Xử lý nền đất yếu – Các phương án

Khái niệm đất yếu

Xử lý nền đất yếu luôn là vấn đề được quan tâm hàng đầu ở các dự án giao thông, hạ tầng kỹ thuật.

Đất yếu là thuật ngữ sử dụng để chỉ những loại đất có tính nén lún lớn và sức kháng cắt yếu, do đó khi đắp nền, xây dựng công trình sẽ bị lún rất nhiều, có khả năng xảy ra trượt, phá hoại.

Về mặt kỹ thuật, đất yếu được hình thành từ nguồn gốc khoáng vật hoặc hữu cơ. Đối với nguồn gốc khoáng vật (sét hoặc á sét), ở trạng thái tự nhiên, đất có độ ẩm lớn hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (e>1.5), góc
nội ma sát khoảng 0-100, lực dính từ kết quả thí nghiệm cắt nhanh không thoát nước < 0.15daN/cm2. Đối với nguồn gốc hữu cơ, thường hình thành ở vùng đầm lầy, ngập nước. Tại đây, thực vật phát triển và phân hủy lẫn vào trong đất.

Một đặc điểm khác dễ phân biệt đất yếu hơn là dựa vào các hình trụ hố khoan từ thí nghiệm địa kỹ thuật, đất yếu có trị số SPT thường nhỏ hơn 10.

Hình 1: Hình trụ lỗ khoan với lớp đất yếu phân bố trên bề mặt dày khoảng 12m

Ảnh hưởng của đất yếu

Khi xây dựng các công trình giao thông trên đất yếu, nền đường sẽ lún liên tục làm phá hoại kết cấu mặt đường bên trên, xe cộ chạy không đúng tốc độ khai thác và dễ bị tai nạn, hư hỏng phương tiện.

Hình 2: Mặt đường nhựa bị hư hỏng do lún, cường độ nền đường không đảm bảo

Nếu nền đất quá yếu cũng sẽ ảnh hưởng đến tiến độ thi công, thời gian đưa vào khai thác sử dụng, vì khi đắp cao, nền bên dưới không đủ cường độ sẽ gây phá hoại và trượt.

  Hình 3: Đường bị phá hoại khi còn chưa đưa vào khai thác do trượt của nền đất bên dưới

Đối với các công trình dân dụng, nền đất yếu gây ảnh hưởng đến an toàn kết cấu, an toàn cho người sử dụng và mất thẩm mỹ.

Hình 4: Lún lệch gây hở chân công trình, mất thẩm mỹ cho dự án

Nền đất lún nhiều cũng gây ảnh hưởng đến các hạ tầng bên dưới, gây đứt gãy các đường ống cứng, hệ thống thoát nước mưa, nước thải không hoạt động đúng như thiết kế do độ dốc đường ống thay đổi.

Yêu cầu xử lý nền đất yếu

Khi chất tải lên nền đất yếu, này đất sẽ lún. Độ lún này là tổng cộng của 3 loại lún khác nhau gồm: Lún tức thời (lún đàn hồi), lún cố kết (xảy ra liên tục trong thời gian dài) và lún từ biến.

Trong lĩnh vực giao thông, có quy định, khi tính toán lún của nền đất, độ lún cố kết còn lại trong vòng 15 năm sau khi đưa công trình vào khai thác phải đảm bảo quy định như bảng dưới đây. Nếu không phải có
biện pháp xử lý.

Quy định này hiện nay đang được áp dụng rộng rãi cả trong lĩnh vực hạ tầng dân dụng. Nền đất khi yêu cầu xử lý phải đảm bảo các yêu cầu như ở bảng trên, ngoài ra còn phải thỏa mãn một số
yêu cầu khác như độ cố kết sau khi xử lý phải >90%. Đối với các dự án cấp cao, còn quy định thêm về tốc độ lún phải nhỏ hơn 2cm/năm trong vòng 2 năm đầu tiên sau xử lý.

Các giải pháp xử lý nền đất yếu

Về cơ bản, có 4 hướng giải pháp chính như sau:

• Đắp trực tiếp trên đất yếu: thực tế không phải đất nào yếu cũng cần được xử lý lún. Chủ đầu tư cần căn cứ vào nhu cầu, kinh phí và tiến độ để thực hiện. Cần phải kết hợp với các biện pháp cấu tạo phù hợp để đảm bảo an toàn sử dụng và thẩm mỹ cho kết cấu
• Thay đất: thay một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu bằng lớp đất tốt hơn.
• Tăng độ cố kết: rút nước ra khỏi đất để nền đất tự cố kết, tự lún trước. Đắp gia tải trước, sử dụng cọc cát, bấc thấm, hút chân không… là ví dụ cho những phương án thuộc nhóm giải pháp này.
• Cưỡng bức cơ học: Nền đất không được thay đổi đặc tính cơ lý, bổ sung vào các vật liệu tốt hơn để làm chịu lực chính cho nền đất. Cọc đá, cọc đất gia cố xi măng, jet grouting, cọc bê tông cốt thép dưới
  hệ sàn, hay cọc cừ tràm, cọc tre… là ví dụ điển hình cho nhóm giải pháp này.

Thông thường các dự án sẽ có khối lượng xử lý rất lớn, dẫn đến chi phí rất lớn. Do đó chủ đầu tư cần đánh giá thận trọng các giải pháp để đảm bảo yếu tố kinh tế, kỹ thuật. Chỉ cần một thay đổi nhỏ trong khối lượng san nền, ví dụ, cũng đã ảnh hưởng rất nặng đến tổng chi phí của dự án.

  Hình 5: Giải pháp xử lý bằng phương pháp hút chân không

Hình 6: Xử lý đất yếu bằng cọc xi măng đất

Lưu ý đối với công tác xử lý nền đất yếu

Trước khi tiến hành công tác xử lý nền đất yếu, cần phải:

• Khảo sát, đánh giá sơ bộ điều kiện tự nhiên, địa chất của dự án.
• Đánh giá tiến độ của dự án, các yêu cầu kỹ thuật từ Chủ đầu tư.
• Lập đề cương khoan khảo sát địa chất cho dự án, định vị các hố khoan, số lượng, các chỉ tiêu yêu cầu cho công tác xử lý nền. Công tác xử lý nền đòi hỏi phải thực hiện thêm nhiều chỉ tiêu cơ lý so với việc khoan địa chất thông thường.
• Đánh giá báo cáo khảo sát địa chất, phạm vi phân bố đất yếu, chiều dày, chỉ tiêu cơ lý của đất.

Thiết kế xử lý nền đất yếu:

• Đưa sơ bộ vài phương án, đánh giá chi phí, thời gian xử lý từng phương án.
• Thiết kế chi tiết cho phương án chọn, khoanh vùng xử lý, phân chia giai đoạn xử lý. Đưa giải pháp luân chuyển giữa các giai đoạn để tận dụng vật tư, giảm chi phí xử lý nền.
• Lập bản vẽ thi công xử lý nền, quy định rõ các yêu cầu về vật liệu, trình tự thi công chủ đạo, quy định rõ ràng chế độ quan trắc…

QACONS với đội ngũ tư vấn viên giàu kinh nghiệm, từng tham gia nhiều dự án lớn trong và ngoài nước luôn sẵn sàng tư vấn cho quý khách hàng, để lựa chọn loại hình kết cấu phù hợp, với chi phí hợp lý nhất.

Quý khách có nhu cầu về các vấn đề trên, hãy liên hệ với chúng tôi để được tư vấn tận tình. Xin cảm ơn.

CÔNG TY TNHH XÂY DỰNG QACONS – QACONS CONSTRUCTION LLC

Website: www.qacons.com
Email: qacons@qacons.com
Phone: 0919682418
Add: A74 Khu Dân Cư Nam Long, Đường Phú Thuận, Phường Phú Thuận, Q7, TPHCM