ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

NGUYỄN VĂN TOÀN

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG
GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
DƯỚI NỀN ĐƯỜNG TỈNH ĐỒNG THÁP
CHUYÊN NGÀNH: ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ NGÀNH : 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 06 năm 2008


Trường Đại Học Quốc Gia Tp.HCM
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

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

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SỸ
Họ và tên học viên: NGUYỄN VĂN TOÀN
Ngày tháng năm sinh: 15/08/1959
Chuyên ngành: Địa kỹ thuật xây dựng
Khoá: K2007 (BDSĐH_K2005)

Phái: Nam
Nơi sinh: NGHỆ AN

Mã số ngành: 60.58.60
Mã số học viên: 00907549.

I. TÊN ĐỀ TÀI :
NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU
DƯỚI NỀN ĐƯỜNG TỈNH ĐỒNG THÁP
II. NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG LUẬN VĂN.

1.

Nhiệm vụ :
Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp xử lý nền đất yếu
dưới nền đường tỉnh Đồng Tháp
2. Nội dung luận văn :
Chương1: Khái quát về địa lý và địa chất tỉnh Đồng Tháp
Chương 2: Nghiên cứu tổng quan về các giải pháp xử lý nền
đất yếu dưới nền đường
Chương 3: Cơ sở lý thuyết tính toán xử lý đất yếu dưới nền đường đắp
Chương 4: Nghiên cứu phân tích lựa chọn giải pháp xử lý nền đất yếu
dưới nền đường ở tỉnh Đồng Tháp
Chương 5: Ứng dụng tính tốn cho cơng trình đường cụ thể đắp trên đất yếu
ở tỉnh Đồng Tháp.
Nhận xét, kết luận và kiến nghị.
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 01 / 01 / 2008
IV. NGÀY HOÀN THÀNH : 30 / 06 / 2008
V. CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : 1. PGS TS Lê Văn Nam,
Thầy hướng dẫn 1

Thầy hướng dẫn 2


PGS.TS. LÊ VĂN NAM

GVC.TS VÕ PHÁN

2.GVC TS Võ Phán
CN BỘ MÔN
QL CHUYÊN NGÀNH

Nội dung và đề cương luận văn thạc sỹ đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua
Ngày tháng năm
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH
KHOA QUẢN LÝ NGÀNH


CƠNG TRÌNH ĐƯỢC THỰC HIỆN TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

 Cán bộ hướng dẫn 1 nhận xét: PGS. TS. LÊ VĂN NAM

 Cán bộ hướng dẫn 2 nhận xét: GVC. TS. VÕ PHÁN

 Cán bộ chấm nhận xét 1: GS-TSKH NGUYỄN VĂN THƠ

 Cán bộ chấm nhận xét 2: GVC.TS. LÊ BÁ KHÁNH

Luận văn thạc sỹ được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SỸ
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 29 tháng 08 năm 2008



LỜI CẢM ƠN
Trong thời gian học tập chương trình cao học và làm Luận văn thạc sỹ tại Trường
Đại học Bách khoa thành phố Hồ Chí Minh. Được sự giúp đỡ của q Thầy cơ, tơi
đã hồn thành đề tài “ Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp xử lý nền đất yếu dưới nền
đường tỉnh Đồng Tháp”
Tôi chân thành cảm ơn quý thầy cô trong bộ môn Địa cơ nền móng, Khoa kỹ thuật
xây dựng và thầy cơ ở phòng đào tạo sau đại học đã giảng dạy, giúp đỡ, hướng dẫn
tơi trong suốt qúa trình học tập.
Tơi xin bày tỏ biết ơn sâu sắc đến PGS.Tiến Sỹ Lê Văn Nam, GVC.TS Võ Phán
người đã tận tình hướng dẫn chỉ ra những hướng nghiên cứu khoa học, đã ân cần giúp
đỡ, tạo điều kiện thuận lợi để tơi hồn thành luận văn Thạc sĩ.
Tôi xin chân thành cảm ơn sự quan tâm giúp đỡ động viên của gia đình và đồng
nghiệp, của Đảng ủy Ban Tổng Giám Đốc Trung tâm nhiệt đới Việt Nga /Bộ Quốc
phòng, Ban Tổng Giám Đốc cơng ty Thái Sơn/Bộ Quốc Phịng đã tạo điều kiện thuận
lợi cho tôi đi học, kết hợp làm việc và thực hiện luận văn.
Tp.Hồ Chí Minh, ngày 30 tháng 06 năm 2008

Nguyễn Văn Toàn


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài:
“Nghiên cứu và ứng dụng giải pháp xử lý nền đất yếu dưới nền đường
tỉnh Đồng Tháp”
Tóm tắt đề tài:
Trong quá trình nghiên cứu các giải pháp xử lý đất yếu hiện nay ở trong và
ngoài nước hiện nay. Tác giả đã nhận thấy 3 giải pháp xử lý nền đất yếu dưới nền
đường phổ biến nhất hiện nay là: giếng cát, bấc thấm và cọc gia cố đất xi măng.
Tác giả mong muốn đề xuất giải pháp xử lý đất yếu phù hợp với địa chất khu vực

tỉnh Đồng Tháp. Từ đó có thể ứng dụng kết quả nghiên cứu trong việc tính toán
xử lý nền đường Tỉnh Đồng Tháp theo cấp từng cấp công trình và theo từng quy
mô công trình. Việc tính toán giúp cho người thiết kế có thể lựa chọn giải pháp tốt
nhất, hiệu quả nhất trong việc lập thiết kế xử lý nền đường tỉnh Đồng Tháp.
Việc phân tích sẽ dựa trên cơ sở lý thuyết của các tác giả trong và ngoài
nước, theo các quy trình, quy phạm hiện nay. Quá trình tính toán được sự hổ trợ
của máy tính và một số phần mềm để tăng tốc độ tính toán, nghiên cứu và để
giảm các sai số tối thiểu trong quá trình tính toán, kiểm tra nếu thực hiện bằng
công cụ thô sơ (bằng tay).
Ngoài ra tác giả còn ứng dụng kết quả nghiên cứu cho việc tính toán một số
công trình cụ thể để làm cơ sở đánh giá kết quả nghiên cứu được chặt chẽ hơn.
Mục tiêu cuối cùng kỳ vọng đạt được là tìm ra được các giải pháp xử lý đất
yếu dưới nền đường ở Đồng Tháp theo từng cấp công trình và từng quy mô công
trình. Từ đó lựa chọn được giải pháp xử lý đất yếu hợp lý nhất, kinh tế nhaát.


SUMMARY OF THESIS
Title
“Research and apply treatment solutions on soft soil to the foundation of Dong
Thap Province”
Abstract
While doing research into treatment solutions of Vietnam as well as foreign
countries on soft soil, researcher recognized that three popular solutions for soft
soil of foundation of the road: sand drain, vertical artificial drain and cementstabilized soil pile. The author wants to propose the suitable solution for treating
the soft soil of Dong Thap geology. The result of this research can be applied to
compute foundation treatment which is in not only the classification of construction
but also the scale of construction. Computation can help the designers select the
best and most effective solution in designing the treatment for Dong Thap
foundation.
The analysis bases on the theories of Vietnam and foreign authors, and

current processes and norms. The computation is helped by computers and some
softwares to accelerate the process, research, and minimize errors whereas using
manual (by hand).
In addition, the researcher can apply the result in computing some specific
constructions to establish the basics to evaluate the result closely.
The second objective expected to archive is to find out the treatment
solutions on soft soil of Dong Thap foundation in the classification and scale of
constructions. The reasonable and economical treatment solution on soft soil is
selected from that point.


MỤC LỤC
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................................
TÓM TẮT LUẬN VĂN ..............................................................................................................
SUMMARY OF THESIS .............................................................................................................
MỤC LỤC ................................................................................................................................... 1
MỞ ĐẦU ..................................................................................................................................... 1
1. Đặt vấn đề nghiên cứu: ........................................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu: ............................................................................................................ 2
3. Phạm vi nghiên cứu: ............................................................................................................. 2
4. Cơ sở khoa học của đề tài: ................................................................................................... 3
5. Phương pháp nghiên cứu và hướng giải quyết: .................................................................. 4
6. Hạn chế của đề tài ................................................................................................................ 4
Chương 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA CHẤT TỈNH ĐỒNG THÁP ...................... 5
1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên tỉnh Đồng Tháp ...................................................... 5 
1.1.1. Vị trí địa lý .............................................................................................................. 5 
1.1.2. Đặc điểm địa hình ................................................................................................... 6 
1.1.3. Khí hậu .................................................................................................................... 6 
1.1.4. Tài nguyên đất ........................................................................................................ 6 
1.1.5. Tài nguyên khoáng sản .......................................................................................... 6 

1.1.6. Tài nguyên nước ..................................................................................................... 6 
1.2. Đặc điểm địa chất tỉnh Đồng Tháp và vùng phụ cận .................................................. 7 
1.2.1. Nguồn gốc địa chất ................................................................................................. 7 
1.2.2. Cấu trúc địa chất ..................................................................................................... 8 
1.3. Sự phân bố đất yếu ở tỉnh Đồng Tháp ........................................................................... 9 
1.4. Đặc trưng cơ lý của đất nền tỉnh Đồng Tháp .............................................................. 9 
1.4.1. Cơ sở lý để thống kê chỉ số c và φ ...................................................................... 10 
1.4.2. Đặc trưng cơ lý của đất sét yếu bão hoà nước ở tỉnh Đồng Thaùp ...................... 13 


1.4.3. Đặc trưng cơ lý của đất bùn bão hoà nước ở tỉnh Đồng Tháp ............................ 15 
1.4.4. Đặc trưng cơ lý của cát chảy ở tỉnh Đồng Tháp .................................................. 16 
1.5. Chế độ thủy văn và tình hình ngập lụt ......................................................................... 16 
1.6. Nhận xét chương 1 ...................................................................................................... 17 
Chương 2. NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG ...................................................................................................... 18
2.1. Tổng quan các nghiên cứu hiện nay về ổn định và biến dạng nền đất yếu dưới
nền đường của các tác giả trong và ngoài nước: .............................................................. 18 
2.2. Các giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường hiện nay ở Việt Nam và phạm vi
ứng dụng của chúng: .......................................................................................................... 21 
2.2.1. Phân loại xử lý: thông thường việc phân loại căn cứ vị trí tầng đất, phương
pháp xử lý để phân loại và được phân loại như sau: ..................................................... 21 
2.2.2. Các giải pháp xử lý đất yếu ở Việt Nam hiện nay và phạm vi ứng dụng: ........ 22 
2.2.3. Các giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường hiện nay ở Đồng Tháp: ............... 24 
2.2.4. Các công trình có nền móng đất yếu đã được xử lý: .......................................... 25 
2.2.4.1. Bảng thống kê các công trình ở Việt nam xây dựng trên đất yếu đã dùng
biện pháp xử lý nền móng .............................................................................................. 25 
2.2.4.2. Thống kê các công trình ở Đồng Tháp xây dựng trên đất yếu đã dùng
biện pháp xử lý nền móng. ............................................................................................ 26 
2.3. Thành công và thất bại của các công trình đường xây dựng trên đất yếu ............... 27 

2.3.1. Các công trình tiêu biểu xảy ra sự cố: ..................................................................... 27 
2.3.2. Phân tích nguyên nhân thất bại: .............................................................................. 30 
2.4. Nhận xét chương 2 ...................................................................................................... 33 
Chương 3. CƠ SỞ LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN XỬ LÝ ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN
ĐƯỜNG ĐẮP ........................................................................................................................... 34
3.1. Giếng cát ............................................................................................................................ 34
3.1.1. Đệm cát ........................................................................................................................... 34
3.1.2. Hệ thống giếng cát ......................................................................................................... 35
3.1.3. Tải trọng gia tải .............................................................................................................. 35
3.1.4. Độ lún ổn định - độ lún theo thời gian:......................................................................... 36


3.1.5. Một số mô hình tính toán cho nền đất yếu có xử lý giếng cát ................................... 37
3.2. Bấc thấm ............................................................................................................................ 39
3.2.1. Gia tải nén trước ............................................................................................................. 39
3.2.2. Lớp đệm cát ................................................................................................................... 39
3.2.3. Cắm bấc thấm ................................................................................................................. 40
3.2.4. Thi công gia cố nền bằng bằng bấc thấm: ................................................................... 40
3.2.5. Kiểm tra và nghiệm thu công trình: bao gồm các công tác ........................................ 41
3.2.6. Độ lún ổn định - độ lún theo thời gian .......................................................................... 42
3.3. Cọc đất – Xi măng ............................................................................................................ 43
3.3.1. Xác định kích thước cơ bản ...................................................................................... 43 
3.3.1.1. Xác định khoảng cách giữa các cọc đất –ximăng, s(m): .................................... 43 
3.3.1.2. Phạm vi bố trí nhóm cọc ....................................................................................... 43 
3.3.2. Khả năng chịu tải của cọc đất-ximăng đơn ............................................................ 44 
3.3.2.1. Phá hoại theo vật liệu ........................................................................................ 44 
3.3.2.2. Khả năng chịu tải theo đất nền ......................................................................... 47 
3.3.2.3. Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc đất-ximăng .................................... 48 
3.3.2.4. Độ lún tổng cộng ............................................................................................... 49 
3.3.2.5. Ổn định mái dốc ................................................................................................. 52 

Chương 4. NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰA CHỌN GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN
ĐẤT YẾU DƯỚI NỀN ĐƯỜNG Ở TỈNH ĐỒNG THÁP.................................................... 54
4.1. Phân tích ,so sánh và lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu hợp lý ở đồng tháp trong
ba giải pháp giếng cát, bấc thấm và cọc đất gia cố xi măng: ............................................... 54
4.1.1. Cơ sở phân tích và so sánh ....................................................................................... 54 
4.1.2 Phân tích, so sánh giữa giải pháp bấc thấm và giếng cát ở Đồng Tháp ................ 54 
4.1.3 Phân tích, so sánh giữa giải pháp bấc thấm và cọc đất - xi măng ở Đồng Tháp ... 56 
4.1.4 .Nhận xét ................................................................................................................... 58 
4.2. Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường theo từng cấp đường ở Đồng Tháp: ............. 58
4.2.1 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp I ở Đồng Tháp. .............. 62 
4.2.2 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp II ở Đồng Tháp.............. 66 


4.2.3 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp III ở Đồng Tháp. ........... 68 
4.2.4 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp IV ở Đồng Tháp. ........... 71 
4.2.5 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp V ở Đồng Tháp. ............ 74 
4.2.6 Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường cho đường cấp VI ở Đồng Tháp. ........... 77 
4.3. Giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường theo từng quy mô đắp cao của nền
đường ở Đồng Tháp: ................................................................................................................. 79
4.3.1 Giải pháp xử lý đất yếu nền đường cho đường cấp I, đắp cao từ 5m-6m
(HTB=5.5m) ......................................................................................................................... 79 
4.3.2 Giải pháp xử lý đất yếu nền đường cho đường cấp I, đắp cao từ 3m-5m
(HTB =4m) ..................................................................................................................... 81 
4.3.3 Giải pháp xử lý đất yếu nền đường cho đường cấp I, đắp cao từ 2m-3m
(HTB =2.5m) .................................................................................................................. 82 
4.3.4 Giải pháp xử lý đất yếu nền đường cho đường cấp I, đắp cao từ 1m-2m
(HTB =1.5m) .................................................................................................................. 84 
4.4. Nhận xét và kết luận chương 4........................................................................................ 84
Chương 5. ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN CHO CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG CỤ THỂ ĐẮP
TRÊN ĐẤT YẾU Ở TỈNH ĐỒNG THÁP ............................................................................. 88

5.1 Giới thiệu quy mô công trình và các thông số ban đầu:.................................................. 88
5.1.1 Quy mô thiết kế: ........................................................................................................ 88 
5.1.2 Sơ bộ về điều kiện địa hình: .................................................................................... 88 
5.1.3 Điều kiện địa chất tại công trình: ............................................................................. 89 
5.1.4 Các thông số về đất đắp (theo 22TCN 18-79) ........................................................ 92 
5.2 Các bước tính toán xử lý đất yếu cơ bản công trình Đường vào cầu Sông cái nhỏ
Đồng Tháp:................................................................................................................................ 92
5.2.1 Kiểm toán điều kiện ổn định: ................................................................................... 92 
5.2.2 Xử lý đất yếu ............................................................................................................ 96 
5.3 Kết quả tính toán chi tiết: ................................................................................................ 101
5.3.1. Chỉ tiêu cơ lý của đất yếu: ..................................................................................... 101 
5.3.2 Số liệu nền đắp ....................................................................................................... 101 
5.3.3 Kiểm toán điều kiện ổn định .................................................................................. 101 


5.3.4 Tính toán xử lý đất yếu: .......................................................................................... 103 
5.3.5 Tính Toán Thời Gian Chờ Giữa Các Giai Đoạn: .................................................. 116 
5.4. Đánh giá và nhận xét ...................................................................................................... 118
5.5. Kết luận chương 5............................................................................................................ 118
Kết luận và kiến nghị ............................................................................................................. 119
Tài liệu tham khảo.................................................................................................................. 121
Lý lịch trích ngang ................................................................................................................... 124
Phụ lục...................................................................................................................................... 125


1

MỞ ĐẦU
1. Đặt vấn đề nghiên cứu:
Đồng bằng sông Cửu Long nói chung, tỉnh Đồng Tháp nói riêng có nhiều

tiềm năng kinh tế trù phú, là vùng trọng điểm sản xuất nông nghiệp .Tuy nhiên,
cơ sở hạ tầng, hệ thống giao thông nội bộ trong vùng còn nhiều khó khăn và
thường chịu ngập lũ hằng năm. Lũ lụt gây ra nhiều hậu quả nghiêm trọng cho hệ
thống giao thông như lún sụt, sạt lở…gây cản trở giao thông trong vùng. Chi phí
khắc phục hậu quả do lũ gây ra hằng năm là rất lớn.
Ba đặc điểm cơ bản ảnh hưởng đến cơ sở hạ tầng đối với ĐBSCL là: Đất yếu
trên toàn khu vực, lũ lụt hàng năm chiếm 50% diện tích khu vực và kênh rạch
chằng chịt.
Phần lớn Đồng bằng sông Cửu Long có tầng trầm tích đất sét yếu khá dày.
Đặc trưng chính của đất sét yếu là có sức chống cắt bé và biến dạng lớn. Các
công trình đường đắp trên đất yếu ở ĐBSCL thường xảy ra nhiều sự cố về ổn
định và biến dạng.
Đồng Tháp nằm trong khu vực ĐBSCL là tỉnh có tình hình ngập lũ thường
xuyên và kéo dài nhất trong 12 tỉnh của ĐBSCL vào các ngày mưa lũ, nói chung
có thể nói Đồng Tháp chịu nhiều ảnh hưởng nhất của khu vực. Mặt khác là một
trong các tỉnh nghèo nhất cả nước vì cơ sở hạ tầng chưa phát triển.
Mặt khác, cũng qua đợt lũ tháng 10/2000 vừa qua, theo báo cáo của nguyên
Bộ Trưởng Bộ GTVT Lê Ngọc Hoàn thì sau hơn 2 tháng ngập lũ làm hư hỏng và
ách tắc giao thông nhiều tuyến Quốc lộ, tỉnh lộ, giao thông nông thôn tỉnh Đồng
Tháp thiệt hại như sau:
-

Hệ thống đường Tỉnh: hư hỏng do ngập 375km/375km, thiệt hại 60.000 triệu

đồng.
-

Hệ thống đường tỉnh GTNT: hư hỏng do ngập 1927km/1927km, thiệt hại

92.070 triệu đồng.



2

Tháng 09/2005 chủ tịch nước Trần Đức Lương đến thăm và làm việc với tỉnh
Đồng Tháp, một lần nữa tái khẳng định là Đồng Tháp với tiềm năng lúa gạo rất
lớn, nhưng đời sống nhân dân luôn gặp khó khăn. Chính vì thế việc chủ tịch
nước Trần Đức Lương đề ra một chiến lược phát triển đối với tỉnh Đồng Tháp là
cùng tồn tại với lũ, sống chung với lũ, tạo ra cơ sở hạ tầng vững chắc, đê bao,
cầu, kè, đường vững chắc để đảm bảo đời sống nhân dân. Do đó vấn đề dùng
giải pháp gì phổ biến hiện nay để xử lý nền đường, tăng độ ổn định công trình
được các cấp lãnh đạo quan tâm và các chuyên gia nghiên cứu từ nhiều năm
nay.
Để tránh các sự cố và đem lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cho các cơ sở hạ
tầng tuyến và cụm dân cư trong điều kiện đất yếu ở Đồng Tháp, nhiều kênh
rạch, đề tài này nghiên cứu những giải pháp gia cố nền đất yếu, tìm các giải
pháp phù hợp nhất ở Đồng Tháp để nhằm tăng độ ổn định, biến dạng và chất
lượng công trình.
2. Mục tiêu nghiên cứu:
- Nghiên cứu địa chất khu vực ĐBSCL và tỉnh Đồng Tháp
- Nghiên cứu các giải pháp xử lý đất yếu hiện nay ở trong và ngoài nước hiện
nay. Từ đó phân tích, đánh giá các giải pháp được sử dụng phổ biến hiện nay
trong việc xử lý nền đất yếu. Tập trung vào 3 giải pháp phổ biến nhất hiện nay
là: giếng cát, bấc thấm và cọc gia cố đất xi măng.
- Trên cơ sở nghiên cứu lý thuyết 3 giải pháp xử lý đất yếu phổ biến trên, đề ra
giải pháp xử lý đất yếu phù hợp với địa chất khu vực tỉnh Đồng Tháp. Ứng dụng
kết quả nghiên cứu trong việc tính toán xử lý nền đường Tỉnh Đồng Tháp theo
cấp từng cấp công trình và theo từng quy mô công trình. Việc tính toán giúp cho
người thiết kế có thể lựa chọn giải pháp tốt nhất, hiệu quả nhất trong việc lập
thiết kế xử lý nền đường tỉnh Đồng Tháp.

3. Phạm vi nghiên cứu:
Từ mục tiêu nghiên cứu đề ra, phạm vi nghiên cứu được giới hạn nhö sau:


3

Nghiên cứu tổng quan: nghiên cứu tổng quan về xử lý đất yếu dưới nền đường
ở tỉnh Đồng Tháp, các lý thuyết nền tảng, các sự cố công trình liên quan đến
lãnh vực của đề tài.
Nghiên cứu đi sâu: Phân tích, lựa chọn giải pháp xử lý đất yếu phù hợp cho
Tỉnh Đồng Tháp, dựa vào quy trình quy phạm hịên nay và các tác giả trong và
ngoài nước để đưa ra lý thuyết tính toán phù hợp. Sau cùng là ứng dụng cho một
công trình thực tế ở Đồng Tháp.
4. Cơ sở khoa học của đề tài:
- p dụng các quy trình quy phạm hịên nay về tính toán xử lý đất yếu ở trong
nước:
 Quy trình kỹ thuật thi công và nghiệm thu bấc thấm trong trong xây dựng
đường trên đất yếu 22TCN 236-97.
 Quy trình thiết kế và xử lý đất yếu bằng bấc thấm trong xây dựng nền đường
22TCN 244-98.
 Quy trình khảo sát và thiết kế nền đường ôtô đắp trên đất yếu – tiêu chuẩn
thiết kế 22TCN262-2000.
- Áp dụng các phương pháp dựa trên quan điểm cân bằng giới hạn (Limit
Equilibrium Analysis).
- Áp dụng phương pháp số – phương pháp phần tử hữu hạn (FEM).
- Áp dụng các mô hình đàn – dẻo cơ bản: Mohr – Coulomb & Cam Clay.
- p dụng các bài báo về nội dung xử lý đất yếu trên các tạp chí khoa học đã
ban hành và kế thừa các kết quả nghiên cứu liên quan đến đề tài trong và ngoài
nước.
- Ngoài ra dùng các phần mềm tính toán: EXCEL, Visua Basic 6.0 , chương

trình MTTT của ThS.Trần Nguyễn Hoàng Hùng và chương trình Slope–W
version 5


4

5. Phương pháp nghiên cứu và hướng giải quyết:
Nghiên cứu lý thuyết tổng quan về tình hình đất yếu ở tỉnh Đồng Tháp. Mục

-

tiêu là xác định các thông số đặc trưng về đất yếu ở và sự phân bố đất yếu ở
khu vực này.
-

Nghiên cứu các giải pháp xử lý đất yếu phổ biến hiện nay ở Việt Nam.

-

Nghiên cứu các giải pháp xử lý đất yếu dưới nền đường

-

Lập chương trình bằng EXCEL và Visual Basic để tự động hóa trong việc
tính toán xử lý bằng giếng cát và bấc thấm theo quy trình hiện nay.
Từ đó nghiên cứ các quy luật và mức độ ảnh hưởng của các thông số đầu

-

vào đến kết quả xử lý.

Dựa vào kết quả trên, phân tích và so sánh, lựa chọn phương án xử lý hợp lý

-

nhất. Ứng dụng một công trình thực tế để kiểm chứng kết quả tính tóan.
6. Hạn chế của đề tài
-

Tác giả chỉ có xét đến trường hợp đất yếu có bề dày tương đối lớn (trung

bình > 10m, phổ biến ở Đồng Tháp) và lớp đất yếu tương đối đồng nhất (không
xét đến trường hợp xuất hiện các lớp thấu kính trung gian….).
-

Chưa nghiên cứu kỹ về yêu cầu, chỉ tiêu về vật liệu xử lý, cũng như đánh

giá mức độ ảnh hưởng của chúng đến kết quả xử lý.
-

Do thời gian có hạn nên tác giả chưa chứng minh bằng các kết quả tính

toán thuyết phục về sự vượt trội của giải pháp bấc thấm so với giải pháp giếng
cát và cọc gia cố đất xi măng ở khu vực Đồng Tháp ở hiện tại, cũng như ở
tương lai. Tác giả chỉ kế thừa các phân tích, so sánh giữa các giải pháp trên
thông qua các kết quả nghiên cứu của nhiều tác giả đi trước và đi sâu phát
triển giải pháp bấc thấm cho khu vực tỉnh Đồng Tháp.


5


Chương 1. KHÁI QUÁT VỀ ĐỊA LÝ VÀ ĐỊA CHẤT TỈNH
ĐỒNG THÁP
1.1. Tổng quan về điều kiện tự nhiên tỉnh Đồng Tháp
1.1.1. Vị trí địa lý

Hình 1.1 Vị trí địa lí tỉnh Đồng Tháp
Đồng Tháp là một tỉnh của vùng đồng bằng sông Cửu Long, ở đầu nguồn
sông Tiền, phía Bắc giáp Long An, phía Tây Bắc giáp tỉnh Preyveng –
Campuchia, phía Nam giáp An Giang và Cần Thơ. Tổng diện tích tự nhiên


6

3.238 km2, với 9 huyện và 2 thị xã (Cao Lãnh và Sa Đéc), trung tâm tỉnh lỵ đặt
tại thành phố Cao Lãnh.
Hệ thống đường quốc lộ 30, 80, 45 cùng với quốc lộ N1, N2 gắn kết Đồng
Tháp với thành phố Hồ Chí Minh và các tỉnh trong khu vực.
1.1.2. Đặc điểm địa hình
Địa hình Đồng Tháp được chia thành 2 vùng lớn: vùng phía Bắc sông Tiền (có
diện tích tự nhiên 250.731ha, thuộc khu vực Đồng Tháp Mười, địa hình tương
đối bằng phẳng, hướng dốc Tây Bắc – Đông Nam); vùng phía Nam sông Tiền
(có diện tích tự nhiên 73.074 ha, nằm kẹp giữa sông Tiền và sông Hậu, địa
hình có dạng lòng máng, hướng dốc từ hai bên sông vào giữa).
1.1.3. Khí hậu
Đồng Tháp nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới, đồng nhất trên địa giới toàn
tỉnh, có 2 mùa rõ rệt, mùa mưa từ tháng 5 đến tháng 11, mùa khô từ tháng 12
đến tháng 4 năm sau.
1.1.4. Tài nguyên đất
Đất đai của Đồng Tháp có kết cấu mặt bằng kém bền vững lại tương đối
thấp, nên làm mặt bằng xây dựng đòi hỏi kinh phí cao, nhưng rất phù hợp cho

sản xuất lượng thực.
1.1.5. Tài nguyên khoáng sản
Đồng Tháp là tỉnh rất nghèo về tài nguyên khoáng sản, chủ yếu có: cát
xây dựng các loại, phân bố ở ven sông, cồn hoặc các cù lao.sét gạch ngói: có
trong phù sa cổ, trầm tích biển, trầm tích sông, trầm tích đầm lầy, phân bố
rộng khắp trên địa bàn tỉnh với trữ lượng lớn; sét cao lanh có nguồn trầm tích
sông, phân bố ở các huyện phía bắc tỉnh;
1.1.6. Tài nguyên nước
- Nước mặt: Đồng Tháp Mười ở đầu nguồn sông Cửu Long, có nguồn nước
mặt khá dồi dào, nguồn nước ngọt quanh năm không bị nhiễm maën.


7

- Nước ngầm: Đồng Tháp có nhiều vỉa nước ngầm ở các độ sâu khác nhau,
nguồn này hết sức dồi dào, mới chỉ khai thác, sử dụng phục vụ sinh hoạt đô thị
và nông thôn, chưa đưa vào dùng cho công nghiệp.
1.2. Đặc điểm địa chất tỉnh Đồng Tháp và vùng phụ cận
1.2.1. Nguồn gốc địa chất
Được hình thành do sự bồi tích phù sa hàng năm của hệ thống song MêKông,
một trầm tích trẻ halogen và vẫn đang trên qúa trình hình thành tiếp tục. Thuộc
lọai đất sét ướt bảo hòa nước, khả năng chịu tải rất nhỏ (vào khỏang 0,51daN/cm2) với đặc trưng có tính nén lún rất lớn,có hệ số rỗng lớn(e>1), môdun
biến dạng thấp(E0 < 50daN/cm2 ), lực chống cắt nhỏ, chiều dài lớp đất yếu lớn.
Để có thể sử dụng làm đất xây dựng thì buộc phải có các giải pháp xử lý nền
thích hợp.
Trong thực tế xây dựng thường gặp nhất là đất sét yếu bão hòa nước, lọai đất
này có những tính chất đặc biệt đồng thời cũng có tính chất tiêu biểu cho các
lọai đất sét yếu nói chung, nguồn gốc của lọai đất sét yếu thời cận đại ( vì chúng
mới hình thành vào khỏang 20.000 năm thuộc kỷ Pleistocene) các hạt tạo thành
đất sét được phong hóa từ đá mẹ, có tính chất thay đổi theo tính chất của đá mẹ,

điều kiện khí hậu, sự vận chuyển và trầm lắng. Sau sự vận chuyển của song
ngòi, sự hình thành của các hạt sét chỉ xẩy ra trong các môi trường trầm tích yên
tónh. Tùy theo môi trường trầm tích khác nhau mà có thể có các lọai vỉa đất sét
khác nhau.


Đất sét biển : các vóa này thường hình thành trong thời kỳ từ 12 đến 5.000

năm trước công nguyên với tốc độ trầm tích cao.
 Đất sét châu thổ : Châu thổ (tam giác châu) các sông lớn là môi trường trầm
tích họat động rất đồng bộ và đã hình thành nhiều vỉa đất sét lớn.


8

Tổng hợp qúa trình vận chuyển phù sa trong các điều kiện địa hình khác
nhau với sự giao lưu của nước song và nước biển có thể dẫn đến một tỷ lệ bồi
lấp rất cao.
 Đất sét bờ biển và bãi lầy : Tùy theo điều kiện địa phương địa hình các vóa
sét này khi thì mang tính chất của vỉa sét vùng châu thổ, khi thì mang tính chất
của vóa sét biển.
1.2.2. Cấu trúc địa chất
Theo kết qủa thống kê sơ bộ của Sở xây dựng tỉnh Đồng Tháp cho biết cấu
trúc địa chất Tỉnh Đồng Tháp có dạng bồi trũng theo hướng Đông Bắc, Tây Nam
mà trũng nhất dọc song Tiền.
Các tài liệu nghiên cứu các phần lộ đều cho thấy tuổi thọ của móng đá trước
Kanozoi (khỏang trên 65 triệu năm). Phủ lên trên móng đá là tập hợp các thành
tạo bở, rời có tuổi từ Neogen đến đệ tứ, trên cùng là phần trầm tích trẻ ( trầm
tích Holoxen) có tuổi thọ 15.000 năm có chiều sâu lên đến 110 m, đây cũng
chính là tầng đất yếu trên mặt, móng của cá công trình chủ yếu đặt trên tầng đất

yếu này.
- Tầng bồi tích trẻ hay gọi trầm tích Holoxen được chia làm 3 bậc như sau :
+ Bậc Holoxen dưới : gồm cát màu vàng và xám tro, chừa sỏi nhỏ cũng kết vón
sắt,phủ lên tầng đất sét loang lổ Pletoxen, bề dày đạt tới 12m.
+ Bậc Holoxen gữa : gồm bùn sét màu xám, sét xám xanh và xám vàng, bề dày
từ 10m đến 70m.
+ Bậc Holoxen trên : gồm các trầm tích khác nhau về điều kiện tạo thành,
thành phần vật chất, tuổi và điều kiện phân bố :
 Tầng trầm tích biển, sông biển hỗn hợp và sinh vật gồm cát min, bùn sét hữu
cơ.
 Trầm tích sinh vật, đầm lầy ven biển gồm bùn sét hữu cơ than bùn.
 Trầm tích sông hồ hỗn hợp và sinh vật gồm bùn sét hữu cơ.


9

 Tầng trầm tích gốm sét, á sét chảy, bùn á sét hoặc bùn sét hữu cơ.
Chiều dày của thành tạo trấ tích Holoxen trên biến đổi từ 9 – 20m, trung bình
15m, tòan bộ chiều dày trầm tích Holoxen vào khỏang 100m.
- Tầng trầm tích cổ hay trầm tích Pletoxen : Tầng trầm tích này gồm 3-5 hạt
mịn xen kẹp với 3-5 tập hạt thô, mỗi tập tương ứng Pletoxen trên giữa, dưới.
Mỗi tập hạt mịn có chiều dày từ 1- 2m đến 40- 50m, các tập hạt thô được đặc
trưng bằng bề dày thay đổi từ 4 – 85m.
1.3. Sự phân bố đất yếu ở tỉnh Đồng Tháp
Cuõng như các khu vực ở đồng bằng sông Cửu Long, đất yếu Đồng Tháp chủ
yếu là những trầm tích Châu Thổ (tam giác Châu) sông bãi bồi, vũng vịnh mới
được hình thành trong kỷ thứ tư. Sự trầm tích này chủ yếu sự trầm tích tam giác
Châu, thường gặp ở miền đồng bằng.
Căn cứ theo đặc trưng thành phần thạch học, tính chất địa chất công trình, địa
chất tủy văn và chiều dày của tầng đất yếu thì Đồng Tháp thuộc khu vực IId bao

gồm bùn sét, bùn á sét, phân bổ không đều hoặc xen kep gối trên nền sét chặt
chiều dày không qúa 30m, mực nước ngầm cách mặt đất tự nhiên 1,0-1,5m.
1.4. Đặc trưng cơ lý của đất nền tỉnh Đồng Tháp
Do tỉnh Đồng Tháp nằm ở hai bên bờ sông Tiền, nên các đặc trưng địa chất ở
hai bên tương đối giống nhau. Theo thống kê thì đất nền ở Đồng Tháp có các
đặc điểm cơ bản sau:
- Đặc điểm địa chất các huyện phía Bắc sông Tiền gồm Hồng Ngự , Tân Hồng,
Thanh Bình, Tam Nông:
o Lớp đất mặt sét màu xám kết cấu chặt vừa hay lớp bùn hữu cơ trạng thái dẽo
mềm chiều dày từ 0-4m;
o Lớp bùn sét, bùn á sét màu xám nâu, vàng trạng thái nhão chiều dày từ 10 –
20m bên dưới là lớp á sét hay á cát trạng thái chặt. Có hoặc không có lớp xen
kẹp cát hạt mịn trạng thái xốp dày từ 1-2m;


10

o Lớp cát mịn, trung trạng thái rời rạc chiều dày từ 5-15m.
-

Đặc điểm địa chất các huyện Nam sông Tiền gồm Thị xã Sa Đéc, Lấp Lò,
Lai Vung, Châu Thành:

o Lớp đất mặt sét màu xám xanh, đen hay lớp bùn hữu cơ, trạng thái dẽo chảy
chiều dày từ 0-3m;
o Lớp bùn sét màu xám đen, có hoặc không có lớp cát xen kẹp dày từ 5-25m;
o Lớp bùn sét pha kẹp các lớp cát mịn, trạng thái dẻo chiều dày từ 10-20m
Vùng này có một số nơi có gò cao không bị ngập lũ và có cấu tạo là lớp á cát
đến cát trạng thái dẻo cứng đến nữa cứng có lẫn ít sét laterit tại thị trấn Sa Rài,
xã Tân Thành A huyện tân Hồng.

Các huyện phía Bắc nằm ngay trong vùng trũng Đồng Tháp Mười nên mực
nước ngầm cao hơn các huyện phía Nam.
1.4.1. Cơ sở lý thuyết để thống kê chỉ số c và φ
1.4.1.1. Chỉ tiêu tiêu chuẩn:
-

Theo TCVN 45 – 78: trị tiêu chuẩn của một chỉ tiêu A nào đó (ký hiệu Atc)

được xác định theo công thức:
n

A tc  A 

 Ai

(2.1)

i 1

n

Trong đó :
Ai : Trị số riêng rẽ của chỉ tiêu
n: Số lượng trị số riêng của tập thống kê
-

Đối với c tc và tg tc
n
n
n

1n
2

   i  pi   pi   i pi 
i 1
i 1

  i 1 i 1
n
n
n
1 n
    i p i  p i2    i  p i 
i 1
i 1
i 1

  i 1

c tc 
tg tc
n

n
  n  p    p i 
i 1
 i 1 
2
i


2

(2.2)
(2.4)
(2.3)


11

i, pi : Trị số sức chống cắt i ở cấp áp lực nén pi
1.4.1.2. Chỉ tiêu tính toán
-

Theo TCVN 45 – 78, chỉ tiêu tính toán được xác định theo công thức :
A tc
Kd

A tt 

(2.5)

Kd :Hệ số an toàn đối với đất
Hệ số Kd được xác định theo công thức:
Kd 

1
1 

(2.6)


 : Chỉ số xác định độ chính xác của trị số trung bình xác định theo những đặc
trưng của tập thống kê. Việc chọn dấu + hay – là để có chỉ tiêu tính toán nguy
hiểm hơn.
-

Đối với các đại lượng ngẫu nhiên (, r …)

  t



n
 : Hệ số biến thiên của tập thống kê





(2.7)

(2.8)

A tc

t : Hệ số phụ thuộc xác suất độ tin cậy đã chọn và phụ thuộc số bậc tự do của
tập thống kê (bằng n-1 đối với các chỉ tiêu độc lập và bằng n - 2 đối với chỉ tiêu
c, )
n : Số lượng mẫu đưa vào tập thống kê
t 
A tt  A tc  

n
2
1
A 
 A  Ai
n 1
- Đối với c, 





  t 
 : Hệ số biến thiên của tập thống kê

(2.9)
(2.10)

(2.11)


12





(2.12)
A tc
t : Hệ số phụ thuộc xác suất độ tin cậy đã chọn và phụ thuộc số bậc tự do của

tập thống kê (bằng n-1 đối với các chỉ tiêu độc lập và bằng n - 2 đối với chỉ tiêu
c, )
n : Số lượng mẫu đưa vào tập thống kê
A tt  A tc  t 

(2.13)

Việc chọn dấu + hay – là để có chỉ tiêu tính toán nguy hiểm hơn.

 tg   

n

;

 c  

1 n 2
 pi
 i 1

1 n
tc
tc
 p i tg  c   i
n  2 i 1



 


 n

  n p    pi 
i 1
 i 1 
n

(2.14)



2

(2.15)

2

2
i

(2.16)

i, pi : Trị số sức chống cắt i ở cấp áp lực nén pi
Như vậy có thể thấy rằng: chỉ tiêu tính toán, một mặt có thể lớn hơn hoặc có
thể nhỏ hơn chỉ tiêu tiêu chuẩn, nhưng là chỉ tiêu nguy hiểm hơn. Mặt khác tùy
thuộc vào xác suất tin cậy α ta muốn có mỗi trường hợp mà lượng sai khác so
với trị tiêu chuẩn nhiều hay ít. Cách lựa chọn xác suất tin cậy α được quy định
trong TCVN 45 - 78 như sau:
-


Khi tính nền theo cường độ (trạng thái giới hạn thứ nhất) chọn  = 0.95

-

Khi tính nền theo biến dạng (trạng thái giới hạn thứ hai) chọn  = 0.85

-

Đối với các công trình loại I, khi có căn cứ thích đáng và trên cơ sở quyết
định đã thỏa thuận giữa các cơ quan khảo sát địa chất công trình thì có thể
chọn trị số  lớn hơn trị số đã nói ở trên nhưng không vượt quá 0.99

-

Trong mọi tính toán nền móng, mọi chỉ tiêu phải dùng chỉ tiêu tính toán.
Nhưng đối với dung trọng thể tích  , và thông số c, , phải sử dụng Att, còn
các chỉ tiêu khác cho phép lấy Atc (Kd = 1).


13

1.4.2. Đặc trưng cơ lý của đất sét yếu bão hoà nước ở tỉnh Đồng Tháp
Các lớp đất chính thường gặp là những loại sét hữu cơ và sét không hữu cơ
có trạng thái , độ sệt khác nhau. Ngoài ra còn gặp những lớp khác, sét bùn lẫn
vỏ và sạn latarite. Ngay trong lớp đất sét còn gặp những vệt cát mỏng.
Đất sét gồm chủ yếu các loại hạt nhỏ như thạch anh, Fesfat (phần phân tán
thô) và các khoáng vật sét này là các silicat alumin có thể chứa các silicat
alumin có thể chứa các ion Mg,K,Ca,Na và Fe.. chia làm 3 loại chính là Ilit,
Kakaolinit, Monmorilonit. Đây là những khoáng vật làm cho đất sét có những

đặc tính riêng.
Khoáng Ilit là khoáng vật đại biểu của nhóm Hidromica, được tạo thành chủ
yếu ở môi trường kiềm (PH=9,5), trung tính và a xít yếu, chứa nhiều Kali trong
dung dịch. Về cấu tạo tinh thể Ilít chiếm vị trí trung gian giữa Kaolinit và
Monmorilonit.
Khoáng Kaolinit và Monmorilonit được tạo thành do phân hoá đá phún suất,
đá biến chất và đá trầm tích trong điều kiện khí hậu khác nhau nhưng nhất thiết
phải ẩm. Đặc điểm của mạng tinh thể Kao linit là tương đối bền và ổn định.
Khoáng Monmorilonit phổ biến nhất là loại chứa oxit nhôm, cấu tạo mạng tinh
thể gần giống như Kaolinit nhưng kém bền vững, nước đễ xuyên vào gây trương
nở mạnh. Monmorilonit được hình thành chủ yếu trong qúa trình phân hoá đá
phún suất trong điều kiện môi trường kiềm (PH=7-8,5)
Dựa vào hình trụ hố khoan trong phạm vi độ sâu 30m trở lại của những công
trình thuộc tỉnh Đồng Tháp có thể phân chia các lớp đất nền như sau:
-

Lớp đất trên mặt : Dày khoảng 0 – 4m gồm những loại đất sét hạt bụi đến

hạt cát, có màu xám xanh, có nơi là bùn sét hữu cơ màu xám đen. Lớp này có nơi
nằm trên mực nước ngầm, có nơi nằm dưới mực nước ngầm (vùng sình lầy), lớp
này thường được đào bỏ tong qúa trình xây dựng.
- Lớp sét hữu cơ : Lớp sét hữu cơ thường có màu xám đen, xám nâu vàng. Hàm
lượng sét chiếm 40-70%. Hàm lượng hữu cơ thường gặp là 2-8%, các chất hữu cơ


14

đã phân giải gần hết. ở các lớp gần mặt đất còn có những khối hữu cơ dạng than
bùn đất rất ẩm, thường bão hào nước và có chỉ tiêu vật lý thay đổi.trong phạm vi
như sau:

Bảng 1.1 Thống kê các chỉ tiêu cơ lý của lớp sét hữu cơ
(Trích từ tài liệu [22]-Trang 38-41)
Trạng thái
Ký hiệu
Giá trị
Độ ẩm tự nhiên

W

50-100%

Độ ẩm ở giới hạn chảy

WL

30-80%

Độ ẩm giới hạn dẻo

Wp

20-70%

Chỉ số dẻo

Ip

20-65%

Hệ số rỗng


e0

1,2-3

Dung trọng tự nhiên

γ

13,5 – 17,5KN/m3

Dung trọng khô

γk

6.,4 – 9,5KN/m3

Lớp đất này thường gặp ở trạng thái dẻo mềm, dẻo chảy đến chảy. Đất chưa
được nén chặt, hệ sồ rỗng thiên nhiên lớn, dung trọng nhỏ, sức chống cắt thấp
gọi là đất “ bùn sét hữu cơ”
Bảng 1.2 . Đặc trưng chống cắt của lớp sét hữu cơ
(Trích từ tài liệu [22]-Trang 38-41)
Độ sệt IL

0,25 -0,5

0,5-0,75

0,75 – 1,0


1,0 -1,5

>1,5

Hệ số rỗng e0

1,2 -2,0

1,2- 2,0

1,4 – 3,0

1,4 – 4,0

1,4 – 4,0

100

90

80

70

50

1,2

1,0


0,8

0,6

0,5

Trị trung bình của

0
Trị trung bình của
C (KN/m2)

- Lớp đất sét không lẫn hữu cơ : Lớp này có màu vàng hoặc vàng nhạt. Các
chỉ tiêu vật lý của nó thay đổi trong phạm vi sau :