ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TP HỒ CHÍ MINH
-------------------------------

LỘ TRỌNG ĐĂNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐẮP ĐẤT GIA TẢI KẾT HỢP BẤC THẤM - ỨNG DỤNG XỬ
LÝ NỀN CẢNG CONTAINER TRUNG TÂM SÀI GÒN (SPCT)

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 06/2014


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC TP HỒ CHÍ MINH
-------------------------------

LỘ TRỌNG ĐĂNG

NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐẮP ĐẤT GIA TẢI KẾT HỢP BẤC THẤM - ỨNG DỤNG XỬ
LÝ NỀN CẢNG CONTAINER TRUNG TÂM SÀI GÒN (SPCT)

CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ CHUYÊN NGÀNH: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH – THÁNG 06/2014


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC HỒN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA –ĐHQG -HCM

Cán bộ hướng dẫn khoa học: PGS.TS. CHÂU NGỌC ẨN.

Cán bộ chấm nhận xét 1: ............................................................................

Cán bộ chấm nhận xét 2: ............................................................................

Luận văn thạc sĩ được bảo vệ tại Trường Đại học Bách Khoa, ĐHQG Tp.
HCM ngày . . . . . tháng . . . . năm 2014.
Thành phần Hội đồng đánh giá luận văn thạc sĩ gồm:
1. ..............................................................
2. ..............................................................
3. ..............................................................
4. ..............................................................
5. ..............................................................
Xác nhận của Chủ tịch Hội đồng đánh giá LV và Trưởng Khoa quản lý
chuyên ngành sau khi luận văn đã được sửa chữa (nếu có).

CHỦ TỊCH HỘI ĐỒNG

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG



ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc lập - Tự do - Hạnh phúc

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên: LỘ TRỌNG ĐĂNG

MSHV: 12090358

Ngày, tháng, năm sinh: 24-01-1985

Nơi sinh: TÂY NINH

Địa chỉ email:

Điện thoại: 0909.008.351

Chuyên ngành: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

Mã số: 60.58.60

I. TÊN ĐỀ TÀI:
NGHIÊN CỨU XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU BẰNG PHƯƠNG PHÁP
ĐẮP ĐẤT GIA TẢI KẾT HỢP BẤC THẤM - ỨNG DỤNG XỬ LÝ NỀN
CẢNG CONTAINER TRUNG TÂM SÀI GÒN (SPCT).
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. NHIỆM VỤ:
- Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp đắp đất gia tải kết hợp bấc thấm.

- Ứng dụng xử lý nền Cảng Container Trung tâm Sài Gòn (SPCT).
2. NỘI DUNG:
- Mở đầu.
- Chương 1: Nghiên cứu tổng quan.
- Chương 2: Cơ sở lý thuyết.
- Chương 3: Ứng dụng tính tốn xử lý nền Cảng Container Trung tâm Sài Gòn
(SPCT).
- Kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/01/2014
IV. NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 20/06/2014
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: PGS.TS. CHÂU NGỌC ẨN

Tp. HCM, ngày 18 tháng 06 năm 2014.
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

CHỦ NHIỆM BỘ MÔN ĐÀO TẠO

PGS.TS. CHÂU NGỌC ẨN

PGS.TS. VÕ PHÁN

TRƯỞNG KHOA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

TS. NGUYỄN MINH TÂM


LỜI CẢM ƠN
Trước hết, tác giả xin chân thành cám ơn Q thầy cơ trong Bộ mơn Địa Cơ
Nền Móng - Trường Đại học Bách Khoa Thành phố Hồ Chí Minh đã nhiệt tình
hướng dẫn, quan tâm giúp đỡ, tạo mọi điều kiện tốt nhất cho tôi trong suốt quá trình

học tập tại trường.
Luận văn Thạc sĩ là sản phẩm tổng hợp của chương trình đào tạo hệ cao học
của trường Bách khoa. Qua luận văn thạc sĩ, các thầy cơ có thể đánh giá một cách
tổng qt nhất về trình độ kỹ thuật và chun mơn của học viên. Luận văn này góp
phần giúp học viên cũng cố lại hệ thống kiến thức trong quá trình học tập và nghiên
cứu tại trường Bách Khoa.
Luận văn Thạc sĩ hoàn thành đảm bảo nội dung và đúng thời hạn qui định là
nhờ sự làm việc nghiêm túc của bản thân với sự giúp đỡ tận tình và nhiệt huyết của
PGS.TS. CHÂU NGỌC ẨN. Tác giả xin bày tỏ lòng tri ân chân thành nhất đến
PGS.TS. CHÂU NGỌC ẨN.
Cuối cùng xin bày tỏ lòng ghi ơn và tri ân sâu sắc nhất đến gia đình và
tồn thể cán bộ, nhân viên Cơng ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế Cảng - Kỹ thuật Biển
(Portcoast) đã tạo điều kiện và giúp đỡ tôi trong suốt thời gian thực hiện Luận văn.
Học viên

LỘ TRỌNG ĐĂNG


TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
Tên đề tài:
“Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp đắp đất gia tải kết hợp
bấc thấm - ứng dụng xử lý nền Cảng Container trung tâm Sài Gịn (SPCT)”.
Tóm tắt đề tài:
Xuất phát từ nhu cầu thực tế cho thấy việc nghiên cứu tốc độ cố kết của nền
đất yếu khi áp dụng phương pháp đắp đất gia tải kết hợp bấc thấm là vơ cùng hữu
ích và quan trọng, đã và đang được áp dụng rộng rãi tại Việt Nam.
Việc nghiên cứu được dựa trên cơ sở lý thuyết về hệ số thấm của nền đất được
quy đổi thành hệ số thấm tương đương tính từ độ cố kết trung bình trong điều kiện
cố kết một trục (Chai và nnk, 2001). Nghiên cứu này được ứng dụng để xử lý nền
Cảng Container trung tâm Sài Gịn (SPCT). Kết quả mơ phỏng được so sánh với kết

quả quan trắc thực tế về độ lún mặt và độ lún sâu. Ngoài ra, luận văn này cũng phân
tích chọn lựa các cặp giá trị Cv và Ch từ các kết quả thí nghiệm trong phịng và ngồi
hiện trường vào mơ phỏng, chọn mơ hình đất nền thích hợp cho sự làm việc của bấc
thấm trên nền đất yếu dày. Nghiên cứu các tham số như: khoảng cách cắm bấc
thấm, ảnh hưởng của độ xáo trộn và ảnh hưởng của hệ số thấm trong vùng xáo trộn
đến độ cố kết của nền.
Nghiên cứu xử lý nền bằng phương pháp này cho kết quả tốt, hữu ích để ước
lượng độ cố kết của nền và có tính khả thi. Vì thế, tác giả đề nghị áp dụng phương
pháp phân tích này vào thiết kế, thi cơng các cơng trình trên nền đất yếu.


ABSTRACT

Thesis title:
“Study on soft soil improvement by the method of prefabricated vertical
drain combined with surcharge preloading – Application to soil improvement
for Saigon Premier Container Terminal (SPCT)”.
Abstract:
Based upon the actual demand; it has been demonstrated that the study on rate
of consolidation of soft soil foundation when applying the method of prefabricated
vertical drain combined with surcharge preloading that has been widely putting into
practice in Vietnam hold critical importance and enormous benefit.
The study has been analyzed in accordance with the theoretical grounds of soil
permeability converted to equivalent value of vertical hydraulic conductivity that
was derived from the equal average degree of consolidation under the onedimensional condition (Chai et al, 2001). This study has been applied to of soil
improvement of Saigon Premier Container Terminal (SPCT). The modelling results
bear comparison with the records of field settlement observation (ground surface
settlement and deep soil settlement). In addition, the thesis has also presented the
way to select the set of value Cv and Ch from the laboratory and from the field for
the soil model suitable for the behavior of prefabricated vertical drain on the thicklayer soft soil foundation. The study of such parameters as PVD spacing, the smear

effect and permeability effect in smear zone on soil consolidation process.
This above soil improvement method has achieved good results and given
significant advantages in estimation of soil consolidation rate with high feasibility.
The author accordingly would like to recommence the application of this soil
improvement method to the design and construction of those projects under the
condition of soft soil foundations.


LỜI CAM ĐOAN

Tôi xin cam đoan các số liệu thu thập về địa chất, số liệu quan trắc thuộc dự án
Cảng Container trung tâm Sài Gịn (SPCT) được trình bày trong luận văn này
đúng với thực tế thu thập cũng như các kết quả tính tốn bằng phần mềm mơ phỏng
Plaxis là hoàn toàn trung thực.

Học viên

LỘ TRỌNG ĐĂNG


-i-

MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ....................................................................................................................1 
1. 
2. 
3. 

Đặt vấn đề ................................................................................................................. 1 
Mục tiêu nghiên cứu của đề tài ............................................................................... 2 

Phạm vi nghiên cứu của đề tài ................................................................................ 2 

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN .........................................................3 
2.1 Phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm ............................................................. 3 
2.1.1 Kỹ thuật gia tải trước ........................................................................................................... 3 
2.1.2 Giếng cát ............................................................................................................................... 4 
2.1.3 Vùng ảnh hưởng của giếng thấm ....................................................................................... 5 
2.1.4 Đường kính tương đương.................................................................................................... 7 
2.1.5 Khả năng thốt nước............................................................................................................ 8 
2.1.1 Vùng xáo trộn..................................................................................................................... 10 
2.2 Nhận xét ........................................................................................................................ 12 

CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT ......................................................................13 
3.1 Độ lún khi gia tải trước ............................................................................................... 13 
3.1.1 Độ lún tức thời ................................................................................................................... 13 
3.1.2 Độ lún cố kết sơ cấp .......................................................................................................... 14 
3.1.3 Độ lún thứ cấp .................................................................................................................... 14 
3.2 Cơ sở lý thuyết cho bài toán cố kết thấm ................................................................... 15 
3.2.1 Mơ hình lăng trụ thấm đối xứng trục ............................................................................... 15 
3.2.2 Các giả thiết cơ bản của bài tốn cố kết .......................................................................... 15 
3.2.3 Lời giải giải tích cho bài toán cố kết thấm ...................................................................... 18 
3.2.4 Lời giải giải tích cho lăng trụ thấm trong điều kiện chỉ gia tải trước bằng đất đắp .... 19 
3.3 Mơ hình bấc thấm trong phương pháp PTHH ......................................................... 21 

CHƯƠNG 4: ỨNG DỤNG TÍNH TỐN XỬ LÝ NỀN CẢNG CONTAINER
TRUNG TÂM SÀI GỊN (SPCT) ..........................................................................24 
4.1 Giới thiệu cơng trình.................................................................................................... 24 
4.2 Điều kiện tự nhiên ........................................................................................................ 25 
4.2.1 Địa hình .............................................................................................................................. 25 
4.2.2 Mực nước............................................................................................................................ 26 

4.2.3 Số liệu địa chất ................................................................................................................... 26 
4.3 Thiết kế chi tiết xử lý nền bằng bấc thấm.................................................................. 31 
4.3.1 Tổng quan ........................................................................................................................... 31 
4.3.2 Trình tự thi cơng xử lý nền ............................................................................................... 32 
4.3.3 Thông số thiết kế xử lý nền bằng bấc thấm..................................................................... 32 


- ii -

4.3.4 Thiết bị quan trắc ............................................................................................................... 33 
4.3.5 Trình tự thi công đắp cát gia tải ....................................................................................... 37 
4.3.6 Tổng hợp kết quả quan trắc hiện trường.......................................................................... 38 
4.4 Mơ hình hóa bằng Plaxis 2D ....................................................................................... 39 
4.4.1 Tổng quan ........................................................................................................................... 39 
4.4.2 Thông số đầu vào ............................................................................................................... 45 
4.4.3 Thông số vật liệu dùng cho mơ hình................................................................................ 46 
4.5 Phân tích và tổng hợp kết quả .................................................................................... 57 
4.6 Nghiên cứu các tham số ............................................................................................... 60 
4.6.1 Ảnh hưởng của khoảng cách bấc thấm ............................................................................ 60 
4.6.2 Ảnh hưởng của độ xáo trộn .............................................................................................. 62 
4.6.3 Ảnh hưởng của hệ số thấm trong vùng xáo trộn............................................................. 62 

CHƯƠNG 5: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ.........................................................64 
Kết luận ............................................................................................................................... 64 
Kiến nghị ............................................................................................................................. 65 

TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................66 

PHỤ LỤC 1: TỔNG HỢP KẾT QUẢ KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH
PHỤ LỤC 2: TỔNG HỢP KẾT QUẢ QUAN TRẮC HIỆN TRƯỜNG


Danh mục bảng
Bảng 2.1: Một số kết quả nghiên cứu trên thế giới về vùng xáo trộn  [2] ............. 12 
Bảng 4.2: Tổng hợp tính chất cơ lý của đất nền ...................................................... 30 
Bảng 4.3: Bảng thông số xử lý nền .......................................................................... 33 
Bảng 4.4: Tổng hợp quá trình gia tải ....................................................................... 37 
Bảng 4.5: Tổng hợp hệ số cố kết theo các phương pháp thí nghiệm khác nhau
(Nguồn: Trần Quang Hộ và Nguyễn Duy Quang [22]) .................................... 40 
Bảng 4.6: Bảng tổng hợp kết quả mô phỏng ............................................................ 44 
Bảng 4.7: Kết quả tính tốn hệ số thấm tương đương ............................................. 45 


- iii -

Bảng 4.8: Thơng số đầu vào mơ hình Plaxis trường hợp 1 (Mơ hình đất Soft soil
dùng cho lớp 1a, 1b và 1c) ................................................................................ 48 
Bảng 4.9: Thông số đầu vào mơ hình Plaxis trường hợp 2 (Mơ hình đất Soft soil
creep dùng cho lớp 1a, 1b và 1c) ...................................................................... 52 
Bảng 4.10: Các bước mơ phỏng trong mơ hình ....................................................... 56 
Bảng 4.11: Bảng tổng hợp kết quả mô phỏng bới khoảng cách bấc thấm thay đổi. 61 

Danh mục hình
Hình 2.1: Xử lý nền bằng phương pháp gia tải ........................................................ 3 
Hình 2.2: Xử lý nền bằng phương pháp gia tải trước kết hợp giếng cát .................. 4 
Hình 2.3: Sơ đồ bố trí giếng thấm dạng lưới hình trịn hoặc tam giác (Nguồn:
Barron, 1948 [1]) .............................................................................................. 6 
Hình 2.4: Một số cơng thức tính tốn đường kính tương đương của bấc thấm
(Nguồn: B. Indraratna và cộng sự (2005) [2]) .................................................. 7 
Hình 2.5: Mặt bằng bố trí bấc thấm dạng hình vng ............................................. 10 
Hình 2.6: Tỷ số kh/kv dọc theo đường kính của thiết bị thoát nước trung tâm

(Indraratna và Redana, 1998 [14]) .................................................................... 11 
Hình 3.1: Mơ hình lăng trụ thấm đối xứng trục (Nguồn: C.C. Hird và cộng sự, 1992
[18]) .................................................................................................................. 15 
Hình 3.2: Cố kết 1 trục: a) Mơ hình Terzaghi b) Đường cong ứng suất theo thời
gian (Nguồn: Whitlow, 2001) ........................................................................... 16 
Hình 4.1: Sơ đồ vị trí Cảng Container Trung tâm Sài Gịn ..................................... 24 
Hình 4.2: Mặt bằng tổng thể Cảng Container Trung tâm Sài Gịn .......................... 25 
Hình 4.3: Phân bố địa hình tại khu vực dự án .......................................................... 26 
Hình 4.4: Mặt bằng bố trí hố khoan địa chất ........................................................... 27 
Hình 4.5: Cao độ đáy lớp 1a .................................................................................... 27 
Hình 4.6: Cao độ đáy lớp 1b .................................................................................... 28 
Hình 4.7: Cao độ đáy lớp 1c .................................................................................... 28 


- iv -

Hình 4.8: Mặt cắt địa chất điển hình (1/2) ............................................................... 29 
Hình 4.9: Mặt cắt địa chất điển hình (2/2) ............................................................... 30 
Hình 4.10: Tổng hợp các chỉ tiêu nén lún của đất ................................................... 31 
Hình 4.11: Mặt bằng bố trí thiết bị quan trắc ........................................................... 34 
Hình 4.12: Bố trí thiết bị quan trắc khu vực nghiên cứu.......................................... 35 
Hình 4.13: Chi tiết bản đo lún mặt ........................................................................... 35 
Hình 4.14: Bộ đo lún sâu bằng nhện từ.................................................................... 36 
Hình 4.15: Quá trình thi cơng đắp gia tải ................................................................. 37 
Hình 4.16: Kết quả quan trắc lún mặt tại SP1 .......................................................... 38 
Hình 4.17: Kết quả quan trắc lún sâu E01 ............................................................... 39 
Hình 4.18: Độ cố kết của nền tại điểm quan trắc lún mặt SP 1 (1/4) ...................... 42 
Hình 4.19: Độ cố kết của nền tại điểm quan trắc lún mặt SP 1 (2/4) ...................... 42 
Hình 4.20: Độ cố kết của nền tại điểm quan trắc lún mặt SP 1 (3/4) ...................... 43 
Hình 4.21: Độ cố kết của nền tại điểm quan trắc lún mặt SP 1 (4/4) ...................... 43 

Hình 4.22: Mơ phỏng các thơng số của lớp 1a sử dụng mơ hình soft soil dùng trong
mơ hình Plaxis .................................................................................................. 49 
Hình 4.23: Mơ phỏng các thơng số của lớp 1b sử dụng mơ hình soft soil dùng trong
mơ hình Plaxis .................................................................................................. 50 
Hình 4.24: Mơ phỏng các thơng số của lớp 1c sử dụng mơ hình soft soil dùng trong
mơ hình Plaxis .................................................................................................. 51 
Hình 4.25: Mơ phỏng các thông số của lớp 1a sử dụng mô hình soft soil creep dùng
trong mơ hình Plaxis ......................................................................................... 53 
Hình 4.26: Mô phỏng các thông số của lớp 1b sử dụng mơ hình soft soil creep dùng
trong mơ hình Plaxis ......................................................................................... 54 
Hình 4.27: Mơ phỏng các thơng số của lớp 1c sử dụng mơ hình soft soil creep dùng
trong mơ hình Plaxis ......................................................................................... 55 
Hình 4.28: Thơng số hình học điển hình .................................................................. 56 
Hình 4.29: Tạo lưới phần tử ..................................................................................... 56 
Hình 4.30: Vị trí các điểm xác định độ lún dưới khối đắp gia tải bằng Plaxis ........ 57 


-v-

Hình 4.31: Đường đẳng chuyển vị ngang khi đắp đến cao trình thiết kế ................ 58 
Hình 4.32: Đường đẳng chuyển vị đứng khi đắp đến cao trình thiết kế .................. 58 
Hình 4.33: Độ lún của nền tại điểm quan trắc lún mặt SP 1 .................................... 59 
Hình 4.34: Độ lún của nền tại điểm quan trắc lún sâu E 01..................................... 60 
Hình 4.35: Ảnh hưởng của khoảng cách bấc thấm đối với độ lún của nền ............. 61 
Hình 4.36: Ảnh hưởng của độ xáo trộn đối với độ lún của nền ............................... 62 
Hình 4.37: Ảnh hưởng của hệ số thấm trong vùng xáo trộn với độ lún của nền ..... 63 


-1-


MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề
Hiện nay, khi đất nước ta gia nhập Tổ chức Thương mại Thế giới (WTO) nhu
cầu xây dựng hệ thống Cảng phục vụ cho công tác xuất nhập khẩu hàng hóa là hết
sức cần thiết. Một đặc điểm dễ nhận thấy là hệ thống Cảng của Việt Nam nói chung
và khu vực Miền Nam nói riêng phần lớn được xây dựng trên lớp bùn sét yếu dọc
bờ các sông.
Trong điều kiện thi công thực tế tại Việt Nam hiện nay, có nhiều phương pháp
xử lý nền để đảm bảo được các yêu cầu khai thác nói trên như:


Xử lý nền bằng bấc thấm (PVD) kết hợp với gia tải trước;



Xử lý nền bằng cột xi măng đất với tỉ số xử lý thấp (LiDM);



Xử lý nền bằng cọc tiết diện nhỏ (Micro pile)…
Các biện pháp xử lý bằng cột xi măng đất hay cọc tiết diện nhỏ rõ ràng khơng

cần gia tải và chờ lún, vì vậy đẩy nhanh tiến độ thực hiện dự án nhưng chi phí xử lý
nền lại rất cao. Do vậy, phương pháp xử lý nền truyền thống bằng bấc thấm kết hợp
với gia tải trước vẫn thường được sử dụng.
Hiện nay với sự pháp triển mạnh mẽ của phương pháp phần tử hữu hạn
(PTHH) như Plaxis, Sage Crisp… nó được ứng dụng để giải quyết các bài toán địa
kỹ thuật, tuy nhiên việc ứng dụng các phần mềm này để phân tích địi hỏi người sử
dụng phải có hiểu biết sâu sắc các mơ hình nền cũng như các ứng xử của đất, để giải
quyết vấn đề này cần phải có nhiều nghiên cứu dựa trên nhiều kết quả thực tế để có

mức độ chính xác cao trong phân tích.
Vì vậy luận văn này được thực hiện nhằm góp phần giải quyết các vấn đề nêu
trên, phần mềm mô phỏng dùng để phân tích biến dạng và q trình cố kết của nền
đất yếu khi nền được xử lý bằng đắp đất gia tải kết hợp bấc thấm trong từng giai
đoạn thi cơng, từ đó nhận xét, kiến nghị và đánh giá độ cố kết của nền khi xét đến
ảnh hưởng của bấc thấm.


-2-

2. Mục tiêu nghiên cứu của đề tài
Mục tiêu nghiên cứu bao gồm những nội dung sau đây:
Thu thập số liệu quan trắc từ hiện trường.
Nghiên cứu tính tốn cơng thức quy đổi hệ số thấm của đất có sử dụng bấc
thấm.
Nghiên cứu các phương pháp mô phỏng sự làm việc của bấc bằng phần mềm
Plaxis 2D.
Phân tích kết quả thu được từ mô phỏng so sánh với kết quả quan trắc.
Nghiên cứu các tham số như: khoảng cách cấm bấc thấm, ảnh hưởng của độ
xáo trộn và ảnh hưởng của hệ số thấm trong vùng xáo trộn đến độ cố kết của
nền.
3. Phạm vi nghiên cứu của đề tài
Đề tài “Nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng phương pháp đắp đất gia tải
kết hợp bấc thấm - ứng dụng xử lý nền Cảng Container trung tâm Sài Gòn
(SPCT)” tại khu vực Hiệp Phước – Nhà Bè dựa trên các hồ sơ báo cáo khảo sát địa
chất, hồ sơ báo cáo quan trắc địa kỹ thuật do Công ty Cổ phần Tư vấn Thiết kế
Cảng - Kỹ thuật Biển (Portcoast Consultant) lập:
1. Cảng Khu công nghiệp Hiệp Phước - Tp. Hồ Chí Minh (Tháng 11/2005).
2. Cảng Container Trung Tâm Sài Gịn - Khu cơng nghiệp Hiệp Phước, Tp. Hồ
Chí Minh (Tháng 07/2006).

3. Cảng Sài Gòn - Hiệp Phước tại Tp. Hồ Chí Minh (Tháng 11/2008).
4. Số liệu quan trắc lún khu vực Hiệp Phước (Tháng 04/2007 – 12/2008).


-3-

CHƯƠNG 2: NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN
2.1 Phương pháp gia tải trước kết hợp bấc thấm
2.1.1 Kỹ thuật gia tải trước

Gia tải trước là quá trình nén trước nền đất trước khi xây dựng cơng trình. Nếu
tải trọng nén trước tác dụng tạm thời lớn hơn tải trọng thường xuyên của cơng trình
thì phần chênh lệch được gọi là gia tải.

Hình 2.1: Xử lý nền bằng phương pháp gia tải

Phương pháp gia tải trước đơn giản nhất là phương pháp sử dụng đất đắp. Khi
tải trọng trên nền đất yếu, đầu tiên toàn bộ tải trọng sẽ do nước trong lỗ rỗng gánh
chịu. Áp lực nước lỗ rỗng sẽ giảm dần khi nước trong lỗ rỗng thấm theo phương
thẳng đứng ra khỏi nền đất làm cho nền đất cố kết.
Tải trọng tạm thời có thể được dỡ bỏ khi nền đất có độ lún đạt được giá trị độ
lún cuối cùng với cấp tải trọng thiết kế. Sau đó, nếu xây dựng cơng trình trên nền
đất này độ lún cố kết sẽ khơng cịn đáng kể. Ngồi ra, với sự gia tăng về cường độ
cũng như tốc độ gia tải thì độ lún thứ cấp sẽ được giảm đáng kể. Điều này được giải
thích là khi sử dụng tải trọng gia tải trước lớn hơn tải trọng làm việc của công trình,
đất nền ln ln nằm trong trạng thái q cố kết và tính lún thứ cấp của đất quá cố
kết thì nhỏ hơn rất nhiều so với đất cố kết thường. Điều này có ý nghĩa rất lớn trong
trong thực tế (Johnson, 1970). Tuy nhiên phần gia tải chỉ có thể dỡ đi khi áp lực
nước lỗ rỗng trong đất tiêu tán hoàn toàn.



-4-

2.1.2 Giếng cát

Lún cố kết luôn gây ra nhiều vấn đề với nền móng cơng trình, hệ số thấm của
đất yếu thường rất nhỏ nên độ lún cố kết của đất chỉ kết thúc sau thời gian rất lâu.
Để rút ngắn thời gian cố kết người ta dùng kỹ thuật giếng cát cộng với phương pháp
gia tải trước. Giếng cát là đường thoát nước nhân tạo được cắm vào nền đất yếu,
dưới tác dụng của tải trọng gia tải, gradient thủy lực của nước lỗ rỗng gia tăng làm
nước thấm theo phương ngang vào các giếng cát và đi lên trên bề mặt. Như vậy
dùng giếng cát sẽ rút ngắn chiều dài đường thấm cho nên thời gian cố kết cũng
được rút ngắn một cách đáng kể. Hơn nữa, thông thường hệ số thấm theo phương
ngang lớn hơn hệ số thấm theo phương đứng cho nên thời gian kết thúc cố kết sẽ
được rút ngắn lại. Giếng cát có hai công dụng rõ rệt:
- Rút ngắn thời gian cố kết;
- Tăng sức chống cắt của đất nền.

Hình 2.2: Xử lý nền bằng phương pháp gia tải trước kết hợp giếng cát

Phương pháp giếng cát có một số nhược điểm nhất định. Cát được sử dụng
trong giếng cát phải được chọn lựa kỹ để có hệ số thấm tốt nhất cho nên phải vận
chuyển cát từ những nguồn thích hợp xa vị trí cơng trường. Ngồi ra, trong khi thi
cơng rất có khả năng giếng cát bị đứt đoạn khơng đảm bảo được vai trị thốt nước
do lỗi trong thi cơng hoặc do chuyển vị ngang của nền lớn. Người ta bắt đầu nghĩ ra
cách thay thế vật liệu thuận lợi hơn để thi công giếng thấm.


-5-


Tại Thụy Điển vào giữa thập niên 1930, Kjellman bắt đầu tiến hành thử
nghiệm bấc thấm chế tạo sẵn hoàn tồn bằng các-tơng. Tuy nhiên, với vật liệu bấc
thấm này vấn đề nảy sinh là sự phá hoại nhanh chống của bấc thấm khi thi công vào
nền đất. Vào năm 1971, Wager cải thiện bấc thấm của Kjellman bằng cách sử dụng
lõi làm bằng chất dẻo (Polyethylen) nhằm thay thế lõi bằng các-tông. Một thời kỳ
mới mở ra đối với bấc thấm, một số lượng lớn bấc thấm chế tạo sẵn đã xuất hiện.
Thi công cắm bấc thấm được cải thiện về tốc độ lẫn chiều sâu cắm. Ngày nay bấc
thấm là vật liệu chính phổ biến dùng để xử lý nền đất yếu có độ sâu lớn, được áp
dụng rộng rãi cho các dự án đường, cảng, sân bay…
Bấc thấm thường có bề rộng 100mm, dày 3 – 5mm. Lõi bấc thấm là một loại
chất dẻo, có nhiều rãnh nhỏ để làm khe thoát nước. Bao quanh lõi là lớp võ bằng vải
địa kỹ thuật (nhựa tổng hợp hoặc dạng dệt từ sợi nhựa tổng hợp). Vỏ có tác dụng
làm bộ lọc nước, hạn chế các hạt đất đi qua làm tắc nghẽn khe thoát nước. Với kỹ
thuật sản xuất bấc thấm hiện nay, lưu lượng tháo nước của bấc thấm có thể đạt 80m3
– 140m3/năm cao hơn rất nhiều so với độ thấm của đất nền.
2.1.3 Vùng ảnh hưởng của giếng thấm

Thời gian để đạt được độ cố kết yêu cầu là hàm số phụ thuộc vào bình phương
đường kính có hiệu De của giếng thấm. Thơng số này có thể được khống chế theo ý
muốn vì nó phụ thuộc vào khoảng cách giữa các giếng thấm và sơ đồ bố trí giếng
thấm. Giếng thấm thường được bố trí theo sơ đồ lưới hình trịn hoặc lưới hình tam
giác đều. Mỗi thiết bị thoát nước phụ trách thoát nước cho một khu vực đất hình trụ
tương đương.


-6-

Hình 2.3: Sơ đồ bố trí giếng thấm dạng lưới hình trịn hoặc tam giác (Nguồn:
Barron, 1948 [1])


Khoảng cách thiết bị thấm được thiết lập thông qua mối quan hệ sau:
+ Đối với lưới cắm hình vng.
De2
 S2
4

De= 1.13 S

+ Đối với lưới cắm hình tam giác.
D e2
3 2

S
4
2

De= 1.05 S
Với S là khoảng cách của bấc thấm. Lưới cắm bấc thấm hình vng có ưu
điểm là bố trí và kiểm soát dễ dàng nên thường được sử dụng. Tuy nhiên, lưới cắm
bấc thấm hình tam giác cho độ cố kết thấm giữa các thiết bị thấm là đồng nhất.


-7-

2.1.4 Đường kính tương đương

Trong lý thuyết cố kết thấm theo phương ngang giếng thấm có dạng hình trụ
trịn. Trong khi đó bấc thấm có tiết diện hình chữ nhật nên cần phải quy đổi thành
tiết diện hình trịn với đường kính tương đương sao cho khả năng thốt nước là
bằng nhau.


Hình 2.4: Một số cơng thức tính tốn đường kính tương đương của bấc thấm
(Nguồn: B. Indraratna và cộng sự (2005) [2])

Theo Hansbo (1979) [3], ảnh hưởng của thiết bị thốt nước phụ thuộc vào diện
tích tiếp xúc của thiết bị thốt nước với đất. Đường kính tương đương dw của thiết
bị thốt nước có dạng hình băng được tính như sau:
(a  b)

Nghiên cứu tiếp theo cho thấy ảnh hưởng của góc nên đường kính tương
dw  2

đương có giá trị thấp hơn giá trị tính tốn trên một chu vi bằng hệ thống thoát nước
giả định. Do đó một phương trình mới do Rixner và cộng sự (1986) [4] đề xuất như
sau:
dw 

ab
2

Trong đó:
a: bề rộng của bấc thấm;
b: bề dày của bấc thấm.