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

NGUYỄN VĂN BÌNH

XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG CÁC GIẢI
PHÁP GIA TẢI TRƯỚC KẾT HP VỚI BẤC THẤM
VÀ CỘT ĐẤT – VÔI – XIMĂNG
Chuyên ngà nh : Cầu, tuynen và các công trình xây dựng khác trên
đường ôtô và đường sắt
Mã số ngành : 2.15.10

LUẬN VĂN THẠC SĨ

THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH, THÁNG 11-2004


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

Cán bộ hướng dẫn khoa học 1: TS. CHÂU NGỌC ẨN

Cán bộ hướng dẫn khoa học 2: ThS. VÕ PHÁN

Cán bộ chấm nhận xét 1:

GS.TSKH. LÊ BÁ LƯƠNG

Cán bộ chấm nhận xét 2:

TS. LÊ BÁ KHÁNH

Luận văn thạc só được bảo vệ tại HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN
THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày 25 tháng 12 năm 2004


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

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
Độc Lập -Tự Do - Hạnh Phúc
------oOo-----

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
HỌ VÀ TÊN HỌC VIÊN: NGUYỄN VĂN BÌNH
NGÀY THÁNG NĂM SINH: 20-06-1979
CHUYÊN NGÀNH: CẦU ĐƯỜNG
KHÓA :13 ( NĂM 2002 -2004)
I/-TÊN ĐỀ TÀI

PHÁI : NAM
NƠI SINH: QUẢNG NGÃI
MSHV : CA13.002

Xử lý nền đường vào cầu bằng các giải pháp gia tải trước kết hợp
với bấc thấm và cột đất – vôi – ximăng
II/-NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG

1.NHIỆM VỤ:


Ứng dụng các giải pháp gia tải trước kết hợp với bấc thấm; cột đất – vôi – ximăng để xử lý
nền bên dưới đường vào cầu nhằm gia tăng độ ổn định và giảm độ lún cho đường vào cầu.
2.NỘI DUNG:

Chương 1: Giới thiệu.
Chương 2: Ứng xử của đất.
Chương 3: Sử dụng giải pháp gia tải trước và bấc thấm để xử lý lún trước và làm tăng độ
ổn định cho nền bên dưới đường vào cầu.
Chương 4: Sử dụng giải pháp cọc đất – vôi – ximăng để xử lý nền bên dưới nhằm tăng
độ ổn định và giảm độ lún cho đường vào cầu.
Chương 5: Mô phỏng bài toán trong phần mềm PLAXIS.
Chương 6: Kết luận
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ
IV- NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ
V- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1
VI- HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

: 09/02/2004
: 30/10/2004
: TS. CHÂU NGỌC ẨN.
: ThS. VÕ PHÁN

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 1

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN 2

CHỦ NHIỆM NGÀNH

CN BỘ MÔN

QL CHUYÊN NGÀNH

TS. CHÂU NGỌC ẨN

ThS. VÕ PHÁN

TS. LÊ VĂN NAM

TS. LÊ THỊ BÍCH THỦY

Nội dung và đề cương Luận án cao học đã được thông qua Hội đồng chuyên ngành

TRƯỞNG PHÒNG ĐT - SĐH

Ngày 30 tháng 10 năm 2004
TRƯỞNG KHOA QL NGAØNH


LỜI CÁM ƠN
Trong quá trình học tập, nghiê n cứu và thự c hiệ n luậ n văn tôi đã
được tập thể thầy cô Bộ Môn Cầu Đường, Bộ Môn Cơ Học Đất Nền Móng,
nhiệ t tình giảng dạ y, hướng dẫn, bổ sung thêm cho tôi nhiều kiế n thức
chuyên sâ u về chuyên môn, giúp tô i mở rộng thê m về tầm nhìn, hiể u biết
sâu về chuyên mô n, vững vàng hơn trong công tác và nghiên cứu khoa học.
Tôi xin bà y tỏ lòng biết ơn châ n thành đố i với tấc cả quý thầy cô.

Tô i chân thành cám ơn thầ y giá o hướng dẫn chính TS. Châu Ngọc Ẩn,
thầy đồng hướng dẫn ThS. Võ Phán đã tận tình hướng dẫn, cung cấp những
tài liệ u cầ n thiết, truyền đạt những thông tin q bá u và gợi mở một số vấn
đề cần là m sáng tỏ qua việ c thực hiện luận á n nà y.


Cuối cùng tô i chân thành cám ơn các bạn đồ ng nghiệp, các bạn học
cùng lớp đã nhiệt tình giúp đỡ để tôi hoà n thành luận án này.


TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN ÁN
TÊN ĐỀ TÀI :
XỬ LÝ NỀN ĐƯỜNG VÀO CẦU BẰNG CÁC GIẢI PHÁP GIA
TẢI TRƯỚC KẾT HP VỚI BẤC THẤM VÀ CỘT ĐẤT – VÔI –
XIMĂNG
Tóm tắt nội dung nghiên cứu :
Hiện nay, trong phần lớn các công trình đường vào cầu đều xảy ra
hiện tượng lún và ngoài ra một số công trình còn có hiện tượng mất ổn
định và gây trượt mố. Nguyên nhân của hiện tượng này là do nền đắp
đường đầu cầu quá cao mà để khắc phục hiện tượng này thì cần có những
giải pháp rất tốn kém dẫn đến hiệu quả kinh tế kém. Vì vậy cần phải tìm
ra giải pháp thích hợp để xử lý vấn đề này.
Do kết cấu của đường vào cầu và mố cầu không giống nhau, mố thì
tựa trên cọc còn đường dẫn vào cầu thì đặt trên đất nền nên có sự chênh
lệch độ lún giữa đường vào cầu và mố cầu. Ngoài ra, đường dẫn vào cầu
có đặc điểm là chiều cao đất đắp lớn, lưu lượng xe chạy cao, số lượng xe
chạy phát triển theo thời gian, do đó độ lún đường đầu cầu thường lớn và
xảy ra từ từ theo thời gian, dẫn đến trắc dọc tuyến khi qua cầu bị gãy
khúc, xe chuyển động không êm thuận và rất dễ xảy ra tai nạn. Vì thế
đường dẫn đầu cầu cần có những giải pháp thích hợp để khắc phục các
nguyên nhân trên.
Nội dung của đề tài hướng đến việc nghiên cứu tính toán để sử dụng
hai giải pháp sau vào việc gia cố nền đường vào cầu.
- Giải pháp thứ nhất : Sử dụng biện pháp gia tải trước kết hợp
với bấc thấm làm vật tiêu nước đứng.

- Giải pháp thứ hai : Sử dụng cột đất – vôi – ximăng.
Sử dụng phần mềm PLAXIS để tính toán và phân tích hai bài toán
trên.


ABSTRACT
TITLE:
BRIDGEHEAD ROAD SUBFOUNDATION TREATMENT USING THE
SOLUTIONS OF PRE-LOADING COMBINED WITH PREFABRICATED
VERTICAL DRAINS (PVD) AND LIME CEMENT COLUMN.
ABSTRACT:
Settlement happens commonly in most of the bridgehead road
projects nowadays. Besides, some of the projects are not stable and cause
slide at the supports.This is because of the embankment bridgehead road.
Methods to solve these problems take much cost but no efficency as a
result.What we have to do is to work out the right solutions.
Because, as mentioned earlier, that the difference in structure of the
surface of the bridgehead and the support, which is to say, the support is
laid on pile foundation and the bridgehead is on the normal ground, there
will be a subsidence between the end-support and the bridgehead road.
Besides, the bridgehead road has the thick soil layer, high rate of vehicles
going back and forth; the number of vehicles is non-stop increasing and
the result is there is a big subsidence after time. Because of the above
reasons, the bridge will be bent and of course, all means of transportation
will not pass it smoothly and accidents easily happen. Hence, we need
solutions to avoid the above-mentioned problems.
This thesis is aimed at researching and calculating two hereunder
methods in bridgehead road subfoundation stabiliza.
1. Using pre-loading method combined with PVD as a water vertical
drain.

2. Using lime cement column.
Data source for analyzing and calculating: PLAXIS software.


MỤC LỤC
NHIỆM VỤ LUẬN VĂN
LỜI CÁM ƠN
TÓM TẮT NỘI DUNG LUẬN VĂN
MỤC LỤC
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT
YẾU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC.
1.1. Tổng quan về một số phương pháp xử lý nền đất yếu.
1.1.1.Các phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và

1

điều kiện biến dạng của nền.
1.1.2.Các phương pháp làm tăng độ chặt của nền đất yếu.

3

1.2. Tổng quan về cột đất – vôi – ximăng
1.2.1. Lịch sử phát triển và ứng dụng các giải pháp sử dụng
vôi – ximăng cải tạo đất

9

1.2.2 Tổng quan về kết quả nghiên cứu và ứng dụng trong
nước của giải pháp cột vôi/ximăng/vôi – ximăng
1.2.3 Những ứng dụng của cột đất – vôi – ximăng

1.2.4 Sơ lược phương pháp thi công

15
17
18

1.3. Tổng quan về bấc thấm
1.3.1. Lịch sử phát triển của vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp
1.3.2 Thành phần cấu tạo
1.3.3 Lịch sử phát triển bấc thấm

22
23
24

CHƯƠNG 2: ỨNG XỬ CỦA ĐẤT YẾU
2.1. Lý thuyết trạng thái tới hạn
2.2. Cường độ tới hạn của đất
2.2.1. Ứng xử của đất trong thí nghiệm cắt
2.2.2. Trạng thái đỉnh, tới hạn và còn sót lại
2.2.3. Cường độ không thoát nước
2.2.4. Chuẩn hóa
2.2.5. Cường độ trạng thái tới hạn của đất trong thí nghiệm
ba trục
2.2.6. Mối quan hệ giữa cường độ thí nghiệm cắt và thí
nghiệm ba trục

25
33
34

35
37
38
39


CHƯƠNG 3: SỬ DỤNG GIẢI PHÁP GIA TẢI TRƯỚC KẾT HP
VỚI BẤC THẤM ĐỂ XỬ LÝ LÚN TRƯỚC VÀ LÀM TĂNG ĐỘ
ỔN ĐỊNH CHO NỀN BÊN DƯỚI ĐƯỜNG VÀO CẦU.
3.1. Giới thiệu
40
3.2. Phương pháp tính toán bấc thấm
3.2.1. Mở đầu
3.2.2. Các thông số của bài toán cố kết và biến dạng
3.2.3. Phân tích bài toán tính lún
3.2.4. Tính lún theo thời gian
3.2.5. Phân tích sự cố kết khi sử dụng kết hợp với bấc thấm
làm vật thoát nước thẳng đứng
3.3. Gia tải trước
3.3.1. Gia tải một lần có bệ phản áp
3.3.1.1. Tính toán bệ phản áp theo độ chôn sâu của khối
đắp gia tải
a. Xác định chiều cao của bệ phản áp
b. Xác định chiều rộng bệ phản áp
3.3.1.2. Tính toán bệ phản áp theo dạng làm xoải taluy
khối đắp
3.3.2. Gia tải từng lớp :
3.3.2.1. Mở đầu
3.3.2.2. Tính toán gia tải theo từng lớp
a. Những tham số cần xác định khi thiết kế

b. Tính toán chiều cao từng lớp gia tải
c. Kiểm tra ổn định theo phương pháp mặt trượt cung tròn
+ Phương pháp phân mảnh cổ điển
+ Phương pháp Bishop
d. Các phương pháp xác định giá trị tăng lên của cường độ
chống cắt
+ Xác định cường độ chống cắt sử dụng trong đợt đắp
đầu tiên
- Theo thí nghiệm cắt cánh hiện trường, xác định
cường độ chống cắt không thoát nước
- Theo thí nghiệm Dilatometer
+ Xác định sự tăng lên của cường độ chống cắt trong các
giai đoạn sau của giải pháp gia tải nhiều đợt, vừa đắp
vừa chờ cố keát

41
41
41
41
42

46
46
48
49
50
50
51
52
54

54
55
56
56
56
58

58


- Theo 22TCN262-2000
- Xác định sức chống cắt khi xét gộp chung cả ảnh
hưởng của yếu tố ma sát và ảnh hưởng của yếu tố
dính không tách nhau
- Xác định hệ số tăng cường độ chống cắt ks thông
qua hệ số quá cố kết OCR
- Xác định hệ số tăng cường độ chống cắt ks thông
qua cấp độ ứng suất hữu hiệu ESL
- Một số công thức thực nghiệm của một số tác giả để
xác định giá trị tăng lên của cường độ chống cắt
- Xác định sự tăng cường độ chống cắt không thoát nước
dựa vào kết quả thí nghiệm mẫu đất trong phòng
- Tóm tắt các cách xác định sự tăng lên của cường độ
chống cắt của đất yếu dưới tải nền đắp nhiều giai
đoạn đã trình bày
3.3.3. Gia tải trước bằng phương pháp bơm hút chân không

58
59


60
61
64
65
67

67

CHƯƠNG 4: SỬ DỤNG GIẢI PHÁP CỘT ĐẤT – VÔI – XIMĂNG
ĐỂ XỬ LÝ NỀN BÊN DƯỚI NHẰM GIẢM ĐỘ LÚN VÀ TĂNG
ĐỘ ỔN ĐỊNH CHO ĐƯỜNG VÀO CẦU.
4.1. Giới thiệu
70
4.2. Phương pháp tính toán cột vôi, cột cement:
4.2.1 Khả năng chịu tải của cột đơn
70
4.2.1.1 Theo phá hoại vật liệu cột
71
a. Khả năng chịu cắt của vật liệu cột
71
b. Lực dọc trục trong cột
75
c. Lực ngang tác dụng lên cột đơn
77
4.2.1.2 Khả năng chịu tải theo đất nền
80
4.2.2 Khả năng chịu tải của nhóm cột vôi/ cement
82
4.3. Độ lún
83

4.4. Lún lệch
86
4.5. Ổn định tổng thể
89
4.5.1 Xác định hoạt tải tính toán
89
4.5.2 Ổn định tổng thể
89
4.6. Tốc độ lún cố kết của nền gia cố
91


CHƯƠNG 5: MÔ PHỎNG BÀI TOÁN TRONG PHẦN MỀM
PLAXIS
5.1. Số liệu địa chất
5.2. Thông số nền đắp
5.3. BÀI TOÁN 1 : Đắp trực tiếp trên nền đất yếu chưa xử lý
5.3.1 Thông số vật liệu
5.3.2 Cấu trúc bài toán
5.3.3 Kết quả tính toán
5.3.3.1. Độ lún
5.3.3.2. Hệ số ổn định
5.3.3.3. Biểu đồ quan hệ q’- p’
5.3.3.4. Biểu đồ quan hệ p’ – t
5.3.3.5. Biểu đồ quan hệ thời gian – áp lực nước lỗ rỗng
thặng dư
5.3.4. Nhận xét kết quả
5.4. BÀI TOÁN 2 : Xử lý nền bằng bấc thấm kết hợp với gia
tải trước
5.4.1 Thông số vật liệu

5.4.2 Cấu trúc bài toán
5.4.3 Kết quả tính toán
5.4.3.1. Độ lún
5.4.3.2. Hệ số ổn định
5.4.3.3. Biểu đồ quan hệ q’- p’
5.4.3.4. Biểu đồ quan hệ p’ – t
5.4.3.5. Biểu đồ quan hệ thời gian – áp lực nước lỗ rỗng
thặng dư
5.4.4 Nhận xét kết quả
5.5. BÀI TOÁN 3 : Xử lý nền bằng cột đất – vôi – ximăng
5.5.1 Thông số vật liệu
5.5.2 Cấu trúc bài toán
5.5.3 Kết quả tính toán
5.5.3.1. Độ lún
5.5.3.2. Hệ số ổn định
5.5.3.3. Biểu đồ quan hệ q’- p’
5.5.3.4. Biểu đồ quan hệ p’ – t
5.5.3.5. Biểu đồ quan hệ thời gian – áp lực nước lỗ rỗng
thặng dư

93
93
94
94
95
95
95
95
96
97

98
98
99
99
99
100
100
100
101
102
102
103
103
103
104
104
104
104
105
106
107


5.5.4 Nhận xét kết quả
5.6. So sánh và chọn giải pháp hợp lý

108
108

CHƯƠNG 6: KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ

6.1. Kết Luận
6.2. Kiến Nghị

109
110

TÀI LIỆU THAM KHẢO
LÝ LỊCH HỌC VIÊN


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

Chương 1: TỔNG QUAN CÁC GIẢI PHÁP GIA CỐ
NỀN ĐẤT YẾU TRONG VÀ NGOÀI NƯỚC
1.1.TỔNG QUAN VỀ MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ NỀN ĐẤT
YẾU :
Có nhiều biện pháp xử lý nền đất yếu. Các phương pháp khác nhau
có tác dụng làm tăng độ bền của đất, giảm độ lún tổng cộng và chênh
lệch lún, rút ngắn thời gian thi công, giảm chi phí xây dựng. Việc lựa
chọn phương pháp xử lý thích hợp cho từng loại đất riêng biệt trở nên
rất quan trọng. Đối với đất yếu trong vùng dễ lún, việc cải tạo đất
bằng gia cố (cọc cát đầm chặt), bằng vật liệu trộn (phương pháp trộn
sâu) và bằng thoát nước (tiêu nước thẳng đứng) là thích hợp. Với công
trình đắp, việc cải tạo đất bao gồm cho cả nền đất lẫn khối đất đắp
như gia cố vải địa kỹ thuật, lưới thép hoặc sử dụng các vật liệu nhẹ
như polyetylen đã kéo dãn và các sản phẩm liên quan khác.
Trong thực tế chủ yếu có thể chia làm 2 nhóm biện pháp xử lý nền
đất yếu như sau:

- Biện pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện biến dạng
của nền đất yếu.
- Biện pháp làm tăng độ chặt của nền đất yếu.
1.1.1 Các phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất và điều kiện
biến dạng của nền :
Khi lớp đất yếu (bùn, than bùn, đất than bùn, đất đắp…) có chiều dày
không lớn nằm trực tiếp dưới móng công trình thì có thể áp dụng các
biện pháp xử lý nhân tạo như đệm cát, đệm đá, đệm đất hoặc bệ phản
áp ... để gia cố nền. Các biện pháp kể trên nhằm mục đích làm tăng
khả năng chịu lực và hạn chế mức độ biến dạng (đặc biệt là biến dạng
không đồng đều) của đất nền dưới tác dụng của tải trọng công trình.
Trong thực tế đệm cát, đệm đá sỏi, đệm đất còn dùng để thay thế lớp
đất yếu có chiều dày không lớn hơn 3m dưới móng tường, cột trong
các công trình dân dụng, công nghiệp và dưới bản đáy các công trình
thủy lợi. Đối với nền đường đắp trên bùn lầy thì áp dụng bệ phản áp
để khống chế khả năng phát triển của vùng biến dạng dẻo do lớp đất
yếu gây ra là một trong những biện pháp xử lý có hiệu quả.

Trang 1


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

Sau đây là sơ lược các phương pháp cải tạo sự phân bố ứng suất
và biến dạng của nền.
• Đệm cát [6]:
Là phương pháp thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy
móng bằng một lớp đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu lực, giảm

bớt độ lún, làm tăng ổn định khi công trình chịu tải ngang.
Ưu điểm là thi công đơn giản, kích thước móng và chiều sâu
chôn móng sẽ giảm vì áp lực tiêu chuẩn truyền lên lớp đệm cát sẽ
tăng.
Nhược điểm là không dùng cho các công trình có chiều dày lớp
đất yếu lớn (>3m) và nơi nước ngầm có áp lực tác dụng trong phạm vi
lớp đệm cát.
• Đệm đất [6].
Đối với các công trình xây dựng trên nền đất đắp ở trạng thái
ẩm ít và mực nước ngầm ở dưới sâu thì có thể dùng phương pháp đệm
đất này. Đệm đất là phương pháp thay thế lớp đất yếu bằng lớp vật
liệu đệm là đất sét pha cát lấy ở trong khu vực xây dựng.
So với phương pháp đệm cát, đệm đất kinh tế hơn vì tận dụng
được vật liệu địa phương.
Việc tính toán đệm đất cũng tương tự như tính toán đệm cát.
• Đệm đá, sỏi [6].
Khi lớp đất yếu ở đáy móng ở trạng thái bão hòa nước, có chiều
dày nhỏ hơn 3m và dưới đó là lớp đất chịu lực tốt và xuất hiện nước có
áp lực cao. (phương pháp này được sử dụng khi không dùng được
phương pháp đệm cát).
So với đệm cát, độ cứng của đệm đá sỏi lớn hơn nhiều, do đó về
nguyên lý làm việc có sự khác nhau là sự truyền ứng suất theo chiều
sâu khác nhau dưới tác dụng của tải trọng công trình. Với đệm cát, ứng
suất giảm theo chiều sâu của lớp đệm. Đối với đệm đá, do độ cứng
khá lớn nên ứng suất không thay đổi theo chiều sâu. Chính vì vậy, lớp
đệm đá sỏi được xem như là một bộ phận của móng và tính toán lớp
đệm đó như một móng nông đặt trên nền thiên nhiên.

Trang 2



Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

• Bệ phản áp [6].
Phương pháp bệ phản áp là dùng các vật liệu địa phương như đất, đá,
cát đắp ở 2 bên công trình để chống trượt do sự phát triển của vùng
biến dạng dẻo gây ra. Bệ phản áp được xử lý có hiệu quả khi xây
dựng nền đường trên vùng đất yếu. Nó còn có tác dụng phòng chống
lũ, chống sóng, chống thấm nước.
Việc tính toán bệ phản áp thường áp dụng cách tính dựa vào sự phát
triển của vùng biến dạng dẻo dưới tác dụng của tải trọng công trình.
1.1.2 Các phương pháp làm tăng độ chặt của nền đất yếu :
Đối với đất có độ rỗng lớn ở trạng thái rời bão hòa nước và tính
nén lớn hoặc đất có các 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 chảy,
đất bùn, than bùn ...) thì móng công trình không thể đặt trực tiếp trên
nền thiên nhiên được mà cần các biện pháp gia cố làm tăng độ chặt
của nền đất. Các phương pháp làm tăng độ chặt của nền đất, tạo điều
kiện cho nền đất có khả năng chịu lực, hạn chế được độ lún và biến
dạng không đồng đều khi tiếp thu tải trọng ngoài là các phương pháp
cọc cát, cọc đất, giếng cát, nén trước bằng tải trọng tónh có kết hợp
thiết bị tiêu thoát nước thẳng đứng, nén chặt trên mặt bằng đầm nặng,
đầm rung hoặc nén chặt dưới sâu bằng thủy chấn, chấn động ...
Sau đây là sơ lược các phương pháp làm tăng độ chặt của nền
đất yếu:
• Cọc cát [6]
Phương pháp nén chặt đất bằng cọc cát được áp dụng khi xây
dựng các công trình chịu tải lớn trên nền đất yếu có chiều dày lớn. Tác

dụng của cọc cát làm cho độ rỗng, độ ẩm của nêàn đất giảm đi, trọng
lượng thể tích, mô đun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng
lên.
Dưới tác dụng của tải trọng, cọc cát và vùng đất được nén chặt
xung quanh cọc làm việc đồng thời, đất được nén chặt đều trong
khoảng cách giữa các cọc. Trị số độ ẩm, hệ số rỗng trong cọc cát cũng
như ở vùng đất được nén chặt xung quanh sẽ giống nhau ở mọi điểm.
Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền đất được nén chặt bằng cọc cát
có thể xem như là nền thiên nhiên. Phần lớn độ lún của nền đất yếu
bão hòa nước có cọc cát thường kết thúc trong quá trình thi công, do ñoù
Trang 3


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

tạo điều kiện cho công trình nhanh chóng đạt đến giới hạn ổn định.
Bởi vì lúc này cọc cát làm việc như các giếng thoát nước, nước trong
đất có điều kiện thoát ra nhanh theo chiều dài cọc dưới tác dụng của
tải trọng ngoài. Điều này không thể có được đối với nền đất thiên
nhiên hoặc nền đất dùng cọc cứng.
So với cọc cứng, vật liệu cát rẻ tiền hơn và không bị ăn mòn nếu
nước ngầm có tính xâm thực. Biện pháp thi công đơn giản cho nên giá
thành phương án cọc cát thường rẻ hơn so với các phương án khác (so
với cọc bê tông giảm khoảng 2 lần – theo tài liệu những phương pháp
xây dựng công trình trên nền đất yếu – Hoàng Văn Tân).
Thi công cọc cát theo các bước: đóng ống thép xuống đất, nhồi
cát và đầm chặt đồng thời rút ống thép lên. Ống thép có đường kính 30
– 50cm đóng xuống đất đến độ sâu thiết kế bằng phương pháp chấn

động. Sau đó vừa rút ống thép lên vừa nhồi cát vào trong ống và đầm
chặt. Ống được rút lên với tốc độ đều, vừa rút vừa rung tới khi nào ống
chỉ còn lại trong đất khoảng chừng 0.5 – 0.8m, lúc đó mới bỏ máy
chấn động ra.
Cọc cát được bố trí theo đỉnh lưới hình tam giác đều là sơ đồ bố
trí hợp lý nhất đảm bảo đất được nén chặt đều trong khoảng cách giữa
các cọc cát.
Chiều sâu nén chặt có thể lấy bằng chiều sâu vùng chịu nén dưới đế
móng, được xác định xuất phát từ điều kiện ứng suất nén ở độ sâu ấy
nhỏ hơn một giới hạn nhất định (0.2 lần áp lực của bản thân đất).
• Cọc đất [6]
Cọc đất thường dùng để nén chặt đất nền có độ rỗng lớn và có
tính lún sập. Đất có tính lún sập như đất hoàng thổ là đất mà khi bị
ngậm nước đất có lỗ rỗng lớn. Lỗ rỗng thường có đường kính 0.5 –
2mm chiếm khoảng 50-54% so với toàn bộ thể tích.
Phương pháp thi công cọc đất có chia làm 2 phương pháp:
phương pháp lõi và phương pháp nổ. Phương pháp lõi là dùng ống thép
rỗng đầu khép kín hạ tới độ sâu thiết kế sau đó rút ống lên và nhồi đất
đầy vào lỗ khoan. Phương pháp nổ là người ta khoan những lỗ mìn có
đường kính 60-80mm đến độ sâu thiết kế. Trong lỗ khoan, người ta đặt
các dây nổ và các viên nổ có kích thước và trọng lượng tiêu chuẩn bố
trí đều dọc theo chiều dài lỗ khoan. Sau khi nổ sẽ được lỗ khoan thaúng
Trang 4


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

đứng có đường kính 8-11 d0 (d0 là đường kính viên nổ). Người ta phải

tiến hành đầm chặt đất trong lỗ khoan theo từng lớp bởi các máy
chuyên dụng (như máy B.C-1 của Liên Xô có vật đầm dạng nêm
parabol đường kính 28-32cm, trọng lượng 350kg, chiều cao rơi 2.5 –
3m). Trong lượng phần đất mỗi lớp cần được nén chặt trong lỗ khoảng
100 – 120kg.
Bố trí cọc đất cũng tương tự cọc cát. Căn cứ vào hệ số rỗng thiên
nhiên e0, độ chặt thiết kế sau khi đã nén chặt và đường kính cọc đất dc,
người ta có thể xác định khoảng cách L giữa các cọc đất theo bảng 1-1.
Chiều dài cọc đất phụ thuộc vào chiều sâu nén chặt. Chiều sâu
nén chặt phụ thuộc vào độ lún sập dự tính của đất nền. Nếu độ lún sập
< 50cm, chiều sâu nén chặt lấy bằng chiều dày vùng chịu nén. Khi độ
lún sập dự tính >50cm thì chiều sâu nén chặt lấy bằng toàn bộ chiều
dày của lớp đất có tính lún sập. Trị số lún sập được tính theo qui phạm
SNIPII-δ.2-62.
Bảng 1-1. Khoảng cách L giữa các cọc đất
eo
1.224
1.084
1.00
0.92
2.0d c
2.25d c
2.5d c
δ = 1.65t / m3 1.8d c
2.1d c
2.25d c
δ = 1.70t / m3 1.75d c 1.9d c
1.8d c
2.0d c
2.1d c

δ = 1.75t / m3 1.6d c

0.85
2.75d c

0.785
3.25d c

2.5d c

3.0d c

2.25d c

2.5d c

• Cột vôi [6]
Cột vôi thường dùng nén chặt các lớp đất bão hòa nước và đất
than bùn. Khi tác dụng với nước, vôi sống được tôi sẽ tăng thể tích, do
đó có tác dụng nén chặt đất chung quanh. Đồng thời vôi còn có tác
dụng gia cố đất chung quanh cột, làm tăng cường độ, hút nước rồi tỏa
nhiệt, làm nước bốc hơi và làm giảm độ ẩm của đất yếu chung quanh
cột. Kết quả sau khi dùng cột vôi là tính nén lún của nền đất giảm đi
đáng kể.
Như công trình xây dựng nhà máy động cơ Barnaulxki tại Liên
Xô, 600 cột vôi đường kính D240 với khoảng cách 2.5m đóng xuống
nền đất có mô đun biến dạng E0 trước khi nén chặt là 27kg/cm2. Sau
khi nén chặt bằng cột vôi, E0 có thể lên đến 80-90kg/cm2. Lực dính

Trang 5



Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

tăng lên khoảng 1.5 -3 lần, cường độ nén một trục có thể lên 10 –
25kg/cm2.
Tuy nhiên do độ thấm của đất sét nhỏ nên sự lan truyền của vôi
trong khối đất bị hạn chế, sự cải thiện tính chất của đất yếu của cọc
vôi còn rất cục bộ.
Thiết kế và thi công cọc vôi cũng tương tự như cọc cát. Người ta
khoang lỗ có đường kính từ 30 – 50cm, cách nhau 2 – 5m. Sau khi
khoan đến độ sâu thiết kế thì người ta tiến thành đổ vôi chưa tôi vào lỗ
khoan thành từng lớp, mỗi lớp có chiều cao khoảng 1-1.5m, dùng loại
máy đầm có vật đầm hình parabon đầm nén từng lớp vôi trong lỗ
khoan. Sau khi đầm nén, đường kính cọc vôi sẽ tăng lên 20% và đất
xung quanh cọc được nén lại.
• Cột đất – vôi – ximăng [8] :
Kỹ thuật gia cố đất bằng cột đất – vôi – ximăng được áp dụng
và phát triển mạnh mẽ tại Thụy Điển trong việc xây dựng các lớp
móng đường, ổn định hố đào, nền đê đập, nền cho các móng bồn. Cột
đất – vôi – ximăng được tạo ra bởi việc trộn đất sét yếu với một lượng
vôi – xi măng hoặc chất liên kết vô cơ để tạo ra một vật liệu có tính
chất cao hơn hẳn đất không gia cố.
Vật liệu gia cố trong cột đất – vôi – ximăng là xi măng và vôi
bột chưa tôi có cỡ hạt 0.2mm. Tác dụng của vôi chủ yếu là để tăng sức
chống cắt và giảm tính nén lún của đất. Những thay đổi này về tính
chất cơ học của đất xảy ra rất nhanh, do quá trình trao đổi ion và tôi
vôi ở trong đất. Tiếp theo là quá trình thủy hóa xi măng và silicat hóa.

Quá trình thủy hóa xi măng và tạo ra khung cứng trong đất là chủ yếu
và xảy ra ngay sau khi khuấy trộn. Kết quả nghiên cứu cho thấy sau 3
tháng, đất gia cố vôi/ximăng đạt được 80% giá trị cường độ cần có.
Đối với đất gia cố ximăng thì giá trị trên đạt được trong vòng 1 tháng.
Lượng vật liệu gia cố với một số vùng đất nền thường gặp ở
Việt Nam vào khoảng 8 – 12% khối lượng đất khô.
Đất được gia cố bằng vôi-ximăng khá rắn chắc, có hệ số nền
thấp, sức chống cắt cao so với đất không gia cố. Cường độ chống cắt
của đất sét gia cố có thể lên tới 10kg/cm2, tăng hơn 50 lần so với đất
chưa gia cố.
Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy với đất sét hữu cơ và đất nằm
trong nước mặn, sự tăng cường độ chống cắt do vôi và ximăng sinh ra
Trang 6


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

là tương đối nhỏ. Trong đất á sét thì việc gia cố làm tăng sức chịu tải
rõ rệt.
Kỹ thuật thi công cột đất – vôi – ximăng của Thụy Điển là xây
dựng ngay trong nền đất yếu các cột đường kính 50-80cm bằng một
thiết bị trộn đặc biệt, dạng như mũi khoan. Thiết bị này sẽ khoan xoắn
vào trong đất đến độ sâu yêu cầu, tương ứng với chiều dài thiết kế của
cọc và được rút lên khi xoay ngược chiều. Tốc độ xoay và khả năng
chuyển vật liệu (có thể vào khoảng 7 – 10% vôi sống và trộn nó với
đất dính) được điều chỉnh thích ứng với bước của dụng cụ để giảm sự
xáo động của đất. Vôi sống và ximăng sẽ được trộn đồng thời với khí
nén từ hệ thống xilô qua ống dẫn trong cần khoan vào trong đất. Quá

trình khuấy trộn đồng thời cũng làm chặt đất trong cọc. Tác dụng hóa
lý giữa vôi 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.
• Giếng cát [6]
Giếng cát là một biện pháp làm tăng nhanh tốc độ cố kết của
nền đất yếu có độ ẩm lớn, làm nén chặt nền đất để tăng sức chịu tải.
Khi nghiên cứu quá trình cố kết, người ta phải tiến hành giải quyết bài
toán cố kết thấm 3 chiều. Phương pháp giếng cát thường áp dụng cho
các loại đất yếu như bùn, than bùn và các loại đất dính bão hòa nước
và thường áp dụng cho các công trình có kích thước móng lớn như nền
đường, nền sân bay, bản đáy các công trình thủy lợi, móng dưới hệ
thống si lô đòi hỏi rút ngắn giai đoạn lún đưa nhanh công trình vào sử
dụng.
Biện pháp thi công giếng cát cũng giống như cọc cát. Việc chọn
máy đóng ống thép xuống độ sâu thiết kế có ảnh hưởng lớn đến chất
lượng làm việc của giếng cát.
Khoảng cách giữa các giếng cát phụ thuộc vào đường kính giếng
cát cũng như tốc độ cố kết của nền đất. Thực tế hay dùng khoảng cách
các giếng từ 1 – 5 m.
Khi nghiên cứu cố kết của giếng cát, người ta thường dựa vào
một số giả thiết cơ bản như sau:
- Dưới tác dụng của tải trọng, đất nền chỉ biến dạng theo hướng
thẳng đứng.
- Vùng ảnh hưởng của mỗi giếng cát là một hình trụ có đường
kính bằng khoảng cách giữa các trục của giếng.
Trang 7


Luận Văn Cao Học


Học Viên : Nguyễn Văn Bình

- Tốc độ nước thấm trong đất được xác định theo định luật Darcy.
Đối với đất yếu có tính nén lớn, độ dốc thủy lực ban đầu xem
như gần bằng không.
- Bỏ qua sự khác nhau về tính nén của môi trường đất và vật liệu
trong giếng, xem nền đất là hoàn toàn đồng nhất để đơn giản
việc tính toán.
• Bấc thấm kết hợp với nén trước bằng tải trọng tónh [8]
Phương pháp bấc thấm: Là phương pháp sử dụng thiết bị tiêu
thoát nước thẳng đứng chế tạo sẵn kết hợp với nén gia tải để tạo
đường thoát nước trong đất, rút ngắn thời gian cố kết. Nước lỗ rỗng
thoát ra khi đất sét cố kết với gradien thủy lực tạo ra do nén trước,
chảy nhanh theo phương ngang về phía bấc thấm rồi sau đó chảy tự do
theo phương thẳng đứng dọc theo bấc thấm lên phía các lớp dễ thấm
nước đi ra ngoài. Bấc thấm được chế tạo là lọai vật liệu tổng hợp gồm
có bao lọc bằng vật liệu tổng hợp bao quanh trụ chất dẻo. Thông
thường tính thấm của bao lọc: kvải địa cơ ≥10kđất.
Việc tính toán cố kết cho bấc thấm thường sử dụng lý thuyết của
Barron (1948) được cải tiến bởi Hansbo (1979) với các điều kiện:
- Biến dạng thẳng đứng là tự do cho nên ứng suất bề mặt thẳng
đứng là hằng số và chuyển dịch bề mặt là không đồng nhất trong
quá trình cố kết.
- Biến dạng thẳng đứng là bằng nhau, nên ứng suất bề mặt thẳng
đứng không đồng nhất.
Bấc thấm thường được bố trí theo 2 sơ đồ: hình vuông hoặc hình
tam giác. Độ sâu của bấc thấm thường bằng chiều sâu vùng hoạt động
cố kết nếu là bài toán cố kết một chiều và bằng 1/2 chiều sâu vùng
hoạt động cố kết nếu là bài toán cố kết 2 chiều.
Phương pháp bấc thấm có ưu điểm giá thành thấp, thi công nhanh.

Nhược điểm đòi hỏi thiết bị chuyên dụng, dễ bị tắc bấc thấm và
thường để lại vật liệu trong nền đất khó tiêu hủy theo thời gian.
• Gia cố đất bằng năng lượng nổ [8]
Nội dung của phương pháp này là: trong phạm vi bề mặt và chiều dày
của lớp đất yếu cần được gia cố sẽ bố trí các quả mìn dài, theo một
mạng lưới tam giác đều. Những giếng được năng lượng nổ tạo thành sẽ
nén đất ra quanh giếng. Kích thước giếng và khoảng cách giữa trục

Trang 8


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

các giếng phải được tính toán đủ đảm bảo nén đất đến độ chặt cần
thiết một cách tương đối đồng đều. Sức chịu tải của nền đất tăng lên
có thể đơn thuần nhờ sức nổ ép làm cho các hạt đất được xếp lại sít
vào nhau hơn và cũng có thể do cả tác dụng của quá trình cố kết thấm
qua các giếng được lấp cát khi điều kiện địa chất và thủy văn cho
phép.
1.2. TỔNG QUAN VỀ CỘT ĐẤT – VÔI – XIMĂNG :
1.2.1 Lịch Sử Phát Triển Và ng Dụng Các Giải Pháp Sử Dụng Vôi
– Ximăng Cải Tạo Đất :
Từ rất lâu, phương pháp trộn vôi, xi măng đã được dùng để cải tạo
nền đất yếu. Thời Cổ La Mã người ta dùng vôi như một chất liên kết
các khối đá lớn.
- Ngay từ 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, thủy
lợi, xây dựng dân dụng và công nghiệp. Gia cố nền đất yếu bằng

vôi là một phương pháp được biết đến từ lâu và đã được một số
tổ chức nghiên cứu tiêu chuẩn hóa để áp dụng cho thiết kế xây
dựng đường giao thông (ví dụ: Ministère de I’Equipement, 1972);
nhưng qui trình chỉ xác định cho lớp đất mặt gia cố dày 0,3m.
- Vào năm 1954, IU.B. Osipov đã dùng vôi sống để cải tạo tính
chất xây dựng của đất, theo ông, vôi sống có khả năng ngưng kết
(hóa cứng) trong vòng 5 ÷ 10 phút ở điều kiện xác định, tức là nó
ngưng kết nhanh gấp 50 ÷ 100 lần vôi tôi.
- Cũng năm 1954, Công ty Intrusion Prepkakt (Mỹ) ứng dụng và
phát triển kỹ thuật cọc trộn tại chỗ (MIP – Mix In Place Pile).
Vào những năm 1960, qui trình gia cố nền đất bằng vôi trộn đất
cho lớp đất mặt dày 1m đã được thực hiện ở Mỹ và Đức bằng
cách nhồi vôi vào các lỗ khoan sẵn đường kính 100mm. Đến năm
1961, kỹ thuật MIP đã được áp dụng tại Nhật Bản với hơn
300.00m dài cột dùng gia cố hố đào và kiểm soát mực nước
ngầm. Tiếp tục đến những năm đầu của thập niên 70, Công ty
Seiko Kogyo đã thực hiện thành công kỹ thuật tường ngăn SMW
(Soil Mixture Wall) và DMM.
- Năm 1967, Viện Nghiên Cứu Hải Cảng và Bến Tàu (PHRI –
Prot and Harbour Research Institute) thuộc Bộ Giao Thông Vận
Trang 9


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

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.
- Cũng vào năm 1967, Kjeld Paus, Linden Alimak AB, và
Byggproduktion AB tiến hành nghiên cứu trong phòng thí
nghiệm và ngoài thực địa cho phương pháp cột vôi Thụy Điển để
xứ lý đất sét yếu dưới nền đường.
- Năm 1973, Abelev đã mô tả phương pháp xử lý nền đất áp dụng
ở Barnaul ở Buston ở Liên Xô cũ. Ở Barnaul, người ta xử lý lớp
bùn sét dày 30m (γ = 15 – 16 kN/m2, Wn = 23 – 26%) bằng cột
vôi sống đường kính 0,5m, dài 7m, các tim cột cách nhau 2m.
hàm lượng nước của đất sét giảm trung bình 5%, các thông số về
cường độ kháng cắt tăng từ C’ = 12 - 21kPa và ϕ’ = 13 – 14o đến
C’ = 30 – 37 kPa và ϕ’ = 17 – 20o; và mô đun biến dạng của đất
giữa các cột tăng từ 1000 – 1600 kPa lên 2900 – 3800 kPa. Ở
Buston, người ta tiến hành các thí nghiệm chất tải trước và sau
khi xử lý nền đất bùn sét (γ = 17 – 18kN/m3, Wn = 25 – 28%) với
cột vôi đường kính 0,265m và dài 5m. Kết quả thí nghiệm bàn
nén hiện trường thực hiện 36 ngày sau khi xử lý cho thấy rõ được
hiệu quả của phương pháp xử lý.
- 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 dâu đã
được áp dụng rộng rải tại Nhật Bản. Công ty FU DO
Cosntruction Co., Ltd đã sử dụng thiết bị Mark VI đầu tiên vào
việc cải tạo nền đất sét yếu tại Chiba.
- Cũng vào năm 1974, người ta tiến hành các thử nghiệm với cột
vôi (lime piles) tại sân bay Ska Edeby, Thụy Điển với cọc dài

15m, đường kính 0,5m.

Trang 10


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

- Cũng vào năm 1974, Arrasson, Linden Alimark AB và một số
nhà nghiên cứu khác đã công bố chi tiết của phương pháp cọc
vôi.
- Cũng vào năm 1974, tại Phần lan, lần đầu tiên người ta sử dụng
phương pháp cọc vôi Thụy Điển để xử lý nền đường đất sét yếu:
nền đường cao 6m, cọc vôi / xi măng đường kính 0,5m.
- Năm 1975 , PHRI đã nghiên cứu phát triển phương pháp trộn xi
măng dưới sâu (CDM – Cement Deep Mixing) bằng việc sử
dụng vữa xi măng lỏng và áp dụng xử lý nền đất sét yếu bờ biển.
- Năm 1976, Viện Nghiên Cứu Công trình Công Cộng (PWRI –
Public Works Research Institute) thuộc Bộ 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 xi măng khô hoặc đôi khi sử dụng vôi sống.
Giai đoạn thử nghiệm đầu tiên hoàn thành vào năm 1980.
- Cũng vào năm 1976 ở Ấn Độ, HUNAD, S.M Etel thuộc Viện Kỹ
Thuật và Công Nghệ Shri (Shri G.S. Institute of Technology and
Science và tiếp sau đó Swarajyamal Hunad đã nghiên cứu và đề
xuất sử dụng cột vôi (lime piles) để xử lý nền đất yếu trương nở
black cotton soil là loại đất phổ biến khắp miền Trung Ấn Độ
với diện tích khoảng 500.000 km2.

- Ở Thụy Điển, năm 1977 Viện Địa Kỹ Thuật Thụy Điển SGI
(Swedisy Geotechnical Institute) đã xuất bản lần đầu tiên sách
Hướng dẫn thiết kế cột vôi (nghóa là cột sét mềm gia cố bằng
vôi) (Assarson Broms & Bowman). Kỹ thuật này bao gồm việc
trộn tại chỗ với tỷ lệ 6% vôi sống (quicklime CaO) với đất sét
mềm bằng máy khoan (auger). Kết quả ghi nhận ở các cột vôi
nói trên cho thấy sau một năm cường độ đạt được gấp 50 lần
cường độ đất chưa xử lý, sau một tháng đạt được 1/3 và sau hai
tháng đạt được 1/2 . Các cột vôi cũng trở nên thấm nước hơn đất
chưa xử lý và chúng làm việc như một giếng cát thoát nước thẳng
đứng để tăng nhanh quá trình cốt kết.
- Năm 1977, lần đầu tiên phương pháp trộn xi măng dưới sâu
CDM (Cement Deep Mixing) áp dụng cho các công trình thực tế
tại Nhật Bản.
Trang 11


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

- Năm 1980, Phương pháp DJM (Deep Jet Mixing) được áp dụng
thực tế tại Nhật Bản.
- Những năm đầu thập niên 80, Hiệp hội DJM thành lập tại Nhật
Bản.
- Năm 1983, tại Helsink Phần Lan, Eggstad xuất bản báo cáo
State – of – the – Art về hiệu quả gia cố của cột vôi.
- Năm 1985, Viện Địa Kỹ Thuật Thụy Điển SGI (Sweden
Geotechnics Institute) xuất bản tuyển tập tổng kết quá trình 10
năm phát triển của phương pháp trộn sâu DMM (Ahnberg &

Bolm)
- Năm 1986, Miura đã kết luận là việc cải tạo nền đất sét yếu
Ariale ở Nhật Bản bằng cách trộn vôi sống có hiệu quả với đất
sét ven bờ hơn là đất sét ở trên bờ. Để thiết kế móng đê trên đất
sét đã cải tạo bằng phương pháp DJM, người ta đưa ra một tiêu
chuẩn tạm thời (Miura, 1986); tiêu chuẩn yêu cầu độ bền nén nở
hông của đất đã cải tạo tại hiện trường phải lớn hơn 400 kPa sau
28 ngày bảo dưỡng.
- Năm 1986, SMW Seiko Inc, bắt đầu ứng dụng DMM tại Mỹ dưới
sự bảo trợ của Công ty Seiko Nhật Bản.
- Năm 1987, từ kết quả nghiên cứu được 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 – xi măng được thực hiện bằng cách đảo ngược chiều
xoay của máy khoan trong khi rút lên trên.
- Năm 1989, các Công ty Trevi tại Italy 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 1989, tại Thụy Điển việc sử dụng cọc hỗn hợp vôi - xi
măng (LCC – Lime Cement Column) phát triển.
- Năm 1990, tại Phần Lan người ta sử dụng thiết bị trộn mới sử
dụng ximăng và vôi.
- Năm 1990, giáo sư Tersashi người đã có quá trình nghiên cứu
DLM (Deep Lime Mixing), CDM (Cement Deep Mixing) và
DJM (Dry Jet Mixin) từ năm 1970 với Viện Nghiên Cứu hải

Trang 12


Luận Văn Cao Học


Học Viên : Nguyễn Văn Bình

Cảng và Bến Tàu PHRI Nhật Bản tổ chức các buổi hội thảo tại
Phần Lan. Trong đó, giới thiệu hơn 30 loại chất kết dính (binder)
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 đất - xi măng.
- Trong thập niên 1990, việc sử dụng phương pháp gia cố sâu cho
nền đất bằng cột vôi – xi măng 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 hóa cứng trong đất xét
gia cố sử dụng các chất trộn mới như xỉ, tro bay núi lửa (fly
ash),…
- Năm 1995, Chính Phủ Thụy Điển thành lập Trung Tâm Nghiên
cứu gia cố sâu nền đất Thụy Điển SD- Svensk Djupstablilisering
tại Viện nghiên cứu địa kỹ thuật Thụy Điển SGI. Trung tâm này
có nhiệm vụ chủ trì nghiên cứu lập kế hoạch, tạo cơ sở dữ liệu
về các đặc tính kỹ thuật của đất gia cố, mô hình cấu trúc đất gia
cố, qui trình đảm bảo chất lượng, phương pháp thi công.
- Năm 1995 tại Thụy Điển có một công trình tiêu biểu đó là từ
tháng 1 đến tháng 11 Công ty Hercules thi công hệ thống cột vôi
– xi măng cho Nhà thầu NCC – AB. Chủ đầu tư là Cục Đường

Sắt Quốc Gia Thụy Điển (the Swedish National Railways
Administration) trong dự án mở rộng đường sắt West Coast nối
liền Satinge và lekarekull, công tác gia cố được tiến hành trong
điều kiện địa chất nền có lớp đất sét dày. Các cột đất gia cố là
cột lơ lửng ở độ sâu từ 8m đến 20m
- Từ năm 1975 - 1996, đã có hơn 5.000.000m cột đất – vôi và đất
– vôi – xi măng đã được thi công tại Thụy Điển.

Trang 13


Luận Văn Cao Học

Học Viên : Nguyễn Văn Bình

- Năm 1996, Hội nghị về DMM (Deep Mixing Mehtod) được tổ
chức tại Nhật Bản.
- Năm 1996, lần đầu tiên tại Mỹ Công ty Stabilator USA Inc., New
York đã sử dụng cọc đất – vôi – xi măng trong thực tiễn.
- Năm 1997, trong dự án xây dựng mới hệ thống đường bộ
E18/E20 Arboga – Orebro – Thụy Điển, Công ty Hercules đã thi
công đến 800.000m cột vôi – xi măng. Công việc gia cố cột đất –
vôi – xi măng hoàn thành năm 1999, toàn bộ dự án hoàn thành
vào năm 2000. Chủ đầu tư của công trình là NCC Anylaggning.
- Từ tháng 10/1997 đến tháng 12/1998 Công ty Hercules đã thi
công cột vôi – xi măng cho dự án đường bộ giữa Slyte và Grasna.
- Năm 1998, Ratio Inc, lập văn phòng đại diện tại California, Mỹ
nhằm ứng dụng kỹ thuật DMM của Nhật Bản và trúng thầu dự
án đầu tiên tại California vào năm 1999.
- Năm 1998 tại Na Uy, SINTEF Civil and Environmental

Engineering (Ủy Ban Kỹ Thuật Công Chánh và Môi trường
SINTEF – Na Uy) và Đại Học Khoa Học và Công Nghệ Na Uy
NTNU đã lập báo cáo tổng kết kinh nghiệm về việc sử dụng cột
vôi – xi măng để ổn định mái dốc và nền đất đắp. Ngoài ra, dự
án R&D – Grunforsterkning Medkaksementpler do Cục Đường
Sắt Na Uy hoàn thành trong năm 1998 cũng đã góp phần làm
sáng tỏ đặc tính làm việc của cột vôi – xi măng – một phần tử
kết cấu tương tác với đất xung quanh (the behavior of lime –
cement columns as a structural element interacting with the
surrounding soil).
- Năm 1999, Hội nghị quốc tế về DMM (Dry Mix Methods
International Conference for Depp soil stabilization) được tổ
chức tại Stockholm, Thụy 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 cột vôi –
xi măng. 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

Trang 14