ph  64 vòng/ph
Số lượng vòng quay cánh
(1)
150  500 cho mỗi m
 274 cho mỗi m
Khối lượng xi măng phun
100 kg/m

3
250 kg/m
3

100 kg/m
3
300 kg/m
3

Tốc độ rút ( xuyên)
10mm/vòng30mm/vòng
10mm/vòng35mm/vòng
Pha phun xi măng
Điển hình trong khi rút lên
Xuyên xuống và/hoặc rút lên




Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 7




Hình 1: máy thi công cọc xi măng đất




Hình 2: Cấu tạo lưỡi khoan cọc

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 3

CHUYÊN ĐỀ THI CÔNG
CHUYÊN ĐỀ CỌC XI MĂNG ĐẤT
I. Giới thiệu chung
1. Đặt vấn đề
Hiện nay cùng với sự phát triển kinh tế của đất nước, nhu cầu phát triển về cơ sở hạ
tầng rất lớn và cấp thiết. Phần lớn các công trình được xây dựng trên nền đất hình thành
một cách tự nhiên trong những môi trường khác nhau. Do nền đất tự nhiên nhiều khi
chưa đáp ứng được khả năng chịu tải của các công trình như nhà cửa, cầu cống, đê đập…
xây dựng trên chúng, hay nói cách khác, khả năng chịu tải của chúng kém hơn so với tải
trọng dự kiến. Vì vậy cần cải thiện tính chất của nền đất trong phạm vi đới ảnh hưởng để
chúng có thể đủ sức chịu tải trọng thiết kế. Trong thực tế có nhiều phương pháp để cải
thiện tính chất của nền đất yếu, một trong những phương pháp đó là xử lý nền bằng cọc
xi măng đất.
Cọc xi măng đất (hay còn gọi là cột xi măng đất, trụ xi măng đất ) - (Deep soil
mixing columns, soil mixing pile) là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng nơi gia cố và xi
măng được phun xuống nền đất bởi thiết bị khoan phun. Mũi khoan được khoan xuống
làm tơi đất cho đến khi đạt độ sâu lớp đất cần gia cố thì quay ngược lại và dịch chuyển
lên. Trong quá trình dịch chuyển lên, xi măng được phun vào nền đất (bằng áp lực khí
nén đối với hỗn hợp khô hoặc bằng bơm vữa đối với hỗn hợp dạng vữa ướt) hoà trộn với
các phần tử đất xung quanh lỗ khoan bị xới tơi ra, sau khi đông cứng tạo thành một khối
đồng nhất gọi là soilcrete (tạm dịch là xi măng đất). Xi măng đất trong đất đóng vai trò
ổn định nền và chống thấm. Cường độ chịu nén của xi măng đất từ 20 - 250 kg/cm2, tuỳ
thuộc vào loại vữa (hàm lượng xi măng và tỷ lệ đất còn lại trong khối xi măng đất) và
loại đất nền.

2. Phạm vi ứng dụng
Cọc xi măng đất có khả năng ứng dụng rộng rãi trong các lĩnh vực xây dựng, giao
thông và thủy lợi.
 Trong thủy lợi, công nghệ này được ứng dụng để làm tường hào chống thấm
cho đê, đập; chống thấm mang và đáy cống; gia cố nền móng công trình; tăng
ổn định tường chắn, chống trượt mái đất; làm tường kè, tường chắn sóng
 Trong xây dựng, dùng cọc xi măng đất thay thế các loại móng cọc truyền
thống; gia cố móng nông; làm tường vây hố móng; tường ngăn nước; gia cố
đường hầm; tường neo; gia cố nền các bồn chứa và tòa tháp; gia cố vùng đất
yếu xung quanh đường hầm.
 Trong giao thông, công nghệ xi măng đấtđược ứng dụng để gia cố nền đường;
mố cầu dẫn. Ngoài ra, công nghệ này còn được ứng dụng trong lĩnh vực môi
trường để ngăn vùng đất bị ô nhiễm.
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 9

nhiễm/ độc tố cũng như trong hệ thống xử lý giảm thiểu hoá chất để tạo nên một chất nền
‘thân thiện’ (sạch) hơn.

3.1.1/ Quy trình trộn khô đất
Sử dụng những dụng cụ chuyên biệt để trộn đất trước khi khoan cho đến khi dụng cụ
trộn chạm đến độ sâu tối đa. Các tác nhân hỗn hợp khô sau đó sẽ được đưa trực tiếp vào
và được trộn vơi đất khi mũi khoan được rút ra, tạo ra cột hỗn hợp đất khô ở phía dưới.
trong vòng vài giờ sau khi trộn, khu vực xử lý sẽ được tăng cường lớp đất dày (vài feet)
để đảm bảo độ hãm trong suốt quá trình xử lý. Sau xử lý từ 2-6 tuần đất sẽ cứng gấp 10-
50 lần.

Hình 4


Nguyên tắc chung của phương pháp trộn khô được thể hiện trên hình 5. Khí nén sẽ
đưa xi măng vào đất.
Quy trình thi công gồm các bước sau:
 Định vị thiết bị trộn
 Xuyên đầu trộn xuống độ sâu thiết kế đồng thời phá tơi đất;
 Rút đầu trộn lên, đồng thời phun xi măng vào đất
 Đầu trộn quay và trộn đều xi măng với đất
 Kết thúc thi công.


Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 10



Xe tải

Xi măng

Silo

Máy nén khí Máy sấy Bồn chứa khí

Xi măng

Nhà kiểm tra

Nguồn điện


Thi công trụ

Hình 5 - Sơ đồ thi công trộn khô

3.1.2/ Các ưu điểm của phương pháp trộn đất khô
 Có thể thực hiện tại các điểm không sử dụng được (hạn chế về chi phí, thời gian)
 Hệ thống kinh tế, thưòng là kết hợp với các hệ thống nâng cấp nên móng. Nói
chung có tính kinh tế cao hơn giải pháp loại bỏ-thay thế.
 Tăng tốc độ xây dựng
 Độ rung và độ ồn thấp
 Không cần phải làm khô
 Độ huy động nhanh
 Không có đất đá thừa bỏ đi
3.2/ Phương pháp trộn ướt:
Trộn ướt là quá trình bơm trộn vữa xi măng với đất có hoặc không có chất phụ
gia

Hình 6 - Sơ đồ thi công trộn ướt



Trộn ướt dùng vữa xi măng. Khi cần có thể cho thêm chất độn ( cát và phụ gia).
Khối lượng vữa thay đổi được theo chiều sâu. Khi chế tạo trụ trong đất rời dùng khoan
guồng xoắn liên tục có cánh trộn và cánh cắt hình dạng khác nhau, có đủ công suất để
phá kết cấu đất và trộn đều vữa.

Nước

Xi măng


Phụ gia


Bơm áp lực

Trộn

Bồn chứa

Kiểm soát lưu lượng

Kiểm soát độ sâu và độ quay

Tạo trụ

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 11

Cường độ và tính thấm phụ thuộc vào thành phần và đặc tính của đất (hàm lượng
hạt mịn, hàm lượng hữu cơ, loại sét, thành phần hạt…), khối lượng và chủng loại vữa và
quy trình trộn.
Có thể ngưng trộn khi vữa chưa bắt đầu đông cứng, khởi động trộn lại tại độ sâu ít
nhất 0.5 m trong đất đã xử lý.
Bơm để chuyển vữa đến lỗ phun cần phải có đủ công suất (tốc độ truyền và áp
lực) để truyền lượng vữa thiết kế an toàn.

3.3/ Trình tự thi công cọc xi măng đất:

Bước 1: Đinh vị máy khoan vào vị trí khoan cọc (bằng máy toàn đạc điện tử.)

Bước 2: Bắt đầu khoan vào đất, quá trình mũi khoan đi xuống đến độ sâu theo qui
định thiết kế.
Bước 3: Bắt đầu bơm vữa theo qui định và trộn đều, tốc độ mũi khoan đi xuống :
0,5m-0.7m/phút
.
Bước 4: Tiếp tục hành trình khoan đi xuống, bơm vữa và trộn đều, đảm bảo lưu
lượng vữa thiết kế.
Bước 5: Khi đến độ sâu mũi cọc, dừng khoan và dừng bơm vữa và tiền hành quay
mũi ngược lại và rút cần khoan lên, quá trình rút lên kết hợp trộn đều 1 lần và nén chặt
vữa trong lòng cọc, nhờ vào cấu tạo mũi khoan. Tốc độ rút cần khoan lên trung bình:
0.8m-1.2m/phút.
Bước 6: Sau khi mũi khoan được rút lên khỏi miệng hố khoan, 01 cây cọc vữa được
hoàn thành. Thực hiện công tác dọn dẹp phần phôi vữa rơi vãi ở hố khoan, chuyển máy
sang vị trị cọc mới.



Hình 7 - Sơ đồ trình tự thi công cọc xi măng đất
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 12




Hình 8 – Hình ảnh thi công cọc xi măng đất
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 13



III. Tính toán cọc xi măng đất
1. Bố trí cọc xi măng đất
Tùy theo mục đích sử dụng có thể bố trí cọc theo các mô hình khác nhau.
Ví dụ: Để giảm độ lún bố trí trụ đều theo lưới tam giác hoặc ô vuông. Để làm tường chắn
thường tổ chức thành dãy.















Hình A.1 - bố trí cọc trộn khô: 1 Dải; 2 Nhóm, 3 Lưới tam giác, 4 Lưới vuông












Hình A.2 - Thí dụ bố trí cọc trùng nhau theo khối







Hình A.3 - Thí dụ bố trí cọc trôn ướt trên mặt đất: 1 Kiểu tường, 2 Kiểu kẻ ô,
3.Kiểu khối, 4 Kiểu diện

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 14

2. Tính toán cọc xi măng đất như cọc
Bài toán gia cố đất có 3 tiêu chuẩn cần được thỏa mãn:
1. Tiểu chuẩn cường độ: c, phi của nền được gia cố phải thỏa mãn điều kiện sức
chịu tải dưới tác dụng của tải trọng công trình.
2. Tiêu chuẩn biến dạng: Mô đun biến dạng tổng của nền được gia cố phải thỏa
mãn điều kiện lún của công trình.
3. Điều kiện thoát nước: Áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất cần được "giải phóng"
càng nhanh càng tốt.
Quan điểm xem cọc xi măng đất làm việc như cọc. Sơ đồ này đòi hỏi trụ phải có độ
cứng tương đối lớn (trụ đá hoặc trụ bê tông - vibro-concrete column) và các trụ phải
được đưa xuống tầng đất chịu tải (bearing layer). Nếu tính theo sơ đồ này thì lực từ móng
chuyền xuống sẽ chủ yếu đi vào các columns (đất nền dưới móng không chịu tải). Với trụ

không được đưa xuống tầng chịu lực, có thể dùng phương pháp tính với cọc ma sát để
tính.
2.1/ Đánh giá theo trạng thái giới hạn thứ nhất
Để móng cọc đảm bảo an toàn cần thỏa mãn các điều kiện sau:
Nội lực lớn nhất trong một cọc: Nmax<Qult/Fs
Moment lớn nhất trong một cọc: Mmax<[M]của vật liệu làm cọc.
Chuyểnvịcủakhốimóng:Δy<[Δy]
Trongđó:
Qult–Sức chịu tải giới hạn của cọc xi măng–đất.
[M]–Moment giới hạn của cọc xi măng–đất.
Fs–Hệ số an toàn.
2.2/ Đánh giá theo trạng thái giới hạn thứ hai
Tính toán theo trạng thái giới hạn 2, đảm bảo cho móng cọc không phát sinh biến
dạng và lún quá lớn: ΣSi<[S]
Trongđó:
[S]–Độ lún giới hạn cho phép.
ΣSi–Độ lún tổng cộng của móng cọc.
3. Tính toán theo quan điểm nền tương đương
Nền cọc và đất dưới đáy móng được xem như nền đồng nhất với các số liệu cường
độ
tđ, Ctđ, Etđ được nâng cao.Gọi as là tỉ lệ giữa diện tích cọc xi măng–đất thay thế
trên diện tích đất nền.
= ap/as
= cọc+(1-as)
Ctđ=
Ccọc+(1-as) Cnền
Etđ=
Ecọc+(1-as)Enền
Trong đó: ap–Diện tích đất nền thay thế bằng cọc xi măng-đất.
as–Diện tích đất nền cần thay thế.

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 15

Theo phương pháp tính toán này, bài toán gia cố đất có 2 tiêu chuẩn cần kiểm tra:
tiêu chuẩn về cường độ và tiêu chuẩn về biến dạng.
IV. Ứng dụng
Từ năm 2002 đã có một số dự án bắt đầu ứng dụng cọc xi măng đất vào xây dựng
các công trình trên nền đất, cụ thể như: Dự án cảng Ba Ngòi (Khánh Hòa) đã sử dụng
4000m cọc xi măng đất có đường kính 0,6m thi công bằng trộn khô; xử lý nền cho bồn
chứa xăng dầu đường kính 21m, cao 9m ở Cần Thơ. Năm 2004 cọc xi măng đất được sử
dụng để gia cố nền móng cho nhà máy nước huyện Vụ Bản (Hà Nam), xử lý móng cho
bồn chứa xăng dầu ở Đình Vũ (HảiPhòng), các dự án trên đều sử dụng công nghệ trộn
khô, độ sâu xử lý trong khoảng 20m. Tháng 5 năm 2004, các nhà thầu Nhật Bản đã sử
dụng Jet - grouting để sửa chữa khuyết tật cho các cọc nhồi của cầu Thanh Trì (Hà Nội).
Năm 2005, một số dự án cũng đã áp dụng cọc xi măng đất như: dự án thoát nước khu đô
thị Đồ Sơn - Hải Phòng, dự án sân bay Cần Thơ, dự án cảng Bạc Liêu
Năm 2004, Viện Khoa học Thủy lợi đã tiếp nhận chuyển giao công nghệ khoan phụt
cao áp (Jet-grouting) từ Nhật Bản. Đề tài đã ứng dụng công nghệ và thiết bị này trong
nghiên cứu sức chịu tải của cọc đơn và nhóm cọc, khả năng chịu lực ngang, ảnh hưởng
của hàm lượng XM đến tính chất của xi măng đất, nhằm ứng dụng cọc xi măng đất vào
xử lý đất yếu, chống thấm cho các công trình thuỷ lợi[5]. Nhóm đề tài cũng đã sửa chữa
chống thấm cho Cống Trại (Nghệ An), cống D10 (Hà Nam), Cống Rạch C (Long An)
Tại thành phố Đà Nẵng, cọc xi măng đất được ứng dụng ở Plazza Vĩnh Trung dưới
2 hình thức: Làm tường trong đất và làm cọc thay cọc nhồi. Thi công cọc vữa xi măng
đất Showroom Kia Trường Hải . Thi công gia cố nền móng bằng cọc xi măng đất – Công
trình Cơ sở mới xí nghiệp TOYOTAĐà Nẵng. Xử lí, gia cố nền đường hai đầu cầu bằng
cọc vữa XM đất Cầu Trần Thị Lý. Thi công cọc xi măng đất D800 Khách sạn
SANOUVA. Thi công cọc XMĐ D800 Khu vui chơi giải trí Tuyên Sơn…
* Nhận xét

Công nghệ trộn sâu nói chung và cọc xi măng đất nói riêng đã được áp dụng khá phổ
biến trên thế giới nhưng chỉ mới được áp dụng ở Việt Nam gần đây.Thực tế với các nền
đường đắp cao trên nền đất yếu; công trình yêu cầu thời gian thi công ngắn; độ lún còn
lại nhỏ; yêu cầu đất nền cố kết nhanh; tiết kiệm vật liệu đắp khi vật liệu này khan hiếm
thì giải pháp xử lý nền bằng cọc xi măng đất tỏ ra khá hiệu quả. Vì vậy sắp tới chúng ta
nên mạnh dạn ứng dụng công nghệ này để xử lý nền đắp trên đất yếu nhất là các đoạn
đường đầu cầu. Ngoài ra, ứng dụng cọc xi măng đất để làm tường chắn, vách tầng hầm,
chống mất ổn định mái dốc… cũng đạt được hiệu quả cao về kinh tế - kỹ thuật.
Một khi công nghệ này trở nên phổ biến thì giá thành xây lắp sẽ giảm và ưu điểm của
phương pháp xử lý bằng cọc xi măng đất càng được nâng cao.

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 16



Hình 9 : Mũi khoan cọc xi măng đất

Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 17


Hình10 : Cọc xi măng đất làm tường trong đất và thay cọc nhồi



Hình11 : Cọc xi măng đất làm tường chắn vách
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn


Nhóm 1 trang 18



Hình 12 : Cọc xi măng đất làm tường vây




Hình13 : Đầu cọc xi măng đất
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 19






























Hình 14-Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất
Vĩnh Trung Plaza-Đà Nẵng
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 20













































Hình 15-Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất
Waseco Plaza,Tân Bình, Hồ Chí Minh
Chuyên đề thi công : Cọc xi măng đất GVHD : TS.Lê Khánh Toàn

Nhóm 1 trang 21

































Hình 16 -Một số hình ảnh thi công cọc xi măng đất
trung tâm thương mại Vinacapital, Đà Nẵng