Bài giảng Nền móng - Chương IV: Xây dựng công trình trên nền đất yếu - Nguyễn Hữu Thái

hênh lệch lún của móng (vì có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra
trong đất nền nằm dưới tầng đệm cát).
- Giảm chiều sâu chôn móng, do đó giảm được khối lượng vật liệu làm móng.
- Tăng nhanh tốc độ cố kết của nền, do đó làm tăng nhanh sức chịu tải của nền và rút
ngắn quá trình lún.
16
93- Tính toán, thiết kế tầng đệm cát:
+ Nguyên tắc tính toán:
. Xác định kích thước của tầng đệm cát bao gồm chiều dày (hc) và chiều rộng đáy
tầng đệm cát (bc), đảm bảo hai điều kiện kỹ thuật cơ bản là:
- Đảm bảo nền (sau khi có đệm cát) ổn định về mặt cường độ.
- Đảm bảo độ lún của nền (sau khi có đệm cát) nhỏ hơn độ lún cho phép của
công trình.
. Để làm được điều trên ta phải tính thử dần; thông thường các bước tính toán
được tiến hành như dưới đây:
a) Sơ bộ chọn kích thước đệm cát:
* Chọn hc: theo kinh nghiệm có thể lấy
vào khoảng 0,5 - 3 m có khi là 5 - 6 m.
* Chọn bc: hiện nay người ta xác định
kích thước chiều rộng đáy đệm cát theo
góc mở α. Căn cứ vào hiện tượng
khuyếch tán ứng suất trong nền người ta
ấ
h
m
b
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
l y α như sau:
α = 30 - 350 đối với cát.
α = 40 - 450 đối với dăm, sỏi.
Có trường hợp lấy α = 60o
Suy ra:
bc = b + 2hc .tgα (4.4)
h
c
α α
bc
17
¾Sau khi chọn kích thước đệm cát (hc, bc) thì tuỳ từng loại công trình và tình hình
tác dụng của tải trọng để kiểm tra theo các nội dung dưới đây :
- Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn 1 (về cường độ, ổn định trượt).
- Tính toán kiểm tra theo trạng thái giới hạn 2 (về biến dạng).
¾Đệm cát được xem như một bộ phận của đất nền nhiều lớp: lớp cát nằm trên, lớp
đất yếu nằm dưới.
b) Trường hợp công trình chịu tác dụng của lực đẩy ngang:
Š Cần tính toán ổn định của nền đã xử lý bằng đệm cát.
- Cát có ma sát lớn nên móng không có khả năng trượt phẳng.
- Khi tính toán nền theo ổn định (TTGH-1) cần phải tiến hành kiểm tra trượt sâu
theo phương pháp cung trượt tròn và trượt sâu theo mặt tiếp xúc giữa đáy đệm cát và
đỉnh lớp đất yếu. (Khi tính toán, cần kể đến sự thay đổi các chỉ tiêu cường độ chống
cắt của đất nền do cố kết nhờ có tầng đệm cát thoát nước).
T
P
O
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
q= γ.hmr
hc
hm [ ]K
M
M
K
gt
ct ≥=∑
∑
18
10
hc
q= γ.hm
hm
T
P
- Khi cần phải kiểm tra theo TTGH-2: Độ lún của nền vẫn tính bình thường đối với
nền nhiều lớp. Nếu được thi công đầm chặt tốt thì cát của tầng đệm sẽ có môđun biến
dạng khá lớn vào khoảng 12.000 – 20.000 kN/m2. Trong trường hợp đó có thể bỏ qua
độ ép lún của tầng đệm cát
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
.
19
c) Tính toán đệm cát theo biến dạng của nền
gồm các bước (theo TCXD):
* Chọn hệ số rỗng εnc của cát, từ đó xác định
môđun biến dạng E0 cát:
Từ công thức độ chặt tương đối của đất cát:
- Tính εnc, bằng cách khống chế D = 0,70 ÷ 0,80: max
εε −
=
ncD (4 5)
εnc = εmax - D(εmax - εmin )
Từ εnc của cát tìm ra E0 cát, có thể lấy theo bảng
IV-1/tr.68.
minmax εε −
.
* Kiểm tra ứng suất đáy đệm cát:
Đệm cát truyền áp lực đáy móng xuống tầng
đất thiên nhiên phía dưới trong một phạm vi lớn
hơn diện tích đáy móng. Để đảm bảo tầng đất
thiê hiê d ới lớ đệ át ẫ ò là iệ
hcα α
hm
b
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
n n n ư p m c v n c n m v c
trong giai đoạn biến dạng tuyến tính thì ứng suất
thẳng đứng tác dụng lên lớp đất yếu không được
vượt quá áp lực tiêu chuẩn Rtc:
tcc
zđ
c
z R≤+ )( σσ (4.6)
Ha
σczđ σcz
z
20
11
LOẠI
CÁT Các đặc 
trưng
Giá trị của các đặc trưng khi hệ số rỗng 
bằng
0,45 0,55 0,65 0,75
Bảng IV-1/tr.68: Các giá trị tiêu chuẩn của lực dính ctc , MPa, góc 
ma sát trong ϕtc , độ, và môđun biến dạng Eo , Mpa của đất cát
Cát hạt thô
và cát sỏi
ctc
ϕtc
Eo
0,002
43
50
0,001
40
40
-
43
50
-
Cát hạt vừa
ctc
ϕtc
Eo
0,003
40
50
0,002
38
40
0,001
35
30
-
-
-
Cát hạt nhỏ
ctc
ϕtc
Eo
0,006
38
48
0,004
36
38
0,002
32
28
-
28
18
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Cát bụi
ctc
ϕtc
Eo
0,008
36
39
0,006
34
28
0,004
30
18
0,002
26
11
21
Trong đó:
σzc: ứng suất tăng thêm tại đỉnh lớp đất yếu.
σczđ :ứng suất bản thân của đất bao gồm
đệm cát từ đỉnh lớp đất yếu trở lên:
σczđ = γ.hm + γc.hc (4.7)
tcc
zđ
c
z R≤+ )( σσ (4.6)
hcα α
hm
Ha
b
σczđ σcz
Rtc : áp lực tiêu chuẩn của đất tại đỉnh lớp
đất yếu, Rtc = m(p¼)
z
izi
i
i
i hE
S σβ
0
= (4.8) ∑
=
=
n
i
iSS
1
(4.9)
* Tính lún: của lớp đất kể cả đệm cát theo
phương pháp tổng cộng từng lớp (đã trình bày
trong môn Cơ học đất):
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Độ lún tổng cộng tính theo công thức (4.9)
không được vượt quá độ lún giới hạn:
- Nếu các tiêu chuẩn kiểm tra theo công thức
(4.6) hoặc (4.10) không đảm bảo thì ta phải
chọn lại kích thước đệm cát, và các bước tính
toán được lặp lại.
ghSS ≤ (4.10)
22
12
d) Thi công tầng đệm cát
Hiệu quả của tầng đệm cát phụ thuộc phần lớn vào độ chặt của nó. Khi thi
công đệm cát phải đảm bảo độ chặt lớn nhất đồng thời không làm phá hoại kết
cấu đất thiên nhiên dưới tầng đệm cát. Thường gặp 2 trường hợp sau:
ố ổ ầ ằ ầ- Khi h đào khô: cát được đ từng lớp dày 20 cm và đ m chặt (b ng đ m
lăn, xung kích, chấn động).
- Trừơng hợp mực nước ngầm cao (mà không dùng biện pháp hạ mực
nước ngầm): thì nên dùng biện pháp thi công trong nước (xỉa lắc cát, đầm dùi cho
D = 0,7).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG 23
III. Phương pháp lèn chặt đất bằng cọc cát
1- Nội dung và điều kiện áp dụng:
* Nội dung phương pháp: Hạ cọc vào trong đất yếu, nhờ thể tích cọc chiếm chỗ mà
đất được lèn chặt lại (nén chặt sâu). Đây cũng là cơ sở để tính cọc sau này.
Trong khuôn khổ môn học ta chỉ nghiên cứu tính toán đối với cọc cát.
* Thi công cọc cát: Các phương pháp thi công khác nhau chủ yếu ở cách tạo lỗ:
ỗ ố ằTạo l dùng ng thép: đường kính vào khoảng 30 ÷ 50 cm. Mũi cọc nhọn b ng
thép gồm 4 cánh mắc bản lề. Khi đang đóng ống thép xuống thì mũi cọc khép lại, khi
rút lên thì mũi cọc mở ra (xem Hình 1). Mũi cọc có thể làm bằng nút gỗ hoặc bê tông,
sau khi hạ ống tạo lỗ có thể để lại trong đất (xem Hình 2).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG 24
13
Ống rỗng thường được hạ xuống nền đất bằng búa đóng cọc hoặc bằng
phương pháp chấn động tùy theo loại đất. Việc thi công cọc cát theo hai cách hạ
ống thép như sau:
- Đóng ống thép xuống tới cao trình thiết kế, sau đó rút lên rồi nhồi cát vào lỗ,
đồng thời đầm từng lớp một bằng búa treo, chiều dày mỗi lớp khoảng 1,0 m. →
Thường dùng với đất sét dẻo, dẻo cứng (Hình 1).
- Dùng chấn động hạ ống thép xuống tới độ sâu thiết kế, nhồi cát vào từng
lớp dầy khoảng 1 0 m sau đó dùng chấn động để làm chặt lớp cát rút ống lên, , ,
khoảng 0,5 m cho cát tụt xuống. Cứ tiến hành như thế đối với các lớp tiếp theo. →
Thường dùng với đất sét dẻo chảy, đất cát hạt nhỏ, mịn bão hòa nước (Hình 2).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG 25
Hình 1 Hình 2
Tạo lỗ bằng mìn nổ ép đất (theo chiều sâu cọc): sau đó đổ cát vào đầm từng
lớp. Với cách thi công này có thể tạo được cọc cát dài khoảng 18 ÷ 20 m. Lưu ý rằng,
do chấn động khi nổ làm cho lớp đất trên dày khoảng 2 m bị tơi ra, cần có biện pháp
xử lý trượt khi làm móng.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
* Áp dụng:
Trong xây dựng, phương pháp cọc cát thường dùng để nén chặt các lớp đất yếu
khá dầy (>2,0 m), chịu tải trọng tương đối lớn. Như các loại đất cát nhỏ, cát bụi ở
trạng thái bão hoà nước, đất cát xen kẽ những lớp bùn mỏng, đất dính yếu, đất bùn
và than bùn.
26
14
2- Hiệu quả:
- Đất nền được lèn chặt do thể tích cọc cát chiếm chỗ trong đất trong phạm vi
chiều dài cọc, độ ẩm giảm; môđun biến dạng, lực dính và góc ma sát trong tăng lên. Vì
thế biến dạng của nền giảm và cường độ tăng rõ rệt.
ề ấ- Cọc cát có tính nén lún không khác nhi u so với tính nén lún của đ t xung quanh
nó, cho nên có thể coi cọc cát cùng chịu tải trọng với đất nền xung quanh, và khi tính
toán thì lớp đất có cọc cát được coi là một lớp nền có các chỉ tiêu cường độ chống cắt
tương ứng với độ chặt thiết kế (εtk, γtk).
- Cọc cát có tác dụng tăng nhanh tốc độ cố kết của đất nền. Phần lớn độ lún của
nền đất có cọc cát thường kết thúc trong quá trình thi công, làm cho công trình mau
chóng đạt đến giá trị ổn định.
- Về mặt kinh tế, cát dùng trong cọc là loại vật liệu rẻ hơn so với cọc làm bằng vật
liệu cứng và không bị ăn mòn nếu nước ngầm có tính xâm thực. Biện pháp thi công
cọc cát tương đối đơn giản không đòi hỏi những thiết bị phức tạp Vì những lý do trên
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
, .
mà giá thành xây dựng khi dùng cọc cát thường rẻ hơn so với một số phương án xử lý
khác.
27
3- Tính toán thiết kế:
Nội dung thiết kế:
. Xác định khoảng cách cọc cát: c
. Xác định số lượng cọc: n
. Xác định chiều dài cọc: L
a) Xác định (c):
* Giả thiết:
F
f
. Độ giảm thể tích của đất (thể tích rỗng)
bằng thể tích cọc cát đưa vào.
. Đất nền không bị trồi lên khi có cọc.
. Đất được lèn chặt đều giữa các cọc.
* Chứng minh:
Bố trí cọc cát trên mặt bằng (xem Hình)
- Xét một lăng thể đất có đáy là tam giác đều, chiều
cao là L (mang tính đại biểu).
- Áp dụng công thức (4.13):
c
2
3c
600
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
0
0
1 ε
εε
+
−
=
Δ tk
V
V (4.13)
ε0 – hệ số rỗng tự nhiên của đất nền (khi chưa có cọc cát):
εtk – hệ số rỗng thiết kế của đất nền (sau khi có cọc cát):
28
15
Thể tích rỗng giảm:
2
3c
LccVV tklt
tk
lt 2
3
2
1
11 0
0
0
0 ×
+
−
=
+
−
=Δ
ε
εε
ε
εε
Lctk
4
3
1
2
0
0 ×
+
−
=
ε
εε
(4.14)
Thể tích cọc cát đưa vào: c
(4.16)
Ldv
2
c 42
1 π
=
Cân bằng (4.14) và (4.15) sẽ được công thức tính khoảng cách cọc cát: 
(4.15)
tk
dc
εε
επ
−
+
=
0
01.
32
Giả sử rằng: trong quá trình lèn chặt, độ ẩm ω của đất không đổi thì từ (4.16) ta có: 
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
0
.
32 γγ
γπ
−
=
tk
tkdc (4.17)
d - đường kính cọc cát, d = 30 - 40 cm tuỳ theo đường kính tạo lỗ 
Cần phải chọn độ chặt thiết kế của nền đất sau khi xử lý cọc cát (ε tk ):
29
- Đối với nền đất cát: 
εtk = εmax - D(εmax - εmin ) (4.18) , Với D = 0,7 ÷ 0,8 
- Đối với nền đất cát bụi: 
εtk = 0,6 - 0,8 (ở trạng thái chặt vừa) (4.19) 
- Đối với nền đất sét bão hoà nước: 
)50( Ah +ω
γ
ε (4 20),
100 dn
tk = γ
.
b) Xác định n:
- Thể tích rỗng giảm trong cả nền cọc: Từ
0
0
1 ε
εε
+
−
=
Δ tk
F
F
V
V
FL
 + 1
 = V
o
tko
F ×
−
Δ
ε
εε (4.21)
F
f
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Thể tích 1 cọc cát: vc = f.L, 
với f = π.d2/4
(4.22)
- Vậy số lượng cọc n: 
0
0
1
.
ε
εε
+
−
=
Δ
=
tk
c f
F
v
Vn F (4.23)
30
16
c) Xác định L :
Có thể dựa trên hai cơ sở:
- Khống chế về mặt biến dạng: lấy L ≥ Ha với Ha là chiều sâu vùng nền ảnh hưởng lún.
- Khống chế về mặt cường độ, ổn định: lấy L > độ sâu lớn nhất của vùng nền trượt. Trị 
số L còn phụ thuộc vào khả năng của phương tiện đóng nhổ ống thép. Hiện nay chưa 
có phương pháp chính xác tìm chiều dài cọc L. 
Ha
hm
b
L
L
PIIgh
b
hm
TIIgh
H
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
(σz∼ z)
z
max
31
1- Nội dung và trường hợp áp dụng:
a) Nội dung phương pháp:
- Trước khi xây dựng công trình dùng các loại vật liệu (cát, sỏi, gạch, đá v.v...) chất
đống lên mặt đất trong phạm vi xây dựng móng để gây ra một áp lực nén (gọi là áp lực
ề ấ ề ấ
IV. Phương pháp nén trước 
nén trước) tác dụng lên mặt n n, làm cho đ t n n bị lún do đó đ t được chặt lại. Khi
đất nền đạt được độ chặt yêu cầu, người ta dỡ áp lực nén trước rồi tiến hành xây dựng
pntb) Áp dụng:
- Phương pháp thường được
dùng đối với đất sét và sét pha
ẩ
công trình. Lúc này nền công
trình vừa có cường độ đạt
yêu cầu vừa có tính nén lún
nhỏ.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Trong thực tế xây dựng, các lớp đất loại sét có tính nén lún lớn, cố kết bình thường
nằm ở một độ sâu giới hạn và lún cố kết lớn có thể xảy ra do việc xây dựng các tòa
nhà lớn, đường hay đập đất thì phương pháp nén trước có thể được sử dụng để giảm
thiểu lún sau khi xây dựng.
cát ở trạng thái ch y; phạm vi
nền không lớn.
32
17
Đường nén
e
eo
c) Cơ sở lý thuyết:
™ Phương pháp nén trước dựa trên quy luật giảm tính nén lún của đất dưới tác dụng
của tải trọng (quan hệ e∼p).
2- Hiệu quả:
™ Đất sau khi nén trước có tính nén lún nhỏ; hệ
số rỗng (e) và hệ số nén (as << ac) giảm và cường
độ tăng lên
p0
Đường nở
pnt
e’o
.
™ Hiệu quả của phương pháp nén trước thường
được đánh giá bằng giá trị độ lún (St) sau một thời
gian t nào đó.
3- Tính toán thiết kế:
™ Cần xác định 2 đại lượng:
- Độ lớn của áp lực nén trước (pnt) 
- Thời gian nén trước (tnt) 
9Chọn (p ) : cần đảm bảo hai yêu cầu:
Đường nén lại
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
nt
. Hiệu quả nén trước cao, muốn vậy pnt ≥ tải trọng thiết kế; thường pnt > ptk
. Đảm bảo không phá hoại nền, bằng cách tăng tải trọng từng cấp, khống
chế tốc độ tăng tải nén trước sao cho nền không bị phá hoại.
9Chọn (tnt) : Liên quan tới quá trình cố kết của đất và tiến độ xây dựng công
trình. Cả hai đại lượng cần tìm lại có quan hệ mật thiết với nhau.
33
A- Trường hợp không có giếng cát:
Áp dụng lời giải của bài toán cố kết một hướng để tìm thời gian tnt, và tải trọng nén
trước pnt . (Xem Chương 6, Cơ Học Đất)
™ Trong thực tế, nếu đất nền là sét bão hòa nước và có tính nén lớn diễn ra trong thời
gian dài, dùng biện pháp nén trước vẫn không đảm bảo yêu cầu thiết kế thì có thể áp
dụng kết hợp biện pháp giếng cát.
S
S
Q tt =
trong đó 
Tv = nhân tố thời gian 
Cv = hệ số cố kết
t = thời gian
H hiề dài đ ờ thấ
( )vt TfQ = (4.25)
(4.26)2H
tCT vv =
(4.24)
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
= c u ư ng m
34
18
B- Trường hợp cần có giếng cát:
--Nếu (tnt) tìm được theo trường hợp trên 
quá lớn, không đạt yêu cầu; hoặc
--Với thời gian yêu cầu tnt mà độ lún Stnt
quá nhỏ 
cần xét làm
giếng cát kết hợp 
Trường hợp này thuộc bài toán cố kết thấm 3 hướng, đối xứng trục, có công thức: 
Qt = 1 - (1 - Qtz) (1 - Qtr) (4.27) 
Trong đó:
Qt - độ cố kết chung của nền 
Qtz - độ cố kết của nền không có 
giếng cát, tính theo lý thuyết cố kết thấm một 
hướng, theo chiều đứng (z).
H
2r
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Qr - độ cố kết của nền có giếng cát 
theo hướng xuyên tâm (r).
R
35
t
H
CT 2
v
z =
Trong đó:
ề ế
nc
z
v C
)(kC
γ
ε01+
= (4.28)
)
r
R,( == nTfQ rtr t4R
CT 2r
r
=
nc
r
r C
)(kC
γ
ε 01+
= (4.29)
)( ztz TfQ =
H - chi u dài gi ng cát 
R - khoảng cách giữa các tim giếng cát 
r - bán kính giếng cát 
H
2r
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
R
36
19
+ Công thức kinh nghiệm kết hợp quan trắc:
Trong đó:
t - thời gian nén trước
α - hệ số kinh nghiệm
Trị số S xác định từ tài liệu quan trắc lún
)(tf
t+a
tSSt == (4.30)
S
p
-
trong quá trình nén trước theo các công
thức :
Với St1 là độ lún thực tế đo được ứng với t1
(t1 ứng với cấp áp lực cuối cùng).
11
1
tt
St
−=α
1
1
2
2
12
tt S
t
S
t
ttS
−
−
=
22
2
tt
S
S
t
−=α
(4.31)
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
t1
St1
S(mm)
tt2
St2
37
V. Dùng biện pháp thi công để xử lý nền
Tuỳ tình hình thực tế, có thể lợi dụng biện pháp thi công để xử lý nền rất có hiệu quả. 
Dưới đây nêu ra ba biện pháp nhằm cải thiện đất nền.
1- Nén chặt đất bằng cách hạ thấp mực nước ngầm:
* Khi thi công các công trình ở những nơi có mực nước ngầm cao, có thể dùng biện 
pháp hạ mực nước ngầm để làm khô hố móng. Khi hạ thấp mực nước ngầm thì đất 
trong phạm vi thay đổi mực nước ngầm sẽ được nén chặt lại do áp lực nén tăng lên 
tương ứng. (xem Hình).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
- Trong điều kiện tự nhiên, khi mực nước ở cao trình 1 thì tại cao trình 2 đất chịu áp 
lực thẳng đứng là:
p1 = γω h1 + γđn h2 (4.32) 
- Khi hạ thấp mực nước ngầm đến cao trình 2 thì áp lực tại đó là: 
p2 = γω (h1 + h2) = γωh1 + γωh2 (4.33) 
38
20
Như vậy p2 lớn hơn p1 một lượng là:
Δp = p2 - p1 = (γω - γđn) h2 (4.34) 
Trong đó: 
γω: trọng lượng riêng của đất ở trạng thái tự nhiên có độ ẩm ω. 
γđn: trọng lượng riêng đẩy nổi của đất ngập nước.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
* Đất tự nhiên có trọng lượng riêng vào khoảng 18 - 20 kN/m3. Vì thế theo công
thức (4.34), khi hạ thấp mực nước ngầm, áp lực nén thẳng đứng tăng lên vào khoảng
100 kN/m2 ứng với độ hạ thấp mực nước ngầm là 10 m. Ngoài ra, khi hút nước để hạ
mực nước mgầm thì đất còn chịu tác dụng của áp lực thủy động hướng xuống làm
cho đất chặt thêm.
Biện pháp này có thể dùng để nén chặt đất loại sét, đất cát bồi tích.
39
2- khống chế tốc độ thi công để cải thiện điều kiện chịu lực của nền:
- Tốc độ thi công công trình về mặt cơ học là tốc độ tăng tải trọng lên nền
đất. Các đất sét yếu có hệ số rỗng và độ ẩm tự nhiên lớn thì sức chống cắt rất nhỏ,
khi xây dựng trên các loại đất ấy có thể khống chế tốc độ thi công trong giai đoạn đầu
để làm tăng sức chịu tải của nền.
- Theo lý thuyết cố kết thì quá trình lèn chặt đất dính bão hoà nước là quá
trình ứng suất trung hoà (ut) giảm đi và ứng suất hiệu quả (σ't) tăng lên. Mặt khác,
theo lý thuyết Coulomb thì cường độ chống trượt của đất tỷ lệ với σ't:
τ = σ't tgϕ + c , với σ't = σ - ut
Như vậy, tốc độ tăng tải càng chậm thì càng có thời gian để đạt trị số ứng
suất σ't lớn và sức chịu tải của nền tăng.
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
* Để làm rõ, có thể lấy kết quả thí nghiệm sau đây:
40
21
- Hình (a) biểu thị tốc độ thi công (σ ~ t)
- Hình (b) là quan hệ giữa độ rỗng của đất và áp lực (n ~ σ)
- Hình (c) là quan hệ giữa cường độ chống cắt của đất và áp lực (τ ~ σ).
ƒ Theo lý thuyết cố kết, nếu tăng tải trọng đột ngột từ trị số áp lực 0 đến áp lực σc
(đường 1a) thì nước trong lỗ rỗng của đất chưa kịp thoát ra, nền đất chưa bị nén
chặt, nên sự thay đổi độ rỗng và cường độ chống cắt được biểu thị bằng đường 1b
và 1c. Nếu tăng tải trọng đều trong suốt thời gian thi công (đường 2a) thì tính nén và
cường độ chống trượt của đất được biểu thị tương ứng bằng đường 2b và 2c. Đối
với đất sét yếu, lượng ngậm nước cao, nên tăng tải theo đường 3a: thời gian
đầu thi công chậm để cho mức độ cố kết tăng lên tương ứng với độ tăng áp lực. Sau
khi đạt đến trị số σt, độ cố kết của đất nền đã khá cao, cường độ chống cắt khá lớn
thì bắt đầu tăng nhanh tốc độ thi công (đường 3b và 3c).
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
a) b) c)
41
3- Thay đổi tiến độ thi công để cải thiện điều kiện biến dạng của nền:
- Một trong những nguyên nhân gây ra chênh lệch lún giữa các bộ phận của công
trình là do nền đất không đồng nhất (theo mặt bằng). Đối với những công trình rộng thì
nguyên nhân này thường là phổ biến. Trong trường hợp này cần phải nghiên cứu lát
cắt địa chất và lợi dụng quá trình thi công để xử lý nền. Về nguyên tắc, những bộ phận
công trình nằm trên phần nền có tính nén lớn thì cần thi công sớm hơn. Cần theo dõi
sự tiến triển lún của các bộ phận này để bắt đầu thi công những bộ phận tiếp giáp.
Ph há à đ á d ất ó hiệ ả khi thi ô đê đậ đất đậ đất đáương p p n y ược p ụng r c u qu c ng , p , p
hỗn hợp. Trong thực tế đã có những đoạn giữa nền đập đất thuộc loại bùn có độ lún
tính toán lớn còn ở hai đầu là nền tốt nên độ lún nhỏ thì người ta quyết định thay đổi
trình tự thi công như sau: đắp đất đoạn giữa trước sau đó mới đắp hai đầu. Sau khi thi
công, bằng quan trắc thực tế người ta đã chứng minh biện pháp này có hiệu quả tốt.
- Đối với công trình có móng cứng cần kết hợp với biện pháp làm khe lún.
Giai đoạn 2 Giai đoạn 2
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG
Vùng đất yếu
Giai đoạn 1
42
22
Kết thúc chương 4
NGUYỄN HỮU THÁI – NGÀNH ĐỊA KỸ THUẬT CÔNG TRÌNH NỀN MÓNG 43