ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KH0A TPHCM
********

CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP TỰ DO HẠNH PHÚC
********

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ và tên học viên : HỒ Q ĐÔN
Ngày tháng năm sinh : 05-10-1978
Chuyên ngành
: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

Phái
Nơi sinh
Mã số

: NAM
:

Quảng Ngãi

: 30.10.02

I. Tên đề tài:
NGHIÊN CỨU CÔNG NGHỆ THI CÔNG VÀ KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG CỦA
CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY TRONG ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT Ở TP.HCM.
II. Nhiệm vụ và nội dung:

PHẦN 1: TỔNG QUAN

Chương1: Đánh giá tổng quan về quá trình thi công cọc khoan nhồi ở nùc ta trong những
năm qua (Thành công, sự cố, biện pháp khắc phục, tính kinh tế)
Chương 2: Nghiên cứu các đặc trưng cơ bản về đất yếu ở TPHCM có liên quan đến cọc
khoan nhồi mở rộng đáy.
PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN
Chương 3: Nghiên cứu cấu tạo cọc khoan nhồi trong điều kiện địa chất phức tạp
Chương 4: Nghiên cứu các phương pháp tính toán cho cọc khoan nhồi mở rộng đáy trong
điều kiện địa chất ở TPHCM.
Chương 5: Nghiên cứu các phương pháp thi công và đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi mở
rộng đáy.
Chương 6: Ứng dụng kết quả nghiên cứu để tính toán và phân tích một số chỉ tiêu kinh tế kỹ
thuật của cọc khoan nhồi mở rộng đáy cho một công trình thật tế.
PHẦN III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Chương 7: Các nhận xét, kết luận và kiến nghị
III.Ngày giao nhiệm vụ
:
30-01-2005
IV.Ngày hoàn thành nhiệm vụ:
:
30 -09-2005
V.Họ và tên cán bộ hướng dẫn
:
THẦY HƯỚNG DẪN 1

THẦY HƯỚNG DẪN 2

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. LÊ BÁ KHÁNH


GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG

TS. VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương luận văn thạc sỹ đã được hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày tháng

năm 2004

PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC

KHOA QUẢN LÝ NGÀNH
PHÓ TRƯỞNG KHOA

TS. LÊ TRUNG CHƠN

TS. NGUYỄN VĂN CHÁNH


MỤC LỤC
Nhiệm vụ luận văn thạc sỹ.
Lời cam đoan

Trang

Lời cảm ơn
Tóm tắt luận văn
Các kí hiệu
Mục lục
MỞ ĐẦU. ............................................................................................................. 1

I

Đặt vấn đề nghiên cứu.......................................................................................... 1

II

Phương hướng của đề tài....................................................................................... 2

Phần I: TỔNG QUAN
Chương

1

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CỌC KHOAN NHỒI Ở
NƯỚC TA TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY
I.

Tình hình sử dụng cọc khoan nhồi hiện nay ở nước ta những năm gần đây. ........ 3
1. Cầu Thanh Trì................................................................................................... 3
2. Cầu Mỹ Thuận. ................................................................................................. 5
3.Hệ thống cầu trên đường Nguyễn Văn Linh...................................................... 5

II

Tổng kết các hư hỏng, sự cố xảy ra đối với cọc khoan nhồi ................................. 7
1. Các hư hỏng xảy ra đối cọc khoan nhồi .......................................................... 8
1.1 Những hư hỏng ở mũi cọc ............................................................................... 8
1.2 Những hư hỏng ở thân cọc ........................................................................... 8
1.3 Những hư hỏng ở đầu cọc ............................................................................ 8
2. Các sự cố xảy ra khi thi công cọc khoan nhồi ................................................ 9

2.1 Giai đoạn khoan tạo lỗ .................................................................................... 9
2.2 Giai đoạn gia công và hạ lồng thép ................................................................ 9
2.3 Trong công đoạn đổ bêtông cọc ...................................................................... 9

III

Một số nhận xét về tổng quan .............................................................................. 9


Chương

2

NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN CỌC KHOAN NHỒI MỞ
RỘNG ĐÁY Ở KHU VỰC TP.HCM
I

Khái niệm về đất yếu .......................................................................................... 12

II

Đặc điểm về đất yếu khuvực Tp.HCM................................................................ 12

III

Những đặc trưng cơ lý cơ bản ở khu vực Nam Sài Gòn ....................................... 13
1. Các lớ đất bùn ............................................................................................... 13
2. Các lớp sét yếu bảo hòa nước ......................................................................... 14
3. Các lớp đất chứa hàm lượng hữu cơ................................................................ 14
4. Các lớp các nhỏ,mịn, xốp rời .......................................................................... 14

5. Các lớp đất đắp các loại .................................................................................. 15

IV

Thống kê địa chất một số mặt cắt địa chất tiêu biểu cho khu vực TP.HCM ...... 15
1. Cơ sở lý thuyết thống kê các chỉ tiêu cơ lý của đất nền ................................. 16
1.1 Xác Định Các Giá Trị Tiêu Chuẩn .................................................................. 16
1.2. Xác Định Các Giá Trị Tính Toán ................................................................... 17
1.3. Phân chia đơn nguyên địa chất .................................................................... 17
1.4. Loại trừ sai số .............................................................................................. 17

IV

Một số nhận xét về địa chất khu vực TP.HCM ................................................... 18

Phần II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN
Chương

3

NGHIÊN CỨU CẤU TẠO CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY TRONG ĐIỀU
KIỆN ĐẤT YẾU Ở TPHCM
I.

Khái quát về cấu tạo cọc khoan nhồi mở rộng đáy............................................. 20
1. Các dạng cọc khoan nhồi mở rộng đáy ........................................................... 20
2. Cấu tạo cọc khoan nhồi mở rộng đáy ............................................................. 21

II.


Cấu tạo đài cọc và bố trí cọc trong móng .......................................................... 22

III.

Lựa chọn chiều dài (l) và đường kính thân cọc (d) ............................................. 23

IV. Một số nhận xét về cấu tạo cọc .......................................................................... 23


Chương

4

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH VÀ BIẾN DẠNG
CHO CỌC KHOAN NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY.
A

Tính toán khả năng ổn định của cọc khoan nhồi mở rộng đáy ........................... 25

I

Tính toán theo vật liệu cấu tạo cọc ...................................................................... 25
1. Cọc khoan nhồi chịu nén đúng tâm .............................................................. 25
1.1. Theo TCXD 105:1997 .................................................................................. 26
1.2. Theo tiêu chuẩn Mỹ ..................................................................................... 26
2. Cọc khoan nhồi đơn chịu tác dụng đồng thời của M,N,Q ............................ 26
3. Cọc khoan nhồi làm việc theo nhóm chịu tác dụng đồng thời của M,N,Q ... 30

II.


Tính toán sức chịu tải dọc trục của cọc theo kết quả thí nghiệm trong phòng.... 30
1. Cơ sở tính toán ............................................................................................. 30
2. Tính toán sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ lý đất nền ........................... 32
2.1. Xác định qp ................................................................................................... 33
2.2. Xác định fs ................................................................................................... 33
3. Tính toán theo chỉ tiêu cường độ đất nền ..................................................... 34
3.1. Sức chịu tải cực hạn ...................................................................................... 34
3.1.1 Công thức chung tính masát hông fs .......................................................... 34
3.1.2. Cường độ chịu tải của đất nền dưới mũi cọc ............................................. 34
a. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất dính .................................. 35
b. Xác định sức chịu tải cực hạn của cọc trong đất rời ...................................... 35

III

Tính theo tiêu chuẩn của các nước trên trên thế giới .......................................... 37
1. Xác định sức chịu tải của cọc theo tiêu chuẩn Autroads-1992 ....................... 37
2. Theo tiêu chuẩn Trung Quốc .......................................................................... 39
3. Theo tiêu chuẩn Mỹ ........................................................................................ 39
3.1 Trường hợp cọc trong đất rời ......................................................................... 39
3.1.1 Xác định sức kháng mũi ............................................................................. 39
3.1.1 Xác định ma sát hông ................................................................................ 40
3.2 Trường hợp cọc trong đất dính ...................................................................... 41
3.2.1 Xác định sức kháng mũi ............................................................................. 41
3.2.1 Xác định ma sát hông ................................................................................ 41

IV

Tính theo kết quả thí nghiệm hiện trường .......................................................... 42



1. Tính theo kết quả xuyên tónh .......................................................................... 42
1.1 Xác Định sức chống mũi đơn vị ........................................................................ 42
1.2. Xác Định ma sát hông đơn vị ......................................................................... 42
1.3. Xác định độ sâu giới hạn Zc ......................................................................... 43
2. Tính toán theo kết quả xuyên tiêu chuẩn ..................................................... 44
2.1 Xác định sư Sức chịu tải cực hạn của đất rời tính theo công thức của
Meyerhof (1956).................................................................................................. 44
2.2. Xác định sức chịu tải của cọc đi qua lớp đất rời và đất dính ........................ 44
2.3. Xác định sức chịu tải của cọc theo công thức của nhật Bản ........................ 44
IV

Tính toán theo các phương pháp thử tải tại hiện trường ..................................... 45

B

Tính toán khả năng biếng dạng của cọc khoan nhồi mở rộng đáy ..................... 46
1. Tính toán độ lún của cọc theo tiêu chuẩn 205:1998 ........................................ 46
2. Tính toán độ lún theo công thức thực nghiệm của whitaker............................ 46
3. Tính toánđộ lún của cọc theo tiêu chuẩn nhật ................................................. 46
4. Tính toánđộ lún của cọc theo Braja M.Das ..................................................... 46

C

Một số nhận xét về tính toán cọc khoan nhồi ..................................................... 46
Chương

5

NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG PHÁP THI CÔNG VÀ KIỂM TRA CỌC KHOAN
NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY.

I

Khái quát các phương pháp thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy .................... 50
1. Phương pháp đào thủ công ............................................................................. 50
2. Phương pháp nổ mìn mở rộng đáy cọc ............................................................ 50
3. Phương pháp khoan mở rộng đáy bằng gầu khoan ......................................... 50
3.1. Cọc khoan nhồi có sử dụng ống vách ........................................................... 51
3.2. Cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách ..................................................... 51
a. Phương pháp khoan phản tuần hoàn ........................................................ 51
b. Phương pháp khoan gầu ........................................................................... 51
4. Cọc khoan nhồi không sử dụng ống vách ........................................................ 51

II.

Các công nghệ thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy ........................................ 52

A.

Quy trình công nghệ thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy bằng
gầu khoan............................................................................................................ 52
1. Công tác chuẩn bị .......................................................................................... 54


2. Công tác định vị cọc ...................................................................................... 54
3. Công tác hạ ống vách và bơm dung dịch betonite ......................................... 55
a. Hạ ống vách................................................................................................ 55
b. Dung dịch bentonite .................................................................................. 56
4. Khoan tạo lỗ cho cọc ..................................................................................... 57
4.1 Các thiết bị, máy chuyên dụng để khoan cọc nhồi ....................................... 57
4.2.Khoan tạo lỗ phần thân cọc đường kính (d) .................................................. 60

4.3.Khoan mở rộng đáy dưới mũi cọc ................................................................. 61
5. Xác định độ sâu hố khoan và xử lý cặn lắng dưới đáy hố khoan.................. 62
a. Xác nhận độ sâu hố khoan.......................................................................... 62
b. Xử lý cặn lắng dưới đáy hố khoan.............................................................. 63
6. Công tác hạ lồng thép .................................................................................... 64
7. Công tác lắp ống đổ bêtông ........................................................................... 66
8. Công tác đổ bê tông và rút ống vách ............................................................. 67
a. Hình thưc 1ống đổ bê tông ......................................................................... 67
b. Tốc độ và thời gian đổ bê tông .................................................................. 67
c. Độ cắm ống dẫn vào trong bê tông và độ cao vượt lên của bê tông ......... 68
d. Rút ống vách.............................................................................................. 68
B.

Nghiên cứu thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy bằng phương pháp xói
nùc áp lực cao................................................................................................... 68
1. Những nhược điểm của việc thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy bằng gầu
khoan trong điều kiện nước ta ............................................................................ 68
a. Về công nghệ thi công................................................................................ 68
b. Về phương diện chịu tải của cọc .............................................................. 68
2. Yêu cầu công nghệ của phương pháp mở rộng dáy bằng xói nùc ............... 69
2.1 Máy khoan bùn đáy cọc ............................................................................... 69
2.2. Máy bơm vữa và trộn ximăng ...................................................................... 69
2.3. Máy phun xói nước áp lực cao ..................................................................... 70
a. Động cơ ...................................................................................................... 70
b. Bộ truyền động .......................................................................................... 70
c. Bộ phận điều khiển .................................................................................... 71
2.4. Cấu tạo thiết bị khoan xói nước ................................................................. 71
a. Tháp khoan................................................................................................. 71
b. ng dẫn áp ................................................................................................ 71



c. Đầu vòi phun ............................................................................................. 72
3. Công nghệ thi công mở rộng đáy cọc bằng phương pháp xói nước ............ 72
3.1. Khoan xuyên đáy cọc ................................................................................... 73
3.2. Xói nước áp lực cao mở rộng đáy cọc ........................................................... 74
3.2.1.Nguyên lý tính toán xói nước ...................................................................... 74
a. Xác định áp lực nước ở lỗ đầu vòi phun ..................................................... 74
b. Xác định góc mở rộng đáy và đường kính đáy cọc ................................... 75
c. Xác định áp lự c nước tại lỗ phun ứng với từng loại đất ........................... 77
d. Xác định thời gian xói nước ....................................................................... 78
3.2.1. Thi công xói nước ...................................................................................... 78
3.3. Kiểm tra hình dạng, kích thước đáy cọc ...................................................... 82
3.4 Thổi rữa đáy cọc .......................................................................................... 82
3.5 Bơm vữa vào đáy cọc ................................................................................... 82
a. Bơm hút nước đáy cọc ............................................................................... 82
b. Hỗn hợp vữa dùng để bơm vào đáy cọc .................................................... 83
c. Bơm hỗn hợp vữa vào đáy cọc ................................................................... 84
4. Ứng dụng phương pháp nầy cho công trình thực tế ở việt Nam..................... 85
4.1. Đặc điểm của công trình ............................................................................... 85
4.2. Điều kiện địa chất ........................................................................................ 86
4.3. Thi công cọc ................................................................................................. 86
4.4. Thí nghiệm các cây cọc ............................................................................... 87
4.5. Kết quả thí nghiệm nén tónh ....................................................................... 88
4.6 Nhận xét về hiệu quả của biện pháp xói nước mở rộng đáy ...................... 89
4.7 Kết luận và kiến nghị qua thí nghịêm.......................................................... 90
III

Các nguyên nhân và giải pháp xử lý, khắc phục sự cố thường xảy ra cho cọc
khoan nhồi ......................................................................................................... 91
1. Trong giai đoạn khoan tạo lỗ .......................................................................... 91

2. Sập thành hố khoan ............................................................................................ 91
a. khi khoan qua lớp đất yếu mà không có biện pháp chống đỡ .................... 91
b. Sử dụng bentonite không phù hợp với địa chất .......................................... 92
c. p lực thủy đông trong tầng đất sét, các pha sét ........................................ 94
d. Do lựa chọn kỹ thuật các trang thiết bị không phù hợp với địa tầng ......... 94
e. Do hạ lồng thép ......................................................................................... 95
f. Do thời gian thi công quá lâu ..................................................................... 95


3. Các nguyên do ảnh hưởng đến chất lượng bê tông cọc ................................. 95
IV

Các biện pháp kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi ............................................ 99
1.

Kiểm tra bằng phương pháp tónh.................................................................. 99

1.1 Phương pháp gia tải tónh .................................................................................. 99
1.2 Phương pháp siêu âm ..................................................................................... 100
1.3 Phương pháp khoan lấy mẫu ở đáy cọc ........................................................ 100
1.4 Phương pháp thử tónh bằng hộp Osterberg ................................................... 101
2.

Kiểm tra bằng phương pháp động.............................................................. 103

2.1 Phương pháp đo dội âm .................................................................................. 103
2.2 Phương pháp rung............................................................................................ 103
2.3 Phương pháp biến dạng lớn (PDA) ............................................................... 103
2.4 Phương pháp động Stanamic ......................................................................... 103
3.


Một số nhận xét về phương pháp kiểm tra chất lượng cọc ........................ 104
Chương

6

ÚNG DỤNG KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU ĐỂ TÍNH TOÁN ĐÁNH GIÁ CỌC KHOAN
NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY CHO MỘT CÔNG TRÌNH THẬT TẾ Ở TP.HCM.
I

Ứng dụng kết quả nghiên cứu để tính toán cho một công trình thật tế.............. 106
1. Giới thiệu công trình ................................................................................... 106
1.1. Mô tả công trình ......................................................................................... 106
1.2. Mô tả địa chất ............................................................................................. 106
1.3. Công tác kiểm tra chất lượng ..................................................................... 108
2. Nội lực tính toán.......................................................................................... 108
3. Phương pháp tính toán thiết kế ................................................................... 108
3.1. Quan niệm tính toán ................................................................................... 109
1.3. Kết quả tính toán ....................................................................................... 110
4. Phương pháp tính toán thi công................................................................... 110
4.1. Tính áp lực cần cho máy tạo áp .................................................................. 110
4.2. Tính thời gian xói nước .............................................................................. 112
4.3. Tính góc mở rộng đáy ................................................................................ 112

II.

Phân tích, đánh giá một số chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật ................................... 113
1. Chi phí đầu tư công nghệ .............................................................................. 113
2. Chi phí vận chuyển thiết bị........................................................................... 114
3. Giá thành thi công......................................................................................... 114



4. Độ tin cây về chất lượng thi công ................................................................. 117
5. Độ ồn và mức độ ảnh hưởng đến môi trường xung quanh ............................ 117
II.

Nhận xét rút ra từ ví dụ tính toán và phân tích ................................................. 118
1. Về tính toán thiết kế ..................................................................................... 118
2. Về tính toán thi công..................................................................................... 119
3. Về phân tích và đánh giá một số chỉ tiêu về kinh tế, kỹ thuật...................... 119

Phần III: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
Chương

7

CÁC NHẬN XÉT – KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
I

Các kết quả đạt được ......................................................................................... 120
1. Về sự phân tích nguyên do gây ra các sự cố công trình................................ 120
2. Về địa chất khu vực Tp.HCM có liên quan đến đề tài ................................ 120
3. Về cấu tạo cọc khoan nhồi mở rộng đáy ...................................................... 120
4. Về tính toán thiết kế cọc khoan nhồi mở rộng đáy ..................................... 108
a. Sức chịu tải theo vật liệu .......................................................................... 121
b. Sức chịu tải của đất nền............................................................................ 121
c. Các vấn đề khác ....................................................................................... 121
5. Về phương pháp thi công ............................................................................ 122
a. Ở giai đoạn mở rộng đáy cần chú ý .......................................................... 122
b. Biện pháp mở rộng đáy ............................................................................ 122

6. Về phương pháp kiểm tra chất lượng cọc khoan nhồi .................................. 123
a. Phương pháp siêu âm kết hợp khoan lấy lõi ............................................. 123
b. Phương pháp thử tải cọc khoan nhồi mở rộng đáy ................................... 123

II

Các kiến nghị và đề suất nghiên cứu tiếp theo.................................................. 124
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC 1
PHỤ LỤC 2
PHỤ LỤC 3


Trang 1

MỞ ĐẦU
I.

Đặt vấn đề nghiên cứu

Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển của công trình xây dựng có
quy mô lớn, móng cọc ngày càng trở thành một hình thức móng sâu được dùng
nhiều cho công trình công nghiệp, nhà cao tầng, cầu đường bến cảng, kho chứa
hàng nặng… ở những vùng đất yếu.
Móng cọc đúc sẵn do nhược điểm gây chấn động mạnh, tiếng ồn lớn gây ô nhiễm
môi trường khi dùng búa đóng, lực ép giới hạn khi dùng cọc ép và sức chịu tải của
cọc bị giới hạn trong khi đó móng cọc khoan nhồi có những ưu điểm sau:
-

Khi thi công cọc khoan nhồi cũng như sử dụng cọc khoan nhồi đảm bảo an

toàn cho công trình hiện có xung quanh. Cọc khoan nhồi đặt sâu không làm
ảnh hưởng lún đến các công trình lân cận.

-

Quá trình thực hiện móng cọc dễ dàng thay đổi thông số của cọc (Chiều sâu,
đường kính) để phù hợp với điều kiện địa chất khu vực công trình

-

Cọc khoan nhồi tận dụng hết khả năng chịu lực của bê tông móng cọc do
điều kiện tính toán theo lực tập trung.

-

Đầu cọc có thể dừng lại ở độ cao tùy ý phù hợp với điều kiện thiết kế của
công trình

Do đó việc sử dụng cọc khoan nhồi cho các công trình có tải trọng lớn ở nước ta trở
nên rất phổ biến và không còn xa lạ đối với các nhà xây dựng, hơn thế nữa để phát
huy hết khả năng chịu tải của cọc khoan nhồi. Các nhà khoa học đi trước đã đưa ra
giải pháp cọc mở rộng đáy cọc (phương pháp cọc khoan nhồi mở rộng đáy) và
phương pháp này đã được ứng dụng nhiều nước trên thế giới, thế nhưng ở Việt Nam
việc ứng dụng còn rất nhiều hạn chế.
So với cọc khoan khoan nhồi thì cọc khoan nhồi mở rộng đáy có nhiều ưu điểm hơn,
đặc biệt là đối với các công trình chịu tải trọng lớn, do sức chịu tải mũi tăng lên
đáng kể nên cọc mở rộng đáy không chỉ giúp cọc mang tải tốt hơn mà còn tiết kiệm
được vật liệu cũng như thời gian thi công.
Qua đó ta có thể thấy cọc khoan nhồi mở rộng đáy là giải pháp còn ẩn chứa rất
nhiều tiềm năng cho các công trình chịu tải trọng lớn. Việc tìm hiểu nghiên cứu và

phát triển dựa trên cơ sở kế thừa những nền tảng của các nhà khoa học đi trước để


Trang 2

xây dựng những giải pháp tính toán, cấu tạo và thi công cọc khoan nhồi mở rộng
đáy là một việc làm hết sức cần thiết.
Vì lẽ đó tác giả muốn nghiên cứu tính ứng dụng vào thực tiễn qua đề tài:
“ Nghiên cứu công nghệ thi công và khả năng ứng dụng của cọc khoan
nhồi mở rộng đáy trong điều kiện địa chất ở TPHCM”
Thông qua đề tài nầy tác giả tìm hiểu, nghiên cứu công nghệ ứng dụng phun xói
nước áp lực cao để mở rộng đáy cọc góp phần thúc đẩy việc ứng dụng công nghệ thi
công vào thực tế và đây cũng là điểm mới trong luận văn của tác giả.
Với đề tài này này tác giả hy vọng đóng góp một phần nhỏ bé về giải pháp thi
công hợp lí cho cọc khoan nhồi mở rộng đáy góp phần nâng cao khả năng chịu tải,
đêm lại lợi ích kinh tế, nâng cao tính hiện đại hoá trong xây dựng.
II.
1.

Phương hướng nghiên cứu của đề tài
Tìm hiểu, phân tích các nguyên nhân gây ra các sự cố trong cọc khoan nhồi,
hậu quả và các giải pháp khắc phục từ đó phân tích, đề xuất giải pháp thi
công để đảm bảo chất lượng công trình.

2.

Nghiên cứu giải pháp xói nước để ứng dụng trong thi công cọc khoan nhồi
mở rộng đáy nhằm khắc phục những nhược điểm của phương pháp mở rộng
đáy bằng gầu khoan hiện nay.


3.

Phân tích các yếu tố về hiệu quả kinh tế, kỹ thuật do phương pháp mở rộng
đáy bằng công nghệ xói nước mang lại.

Ngoài ra tác giả còn tìm hiểu, phân tích thêm về các vấn đề sau:
a.

Phân tích các phương pháp tính toán ổn định và biến dạng cho cọc khoan
nhồi mở rộng đáy, từ đó đề nghị công thức tính cho phù hợp nhất trong điều
kiện đất yếu ở nước ta nói chung và khu vực TPHCM nói riêng.

b.

Phân tích các giải pháp thi công cọc khoan nhồi mở rộng đáy đã áp dụng hiện
nay và những ưu nhược điểm của các phương pháp nầy, từ đó đưa ra các kiến
nghị để áp dụng vào thi công mang lại hiệu quả cao hơn.

c.

Phân tích các biện pháp kiểm tra và đánh giá chất lượng cọc khoan nhồi
trong nước và trên thế giới đã sử dụng nói chung và cọc khoan nhồi mở rộng
đáy nói riêng, từ đó đề nghị các biện pháp đánh giá cho cọc khoan nhồi mở
rộng đáy trong điều kiện nước ta.


Trang 3

CHƯƠNG


1

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ TÌNH HÌNH SỬ DỤNG CỌC
KHOAN NHỒI Ở NƯỚC TA TRONG NHỮNG NĂM GẦN ĐÂY
I.

Tình hình sử dụng cọc khoan nhồi ở nước ta trong những năm gần đây
Có thể nói cả nước là một đại công trường xây dựng có quy mô từ thấp đến lớn,

để phần nào nắm được tình hình thi công cọc khoan nhồi về tình hình thiết kế, thi
công, quản lý và kiểm tra chất lượng chúng ta tìm hiểu một vài công trình tiêu biểu
sau :
1.Cầu Thanh Trì
Dài 12km, rộng 33,1m (rộng nhất Việt Nam hiện nay) là cầu thứ tư vượt sông
Hồng trong phạm vi thủ đô Hà Nội, làm bằng bê tông cốt thép dự ứng lực dài và
rộng nhất nước. Cầu xây dựng bằng vốn vay ODA của Chính phủ Nhật Bản và vốn
đối ứng của Chính phủ Việt Nam, hoàn thành vào cuối 2006. Đây là công trình vượt
sông lớn và hiện đại để nối mạng giao thông vùng động lực tăng trưởng kinh tế phía
Bắc, tăng năng lực lưu thông trục quốc lộ Bắc-Nam và là cây cầu nằm trên đoạn
quan trọng nhất thuộc vành đai ba Hà Nội, góp phần giải tõa ách tắc giao thông ở
khu vực thủ đô.
Cầu Thanh Trì, tổng vốn đầu tư 5.700 tỷ đồng, Đại diện chủ đầu tư là Ban
quản lý dự án Thăng Long. Nhà thầu là liên danh Obayashi - Sumitomo (Nhật Bản).
Tư vấn là liên danh PCI (Nhật Bản), APECO (Công ty Tư vấn Châu Á Thái Bình
Dương), TEDI (Tổng Công ty tư vấn thiết kế giao thông vận tải) và RIST (Viện
Khoa học công nghệ giao thông vận tải) - PCI là lãnh đạo. Gói thầu 1 là toàn bộ
phần cầu chính dài 3.084m, với 52 trụ và 2 mố với tổng
số 1.339 cọc khoan nhồi đường kính 1-1,5-2m. Giá trị
xây lắp gói thầu này gần 1.400 tỷ đồng, khởi công ngày
30/11/2002.

Sau một năm khởi công, liên doanh nhà thầu Nhật là
H1.1 Mố trụ cầu
Thanh Trì.


Trang 4

Obayashi Sumitomo đó thi công được 584 cọc trên tổng số 28 trụ trong đó có 16 trụ
đó hoàn thành phần cọc khoan nhồi, 12 trụ đang khoan. Hiện chưa có trụ nào đổ bê
tông bệ cọc. Tính đến 1/12/2004, CONICO đãù kiểm tra 132/584 cọc.
Kết quả: 49 cọc đạt yêu cầu chiếm 39%, 81 cọc không đạt yêu cầu (61%). Nhưng
theo kết quả kiểm tra mới đây của Công ty Tư vấn và kiểm định chất lượng xây
dựng (CONICO), có 61% cọc được giám định không đạt chất lượng.Theo Bộ Giao
vận tải, toàn bộ hệ thống cọc cầu được thực hiện bằng công nghệ khoan cọc nhồi.
Sự cố xảy ra là do quá trình thi công đã không giữ được ổn định thành vách, dẫn đến
việc bị sập vách ở khu vực mũi cọc. Năng lực thiết bị và phương pháp, công nghệ
của nhà thầu Nhật Bản chưa phù hợp với điều kiện địa tầng ở khu vực, đặc biệt là
cấu tạo địa tầng lớp cát sỏi nhỏ dày tới 45-50m, gần bằng chiều dài của cọc móng.
Kết quả kiểm tra cho thấy, những cọc không đạt chất lượng đều có hiện tượng bê
tông không đồng nhất hoặc thiếu bê tông dưới mũi cọc. Nguyên nhân có thể do vách
khoan phần mũi cọc bị sập do cấu tạo địa tầng bờ phía Nam (phía Thanh Trì) phức
tạp. Phần địa tầng phía Nam gồm các lớp cát mịn và hạt trung dày 45-60m khó ổn
định thành vách ngăn khi tạo lỗ khoan. Ngoài ra, thiết bị khoan chưa đạt yêu cầu
nên quá trình tạo bức vách chưa chuẩn, đất và cát đó lọt vào bê tông.
Biện pháp xử lý cọc:
Ban quản lý, nhà thầu, tư vấn. Các bên Bộ Xây dựng,
tập đoàn tư vấn Thái Bình Dương và Bộ GTVT thống
nhất khắc phục số cọc không đạt chất lượng bằng
cánh khoan thêm cọc đồng thời mở rộng bệ trụ,
khoan lõi cọc đường kính 10-15cm sau đó dùng bơm

H1.2 Hàng loạt cọc nhồi
không đạt chất lượng.

hút tất cả những mảnh vụn không đồng nhất trong
cọc rồi bơm vữa áp lực bê tông... Giải pháp nhanh
nhất chỉ mất 6 giờ và chi phí 10-15 triệu đồng gồm:

Khoan xiên ngoài vị trí các cọc hỏng và hút hết cát hiện trạng và bê tông xấu. Sau
đó, bơm bê tông áp lực cao để cải thiện tầng địa chất cho đến chỗ bị hỏng. Cuối
cùng thử siêu âm, lấy mẫu địa chất xem cường độ bê tông có đảm bảo không... Sau
đó văn phòng chính phủ có công công văn truyền đạt chỉ đạo của Thủ tướng Chính


Trang 5

phủ gửi Bộ GTVT với nội dung: Yêu cầu nhà thầu bảo đảm chất lượng, làm lại cọc
không đảm bảo chất lượng.
(Theo vietnamnet.com)
2. Cầu Mỹ Thuận
Được xây dựng qua sông Tiền, nối liền hai tỉnh Tiền Giang và Vónh Long. là
trục giao thông chính của vùng đồng bàng sông Cửu Long.và được coi là cây cầu
lớn nhất nước lúc bấy giờ
Tổng chiều dài cầu:1535.2 m
Chủ đầu tư là Bộ Giao thông vận tải Việt Nam và Cơ quan Hợp tác Phát triển quốc
tế Australia (AusAID) tại Việt Nam, Công tác tư vấn xây dựng dự án cầu Mỹ Thuận
Công ty tư vấn Muansell Pty.Ltd. của Australia,Công ty MBK của Australia , Công
ty Tư vấn xây dựng công trình 625… .Nhà thầu tham gia xây dựng dự án cầu Mỹ
Thuận gồm nhà thầu chính Công ty Baulderstone Hornibrook Engineering và một
số nhà thầu phụ trong nước.
-


Kết cấu móng trụ tháp gồm 16 cọc khoan nhồi có đường kính 2,5m hạ đến
cao độ -90m ( tháp bờ Bắc) và -100m (tháp bờ Nam), cao độ bệ phần đặc là +
1m, ống vách đặt tới cao độ -35m (tháp bờ Bắc) và -40m (tháp bờNam).

-

Kết cấu Móùng trụ neo gồm 2 cọc khoan nhồi đường kính 2,5m mỗi trụ đặt ở
độ sâu -60m (bờ Bắc); -74m và -84m (bờ Nam).

-

Khả năng chịu tải của cọc đến 3900t cọc xuyên qua tầng các chảy và ngàm
vào tầng các chặt 2-3 m

Trong đó cọc số 4 trụ tháp bờ Bắc có sự cố: bê tông phân tầng ở độ sâu -80m giữa
hai lớp đất sét là lớp mùn khoan lẩn bentonite
Nguyên nhân chính là do xảy ra lúc mưa bão, sự cung cấp bê tông không
được liên tục dẫn đến khối lượng bê tông đã đổ trước đó bị đông cứng, sau đó tiếp
tục đổ phần bêtông mới vào dẫn đến bê tông trong cọc không liên tục và gặp phải
sự cố trên.
(Trích Báo cáo tổng kết Khoa học công nghệ 2001)
3. Hệ thống cầu trên đường Nguyễn Văn Linh
Thuộc khu đô thị Nam Sài Gòn gồm 7 cây cầu lớn nhỏ ( Cầu ng Lớn, ng
Bé, Cầu Xóm Củi, Cầu Thầy Tiêu, Cầu Cần Giuộc, Cầu Sập, Cầu Bà Lớn ) trong
đó cầu ng Lớn, cầu Xóm Củi và cầu Cần Giuộc là 3 cầu lớn có kết cấu vượt nhịp
100m bằng kết cấu vòm thép nhồi bê tông, các cây cầu nầy là một trong những


Trang 6


hạng mục nằm trong dự án quy hoạch khu đô thị mới Nam Sài Gòn do Công Ty Phú
Mỹ Hưng làm chủ đầu tư.
Tấc cả phần móng các cầu trên đều sử dụng dụng móng cọc khoan nhồi tổng cộng
trên 1000 tim cọc (chỉ tính riêng cho tuyến SF) đường kính cọc từ 1m đến 2m, chiều
sâu cọc từ 40m đến 60m.
Nhà thầu trực tiếp thi công là các nhà thầu trong nước: Công ty Vinaconex,
công ty Delta, Công ty Phú Cường, Công ty Phanxipang…
Trong đó nhà thầu chính là công ty Sino-Pacific (công ty của Trung Quốc).
Tuyến SF khởi công vào tháng 6/2001 và kết thúc vào cuối năm 2003.
Sau khi thi công xong tấc cả số lượng cọc trên đều được kiểm tra chất lượng bằng
các phương pháp như: Siêu âm, khoan bùn đáy cọc, phương pháp thử động biến
dạng nhỏ, riêng phương pháp thử tónh truyền thống (thử 1% tổng số lượng cọc tức 10
cọc)
Theo tổng kết của ban quản lý chất lượng công trình công ty Sino-Pacific như sau:
-

95% số cọc siêu âm đạt yêu cầu.

-

97% Số cọc thử động biến dạng nhỏ đạt yêu cầu.

-

20% số cọc khoan bùn dưới đáy cọc có lớp cặn lắng (lớp bùn lẫn bentonite)
lớn hơn cho phép .

Sự cố trong lúc thi công: Cầu Ông lớn có 2 cọc bị kẹt ống đổ bê tông, không thể rút
ống lên được trong lúc đổ bê tông dẫn đến cọc bị “chết”.

Cầu Xóm Củi có một cọc trong lúc khoan cần khoan bị gãy ở cao trình -30m, Cao
trình thiết kế là -45m và không thể kéo cần khoan lên được mặc dù đã sử dụng
nhiều biện pháp.
Biện pháp xử lý cọc: Để đảm bảo chất lượng công trình chủ đầu tư Phú Mỹ Hưng
đã yêu cầu nhà thầu khoan bù hai cọc phụ kế bên cho tấc cả các cọc bị sự cố trên
cọc khoan bù có đường kính nhỏ hơn cọc chính và đài móng được mở rộng ra. (Trích
Tổng kết chất lượng thi công Tuyến SF đại lộ Nguyễn văn linh)


Trang 7

H1.3 Cầu Ông lớn trên tuyến SF đã hoàn hành
4. Toà nhà làm việc 10 tầng: do tổng công trình giao thông 6 làm chủ đầu tư có
cọc khoan nhồi đường kính d= 1m dài 37 m , bị sự cố: khối lượng bêtông thực tế
lớn hơn nhiều so với khối lượng tính toán của hố khoan.
5. Nhà máy ximăng Cần Thơ: Cọc khoan có nhồi đường kính d= 800, dài 44m bị
sự cố: khối lượng bê tông thực tế lớn hơn nhiều so với khối lượng tính toán theo
kích thước hố khoan.
6. Cầu Bình Điền: Không hạ được chiều dài lồng thép theo thiết kế sau đó quyết
định rút lồng thép lên để thổi rửa lại, nhưng lại không rút lên được. Nguyên nhân
chủ yếu là do đất vách hố khoan bị sụp lở nhiều trong quá trình hạ lồng thép làm
cho lồng thép bị chôn vùi trong đất, do vậy lồng thép không thể kéo lên… còn rất
nhiều các sự cố trong thực tế mà trong giới hạn luận văn tác giả không thể liệt
kê hết được.
II.

Tổng kết các hư hỏng và sự cố xảy ra đối với cọc khoan nhồi
Khái niệm về sự cố thường xảy ra ngoài dự tính đối với các đơn vị thiết kế

cũng như thi công, dẫn đến những hậu quả làm hư hỏng cọc, giảm khả năng chịu tải

của cọc …vv mức độ hư hỏng có thể từ nhỏ đến lớn có thể sửa chữa được hoặc không
được mà phải thay cọc khác. Vì vậy khi công trình gặp sự cố thì sẽ gây ra hậu quả
rất nghiêm trọng như làm làm tăng giá thành, kéo dài thời gian thi công thậm chí
phải đổi sang phương án móng khác.


Trang 8

Hầu hết các sự cố đều xuất phát từ quá trình thi công. Thường là xảy ra ở các giai
đoạn khoan tạo lỗ, giai đoạn hạ lồng cốt thép và giai đoạn đổ bê tông. Có thể tổng
kết như sau:
1 Các hư hỏng xảy ra đối với cọc khoan nhồi
1.1 Những hư hỏng ở mũi cọc
-

Bê tông mũi cọc bị xốp (sũng nước hoặc lẫn nhiều bùn khoan) làm giảm chất
lượng bê tông mũi cọc .

-

Mũi cọc bị lẫn bùn khoan hay bentonite làm giảm khả năng chịu tải của cọc.
Có thể khắc phục bằng cách phun vữa ximăng áp lực cao vào mũi cọc.

1.2 Những hư hỏng ở thân cọc
-

Thân cọc phình ra hoặc dạng rễ cây làm cho khối lượng bê tông thực tế lớn
hơn nhiều so với khối lượng tính theo lý thuyết.
Nguyên do: do sự sập thành vách hố khoan hoặc do từ biến của đất yếu dưới
tác dụng của áp lực bê tông tươi.


-

Thân cọc bị thắt lại làm cho khối lượng bê tông cọc theo thực tế bé hơn nhiều
so với lý thuyết.
Nguyên do: do áp lực ngang của đất quá lớn so với áp lực của bentonite

-

Bê tông thân cọc bị đứt đoạn bởi thấu kính nằm ngang hoặc lẫn bùn đất lẫn
bentonite.
Nguyên do: do có sự sập thành vách trong lúc đổ bê tông hoặc là do nhấc ống
đổ lên quá cao.

-

Thân cọc tiếp giáp với đất bởi lớp áo sét nhão ướt.
Nguyên do: sử dụng bentonite không đúng yêu cầu kỹ thuật.

1.3 Những hư hỏng trên đầu cọc
Bê tông đầu cọc bị xốp.
Nguyên do: do có lẫn nhiều bùn đất và bentonite, cần dừng đổ bê tông có cao
trình cao hơn so với lý thuyết.


Trang 9

2 Các sự cố thường xảy ra khi thi công cọc khoan nhồi
2.1 .Trong giai đoạn khoan tạo lổ
-


Vị trí hố khoan bị vướn phải vật cản như các cọc thép, dầm thép, cọc bê tông,
vật cứng… nằm sâu dưới lòng đất rất khó trục với lên hoặc đôi khi không thể
lên được.

-

Không hạ được ống vách đến cao độ yêu cầu, hoặc khoan không xuống do
gặp phải đá mồ côi…

-

Sập thành vách hố khoan do địa tầng quá yếu, do có tầng thuỷ động…

-

Dung dịch bentonite lắng xuống quá nhanh.

-

Thiết bị thi công như gầu khoan, cần khoan bị gảy trong lổ khoan rất khó lấy
lên, đôi khi không thể lấy lên được…

2.2 Trong gia công và hạ lồng thép
-

Không hạ được lồng thép vào hố khoan do thép thép bị biến dạng hoặc bị
uốn cong trong quá trình cẩu lắp lồng thép.

-


Ống vách bị lún do treo lồng thép quá nặng vào.

-

Lồng thép bị ngập vào trong đất do quá trình định vị trong lúc hạ lồng thép
không chính xác.

2.3 Trong công đoạn đổ bê tông cọc
-

Tắc ngẵn ống đổ bê tông (ống trime) trong lúc đổ bê tông cọc.

-

Mực bê tông bị hạ xuống khi rút ống vách lên.

-

Khi kéo ống vách lên bê tông cũng theo lên do bê tông ninh kết quá sớm.

-

ng đổ không thể kéo lên đươc do ngập quá sâu trong bê tông và bê tông đã
bắt đầu ninh kết.

- Đổ bê tông không liên tục, bê tông có độ sụt không thích hợp… gây phân tầng
cho bê tông cọc.



Trang 10

ƒ Một số hình ảnh về các sự cố cọc khoan nhồi

1. Khuyết tật do lệch
lồng cốt thép và bê
tông đầu cọc xốp

4. Đứt đoạn bê tông trong cọc

2. Khuyết tật do dòng
thuỷ động làm trôi
vữa ximăng

5. Cọc bị rổ do bê tông
Quá khô

3. Khuyết tật do sự
phân tầng trong đầu cọc

6. Cọc bị biến hình trong
tầng đất yếu

Hình 1-4: Các sự cố khuyết tật đầu cọc khoan


Trang 11

III.


Một số nhận xét về tổng quan
Qua các công trình trên và qua kinh nghiệm thi công, có thể nhận thấy chất

lượng thi công cọc khoan nhồi phụ thuộc rất lớn vào hai yếu tố chính: yếu tố chủ
quan và yếu tố khách quan.
-

Yếu tố chủ quan:

Máy móc cơ giới, thiết bị thi công, phương pháp kó thuật thi công và nhân tố con
người… nhưng không hẳn ta chuẩn bị tốt tất cả các yếu tố chủ quan trên mà chất
lượng cọc đạt yêu cầu một cách trọn vẹn được bởi nó còn phụ thuộc rất lớn vào yếu
tố khách quan.
-

Yếu tố khách quan:

Mà chủ yếu là yếu tố thời tiết, địa chất thuỷ văn. Yếu tố địa chất thuỷ văn rất phức
tạp mà chúng ta không thể dự trù hết được, có thể thấy qua công trình cầu Thanh Trì
do liên doanh hai nhà thầu Obayashi - Sumitomo (Nhật Bản) đây là hai nhà thầu có
tầm vóc quốc tế, thiết bị thi công hiện đại, các chuyên gia có kinh nghiệm và tay
nghề cao, công tác khảo sát thiết kế do các công ty có uy tín đảm nhận liên danh
PCI (Nhật Bản), APECO (Cơng ty Tư vấn Châu Á Thái Bình Dương), TEDI (Tổng
Công ty tư vấn thiết kế giao thông vận tải) viện RIST (Viện Khoa học công nghệ
giao tải). Thế nhưng kết quả cho thấy đã không như mong đợi…
Vì vậy để có được một công trình đạt chất lượng nhà thầu phải phát huy mạnh
yếu tố chủ quan đặt biệt là nhân tố con người để hạn chế yếu tố khách quan và đồng
thời phải khảo sát thật kỹ yếu tố khách quan để đưa ra biện pháp thi công hợp lý
nhất nhằm hạn chế rủi ro đêm lại lợi ích, hiệu quả kinh teá.



Trang 12

CHƯƠNG

2

NGHIÊN CỨU VỀ ĐẤT YẾU CÓ LIÊN QUAN ĐẾN CỌC KHOAN
NHỒI MỞ RỘNG ĐÁY Ở KHU VỰC TP.HCM
I.

Khái niệm về đất yếu
Khái niệm “đất yếu” chỉ mang tính chất tương đối và phụ thuộc vào trạng
thái vật lý của đất cũng như tương quan giữa khả năng chịu lực của đất với tải trọng
mà móng công trình truyền lên.
Theo quan điểm định tính: “đất yếu” là đất có khả năng tiếp thu tải trọng công trình
tác dụng lên nó rất ít.
Theo quan điểm định lượng: căn cứ vào đặc trưng của đất nền để xác định.

Đất có các đặc trưng vật lý:
-

Trọng lượng riêng γ ≤ 1.7g/cm3

-

Hệ số rổng ε ≥ 1.0.

-


Độ ẩm W ≥ 40%.

-

Độ bảo hòa nước G (Sr) ≥ 0.8 và các đặc trưng cơ học:
+ Module biến dạng tổng quát Eo ≤ 50KG/cm2.
+ Góc ma sát trong ϕ ≤ 10o
+ Lực dính C ≤ 0.1KG/cm2.

Được xem là đất yếu cho xây dựng.
Qua các đặc trưng trên cho thấy “đất yếu” hầu như hoàn toàn bảo hòa nước, có độ
rổng lớn, có tính nén lún mạnh, sức chống cắt không đáng kể.
Trong thực tế, đất yếu bao gồm:

II.

-

Cát nhỏ, cát bùn ở trạng thái rời bảo hòa nước;

-

Các loại đất dính bảo hòa nước ở trạng thái mềm, dẻo mềm, dẻo chảy, chảy;

-

Các loại đất bùn, than bùn.

-


Các loại đất hoàng thổ (gây ra hiện tượng lún sập).

Đặc điểm đất yếu khu vực TP.HCM

Vùng đất yếu khu vực TP.HCM bao gồm:
-

Quận 4, quận 2, quận 6, quận 8, quận 7, huyện Nhà Bè, huyện Bình Chánh
và huyện, Cần Giờ;


Trang 13

-

Một phần quận 1, quận 3, quận 5, vùng ven sông Sài Gòn và các phụ cận;

-

Vùng Quận Bình Thạnh, Bình Triệu (quận Thủ Đức ): sét nhảo, bùn sét, bùn
sét pha cát chiều dày lớp đất yếu từ (5÷15)m. Bên dưới là lớp cát mịn, cát
trung;

-

Vùng huyện Nhà Bè, quận 4, quận 8: sét nhảo, bùn sét, bùn sét pha cát, bùn
cát pha sét có chiều dày lớp đất yếu từ (10÷30) m.

-


Vùng huyện Bình chánh, quận 6: sét, sét pha cát, bùn sét; có hiện tượng
nhiễm phèn muối;

-

Nông trường Lê Minh Xuân, An Hạ (huyện Bình Chánh): sét, sét pha cát
trạng thái dẻo mềm chiều dày lớp đất yếu lên đến 50m ở khu vùng đầm lầy;

-

Miền duyên hải: bùn sét trạng thái dẻo chảy, bùn sét, bùn sét pha cát chiều
dày lớp đất yếu > 20m. Vùng này có rất nhiều sông rạch nhiễm mặn cao.

III.

Những đặc trưng cơ lý cơ bản ở khu vực Nam Sài Gòn
Đặc điểm tiêu biểu của vùng địa chất Nam Sài Gòn thường gặp như loại nền:

sét, á sét, cát mịn, cát thô có chiều dày thay đổi tuỳ từng nơi. Phần loại các loại sét
ở đây đều thuộc loại đấùt yếu có hệ số rổng eo lớn và độ ẩm tự nhiên W lớn. Nhiều
lớp sét yếu có dung trọng tự nhiên nhỏ γw ≈ 1.4 T/m 3 . Về thuỷ văn, mực nước ở khu
vực này xuất hiện khá nông, có hơi bị ngập nước. Các loại đất yếu chủ yếu ở khu
vực nam Sài Gòn.
1 Các lớp đất bùn :
Đây là lớp đất có tuổi hình thành trẻ nhất của đất dính nói chung, nó được tạo
nên trong môi trường nước nên kết cấu dạng bông hay dạng tổ ong. Đất bùn là giai
đoạn đầu của quá rình hình thành đất sét.
Có 3 loại đất bùn:
-


Đối với đất á cát có W>Wl với hệ số rỗng ε >= 0,9 thì gọi là bùn á cát.

-

Đối với đát á sét có W>Wl với hệ số rỗng ε >= 1.0 gọi là bùn á sét.

-

Đối đất á sét có W>Wl với hệ số rỗng ε >= 1.5 thì gọi là bùn sét.

Tính chất vật lý cơ bản:
-

Luôn luôn bão hoà nước.

-

Độ ẩm tự nhiên W>Wl.

-

Hệ số rổng ban đầu eo rất lớn có thể lớn hơn 2.


Trang 14

-

Dung trọng tự nhiên γw =1.4->1.5 T/ m 3 . Do đó γdn <= 0,4->0,5 T/ m3 , nên
đất bùn ở dạng lơ lững trong nước.


-

Hệ số nén lún a= 2->3 cm 2 / kg.

-

Mô dun biến dạng của đất bùn Eo = 10->25 kg/ cm 2 .

-

Sức chống cắt giới hạn bé: c, ϕ nhỏ.

2 Các lớp sét yếu bão hoà nước
Lớp sét yếu bão hoà nước ở khu vực Nam Sài Gòn về tuổi hình thành thì lớn
hơn so với lớp bùn nhưng trẻ hơn so với lớp đất bình thường. Về cấu tạo thì các
thành phần hạt mịn (hạt sét) ơ trong sét yếu boã hoà nước cao, có hoạt tính bề dày
lớn nên có sự tương tác mạnh giữu đất và nước. Đất sét yếu bão hoà nước có các đặc
tính: tính chưa nén chặt của đất, tính biến dạng lớn và tính chống cắt nhỏ. Vì vậy
khả năng chịu lực của đất sét yếu bão hoà nước là rất thấp.
3 Các lớp đất chứa hàm lượng hữu cơ
Đất bùn có hàm lượng hữu cơ lớn 10% -> 60%. Điều kiện hình thành trong
môi trường khí hậu ẩm, lượng hơn hơi nước bốc lên nhỏ hơn lượng mưa rơi xuống.
Địa hình thường bằng phẳng, tích tụ nước kèm theo khí.
-

Độ ẩm của lớp đất này khá lớn > 85%.

-


Hệ số nén lún a = 3-> 10 cm 2 /kg, có thể dẫn đến tính lún không đều .

-

Tính chất cơ học của lớp đất này thay đổi theo thời gian, nó phụ thuộc vào
mức độ phân huỷ, tốc độ phân huỷ của các chất hữu cơ, phụ thuộc vào hàm
lượng hạt khoáng có trong lớp đất này.

4 Các lớp cát nhỏ, mịn, xốp, rời
Dựa vào chỉ tiêu độ chặt tương đối: D= emax – eo/ emax-emin.
Trong đó:
-

eo: hệ số rỗng của cát ở trạng thái tự nhiên .

-

emax: hệ số rỗng của cát ở trạng thái rời nhất .

-

emin: hệ số rỗng của cát ở trạng thái chặt nhất.

-

Cát ở trạng thái chặt

: 2/3 ≤ D ≤ 1

-


Cát ở trạng thái chặt vừa

: 1/3 ≤ D ≤ 2/ 3

-

Cát ở trạng thái rời

: D ≤ 1/ 3

Dựa vào giá trị hệ số rỗng tự nhiên eo để xác định trạng thái độ chặt của đất.


Trang 15

Loại đất cát

Chặt

Chặt vừa

Rời

Đất cát sỏi, cát to, cát vừa

e0 < 0.55

e0 > 0.65


e0 > 0.65

e0 < 0.60

e0 > 0.70

e0 > 0.70

e0 < 0.60

e0 > 0.80

e0 > 0.80

Cát nhỏ
Cát bụi

Bảng 2.1 Bảng phân loại đất theo hệ số rổng
-

Hệ số thấm của lớp đất này lớn k>1/ngày đêm.

-

Biến dạng của lớp đất này cũng rất lớn và rất nhanh khi chịu tải trong tónh, có
tính biến loãng. Dễ xảy ra hiện tượng cát chảy khi thi công móng. Nó có thể
mất lực liên kết giữa các hạt và trở nên mất khả năng chịu tải. Nếu giải pháp
móng cọc mà mũi cọc đặt trên lớp đất này cần phải hết sức chú ý, đặc biệt
khi chịu tác dụng của tải trọng động và khi đất có hàm lượng bụi lớn trong
khoảng từ 60%->70%


5 Đất đắp các loại
Khu vực Nam Sài Gòn là vùng đất tương đối thấp, nên thường được san lấp
mặt bằng dùng các loại đất này cũng sẽ khác so với lớp đất tự nhiên. Lớp đất này có
tính biến dạng lớn khi đặt móng công trình lên, có thể xem lớp đất này có tính biến
dạng lớn khi đặt móng công trình lên, có thể xem lớp đất này là lớp đất yếu.
IV.

Thống kê địa chất một số mặt cắt địa chất tiêu biểu cho khu vực TP.HCM
Việc thống kê địa chất khu vực Tp.HCM tác giả chọn khu vực Nam Sài Gòn

để thống kê và đánh giá một số đặt tính của nó. Đây là khu vực có tốc độ xây dựng
cao nhất Thành Phố hiện nay. Tiêu biểu ở đây là địa chất cầu Ông Lớn trên đường
Nguyễn Văn Linh thuộc khu đô thị Nam Sài Gòn.
Tham khảo từ hồ sơ địa chất do công ty Tedisouth thực hiện vào tháng 06 năm
2002 có kết quả tóm tắc như sau:
-

Lớp 1: Đất bùn sét rất mềm màu xám đen dày 9m

-

Lớp 2: Cát pha sét trạng thái chặt mịn từ 9.25m-13.75m
+ γw = 1.48 T/m3
+ c = 0.075 kg/cm2
+ ϕ = 3.96o
+ B = 1.66


Trang 16


-

Lớp 3: Sét pha cát mịn màu xám, trạng thái dẻo từ 13.75m – 21.55m
+ γw = 1.48 T/m3
+ c = 0.075 kg/cm2
+ ϕ = 5o
+ B = 1.21

-

Lớp 4: Cát pha sét, màu xám, trạng thái dẻo từ 21.5m-27m.
+ γw = 1.59 T/m3
+ c = 0.096 kg/cm2
+ ϕ = 10.57o
+ B = 0.08

-

Lớp 5: Cát màu nâu, trạng thái chặt từ 27m-45.5m.
+ γw = 1.94 T/m3
+ c = 0.03 kg/cm2
+ ϕ = 20o
+ B = 0.5

-

Lớp 6: Cát lẩn sỏi,vàng nâu, trạng thái chặt cứng từ 45.5-60m.
+ γw = 1.98 T/m3
+ c = 0.02 kg/cm2

+ ϕ = 29.2o
+ B = 0.18

- Mực nước ngầm ở cao trình -1m
(Tham khảo mặt cắt địa chất Bảng 2.3 và 2.3)