XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU- 50 Khoa học & Ứng dụng Số 12 - 2010 KINH NGHIỆM CỦA HÀN QUỐC VÀ ÁP DỤNG Ở VIỆT NAM ThS Trần Minh Tùng (*) K hu vực đồng Bắc Bộ đồng sông Cửu Long Việt Nam nằm hạ lưu sơng lớn, có đặc điểm địa chất chủ yếu đất yếu với trầm tích trẻ holoxen Nền đất đòi hỏi phải xử lý xây dựng cơng trình Để xử lý đất bùn sét yếu phục vụ xây dựng khu công nghiệp, cụm cảng, nhà máy… tùy theo điều kiện cụ thể, sử dụng phương pháp cọc cát, giếng cát hay bấc thấm kết hợp gia tải trước, đầm chặt tải trọng động, thay đất, cọc đất trộn xi măng… Việc lựa chọn phương pháp để xử lý toán kinh tế kỹ thuật phức tạp đòi hỏi kinh nghiệm trình độ chun mơn cao Sau nhiều năm tìm hiểu nghiên cứu, nhận thấy điều kiện đất yếu Việt Nam Hàn Quốc có số điểm tương đồng tiêu lý điều kiện hình thành, thiết nghĩ kinh nghiệm xử lý đất yếu Hàn Quốc giúp ích nhiều cho việc chọn lựa phương pháp hiệu để xử lý đất Các khu công nghiệp Hàn Quốc tổ hợp sản xuất thép Kwangyang, khu công nghiệp Yeocheon, cảng Busan hay sân bay Incheon nằm cửa sông, nơi người Hàn Quốc lấn biển xây dựng thành cơngcơng trình Trong điều kiện đất yếu, họ xử lý đất nào? Liệu Việt Nam học hỏi họ việc xử lý đất yếu phục vụ xây dựng cơng trình cơng nghiệp dân dụng, đặc biệt cơng trình ven sơng, ven biển điều kiện đất yếu Nền đất yếu đồng sơng Cửu Long có chiều dày từ 10 đến 30m, có nơi lên đến 50m, chủ yếu đất bùn sét hữu cơ, bùn sét hay đất bụi có sức chịu tải thấp tính nén lún cao, giống đặc điểm đất yếu ven biển Số 12 - 2010 Hàn Quốc Vì việc phân tích vận dụng sáng tạo kinh nghiệm Hàn Quốc cần thiết việc xử lý đất yếu Việt Nam công nghiệp xây dựng từ năm 1984 đến năm 1990 Nền đất khu vực từ xuống gồm 5m đất KINH NGHIỆM XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI HÀN QUỐC Tổ hợp sản xuất thép Kwangyang Khu công n g h i ệ p Kwangyang nằm bờ biển phía nam, cách thủ Seoul 300km phía nam Tổ hợp Hình 1: Sơ đồ bước thicơng cọc cát Khoa học & Ứng dụng 51 cát mịn, 10-15m đất bùn sét có giới hạn chảy từ 40 - 80%, giới hạn dẻo từ 20 - 40%, bên lớp đất đất cuội sỏi chặt Các kỹ sư Hàn Quốc sử dụng kết hợp giải pháp giếng cát với đường kính 0.4 đến 0.5m cách khoảng 1.8 - 2.5m cọc cát đường kính 0.7m cách khoảng - 2.5m để xử lý đất Trên tổng diện tích 1,450,000m2 họ sử dụng 23,217 cọc cát 27,224 giếng cát Chính đất khu có lớp đất cuội sỏi độ sâu 15 - 20m nên họ thiết kế cọc cát để truyền tải xuống lớp đất tốt bên đặc biệt vị trí có cơng trình chịu tải nặng Các vị trí chịu tải nhẹ họ sử dụng giếng cát kết hợp gia tải để cải tạo Trình tự bước thicơng cọc cát thể hình Tải trọng gia tải sử dụng cát đắp với chiều cao đắp từ - 13m, thời gian gia tải từ 100 - 150 ngày Chính mặt cơng trình lớn nên họ áp dụng biện pháp thicông kiểu chiếu để tiến độ thicông đảm bảo Hiệu xử lý đất yếu đo đạc, chứng minh tốt thực tế Kết quan trắc lún thí nghiệm SPT sau 150 ngày thể hình hình Độ lún gia tải trước đạt khoảng 1.5m sức chịu tải đất tăng từ - 2.5 lần Tổ hợp công nghiệp Yeocheon Tổ hợp công nghiệp Yeocheon khởi côngxây dựng từ tháng năm 1996 hoàn thành vào tháng năm 2002 Dự án có tổng diện tích 8,485,000m2, phần lớn diện tích khu vực có nhờ vào việc lấn biển Vật liệu san lấp đất cát Hình 5: Các bước thicơng cọc cát bọc vải địa kỹ thuật bụi, đất sau san lấp yếu cần chịu tải trọng cho phải xử lý hai giai đoạn máy móc thiết bị tiếp tục xử lý đất Người Hàn Quốc sử dụng bấc hệ thống cọc đất trộn xi măng thấm (PVD) bố trí theo phương ngang khu vực chịu tải trọng lớn kết kỹ thuật HVCT (Horizontal Vacuum hợp với vải địa kỹ thuật vị trí Consolidation Technique) để xử lý chịu tải trọng nhỏ đất san lấp Việc bố trí hệ thống bấc thấm bơm hút chân không Cảng Busan thể hình Hệ thống máy bơm tạo áp suất chân không Cảng Busan nằm cửa sông vận hành để bơm hút nước Nakdong Để xây dựng cảng đất đất đạt độ ẩm người Hàn Quốc lấn biển xấp xỉ 70% Sau xử lý sơ bộ, đất cách xây dựng hệ thống đê bao, sau cho bơm đất cát bụi lẫn sét lấp đầy Chiều sâu trung bình mực nước biển từ 10 - 20m, lớp đất sau san lấp có độ ẩm 67.2%, dung trọng 1.6T/m3, hệ số rỗng 1.78 số nén 0.66 Bên lớp san lấp lớp đất sét biển yếu, có chiều dày từ 20 - 70m Để xử lý đất yếu người ta sử dụng kết hợp giải pháp cố kết đất yếu dùng bấc thấm PVD khu vực bãi container Việc sử dụng bấc thấm làm tăng nhanh thời gian cố kết từ làm tăng sức chịu tải đất Tuy nhiên, điểm đặc biệt dự án người ta xử lý đất sét Hình 2: Kết quan trắc lún sau 150 ngày Hình 3: Kết thí nghiệm SPT trước yếu đáy biển trước cho san lấp gia tải sau gia tải khu vực Nền đất đáy biển xử lý cách dùng hệ thống cọc cát lèn chặt (SCP) có đường kính khoảng 2m tỷ số diện tích thay khoảng 0.7 0.8 Kỹ thuật học hỏi từ Nhật Bản áp dụng Hàn Quốc kể từ năm 1998 Hệ thống thiết bị thicơng cọc cát đặt tàu thicơng khu vực đáy biển có độ sâu lên đến 30m Một điểm dự án khu vực đất yếu, Hình 4: Bố trí hệ thống HVCT khơng thể thicông bấc thấm, người ta 52 Khoa học & Ứng dụng Số 12 - 2010 Hình 6: Kết quan trắc lún sử dụng hệ thống cọc cát bọc vải địa kỹ thuật tiết diện nhỏ, đường kính cọc cát khoảng 12cm Quy trình thicơng loại cọc cát thể hình 5, với thiết bị thicơng tại, họ thicơng cọc cát đến độ sâu 45m Sân bay Incheon Sân bay Incheon ví dụ điển hình việc lấn biển xử lý đất yếu Để xử lý đất sét yếu đáy biển, có ba kỹ thuật đưa khảo sát: hệ thống thoát nước thẳng đứng dùng PVD, cọc cát nén chặt giếng cát kết hợp với gia tải trước Sau thử nghiệm ba phương pháp trên, người ta nhận thấy hiệu xử lý đất tương đương so sánh giá thành sử dụng PVD hiệu Kết quan trắc lún phương pháp thể hình Ngồi phương pháp trên, vị trí chịu tải trọng lớn người ta đặc biệt sử dụng phương pháp đầm chặt sâu đầm chặt cạn Phương pháp đầm sâu thicông phức tạp hiệu không cao Do vậy, cuối họ chọn lựa phương pháp đầm chặt cạn dùng thiết bị đầm thủy lực Phương pháp đầm chặt cạn dùng thiết bị thủy lực việc cải tạo đất có kết thực nghiệm tốt ÁP DỤNG KINH NGHIỆM XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU CỦA HÀN QUỐC TẠI VIỆT NAM Tại Việt Nam năm gần đây, với việc nhiều khu công nghiệp xây dựng vùng đất yếu tiếp cận học tập nhiều kinh nghiệm trước từ Nhật Bản từ Hàn Quốc việc xử lý đất yếu Các kỹ thuật Số 12 - 2010 Hình 7: Sơ đồ bố trí bấc thấm khu cơng nghiệp Nhơn Trạch sử dụng cọc đất trộn xi măng, cọc cát, giếng cát, bấc thấm… bước đầu áp dụng Việt Nam để xử lý đất yếu Các giải pháp ứng dụng thành công số dự án, cơng trình lớn năm qua sân bay Trà Nóc, khu cơng nghiệp Hiệp Phước, khu công nghiệp Nhơn Trạch, đường cao tốc Hà Nội - Hải Phòng… Tại khu cơng nghiệp Nhơn Trạch, đất xử lý hệ thống bấc thấm kết hợp với cọc cát vị trí chịu tải trọng lớn Chiều dài cọc cát bấc thấm từ 12 - 15m, sơ đồ bố trí hệ thống bấc thấm gia tải trước thể hình 7, kết quan trắc sau tháng gia tải đất đắp kết hợp bơm hút chân không đất đạt độ cố kết 90% độ lún tiền cố kết đo từ 1.5 - 1.6m KẾT LUẬN trước đất đắp bơm hút chân không phương pháp thường chọn lựa giá thành thấp, hiệu kỹ thuật độ ổn định kiểm sốt • Trong trường hợp đất yếu có chiều dày không lớn (khoảng 10-20m), phương pháp cọc đất trộn vôi xi măng, cọc cát tỏ hiệu Nếu đất có tính thấm nước tốt phương pháp đầm chặt mặt dùng thiết bị thủy lực thường lựa chọn • Nếu sử dụng bấc thấm PVD để cải tạo đất yếu bấc thấm loại A B hai loại bấc thấm có cho hiệu tốt kinh tế kỹ thuật (*) Giảng viên Khoa Kỹ thuật cơng trình – Trường ĐH Tôn Đức Thắng TÀI LIỆU THAM KHẢO Bergado D.T Những biện pháp cải tạo đất yếu, NXB GIÁO DỤC 1995 Trần Quang Hộ, Cơng trình đất yếu, NXB Đại học Quốc Gia Tp HCM 2008 Eun Chul Shin, Soft soil improvement Techniques in Korea, University of Incheon, 2009 • Việc lựa chọn giải pháp kỹ thuật hợp lý để xử lý đất yếu phụ thuộc nhiều vào đặc điểm địa chất đất, vật liệu địa phương, thiết bị thicông đặc điểm tải trọngcơng trình Kinh nghiệm xây dựng nhiều cơng trình Hàn Quốc bước đầu Việt Nam cho thấy, phương pháp cố kết đất sử dụng PVD Hình 8: Thicơng bấc thấm đường cao tốc Hà Nội-Hải Phòng kết hợp gia tải Khoa học & Ứng dụng 53 ... nghiệp xây dựng từ năm 1984 đến năm 1990 Nền đất khu vực từ xu ng gồm 5m đất KINH NGHIỆM XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TẠI HÀN QUỐC Tổ hợp sản xu t thép Kwangyang Khu công n g h i ệ p Kwangyang nằm bờ biển... ích nhiều cho việc chọn lựa phương pháp hiệu để xử lý đất Các khu công nghiệp Hàn Quốc tổ hợp sản xu t thép Kwangyang, khu công nghiệp Yeocheon, cảng Busan hay sân bay Incheon nằm cửa sông, nơi... giếng cát Chính đất khu có lớp đất cuội sỏi độ sâu 15 - 20m nên họ thiết kế cọc cát để truyền tải xu ng lớp đất tốt bên đặc biệt vị trí có cơng trình chịu tải nặng Các vị trí chịu tải nhẹ họ sử