ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
----------

LÊ DƯƠNG HẢI

“NGHIÊN CỨU GIA CỐ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG
CỌC BTCT KẾT HP VẢI ĐỊA KỸ THUẬT ’’

Chuyên ngành : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
Mã số ngành : 31.10.02

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11

năm 2007


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn khoa học : TS. Võ Phán

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

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

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày…… tháng…… năm 2007


ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
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 và tên học viên
: LÊ DƯƠNG HẢI
Ngày, tháng, năm sinh : 20 - 04 – 1979
Chuyên ngành
: Địa Kỹ Thuật Xây Dựng

Phái
Nơi sinh
MSHV


: Nam
: Bình Định
: 00905231

I- TÊN ĐỀ TÀI:
“NGHIÊN CỨU GIA CỐ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG CỌC BTCT KẾT HP VỚI
VẢI ĐỊA KỸ THUẬT’’
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
1. Nhiệm vụ : Nghiên cứu gia cố nền đường vào cầu bằng cọc BTCT kết hợp với vải địa
kỹ thuật.
2. Nội dung:
Mở đầu

Chương 1 : Tổng quan về đất yếu và những biện pháp xử lý nền đường vào cầu phổ
biến hiện nay
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết về cọc bêtông cốt thép và vải địa kỹ thuật
Chương 3 : Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc BTCT kết
hợp với vải địa kỹ thuật.
Chương 4 : ng dụng cơ sở lý thuyết vào việc tính toán công trình thực tế .
Chương 5 : Phân tích và bình luận kết quả
Kết luận và Kiến nghị:
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ

:

25 – 9 - 2006

IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ :

05 – 11 – 2007.


V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. VÕ PHÁN

:

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

BỘ MÔN QUẢN LÝ CHUYÊN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN

TS. VÕ PHÁN

Nội dung và đề cương Luận văn Thạc só đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày
tháng
năm 2007
PHÒNG ĐÀO TẠO SAU ĐẠI HỌC
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


LỜI CẢM ƠN
Trải qua hai năm đào tạo cao học khoá học 2005 – 2007 ngành Địa kỹ
thuật công trình, cùng với sự chỉ bảo tận tình của Quý thầy cô giáo, học viên
đã hoàn tất chương trình cao học với đề tài tốt nghiệp “Nghiên cứu gia cố
nền đường vào cầu bằng cọc BTCT kết hợp với vải địa kỹ thuật’’
Lời đầu tiên, học viên xin bày tỏ lòng biết ơn đến T.s Võ Phán, người
thầy rất nhiệt tình, gắn bó, giúp đỡ, chỉ dẫn tôi trong suốt thời gian thực hiện

luận văn, giúp cho học viên có được những kiến thức hữu ích làm nền tảng
cho luận văn và định hướng cho công tác sau này.
Học viên cũng xin chân thành cảm ơn đến Quý thầy cô ngành Địa kỹ
thuật xây dựng, các thầy cô phòng Sau Đại Học và trường Đại Học Bách Khoa
TP.Hồ Chí Minh đã nhiệt tình giảng dạy và tạo điều kiện thuận lợi để học viên
chúng tôi hoàn tất khoá học này.
Sau cùng, học viên cũng bày tỏ lòng biết ơn sâu nặng đến gia đình,
những người thân và các bạn bè thân thuộc đã động viên tinh thần, giúp đỡ học
viên trong thời gian học tập và thực hiện luận văn.
Trân trọng kính chào!
Học viên

Lê Dương Hải


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài:

“NGHIÊN CỨU GIA CỐ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG CỌC BTCT KẾT HP
VỚI VẢI ĐỊA KỸ THUẬT”

Các cảng biển phía Nam đang ở trong tình trạng quá tải. Xu hướng phát
triển kinh tế khu vực ngày càng cao khiến áp lực đón nhận tàu, hàng cũng tăng.
Chiến lược quy hoạch lại các cảng biển phía Nam của Chính phủ đã thu hút
nhiều nhà đầu tư nước ngoài nhảy vào lónh vực tiềm năng này. Do vậy, nhu cầu
giao thông đường thuỷ ngày càng tăng cả về số lượng lẫn tải trọng tàu, do đó
việc nâng cấp công trình cầu cho phù hợp với tónh không thông thuyền là vấn đề
thiết yếu, kéo theo việc phải đắp cao các tuyến đường dẫn vào cầu. Khu vực
miền Nam đa số nằm trên địa tầng đất yếu, muốn đắp cao trên nền đất yếu thì
cần phải xử lý nền đất yếu trước khi đắp.

Hiện nay có nhiều biện pháp gia cố nền đất yếu, trong luận văn này tác
giả nghiên cứu biện pháp gia cố nền đất yếu bằng cọc BTCT kết hợp với vải địa
kỹ thuật, đây là sự phối hợp giữa khả năng chịu tải của cọc BTCT và khả năng
chịu căng kéo của vải địa kỹ thuật.
Đề tài nghiên cứu khả năng làm việc của cọc BTCT, cơ bản là khả năng
chịu lực thẳng đứng. Đồng thời, nghiên cứu khả năng làm việc của vải địa kỹ
thuật và tác dụng của vải địa kỹ thuật trong gia cố nền móng.
Dựa vào cơ sở lý thuyết về cọc BTCT và vải địa kỹ thuật kết hợp với các
tiêu chuẩn thực hành về đất và các vật liệu đắp có gia cường(BS 8006 : 1995)
của Viện tiêu chuẩn Anh Quốc (BSI) để nghiện cứu sự làm việc của vải địa kỹ
thuật trên nền cọc theo phương pháp cân bằng giới hạn.
Đồng thời dựa trên phương pháp phần tử hữu hạn tính toán, kiểm tra mô
hình làm việc của cọc BTCT và vải địa kỹ thuật,
So sánh các kết quả tính toán và rút ra nhận xét.
Từ đó đưa ra kết luận và kiến nghị.


SUMMARY OF THESIS
Title of Thesis:
“THE STUDY OF GEOSYNTHETIC REINFORCED PILE SUPPORTED
EMBANKMENT OF ROAD TO BRIDGE”

South port system isn’t enough to transportation of commodities, the plan of
the government extended the port system was attracted many famous foreign
contractors. So water transportation should be widened. As this result, the bridge
should be raised to higher level and the road to bridge is made higher to suiting
increases of transport fields. But the south almost lay on the soft soil.
Nowadays there are many popular methods to improve embankment over soft
soil. In this thesis, the author studied Geosynthetic Reinforced Pile Supported
Embankment.

Piles have been used successfully in combination with geosynthetic to support
embankment over soft soil. The inclusion of geosynthetic reinforcement over
enhances load transfer from soil to piles, reduces total and differential settlements
and increases slope stability. It creates a more economical alternative than that
without the geosynthetic.
Base on the theorys of pile, geosynthetic and code of practice of Britain
standard (BS 8006-1995) the author studied Geosynthetic Reinforced Pile
Supported Embankment with equilibrium method and finite element method
(FEM).
With above results, the author study different, compared and comment the
analyses, the proper method of calculating will be proposed.


-i-

MỤC LỤC
Mở đầu
Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................. 1
Mục đích và nhiệm vụ nghiện cứu của luận văn ........................................ 2
Phương pháp nghiên cứu ............................................................................ 2
Ý nghóa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn .................................... 2
Giới hạn của luận văn ................................................................................. 3
Chương 1 : Tổng quan về đất yếu và những biện pháp xử lý nền đường vào cầu
phổ biến hiện nay
1.1.
Các yêu cầu và các vấn đề đặt ra khi thiết kế và thi công nền đường vào
cầu được đắp cao trên đất yếu................................................................. 6
1.1.1. Khái niệm về đất yếu .............................................................................. 6
1.1.2. Các yêu cầu khi thiết kế nền đường vào cầu đắp cao trên đất yếu ..........7
1.1.3. Các vấn đề về ổn định ............................................................................. 8

1.1.4. Các vấn đề về biến dạng .......................................................................... 9
1.1.5. Các vấn đề ảnh hưởng của nền đắp cao đến công trình cầu .................. 10
1.2.
Những biện pháp thông dụng để xử lý nền đường vào cầu được đắp cao
trên đất yếu hiện nay ............................................................................. 11
1.2.1. Đào và thay lớp đất yếu bằng đất tốt được đầm chặt kết hợp vải địa
kỹ thuật ................................................................................................... 11
1.2.2. Giếng cát gia tải trước ............................................................................. 14
1.2.3. Bấc thấm ................................................................................................ 17
1.2.4. Cọc đất trộn xi măng hoặc vôi ................................................................ 19
1.2.5. Sàn giảm tải BTCT trên hệ cọc BTCT ................................................... 20
1.2.6. Cọc BTCT kết hợp vải địa kỹ thuật (Phương pháp được tác giả nghiên
cứu trong luận văn này ) ............................................................................21
Nhận xét và đánh giá ......................................................................................... 22
Chương 2 : Cơ sở lý thuyết về cọc bêtông cốt thép và vải địa kỹ thuật
2.1.
Cơ sơ lý thuyết về cọc bêtông cốt thép................................................... 23
2.1.1. Cọc chịu tải trọng đứng .......................................................................... 24
2.1.1.1. Định nghóa cọc ....................................................................................... 24
2.1.1.2. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo vật liệu ............................................. 25
2.1.1.3. Sức chịu tải dọc trục của cọc theo đất nền ............................................. 26
2.1.1.3.a Tính sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cơ học của đất nền hay là
phương pháp tónh học .......................................................................... 27
2.1.1.4.b Xác định sức chịu tải của cọc theo chỉ tiêu cường độ đất nền .............. 42
2.1.1.4.c Xác định sức chịu tải của cọc theo kết quả thí nghiệm xuyên tónh và
xuyên động tiêu chuẩn ......................................................................................... 43
2.1.1.4.d Ma sát âm .............................................................................................. 46


- ii -


2.1.2.
2.1.3.
2.1.4.
2.1.5.

Kiểm tra tải trọng tác động lên các cọc trong móng cọc ........................ 48
Kiểm tra ổn định của đất nền dưới mũi cọc............................................ 48
Tính lún một cọc riêng lẻ........................................................................ 49
Kiểm tra độ lún của móng cọc ................................................................ 50

2.2.
2.2.1
2.2.2
2.2.3
2.2.3.1
2.2.3.2
2.2.4
2.2.5
2.2.6

Cơ sở lý thuyết về vải địa kỹ thuật .........................................................51
Nguyên lý tính nền đắp bằng vải địa kỹ thuật ...................................... 51
Các mô hình gia cố vải địa kỹ thuật . .................................................... 53
Sự tương tác vải địa kỹ thuật và đất .................................................... 55
Sự liên kết ............................................................................................. 56
Các giá trị thiết kế................................................................................. 59
Sử dụng vải địa kỹ thuật trong mái dốc đứng ....................................... 60
Nghiên cứu chiều dài vật liệu gia cường cần thiết trong mái dốc ……… 62
Nghiên cứu khoảng cách các lớp gia cường cần thiết trong mái dốc … 65


Chương 3 : Cơ sở lý thuyết của phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc BTCT kết
hợp với vải địa kỹ thuật .
3.1.
3.2.
3.3.
3.4.
3.5.
3.6.
3.7.
3.8.
3.9.
3.10.
3.11.

Tổng quan về phương pháp .................................................................... 68
Cơ sở tính toán nền đắp trên hệ cọc có vải địa tăng cường ................... 68
Các trạng thái giới hạn ........................................................................... 69
Khả năng chịu tải của nhóm cọc ............................................................ 71
Phạm vi bố trí nhóm cọc ........................................................................ 72
Phân bố tải trọng thẳng đứng ................................................................. 73
Bố trí vải địa kỹ thuật chống trượt ngang .............................................. 76
Sức bám neo của vải địa kỹ thuật .......................................................... 78
n định tổng thể ..................................................................................... 79
Độ dãn cho phép của vải địa kỹ thuật .................................................... 81
Lún móng dưới nền đắp ......................................................................... 81

Chương 4 : ng dụng cơ sở lý thuyết vào việc tính toán công trình thực tế
4.1.
Mô tả công trình ..................................................................................... 82

4.1.1
Tổng quan công trình ............................................................................. 82
4.1.2
Quy mô công trình và yêu cầu thiết kế cơ bản ...................................... 82
4.1.3
Địa chất công trình ............................................................................... 83
4.1.4
Các biện pháp xử lý nền đường vào cầu ............................................... 85
4.2.
Phân tích nền đường vào cầu trên đất yếu gia cố bằng cọc BTCT vàø vải
địa kỹ thuật theo phương pháp cân bằng giới hạn ............................................... 87
4.2.1. Số liệu tính toán ..................................................................................... 87
4.2.2. Các bước tính toán.................................................................................. 88
4.2.3. Tổng hợp nội lực và kiểm tra khả năng chịu tải của nền đã gia cố ...... 90
4.2.4. Kết quả tính toán .................................................................................... 93
4.2.5. Tính lún nền đắp do tải trọng nến đắp ................................................... 95


- iii -

4.3.
Phân tích ứng xử của nền đắp trên đất yếu bằng đóng cọc BTCT và trãi
vải địa kỹ thuật theo phương pháp phần tử hữu hạn........................................... 96
4.3.1 Giới thiệu chung ..................................................................................... 96
4.3.2 Mô hình phần tử hữu hạn ....................................................................... 97
4.3.3 Mô hình tính toán ................................................................................. 100
4.3.4 Đặc trưng vật liệu ................................................................................. 100
4.3.5 Mô tả các giai đoạn thi công tính toán ................................................. 102
4.3.6 Kết quả tính toán .................................................................................. 102
Chương 5 : Phân tích và nhận xét kết quả ..........................................................113

Kết Luận và Kiến Nghị : .......................................................................................114
v Kết luận ........................................................................................................ 114
v Kiến nghị và hướng nghiên cứu tiếp theo .................................................... 115
Tài liệu tham khảo .................................................................................................116


1

MỞ ĐẦU :
1. Tính cấp thiết của đề tài:
+ Khu vực kinh tế Phía Nam đã và đang góp phấn rất lớn trong công cuộc
đổi mới và phát triển của đất nước ta hiện nay, trong đó có Thành phố Hồ Chí
Minh là trung tâm kinh tế lớn nhất đất nước bao gồm nhiều đầu mối giao thông:
đường thủy, đường bộ và đường hàng không. Thành phố Hồ Chí Minh còn là
trung tâm khoa học kỹ thuật, trung tâm giao dịch thương mại, tài chính ngân
hàng của khu vực Châu Á Thái Bình Dương và Quốc tế.
+ Trước xu thế phát triển hiện nay, cơ sở hạ tầng và cơ sở vật chất của Khu
vực phía Nam phải luôn nâng cấp để đáp ứng kịp thời với đà phát triển của các
lónh vực khác.
+ Nhu cầu giao thông vận tải ngày càng phát triển, mạng lưới giao thông
đường thủy và đường bộ hiện hữu không đáp ứng được nhu cầu lưu thông, chất
lượng công trình giao thông xuống cấp theo thời gian sử dụng và do thời tiết
khắc nghiệt, đã làm ảnh hưởng đến chất lượng lưu thông. Nên việc duy tu, nâng
cấp sữa chữa, đảm bảo giao thông luôn là nhu cầu bức xúc của toàn xã hội.
+ Đặc biệt đối với công tác nâng cấp công trình cầu và đường dẫn vào cầu
thường phải đắp cao để đảm bảo yêu cầu thông thuyền, lưu thông hàng hoá theo
đường thuỷ ngày càng tăng theo sự phát triển của cụm cảng khu vực phía Nam.
Nhưng Thành phố Hồ Chí Minh đa số Quận, Huyện thường nằm trên địa tầng
đất yếu. Đồng thời phải đảm bảo yêu cầu về quy hoạch, tiến độ, khả năng lưu
thông của công trình. Nên công tác xử lý nền đất yếu là rất quang trọng.

+ Đối diện trước thực tế trên, nhiệm vụ của người kỹ sư là đưa ra biện pháp
xử lý nền đất yếu bên dưới sao cho đảm bảo yêu cầu kỹ thuật, tính khả thi, tính
kinh tế, đạt tiến độ và không ảnh hưởng đến công trình lân cận.
+ Bên cạnh các biện pháp xử lý nền đất yếu phổ biến hiện nay. Trong luận
văn này, tác giả nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường vào cầu bằng cọc bê tông
cốt thép (cọc BTCT) kết hợp với vải địa kỹ thuật (vải ĐKT).


2

2. Mục đích và nhiệm vụ nghiên cứu của luận văn :
Ø Đề tài “ Nghiên cứu gia cố nền đường vào cầu bằng cọc bê tông cốt thép
kết hợp với vải địa kỹ thuật” với mục đích và nhiệm vụ sau :
§ Nghiên cứu phân tích và so sánh tính ổn định và biến dạng trong các
giai đoạn gia cố nền đất yếu bên dưới nền đường vào cầu với giai
đoạn gia cố bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp vải địa kỹ thuật.
§ Nghiên cứu phân tích ổn định và biến dạng tổng thể nền đất yếu bên
dưới nền đường vào cầu được gia cố bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp
vải địa kỹ thuật.
§ Xây dựng mối tương quan giữa các yếu tố liên quan trong phương pháp
gia cố nền đường vào cầu bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải
địa kỹ thuật.
3. Phương pháp nghiên cứu:
Trong quá trình nghiên cứu các mục đích nêu trên, tác giả đã lựa chọn các
phương pháp nghiên cứu sau:
Ø Nghiên cứu về lý thuyết:
§ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán và kiểm tra sức chịu tải của
cọc.
§ Nghiên cứu cơ sở lý thuyết về tính toán và kiểm tra khả năng chịu tải
của vải địa kỹ thuật.

§ Nghiên cứu lý thuyết phương pháp gia cố nền đắp bằng cọc bê tông
cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật và từ đó áp dụng cho việc tính
toán công trình cụ thể .
Ø Mô phỏng thực nghiệm:
§ Sử dụng phần mềm Plaxis để phân tích ổn định và biến dạng của nền
đường vào cầu bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật.
4. Ý nghóa khoa học và giá trị thực tiễn của luận văn :
Ø Ý nghóa khoa học:
§ Đây là sự kết hợp giữa khả năng chịu lực và truyền tải trọng của cọc
bê tông cốt thép với khả năng chịu căng kéo của vải địa kỹ thuật.
§ Vải địa kỹ thuật được bố trí bên trên đầu cọc giúp truyền tải trọng của
khối đất đắp xuống cọc và ổn định trượt cho mái taluy. Cọc bêtông cốt
thép truyền tất cả tải trọng xuống tầng đất chịu lực. Phương pháp này
giảm lún cho nền đường và giảm sự lún lệch giữa các cọc.


3

§ Phương pháp này phù hợp cho các công trình nền đắp cao trên đất yếu
đảm bảo mọi yêu cầu về kỹ thuật, tiến độ và chiếm diện tích sử dụng
không nhiều. Và mong rằng phương pháp này sẽ được sử dụng phổ
biến ở nước ta trong thời gian sắp tới.
Ø Giá trị thực tiễn của luận văn:
§ Đánh giá sự về sự ổn định và biến dạng của nền đường gia cố bằng
cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải địa kỹ thuật.
§ Thiết lập biểu đồ quan hệ giữa khoảng cách bố trí cọc, kích thước mũ
cọc với áp lực thẳng đứng lên đầu cọc.
§ Thiết lập biểu đồ quan hệ giữa khoảng cách bố trí cọc, kích thước mũ
cọc với lực căng trong vải ĐKT.
5. Giới hạn của đề tài :

Ø Các công trình thực tế trong nước chưa áp dụng biện pháp gia cố nền
bằng cọc BTCT kết hợp với vải ĐKT. Nhưng trên thế giới đã áp dụng khá
rộng rãi như ở Thái Lan, Hà Lan, Đức, Mỹ… và đã có nhiều nghiên cứu
và báo cáo khoa học. Vì vậy số liệu quan trắc của công trình thực tế ở
trong nước để so sánh kết quả tính toán trong luận văn còn hạn chế.
Ø Các tính toán và mối tương quan giữa các thông số trong biện pháp gia cố
nền bằng cọc BTCT kết hợp với vải ĐKT chỉ dừng lại ở của một công
trình cụ thể với mà chưa mở rộng cho nhiều công trình với các đặc tính địa
chất khác nhau.
Ø Chưa khảo sát sự dịch chuyển ngang của đầu cọc khi vải căng không đều
hoặc xuất hiện sự cố khách quan.
Ø Chưa cặp nhật đầy đủ các nghiên cứu của các nhà khoa học trên thế giới
về vấn đề này để so sánh, đánh giá và đưa ra kiến nghị phù hợp với thực
tế hơn.


4

Ø Một số công trình được áp dụng phương pháp này trên thế giới :
§ Công trình xử lý đường vào cầu Lord Delaware ở West Point nước Mỹ

Hình 1 : Mặt bằng cọc BTCT đã thi công mũ cọc và chờ trải vải ĐKT

Hình 2 : Giai đoạn trải vải ĐKT và đắp nền từng lớp.


5

§ Công trình xử lý đường vào cầu bằng cọc BTCT kết hợp vải ĐKT ở Hà Lan :


(a) đóng cọc và thi công mũ cọc

(b)trải vải ĐKT

(c) Đắp đất và lu
lèn từng lớp

Hình 3 : Các giai đoạn thi công cơ bản
§ Công trình Reinforced Piled Embankment ở Bangkok – Thái Lan:

Hình 4 : Công trưởng đang thi công trải vải ĐKT lên đầu cọc


6

CHƯƠNG 1 : TỔNG QUAN VỀ ĐẤT YẾU VÀ NHỮNG BIỆN PHÁP XỬ
LÝ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU PHỔ BIẾN HIỆN NAY
1.1. Đất yếu và các vấn đề đặt ra khi thiết kế và thi công nền đường vào cầu
được đắp cao trên đất yếu
1.1.1. Khái niệm về đất yếu
Đất yếu là những đất có khả năng chịu tải nhỏ (vào khoảng Rotc = 50 ÷100
kN/m2) có tính nén lún lớn, hầu như bảo hòa nước, có hệ số rỗng lớn (e >1),
môđun biến dạng nhỏ, sức chống cắt bé…Nếu không có biện pháp xử lý đúng
đắn thì việc xây dựng công trình trên đất yếu này sẽ rất khó khăn hoặc không
thể thực hiện được.
Đất yếu là các vật liệu mới hình thành (từ 10000 đến 15000 năm tuổi), có thể
chia thành ba loại: đất sét hoặc đất sét pha cát lẫn bụi mềm, có hoặc không có
chất hữu cơ; than bùn hoặc các loại đất rất nhiều hữu cơ và bùn.
Tất cả các loại đất này đều được bồi tụ trong nước một cách khác nhau theo
các điều kiện thủy lực tương ứng: bồi tích ven biển, đầm phá, cửa sông, ao hồ

v.v… Trong các loại này đất sét mềm bồi tụ ở bờ biển hoặc gần biển tạo thành
một họ đất yếu phát triển nhất. Ở trạng thái tự nhiên độ ẩm của chúng thường
bằng hoặc lớn hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất sét mềm e ≥ 1,5, đất sét
pha cát e ≥ 1), lực dính không thoát nước Cu < 15kN/m2, góc nội ma sát ϕu=0, chỉ
số sệt IL > 0,50 (trạng thái dẻo mềm).
Loại có nguồn gốc hữu cơ (than bùn va đất hữu cơ) thường hình thành từ đầm
lầy, nơi đọng nước thường xuyên hoặc có mực nước ngầm cao, các loại thực vật
phát triển, thối rửa và phân huỷ, tạo ra các trầm tích hữu cơ lẫn với trầm tích
khoáng vật. Loại này thường gọi là đất đầm lầy than bùn, hàm lượng hữu cơ
chiếm tới 20% – 80%.
Trong điều kiện tự nhiên, than bùn có độ ẩm rất cao, trung bình W= 85 –
95% và có thể lên tới vài trăm phần trăm. Than bùn là loại đất bị nén lún lâu
dài, không đều và mạnh nhất.
Đất yếu đầm lầy than bùn còn được phân theo hàm lượng hữu cơ của chúng:
Hàm lượng hữu cơ từ 20 – 30%: đất nhiễm than bùn.
Hàm lượng hữu cơ từ 30 – 60%: đất than bùn.
Hàm lượng hữu cơ trên 60%: than bùn.


7

1.1.2. Các yêu cầu khi thiết kế nền đường vào cầu được đắp cao trên đất yếu
1.1.2.1. Nền đắp trên đất yếu phải bảo đảm ổn định, không bị lún trồi hay trượt
sâu trong suốt quá trình thi công đắp nền và cả trong quá trình khai thác sử dụng
sau này. Nói cách khác là phải tránh gây ra sự phá hoại trong nền đất yếu trong
và sau khi thi công làm hư hỏng nền đắp cũng như các công trình xung quanh,
tức là phải bảo đảm cho nền đường luôn ổn định.
Theo “Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 22TCN
262-2000” thì hệ số ổn định Kmin=1,4 khi nghiệm toán ổn định do trượt sâu theo
phương pháp Bishop, Kmin=1,2 khi nghiệm toán ổn định do trượt sâu theo phương

pháp phân mảnh cổ điển của nền đường xây dựng theo từng giai đoạn.
1.1.2.2. Phải xác định độ lún. Khi độ lún lớn mà không xem xét ngay từ khi bắt
đầu xây dựng thì có thể làm nền đắp biến dạng nhiều, không đáp ứng được yêu
cầu sử dụng.
Ngoài ra khi nền đường lún có thể phát sinh các lực đẩy lớn làm hư hỏng các
kết cấu chôn trong đất ở xung quanh ( các mố cọc, cọc ván).
Yêu cầu phải tính được độ lún tổng cộng kể từ khi bắt đầu đắp nền đường
đến khi lún kết thúc để xác định chiều cao phòng lún và chiều rộng bệ phản áp
phải đắp thêm ở hai bên nền đường.
Theo 22TCN 262-2000 thì độ lún tổng cộng tính với thành phần: Si (lún tức
thời) và Sc (lún cố kết), cụ thể như sau :
S = S 1 + S2 + S3
Trong đó : S1 – độ lún tức thời
S2 – độ lún cố kết sơ cấp do thoát nước lỗ rỗng
S3 – độ lún cố kết thứ cấp do thoát nước liên kết trong hạt đất.
Phần độ lún cố kết còn lại cho phép tại tim nền đường sau khi hoàn thành
công trình nền mặt đường đoạn gần mố cầu trên nền đất yếu được cho phép như
sau:
+ Đường cao tốc và đường cấp 80: < 10cm.
+ Đường cấp 60 trở xuống có lớp mặt cấp cao: < 20cm.


8

1.1.3. Các vấn đề về ổn định
Khi đắp nền đường trên đất yếu thì sẽ gây ra ứng suất trong đất. Nếu ứng
suất này vượt quá một ngưỡng giới hạn nào đó, phụ thuộc vào các tính chất cơ
học của đất, thì nền đất yếu sẽ bị phá hoại khi xây dựng khiến cho nền đắp bị
lún nhiều và lún đột ngột. Cùng với sự lún sụp của nền đắp, nền đất yếu xung
quanh cũng bị trồi lên tương ứng.

Nếu nền đắp nhanhvới khối lượng lớn sẽ( làm cho áp lực nước lỗ rỗng thặng
dư trong đất nền tăng đột ngột, dẫn đến sức chống cắt của đất nền giảm, gây ra
mất ổn định nền đường.
1.1.3.1 Những phá hoại quan sát được thường có hai dạng:
v Phá hoại do lún trồi:
Toàn bộ nền đắp lún võng vào nền đất yếu đẩy trồi đất yếu tạo thành các bờ
đất gần chân taluy, thường xảy ra đối với nền đất yếu có chiều dày giới hạn và
bên dưới là tầng đất tốt.
Nền đắp cao
Trượt trồi
Đất yếu

Hình 1.1 : Nền đất yếu bị trượt trồi.
v Phá hoại do trượt sâu:
Kiểu phá hoại này thường gặp trong xây dựng đường do dạng hình học thông
thường của nền đắp. Một cung trượt tròn sinh ra do nền đắp bị lún cục bộ, ngược
với lún lan rộng như kiểu lún trồi.
Hậu quả của sự lún này là một bộ phận của nền đắp và của đất nền thiên
nhiên dọc theo diện tích phá hoại bị chuyển vị và có hình dạng thay đổi theo tính
chất và các đặc tính cơ học của vật liệu dưới nền đắp. Để tính toán, trong các
trường hợp đơn giản nhất thường xem đường phá hoại tương tự một đường cong
tròn và sự trượt được gọi là trượt tròn.
Khi nền đất yếu có chiều dày lớn hơn 3 lần chiều cao đất đắp cần phải tra sự
phá hỏng do trượt sâu qua cả nền đắp và nền đất yếu.


9

N ền đắp cao
T rư ơ ït sâu

Đ ất yếu

Hình 1.2 : Nền đất yếu bị trượt sâu .
1.1.3.2 Sự phát triển của các hư hỏng:
Sự phá hoại của đất yếu do lún trồi hoặc trượt sâu vì đắp nền đường quá cao
là một hiện tượng xảy ra nhanh chóng trong quá trình thi công hoặc sau khi thi
công xong một thời gian ngắn.
Qua quan sát các công trình thực tế, tác giả nhận thấy sự phá hoại do các
chuyển động chính kéo dài trong vài giờ và các chuyển động tàn dư chỉ chấm
dứt sau vài tuần.
1.1.4. Các vấn đề về biến dạng
Ngược với sự phá hoại do mất ổn định, lún là một biến dạng chậm của đất
dưới tác dụng của trọng lượng nền đắp và xảy ra như sau:
- Biến dạng ở giữa nền đắp do độ lún thẳng đứng;
- Biến dạng dưới phạm vi dải đất dành cho đường do độ lún thẳng đứng kết
hợp với một chuyển vị ngang của đất nền thiên nhiên;
- Biến dạng ngoài phạm vi dải đất dành cho đường do chuyển vị ngang của
đất nền thiên nhiên, phạm vi biến dạng phụ thuộc vào chiều dày của đất yếu.
Các chuyển vị thẳng đứng thường có một biên độ biến dạng đến hàng chục
centimet nhưng với các lớp đất yếu có chiều dày lớn biên độ này có thể đến vài
mét. Các chuyển vị này ở tim nền đắp thường lớn hơn so với ở mép taluy, sinh ra
một biến dạng của nền mặt đường.
Các chuyển vị ngang thường nhỏ hơn chuyển vị thẳng đứng, tỉ số giữa hai
chuyển vị này chủ yếu phụ thuộc vào kích thước hình học của nền đắp và chiều
dày của đất yếu,…
Tốc độ lún cũng thay đổi theo tính chất của đất yếu, chiều dày của nó và sự
có mặt của các lớp thoát nước.


10


Độ lún khác nhau ở chỗ nối tiếp giữa nền đường đắp trên đất yếu và mố cầu
đặt trên móng cọc sâu tựa trên nền cứng không lún thường tạo nên bậc cấp lớn
hoặc một chỗ gẫy, ảnh hưởng rất xấu đến việc lưu thông.
1.1.5. Các vấn đề ảnh hưởng của nền đắp cao đến công trình cầu.
1.1.5.1 Lý do đường vào cầu đắp cao :
Công trình cầu vượt sông hay cầu vượt trên cạn thường phải đảm bảo tónh
không dưới cầu lớn. Nên đường dẫn vào cầu luôn phải đắp cao dần để chuyển
tiếp từ cao độ đường đắp bình thường đến cao độ mặt cầu.
Tùy vào cấp quản lý và cấp thiết kế mà chiều dài đường vào cầu thay đổi
khác nhau, nhưng so với chiều dài toàn tuyến thì đây chỉ là một phạm vi ngắn.
Và ta thường phải xử lý nền đất yếu bên dưới bằng nhiều phương pháp gia cố
tùy theo chiều cao đất đắp, sao cho vừa đảm bảo kỹ thuật, tính khả thi vừa mang
tính kinh tế cao.
1.1.5.2 Các tác hại do trượt :
Sự phá hoại của đất nền thiên nhiên dưới nền đắp và trong các lớp đất nền
lân cận gây nên các chuyển động lớn và nhanh. Các chuyển động này làm cho
nền đắp bị lún và đất nền thiên nhiên xung quanh bị trồi lên rất nhiều.
Khi đắp càng cao thì áp lực ngang của đất tác dụng lên mố càng tăng chuyển
vị ngang của mố về phía sông càng tăng .
Hậu quả của các biến dạng này thường làm nghiên hoặc lật mố, phá hoại các
công trình chìm trong đất và gây hư hỏng nền và móng công trình.
1.1.5.3 Các tác hại do lún:
Hiện tượng lún thường sinh ra nhiều vấn đề hơn so với các vấn đề liên quan
đến sự ổn định nền đất, song việc bố trí kết cấu lại thường chỉ chú trọng việc
chống trượt còn các tác hại do lún của nền đường vào cầu lại thường xem nhẹ
hoặc chưa xác định.
Tình hình này thường gặp ở các phạm vi tiếp giáp giữa công trình nền đường
vào cầu và kết cấu mố trên hệ móng cọc .
Việc đắp cao đường vào cầu một cách liên tục sẽ gây ra độ lún rất lớn cho

nền đất yếu và làm võng nền đường và tăng ứng suất tác dụng lên cọc.
Các chuyển động thẳng đứng và nằm ngang của đất sẽ sinh ra các tác dụng
khác nhau lên công trình theo sơ đồ sau:


11

Hình 1.3 :Sơ đồ các lực gây ra trên cọc do sự biến dạng của đất yếu.
- Do sự liên kết giữa đất và cọc, khi đất lún nó sẽ ma sát dọc theo cọc và kéo
cọc xuống dưới. Hiện tượng này được gọi là ma sát âm.
- Các chuyển động nằm ngang của đất sinh ra các lực đẩy lên cọc dẫn đến
các chuyển động uốn cần phải xét đến trong tính toán. Nếu không có thể làm
gãy cọc hoặc làm chuyển vị mố cầu.
1.2. Những biện pháp thông dụng để xử lý nền đường vào cầu được đắp cao
trên đất yếu hiện nay
Đoạn nền đường vào cầu thường đắp cao hơn nhiều so với các đoạn đắp
bình thường, nhưng phạm vi ngắn nên ta thường phải sử dụng những biện pháp
xử lý nền phức tạp hơn để đảm bảo tính ổn định và tính lún cho nền đường. Tùy
theo chiều cao đất đắp và địa chất công trình mà ta có những biện pháp xử lý
nền thích hợp .
1.2.1. Đào và thay lớp đất yếu bằng đất tốt được đầm chặt kết hợp vải địa kỹ
thuật
Khi nền đất sét hoặc cát rời có sức chịu tải bé và biến dạng lớn không đủ khả
năng gánh chịu tải trọng công trình, vùng biến dạng dẻo phát triển sâu hơn 25%
bề rộng móng hoặc rộng hơn 50% bề rộng đáy công trình với móng công trình
đất đắp, cần phải thay lớp đất ấy bằng vật liệu rời nhằm đảm bảo khả năng làm
việc của nền công trình.
Việc thay đất là đào bỏ đất xấu để thay bằng đất tốt và đầm chặt. Việc thay
đất này sẽ khó khăn hơn khi thi công dưới nước ( trường hợp thường gặp với than



12

bùn) và thực tế chỉ giới hạn với các chiều sâu đến vài mét. Mặt khác việc thay
đất cũng ảnh hưởng đến môi trường ( phải tìm mỏ lấy đất và nơi đổ đất).
Việc thay thế toàn bộ hoặc một phần đất yếu bằng vật liệu có cường độ cao
hơn và ít biến dạng hơn sẽ khắc phục được toàn bộ hoặc một phần các vấn đề về
lún và ổn định.

Hình 1.4 : Các phương án thay đất
a) Thay toàn bộ ; b) Thay một phần kết hợp vải địa kỹ thuật
- Phạm vi áp dụng:
+ Khi lớp đất yếu dưới nền đường có chiều dày nhỏ.
+ Khi thời hạn đưa công trình vào sử dụng là rất ngắn thì đây là một giải
pháp tốt .
+ Khi cao độ thiết kế gần với cao độ thiên nhiên, không thể đắp nền đường
đủ dày để đảm bảo cường độ cần thiết dưới kết cấu mặt đường.
Để tính kích thước hợp lí nhất của phần đất đào bỏ đi cần xét đến các điểm
sau:
+ Về mặt kinh tế : chỉ đào toàn bộ lớp đất yếu khi chiều dày từ 2m trở xuống.
Thường thì giá thành đào thay đất xấp xỉ giá thành làm cọc cát, tuy nhiên giải
quyết được thời gian thi công.
+ Về chiều rộng thay đất cần được xác định có xét đến khả năng mất ổn định
của phần đất yếu còn lại trong khi thi công.
Khi chiều dày lớp đất yếu khá lớn , về mặt kinh tế không thể thay toàn bộ
lớp đất yếu. Do đó một trong những biện pháp xử lý là đào bỏ một phần đất yếu
và trải vải địa kó thuật rồi mới đắp tiếp nền đường phía trên.
Giải pháp dùng vải địa kỹ thuật (geotextile): Sử dụng vải địa kỹ thuật để tăng
cường mức độ ổn định của nền đất đắp trên đất yếu khi độ ổn định tổng thể của
nó nhỏ. Nhiều chủng loại vải địa kỹ thuật với các thông số khác nhau thích hợp

cho từng mục đích thực tế trong việc xử lý nền đất yếu, ổn định mái doác.


13

Cơ sở lý thuyết về phương pháp gia cố bằng vải địa kỹ thuật sẽ được phân
tích chi tiết ở Chương 2, để tiện so sánh tác giả nêu vài ý chính như sau:
Khi bố trí vải địa kỹ thuật giữa lớp đất yếu và nền đất đắp, ma sát giữa đất
đắp và mặt trên của vải sẽ tạo được một lực giữ khối trượt F. Nó làm tăng khả
năng chống trượt của khối đất trượt và nhờ đó mức ổn định tổng thể của nền đắp
sẽ tăng lên.
Khi tính toán, vải địa kỹ thuật phải đảm bảo được yêu cầu sau: F ≤ Fcp
trong đó: F- lực kéo mà vải phải chịu (T/m);
Fcp- lực kéo cho phép của vải rộng 1mét (T/m) - độ bền của vải :
Fcp =

Fmax
K

(1.1)
Với: Fmax- trị số biểu thị bằng tổng cường độ chịu kéo đứt của các lớp vải
phải chọn (cường độ chịu đứt của vải khổ 1,0 mét, T/m);
K- hệ số an toàn, lấy k = 2 khi vải làm bằng Polieste và k = 5 nếu vải làm
bằng polipilen hoặc polietilen.
Vải địa kỹ thuật có thể bố trí một hay nhiều lớp, (1 4) lớp. Mỗi lớp vải xen
kẽ với một lớp cát đắp dày > 30cm tùy theo khả năng lún và lu lèn khi thi công.
Tổng cường độ chịu kéo đứt của các lớp vải địa kỹ thuật có Fmax tương ứng.

Hình 1.5 :


Dùng vải địa kỹ thuật từ (1÷4) lớp để gia cố nền đất yếu

Nên chọn loại vải sợi dệt (wowen), cường độ chịu kéo đứt tối thiểu 25 kN/m
để đảm bảo hiệu quả đầm nén đất trên vải nhằm tạo hệ số ma sát cao.
* Ưu diểm: Thi công đơn giản, nhanh gọn, không cần có thiết bị máy móc;
+ Phân cách lớp đất tốt và đất xấu.
+ Phân bố đồng đều tải trọng của đất đắp trên đất yếu.
+ Chuyển một phần lực đứng (trọng tải) thành lực kéo ngang thông qua cấu
trúc của vải.
+ Chống trượt ngang mái taluy nền đường, và chóng trượt sâu cho nền đường
đắp cao


14

* Nhược điểm: Không rút ngắn thời gian lún và không làm giảm độ lún cố
kết của công trình.
* Phạm vi áp dụng: Thích hợp khi độ lún còn lại của công trình ≤ 30,0 cm.
Có thể thay thế lớp vải địa kỹ thuật bằng lưới địa kỹ thuật. Loại này có
cường độ cao hơn vải địa kỹ thuật và có cấu tạo lỗ mắt cáo làm tăng sức cài chặt
giữa vật liệu với đất.
Nguyên nhân chính dẫn đến những hư hỏng của phần lớn các đoạn đường
đắp trên đất yếu hiện nay là do nền đất đắp bị lún nhiều và lún không đều.
1.2.2. Giếng cát gia tải trước
Giải pháp này sử dụng cho loại đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời, bão hòa
nước, tính nén lún lớn, đất có kết cấu dễ bị phá hoại và kém ổn định dưới tác
dụng của tải trọng còn nhỏ (đất cát rời, đất dính ở trạng thái dẻo chảy, đất bùn,
than bùn).
Khi chiều dày của lớp đất yếu khá lớn (bề dày tầng đất yếu vượt quá bề rộng
đáy nền đất đắp). Không thể dùng các biện pháp khác để xử lý được.

Nhờ cách bố trí giếng cát nên nước cố kết ở các lớp sâu trong lòng đất yếu
dưới tác dụng của tải trọng đắp sẽ có điều kiện thoát nhanh (nước dịch chuyển
theo phương ngang thẩm thấu vào giếng cát rồi theo đường này thoát lên mặt
đất tự nhiên). Chiều cao nền đất đắp tối thiểu 4,0 mét; khi thiết kế cần thỏa mãn
theo tiêu chuẩn 22TCN 262-2000:
σvz + σz ≥ (1,2 1,5). σpz vaø η =

lg(σ vz + σ z ) − lg σ pz
lg(σ vz + σ z ) − lg σ vz

> 0,6

(1.2)

Trong đó:
σvz = Σ γi * hi - ứng suất (áp lực) thẳng đứng do trọng lượng bản thân các
lớp đất yếu gây ra ở độ sâu z (Mpa)
γi và hi – trọng lượng thể tích và bề dày của lớp đất thứ i nằm trong phạm
vi từ mặt tiếp xúc của đất với đáy nền đắp (z = 0) đến độ sâu z. Đối với các lớp
đất yếu nằm dưới mực nước ngầm thì trị số γi phải dùng trọng lượng thể tích đẩy
nổi;
σz – ứng suất (áp lực) thẳng đứng do tải trọng đất đắp (phần nền đắp và
phần gia tải trước, nhưng không kể phần chiều cao đắp hx quy đổi từ tải trọng xe
cộ) gây ra ở độ sâu z trong đất yếu kể từ đáy nền đắp (Mpa);
σpz – xác định từ thí nghiệm, áp lực tầng cố kết ở độ sâu z (Mpa).


15

Hai điều kiện trên phải thỏa mãn đối với mọi độ sâu z trong phạm vi từ đáy

nền đất đắp đến hết chiều sâu đóng giếng cát, cọc cát hoặc bấc thấm. Nếu
không thỏa mãn các điều kiện nói trên thì có thể kết hợp với biện pháp gia tải
trước để tăng σz.
Kết hợp dùng lớp đệm cát để thoát nước:
Khi sử dụng giải pháp giếng cát cần thiết phải bố trí tầng đệm cát đảm bảo
các yêu cầu kỹ thuật quy định cho tầng đệm cát. Khi dùng giếng cát, cát đệm
phải tiếp xúc với giếng cát.
Nhiệm vụ chủ yếu của lớp đệm cát là để cho nước từ trong nền đất yếu dưới
nền đường thoát ra ngoài. Không có lớp đệm cát, nền đường lại đắp bằng loại
đất dính thì khả năng vắt nước từ trong nền đất ra hầu như không có hoặc rất
nhỏ. Tác dụng kèm theo của lớp đệm cát là chịu lực thay cho lớp đất yếu, trên
mặt nền có sức chịu tải nhỏ nhất nhưng lại chịu các ứng suất cắt và nén lớn nhất.
Trong điều kiện đất yếu, lớp đệm cát có chiều dày ít nhất phải bằng độ lún
tổng cộng, nhưng không được nhỏ hơn 50,0 cm.. Nếu là chiều dày nhỏ hơn, khi
gặp đất yếu, đặc biệt là đất bùn, chúng sẽ xâm nhập vào đệm cát, làm mất tính
chất thoát nước của nó. Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả nhất khi tầng đất yếu ở
trạng thái bảo hòa nước và có chiều dày nhỏ (2,0 3,0) mét.
Cát dùng làm tầng đệm phải là cát hạt to, hạt trung, có thể sử dụng cát hạt
nhỏ nhưng không được dùng cát hạt mịn hoặc hạt bụi, có tỉ lệ hữu cơ < 5%, cỡ
hạt lớn hơn 0,25 mm chiếm trên 50%, cỡ hạt nhỏ hơn 0,08 mm chiếm ít hơn 5%
và phải thỏa mãn một trong hai điều kiện sau:
D60
(D30 )
>6;1<
<3
D10
D10 .D60
2

(1.3)


trong đó:
D30 – kích cỡ hạt cát mà lượng chứa các hạt nhỏ hơn nó chiếm 30%;
D10 – kích thước đường kính hạt cát lượng chứa cỡ nhỏ hơn chiếm 10%.
Độ chặt đầm nén đạt yêu cầu K ≥ 0,9 độ chặt tiêu chuẩn.
Bề rộng của mặt tầng đệm cát phải rộng hơn đáy nền đất đắp mỗi bên tối
thiểu là (0,5 2,0) mét. Mái dốc và phần mở rộng mỗi bên của tầng cát đệm phải
cấu tạo tầng lọc ngược sao cho nước cố kết có thể thoát ra không lôi theo cát.
Nhất là khi lún chìm vào đất yếu nước cố kết vẫn có thể thoát ra. Khi cần thiết
dùng bơm hút bớt nước sẽ không gây phá hoại tầng cát đệm.


16

Để đảm bảo nước trong đất có khả năng thoát ra theo phương thẳng đứng khi
sử dụng giếng cát, chiều dày lớp đệm cát xác định như sau:
hđ = S + (0,3÷0,5) mét

(1.4)

trong đó: S- độ lún tính toán của nền đất yếu.
Giếng cát có nhiệm vụ chủ yếu là rút ngắn chiều dài đường thấm thoát nước
thẳng đứng ở trong nền đất yếu và cải tạo một phần tính chất của đất. Hệ thống
giếng cát gồm 3 bộ phận chính : giếng cát, đệm cát và tải trọng phụ tạm thời có
tác dụng tạo ra gradient trong nền đất yếu để ép đẩy nước ra ngoài.
Khi không có giếng cát, chỉ có lớp đệm cát ở trên mặt thì dưới tác dụng của
tải trọng công trình, nước trong vùng hoạt động D có khả năng thoát ra theo
phương thẳng đứng dưới tác dụng của gradient thuỷ lực (iv) ép đẩy nước theo
phương đứng.
Khi có bố trí giếng cát trong nền đất yếu, dưới tác dụng của tải trọng nền

đường, nước trong đất thoát ra chủ yếu theo phương ngang để đi vào các giếng
cát dưới tác dụng của gradient thuỷ lực. Ở mặt phẳng đáy các giếng cát gradient
thuỷ lực theo phương ngang (ir) lớn hơn 10 lần gradient theo phương đứng (iv)
(ir ≥ 10. iv)

Hình 1.6 : Cách bố trí hệ thống giếng cát và tải trọng phụ tạm thời
Với những đặc điểm trên, giếng cát có thể làm tăng các đặc trưng khả năng
chịu tải (lực dính C và góc nội ma sát ϕ) của nền đất yếu. Đồng thời tạo độ lún
trước cho nền đất yếu trước khi xây dựng công trình.
_ Theo kinh nghiệm thiết kế: đường kính giếng cát nên chọn d c ≥ 30,0 cm.
Tốt nhất là dc = (35÷45) cm;