3 Các biện pháp có thể áp dụng xử lý nền đất yếu.

Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



Đánh giá đề xuất xử lý nền đất yếu trong Thiết kế cơ sở và theo đó, đề xuất một số phương án

cho Thiết kế Kỹ thuật. Tất cả các kết quả đánh giá được tóm tắt trong Bảng 4-3 như sau.

Bảng 4-3 Đánh giá Kết quả và Phương án cho Giai đoạn Thiết kế Kỹ thuật

Hạng mục



Biện pháp xử lý nền đất yếu

Thiết kế cơ sở



Tăng độ cố kết



Nền đắp(H) < 5m



Phương án thiết kế

Giếng cát có vỏ bọc



Chiều dày lớp đất yếu (D) < 20



Bấc thấm



Bấc thấm

Cọc cát



Nền đắp (H) ≥ 5m



Cọc cát



Chiều dày lớp đất yếu (D) ≥ 20



Giếng cát có vỏ bọc

Bấc thấm

Cọc cát



Sàn giảm tải

Cọc xi măng đất



Chống trượt



Cọc đầm cát

Sàn giảm tải

Cọc xi măng đất



c)



Xem xét các trường hợp trong quá khứ



Đường quốc lộ/ đường cao tốc đã được nâng cấp và/ hoặc xây dựng mới ở Việt Nam từ năm

1995 như Quốc lộ 5, QL1, QL18, QL10, đường Pháp Vân – Cầu Giẽ, Cầu Giẽ - Ninh Bình, Sài

Gòn – Trung Lương, Trung Lương – Mỹ Thuận – Cần Thơ, v.v… Các vấn đề hỏng hóc và/ hoặc

lún đã được ghi chép lại từ các dự án đó. Dưới đây là 2 trường hợp điển hình về các loại vấn đề

đó.

•



Vấn đề lún ở đường dẫn cầu Đồng Niên



- Đường dẫn cầu Đồng Niên trên Quốc lộ 5 được xây dựng năm 1995.

- Nền đắp cao: 9m

- Độ dày nền đất yếu: 19m

- Biện pháp xử lý: bấc thấm (PVD)

- Sự cố: độ lún thực tế là hơn 3m, gần gấp đôi độ lún tính toán, và thời gian lún tới hơn 10 năm,

hoàn toàn khác với những tính toán.

•



Trượt ở đường dẫn cầu vượt Hàm Long



- Đường dẫn cầu vượt Hàm Long trên Quốc lộ 1 đang trong quá trình thi công thì bị trượt vào

năm 1999.

- Nền đắp cao: 7m

24



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



- Độ dày nền đất yếu: 13m

- Biện pháp xử lý: bấc thấm (PVD)

- Sự cố: Sự cố trượt nền đường xảy ra trong quá trình thi công khi độ cao nền đắp là 6,6m.

Các sự cố trên cũng như một sự cố khác như lún ở đường cao tốc Pháp Vân – Cầu Giẽ, trượt nền

đường tại lý trình km135 Quốc lộ 1… đều xảy ra ở các đoạn được xử lý bằng bấc thấm và chiều

cao nền đắp lớn hơn 5m.

Do các sự cố này, từ sau đó, đường trên nền đất yếu đã được thiết kế và thi công có sự khống chế

về chiều cao nền đắp và độ dày đất yếu đối với biện pháp bấc thấm.



25



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



Dưới đây là biện pháp xử lý nền đất yếu của một số dự án có cùng quy mô với đường cao tốc Hà

Nội – Hải Phòng.

•



Dự án cầu Giẽ - Ninh Bình



- Mặt cắt ngang: 28m

- Tốc độ thiết kế: 120km/h

- Sử dụng bấc thấm cho đoạn chiều cao đắp He<5m và chiều dày đất yếu < 20m

- Sử dụng giếng cát cho đoạn chiều cao đắp He>5m và/ hoặc chiều dày đất yếu > 20m

- Lớp vải địa kỹ thuật gia cố sẽ được xem xét để chống trượt như là giải pháp bổ sung.

•



Dự án Trung Lương – Mỹ Thuận – Cần Thơ



- Mặt cắt ngang: 25m

- Tốc độ thiết kế: 120km/h

- Sử dụng bấc thấm cho đoạn chiều cao đắp He<4m và chiều dày đất yếu < 15m

- Sử dụng giếng cát cho đoạn chiều cao đắp He=4~7m và/ hoặc chiều dày đất yếu > 15m

- Sàn giảm tải sẽ được sử dụng đối với đường dẫn có He>7m.

- Lớp địa kỹ thuật gia cố sẽ được xem xét để chống trượt như là giải pháp bổ sung.

Kết luận: biện pháp bấc thấm là một biện pháp có nhiều nguy cơ đối với điều kiện ở Việt Nam

và chỉ được đề xuất cho những trường hợp khống chế chiều cao nền đắp, từ 4 đến 5m và chiều

dày đất yếu nhỏ hơn 20m. Biện pháp sử dụng giếng cát sẽ được đề xuất cho các trường hợp khác

với chiều cao nền đắp từ 7 đến 8m và chiều dày đất yếu lên tới 25m. Ngoài những điều kiện này,

đặc biệt đối với trường hợp đường dẫn, thường đề xuất sử dụng sàn giảm tải hoặc tường chắn

hình như U.



26



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



d)



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



So sánh các biện pháp gia tăng cố kết



Để có được giải pháp cho việc xử lý nền đất yếu trong số các biện pháp gia tăng cố kết nêu trên,

các biện pháp sử dụng Bấc thấm, Giếng cát và Cọc cát đã được so sánh với nhau và cho kết quả

như sau:

Hạng mục



Bấc thấm



Giếng cát



Mặt cắt

ngang



27



Giếng cát có vỏ bọc



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Các nguyên lý • Bấc thấm được cắm như

chung

những đường thấm đứng



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



• Giếng cát đường kính



• Giếng cát có vỏ bọc đường



D=0.4m được cắm như



kính D=12cm được cắm



những đường thấm đứng



như những đường thấm

đứng



Ưu điểm



• Dễ kiếm do chế tạo được

• Ít xáo động khi cắm

• Ít khả năng bị cắt dòng

thấm



• Hiệu quả tốt trong trường

hợp lún cố hết

• Khả năng làm việc tốt

trong các lớp đất không



• Nhiều kinh nghiệm thi

công ở Việt Nam



đồng nhất

• Khắc phục được khả năng

kháng xuyên vào lớp đất



• Ít gây xáo động hơn so với

giếng cát

• Thi công nhanh do đồng

thời vận hành 4 - 6 trục

• Ít khả năng bị cắt dòng

thấm do có vỏ bọc

• Khả năng chống trượt taluy

cao hơn sử dụng bấc thấm



lấp

• Nhiều kinh nghiệm thi

công ở Việt Nam

• Khả năng chống trượt

taluy cao

• Có khả năng bị uốn khi lún • Khả năng cắt dòng thấm



Nhược điểm



lớn hoặc trong lớp đất yếu



cao



• Có thể xuất hiện lớp không

được cải thiện tại các khu



sâu



vực không đồng nhất do



• Khả năng chống trượt của



khó thay đổi độ sâu lắp đặt



mái taluy thấp



giếng cát có vỏ bọc

• Chưa có kinh nghiệm thi

công ở Việt Nam



Thời gian cố

kết

Chi phí



14 tháng



14 tháng



14 tháng



1.0



2.6



1.3



Đề xuất và kế • Sử dụng bấc thấm là biện pháp phù hợp nhất đối với khu vực có nên đắp thấp và lớp

hoạch

đất yếu mỏng

• Sử dụng giếng cát có vỏ bọc là biện pháp phù hợp đối với khu vực có các thấu kính cát

và lớp đất yếu đồng nhất

• Sử dụng giếng cát là biện pháp phù hợp đối với khu vực có các thấu kính cát và lớp đất

yếu không đồng nhất



e)



So sánh các biên pháp chống trượt đối với nền đắp cao



Để có được biện pháp xử lý nền đất yếu trong số các biện pháp chống trượt nêu trên, các biện

pháp sử dụng Sàn giảm tải, Cột xi măng – đất và Cọc cát nén được so sánh với nhau và cho ra

kết quả như sau:

Hạng mục



Sàn giảm tải



Bột xi măng – đất



28



Cọc cát nén



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



Mặt cắt ngang



Các nguyên lý • Tải trọng được đỡ bằng • Tải trọng được đỡ bằng

chung

các cọc bê tông



• Tải trọng được đỡ bằng cách



một cột hỗn hợp xi măng – tạo ra các cọc cát đầm chặt



(35cm×35cm) và một bản đất (D=1.3m)

bê tông 0.3m trên lớp đất



Ưu điểm



đường kính 70cm trong lớp

đất yếu



yếu

• Hiệu quả trong việc giảm • Chống trượt và giảm lún

lún bằng cách chuyển tải



• Hiệu quả trong việc chống



bằng các cột đất – xi măng trượt và gia tăng cố kết

• Cát rất phổ biến ở Việt Nam



trọng trực tiếp tới lớp

chịu lực

• Nhiều kinh nghiệm ở

Việt Nam



Nhược điểm



• Cần kiểm soát chất lượng • Khó kiểm soát chất lượng • Chưa có kinh nghiệm thi

nghiêm ngặt

• Chi phí xây lắp cao



cọc và quy trình thi công



công ở Việt Nam



• Chi phí xây lắp cao

• Kinh nghiệm ở Việt Nam



Thời gian cố

kết



0 tháng



Chi phí



rất hạn chế

0 tháng



3.0



2.3



10 tháng

1.0



Đề xuất và kế • Cọc cát đầm chặt là biện pháp phù hợp nhất đối với khu vực nền đắp cao và lớp đất

hoạch

yếu sâu



f)



Đề xuất Lựa chọn trên nguyên tắc Biện pháp Xử lý nền đất yếu



Từ các phân tích trên, đề xuất sử dụng các chỉ tiêu sau làm nguyên tắc chung để lựa chọn biện

pháp xử lý nền đất yếu cho gói thầu EX-2.

29



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



Biện pháp đề xuất

Bấc thấm

(PVD)



Điều kiện áp dụng

• Chiều cao nền đắp (He) < 5.0m

- Chiều dày lớp đất yếu > 20m

• Chiều cao nền đắp (He) < 6.0m

- Chiều dày lớp đất yếu < 20m



Giếng cát có vỏ bọc

(Pack Drain)



• 5.0m < He < 7.0m

- Chiều dày lớp đất yếu > 20m

- Lớp đất yếu nằm trong khu vực đồng nhất

• Khu vực có thấu kính cát



Giếng cát

(Sand Drain)



• 5.0m < He < 7.0m

- Chiều dày lớp đất yếu > 20m

- Lớp đất yếu nằm trong khu vực thay đổi nhiều

• Khu vực có thấu kính cát



(Cọc cát đầm chặt)

SCP



g)



• He > 7.0m

• Chiều dày lớp đất yếu > 20m



Kiểm tra về trượt dọc mố cầu



Trong trường hợp nền đất yếu gần mố cầu, khả năng trượt dọc mố có thể xảy ra do quá trình nền

đất cố kết. Trượt dọc mố cầu có thể gây ra một số vấn đề nghiêm trọng cho cầu, ví dụ hệ cọc

dưới móng mố cầu có thể bị phá huỷ. Do vậy, khả năng trượt dọc tại các mố cầu của gói thầu này

cần được kiểm tra. Để kiểm tra khả năng trượt dọc mố cầu, có một vài phương pháp như là dựa

vào hệ số trượt dọc, hệ số đánh giá trượt dọc, và kiểm tra ổn định trượt. Ở đây phương pháp dựa

vào hệ số trượt dọc và hệ số đánh giá trượt dọc không thể xác định được do tác dụng của phản áp

và giải pháp xử lý đất yếu (nền đất hỗn hợp) bằng SCP. Như vậy, kiểm tra ổn định trượt được áp

dụng cho gói thầu này.



30



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



(a) Large settlement



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



(b) Small settlement



Để tránh khả năng trượt dọc và đảm bảo độ ổn định của mố cầu, các điều kiện sau cần được thoả

mãn.

- Hệ số ổn định không nhỏ hơn 1.2 trong giai đoạn đắp và đợi cố kết

- Hệ số ổn định không nhỏ hơn 1.5 sau khi thi công mố cầu



31



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



4.4 Phân đoạn

Phần này xem xét tất cả các thông số như địa tầng – độ dày, tính đồng nhất…, độ cao nền đắp, và

kết cấu – mố, cống cũng như chiều dài đoạn sau khi phân đoạn. Dưới đây chỉ là các nguyên tắc

chung để phân đoạn theo điều kiện địa chất, cao độ thiết kế và đề xuất lựa chọn biện pháp xử lý

nền đất yếu như đã nêu trong mục 4.3:

•



Địa tầng: một đoạn sẽ được xem xét phân chia trong trường hợp



- Chiều dày đất yếu thay đổi hơn 5m và/ hoặc

- Tìm thấy mạch/ quặng đất cát trong lớp đất yếu.

•



Chiều cao nền đắp (He): một đoạn sẽ được xét phân chia theo He trong khoảng sau



- He<5m nếu chiều dày lớp đất yếu là hơn 20m,

- He<6m nếu chiều dày lớp đất yếu là dưới 20m,

- He lên tới 7m, và

- He hơn 7m.

Ngoài ra, một đoạn sẽ được chia nếu He thay đổi hơn 2m.

• Các yếu tố khác: một đoạn cận kề với mố sẽ được xem xét xử lý nền đất yếu dưới móng

để tránh áp lực ngang và hiện tượng ma sát âm.



4.5 Kết quả thiết kế xử lý nền đất yếu

Chi tiết các kết quả xử lý nền đất yếu cũng như các bản tính chi tiết được tập hợp trong Phụ lục

của báo cáo này. Kết quả được tóm tắt trong các bảng sau:

4.5.1 Chính tuyến

a) Biện pháp xử lý

Đoạn

Chiều Chiều

Chiều

Biện pháp xử lý

Lý trình

dài

cao

dày đất Gia tải Biện pháp – Độ Vải địa KT gia cố

(m)

nền

yếu

(m)

khoảng cách sâu / Vải địa KT tạm .

đắp

(m)

(m)

(m)

(lớp).

(m)

Mặt

Mặt cặt



6+2006+300

6+3006+485

6+4856+549

Bridge

B35

6+759-



100



9.0



8.5



185



10.0

10.0



5.0



　



　



8.8



8.5



Không xử lý



　



　



-



　



Không xử lý



　



　



-



　



　



　



　



SCP □1.5



6.0



-　



　



7.0



64



SCP □2.5



cắt

ngang

3



6.0



54



32



dọc

-



-



Báo cáo tính toán Xử lý nền đất yếu gói thầu EX-2



Đường ô tô cao tốc Hà Nội – Hải Phòng



6+813

6+8136+860

6+8607+000

7+0007+240

7+2407+440

7+4407+520

7+5207+610

7+6107+700

7+7007+880

7+8808+220

8+2208+480

8+4808+600

8+6008+700

8+7008+880

8+8809+040

9+0409+200

9+2009+400

9+4009+600

9+6009+700

9+7009+960

9+96010+040

10+04010+150



47



8.8



6.0



　



SCP □1.7



6.0



-　



-



140



8.5



7.0



　



SD □2.5



7.0



3



-



240



7.4



3.5



　



Không xử lý



　



2



-



200



5.2



3.5



　



Không xử lý



　



2



-



80



3.7



8.0



　



Không xử lý



　



　



-



90



3.7



11.0



1.0



Gia tải trước



　



　



-



90



4.0



13.5



　



SD □2.5



13.5



　



-



180



4.5



14.5



　



SD □2.5



14.5



　



-



340



4.5



11.5



　



SD □2.5



11.5



1



-



260



3.0



11.5



　



Gia tải trước



　



　



-



120



3.0



5.5



　



Không xử lý



　



　



-



100



3.5



7.5



　



Không xử lý



　



　



-



180



4.2



10.5



1.0



Gia tải trước



　



　



-



160



4.6



11.0



　



SD □2.5



11.0



　



-



160



4.9



11.5



　



SD □2.5



11.5



　



-



200



4.9



9.5



　



Gia tải trước



　



　



-



200



4.9



11.5



　



PVD □1.8



11.5



1



-



100



4.9



12.0



　



PVD □1.8



12.0



　



-



260



5.0



5.0



　



Không xử lý



　



2



-



80



5.1



8.5



　



PVD □1.8



8.5



1



-



110



5.0



10.5



　



PVD □1.8



10.5



1



-



33