ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP.HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
WX

LÊ QUANG TÂM

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU ĐẮP CAO
CẤP 3 QUA SÔNG KỲ HÀ – QUẬN 9 tp. Hcm TRÊN NỀN
ĐẤT YẾU CÓ CHIỀU DÀY LỚN THUỘC DỰ ÁN ĐƯỜNG
VÀNH ĐAI PHÍA ĐÔNG THÀNH PHỐ

Chuyên ngành :
Mã số ngành:

CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU
31.10.02

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 03 năm 2006


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

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 QUANG TÂM

NGÀY THÁNG NĂM SINH: 06-08-1976
NGÀNH: CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU

PHÁI : NAM
NƠI SINH: QUẢNG NGÃI
MÃ SỐ: 31.10.02

I/-TÊN ĐỀ TÀI :
Nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường vào cầu đắp cao cấp 3 qua sông Kỳ Hà – Quận 2 trên nền
đất yếu có chiều dày lớn thuộc dự án Đường Vành Đai Phía Thành Phố Hồ Chí Minh
II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG
Chương 1: Nghiên cứu tổng quan về xây dựng đường đắp cao vào đầu cầu trên đất yếu và ứng dụng
phương pháp xử lý nền bằng cọc đất - vôi - xi măng
Chương 2: Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất ở khu vực Quận 9 để phục vụ phương pháp xử lý
nền đất yếu bằng cọc đất- vôi- ximăng cho công trình đường vào đầu cầu đắp cao
Chương 3: Trình bày lý thuyết và cấu tạo của phương pháp xử lý đất nền đường đắp cao vào cầu
bằng cọc đất - vôi- ximăng
Chương 4: Nghiên cứu phương pháp tính toán cọc đất- ximăng cho công trình nền đường đắp
cao vào cầu
Chương 5: Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường để xác định cường độ chịu nén
đơn của cột đất – ximăng
Chương 6: ng dụng tính toán gia cố nền đất yếu bằng đất cọc - ximăng cho công trình đường vào cầu
đắp cao qua sông Kỳ Hà – Quận9 - TP.HCM
Chương 7: Nhận xét, kết luận, và kiến nghị
III. NGÀY GIAO NHIỆM VỤ : 07/07/2005
IV.NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ : 07/03/2006
V.THẦY HƯỚNG DẪN : GS.TSKH .LÊ BÁ LƯƠNG; TS . NGUYỄN VĂN CHÁNH
THẦY HƯỚNG DẪN 1
THẦY HƯỚNG DẨN 2
CHỦ NHIỆM BỘMÔN


GS.TSKH .LÊ BÁ LƯƠNG
TS . NGUYỄN VĂN CHÁNH
TS. VÕ PHÁN
Nội dung và đề cương Luận Văn Thạc Só đã được Hội đồng chuyên ngành thông qua.
Ngày tháng năm 2006.
TRƯỞNG PHÒNG ĐT- SĐH
P.TRƯỞNG KHOA XÂY DỰNG

TS. NGUYỄN VĂN CHAÙNH


MỞ ĐẦU
- Theo định hướng chiến lược phát triển kinh tế chung của Nhà nước, TP. Hồ Chí
Minh là một trung tâm kinh tế và đầu mối giao thông quan trọng của cả nước và các
tỉnh phía Nam, đồng thời là trọng điểm phát triển kinh tế của khu vực tứ giác kinh tế
trọng điểm phía nam gồm Thành phố Hồ chí Minh - Bình Dương - Đồng Nai - Bà Rịa Vũng Tàu. Để phục vụ cho kế hoạch phát triển kinh tế, xã hội của thành phố nói riêng
và các tỉnh trong khu vực tứ giác kinh tế phía Nam nói chung, các quy hoạch và dự án
về cải tạo, xây dựng cơ sở hạ tầng trong đó bao gồm hệ thống đường giao thông nội vi
thành phố và đường giao thông đối ngoại để giải quyết giao thông trong thành phố và
giao thông giữa thành phố với các tỉnh trên cơ sở qui hoạch phát triển tổng thể thành
phố Hồ chí Minh đã được Thủ tường Chính phủ phê duyệt đang được thực hiện và tiếp
tục nghiên cứu.
- Nghiên cứu dự án xây dựng mới đường Vành đai phía đông đoạn từ chân cầu Phú
Mỹ đến cầu Rạch Chiếc là yêu cầu cần thiết, nằm trong qui hoạch xây dựng phát triển
giao thông, phát triển thành phố với các lí do sau :
* Giải quyết yêu cầu giao thông với lưu lượng ngày càng lớn vào khu trung tâm
thành phố hiện tập trung ở một số đường với mật độ quá cao, thường xuyên gây ách tắc
giao thông.
* Đường Vành đai phía đông hình thành sẽ là động lực phát triển kinh tế, xã hội,

vùng dân cư ở quận 2 và quận 9 và các quận lân cận. Đồng thời còn nối thành phố với
khu vực phát triển kinh tế của tỉnh Đồng Nai, Bình Dương sát với thành phố Hồ chí
Minh, giải quyết yêu cầu giao thông từ thành phố ra đường vành đai để đi tới các tỉnh
Bình Dương, Đồng Nai, nối đường vành đai trong với đừơng vành đai ngoài; và như
vậy có thêm trục đường giao thông đi từ trung tâm thành phố tới các tỉnh miền Đông
Nam bộ và ngược lại, tạo thêm một cửa ngõ mới vào thành phố, phân bổ lại lưu lượng
xe trên các đường cửa ngõ vào thành phố từ các tỉnh phía Bắc và miền Đông Nam bộ.
* Khi cầu Phú Mỹ được xây dựng sẽ nối liền 3 quận 2, quận 9, và quận 7.
* Dự án nghiên cứu sẽ nối với đường Vành đai trong của thành phố, nến việc đầu tư
xây dựng dự án này sẽ góp phần nhanh chóng hình thành hệ thống đường vành đai
trong và ngoài thành phố, giải quyết yêu cầu giao thông liên lạc giữa các quận thông
qua đường vành đai trong, ngoài và các đường đi xuyên tâm thành phố.
* Đường được xây dựng sẽ ổn định các qui hoạch dân cư dọc tuyến, thúc đẩy phát
triển các công trình kiến trúc và cảnh quan đô thị. Phát huy tác dụng của quỹ đất dọc
tuyến. góp phần nâng cao đời sống kinh tế, giảm bớt nhiều lãng phí thời gian cho xe


vận tải và sinh hoạt của nhân dân do không bị ách tắc giao thông như hiện nay. Đồng
thời góp phần cải thiện điều kiện môi trường thành phố.
- Khu vực xây dựng cầu Kỳ Hà có cao độ mặt thiên nhiên thay đổi từ (+0,96) ÷ (0,91), nhìn chung bị thấp so với mực nước sông Đồng Nai, sông Nhà Bè nên thường bị
ngập vào mùa lũ lớn. Khu vực dự án cầu chủ yếu là ruộng lúa và cỏ hoang.
- Để chống sạt lở và bảo vệ công trình trong khu vực chịu ảnh hưởng của nước thủy
triều, có rất nhiều loại công trình được sử dụng như :tường chắn đất có gia cố bằng cừ
tràm mái đá xây, tường cọc bản với nhiều loại cấu tạo vật liệu khác nhau, hay kết cấu
kè kết hợp với tường chắn v…v. Tùy thuộc vào đặc điểm của từng vùng cũng như tuổi
thọ công trình mà người ta chọn các giải pháp thích hợp.
- Thực tế, một số công trình bờ kè đã xảy ra sự cố trượt, mất ổn định, chuyển vị lớn
mà điển hình ngay tại thành phố chúng ta như :kè dọc sông Sài Gòn ở khu vực An Phú,
hay tường chắn các công trình mố cầu, đường dẫn vào cầu mà hầu hết đều bị sự cố.
- Vì vậy, việc nghiên cứu phương hướng tính toán, giải pháp thiết kế đáp ứng yêu

cầu từng vùng là rất cần thiết nhất là yêu cầu ổn định các công trình đường vàøo đầu
cầu.
I. XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU - PHẠM VI GIỚI HẠN CỦA ĐỀ TÀI
- Hiện tượng lún trượt các công trình đường vào đầu cầu đắp cao trên nền đất yếu
diễn ra ở vùng đất yếu ở TH Hồ Chí Minh nói chung và khu vực Quận 2 nói riêng khá
là phổ biến và hiện đã lên mức báo động. Do địa bàn đất yếu tương đối rộng cũng như
tình hình địa chất tương đối phức tạp, không đồng nhất giữa các vùng. Do vậy, trong đề
tài này tác giả chỉ nghiên cứu giải pháp xử lý nền đường vào cầu đắp cao trên nền đất
yếu thuộc Quận 2 Thành phố Hồ Chí Minh
1) Nghiên cứu tổng quan về xây dựng đường đắp cao vào đầu cầu trên đất yếu
và ứng dụng phương pháp xử lý nền bằng cọc đất - vôi - xi măng
2) Nghiên cứu đặc điểm điều kiện địa chất ở khu vực Quận 9 để phục vụ
phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc đất- vôi- ximăng cho công trình đường vào
đầu cầu đắp cao
3) Trình bày lý thuyết và cấu tạo của phương pháp xử lý đất nền đường đắp
cao vào cầu bằng cọc đất - vôi- ximăng
4) Nghiên cứu phương pháp tính toán cọc đất- ximăng cho công trình nền đường
đắp cao vào cầu
5) Nghiên cứu thí nghiệm trong phòng và ngoài hiện trường để xác định cường
độ chịu nén đơn của cột đất – ximăng
6) ng dụng tính toán gia cố nền đất yếu bằng đất cọc - ximăng cho công trình
đường vào cầu đắp cao qua sông Kỳ Hà – Quận9 - TP.HCM


LỜI CẢM ƠN
Trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu chương trình cao học và thực hiện luận
văn Thạc só tại Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh, tôi không thể
nào quên được những công lao to lớn của thầy cô giáo, gia đình và bạn bè đã dành cho
tôi.
Tôi bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc đến GS.TSKH. Lê Bá Lương người đã tận tình

hướng dẫn và mở ra những hướng đi trên con đường nghiên cứu khoa học cho tôi. Thầy
đã hết lòng giúp đỡ và tạo mọi điều kiện thuận lợi để tôi có thể hoàn thành luận văn.
Tôi chân thành cảm ơn TS. Nguyễn Văn Chánh đã tận tình hướng dẫn và giúp đỡ
trong suốt thời gian tôi thực hiện luận văn này.
Tôi chân thành cảm ơn Quý thầy, cô trong bộ môn Địa cơ nền móng cũng như
Quý thầy, cô phòng Quản Lý Khoa Học Khoa Sau Đại Học đã giảng dạy, giúp đỡ tôi
trong suốt những năm học cao học và hoàn thành luận văn này.
Tôi chân thành cảm ơn sự quan tâm, động viên giúp đỡ của bạn bè, toàn thể gia
đình và Ban lãnh đạo cùng các đồng nghiệp thuộc Trung tâm Cầu đường Phía Nam đã
giúp đỡ, tạo nhiều điều kiện tốt để tôi học tập và làm việc trong thời gian học và thực
hiện luận văn Thạc só


TÓM TẮT LUẬN VĂN
NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU ĐẮP CAO CẤP 3
QUA SÔNG KỲ HÀ – QUẬN 9 tp. Hcm TRÊN NỀN ĐẤT YẾU CÓ
CHIỀU DÀY LỚN THUỘC DỰ ÁN ĐƯỜNG VÀNH
ĐAI PHÍA ĐÔNG THÀNH PHỐ
Hiện nay hiện tượng mất ổn định của đường vào cầu đắp cao xảy ra khá phổ biến
ở nước ta. Thành phố Hồ Chí Minh nói chung và Quận 9 nói riêng có những vùng địa
chất rất yếu, chiều dày từ 10 -:- 30m. Các công trình đường vào cầu khi xây dựng
trên những vùng này phải có biện pháp xử lý nền đất yếu thích hợp để công trình
được ổn định. Hiện nay có rất nhiều phương pháp xử lý đất nền nhưng phương pháp
xử lý đất nền bằng cọc đất ximăng là một trong những phương pháp xử lý hiệu qủa
và tiến độ thi công nhanh.
Sơ lược tổng quan về lịch sử các phương pháp xử lý đất nền được sử dụng ở số
nước trên thế giới và Việt Nam. Nghiên cứu ứng dụng các phương pháp xử lý đất
nền cho công trình đường vào cầu đắp cao ở khu vực quận 9 một cách trình tự từ đó
ta chọn phương pháp xử lý đất nền bằng cọc đất - ximăng để xử lý nền đường vào
cầu ở Quận 9.

Nghiên cứu các đặc điểm đất nền tại khu vực này kết hợp với nghiên cứu các đặc
trưng tính chất cơ lý của cọc đất - ximăng. Từ những nghiên cứu trên sẽ đưa ra
nguyên lý tính toán cọc đất - ximăng cho các loại công trình đường vào cầu. Bên
cạnh đó tác giả tiến hành tính toán một công trình cụ thể bằng hai phương pháp giải
tích và phần mềm Plasix, để có thể đưa ra nhận xét và kết luận cuối cùng.


ABSTRACT

RESEARCH SOLUTION DISPOSE BRIDGE APPROACHES HIGH BANK
LEVEL 3 BY KY HA – DISTRICT 9 HO CHI MINH CITY ON SOFT
DEEP EARTH OF PROJECT ROAD EAST BELT
One of the most popular problems in our country in current is the unsettlement of bridge
approaches. Not only Ho Chi Minh City but also Dist 9 have the soft geology, from 10 to 30m
in deepth. Some bridge approach projects that have been operated on this area must have the
suitable treatment methods to get the settlement of the construction. Nowadays, there are
many ways to treat the dat nen but the method of treatment by soil - cement column is one of
the effective ways and get the quick progress.
Have a look through the story of treatment methods on soft that have used in some
countries over the world and Viet Nam. Upon the research of treatment methods on soft for
the bridge approach projects in Dist 9 orderly we can choose the treatment methods by soilcement column.
Studying characteristics of soft in this area combined with studying spectific
characteristics of soil – cement column. Upon above studying will lead to the basic theory of
soil – cement column for the bridge approach projects . Besides, the author carried out for
specific construction by 2 analytics analysis methods and Plasix soft ware, it’s the foundation
for the final conclusion.


Trang 1


CHƯƠNG 1
NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG VÀO
CẦU ĐẮP CAO TRÊN ĐẤT YẾU VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ
NỀN
I. TỔNG QUAN VỀ ĐƯỜNG ĐẮP CAO DẪN VÀO CẦU TRÊN NỀN ĐẤT
YẾU.
1. Tình nền đắp trên đất yếu ở Việt Nam nói chung và ở TP. Hồ Chí Minh nói
riêng.
Ở Việt Nam nền đắp là một trong những loại công trình xây dựng lâu đời và
thường gặp nhất. Trong hệ thống đê sông, đê biển hàng nghìn Km cùng hàng
nghìn Km đường ô tô, đường sắt đắp qua vùng chiêm trũng.
Hệ thốâng đường ôtô nước ta rất lớn bao gồm các đường quốc lộ, tỉnh lộ và
đường nối các xã với nhau. Tuy nhiên xây dựng đường trên đất yếu gặp không ít
khó khăn, một số đoạn đường thi công theo các phương pháp hiện đại và có gia
cố thì rất tốt còn lại một số đoạn đường đã bị hư hại nặng bởi việc thi công bằng
thủ công hoặc bằng xáng thổi nhưng không gia cố nền, để cố kết tự nhiên.
* Một số công trình đường bị hư hỏng do nền đường.
- Đường đắp vào cầu Thường Phước – Quận 9, TPHCM
- Đường đầu cầu Thông Lưu – Quốc lộ 1, Tiền Giang.
- Đường vào cầu kênh ngang – Quận 8.
Nguyên nhân chính dẫn đến hư hỏng của phần lớn các đường này là do nền
đắp bị lún, lún không đều và bản thân cường độ đất nền không đủ khả năng chịu
tải. Bởi vì không có biện pháp xử lý thích đáng, đất đắp không được đầm chặt,
đắp lên lớp bão hòa nước không có lớp đất thoát nước tốt nên tốc độ thoát nước
rất chậm.
2. Một số công trình đất đắp trên đất yếu:
a. Công Trình Đường Vào Cầu Trường Phước - Quận 9:
Dài 295m, Cầu Trường Phước là con đường duy nhất nối xã Long Phước (là
một cù lao) với đất liền , dọc theo con đường vào cầu ở cả hai phía là hai con lạch
nhỏ có độ sâu tương đối so với mặt đường là 4,5m; cùng đổ ra nhánh phụ của

sông Đồng Nai mà cầu Trường Phước bắc qua. Khánh thành ngày 15/4/1999.
Vào tháng 4 năm 1999, tại mố B đường vào cầu Trường Phước bị trượt, Đất
sỏi đỏ đắp nền đường vào cầu bị trượt chuồi qua khoảng cách 1,5 m giữa các cọc
bê tông cốt thép 35 x 35 cm dài 12 m đã đóng gia cường dọc theo bờ sông nhánh.
Giữa các cọc, đã được sử dụng lớp cừ tràm đặt ngang, sau đó đắp đất sỏi đỏ mở


Trang 2
rộng nền đường cũ. Chiều cao đất đắp từ chân taluy đến đỉnh đường đắp mới là 6
m, Nếu tính từ mặt đường cũ là 2,2 m. Đất trượt đã đạp gãy lớp phên cừ tràm
trên chiều dài hơn 30 m đường vào cầu.

Hình1-1: Sự cố sạt lở đường vào cầu Trường Phước - Quận 9
b. Công Trình Cầu Kênh Ngang – Quận 8:
Ngày 08/01/2000, tường kè bê tông cốt thép trên hệ cọc 35 x 35 cm đóng sâu
24 m dọc đường vào Cầu Kênh Ngang, Phường 15, Quận 8, bị sạt đẩy ra Kênh
Tàu Hũ 4,5m; làm sụp đổ mố cầu

Hình1-2: Sự cố sạt lở đường vào cầu Kêng Ngang - Quận 8
c. Đường vào cầu Nguyễn Hữu Cảnh:
Công trình đường vào cầu Nguyễn Hữu Cảnh là công trình trọng điểm của TP.
Hồ Chí Minh được nối từ Quận Bình Thạnh với Quận 1. Nay công trình đã hoàn


Trang 3
thành và được đưa vào sử dụng, nhưng đã xảy ra sự cố là đường vào cầu bị lún
không đều dẫn đến bị võng và bị biến dạng

Hình1-3: Sự cố lún không đều đường vào cầu Nguyễn Hữu Cảnh
* Nguyên nhân gây ra sự cố:

Công trình được xây dựng trên nền đất yếu có chiều dày lớn
Nền đường dẫn vào cầu có độ cố kết chưa đạt thiết kế.
d. Một số công trình ngoài nước:

Hình1-4: Trượt Đất ở Martin Way, Eastern Olympia Road Embankment

Hình1-5: Mất ổn định mái dốc nền đường đắp ở Thái


Trang 4

II. KHÁI NIỆM CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN:
1. Tác dụng của đệm cát:
Sau khi thay thế lớp đất yếu dưới nền đường, đệm cát đóng vai trò như một
lớp chịu lực, có khả năng tiếp thu tải trọng của công trình và truyền tải trọng đó
xuống lớp chịu lực bên dưới.
* Ưu điểm:
Giảm độ lún toàn bộ và độ lún không đều của công trình, đồng thời làm tăng
quá trình cố kết của đất nền (vì cát trong lớp đệm có hệ số thấm lớn và thoát
nhanh ra ngoài theo từng đệm cát).
Làm tăng khả năng ổn định khi công trình có tải trọng ngang (vì cát trong đệm
cát sau khi được đầm chặt có khả năng chống trượt).
Thi công đơn giản không đòi hỏi các thiết bị phức tạp.
* Nhược điểm:
Nếu chiều dày của lớp đất yếu lớn hơn 3m hoặc có nước ngầm có áp tác dụng
tại vị trí đệm cát thì không nên dùng biện pháp này.
* Tính toán đệm cát:
Xác định kích thước lớp đệm cát: chiều dày và chiều rộng trên lớp đệm cát
Độ lún của công trình
2. Gia tải bằng bơm hút chân không

Tác dụng: khi cách ly được mặt đất với lớp không khí bên, tiến hành bơm hút
chân không tại khu vực cô lập thì áp lực nước lỗ rỗng giảm, ứng suất hữu hiệu
tăng (sức chịu tải của đất nền tăng) và gây lún trước.
* Ưu điểm:
Không phải mua và vận chuyển đất đắp, không choán nhiều chỗ như phương
pháp gia tải bằng đất đắp (thường phải sử dụng thêm bệ phản áp), có thể gia tải
liên tục.
* Nhược điểm:
Lượng nước từ khu vực xung quanh sẽ thấm vào vùng có áp lực lỗ rỗng thấp
lượng nước bơm sẽ lớn hơn nhiều lần độ giảm lỗ rỗng cần nén chaët.


Trang 5

SƠ ĐỒ THIẾT KẾ VÀ NÉN CHÂN KHÔNG
5
4

6

3

7
2

8

9

1. BẤC THẤM

2. CÁT ĐỆM
3. MÀNG PLASTIC
4. ỐNG CÓ LỖ
5. ĐẬP CHẮN

1

6. TẤM CHẮN
7. BỒN THU
8. BƠM NƯỚC
9. BƠM CHÂN KHÔNG

Hình 1.6 Nguyên lý gia tải trước bằng phương pháp bơm hút chân không
3. Cố kết đất nền bằng bấc thấm kết hợp với gia tải trước
Tác dụng: bấc thấm là loại thiết bị thoát nước chế tạo sẵn, có tác dụng tương
tự như giếng cát và được dùng nhiều trong khoảng 20 năm gần đây do có nhiều
ưu điểm vượt trội.
Đặc điểm: bấc thấm bao gồm bao lọc bằng vật liệu tổng hợp bao quanh trụ
chất dẻo và có đặc điểm sau:
- Cho nước trong lỗ rỗng của đất thấm vào cọc bản nhựa
- Làm đường dẫn để thoát nước theo phương đứng
* Ưu điểm:
Bấc thấm có khả năng thoát nước cao
Dễ dàng công nghiệp hoá trong sản xuất
Đảm bảo tính liên tục của đường thoát nước
Thi công nhanh, giảm sự phá hoại kết cấu đất nền
* Nhược điểm :
Giá thành cao
Có thể bị tắc thấm lúc thi công



Trang 6

Hình1.7 Thi công bấc thấm ở Cần Giờ
4. Xử lý nền bằng giếng cát kết hợp với gia tải trước
Đất yếu như bùn, than bùn và các loại đất dính ở trạng thái bảo hòa nước có
biến dạng lớn kéo dài theo thời gian
Tác dụng: giếng cát có 2 tác dụng chính.
- Làm tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm cho công trình nhanh
chóng đạt đến giới hạn lún và làm cho đất nền biến dạng đồng đều.
- Trong trường hợp nếu khoảng cách được thiết kế hợp lý sẽ làm tăng độ chặt
và sức chịu tải của đất nền.
* Tính toán giếng cát:
- Tính toán tải trọng phụ tạm thời
- Tính toán đệm cát
- Tính toán giếng cát
- Tính toán chiều sâu của giếng cát D (Chiều sâu của giếng cát lấy bằng chiều
sâu vùng hoạt động cố kết)
- Tính toán khoảng cách của giếng cát

Hình 1.8 Sơ đồ thoát nước (gia tải + thoát nước thẳng đứng)


Trang 7

5. Xử lý nền bằng cọc cát
Tác dụng của cọc cát: khác với giếng cát, cọc cát làm cho đất nền nén chặt,
giảm độ rỗng, độ ẩm của đất giảm, trong lượng thể tích, mô đun biến dạng, lực
dính và góc ma sát tăng, tăng sức chịu tải của đất nền. Sự phân bố ứng suất trong
nền đất được nén chặt bằng cọc cát có thể xem như là nền thiên nhiên.

Kinh nghiệm cho thấy cọc cát thích hợp để xử lý các loại đất yếu như cát nhỏ,
cát bụi rời bảo hoà nước, các lớp đất có xen kẻ các lớp bùn mỏng, các loại đất
dính yếu cũng như các loại bùn và than bùn.
6.Vải địa kỹ thuật
Tác dụng vải địa kỹ thuật ( Geotextile method) : được sử dụng rộng rãi trong
những năm 90 với chức năng là ngăn cách , lọc, tiêu nước, tăng khả năng chịu tải
đất nền, làm lớp bảo vệ và ngăn nước.

Hình 1.9 Vải địa kỹ thuật tăng cường độ
ổn định của mái dốc

Hình 1.10 Vải địa kỹ thuật tao( lớp
ngăn cách

7. Phương pháp phụt vữa ximăng gia cường nền.
Phương pháp này dùng vữa ximăng phụt vào đất để tăng cường khả năng chịu
tải của đất nền.


Trang 8

Hình 1.11 Phương pháp phụt vữa ximăng gia cường nền
8. Các phương pháp khác
Đầm chấn động (Dynamic Compaction): mới đây phương pháp này được sử
dụng cho đất yếu.
Phương pháp điện thấm (Electro-osmosis): phương pháp này được áp dụng gia
cường nền đất yếu lần đầu tiên năm 1934.
Phương pháp xử lý hoá học (Chemical treatment method).
Phương pháp gia cố nền đất yếu bằng chất phụ gia (Soilstabiliztion by
admixtures). Những chất phụ gia thường sử dụng bao gồm vôi, vôi trộn ximăng,

vôi trộn tro, ximăng và nhựa đường.
Một trong những ứng dụng của phương pháp này là côït đất-vôi, đất-ximăng,
đất-vôi-ximăng.
9. Những quan điểm hiện đại về cách phân loại các phương pháp kỹ thuật cải
tạo đất.
Hiện nay có hàng loạt cách phân loại các phương pháp kỹ thuật cải tạo đất.
Phạm vi sử dụng phương pháp này phần lớn được quyết định bởi thành phần
khoáng vật sét.
Nếu xét đến những yếu tố như : qui mô công trình, tải trọng tác dụng, điều
kiện hiện trường, thời gian thi công, chi phí đầu tư xây dựng thì việc lựa chọn
phương pháp thích hợp cho từng loại đất riêng biệt trở nên vô cùng quan trọng và
có thể hệ thống hoá trong bảng 1.
Tùy thuộc vào độ sâu tầng đất cần gia cố và cơ chế cải tạo, các nhà kỹ thuật
cải tạo đất trên thế giới phân ra hai nhóm phương pháp: cải tạo đất nông (cải tạo
đất bề mặt) và cải tạo đất sâu:


Trang 9
- Cải tạo nông (suriace stabilization), thông thường kiến trúc và thế nằm tự
nhiên của đất bị phá hoại. Nhờ đó, đất trở nên ổn định với nước, nâng cao độ bền,
giảm độ lún trong điều kiện có tác động của tải trọng ngoài cũng như các yếu tố
thời tiết thay đổi. Trong nhóm này có thể áp dụng các phương pháp hoá học, lý
học, và cơ học…
- Cải tạo sâu (gia cố sâu - deep stabilization), đất vẫn giữ nguyên được điều
kiện thế nằm tự nhiên, làm tăng độ bền cơ học , làm giảm tính thấm nước một
cách đáng kể. Trong nhóm này bao gồm : phương pháp hoá học, lý học, hoá - lý
cơ và cơ học.
Bảng 1.1: Phạm vi áp dụng phương pháp kỹ thuật cải tạo các loại đất khác nhau
Cơ chế cải
tạo

Thơi gian cải
tạo

Tạo cốt

Trộn hỗn hợp hay
bơm phun vữa

Phụ thuộc vào
đất chôn vùi

Tương đối ngắn

Đầm
chặt

Thoát nước

Lâu dài

Lâu dài

Đất hữu cơ
Đất sét có độ
dẻo cao
Đất sét có độ
dẻo thấp
Đất bùn
Đất cát
Đát sạn sỏi


Trạng thái của
đất được cải
tạo

Tương tác giửa
đất và chất chôn
vùi
Không thay đổi
trạng thái đất

Ximăng hóa

Dung trọng tăng cao do
hệ số rổng giảm

(Thay đổi trạng thái của đất)

10. Khái niệm về cọc đất- vôi-ximăng:
Ta biết, nếu trộn đất sét với một lượng vôi, ximăng hoặc một chất kết dính
tương tự thì sẽ được một vật liệu mới có tính chất cơ học cao hơn hẳn đất sét chưa
gia cố.


Trang 10
Lúc ban đầu người ta thi công các cọc vôi như sau : đào (hoặc khoan) lỗ có
đường kính từ 30 -:- 50cm, cách nhau 2 - 5m rồi cho vôi cục chưa tôi vào. Khi
tác dụng với nước, vôi sống được tôi sẽ tăng thể tích (có thể tăng đường kính cọc
lên 60 - 80%), do đó có tác dụng nén chặt đất chung quanh cọc làm tăng cường
độ, hút nước rồi toả nhiệt, làm nước bốc hơi và làm giảm độ ẩm của đất yếu xung

quanh cọc vôi. Tuy nhiên, do độ thấm của đất sét nhỏ nên sự lan truyền của vôi
trong khối đất bị hạn chế, nên việc cải thiện tính chất của đất yếu của cọc vôi còn
rất cục bộ.
Để khắc phục nhược điểm nêu trên, người ta đã trộn trực tiếp vôi hoặc ximăng
với đất sét mềm ngay trong nền đất yếu làm thành các cọc đất - vôi hoặc đất ximăng đường kính 50cm bằng một thiệt bị đặc biệt. Lưỡi khoan được xoắn vào
trong đến độ sâu yêu cầu tương ứng với chiều dài thiết kế của cọc và được rút
lên khi xoay ngườc chiều. Vôi sống hoặc ximăng khô sẽ được chuyển đồng thời
với khí nén từ hệ thống xilô độ rút lên có liên quan đến hiệu quả khuấy trộn vật
liệu, có thể điều khiển theo tính chất của đất. Quá trình khuấy trộn đồng thời
cũng làm chặt đất trong cọc. Tác dụng hoá lý giữa vôi hoặc ximăng và đất xảy ra,
quá trình rắn chắc của đất gia cố phát triển theo thời gian tạo thành các cọc có
sức chịu tải nhất định.
Ngày nay người ta có thể sử dụng các loại chất kết dính như sau:
- Vôi
- Ximăng
- Vôi + ximăng
- Tro xỉ + vôi
- Tro xỉ + enzymes
III. LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN VÀ ỨNG DỤNG CỦA GIẢI PHÁP CỌC ĐẤTVÔI-XIMĂNG
Từ rất lâu, phương pháp trộn vôi, ximăng đã được dùng để cải tạo nền đất
yếu. Phương pháp gia cường đất sét với vôi đã được thực hiện cách đây 5000
năm. Do vậy đã có nhiều nước trên thế giới áp dụng để gia cố nền cho các công
trình xây dựng.
1. Tại các nước trên thế giới.
Ngay từ đầu năm 1925, ở Liên Xô cũ người ta đã dùng vôi tôi cải tạo tính chất
của đất để phục vụ xây dựng đường giao thông, thuỷ lợi, xây dựng dân dụng và
công nghiệp. Gia cố nền đất yếu bằng vôi là một phương pháp được biết từ lâu và
đã được một số tổ chức nghiên cứu tiêu chuẩn hoá để áp dụng cho thiết kế xây
dựng đường giao thông (ví dụ : Ministèra del'Equipement, 1972); nhưng quy trình
chỉ xác định cho lớp đất mặt gia cố dày 0,3m.



Trang 11
Vào năm 1954, IU.B.Osiopv đã dùng vôi sống để cải tạo tính chất xây dựng
của đất; theo ông vôi sống có khả năng ngưng kết (hoá cứng) trong vòng 5 - 10
phút ở điều kiện xác định, tức là nó ngưng kết nhanh gấp 50 -:- 100 lần vôi tôi.
Năm 1967, Viện Nghiên Cứu Hải Cảng và bến Tàu ( PHRI - Port and
Harbour Research institute ) thuoäc Boä Giao Thông vận Tải Nhật Bản bắt đầu tiến
hành các thí nghiệm trong phòng sử dụng vôi cục hoặc vôi bột để xử lý cải tạo
đất biển bằng phương pháp Deep Lime Mixing DLM- Phương pháp trộn vôi dưới
sâu . Đề tài nghiên cứu này do Okumura Terashi chủ trì nhằm .
- Nghiên cứu phản ứng xảy ra giữa vôi và đất biển.
- Nghiên cứu việc chế tạo các thiết bị trộn phù hợp. Những thiết bị trộn được
sử dụng đầu tiên để thử nghiệm gần sân bay Hameda.
Vào năm 1974, người ta tiến hành các thử nghiệm với cọc vôi (limepiles) tại
sân bay Ska Edeby, Thụy Điển với cọc dài 15m, đường kính 0.5m.
Năm 1974 Viện Nghiên Cứu Hải Cảng và bến Tàu ( PHRI - Port and Harbour
Research institute ) báo cáo tổng kết bằng phương pháp DLM - Deep Lime
Mixing, Trộn vôi dưới sâu đã được áp dụng rộng rãi tại Nhật bản. Công ty FU DO
Construction Co., Ltd đã sử dụng thiết bị Mark VI đầu tiên vào việc cải tạo nền
đất sét yếu tại Chiba.
Vào năm 1974, tại Phần Lan, lần đầu tiên người ta sử dụng phương pháp cọc
vôi Thụy Điển để xử lý nền đất sét yếu.
Năm 1976, Viện Nghiên Cứu Công Chánh ( PHRI - Port and Harbour
Research institute ) thuoäc Boä xây Dựng Nhật Bản hợp tác với Viện Nghiên Cứu
Máy xây Dựng Nhật bản bắt đầu nghiên cứu phương pháp DJM - Deep Jet
Mixing Trộn phun khô sử dụng bột ximăng khô hoặc đôi khi sử dụng vôi sống.
Giai đoạn thử nghiệm đầu tiên hoàn thành vào năm 1980.
Năm 1980, phương pháp DJM được áp dụng thực tế tại Nhật Bản.
Năm 1985, Viện Kỹ Thuật Th Điển SGl (Sweden Geotechnics lnstitute)

xuất bản tuyển tập tổng kết quá trình 10 năm phát triển của phương pháp trộn sâu
DMM (Ahnberg & Bolm).
Năm 1986, SMW Seiko lnc , bắt đầu ứng dụng DMM tại Mỹ dưới sự bảo trợ
của Công ty Seiko Tokyo Nhật Bản.
Năm 1987, từ kết quả nghiên cứu Cục Đường Bộ và Đường sắt Quốc Gia Pháp
tài trợ Công ty Bachy ( Pháp) ứng dụng và phát triển qui trình Colmix trong đó
việc thi công trộn và đầm chặt đất - ximăng được thực hiện bằng cách đảo ngược
chiều xoay của máy khoan khi rút lên trên .


Trang 12
Năm 1989, các công ty Trevi tại ltaly phát triển DMM theo kỹ thuật riêng
Trevimix method, trước hết bằng phương pháp phun trộn khô và tiếp theo là
phương pháp trộn ướt.
Năm 1990, giáo sư Tersashi người đã có quá trình nghiên cứu DLM ( Deep
Lime Mixing ), CDM ( Cement Deep Mixing ) vaø DJM ( Dry je1t Mixing ) từ
năm 1970 với Viện Nghiên Cứu Hải Cảng và Bến Tàu PHRI Nhật Bản tổ chức
các buội hội thảo tại Phần lan; trong đó, giới thiệu hơn 30 loại chất kết dính
(binde) bao gồm thành phần xỉ, thạch cao, hoặc cement đang được sử dụng trong
thực tế tại Nhật bản.
Năm 1991, Viện hàn Lâm Khoa Học Bungari công bố các kết quả nghiên cứu
tại Bungari về gia cố bằng cọc - ximăng.
Trong thập niên 1990, việc sử dụng phương pháp gia cố sâu cho nền đất bằng
cọc vôi - ximăng đã gia tăng ở Na Uy.
Năm 1993, Hiệp hội Deep jet Mixing - DJM Nhật Bản phát hành tài liệu
hướng dẫn thiết kế và xây dựng theo phương pháp DJM.
Năm 1994, Hiệp hội DJM Nhật Bản tổng kết được 1820 dự án được hoàn
thành sử dụng DJM.
Năm 1995, các nhà nghiên cứu Kukko và Ruohomaki báo cáo chương trình
nghiên cứu qui mô lớn trong phòng thí nghiệm để phân tích các nhân tố ảnh

hưởng phản ứng hoá cứng trong đất sét gia cố sử dụng các chất trộn vôi mới như
xỉ, tro hay núi lửa ( tly ash).
Năm 1995 tại Th Điển có một công trình tiêu biểu đó là từ tháng 1 đến
tháng 11 Công ty Hercules thi công hệ thống cọc vôi - ximăng cho Nhà thầu
NCC-AB, Chủ đầu tư là Cục Đường Sắt Quốc Gia Th Điển (the Swekish
National Railways Administration ) trong dự án mở rộng đường sắt West Coast
nối liền Satinge và Lekarekulle:
- Số lượng cọc vôi - ximăng

:

12.000 cọc

- Khối lượng cọc vôi - ximăng

:

170.000m

- Chiều dài trung bình cọc vôi - ximăng

:

14.6m

- Chiều cao lớn nhất của nền đất đắp

:

14.6m


- Kích thước cọc

:

0600mm

- Hàm lượng pha trộn chất pha trộn

:

30kg/m vôi/ximăng

- Tỉ lệ pha trộn vôi - ximăng

:

50/50

Công tác gia cố trên đây được tiến hành trong điều kiện địa chất nền có lớp
đất sét dày. Các cọc đất gia cố là cọc lơ lửng ở độ sâu từ 8m đến 20m.


Trang 13
Năm 1996, Hội nghị về DMM ( Deep Mixing Method ) được tổ chức tại Nhật
bản.
Năm 1996, lần đầu tiên tại Mỹ Công ty Stabilator USA lnc, New York đã sử
dụng cọc đất - vôi - ximăng trong thực tiễn.
Năm 1997, trong dự án xây dựng mới hệ thống đường bộ E 18/ E 20 Arboga orebro – Thụy Điển, Công ty Hercules đã thi công đến 800.000m cọc vôi ximăng. Công việc gia cố cọc đất - vôi - ximăng hoàn thành vào năm 1999, toàn
bộ dự án hoàn thành năm 2000. Chủ đầu tư của công trình là NCC Anylaggning.

Năm 1998, Ratio lnc, lập văn phòng đại diện tại California, Mỹ nhằm ứng
dụng kỹ thuật DMM của Nhật và trúng thầu dự án đầu tiên tại Califoria vào năm
1999.
Năm 1999, Hội nghị quốc tế về DMM (Dry Mix Methods lnternational
Conference for Deep soil stabilization) được tổ chức tại Stockhoim, Th Điển
từ 13/10 đến 15/10 do Trung Tâm Nghiên Cứu Gia Cố Sâu Nền Đất Thụy Điển
SD (Swedish Deep Stabilization Center). SD tiến hành chương trình nghiên cứu
về gia cố sâu nền đất dưới sự tài trợ của chính phủ, các Nhà thầu, các Nhà tư vấn,
Nhà sản xuất và các tổ chức nghiên cứu khác, đối tượng nghiên cứu bao gồm tất
cả các hoạt động liên quan đến sự phát triển của lónh vực gia cố sâu nền đất đặc
biệt là cọc vôi - ximăng. Chương trình SD kéo dài đến hết năm 2001. Mục tiêu
chính của hội nghị là nhằm phổ biến các thông tin liên quan đến lý thuyết và thực
tiễn của việc sử dụng phương pháp DMM trong gia cố nén đất. Hội nghị đã tổng
kết như sau :
- Trong hơn 20 năm qua, DMM đã được xem là phương pháp rất có hiệu quả
ở vùng Scandinavia. Hầu hết việc sử dụng DMM là cho công trình đường giao
thông, gia cố nền đất cho hệ thống đường sắt.
- Đến nay đã có hơn 30 triệu m cọc gia cố được sự dụng ở các quốc gia Bắc
Âu.
- Phương pháp phát triển DMM sẽ dẫn đến một phương pháp hiệu quả và kinh
tế hơn và sẽ được áp dụng rộng rãi ngoài bán đảo Scandinavia.
- Phương pháp gia cố sâu là phương pháp có lợi thế hơn những kỹ thuật khác
cả về yếu tố môi trường, thời gian thi công và giá thành thi công.
Trong suốt thời gian ba ngày của hội nghị Stockholm, nhiều đề tài quan trọng
liên quan đến DMM gia cố sâu nền đất đã được trình bày và thảo luận bao gồm
các lónh vực ứng dụng : cho nền đất gia cố thi công, thiết kế , thống kê địa kỹ
thuật .
Hội nghị được tài trợ bởi Uỷ Ban Kỹ thuật Gia Cố Nền Đất Technnical
Committee TC - 17 - Ground lmprovement, Hiệp hội quốc tế về cơ học đất và
địa kỹ thuật

ISSMGE (lntemationa Society of Soilm Nechanics and


Trang 14
Geotechnical Engineering ISSMGE), Hiệp hội Địa kỹ thuật Th Điển SGF
cũng như dự án EuroSoilStab do EC tài trợ .
Biện pháp xử lý nền bằng gia cố cọc vôi ximăng ngày càng phát triển thông
qua thống kê của hãng HERCULES

Hình 1.12:. Sự gia tăng sản lượng cọc đất–vôi-ximăng của HERCULES
2. Tại Việt Nam:
Năm 1961 - 1962, cơ quan tiến hành những nghiên cứu sớm nhất ở Việt Nam
về đất gia cố vôi dùng trong xây dựng mặt đường là bộ môn Đường trường Đại
Học Bách Khoa Hà Nội.
Khoảng giữa thập niên 70, trong một hiệp định hợp tác song phương, Công ty
Linden - Alimak ( Thụy Điển ) đã xuất khẩu sang Việt Nam một dàn khoan thi
công cọc vôi LPS4 trong số 6 dàn sản xuất đợt đầu ở Thụy Điển .
Năm 1985 đề tài nghiên cứu được Bộ Xây Dựng nghiệm thu và đưa vào sử
dụng cho một số công trình dân dụng và công nghiệp ở Hà Nội và Hải Phòng.
Năm 2000 gia cố nền đất yếu của bồn dầu 10000m3 ở Tổng kho xăng dầu Nhà
Bè.
Năm 2001 gia cố nền đất yếu của bồn dầu 12500m3 ở Khu Công Nghiệp Trà
Nóc TP. Cần Thơ.
Năm 2002 chúng ta cũng gia cố nên nhà máy điện Phú Mỹ 3 băng phương
pháp cọc vôi ximăng
IV. MỘT SỐ NHẬN XÉT ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN.
Như chúng ta đã thấy được các thành công của việc sử dụng cọc đất - vôi ximăng ở một số nước trên thế giới. Tuy nhiên việc nghiên cứu áp dụng vào các
công trình ở trong nước còn rất ít. Do đó chúng ta cần nghiên cứu và áp dụng hiệu
quả việc gia cố nền bằng phương pháp cọc đất - vôi - ximăng cho các công trình
xây dựng.



Trang 15
1. Nhận xét chung .
Từ những kết quả trên, tác giả nhận thấy để cải tạo đất tại các khu vực đất
yếu tại Thành Phố Hồ Chí Minh bằng phương pháp cọc đất - vôi - ximăng cho
các công trình giao thông là phương án khả thi.
2. Mục đích nghiên cứu
Tác giả chọn hướng nghiên cứu ứng dụng phương pháp xử lý nền bằng cọc đất
- xi măng cho công trình đường đắp cao vào cầu thuộc khu vực Quận 9.
Tìm hiểu điều kiện địa chất địa hình tại khu vực Quận 9 có liên quan đến ứng
dụng phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc đất - ximăng cho công trình đường
đắp cao vào cầu.
Đưa ra cấu tạo phương án tính toán phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc
đất - ximăng cho công trình đường đắp cao vào cầu phù hợp điều kiện địa chất
Quận 9.


Trang 16

CHƯƠNG 2

NGHIÊN CỨU ĐẶC ĐIỂM ĐỊA CHẤT Ở KHU VỰC
THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH VÀ QUẬN 9
I. ĐẤT YẾU NÓI CHUNG
1. Định nghóa đất yếu:
Đất yếu theo kinh nghiệm có các đặc trưng cơ lý sau:
* Các đặc trưng vật lý :
- Độ ẩm
: W > WL

- Hệ số rỗng
: ε >1
- Dung trọng
: γw = 1.4-1.5 T/m3
* Các đặc trưng cơ học :
- Lực dính
: 0.05 – 0.1 kg/cm2
- Góc nội ma sát
: 40 – 100
- Mô đun biến dạng
: E0 < 50 kg/cm2
2. Các dạng đất yếu
Đất yếu có thể chia thành 4 nhóm như sau:
- Các loại đất sét, sét pha cát ở trạng thái mềm, bảo hòa nước
- Các loại đất cát hạt nhỏ, cát bụi ở trạng thái rời, bảo hòa nước
- Các loại đất bùn, than bùn và đất than bùn
- Các loại đất hoàng thổ có độ rỗng lớn gây lún sụt
3. Đặc điểm và tính chất của đất sét yếu
a. Đặc điểm chung của đất sét yếu
- Đất yếu gây biến dạng rất lớn
- Cấu trúc của các hạt đất có liên kết rất yếu nên khả năng chịu tải rất nhỏ
- Dễ xảy ra hiện tượng biến loãng khi chịu tải trọng động đối với các loại đất
cát nhỏ, cát bụi ở trạng thái ba(o hòa nước
- Dễ xảy ra hiện tượng co nở khi có nước thấm đối với loại sét có hàm lượng
Montmorillonit lớn (ven sông)
b. Đặc điểm của đất sét yếu ven sông
Đất sét yếu có các tính chất chung của các loại đất đá thuộc loại sét vì nó
cũng là sản phẩm ở các giai đoạn đầu của quá trình đất đá loại sét, nhưng nó
cũng có các đặc điểm riêng sau đây:
b1. Bản chất, thành phần và cấu trúc khoáng vật sét

Các khoáng vật sét chia thành 3 loại chính là Ilit, Kaolinite và
Montmorillonit. Các khoáng vật sét này là dấu hiệu các điều kiện môi trường mà
nó tạo thành và làm cho đất sét có các đặc trưng riêng


Trang 17

Hình 2.1 Phân tố đơn vị của khoáng vật sét
a. Khối 4 mặt; b. Khối 8 mặt
Kaolinite: (OH)8Al4Si4O10 được tạo thành do phong hóa đá phun trào, đá biến
chất và đá trầm tích trong điều kiện môi trường axit. Kaolinite có thể phát sinh
trong các điều kiện khác nhau nhưng nhất thiết phải ẩm. Cấu trúc Kaolinite là
cấu trúc hai lớp liên kết chắc của silic và phiến gipsic thành 1 tầng. Đặc điểm của
mang tinh thể Kaolinite là tương đối bền, ổn định và ít có khả năng di động. Các
tinh thể Kaolinite chỉ hút nước và trương nở không đáng kể.
Montmorillonite : (OH)4Al4Si8O20.nH2O được tạo thành hầu như trong điều
kiện ngoại sinh, chủ yếu trong quá trình phong hoá các đá phun trào trong môi
trường kiềm, khí hậu nửa khô, ôn hòa và ấm áp. Khoáng vật này có thể phát sinh
phổ biến trong điều kiện môi trường kiềm, có tính co ngót và gây trương nở mạnh
Ilite : (OH)4 Ky(Al4Fe4Mg4)(Si8-yAlyO20 ( y=1….1,5). Khoáng vật này được
thành tạo trong điều kiện biển, mica bị phân hủy, một số Ilite cũng được sinh ra
khi Octala bị phong hoá và Ion K+ chưa bị chuyển hết. So với Koalinite, sự liên
kết yếu hơn nên các hạt mỏng và nhỏ hơn.
b.2 Nước trong đất sét yếu
Đất là một hệ phân tán 3 pha gồm hạt khoáng, nước lỗ rỗng và khí. Do đất sét
yếu thướng bảo nước nên có thể xem là một hệ 2 pha hạt khoáng và nước lỗ rỗng.
Theo quan điểm hiện đại thì hạt khoáng được bao bọc bởi một màng nước gồm
nhiều lớp. Từ trong ra ngoài lần lượt có: nước liên kết hóa học, nước liên kết vật
lý và nước tự do. Các hạt sét và hoạt tính của chúng với nước trong đất làm cho
đất sét mang những tính chất mà các loại đất khác không có : tính dẻo, sự tồn tại

của gradient ban đầu, khả năng hấp thụ và hiện tượng từ biến…

Hình 2.2 Các dạng nước trong đất
1. nước hấp phụ; 2. nước liên kết; 3. nước mao dẫn; 4. nước tự do
b.3 Tính dẻo


Trang 18
Tính dẻo là một trong những tính chất quan trọng của đất sét yếu, nó biểu thị
sự lưu động của đất sét ở một độ ẩm nào đó khi chịu tác dụng của ngoại lực.
Nhân tố chủ yếu chi phối độ dẻo là thành phần khoáng vật của nhóm hạt có kích
thước nhỏ hơn 0.002mm và hoạt tính của chúng đối với nước.
Độ ẩm giới hạn dẻo(Wp) là Độ ẩm giới hạn ứng với trạng thái trung gian giữa
nửa cứng và dẻo. Nó đặc trưng cho độ ẩm nhỏ nhất, ở đó các hạt đất có khả năng
dịch chuyển tương đối với nhau, mà tính liên tục của đất không bị phá hoại.
Độ ẩm giới hạn chảy (WL) là độ ẩm mà đất chuyển từ trạng thái dẻo sang
trạng thái chảy. Lúc này, trong đất có một ít nước tự do, lực dính là nhỏ nhất nên
các hạt đất dể dàng dịch chuyển và tách xa nhau, đất gần như mất hết tính ổn
định
b.4 Tính thấm và Gradient ban đầu:
Hiện tượng thấm của nước trong đất qua các lỗ rỗng và khe nứt do nhiều
nguyên nhân khác nhau: trọng lực, áp lực nén chặt khối đất, điện thẩm thấu,
gradient nhiệt trong đất, sự bốc hơi, áp lực hơi nước và khí..
Tính thấm được đặc trưng bằng hệ số thấm K. Hệ số thấm của đất phụ thuộc
vào thành phần hạt và thành phần khoáng vật của đất, độ nhớt của nước.
Công thức DW Taylor tương quan giữa hệ số thấm và các thông số khác:
3
2 γ we
K= Ds
C

μ (1 + e )
Trong đó :
Ds : đường kính hiệu quả của lỗ rỗng trong đất
μ : hệ số nhớt của nước
C : hệ số hình dạng
Đất loại sét có các đặc tính thẩm thấu, chỉ cho nước thấm qua khi có Gradient
ban đầu I0. Trị số I0 phụ thuộc vào nhiều yếu tố: thành phần đất, dung dịch thấm
qua và nhiệt độ môi trường xung quanh. Sự tạo thành màng nước lõng liên kết
bao quanh các hạt đất là nguyên nhân cơ bản phát sinh gradient áp lực ban đầu.
Kết quả nghiên cứu cho thấy :
4
3

I1 = Io =

Δ −1
1+ e

Trong đó:
Δ : tỷ trọng hạt
e : hệ số rỗng
Do tốc độ thấm nhỏ nên xem dòng thấm tuân theo định luật Darcy
V=k(I-I1)