Trong thực tế xây dựng, có rất nhiều công trình bị lún, sập hư hỏng khi xây dựng trên nền đất yếu do không có những biện pháp xử lý phù hợp, không đánh giá chính xác được các tính chất cơ lý của nền đất.
Thông báo Khoa học Công nghệ Số 2/2016 Information of Science and Technology No 2/2016 CÁC PHƯƠNG PHÁP XÁC ĐỊNH CƯỜNG ĐỘ VÀ BIẾN DẠNG CỦA NỀN ĐẤT YẾU ThS Võ Thanh Toàn Khoa Cầu đường, Trường Đại học Xây dựng Miền Trung Tóm tắt Việt Nam biết đến nơi có nhiều đất yếu, đặc biệt lưu vực sông Hồng sông Mê Kông Nhiều thành phố thị trấn quan trọng hình thành phát triển đất yếu với điều kiện phức tạp đất nền, dọc theo dòng sơng bờ biển Thực tế đòi hỏi phải hình thành phát triển cơng nghệ thích hợp tiên tiến để xử lý đất yếu Trong thực tế xây dựng, có nhiều cơng trình bị lún, sập hư hỏng xây dựng đất yếu khơng có biện pháp xử lý phù hợp, khơng đánh giá xác tính chất lý đất Do việc đánh giá xác chặt chẽ tính chất lý đất yếu (chủ yếu thí nghiệm phòng trường) để làm sở đề giải pháp xử lý móng phù hợp vấn đề khó khăn, đòi hỏi kết hợp chặt chẽ kiến thức khoa học kinh nghiệm thực tế để giải quyết, giảm tối đa cố, hư hỏng cơng trình xây dựng đất yếu Từ khóa Đất yếu, cố kết Mở đầu Đất yếu chưa có khái niệm rõ ràng thống Bởi mối quan hệ tương tác với cơng trình có qui mơ tải trọng khác đất ứng xử khác Có đất yếu với cơng trình này, lại khơng yếu với cơng trình khác Nhìn chung đất yếu đất có sức chịu tải thấp, vào khoảng 0.5–1.0 kg/cm2, có tính biến dạng lớn, bão hòa nước, có hệ số rỗng lớn (thường e > 1), module biến dạng thấp (E0 ≤ 50 kg/cm2), lực dính c theo kết cắt nhanh khơng nước ≤ 0.15 kg/cm2, góc nội ma sát từ 00 đến 100 hệ số sức kháng cắt khơng đáng kể,… Ngồi định nghĩa đất yếu theo sức kháng cắt khơng nước Su trị số xuyên tiêu chuẩn N sau: Đất yếu: Su ≤ 12.5kPa N≤2 Đất yếu: Su ≤ 25kPpa N ≤ Như khơng áp dụng giải pháp xử lý thích hợp việc xây dựng cơng trình nên đất yếu khó khăn khơng thực Nguyên nhân làm đất yếu Đất yếu định nghĩa đất có độ bền học, thủy lực không cao, dễ bị biến dạng gặp tải trọng Như tác nhân làm đất yếu qui ba nhóm 2.1 Do kết cấu Nguyên nhân thường gặp điều kiện địa chất đất sỏi, đá cuội, đá tảng Các phần tử đất đá gối lên không chắn, số tải trọng định, cơng trình lún đất biến dạng không nhiều, tải trọng lớn xảy đứt gãy lún lệch làm cơng trình đổ sập đập Malpasset Pháp yếu tố thay đổi kết cấu 127 Thông báo Khoa học Công nghệ Số 2/2016 chịu lực vùng sập vài mỏ khai thác đá Việt Nam năm gần tính phần yếu tố Cũng có trường hợp đất sét tạo gối nước lòng đất, cơng trình đặt lên làm đất biến dạng từ từ, khoan cọc móng vùng địa chất bên cạnh, dẫn tới nứt khe ngang làm nước thoát đi, độ lún biến đổi đột ngột, số nhà cao tầng thành phố Hồ Chí Minh tính phần lí mà lún sập 2.2 Do độ ẩm Nguyên nhân thường gặp đất cát đất sét, nước đất tồn hai dạng chủ yếu tự liên kết Đây tác nhân gây tượng đàn hồi thủy lực tính nén đất Các nhân tố gây khó khăn lớn thi công, cản trở việc lắp đặt sử dụng thiết bị gia cố Hiện tượng phổ biến vùng đồng ven sông, ven biển, vùng rừng lâu năm yếu tố cơng trình thi cơng biển 2.3 Do đặc tính sinh hóa Ngun nhân thường gặp điều kiện địa chất gia cố Trải qua thời gian, tác động sinh hóa, phản ứng hóa học thành phần chất gia cố với nước, hoạt động sinh vật vi sinh vật, đất gia cố trở nên yếu Đây vấn đề tương đối khó khăn cơng trình sử dụng biện pháp hóa học để gia cố đất xi măng, thủy tinh,… Phân biệt đất yếu số loại đất yếu thường gặp Đất mềm yếu nói chung loại đất có khả chịu tải nhỏ (áp dụng cho đất Information of Science and Technology No 2/2016 có cường độ kháng nén quy ước 0,50 daN/cm2), có tính nén lún lớn, hệ số rỗng lớn (e>1), có mơ-đun biến dạng thấp (Eo< 50 daN/cm2), có sức kháng cắt nhỏ Khi xây dựng cơng trình đất yếu mà thiếu biện pháp xử lý thích đáng hợp lý phát sinh biến dạng chí gây hư hỏng cơng trình Nghiên cứu xử lý đất yếu có mục đích cuối làm tăng độ bền đất, làm giảm tổng độ lún độ lún lệch, rút ngắn thời gian thi cơng giảm chi phí đầu tư xây dựng 3.1 Cách phân biệt đất yếu Cách phân biệt đất yếu nước nước có tiêu chuẩn cụ thể để phân loại đất yếu Theo nguyên nhân hình thành: loại đất yếu có nguồn gốc khống vật nguồn gốc hữu - Loại có nguồn gốc khống vật: thường sét sét trầm tích nước ven biển, vùng vịnh, đầm hồ, thung lũng - Loại có nguồn gốc hữu cơ: hình thành từ đầm lầy, nơi nước tích đọng thường xuyên, mực nước ngầm cao, loại thực vật phát triển, thối rữa phân hủy tạo vật lắng hữu lẫn với trầm tích khống vật Phân biệt theo tiêu lý (trạng thái tự nhiên): Thông thường phân biệt theo trạng thái tự nhiên tính chất lý chúng hàm lượng nước tự nhiên, tỷ lệ lỗ rỗng, hệ số co ngót, độ bão hòa, góc nội ma sát (chịu cắt nhanh) cường độ chịu cắt Phân biệt đất yếu loại sét sét, đầm lầy than bùn theo độ sệt Một số tiêu phân biệt loại đất mềm yếu: Bảng 3.1.Phân loại đất yếu dựa vào lượng nước, độ rỗng, cường độ chịu cắt Chỉ tiêu Hàm lượng nước tự nhiên (%) Độ rỗng tự nhiên Cường độ chịu cắt (kPa) Giá trị tiêu ≥ 35 giới hạn lỏng ≥ 1,0 < 35 128 Thông báo Khoa học Công nghệ Số 2/2016 Information of Science and Technology No 2/2016 Bảng 3.2 Phân loại đất yếu dựa vào hệ số co ngót, độ bão hòa, góc ma sát Chỉ tiêu Hàm lượng nước tự nhiên (%) Độ rỗng tự nhiên Hệ số co ngót (Mpa-1) Độ bão hòa (%) Góc nội ma sát (o) (chịu cắt nhanh) Đất sét > 40 > 1,2 > 0,50 > 95 30 > 0,95 > 0,30 > 95