Công trình trên đất yếu

TRƢỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA TP.HCM 
KHOA KT XÂY DỰNG – BM ĐỊA CƠ NỀN MÓNG 
GV. TS. ĐỖ THANH HẢI 
CÔNG TRÌNH TRÊN ĐẤT YẾU 
(805012) 
1. Mục đích và ý nghĩa môn học 
2. Nội dung môn học: Gồm 6 chƣơng 
3. Hình thức đánh giá môn học: Thi trắc nghiệm, 
90’ 
4. Tài liệu tham khảo 
MỞ ĐẦU 
Chƣơng 1 : Đặc điểm và tính chất cơ bản của đất đất yếu 
Chƣơng 2 : Trạng thái tới hạn 
Chƣơng 3 : Các dạng mô hình nền và ứng dụng 
Chƣơng 4 : Móng sâu 
Chƣơng 5 : Các giải pháp xử lý và gia cố nền đất yếu 
Chƣơng 6 : Đất có cốt 
NỘI DUNG MÔN HỌC 
1.1 Khái niệm về đất yếu 
CHƢƠNG 1: ĐẶC ĐIỂM VÀ TÍNH CHẤT CƠ BẢN 
CỦA ĐẤT YẾU 
Dựa vào các chỉ tiêu vật lý: 
 Dung trọng: 
 Hệ số rỗng: 
 Độ ẩm: 
Dựa vào các chỉ tiêu cơ học: 
Modun biến dạng: 
 Góc ma sát trong: 
 Lực dính C: 
Dựa vào cƣờng độ nén đơn qu từ thí nghiệm nén đơn. 
 Đất rất yếu: 
 Đất yếu: 
33 /7,1)/(17 mTmkN 
10 e
(%)50 W
MPamTcmkGkPamkNE 5/5/505000)/(5000 2220 
010 
)/(10 2mkNC 
)/(25 2mkNqu 
)/(50 2mkNqu 
1.2 Đặc điểm của đất yếu 
1.2.1 Đặc điểm và sự phân bố đất yếu ở khu vực 
thành phố Hồ Chí Minh 
1.2.2. Đặc điểm và sự phân bố đất yếu ở khu vực đồng 
bằng sông Cửu Long. 
1.2.3 Các loại đất khác cũng không thuận lợi cho xây 
dựng nhƣ sau: 
 HUYỆN BÌNH 
CHÁNH 
T. TÂY NINH 
Hình 1.1: Phân bố đất ở TP. HCM và khu vực lân cận 
- Vùng A: Các loại đá gốc J3-K1 
- Vùng B: Sét, sét pha cát 
 Cát pha sét 
- Vùng C: Sét nhão, bùn sét, 
 Bùn cát pha sét, 
 Bùn sét pha cát 
T. BÌNH DƢƠNG 
T. ĐỒNG NAI 
T. LONG AN 
T. LONG AN 
C-V 
H. CẦN GIỜ 
C-II 
H. NHAØ BEØ 
B-I 
Q. THỦ ĐỨC 
A 
B-II 
C-I 
TP. HCM 
B-II 
C-III 
C-III 
C-III 
C-III 
C-IV 
H. HÓC MÔN 
B-II 
B-II 
H. CỦ CHI 
B-I - Khu vực đất tốt, thuận 
lợi cho xây dựng: một 
phần Q1, Q3, một phần 
Q9, Q10, một phần Q12, 
Q11, Tân Bình, Gò Vấp, 
Củ Chi, Thủ Đức. 
- Khu vực đất yếu, không 
thuận lợi cho việc xây 
dựng: một phần Q1, Q2, 
Q4, Q5, Q6, Q7, Q8 , một 
phần Q9, Bình Thạnh, 
Nhà Bè, Bình Chánh, 
Cần Giờ. 
Phân bố đất yếu 
ở ĐBSCL 
- Đất cát mịn bão hòa nƣớc, đất cát rời 
- Đất hữu cơ và than bùn 
- Đất lún ƣớt (lún sụt) 
- Đất trƣơng nở 
1.2.3 Các loại đất khác cũng không thuận lợi cho xây 
dựng nhƣ sau: 
1.3 Tính chất của đất yếu 
1.3.1 Tính biến dạng của đất 
- Thí nghiệm nén cố kết (oedometer): 
Máy nén nén cố kết 
Thí nghiệm nén cố kết (oedometer) 
Lực tác dụng 
thông qua các quả 
cân 
Mẫu đất 
Đá bọt 
Dao vòng 
Đồng hồ đo 
chuyển vị 
Mô hình nén mẫu đất 
e0 
e1 
p2 p1 
e2 
Đƣờng cong nén lún 
p 
M
1 M2 
a tan 
p 
S 
h 
Quan hệ giữa hệ số rỗng và lực tác dụng 
Hệ số nén lún: m2/kN (cm2/kG). 
dp
de
a 
12
21
12
12tan
pp
ee
pp
ee
a
1
1
,1
nn
nn
nn
PP
ee
a
Hệ số nén lún tƣơng đối ao (hệ số nén thể tích mv) (m
2/kN) 
11 e
a
am ov
P
C
a cv
435,0
P = (Ptrƣớc + Psau)/2 
Biểu đồ quan hệ e-P 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.0 0.5 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.5 4.0 4.5
AÙp löïc neùn P (kG/cm
2
)
H
e
ä 
s
o
á 
r
o
ãn
g
e
 1
1
,1
,1 1 
 n
n
nn
nn e
h
h
e
 0
0
1 e
h
h
e 
en = e0 – e 
Tính hệ số rỗng ứng với mỗi cấp áp lực 
en = en-1 – en-1,n 
1
)1(
0 

 WG
e ws
Biểu đồ quan hệ e-logP (nén và dở tải) 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.1 1.0 10.0
AÙp löïc neùn P (kG/cm
2
)
Pressure
H
e
ä s
o
á r
o
ãn
g
 e
V
o
id
 R
a
ti
o
0.4 4.0 
e4.0 
e0.4 
Chỉ số nén Cc 
p
e
Cc
log
1
1
loglog 
nn
nn
pp
ee
1
1
loglog 
nn
nn
pp
ee
0,2
0,4
log
0,2log0,4log
0,40,20,40,2 eeee
Cc
Biểu đồ quan hệ e-logP (nén và dở tải) 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.1 1.0 10.0
AÙp löïc neùn P (kG/cm
2
)
Pressure
H
e
ä s
o
á r
o
ãn
g
 e
V
o
id
 R
a
ti
o
0.4 4.0 
e4.0 
e0.4 
Chỉ số nở Cs (Cr) 
p
e
C rs
log 
1
)1()(
loglog 
nn
nrnr
pp
ee
1
)()1(
loglog 
nn
nrnr
pp
ee
0,2
0,4
log
0,2log0,4log
)0,4()0,2()0,4()0,2( rrrr
s
eeee
C
Biểu đồ quan hệ e-p: nén, dở tải và nén lại 
logp'
ÑÖÔØNG NEÙN 
ÑÖÔØNG NEÙN LAÏI 
ÑÖÔØNG NÔÛ 
e
p'
e
ÑÖÔØNG NEÙN 
ÑÖÔØNG NÔÛ 
ÑÖÔØNG NEÙN LAÏI 
Phƣơng pháp 1 xác định Pc 
Áp lực tiền cố kết Pc 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.1 1.0 10.0
AÙp löïc neùn P (kG/cm
2
)
Pressure
H
e
ä 
s
o
á 
r
o
ãn
g
e
V
o
i
d
R
a
t
i
o 1 
2 
Pc 
3 
4 
A 
Phƣơng pháp 2 xác định Pc 
0.20
0.30
0.40
0.50
0.60
0.70
0.80
0.90
1.00
0.1 1.0 10.0
AÙp löïc neùn P (kG/cm
2
)
Pressure
H
e
ä s
o
á r
o
ãn
g
 e
V
o
id
 R
a
ti
o
pc Pc 
1 
2 
-Tỉ số tiền cố kết OCR (overconsolidation ratio): 
pc : Áp lực tiền cố kết 
p : Ứng suất hữu hiệu hiện tại theo phƣơng đứng (Ứng 
suất bản thân) 
OCR = 1 : Đất cố kết thƣờng (NC) 
OCR < 1 : Đất kém cố kết 
OCR > 1 : Đất cố kết trƣớc (OC) 
p
p
OCR c 
Xác định hệ số cố kết cv theo pp logt 
Hệ số cố kết cv 
 Phƣơng pháp logt (Casagrande’s method) 
0.80
1.20
1.60
2.00
2.40
0.1 1 10 100 1000 10000
Thôøi gian (phuùt)
Time (min)
S
o
á 
ñ
o
ïc
 b
i
e
án
 d
a
ïn
g
 (
m
m
)
D
e
f
o
r
m
a
t
i
o
n
 d
i
a
l
 r
e
a
d
i
n
g
 (
m
m
)
D0 
D50 
D100 
t50 
21000
50
DD
D
50
2197,0
t
H
cv 
22
1 1 nn HHH
11 e
ac
k wv

Xác định hệ số cố kết cv theo pp căn t 
Phƣơng pháp căn t (Taylor’s method) 
12.4
12.8
13.2
13.6
14
14.4
14.8
0 2 4 6 8 10 12 14 16
Căn t [ph]
S
ố
 đ
ọ
c 
b
iế
n
 d
ạn
g
 [
m
m
]
t90 
D90 
90
2848,0
t
H
cv 
x 
1,15x 
1 
2 
D0 
Modul tổng biến dạng của đất E (kN/m2) 
- Xác định modul biến dạng từ thí nghiệm nén cố kết 
nn
n
nn
a
e
E
,1
1
),1(
1
 



1
2
1
2
- Theo kinh nghiệm thì thƣờng lấy EBN = (2  6) ETN 
Trị số m khi hệ số rỗng e bằng 
Loại đấ t 
0 , 4 5 0 , 5 5 0 , 6 5 0 , 7 5 0 , 8 5 0 , 9 5 1 , 0 5 
C á t p h a s é t 4 4 3 , 5 3 2 
S é t p h a c á t 5 5 4 , 5 4 3 2 , 5 2 
S é t 6 6 5 , 5 5 , 5 4 , 5 
Xác định độ lún ổn định 
i
i
ii
n
i
h
e
ee
S
1
21
1 1 
 
iioi
n
i
hpaS 
 1
ii
i
i
n
i
hp
E
S 

1
Ngoài ra còn có các công thức tính lún dựa vào 
đƣờng nén lún e-logp. 
Cho đất cố kết thƣờng 
h
e
e
S
01 
 ooc pppCe log)log( 
o
oc
p
pp
e
hC
S log
1 0
 
 oi
ioi
n
i i
ic
p
pp
e
hC
S log
11 0
Cho đất cố kết trƣớc nặng (po + p pc) 
 oos pppCe log)log( 
o
o
o
s
p
pp
e
hC
S log
1
Cho đất cố kết trƣớc nhẹ (po + p pc) 
c
o
o
c
o
c
o
s
p
pp
e
hC
p
p
e
hC
S log
1
log
1
 Poi : Ứng suất hữu hiệu trung bình ban đầu của lớp thứ i 
(ứng suất bản thân poi = tb= p1) 
 pi = i : Gia tăng ứ/s thẳng đứng của lớp thứ i (ứ/s gây lún) 
e0 : hệ số rỗng ứng với thời điểm trước khi xây dựng công 
trình, tức ứng với ứng suất bản thân poi 
Các điều kiện cân bằng ổn định: 
  < s : đất ở trạng thái ổn định 
  = s : đất ở trạng thái cân bằng giới hạn 
  > s : không xảy ra trong đất vì đất đã bị phá 
hoại trƣớc khi đạt đến ứng suất đó. 
 
(k
G
 
(
k
G
/c
m
2
) 
s =  tan + c 
c 
 
(k
G
 
(
k
G
/c
m
2
) 
Đất dính 
 
(k
G
s =  tan 
Đất cát 
 
(
k
G
/c
m
2
) 
s = c 
c 
Đất sét thuần túy 
Các dạng của đƣờng sức chồng cắt theo các loại đất 
s =  tan + c s’ = ’ tan ’ + c’ 
1.3.3 Sức chống cắt của đất 
Vòng tròn ứng suất Mohr 
  
(
k
G
/c
m
2
) 
 
s =  tan + c 
c 
1 
3 
 o 
 
  
M 
a 
b 
  
Bán kính 
( 
 
 
  
 
  
 
   
x  
x  
    
    
Vòng tròn ứng suất Mohr 

 2cos
22
3131 

 2sin
2
31 
* Theo QPVN (TCXD 45-70, 45-78) : khu vực biến 
dạng dẻo là b/4 
- Pgh = R (Rtc RII) 
(45-70) 
hg
c
hb
g
Pgh  
 
 
 )cot25,0(
2/cot
c
g
g
h
g
b
g
Pgh
2/cot
cot
1
2/cot2/cot
25,0


)*( cDhBbAmRtc 
)*(21 cDhBbA
k
mm
R
tc
II  (45-78) 
1.3.4 Khả năng chịu tải của đất yếu 
* Theo Prandtl ,  = 0 
4.3.2.2 Phƣơng pháp tính dựa trên giả thuyết cân bằng 
giới hạn điểm 
  gcegchPgh cot
sin1
sin1
)cot( tan 
* Theo Terzaghi 
- Móng băng: Pgh = 0,5 N  b + Nq  h + Nc c 
- Móng tròn, bk R: Pgh = 0,6 N  R + Nq  h + 1,3 Nc c 
- Móng vuông cạnh b: Pgh = 0,4 N  b + Nq  h + 1,3 Nc c 
N , Nq , Nc : các hệ số phụ thuộc vào 
- Thí nghiệm cắt trực tiếp (Direct shear test) 
- Thí nghiệm nén 3 trục (Triaxial compression test: 
Undrained – Unconsolidated, Undrained – 
Consolidated, Drained – Consolidated). 
- Thí nghiệm nén đơn (Unconfined compression test) 
- Thí nghiệm xuyên (động) tiêu chuẩn (SPT) 
- Thí nghiệm xuyên tĩnh (CPT) 
- Thí nghiệm cắt cánh (Vane test) 
4.2.3 Các phƣơng pháp thí nghiệm xác định sức chống 
cắt của đất 
Máy cắt trực tiếp (máy cơ) 
* Thí nghiệm cắt trực tiếp (Direct shear test) 
Máy cắt trực tiếp 
* Thí nghiệm cắt trực tiếp (Direct shear test) 
  
T 
 
 Thớt cố định 
Thớt di động 
- Cắt 3 mẫu đất (dày 30 cm) cho 3 lần thí nghiệm với 
3 cấp tải trọng khác nhau 
- Cho máy cắt với tốc độ 1 mm/min đến khi nào mẫu 
bị phá hoại; ghi lại giá trị () ứng với lúc đồng hồ đo 
ứng lực ngang đạt giá trị max. 
Quan hệ lực cắt và áp lực thẳng đứng 
- Xác định giá trị c và bằng phƣơng pháp hình học 
 (kN/m2) 
 (kN/m2) 
s =  tan + c 
c 
- Vẽ biểu đồ quan hệ giữa  (kG/cm2) và  (kG/cm2) 
- Xác định giá trị c và bằng phƣơng pháp bình 
phƣơng cực tiểu 
2
11
2
111tan


n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
i
ii
n
n


2
11
2
111
2
1


n
i
i
n
i
i
n
i
ii
n
i
i
n
i
i
n
i
i
n
c


- Xác định giá trị c và bằng hàm LINEST trong 
Excel 
tan =LINEST(1:3,1:3,1) 
 =DEGREES(ATAN(tan )) 
c=IF ((1/3)*(( 1+2+3)-
tan (1+2+3))>0,(1/3)*((1+2+3)-
tan (1+2+3)),0) 
Chuyển kết quả thập phân của sang giá trị độ 
Phút => =(( -INT( ))*60 
Độ + phút => 
=CONCATENATE(ROUND(độ,0),“o”,ROUND(phút,0
),”’”) 
Kết quả tính toán c và bằng Excel 
0
20
40
60
80
100
0 20 40 60 80 100 120 140 160
AÙp löïc thaúng ñöùng  (kPa)
L
ö
ïc
 c
a
ét
 
 (
k
P
a
)
KEÁT QUAÛ tg = 0.3992
 = 22°46'
C = 5.003 kPa
+ Cắt (nén) nhanh không cố kết / Undrained–
Unconsolidated (UU): Giá trị cuu và uu 
+ Cắt (nén) nhanh cố kết / Undrained–Consolidated 
(CU): Giá trị ccu & cu ; c’ và ’ và áp lực nƣớc lổ rỗng u 
+ Cắt (nén) chậm cố kết / Drained – Consolidated (CD): 
Giá trị c’ và ’ 
* Thí nghiệm nén 3 trục (Triaxial Compression Test) 
Máy nén ba trục 
Mẫu đất trong buồng nén 
Thiết bị gọt mẫu 
Sơ đồ thí nghiệm nén ba trục 
1 2 3 4 
1 
2 3 
4 
ống 
dầu 
Bơm tạo 
áp lực 
buồng 
7 
8 
5 
6 
9 
10 
a 
b 
c 
e 
d 
34 
- Van 1: dùng để thoát nƣớc khi cố kết vì nó đƣợc nối với ống ở 
đáy mẫu. 
- Van 2: có các tác dụng sau: 
+ Dùng để cấp nƣớc từ bình nƣớc vào buồng. 
+ Dùng để tạo áo lực buồng và khóa để giữ áp lực buồng khi thức 
hiện công nghệ “ bơm nhồi” bằng bơm “quay tay” 
+ Trong giai đoạn cố kết, thì nƣớc trong mẫu thoát ra, làm mẫu 
co lại. Từ đó lƣợng nƣớc trong buồng giảm, và khi đó nƣớc sẽ từ 
ống dầu chảy xuống, qua ống b, rồi ống a qua van 2 vào buồng. 
+ Ống a có tác dụng gắn vào van 34 để cấp nƣớc làm bão hòa 
nƣớc trong các van 3, van 4 và ống dƣới đáy bệ mẫu, ống nối với 
cap (mũ của mẫu) 
- Van 3, van 4: 
+ 2 van này đƣợc đóng lại trong giai đọan cố kết 
+ Khi tiến hành giai đọan cắt 3 trục, ta sẽ mở 2 van 3 và 4, đồng 
thời khóa van số 3 lại. 
+ Van 3 : đo áp lực nƣớc lỗ rỗng ở phía trên mẫu 
+ Van 4 : đo đƣợc áp lực nƣớc lỗ rỗng phía dƣới mẫu. 
+ Hai van này gộp chung thành áp lực nƣớc lỗ rỗng ở van 34. Từ 
đó nối ra đầu dây điện trở để đo áp lực nƣớc lỗ rỗng (trung bình) 
của mẫu trong quá trình cắt 3 trục không cho thoát nƣớc 
Biểu đồ quan hệ ứng suất 
lệch và biến dạng 
0
10
20
30
40
50
60
70
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Biến dạng %
Ứ
n
g
 s
u
ấ
t
 l
ệc
h
 (

1
-

3
)
 k
P
a
* Thí nghiệm UU 
 Thí nghiệm UU thực hiện 
với thời gian nhanh, khoảng 
10-15 phút. Độ lệch ứng suất 
  = 1 – 3 tăng nhanh và 
mẫu đất không kịp thoát 
nƣớc, không đo áp lực nƣớc 
lỗ rỗng uf nên kết quả chỉ 
biểu thị theo ứng suất tổng. 
 Thí nghiệm UU thích hợp 
cho loại đất sét bão hòa 
nƣớc và sức chống cắt của 
đất phụ thuộc vào cu còn u 
nhỏ. 
Biểu đồ các vòng Mohr 
0
20
40
60
0 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
Ứng suất chính (1+3)/2 kPa
Ứ
n
g
 s
u
ấ
t
 c
ắ
t 
(

1
-

3
)
/2
k
P
a
* Thí nghiệm CU 
 Thí nghiệm CU thực hiện sau khi đã cho mẫu cố 
kết dƣới áp lực buồng (ngang) đẳng hƣớng để nƣớc 
thoát ra hoàn toàn. Tiến hành tăng áp lực đứng 1 
đồng thời đo áp lực nƣớc lổ rỗng uf. 
 Kết quả xác định đƣợc thông số sức chồng cắt 
hữu hiệu (c’, ’) và thông số tổng (ccu , cu ). 
* Thí nghiệm CU 
0
50
100
150
200
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Biến dạng %
Ứ
n
g
 s
u
ấ
t
 l
ệc
h
 (

1
-

3
)
 k
P
a
Biểu đồ quan hệ ứng suất lệch và biến dạng 
Quan hệ giữa áp lực nƣớc lỗ rỗng và biến dạng 
0
5
10
15
20
25
30
35
0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20
Biến dạng  %
Á
p
 l
ự
c 
n
ƣ
ớ
c
 l
ổ
 r
ỗ
n
g
k
P
a
Biểu đồ các vòng Mohr 
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
100
0 40 80 120 160 200 240 280
Ứng suất chính (1+3)/2 kPa
Ứ
n
g
 s
u
ấ
t 
c
ắ
t 
( 
1
- 
3
)/
2
 k
P
a
* Thí nghiệm CD 
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 40 80 120 160 200 240 280 320 360 400 440 480
Ứng suất chính (1+3)/2 kPa
Ứ
n
g
 s
u
ấ
t 
c
ắ
t 
( 
1
- 
3
)/
2
 k
P
a
Biểu đồ các vòng Mohr 
 Thí nghiệm CD thực hiện sau khi đã cho mẫu cố kết dƣới 
áp lực buồng (ngang) đẳng hƣớng để nƣớc thoát ra hoàn 
toàn. Tiến hành tăng áp lực đứng 1 với tốc độ chậm để đảm 
bảo áp lực nƣớc lổ rỗng không thay đổi. Kết quả xác định 
đƣợc thông số sức chồng cắt hữu hiệu (c’, ’). 
Phƣơng pháp giải tích toán học (pp bình phƣơng cực 
tiểu) để xác định c, trong thí nghiệm 3 trục 
 

sin
cot231
31 
gc
2
452
2
45231
 oo tgctg
ba 31 
2
452
 otga 
2
452
 o
tgcb
o
aartg 902 
a
b
c
2
2
1
3
1
2
3
1 1
31
1
31

 
nn
n nn
n
n
a


2
1
3
1
2
3
1 1
313
1
1
1
2
3

 
nn
n nnn
n
b


* Thí nghiệm nén đơn (Unconfined Compression Test) 
- Mẫu đất có dạng hình trục, chiều cao bằng 2 lần 
đƣờng kính, đƣợc nén thẳng đứng không có áp lực 
xung quanh. Sức chịu nén đơn (1 trục) là áp lực nén 
lên mẫu lúc bị trƣợt, qu. 
- Sức chống cắt không thoát nƣớc hay lực dính không 
thoát nƣớc cu = qu/2. Góc ma sát trong u = 0
0 . Thí 
nghiệm phù hợp với đất sét bảo hòa hoàn toàn 
( u = 0
0). 
Vòng Mohr trong thí nghiệm nén đơn 
 u=0 
qu 
 
 
max=cu 
* Thí nghiệm xuyên tĩnh CPT 
 (Cone Penetration Test) 
- Dựa vào sức kháng xuyên qc , xác định góc ma sát 
trong của đất cát 
qc (10
5 Pa) 
 (độ) ở độ sâu 
2 m 
5 m và sâu 
hơn 
10 28 26 
20 30 28 
40 32 30 
70 34 32 
120 36 34 
200 38 36 
300 40 38 
- D ...  dụng lên đất: 
 


 c
s
c
an
)1(1
Ứng suất tác dụng lên cọc: 
 


 s
s
s
an
n
)1(1
 = tb : là áp lực do tải trọng ngoài tác dụng. 
 n = s/c : là hệ số tập trung ứng suất đƣợc xác định từ 
thí nghiệm ở hiện trƣờng 
c , s : tỉ số ứng suất trên đất nền và trên cọc so với 
ứng suất trung bình 
- Khả năng chịu tải giới hạn của cọc đơn riêng biệt: 
Kp,s : hệ số áp lực chủ động của cọc 
’h, max : ứng suất hữu hiệu tối đa của đất xung quanh 
cọc có thể gánh đở. 
max,,,
2 ''
24
hspsh
s
ult Ktgq 
- Độ lún của cọc đơn riêng biệt: 





ccc ha
ha
S
S
0
00
Sc : Độ lún của đất có gia cố 
S0 : Độ lún của đất không có gia cố 
 : Hệ số giảm độ lún 

 c
c SS 0 
- Khả năng chịu tải giới hạn của nhóm cọc vật liệu rời: 
 tgctgq tbult 2
2
3 
u
c
fc c
tgB
D 2
2
3 


2
450 tb
 
)(
1
sss
tb
tgatg 
ustb cac )1( 
Góc ma sát tb của hỗn hợp đất-cọc 
Lực dính tb của hỗn hợp đất-cọc 
c: Trọng lƣợng riêng 
của đất 
B: Bề rộng móng 
: góc nghiêng của mặt 
trƣợt 
cu: lực dính không 
thoát nƣớc của đất 
 s: góc ma sát trong 
của vật liệu rời 
 tb: góc ma sát trong 
của đất hỗn hợp 
ctb: lực dính của đất 
hỗn hợp 
5.3 Cọc đất trộn xi măng / đất trộn vôi 
5.3.1 Phạm vi sử dụng 
5.3.2 Phƣơng pháp tính toán cọc đất xi măng / trộn vôi 
5.3.3 Phƣơng pháp thi công cọc đất trộn xi măng 
5.4 Gia tải trƣớc 
5.4.1 Tính toán tải trọng gia tải cho phép để đất nền 
không bị phá hoại, p pgh 
Để đơn giản lấy = 0 => A = 0, B = 1, D = 3,14 = 
 Pgh = c 
Chiều cao lớp gia tải là 
 h = pgh /  
)*( cDDBbAmRp f
tc
gh 
)*(21 cDDBbA
k
mm
Rp f
tc
IIgh 
5.4.2 Tính toán cố kết đất nền 
 p 
h 
1 
1 
dz 
Nền đất không thấm 
Biên thoát nước 
z 
h
Biên thoát nước 
h 
Cát thoát nước 
h 
vT
t eU
4
2
2
8
1
wow
v
a
kk
a
e
C

 1
1
t
h
C
T vv 2 
Khi Uv 
Khi Uv > 60% => Tv = 1,781 – 0,933 log(100-Uv) 
2
1004
 vv
U
T
5.5 Giếng cát gia tải trƣớc 
- Thích hợp cho ct có kích thƣớc bản đáy lớn: móng băng, 
băng giao nhau, móng bè, nền đƣờng, đê đập,  
- Dùng cho nền: cát nhỏ - bụi bảo hòa nƣớc, đất dính bảo 
hòa nƣớc, bùn, than bùn,  
- Ƣu điểm: 
 + Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền 
 + Tăng khả năng chịu tải của đất nền 
 + Nền đƣợc lún trƣớc do thoát nƣớc & gia tải 
 + Giảm mức độ biến dạng & biến dạng không đồng đều 
của đất nền 
 + Tăng khả năng chống trƣợt khi ct chịu tải ngang 
- Nhƣợc điểm: 
 + Chỉ sử dụng hiệu quả cho ct tải trọng trung bình và 
chiều dày lớp đất yếu không lớn 
 + Thời gian thi công (gia tải) lâu 
 + Không hiệu quả cho đất nền có k < 10-8 cm/s 
Cấu tạo của giếng cát 
2R L=2R 
2r 
Phản áp 
GIA TẢI TRƢỚC 
Lớp đệ m 
kr 
kz 
kz Hƣớng 
thấm nƣớc 
z 
h=2H 
Giếng cát 
Gồm 3 bộ phận chính: hệ thống giếng cát, lớp đệm & phụ tải 
Tính toán giếng cát 
hđệm = S + (30  50) cm, chọn hđệm 0,5 m 
S: độ lún ổn định của nền đất yếu 
Chiều dày lớp đệm cát 
Xác định đƣờng kính d và khoảng cách giữa các giếng L 
- Thƣờng chọn đƣờng kính giếng cát d = 40 cm 
- Khoảng cách các giếng cát L = 2  5 m, chọn L = 2 m 
Xác định chiều sâu giếng cát lg 
- Chiều sâu giếng cát lg Hnén (phạm vi chịu nén) 
- bt1+ 
z
2 R
tc
(Df + lg) RII (Df + lg) 
- lg 2/3 Hđy 
- Thƣờng chọn lg = chiều sâu vùng đất yếu 
Tính toán độ cố kết của nền đất 
- Lời giải của Carrilo (1942) cho độ cố kết tổng hợp Uv,r 
của thấm đứng Uv và thấm ngang Ur 
Uv,r = 1 – (1 - Ur) (1 – Uv) 
w
v
v
a
ek
c

)1( 1 
2H
tc
T vv 
vT
v eU
4
2
2
8
1
w
r
r
a
ek
c

)1( 1 24 R
tc
T rr 
=> Uv 
(Sơ đồ 0 ) 
=> Ur 
Uv,r : độ cố kết tổng hợp 
H = lg : chiều dài giếng cát (chiều dày vùng thoát nƣớc) 
R = L/2 : bán kính ảnh hƣởng 
L : khoảng cách qui đổi giữa các giếng cát 
L = 1,13 S (sơ đồ hình vuông) 
L = 1,05 S (sơ đồ tam giác đều) 
S : khoảng cách thực giữa các giếng cát 
r : bán kính giếng cát 
cv : hệ số cố kết theo phƣơng đứng 
cr : hệ số cố kết theo phƣơng bán kính (phƣơng ngang) 
a : hệ số nén lún 
w : trọng lƣợng riêng của nƣớc 
- Lời giải của Barron (1948) 
)(
8
exp1
nF
T
U rr
2
2
2
2
4
13
)(
1
)(
n
n
nLn
n
n
nF
r
S
r
L
r
R
n
22
- Tính độ lún theo thời gian St: 
 St = U S 
- Xem nền không thay đổi: 
h
e
ee
S
1
21
1 
hpaS
n
i
 
 1
hp
E
S
n
i
 

1
Cho đất cố kết trƣớc nặng (OCR > 1, po + p pc ) 
o
o
o
s
p
pp
e
hC
S log
1
Cho đất cố kết trƣớc nhẹ (OCR > 1, po + p pc) 
c
o
o
c
o
c
o
s
p
pp
e
hC
p
p
e
hC
S log
1
log
1
 
 oi
ioi
n
i i
ic
p
pp
e
hC
S log
11 0
Cho đất cố kết thƣờng (OCR = 1) 
- Xem đất nền đƣợc thay đổi: 
* Theo Evgene 
H
L
d
e
ee
S c
o
p
)
1
(
2
2
0
e0 : hệ số rỗng ban đầu của đất 
ep : hệ số rỗng khi có tải trọng ngoài 
dc : đƣờng kính giếng cát 
L : khoảng cách các trục của giếng cát 
H : chiều dày lớp đất có giếng cát 
* Theo GSTS Hoàng Văn Tân 
n = R/r 
e1g , e2g : hệ số rỗng của giếng cát trƣớc và sau khi 
nén, kinh nghiệm lấy e1g = 0,65, e2g = 0,55 
e1đ , e2đ : hệ số rỗng của đất trƣớc và sau khi nén, 
lấy e1đ = e2đ . 
H
L
d
e
n
e
e
n
e
S c
đg
đg
)
1
1
1
1
1
1
1
1
1(
2
2
2
2
2
1
2
1
 Theo kinh nghiệm thì c, tăng từ 1,5  2 lần sau 
mỗi lần gia tải, hoặc có thể xác định gần đúng 
 c*, * = [1+(1-Uv) (1-Ur)] c, 
Một số vấn đề thi công giếng cát 
Trình tự thi công gần giống nhƣ cọc cát 
Với chiều sâu giếng < 12m, có thể dùng các loại máy 
đào cần trục hoặc các loại máy rung có lực kích từ 
10-20T, thực tế hay dùng 14T. 
5.6 Bấc thấm 
Qui đổi bấc thấm 
a
b
dw=2(a+b)/ dw=(a+b)/2
Lời giải Hansbo (1979) cho bấc thấm, bản nhựa thấm: 
F
T
U rr
8
exp1
2
e
r
r
D
tC
T 
w
h
r
a
k
C
0
De : khoảng cách giữa các thiết bị thoát nƣớc 
De = 1,13 S (sơ đồ hình vuông) 
De = 1,05 S (sơ đồ tam giác đều) 
S : khoảng cách thực giữa các thiết bị thoát nƣớc 
F = F(n) + Fs + Fr 
43
)( 
w
e
d
D
LnnF
biểu thị hiệu quả do khoảng 
cách các thiết bị thoát nƣớc 
w
s
s
h
s
d
d
Ln
k
k
F 1
biểu thị hiệu quả xáo trộn 
của đất xung quanh thiết 
bị thoát nƣớc 
dw : đƣờng kính tƣơng đƣơng của thiết bị thoát nƣớc 
)(2 ba
dw
2
)( ba
dw
(BXD) 
a: bề rộng, b: bề dày thiết bị thoát nƣớc 
ds : đƣờng kính vùng bị xáo trộn kết cấu đất xung 
quanh thiết bị thoát nƣớc 
w
h
r
q
k
ZLZF )( biểu thị hiệu quả sức cản thấm 
của các thiết bị thoát nƣớc. 
L : chiều dày lớp đất yếu 
Z : khoảng cách từ mặt đất đến chổ kết thúc thoát nƣớc 
qw : khả năng thoát nƣớc khi gradient thủy lực bằng 1 
5.7 Bơm hút chân không 
5.7.1 Phạm vi sử dụng 
- Gia cố nền bằng phƣơng pháp hút chân không (cố kết 
chân không) đƣợc dùng cho các loại đất dẻo mềm bảo 
hoà nƣớc và kín khí nhƣ sét, bùn, yếu.. 
- Có thể tiến hành quá trình cố kết chân không trên 
phạm vi rộng, hoặc những nơi không thuận tiện cho việc 
chất tải, những nơi không có vật liệu làm phụ tải. 
- Có thể kết hợp quá trình cố kết chân không với việc 
chất phụ tải để tăng khả năng chịu tải của đất nền. 
Bơm hút chân 
không 
Thoaùt nöôùc phöông ñöùng
Heä oáng huùt chaân khoâng
Maùy bôm chaân khoâng
Heä thoáng huùt nöôùc chaân 
khoâng (oáng coù ñuïc loã)
Lôùp caùt thoaùt nöôùc
AÙp suaát khoâng khí
Lôùp vaûi phuû
Dung dòch bentonite
Lôùp ñaát ñöôïc gia coá
Maùy bôm chaân khoâng
5.7.2 Sơ lƣợt về quá trình thi công 
- Trên bề mặt lớp đất cần gia cố đặt vào đó một lớp cát dày 
từ 5-6 m để thấm nƣớc và tạo bề mặt bằng phẳng. 
- Tiến hành thi công hệ thống thoát nƣớc theo phƣơng 
thẳng đứng nhƣ giếng cát, cọc bản nhựa, bấc thấm. 
- Lắp đặt hệ thống thoát nƣớc theo phƣơng ngang bằng hệ 
thống ống lọc và ống dẫn nƣớc hoặc khí ra ngoài. 
- Xung quanh diện tích gia cố đào những rãnh nhỏ, sâu đến 
lớp đất kín khí (sét, bùn). 
- Một lớp vải bằng hổn hợp Polyethylen đƣợc phủ trên bề 
mặt của diện tích và mép của vải đƣợc giữ chặt ở rãnh xung 
quanh bằng việc chèn vào rãnh một dung dịch Bentonite 
Plyacrolyte 
- Bên ngoài diện tích lắp đặt hệ thống máy hút chân không 
có thể hút đƣợc cả không khí và nƣớc. 
- Tiến hành hút chân không, trong quá trình hút không 
đƣợc để không khí rò rỉ vào trong lớp vải. 
5.8 Cừ tràm 
Chiều dài cừ : lc = 4  5 m, đƣờng kính dc = 6  10 cm. 
Tính toán cừ tràm nhƣ cọc tiết diện nhỏ. 
Chọn lc , dc ; thƣờng chọn lc = 4  5 m, dc = 6  8 cm. 
Xác định sức chịu tải của cừ: 
- Theo vật liệu: 
 Pvl = 0,6 fc Rn 
 fc : diện tích tiết diện ngang 1cừ 
Rn : cƣờng độ chịu nén dọc trục của cừ 
- Theo đất nền: 
p
pp
s
ss
a
FS
qA
FS
fA
Q 
Qtc = mR fc Rp + u mf fi li 
 Qa = Qtc /1,4 
 Qa = km (Rp fc + u mf fi li) ; km = 0,7 
Hệ số mR , mf lấy nhƣ cọc BTCT 
ca = 2/3 c ; a = 2/3 
=> Chọn Pc = min (Qa); Pc 0,4 T 
Tính số lƣợng cừ 
c
đ
P
QN
n
F
n
n 0 Thƣờng chọn mật độ 16 cây/m2, 25 
cây/m2, 36 cây/m2, 49 cây/m2. 
Các phần còn lại tính tƣơng tự cọc BTCT 
* Phần tính lún thì móng khối qui ƣớc chỉ 2/3 lc . 
Bài tập 
CHƢƠNG 6: ĐẤT CÓ CỐT 
6.1 Khái niệm 
- Gia cƣờng đất yếu bằng các cốt liệu khác tốt hơn để 
gia cƣờng khả năng chịu kéo của đất, tăng độ ổn 
định và giảm biến dạng của công trình. 
- Những vật liệu tổng hợp polyme, các sợi thép, sợi 
thủy tinh đƣợc đặt vào đất để tạo thành đất có 
cốt. Tùy theo loại cốt gia cƣờng mà nền có thể chịu 
kéo, chịu nén, chịu cắt hoặc chịu uốn - cắt. 
- Thanh gia cƣờng dƣới móng trên nền đất yếu. 
- Tƣờng đất yếu có cốt. 
- Ổn định trƣợt của sƣờn dốc và nền đƣờng, đê, đập 
đắp cao bằng vải địa kỹ thuật (Geotextiles) 
6.2. Thanh gia cƣờng trong nền đất yếu 
pgh 
B 
Mặt trƣợt 
N 
D>2/3B 
Hình 6.1 Mặt trượt khi nền không có thanh gia cường 
- Khi nền không có thanh gia cƣờng: Khi nền đạt đến 
pgh thì nền đất hình thành mặt trƣợt và đẩy phần đất 
xung quanh móng trồi lên. 
6.2.1 Nguyên lý làm việc: 
N 
pgh 
B 
T 
D<2/3B 
T 
Khi nền có thanh gia cƣờng: Khi nền đạt đến pgh, mặt trƣợt 
hình thành trong nền có khuynh hƣớng bẻ cong và kéo thanh 
gia cƣờng tuột khỏi khối đất. 
- Khi có ít hơn hai lớp gia cƣờng chôn sâu nhỏ hơn 2/3B, mặt 
trƣợt có khuynh hƣớng bẻ cong và kéo thanh gia cƣờng ra 
khỏi khối đất ổn định. 
Hình 6.2 Mặt trượt khi nền có thanh gia cường 
- Khi nền có lớp thanh gia cƣờng lớn hơn 4: 
B D<2/3B 
Khi có hơn 4 lớp gia cƣờng và đặt sâu < 2/3B, các lớp 
tăng cƣòng nằm gần đáy móng bị bẻ gảy ở vị trí tƣơng 
ứng với ứng suất cắt xz cực đại. Mặt trƣợt trong nền 
không còn liên tục do ngăn cách bởi thanh gia cƣờng 
chống trƣợt. Khu vực nền có gia cƣờng khi bị trƣợt bị 
chia làm hai, vùng I và vùng II. 
Df 
Thanh gia cƣờng 
txz(max) X
0 
Vùng I Vùng II 
B 
x 
z 
A 
A’’ 
A’’’ 
Hình 6.3 Mặt trượt khi nền có nhiều hơn 4 thanh gia cường 
6.2.2 Tính toán thanh gia cƣờng 
Phân tố đất dƣới móng băng không có thanh gia cƣờng 
x 
z X0 
F2 
F1 
S1 
Df 
q0 
B 
s(q0) 
Phân tố đất dƣới móng băng có thanh gia cƣờng 
x 
z X0 
F4 
F3 
S2 
Df 
qR 
B 
T(N=1) 
s(qR) 
Trƣờng hợp không có cốt (tải tác động lên móng là q0) 
F1 – F2 – S1 = 0 
F1 và F2 : lực thẳng đứng; S1 : lực cắt 
Trƣờng hợp có cốt (tải tác động lên móng là qR) 
F3 – F4 – S2 – T(N=1) = 0 
F1 và F2 : lực thẳng đứng; S1 : lực cắt 
T(N=1) : lực căng trong thanh gia cƣờng 
Nếu độ lún trong hai trƣờng hợp trên bằng nhau, s, thì : 
F2 = F4 T(N=1) = F3 – F1 – S2 + S1 
)(1[
1
21
0
0
)1(
)( HABA
q
q
q
NN
T
T R
N
N 
Hệ số an toàn chống đứt của thanh gia cƣờng 
)(
)(
N
y
B
T
fnt
FS

 : chiều rộng của một thanh 
t : chiều dày của thanh 
n : số thanh trong một đơn vị chiều dài của móng 
fy : sức chống giật đứt của vật liệu thanh gia cƣờng 
gọi n là mật độ phẳng LDR 
)(
)(
)( LDR
T
ft
FS
N
y
B
Hệ số an toàn chống tuột của thanh gia cƣờng 
- Lực giữ thanh gia cƣờng trong khối đất do lực ma 
sát giữa đất và thanh 
aBF tan2 [lực pháp tuyến] 
  
0
0
)])()()(()()(tan2 00
L
X
fRa DzXLLDRdxqLDR  
)(
)(
N
B
P
T
F
FS 
)])(()[(tan2 00
0
03 f
R
aB DzXL
q
q
BqALDRF 
  
Độ lún của nền khi có thanh gia cƣờng 
S
r
E
qB
S
  )1( 2 
B : bề rộng móng 
q : áp lực dƣới đáy móng 
 : hệ số poisson 
Es : mođun đàn hồi của đất nền 
 r : hệ số hình dạng móng (=2) 
6.3. Tƣờng chắn gia cƣờng bằng vải địa kỹ thuật 
6.3.1 Khái niệm 
Gia cố phần đất đắp sau tƣờng bằng vải địa kỹ thuật, 
lƣới địa kỹ thuật hay các dải kim loại mỏng dẹp để tạo 
ra các tƣờng chắn đất mềm dẻo nhằm thay thế các 
loại tƣờng chắn đất cổ điển thƣờng làm bằng các 
tƣờng BTCT cứng hoặc khối vữa xây dày và lớn 
nhằm chống chịu áp lực ngang rất lớn của khối đất 
đắp sau tƣờng chắn 
6.3.2. Cấu tạo tƣờng có vải địa kỹ thuật: 
Tƣờng có vải địa kỹ thuật 
Sv: khoảng cách giữa các lớp vải bằng chiều dày của lớp đất 
Le: chiều dài neo giữ cần thiết của vải Le 1m 
LR: chiều dài lớp vải nằm trƣớc mặt trƣợt 
Lo: chiều dài đoạn vải ghép chồng Lo 1m 
Tổng chiều dài: L= Le + LR + Lo + Sv 
Chiều dài thiết kế L = Le + LR 
H 
SV 
q 
45
o
+ /2 
+ = 
Pa1=KaH Pa2=Kaq 
Mặt trượt Renkine 
Le
LR
Pa1+ Pa2 
L0
6.3.3 Tính khoảng cách và các chiều dài lớp vải 
T 
Pa 
SV 
SV 
Tính khoảng cách giữa các lớp vải 
- Tính khoảng cách giữa các lớp vải Sv 
S
va
F
T
SP 
Sa
v
FP
T
S 
FS = 1,3 ÷ 1,5 
T: cƣờng độ chịu kéo 
vải (kN/m) 
- Tính chiều dài lớp vải nằm phía trƣớc mặt trƣợt 
- Tính chiều dài neo giữ cần thiết 
m
tgzC
FPS
L
a
Sav
e 1
)(2

LR = (H-z) tg(45
0 - /2) 
- Tính chiều dài của đoạn vải ghép chồng với lớp kế tiếp 
m
tgzC
FPS
L
a
Sav 1
)(4
0 

- Chiều dài tính toán (thiết kế) 
 L = Le + LR (lấy số tròn) 
- Tổng chiều dài thực tế của vải 
 L= Le + LR + L0 + Sv 
6.3.4 Kiểm tra ổn định tổng thể tƣờng chắn 
Ổn định tổng thể tƣờng chắn 
Hình a Hình b Hình c 
- Kiểm tra chống lật đổ FSOT 2 (H.a) 
- Kiểm tra chống trƣợt FSS 1,5 (H.b) 
- Kiểm tra sức chịu tải nền bên dƣới FSBC 2 (H.c) 
- Kiểm tra chống trƣợt 
- Kiểm tra chống lật đổ 
- Kiểm tra sức chịu tải của nền đất dƣới chân tƣờng 
 P Pult 
 Pult = 0,5 N  B + Nq  h + Nc c 
P: áp lực do trọng lƣợng khối đất và tải trọng ngoài 
tác dụng lên nền. 
latgayM
latchongM
FSOT


truotgayM
truotchongM
FSS


6.4. Ổn định mái taluy nền đắp cao (đƣờng, đê, đập) 
trên đất yếu có gia cƣờng vải địa kỹ thuật 
6.4.1. Cơ sở xác định mặt trƣợt nguy hiểm nhất dựa vào 
hệ số an toàn FS 
- Dùng phƣơng pháp phân mảnh (Xem lại CHĐ) 
- Tính FS dựa vào M chống trƣợt / M gây trƣợt. 
Nếu FS < 1,3 nền bị trƣợt phải gia cƣờng vải địa kỹ 
thuật. 
6.4.2. Tính hệ số FS khi có vải địa kỹ thuật 
Ổn định mái taluy 
R 
a 
i 
wi 
Ni 
i 
b=0,1R 
T1(vải) 
T2 
H 
y1 y2 
O 
c 
truotgayM
truotchongM
FS




n
i
ii
n
i
ii
n
i
ii
RW
yTRlctgN
FS
1
11
)sin(
)(

Đối với đất dính 0 


n
i
ii
n
i
ii
n
i
ii
XW
yTRLc
FS
1
11
Wi: trọng lƣợng của đất 
trong lăng thể trƣợt 
Xi: cánh tay đòn của lực Wi 
Li: chiều dài cung trƣợt 
Bài tập