TĨM TẮT
Tại Việt Nam, ngành xây dựng giao thơng đang phát triển mạnh mẽ nhằm phục vụ
hoạt động phát triển kinh tế và xã hội. Ở một số dự án xây dựng đường giao thơng đi
qua khu vực có địa chất yếu cần được xử lý để đảm bảo không bị lún, trượt. Trên thế
giới và trong nước có rất nhiều công nghệ xử lý đất yếu đã được ứng dụng vào gia cố
nền. Trong các phương pháp gia cố nền, cọc xi măng đất với ưu điểm tận dụng đất tại
chỗ, thời gian thi công nhanh đã được phát triển mạnh. Vì vậy, việc ứng dụng phương
pháp cọc xi măng đất cần được nghiên cứu để phát huy hết cơng dụng của nó. Tuy
nhiên, để kiểm tra sự phù hợp cũng như ứng dụng thành công cọc xi măng đất thì cần
nghiên cứu các thơng số liên quan đến cọc xi măng đất như sức chịu tải, độ lún cho
phép và độ ổn định của nền đất sau khi gia cố.
Đề tài tập trung nghiên cứu về việc ứng dụng, thiết kế tính tốn và kiểm tra độ lún,
độ ổn định nền đất yếu được gia cố bằng cọc xi măng đất thi công theo công nghệ
Nhật Bản (Jet Grouting), q trình kiểm tra được mơ phỏng tính tốn bằng phần mềm
Plaxis 3D, cung cấp thêm các thông số về ứng xử của nền đất sau gia cố và điều chỉnh
thiết kế cho phù hợp. Quá trình đánh giá dựa trên cơng trình thực tế tại tuyến đường
Hồ Chí Minh đoạn La Sơn-Túy Loan (km0+00 - km80+00m) tại nút giao (cầu vượt)
Hịa Liên, thành phố Đà Nẵng. Từ đó, đánh giá ưu nhược điểm và đưa ra phương án
thiết kế cọc xi măng đất tối ưu thi công theo công nghệ Nhật Bản.
Kết quả nghiên cứu cho thấy sử dụng cọc xi măng đất thi công theo công nghệ
Nhật Bản để xử lý đất yếu bên dưới nền đường thỏa mãn độ lún cho phép và đáp ứng
yêu cầu thiết kế. Điều này cho thấy khả năng ứng dụng của cọc xi măng đất trong gia
cố nền đất yếu tại nhiều khu vực ở nước ta.

v


ABSTRACT

In Vietnam, transportation construction has been developing strongly to serve
economic and social development activities. In some construction projects of routes

going through geologically weak areas, these routes need be handled to ensure that
they do not sink or slide. In Vietnam and in the world, there are many weak ground
treatment technologies applied to consolidating the roadbed. Among the methods of
reinforcing the ground, cement column with advantages of land use on the spot, fast
construction time has developed strongly. Therefore, the application of cement column
should be researched

to promote all its uses. However, in order to test the suitability

as well as the successful application of cement column, it is necessary to study the
parameters related to cement column such as bearing capacity, permissible settlement
and stability of the ground after reinforcement.
The research focuses on the application and calculation design and the testing
settlement, stability of the weak ground reinforced by the cement column based
Japanese technology (Jet Grouting). The process of testing is simulated and calculated
by Plaxis 3D software, and provides additional parameters on the behavior of the
ground after reinforcement and appropriate adjustment the design. The evaluation
process is based on the actual construction of the Ho Chi Minh route in La Son-Tuy
Loan segment (km0+00 - km80+00m) at the Hoa Lien intersection (overpass), Da
Nang city. From that point, the study also evaluates the advantages and disadvantages
and proposes the optimal design of cement column used Japanese technology.
The result of the study shows that the use of cement column based Japanese
technology to handle weak soil under the roadbed satisfies the allowed settlement and
meets design requirements. This proves the applicability of cement column for weak
ground reinforcement in many areas in Vietnam.

vi


MỤC LỤC

LÝ LỊCH KHOA HỌC .................................................................................................... i
LỜI CAM ĐOAN .......................................................................................................... iii
LỜI CẢM ƠN ................................................................................................................. iv
TÓM TẮT........................................................................................................................ v
MỤC LỤC .....................................................................................................................vii
DANH MỤC BẢNG BIỂU ...........................................................................................xii
DANH MỤC HÌNH ẢNH ............................................................................................ xiv
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................ 1
2. Mục tiêu nghiên cứu ............................................................................................. 1
3. Nội dung nghiên cứu ............................................................................................. 2
4. Phạm vi nghiên cứu .............................................................................................. 2
5. Phương pháp nghiên cứu ...................................................................................... 2
6. Ý nghĩa nghiên cứu ............................................................................................... 2
CHƯƠNG 1 NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT TRỘN XI MĂNG THEO
CÔNG NGHỆ NHẬT BẢN ............................................................................................ 4
1.1. Tổng quan về cọc xi măng đất ........................................................................... 4
1.1.1. Khái niệm cọc đất trộn xi măng ..................................................................... 4
1.1.2. Những nghiên cứu ngoài nước ....................................................................... 4
1.1.3. Những nghiên cứu trong nước ........................................................................ 4
1.2. Lịch sử hình thành và phát triển ........................................................................ 5
1.3. Các cơng nghệ đất trộn xi măng ........................................................................ 5
1.3.2. Công nghệ dùng cánh trộn .............................................................................. 6
1.3.3. Công nghệ Jet Grouting (Công nghệ Nhật Bản) ............................................ 7
1.4. Ưu nhược điểm cọc xi măng đất...................................................................... 10
1.4.1. Ưu điểm ........................................................................................................ 10
1.4.2. Nhược điểm .................................................................................................. 10
1.5. Ứng dụng của công nghệ đất trộn xi măng...................................................... 10
1.6. Cường độ đất trộn xi măng của các công nghệ ............................................... 11
1.7. Các cơng trình ứng dụng cọc đất trộn xi măng ............................................... 13

1.7.1. Trên thế giới ................................................................................................. 13
vii


1.7.2. Tại Việt Nam ................................................................................................ 14
CHƯƠNG 2 LÝ THUYẾT TÍNH TOÁN SỨC CHỊU TẢI VÀ BIẾN DẠNG CỦA
NỀN ĐẤT GIA CỐ XI MĂNG THEO ......................................................................... 16
2.1. Các quan điểm tính toán .................................................................................. 16
2.1.1. Theo quan điểm cọc đất trộn xi măng làm việc như cọc .............................. 16
2.1.1.1. Đánh giá ổn định các cọc gia cố theo trạng thái giới hạn 1....................... 16
2.1.1.2. Đánh giá ổn định các cọc gia cố theo trạng thái giới hạn 2....................... 17
2.1.2. Theo quan điểm cọc và đất làm việc đồng thời ............................................ 18
2.1.2.1. Khả năng chịu tải của nền sau khi gia cố .................................................. 18
2.1.2.2. Khả năng chịu tải của nền đất bên dưới khối gia cố.................................. 20
2.1.2.3. Độ lún của nền đất sau gia cố .................................................................... 20
2.1.2.4. Độ ổn định của nền sau gia cố ................................................................... 22
2.1.3. Quan điểm của Viện Kĩ thuật Châu Á (A.I.T) ............................................. 23
2.1.3.1. Sức chịu tải của cọc đơn ............................................................................ 23
2.1.3.2. Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc đất gia cố xi măng ................... 25
2.1.3.3. Tính tốn biến dạng ................................................................................... 25
2.2. Các mơ hình bố trí cọc đất trộn xi măng ......................................................... 27
2.3. Tính tốn mơ phỏng nền gia cố cọc xi măng đất bằng phần tử hữu hạn ......... 28
2.3.1. Cơ sở lý thuyết trong Plaxis ......................................................................... 28
2.3.2. Các thông số cơ bản trong mô hình Plaxis ................................................... 28
2.3.2.1. Loại vật liệu đất nền “Drained, Undrained, Non-porous” ......................... 28
2.3.2.2. Thông số độ cứng của đất nền ................................................................... 29
2.3.2.3. Thông số sức kháng cắt của đất nền .......................................................... 31
2.3.3. Các mơ hình đất nền trong Plaxis ................................................................. 32
2.3.3.1. Mơ hình Morh-Coulomb ........................................................................... 32
2.3.3.2. Mơ hình Hardening Soil ............................................................................ 36

2.4. Q trình thi cơng cơng trình cọc xi măng đất theo công nghệ Nhật bản
(Phương pháp Jet grouting) ............................................................................... 42
2.4.1. Phương pháp thi cơng ................................................................................... 42
2.4.2. Trình tự thi công ........................................................................................... 42
2.4.3. Thiết bị .......................................................................................................... 43
2.4.4. Khoan............................................................................................................ 43
viii


2.4.5. Phun vữa ....................................................................................................... 43
2.4.6. Hỗn hợp vữa ................................................................................................. 43
2.4.7. Tính tốn thiết kế các thơng số khoan phụt .................................................. 43
CHƯƠNG 3 SỬ DỤNG CỌC XI MĂNG ĐẤT GIA CỐ CƠNG TRÌNH ĐƯỜNG HỒ
CHÍ MINH (KM0+00 - KM80+00) TẠI NÚT GIAO HÒA LIÊN TP ĐÀ NẴNG ..... 46
3.1. Tổng quan về cơng trình .................................................................................. 46
3.2. Cơ sở thực hiện và tính tốn thiết kế cọc xi măng đất .................................... 47
3.3. Điều kiện địa chất cơng trình........................................................................... 49
CHƯƠNG 4 PHÂN TÍCH ĐÁNH GIÁ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ ............................ 53
4.1. Giới thiệu ......................................................................................................... 53
4.2. Phương án gia cố bằng cọc xi măng đất theo cơng trình thực tế .................... 53
4.3. Các phương án gia cố bằng cọc xi măng đất đề xuất ...................................... 53
4.3.1. Phương án 1: Cách bố trí cọc theo dạng hình tam giác. Gia cố nền đất yếu
khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với phương pháp Jet
Grouting (phun đơi) có đường kính D=0,8m với chiều sâu cọc L=8m và
khoảng cách gia cố là d1=1,8m, d2=1,8m.......................................................... 53
4.3.2. Phương án 2: Cách bố trí cọc theo dạng hình vng. Gia cố nền đất yếu khu
vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với phương pháp Jet Grouting
(phun đơn) có đường kính D=0,6m với chiều sâu cọc L=10m và khoảng cách
gia cố là d1=1,8m, d2=2m. ................................................................................. 54
4.3.3. Phương án 3: Cách bố trí cọc theo dạng hình vng. Gia cố nền đất yếu khu

vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với phương pháp Jet Grouting
(phun ba) có đường kính D=1m với chiều sâu cọc L=7m và khoảng cách gia cố
là d1=1,8m, d2=2m. ........................................................................................... 54
4.3.4. Phương án 4: Cách bố trí cọc theo dạng hình vng Gia cố nền đất yếu khu
vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với phương pháp Jet Grouting
(phun đơn) có đường kính D=0,6m với chiều sâu cọc L=13,6m và khoảng cách
gia cố là d1=1,8m, d2=2m. ................................................................................. 54
4.3.5. Phương án 5: Cách bố trí cọc theo dạng hình vng: Gia cố nền đất yếu khu
vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với phương pháp Jet Grouting
(phun ba) có đường kính D=1m với chiều sâu cọc L=4,9m và khoảng cách gia
cố là d1=1,8m, d2=2m. ....................................................................................... 54
ix


4.3.6. Phương án 6: Cách bố trí cọc theo dạng hình khối đối xứng theo tim đường.
Gia cố nền đất yếu khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với
phương pháp Jet Grouting (phun đơn) có đường kính D=0,6m với chiều sâu
cọc L=10m và khoảng cách gia cố là d1=0,6m, d2=2m. ................................... 55
4.3.7. Phương án 7: Cách bố trí cọc theo dạng hình khối đối xứng theo tim đường.
Gia cố nền đất yếu khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với
phương pháp Jet Grouting (phun đơi) có đường kính D=0,8m với chiều sâu cọc
L=8m và khoảng cách gia cố là d1=0,8m và d2=2m. ........................................ 55
4.3.8. Phương án 8: Cách bố trí cọc theo dạng hình khối đối xứng theo tim đường.
Gia cố nền đất yếu khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với
phương pháp Jet Grouting (phun ba) có đường kính D=1m với chiều sâu cọc
L=7m và khoảng cách gia cố là d1=1m và dọc d2=2m. .................................... 55
4.3.9. Phương án 9: Cách bố trí cọc theo dạng hình khối đối xứng theo tim đường.
Gia cố nền đất yếu khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất với
phương pháp Jet Grouting (phun đơn) có đường kính D=0,6m với chiều sâu
cọc L=14,2m và khoảng cách gia cố là d1=0,6m, d2=2m. ................................ 55

4.3.10. Phương án 10: Cách bố trí cọc theo dạng hình khối đối xứng theo tim
đường. Gia cố nền đất yếu khu vực đường dẫn vào cầu bằng cọc xi măng đất
với phương pháp Jet Grouting (phun ba) có đường kính D=1m với chiều sâu
cọc L=5,1m và khoảng cách gia cố là d1=1m và dọc d2=2m. ........................... 55
4.4. Các thông số thiết kế cọc xi măng đất được đề xuất trong các phương án gia
cố ....................................................................................................................... 56
4.4.1. Thông số thiết kế cọc xi măng đất ................................................................ 56
4.4.2. Thơng số địa chất trong mơ hình Morh-coulumb......................................... 57
4.5. Mơ phỏng số .................................................................................................... 59
4.5.1. Xây dựng mơ hình phân tích lún nền đất yếu bằng phần mềm Plaxis 3D ... 59
4.5.1.1. Phương án 1: .............................................................................................. 59
- Mơ hình các giai đoạn thi công: ........................................................................ 61
4.5.1.2. Phương án 2 ............................................................................................... 64
- Mơ hình các giai đoạn thi cơng: ........................................................................ 65
4.5.1.3. Phương án 3 ............................................................................................... 68
- Mơ hình các giai đoạn thi công: ........................................................................ 70
x


4.5.1.4. Phương án 4 ............................................................................................... 71
- Mơ hình các giai đoạn thi công: ........................................................................ 72
4.5.1.5. Phương án 5 ............................................................................................... 74
- Mơ hình các giai đoạn thi cơng: ........................................................................ 75
4.5.1.6. Phương án 6 ............................................................................................... 76
- Mơ hình các giai đoạn thi cơng: ........................................................................ 78
4.5.1.7. Phương án 7 ............................................................................................... 82
- Mơ hình các giai đoạn thi công: ........................................................................ 83
4.5.1.8. Phương án 8 ............................................................................................... 85
- Mơ hình các giai đoạn thi cơng: ........................................................................ 86
4.5.1.9. Phương án 9 ............................................................................................... 88

- Mơ hình các giai đoạn thi công: ........................................................................ 90
4.5.1.10. Phương án 10 ........................................................................................... 91
- Mơ hình các giai đoạn thi cơng: ........................................................................ 92
4.6. Kết quả tính lún của nền đất yếu sau khi gia cố cọc xi măng đất bằng phương
pháp giải tích ..................................................................................................... 94
4.7. Phân tích kết quả khả năng chịu tải, độ lún và độ ổn định của nền đất yếu sau
khi gia cố cọc xi măng đất 11 mơ hình.............................................................. 98
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 106

xi


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Bảng 1.1. Cường độ của đất trộn xi măng thuộc nhóm DMM [1]................................ 12
Bảng 1.2. Cường độ của đất trộn xi măng ứng với các dạng phun của Jet Grouting
[13]................................................................................................................................. 13
Bảng 2.1. Tổng hợp những nét chính của 2 mơ hình Mohr-Coloumb .......................... 41
và Hardening Soil. ......................................................................................................... 41
Bảng 3.1. Phần độ lún cố kết cho phép còn lại S tại trục tim của nền đường sau khi
hoàn thành cơng trình. ................................................................................................... 48
Bảng 4.1. Thơng số thiết kế cọc xi măng đất. ............................................................... 56
Bảng 4.2. Thông số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb. .......................................... 57
Bảng 4.3. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 1 có đường kính
cọc D=0,8m và chiều sâu L=8m. ................................................................................... 60
Bảng 4.4. Mơ hình các q trình thi cơng. .................................................................... 61
Bảng 4.5. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 2 có đường kính
cọc D=0,6m và chiều sâu L=10m. ................................................................................. 64
Bảng 4.6. Mơ hình các q trình thi cơng ..................................................................... 65
Bảng 4.7. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 3 có đường kính
cọc D=1m và chiều sâu L=7m. ...................................................................................... 68

Bảng 4.8. Mơ hình các q trình thi công ..................................................................... 70
Bảng 4.9. Thông số địa chất của mô hình Morh-Coulomb, phương án 4 có đường kính
cọc D=0,6m và chiều sâu L=13,6m. .............................................................................. 71
Bảng 4.10. Mơ hình các q trình thi cơng ................................................................... 73
Bảng 4.11. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 5 có đường
kính cọc D=1m và chiều sâu L=4,9m............................................................................ 74
Bảng 4.12. Mơ hình các q trình thi cơng. .................................................................. 75
Bảng 4.13. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 6 có đường
kính cọc D=0,6m và chiều sâu L=10m.......................................................................... 77
Bảng 4.14. Mơ hình các q trình thi cơng ................................................................... 78
Bảng 4.15. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 7 có đường
kính cọc D=1m và chiều sâu L=7m............................................................................... 82
Bảng 4.16. Mơ hình các q trình thi cơng ................................................................... 83

xii


Bảng 4.17. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 8 có đường
kính cọc D=0,8m và chiều sâu L=8m............................................................................ 85
Bảng 4.18. Mơ hình các q trình thi cơng ................................................................... 86
Bảng 4.19. Thơng số địa chất của mơ hình Morh-Coulomb, phương án 9 có đường
kính cọc D=0,6m và chiều sâu L=14,2m....................................................................... 88
Bảng 4.20. Mơ hình các q trình thi công ................................................................... 90
Bảng 4.21. Thông số địa chất của mô hình Morh-Coulomb, phương án 10 có đường
kính cọc D=01m và chiều sâu L=5,1m.......................................................................... 91
Bảng 4.22. Mơ hình các q trình thi công ................................................................... 93
Bảng 4.23. Thông số cọc xi măng đất. .......................................................................... 94
Bảng 4.24. Sức chịu tải dưới nền đường. ...................................................................... 95
Bảng 4.25. Sức chịu tải của nền đất bên dưới vùng gia cố. .......................................... 95
Bảng 4.26. Độ lún của đất dưới khối gia cố.................................................................. 97

Bảng 4.27. So sánh kết quả 11 phương án thiết kế cọc xi măng đất. ........................... 99

xiii


DANH MỤC HÌNH ẢNH
Hình 1.1. Phân loại các cơng nghệ đất trộn xi măng [8]. ...............................................6
Hình 1.2. Các cánh trộn thuộc cơng nghệ CDM [2]. ......................................................7
Hình 1.3. Các đầu phun đơn, phun đơi, phun ba của Jet Grouting [9]. ..........................8
Hình 1.4. Sản phẩm của cơng nghệ Jet Grouting [5]. .....................................................9
Hình 1.5. Sự phù hợp của Jet grouting trong các loại đất khác nhau ............................ 11
(theo Keller group). .......................................................................................................11
Hình 1.6. Xử lý nền bằng cọc xi măng đất công nghệ cánh trộn [2]. .......................... 14
Hình 1.7. Xử lý nền bằng cọc xi măng đất cơng nghệ Jet Grouting [2]. .....................14
Hình 1.8. Xử lý nền bằng cọc xi măng đất do Cienco 4 thi cơng (Hồ Sơ TKKT). .....15
Hình 2.1. Bảng tra hệ số Nc theo 22 TCN 244-98 Quy trình xử lý thiết kế nền đất yếu
bằng bấc thấm. ...............................................................................................................19
Hình 2.2. Sơ đồ bố trí cọc xi măng đất [2]. ..................................................................19
Hình 2.3. Phân tích ổn định trượt sâu nền đường theo Bishop [5]. .............................. 23
Hình 2.4. Bố trí theo dải (1), hình tam giác (2), hình vng (3) hoặc nhóm (2) [3]. ...27
Hình 2.6. Bố trí kiểu tường (1), kiểu ơ (2), kiểu khối (3), kiểu diện (4) [3]. ................28
Hình 2.7. Ý tưởng cơ bản của mơ hình đàn dẻo lý tưởng.............................................33
Hình 2.8. Xác định Eref từ thí nghiệm 3 trục cố kết thốt nước....................................34
Hình 2.9. Xác định Eoed từ thí nghiệm nén cố kết.........................................................35
Hình 2.10. Mối quan hệ Hyperpolic giữa ứng suất lệch và biến dạng dọc trục trong thí
nghiệm 3 trục thốt nước. .............................................................................................. 37
Hình 2.11. Vùng đàn hồi của MH Hardening soil trong khơng gian ứng suất chính. ..38
Hình 2.12. Xác định
Hình 2.13. Xác định


0

từ thí nghiệm 3 trục thốt nước. ......................................39
từ thí nghiệm nén cố kết................................................40

Hình 2.14. Xác định hệ số mũ (m) từ thí nghiệm 3 trục thốt nước. ............................ 41
Hình 2.15. Mơ tả q trình thi công tạo cọc đất gia cố xi măng [15]. .......................... 42
Hình 3.1. Hình ảnh phối cảnh tuyến đường sau khi hồn thành (Hồ sơ TKKT)..........47
Hình 3.3. Mặt cắt dọc đường dẫn vào cầu vượt Hịa Liên TP Đà Nẵng.......................49
Hình 3.4. Địa chất cơng trình nút giao Hịa Liên thành phố Đà Nẵng. ........................49
Hình 3.5. Mặt cắt lỗ khoan LKBS105. .........................................................................50
Hình 3.6. Mặt cắt lỗ khoan LKM1................................................................................51
Hình 3.7. Mặt cắt lỗ khoan LKM2................................................................................52
xiv


Hình 4.1. Cọc xi măng đất gia cố nền đường bố trí cọc dạng rải đều kiểu ..................55
Hình 4.2. Cọc xi măng đất gia cố nền đường bố trí cọc dạng khối .............................. 56
Hình 4.3. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình tam giác với đường kính cọc ....................61
Hình 4.4. Khai báo mơ hình làm việc của cọc xi măng đất (MODEL). .......................62
Hình 4.5. Mesh 3D. .......................................................................................................62
Hình 4.6. Mơ hình mơ phỏng cọc xi măng đất trên nền đất yếu ..................................63
Hình 4.7. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 2,34cm, nhỏ
nhất là 0,84cm................................................................................................................63
Hình 4.8. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình vng với đường kính .............................. 65
Hình 4.9.........................................................................................................................66
Hình 4.10. Mesh 3D ......................................................................................................66
Hình 4.11. Mơ hình mơ phỏng cọc xi măng đất trên nền đất yếu chịu tải trọng ..........67
Hình 4.13. Mặt cắt ngang cọc xi măng đất ...................................................................68
Hình 4.15. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 4,14cm, nhỏ

nhất là 0,78cm................................................................................................................70
Hình 4.16. Mặt cắt ngang cọc xi măng đất. ..................................................................71
Hình 4.17. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình vng với đường kính ............................ 72
Hình 4.18. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 4,39cm, nhỏ
nhất là 0,66cm................................................................................................................73
Hình 4.19. Mặt cắt ngang cọc xi măng đất. ..................................................................74
Hình 4.20. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình vng với đường kính ............................ 75
Hình 4.21. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 3,840cm, nhỏ
nhất là 3,282cm..............................................................................................................76
Hình 4.22. Mặt cắt ngang cọc xi măng đất. ..................................................................76
Hình 4.23. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình khối đối xứng qua tim đường với đường
kính D=0,6m, chiều sâu L=10m. ...................................................................................78
Hình 4.24. Khai báo mơ hình làm việc của cọc xi măng đất (MODEL). .....................79
Hình 4.25. Mesh 3D ......................................................................................................79
Hình 4.26. Mơ hình mơ phỏng cọc xi măng đất trên nền đất yếu ................................ 80
Hình 4.27. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 3,27cm, nhỏ
nhất là 1,01cm................................................................................................................81

xv


Hình 4.28. Mặt cắt ngang và mặt cắt dọc cọc xi măng đất bố trí kiểu đối xứng qua tim
đường. ............................................................................................................................ 81
Hình 4.29. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình khối đối xứng qua tim đường với đường
kính D=1m, chiều sâu L=7m. ........................................................................................83
Hình 4.30. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 3,60cm, nhỏ
nhất là 2,13cm................................................................................................................84
Hình 4.31. Mặt cắt ngang và mặt cắt dọc cọc xi măng đất bố trí kiểu đối xứng qua tim
đường. ............................................................................................................................ 84
Hình 4.32. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình khối đối xứng qua tim đường với đường

kính D=0,8m, chiều sâu L=8m. .....................................................................................86
Hình 4.33. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 3,36cm, nhỏ
nhất là 1,74cm................................................................................................................87
Hình 4.34. Mặt cắt ngang và mặt cắt dọc cọc xi măng đất bố trí kiểu đối xứng qua tim
đường. ............................................................................................................................ 88
Hình 4.35. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình khối đối xứng qua tim đường với đường
kính D=0,6m, chiều sâu L=14,2m. ................................................................................89
Hình 4.36. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 3,52cm, nhỏ
nhất là 0,88cm................................................................................................................90
Hình 4.37. Mặt cắt ngang và mặt cắt dọc cọc xi măng đất bố trí ½ nền đường. ..........91
Hình 4.38. Cọc đất trộn xi măng bố trí hình khối đối xứng qua tim đường với đường
kính D=1m, chiều sâu L=5,1m. .....................................................................................92
Hình 4.39. Chuyển vị lớn nhất cọc xi măng đất sau khi cố kết 15 năm là 5,70cm, nhỏ
nhất là 3,65cm................................................................................................................93
Hình 4.40. Mặt cắt ngang và mặt cắt dọc cọc xi măng đất bố trí ½ nền đường. ..........94

xvi


MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài
Các dự án xây dựng đường giao thơng đi qua khu vực có địa chất yếu cần được xử
lý đất yếu bên dưới nền đường để tránh lún, trượt. Mỗi giải pháp xử lý nền đất yếu phù
hợp với điều kiện thi công và điều kiện địa chất khác nhau. Vài năm trở lại đây, gia cố
nền bằng cọc xi măng đất theo công nghệ Nhật Bản được ứng dụng một số nơi tại Việt
Nam cho thấy tiềm năng ứng dụng của chúng. Tuy nhiên, để kiểm tra sự phù hợp cũng
như ứng dụng thành công gia cố nền bằng cọc xi măng đất tại một vị trí bất kỳ thì cần
nghiên cứu các thông số liên quan đến cọc xi măng đất như sức chịu tải, độ lún cho
phép và độ ổn định của nền đất sau khi gia cố.
Việc tính tốn, thiết kế cọc xi măng đất dựa vào kết quả thí nghiệm trong phịng

hay thực nghiệm hiện trường của các đề tài nghiên cứu trước đây đơi khi cịn gặp
nhiều hạn chế, vì khơng thể dự đốn hết các ứng xử của cọc và đất nền. Vì vậy, mơ
phỏng sự làm việc của cọc xi măng đất và đất nền bằng phần tử hữu hạn thông qua
phần mềm Plaxis 3D sẽ cung cấp thêm các thông số về ứng xử của nền đất sau gia cố
và từ đó điều chỉnh thiết kế cho phù hợp. Điều này giúp việc ứng dụng cọc xi măng đất
theo công nghệ Nhật Bản trong gia cố đất yếu dưới nền đường được hiệu quả.
2. Mục tiêu nghiên cứu
Đề tài tập trung xác định sức chịu tải của nhóm cọc xi măng đất, độ lún, và độ ổn
định của nền đất yếu dưới nền đường sau gia cố theo nhiều phương án gia cố khác
nhau trong đó có đối sánh với phương án đã được áp dụng thực tế bằng phần tử hữu
hạn thông qua phần mềm Plaxis 3D. Từ đó, đánh giá và đưa phương án gia cố bằng
cọc xi măng đất theo công nghệ Nhật Bản.
Các kết quả thu được sẽ làm cơ sở để đánh giá lại phương án đã được ứng dụng
gia cố nền đất yếu phù hợp với điều kiện địa chất khu vực thi cơng là tuyến đường Hổ
Chí Minh đoạn La Sơn-Túy Loan (km 0+00 - km80+00) tại nút giao Hịa Liên, thành
phố Đà Nẵng. Từ đó sẽ đề xuất phương án hợp lý hơn cho cơng trình này và khu vực
khác.

1


Mô phỏng đánh giá lại phương án thiết kế thực tế. Đề xuất các giải pháp gia cố
khác sử dụng cọc xi măng đất theo công nghệ Nhật Bản. Mô phỏng số và đánh giá kết
quả lựa chọn phương pháp tối ưu có thể ứng dụng cho từng điều kiện địa chất.
3. Nội dung nghiên cứu
Luận văn tập trung nghiên cứu những nội dung sau đây:
1. Nghiên cứu tổng quan về cọc đất trộn xi măng theo công nghệ Nhật Bản.
2. Nghiên cứu phương pháp tính tốn, thiết kế cọc đất trộn xi măng theo công
nghệ Nhật Bản gia cố nền đất yếu.
3. Ứng dụng phần tử hữu hạn để mô phỏng ứng xử của nền đất sau khi gia cố cọc

đất trộn xi măng tại tuyến đường Hổ Chí Minh đoạn La Sơn-Túy Loan (km0+00 km80+00m) tại nút giao Hịa Liên, thành phố Đà Nẵng.
4. Đề xuất các mơ hình gia cố và phân tích các mơ hình đó sử dụng phần mềm
Plaxis 3D và chọn mơ hình tính tốn phù hợp với bài tốn tính sức chịu tải, độ lún và
độ ổn định của nền sau khi gia cố bằng cọc đất trộn xi măng theo công nghệ Nhật Bản
sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn.
4. Phạm vi nghiên cứu
Luận văn tập trung phân tích ứng xử của nền đất yếu sau gia cố bằng cọc đất trộn
xi măng theo công nghệ Nhật Bản sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn thông qua
phần mềm Plaxis 3D tại khu vực đất yếu trên tuyến đường Hổ Chí Minh đoạn La SơnTúy Loan (km 0+00 - km80+00m) tại nút giao Hòa Liên thành phố Đà Nẵng.
5. Phương pháp nghiên cứu
Nghiên cứu này được thực hiện theo phương pháp mô phỏng bằng phần tử hữu
hạn thông qua phần mềm Plaxis 3D:
Mô phỏng các phương án gia cố nền cho cơng trình thực tế bằng cọc xi măng đất
theo cơng nghệ Nhật Bản.
Đánh giá, phân tích, so sánh các phương án để lựa chọn phương án gia cố hợp lý.
6. Ý nghĩa nghiên cứu
Công tác gia cố nền đất yếu bằng phương pháp cọc xi măng đất theo công nghệ
Nhật Bản tại một số khu vực cho thấy phương pháp có tính khả thi cao, phù hợp với
2


điều kiện nền đất yếu ở Việt Nam. Phương pháp chỉ ra mối liên hệ giữa các thông số
địa chất, thông số thiết kế cọc xi măng đất với sức chịu tải, độ lún, độ ổn định của nền
đất sau gia cố bằng cọc đất trộn xi măng theo công nghệ Nhật Bản, chỉ ra điều kiện áp
dụng phù hợp với công nghệ đất trộn xi măng.

3


CHƯƠNG 1

NGHIÊN CỨU TỔNG QUAN VỀ CỌC ĐẤT TRỘN XI MĂNG
THEO CÔNG NGHỆ NHẬT BẢN

1.1. Tổng quan về cọc xi măng đất
1.1.1. Khái niệm cọc đất trộn xi măng
Đất trộn xi măng là là sản phẩm được tạo ra từ đất và xi măng khô hoặc vữa xi
măng (xi măng và nước), có thể thêm hoặc khơng thêm phụ gia [1], [2].
Cọc đất trộn xi măng là cọc được tạo thành từ đất và xi măng (vữa hoặc khô) trộn
lại với nhau và được thi công theo nhiều công nghệ khác nhau theo TCVN 9403: 2012
[3].
1.1.2. Những nghiên cứu ngoài nước
Cọc xi măng đất được nghiên cứu và phát triển đầu tiên tại Thụy Điển và Nhật
Bản từ những năm 1960. Hiện nay công nghệ cọc xi măng-đất được phổ biến trên toàn
thế giới và ứng dụng nhiều nhất ở Nhật Bản và các nước Bắc Âu. Công nghệ thi cơng
cũng đã phát triển hồn thiện trộn sâu, trộn tổ hợp có phun tia và trộn bề mặt.
1.1.3. Những nghiên cứu trong nước
Ở Việt Nam, những nghiên cứu được manh nha từ những năm 1980, nhưng số
lượng cơng trình áp dụng công nghệ cọc xi măng-đất đến nay là rất khiêm tốn. Trong
giai đoạn hiện nay, việc hoàn thiện lý thuyết tính tốn và thực nghiệm để áp dụng rộng
rãi sẽ đem lại hiệu quả rất lớn trong công nghệ xử lý nền móng nói riêng và sự phát
triển ngành xây dựng nói chung ở nước ta.
So với các giải pháp nền hiện có, cơng nghệ cọc xi măng-đất có khả năng xử lý
sâu đến 50m, thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công
được trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hay điều kiện hiện trường chật hẹp,
nhiều trường hợp đã đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý nền
khác.

4



Ở Việt Nam hiện nay dùng hai công nghệ thi công cọc xi măng đất là công nghệ
trộn khô (Dry Jet Mixing) và công nghệ trộn ướt (Wet Mixing hay Jet-Grouting) - là
công nghệ của Nhật Bản. Mỗi công nghệ sẽ có thiết bị và dây chuyền thi cơng phù hợp
khác nhau.
1.2. Lịch sử hình thành và phát triển
Cơng nghệ đất trộn xi măng bằng cánh trộn (được gọi chung là nhóm DM) được
phát triển từ năm 1960 tại Nhật Bản và cũng là nước đi đầu trong lĩnh vực này. Năm
1975, trộn ướt bằng cánh trộn ra đời và phát triển mạnh mẽ vơi tên gọi CDM (cement
deep mixing).
Tại Châu Âu, các cơng nghệ trộn đất trong nhóm DM xuất hiện tại Thụy Điển và
Phần Lan. Tại Mỹ, DM xuất hiện từ năm 1956 nhưng chỉ thực sự phát triển từ năm
1980[4].
Đất trộn xi măng thi công bằng tia áp lực cao gọi chung là Jet Grouting xuất hiện
lần đầu ở Anh năm 1950 bắt nguồn từ ngành công nghiệp khai khoáng. Jet Grouting
được ứng dụng tại Nhật năm 1970 để tạo tường ngăn nước [5]. Cuối những năm 70,
hầu hết kỹ thuật cơ bản của Jet Grouting được tìm ra tại Đức, Pháp, Ý, Singapore và
Brazil. Tại Nam Mĩ, Jet Grouting bắt đầu đề cập năm 1979 và ứng dụng vào năm
1984. Tại Mĩ, Jet Grouting thực sự được ứng dụng năm 1987 [6].
Tại Việt Nam, các nhà thầu Nhật Bản sử dụng Jet Grouting để sửa chữa khuyết tật
cọc khoan nhồi cầu Thanh Trì, Hà Nội vào tháng 5 năm 2004. Sửa chữa cống D10 (Hà
Nam), chống thấm Đập Đá Bạc (Hà Tĩnh) và Đê Quai (Sơn La) cũng là các cơng trình
sử dụng Jet Grouting từ năm 2004 [7].
1.3. Các công nghệ đất trộn xi măng
Công nghệ gia cố đất tại chỗ với xi măng được chia ra hai nhóm: trộn ướt (chất kết
dính là vữa xi măng) và trộn khô (xi măng khô). Cả hai nhóm trộn ướt và trộn khơ đều
bao gồm rất nhiều cơng nghệ khác nhau. Trong nhóm trộn khơ chỉ có trộn bằng bằng
cơ học, cịn trong nhóm trộn ướt có thể là trộn cơ học, bằng tia áp lực hoặc kết hợp cả
hai, được thể hiện trên Hình 1.1.

5



Hình 1.1. Phân loại các cơng nghệ đất trộn xi măng [8].
1.3.2. Công nghệ dùng cánh trộn
Các công nghệ sử dụng cánh trộn hoặc cánh trộn kết hợp tia áp lực cao gọi chung
là công nghệ Deep Mixing Method (DMM) và công nghệ chỉ sử dụng tia áp lực cao
gọi là Jet Grouting [1], [8]:
- DMM là công nghệ gia cố đất tại chỗ với chất kết dính (vơi, xi măng hoặc các
chất kết dính khác) ở dạng khơ hoặc ướt, được thêm vào đất thông qua lỗ phun và trộn
đều bởi cần trộn có gắn các cánh trộn hoặc kết hợp tia áp lực cao, gia cố đất có độ sâu
tối thiểu là 3m cho đến 50m, đường kính cọc từ 0,6 - 1,5m [1], [4]. DMM bao gồm
nhiều công nghệ khác (DSM, CDM, SMW, JACSMAN) được phân loại theo dạng
chất kết dính được thêm vào (khơ hoặc ướt), kiểu trộn (trộn bằng cánh trộn hay kết
hợp tia áp lực cao), và vị trí của cánh trộn (ở đầu cần trộn hay trên thân cần trộn). Các
công nghệ thuộc CDM được thể hiện trên Hình 1.2.

6


Hình 1.2. Các cánh trộn thuộc cơng nghệ CDM [2].
1.3.3. Công nghệ Jet Grouting (Công nghệ Nhật Bản)
Jet Grouting là một công nghệ trộn sâu, dùng tia vữa xi măng, nước hoặc khí áp
lực cao (20-60 MPa) cắt xói đất tại chỗ và trộn với vữa xi măng loãng để hình thành
cọc đất xi măng (soilcrete) có chiều sâu đến 40m (ở Nhật Bản) và có cường độ cao
hơn đất tại chỗ từ 10-100 lần. Ưu điểm lớn của công nghệ này là đường kính soilcrete
có thể thay đổi tùy vào bộ thơng số vận hành Jet Grouting, đường kính cọc soilcrete
không cố định như công nghệ đất trộn ximăng bằng cánh trộn kim loại thông thường
(CDM hay DDM).
Trong đề tài nghiên cứu này trình bày sâu rộng về cơng nghệ Xói trộn vữa cao áp
(Jet Grouting) ở Việt Nam, từ đó cụ thể phương pháp thiết kế, quy trình thi cơng, kiểm

tra chất lượng, và nghiệm thu được trình bày một cách chi tiết, kế thừa các thành quả
nghiên cứu trên thế giới và Việt Nam. Nhằm đưa các kết quả nghiên cứu khoa học vào
ứng dụng trong thực tiễn nhanh nhất, trực tiếp nhất, và hiệu quả nhất.
7


Jet grouting bao gồm các công nghệ: phun đơn, phun đôi, phun ba, SuperJet,
X-Jet:
- Phun đơn: Áp lực phun từ 20 - 60 MPa, vận tốc 200m/s, cọc tạo ra có đường
kính từ 0,4 - 1,2m. Cọc tạo thành có đường kính nhỏ nhất nhưng cường độ tốt nhất so
với công nghệ khác, hiệu quả trong đất rời hơn đất dính [9].
- Phun đơi: Kết hợp màng khí bao quanh tia vữa làm tăng hiệu quả cắt, xói. Cọc
tạo thành có đường kính 1m trong đất chặt và 1,5m trong đất rời [9].
- Phun ba: Tia khí sẽ bao quanh tia nước, bên dưới sẽ có tia vữa phun áp lực cao
nữa nên hiệu quả cắt xói sẽ hơn hai đầu phun trên. Đường kính cọc từ 0,9 - 1,4m, hoạt
động hiệu quả trong đất dính [9].

Hình 1.3. Các đầu phun đơn, phun đôi, phun ba của Jet Grouting [9].
Ưu, nhược điểm công nghệ Jet Grouting:
Ưu điểm

Hê thống

Đầu phun đơn




Đầu phun kép







Ba đầu phun





Thiết bị đơn giản , vận hành
dễ dàng.
Thích hợp thi cơng chống
thấm đứng.
Thích hợp cho các loại đất
rời.
Kinh tế.
Được sử dụng nhiều nhất.
Các công cụ thiết bị có sẵn
trên thị trường.
Có năng lượng cao và tạo ra
kích thước xử lý lớn.
Dễ kiểm tra nhất.
Đạt chất lượng cao nhất cho
các loại đất khó thi cơng.
Rất thích hợp cho gia cường
bên dưới móng hiện hữu.

8












Nhược điểm
Tạo ra cột đất có đường
kính nhỏ.
Khó kiểm định chất lượng
cho đất dính.
Rất khó khống chế phình
trồi.
Rất khó kiểm sốt phình
trồi trong đất dính.
Khơng nên dùng gia
cường bên dưới móng hiện
hữu.
Hệ thống phức tạp về điều
khiển và thiết bị.
Đòi hỏi nhiều kinh nghiệm
trong quá trình vận hành.
Khó kiểm sốt phình trồi.






Giá thành thấp nhất tính trên
1 đơn vị thể tích xử lý.
Hỗn hợp vữa-đất được trộn
đồng đều nhất.

Superjet








X-jet




Kiểm soát được hình dạng
cọc soilcrete.
Kiểm sốt được khối lượng
vật liệu.
Hệ thống tốt nhất cho đất
dính mềm.





Cần thiết bị và dụng cụ
đặc biệt.
Khó kiểm sốt hiện tượng
nâng nền trong đất dính.
Khó xử lý bùn thải.
Khơng thể khoan phụt gần
mặt đất mà khơng có thiết
bị phụ trợ.
Vận chuyển khó khăn
nhất.
Cần thiết bị đặc biệt và
phải kiểm tra hàng ngày.
Hệ thống ra đời trẻ nhất
nên cơng trình tham khảo
cịn ít.

Hình 1.4. Sản phẩm của cơng nghệ Jet Grouting [5].
Theo công nghệ Nhật Bản, Jet Grouting có thể ứng dụng để gia cố đất nền với mục
đích chuyển tải trọng móng từ lớp đất yếu sang lớp đất có đủ khả năng chịu tải. Jet
Grouting có ưu điểm là có thể xử lý những lớp đất yếu sâu bên dưới mà không cần
phải đào hay phá hủy lớp kết cấu bên trên, có thể thi cơng ở khơng gian chật hẹp. Do
đó, giao thơng khơng bị gián đoạn khi thi công Jet Grouting.
Tuy nhiên, Jet Grouting là công nghệ mới ở Việt Nam và chưa được ứng dụng
nhiều trong lĩnh vực giao thơng. Vì vậy, việc ứng dụng công nghệ này để xử lý lún ở
đường đầu cầu tại cơng trình nút giao Hịa Liên thành phố Đà Nẵng là một bước đi tiên
phong trong ngành, hứa hẹn mang lại giải pháp mới thực sự hiệu quả.
So với các phương pháp gia cố nền đất yếu khác, Jet Grouting có ưu điểm là xử lý
được lớp đất yếu có chiều dày lớn mà khơng chiếm dụng nhiều diện tích, khơng phá

vỡ lớp kết cấu bên trên gây ảnh hưởng đến giao thơng trong q trình thi công.

9


Mặt khác, Jet Grouting có thể áp dụng được cho tất cả các loại đất. Xuất hiện ở
nước ta từ năm 1999 [10], công nghệ Jet Grouting chủ yếu chỉ được áp dụng cho các
cơng trình thủy lợi, đặc biệt là chống thấm và giảm dịng thấm qua các cơng trình đê
đập. Dù vậy, Jet Grouting vẫn cịn là một công nghệ mới đối với nước ta. Ngành giao
thông và xây dựng vẫn chưa có tiêu chuẩn ngành hướng dẫn ứng dụng [10]. Nghiên
cứu và áp dụng công nghệ Jet Grouting để xử lý các vấn đề của ngành giao thơng nói
chung và hiện tượng lún ở đường đầu cầu nói riêng là cần thiết.
1.4. Ưu nhược điểm cọc xi măng đất
1.4.1. Ưu điểm
- Về tính năng sử dụng:
+ Tăng khả năng chịu tải của đất nền.
+ Tăng khả năng chống trượt của mái dốc.
+ Giảm ảnh hưởng của công trình lân cận.
+ Giảm độ lún của cơng trình.
+ Ổn định vách hố đào.
+ Ngăn dòng thấm xâm nhập vào hố đào.
Ngăn dòng thấm xâm nhập vào hố đào.
- Về kinh tế và mơi trường:
+ Sử dụng vật liệu có sẵn, giá thành thấp so với cọc nhồi đường kính bé.
+ Hạn chế gây ô nhiễm môi trường do không có chất thải dung dịch bentonite
như cọc nhồi và tường barettle.
1.4.2. Nhược điểm
+ Khả năng chịu uốn, cắt kém.
+ Tải trọng bản thân tường tương đối lớn.
+ Diện tích bề mặt thi công lớn.

+ Vấn đề kiểm tra chất lượng cọc dưới sâu có độ chính xác chưa cao.
1.5. Ứng dụng của công nghệ đất trộn xi măng
Công nghệ đất trộn xi măng được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực và ngành nghề
như:

10


Công nghệ trộn bằng cơ học DMM gia cố trong đất sét làm tăng khả năng chịu tải,
giảm độ lún, gia tăng áp lực đất bị động, giảm áp lực đất chủ động, và tăng khả năng
chống lại áp lực ngang của thành hố đào. Ngoài ra, khi gia cố đất cát, DMM cịn ngăn
sự hóa lỏng của nền và hạ mực nước ngầm [2], [3].
Công nghệ Jet Grouting phù hợp xử lý mọi loại đất trừ đá tảng, cuội (Hình 1.5)
nên phù hợp để ứng dụng nhiều trường hợp: kiểm soát nước ngầm (ngăn nước thấm
vào hố đào, chống thấm đường hầm, ngăn chất thải ngấm vào nước ngầm); kiểm soát
chuyển vị (hạn chế chuyển vị ngang của hố đào hay hầm, tăng hệ số ổn định của nền
đường, gia cố mái dốc, tránh hóa lỏng nền); chịu tải trọng cơng trình (gia cố móng các
cơng trình lân cận, tăng khả năng chịu lực của móng sau một thời gian sử dụng, làm
việc như móng cọc truyền tải trọng xuống đất yếu); bảo vệ môi trường (tạo tường ngăn
chất thải ngấm vào mực nước ngầm, tạo tường theo phương đứng hay ngang ngăn
dịng thấm gây ơ nhiễm) [6].

Hình 1.5. Sự phù hợp của Jet grouting trong các loại đất khác nhau
(theo Keller group).
1.6. Cường độ đất trộn xi măng của các công nghệ
Cường độ của đất trộn xi măng thuộc nhóm sử dụng cánh trộn DMM được thể
hiện ở Bảng 1.1:

11



Bảng 1.1. Cường độ của đất trộn xi măng thuộc nhóm DMM [1].
Cơng nghệ

U.C.S
MPa
0,3-7(đất sét)

DSM-Trộn ướt, trộn sâu

+2 (đất cát)
0,3-1,3(đất sét)

SMW- Trộn ướt, trộn sâu

1,2-4,2(đất cát)
0,2-1(đất sét)

Multimix- Trộn ướt, trộn sâu

0,5-5(đất cát)
+20(đất tốt hơn)
3-4(đất sét)

Colmix- Trộn ướt, trộn sâu

>4(đất cát)

CDM- Trộn ướt, trộn sâu


<0,5-4
0,6-1,2(đất bùn)

SSM- Trộn ướt, trộn sâu

3,5-10
(đất hạt thơ)
1,3-7(đất dính)

SCC- Trộn ướt, trộn sâu

3,5-7(đất cát)

RAS Column method- Trộn ướt, trộn sâu

1-6
0,2-1.4(đất sét)

HBM- Trộn ướt, trộn sâu

3,5-10(đất cát)

Rotomix- Trộn ướt, trộn sâu

> 0,1
1,2-3
(đất cát pha bụi)

Jacsman- Trộn ướt, trộn sâu, có kết hợp tia áp lực cao


2,5-8
(đất cát pha bụi
và sét)

Dry Jet Mixing- Trộn khô, trộn sâu

1-10

Cường độ đất trộn xi măng thi công theo công ghệ Jet Grouting được thể hiện ở
Bảng 1.2:

12


Bảng 1.2. Cường độ của đất trộn xi măng ứng với các dạng phun của Jet Grouting
[13].
Phun đơn

Phun đôi

Phun ba

Đất cát

10-30

7,5-15

10-20


Đất sét

1,5-20

1,5-5

1,5-7,5

Jet Grouting
Cường độ soilcrete (MPa)

Tại Việt Nam, cường độ đất trộn xi măng thi công bằng cánh trộn dao động từ
0,05 - 1,1MPa [3], theo công nghệ Jet Grouting thì dao động từ 0,5 - 3MPa [11], từ
0,5-15MPa [6].
1.7. Các cơng trình ứng dụng cọc đất trộn xi măng
1.7.1. Trên thế giới
Nhật Bản và các nước vùng Scandinaver là các nước ứng dụng công nghệ xi măng
đất nhiều nhất. Theo thống kê của hiệp hội CDM (Nhật Bản), tính chung trong giai
đoạn 1980 - 1996 có 2.345 dự án, sử dụng 26 triệu m3 xi măng đất. Riêng từ 1977 đến
1993, lượng đất gia cố bằng xi măng ở Nhật vào khoảng 23,6 triệu m3 cho các dự án
ngoài biển và trong đất liền, với khoảng 300 dự án. Hiện nay, mỗi năm có khoảng 2
triệu m3 cọc đất trộn xi măng được thi công tại Nhật Bản.
Tại Trung Quốc, công tác nghiên cứu bắt đầu từ năm 1970, tổng khối lượng xử lý
bằng cọc đất gia cố xi măng ở Trung Quốc cho đến nay vào khoảng trên 1 triệu m3.
Tại Châu Âu, nghiên cứu và ứng dụng bắt đầu ở Thụy Điển và Phần Lan bắt đầu từ
năm 1967. Năm 1974, một đê đất thử nghiệm (6m x 8m) đã được xây dựng ở Phần
Lan sử dụng cọc vơi đất, nhằm mục đích phân tích hiệu quả của hình dạng và chiều dài
cọc về mặt khả năng chịu tải.

13