Nghiên cứu tính toán lớp cốt địa kỹ thuật kết hợp cọc chống sử dụng trong nền đắp trên đất yếu

i 
MỤC LỤC 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT ......................................................................................i 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU ........................................................................................i 
DANH MỤC BẢNG BIỂU ........................................................................................... v 
DANH MỤC HÌNH VẼ, ĐỒ THỊ ............................................................................. vii 
MỞ ĐẦU ......................................................................................................................... 1 
1.Tính cấp thiết của đề tài ............................................................................................. 1 
2. Mục đích, đối tượng và phạm vi nghiên cứu ........................................................... 3 
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn .................................................................................. 3 
4. Bố cục của luận án ..................................................................................................... 3 
CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP SỬ DỤNG CỌC KẾT HỢP 
VỚI CỐT ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU . 5 
1.1. Đất yếu và các giải pháp xử lý nền đất yếu .......................................................... 5 
1.1.1. Tổng quan về đất yếu ............................................................................................ 5 
1.1.2. Tổng quan các giải pháp công nghệ xử lý nền đất yếu dưới nền đường đắp ........ 7 
1.2. Giải pháp cọc kết hợp với cốt địa kỹ thuật .......................................................... 9 
1.2.1. Mô tả giải pháp và một số ứng dụng tiêu biểu ...................................................... 9 
1.2.2. Những tính toán hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT hiện nay trên thế giới .................. 16 
1.2.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng giải pháp kết hợp cọc với lưới địa kỹ thuật ở 
Việt Nam ........................................................................................................................ 41 
1.3. Một số vấn đề rút ra từ nghiên cứu tổng quan .................................................. 42 
1.4. Lựa chọn vấn đề nghiên cứu ................................................................................ 43 
CHƯƠNG 2 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH TẢI TRỌNG TRUYỀN XUỐNG CỌC 
VÀ CHIỀU CAO NỀN ĐẮP TỐI THIỂU TRÊN HỆ CỌC KẾT HỢP VỚI CỐT 
ĐỊA KỸ THUẬT GIA CƯỜNG NỀN ĐẤT YẾU .................................................... 44 
2.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 44 
2.2. Phương pháp số và mô hình vật liệu ................................................................... 44 
2.2.1. Khái quát về phương pháp số sử dụng trong Địa kỹ thuật .................................. 44 
2.2.2. Lựa chọn mô hình vật liệu ................................................................................... 45 
2.3. Phân tích tải trọng truyền xuống cọc .................................................................. 50 
2.3.1. Tham số phân tích ............................................................................................... 50 
2.3.2. Phân tích thực nghiệm Zaeske 2001 .................................................................... 50 
2.3.3. Phân tích số các yếu tố ảnh hưởng tới tải trọng truyền xuống cọc...................... 56 
2.4. Phân tích số xác định chiều cao đất đắp tối thiểu.............................................. 66 
2.4.1. Phương pháp phân tích ........................................................................................ 66 
2.4.2. Sự phụ thuộc của vòm đất vào tải trọng .............................................................. 68 
2.4.3. Sự phụ thuộc của vòm đất vào kích thước cọc (mũ cọc) .................................... 68 
ii 
2.5. Kết luận chương 2................................................................................................. 71 
CHƯƠNG 3 NGHIÊN CỨU PHÂN TÍCH LỰC KÉO TRÊN CỐT ĐỊA KỸ 
THUẬT ........................................................................................................................ 72 
3.1. Đặt vấn đề .............................................................................................................. 72 
3.2. Phân tích số lực kéo trên cốt ĐKT một lớp ........................................................ 76 
3.2.1. Trường hợp phân tích và kết quả ......................................................................... 76 
3.2.2. Xây dựng tương quan lực kéo với hiệu quả truyền tải, chiều cao đất đắp và ngoại 
tải ................................................................................................................................... 83 
3.2.3. Kiểm chứng công thức đề xuất ............................................................................ 86 
3.3. Phân tích số lực kéo trên cốt ĐKT nhiều lớp ..................................................... 87 
3.4. Kết luận chương 3................................................................................................. 96 
Chương 4 NGHIÊN CỨU LẬP CHƯƠNG TRÌNH TÍNH BÀI TOÁN HỆ CỐT 
ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP VỚI CỌC TRONG XÂY DỰNG ĐƯỜNG ĐẮP .... 97 
4.1. Giới thiệu chung ................................................................................................... 97 
4.2. Xây dựng trình tự, nội dung tính toán thiết kế .................................................. 97 
4.2.1. Xác định khoảng cách giữa các cọc .................................................................... 97 
4.2.2. Phạm vị bố trí cọc ................................................................................................ 98 
4.2.3. Chiều cao tối thiểu của nền đắp ........................................................................... 98 
4.2.4. Hiệu quả truyền tải trọng ..................................................................................... 98 
4.2.5. Lực kéo trong cốt ................................................................................................. 98 
4.2.6. Chiều dài tối thiểu để huy động đủ lực kéo Tds ................................................... 99 
4.2.7. Độ dãn dài trong cốt và độ lún lệch ..................................................................... 99 
4.2.8. Chiều dài cốt đảm bảo điều kiện neo giữ cốt theo mặt cắt ngang ....................... 99 
4.2.9. Kiểm tra ổn định tổng thể của nền....................................................................... 99 
4.3. Xây dựng chương trình tính GPEmb01 ........................................................... 101 
4.3.1. Cơ sở khoa học và lựa chọn ngôn ngữ lập trình ................................................ 101 
4.3.2. Sơ đồ thuật toán ................................................................................................. 101 
4.3.3. Chức năng và giao diện của chương trình ......................................................... 103 
4.4. Áp dụng tính tại công trình đường đầu cầu Trần Thị Lý .............................. 107 
4.4.1. Giới thiệu về đặc điểm công trình ..................................................................... 107 
4.4.2. Sử dụng phần mềm GPEmb01 tính toán lớp cốt kết hợp với cọc ..................... 112 
4.5. Kêt luận chương 4............................................................................................... 118 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ................................................................................... 120 
1. Kết luận .................................................................................................................. 120 
2. Hạn chế ................................................................................................................... 121 
3. Kiến nghị ................................................................................................................ 121 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ ............................................... 122 
iii 
TÀI LIỆU THAM KHẢO ......................................................................................... 123 
PHẦN PHỤ LỤC ....................................................................................................... 126 
i 
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT 
BTCT Bê tông cốt thép 
B Độ sệt 
ĐXM Đất xi măng 
ĐKT Địa kỹ thuật 
GRPS Cọc kết hợp vật liệu ĐKT (Geosynthetics Reinforced Pile Supported) 
LTP Lớp truyền tải (Load Transfer Platform) 
MC Mô hình đất Mohr – Coulomb 
SCP cọc xi măng đất 
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU 
Kí 
hiệu 
Đơn 
vị 
Giải thích ý nghĩa 
1, 2 % Độ dãn dài tương đối theo phương 1 và 2 trên 1 m dài 
 % Độ dãn dài của cốt ĐKT 
c % Biến dạng tương đối của cọc theo phương thẳng đứng 
  độ Góc nghiêng của cạnh vòm đất 
  Độ Góc nghiêng của mặt trượt phân tố với mặt phẳng nằm ngang 
a,k Độ Góc ma sát chủ động trong trường hợp nền đắp trên cọc 
 kN/m
3
 Trọng lượng thể tích của đất đắp 
 kN/m
3
 Trọng lượng thể tích của đất đắp 
 kN/m
3
 Trọng lượng thể tích của nước 
 ’cv Độ Góc ma sát trong hữu hiệu của đất đắp 
 ’cv1 Độ Góc ma sát trong của lớp đất phía trên cốt ĐKT 
 ’cv2 Độ Góc ma sát trong của lớp đất lớp phía dưới cốt ĐKT 
 i Độ Góc ma sát trong của phần tử tiếp xúc 
P Độ 
Góc đứng của phương đi qua mép ngoài của mũ cọc ngoài cùng và 
vai đường 
’v kPa Ứng suất thẳng đứng trung bình ở đáy nền đắp: 

Hệ số không thứ nguyên phụ thuộc vào độ dãn dài 
s kPa Ngoại tải đặt trên nền đắp 
ii 
Kí 
hiệu 
Đơn 
vị 
Giải thích ý nghĩa 
m Chuyển vị của chân cọc 
m Chuyển vị của đất tại chân cọc 
a'2 
Gệ số tương tác cốt ĐKT với lớp đất phía dưới cốt ĐKT 
Ac m
2
 Diện tích mũ cọc 
p'c kPa Ứng suất thẳng đứng trên mũ cọc 
A m
2
 Diện tích mặt cắt ngang cọc 
a m Kích thước mũ cọc vuông hoặc kích thước quy đổi từ mũ cọc tròn 
a’ 
Hệ số tương tác liên quan đến sự tiếp xúc cốt ĐKT và đất 
a'1 
Hệ số tương tác cốt ĐKT với lớp đất phía trên cốt ĐKT 
AC m
2
 Diện tích mũ cọc hoặc đỉnh cọc (trường hợp không có mũ cọc) 
AE m
2
 Phần diện tích một ô cọc 
Cc 
Hệ số vòm 
ci kPa Lực dính đơn vị của phần tử tiếp xúc 
d m Đường kính mũ cọc hoặc đường kính quy đổi 
E MPa Mô đun đàn hồi vật liệu cọc 
Ecap 
Hiệu quả truyền tải tại mũ cọc 
Ecr 
Hiệu quả truyền tải tại đỉnh vòm 
Emin 
Giá trị nhỏ hơn trong hai giá trị Ecap và Ecr 
Es,k MPa Mô đun đàn hồi của đất nền 
Ffoot kN Lực nén tại chân cọc 
fm 
Hệ số vật liệu riêng phần cho cốt ĐKT 
FMax kN Lực nén lớn nhất cho phép tại chân cọc 
fms 
Hệ số riêng phần vật liệu áp dụng với tan 
fn 
Hệ số riêng phần trên phương diện thiệt hại về mặt kinh tế 
fp 
Hệ số riêng phần của sức kháng kéo của cốt 
Fpi kN/m Sức chịu tải của cọc i trên 1 m chiều dài tuyến đường 
iii 
Kí 
hiệu 
Đơn 
vị 
Giải thích ý nghĩa 
fs 
Hệ số riêng phần của sức kháng trượt cốt 
H m Chiều cao đất đắp 
hi m Khoảng cách giữa các lớp lưới 
Hv m Chiều cao vòm đất 
J1, J2 kN/m Mô đun độ dãn dài của cốt ĐKT theo phương 1 và 2 
Jx, Jy kN/m Mô đun độ dãn dài của cốt ĐKT theo phương x và y 
k 
Số cọc nằm trong vùng trượt 
Ka 
Hệ số áp lực đất chủ động 
Kfoot kPa 
Biểu thị mô đun độ cứng đàn hồi của phần tử tiếp xúc cọc và nền 
tại chân cọc 
Kn, Kt kPa 
Mô đun độ cứng đàn hồi chống cắt theo phương vuông góc thân 
cọc của phần tử tiếp xúc 
Kp 
Hệ số áp lực đất bị động, Kp = tan
2
(45
0
 + /2) 
ks kN/m
3
 Hệ số nền 
Ks kPa 
Mô đun độ cứng đàn hồi chống cắt theo phương dọc theo thân cọc 
của phần tử tiếp xúc 
Lb m 
Chiều dài neo giữ cốt theo mặt cắt ngang cần thiết phụ thuộc vào 
hàng cọc ngoài cùng 
Li m Chiều dài đoạn cốt ĐKT lớp i 
Ln m Chiều dài tính toán đoạn cốt ĐKT giới hạn trong tam giác vòm đất 
LP m 
Khoảng cách theo phương nằm ngang từ mép ngoài của mũ cọc 
ngoài cùng đến chân taluy 
MD kN/m Mô men gây trượt 
mi m Chiều dài phân bố của ngoại lực trên mảnh thứ i 
MRP kN/m Mô men chống trượt do cọc 
MRR kN/m Mô men chống trượt do cốt ĐKT 
MRS kN/m Mô men chống trượt do đất 
n 
Độ dốc taluy nền đắp 
iv 
Kí 
hiệu 
Đơn 
vị 
Giải thích ý nghĩa 
QP kN Khả năng chịu tải của mỗi cọc trong nhóm 
Rd m Bán kính cung trượt 
Rinter 
Hệ số suy giảm cường độ, 
s m 
Khoảng cách giữa hai cọc liên kề tính từ tim cọc theo phương 
vuông góc tm đường 
sy
m Khoảng cách cọc tính theo phương song song với tim đường; 
sd m 
Khoảng cách lớn nhất giữa hai cọc trong một ô lưới cọc tính từ tim 
cọc 
TD kN/m Cường độ thiết kế của cốt ĐKT 
Ti kN/m Cường độ chịu kéo trong lớp cốt ĐKT thứ i 
Tr kN/m Lực kéo tính toán được trên 1m rộng cốt, Tr = Trp + Tds 
Trp kN/m Lực kéo trong cốt do tải trọng thẳng đứng 
Trp1, 
Trp2 
kN/m Lực kéo theo phương ứng suất chính 1và 2 
Tu kN/m Cường độ chịu kéo danh định của cốt ĐKT 
tw m Chiều dầy lớp đất yếu 
ui m Chiều cao mực nước ngầm tính từ mặt trượt của phân tố 
u
P
 m Chuyển vị của cọc 
u
s
 m Chuyển vị của đất 
Wi kPa Trọng lượng của mỗi mảnh 
wi kPa Ứng suất trên lớp cốt thứ i 
Wtr kN 
Lực thẳng đứng trên diện tích AE do tĩnh tải đất đắp và ngoại tải 
gây ra 
y m Độ lún lệch giữa cọc và đất yếu xung quanh 
v 
DANH MỤC BẢNG BIỂU 
Bảng 1.1 Tải trọng truyền vào cọc từ thực nghiệm Zaeske (2001) ............................... 17 
Bảng 1.2 Bảng hệ số  theo phương pháp Colin .......................................................... 22 
Bảng 1.3 Bảng hệ số riêng phần cho vât liệu cốt .......................................................... 23 
Bảng 1.4 Bảng hệ số riêng phần cho thiết kế nền đắp trên đất yếu có cọc hỗ trợ ......... 23 
Bảng 1.5 Hệ số vòm cho nền đắp .................................................................................. 27 
Bảng 2.1 Hệ số tiếp xúc đất và kết cấu.......................................................................... 49 
Bảng 2.2 Bảng thông số vật liệu mô hình Zaeske 2001 ................................................ 51 
Bảng 2.3 Bảng thông số kích thước hình học mô hình thực nghiệm Zaeske (2001) .... 51 
Bảng 2.4 Bảng thông số điều kiện biên mô hình thực nghiệm Zaeske (2001) ............. 51 
Bảng 2.5 Kết quả tính hiệu quả truyền tải theo phương pháp số .................................. 53 
Bảng 2.6 Kết quả tính hiệu quả truyền tải theo Marston ............................................... 54 
Bảng 2.7 Kết quả tính hiệu quả truyền tải theo Hewlett và Randolph .......................... 54 
Bảng 2.8 Kết quả tính hiệu quả truyền tải theo GBGEO 2004 ..................................... 55 
Bảng 2.9 Bảng tổng hợp các trường hợp khảo sát......................................................... 57 
Bảng 2.10 Hiệu quả truyền tải vào cọc Ef khi thay đổi mô đun biến dạng cốt ĐKT .... 58 
Bảng 2.11 Hiệu quả truyền tải vào cọc Ef khi thay đổi vật liệu lớp đệm và số lớp cốt 
ĐKT ............................................................................................................................... 59 
Bảng 2.12 Hiệu quả truyền tải và ... ối gia cố 
sau 5 tháng (cm) 
6,15 6,82 6,112 5,46 
Như vậy, khi tính toán lớp vải ĐKT kết hợp với hệ cọc cho mặt cắt phía bờ 
Đông, đoạn 24m ngay sau mố thì các giả thiết như ở chương 3 hoàn toàn đảm bảo, đó 
là hệ móng cọc đủ khả năng chịu tải và độ lún nhỏ đảm bảo yêu cầu thiết kế. 
Nội dung tính toán sử dụng phần mềm GPEmb01 thực hiện trên hai trường hợp: 
- Trường hợp khi chưa sử dụng cọc và vải ĐKT. 
113 
- Trường hợp khi đã bố trí cọc và vải ĐKT 
Các bước sử dụng phần mềm: 
4.4.2.1. Khai báo thông tin địa chất, nền đắp, vải ĐKT, cọc 
114 
Hình 4.8 Cửa sổ nhập dữ liệu trong phần mềm GPEmb01 
4.2.2.2. Xây dựng các mặt cắt theo sơ đồ tính 
Phần mềm cho phép xây dựng không hạn chế số lượng mặt cắt để tính toán phân 
tích: 
115 
Hình 4.9 Xây dựng mặt cắt tính toán trong phần mềm GPEmb01 
4.2.2.3. Thực hiện phân mảnh và xác định phạm vi tính toán của nền và tính toán 
Hình 4.10 Khai báo phạm vi tính và chạy chương trình GPEmb01 
4.2.2.4. Xem và lưu kết quả 
Kết quả của các bước tính (phần 4.2) có thể xem trực tiếp trên phần mềm và lưu 
dưới dạng file văn bản như sau: 
Hệ số ổn định tổng thể trong các tường hợp: 
a. Trường hợp không bố trí cọc và cốt 
116 
Hình 4.11 Kết quả phân tích trường hợp chưa bố trí cọc và vải ĐKT 
b. Trường hợp có bố trí cọc và cốt 
117 
Hình 4.12 Kết quả phân tích trường hợp bố trí cọc và vải ĐKT 
Nhận xét: qua ví dụ tính bằng phần mềm kiểm tra sự làm việc của hệ xi măng 
đất kết hợp với một lớp vải ĐKT cường độ cao trải trên đỉnh cọc tại mặt cắt đường đầu 
cầu phía bờ Đông cầu Trần Thị Lý nhận thấy: 
- Khi chưa bố trí hệ cọc và vải ĐKT, ổn định tổng thể của nền đắp Fs = 1,1993. 
Kết quả này cũng được kiểm chứng khi tính bằng phần mềm GEOSlope, tính được Fs 
= 1,228. Kết quả cho thấy tính theo phần mềm NCS lập lệch so với phần mềm GEO 
slope 2,28% (hình 4.14) 
- Khi bố trí hệ cọc với 1 lớp vải ĐKT các kết quả chính như sau: 
+ Ổn định tổng thể của nền đắp Fs = 1.84; 
+ Lực kéo trên cốt và độ dãn dài đều thỏa mãn cường độ của cốt và yêu cầu độ dãn 
dài cho phép (tham khảo tiêu chuẩn BS 8006:1-2010); 
+ Chiều cao đất đắp đảm bảo lớn hơn chiều cao tối tối thiểu để đảm bảo vòm đất 
phát triển hoàn toàn, không để xảy ra sự lún lệch phản ánh trên mặt nền đắp là 
1.108m; 
118 
+ Cần tăng phạm vi bố trí cốt theo phương ngang nền đường để phát huy được lực 
kéo chống trượt ngang của khối taluy đắp trên cốt và neo giữ chống tuột cốt 
Hình 4.13 Kết quả phân tích ổn định tổng thể trường hợp chưa bố trí cọc và vải ĐKT bằng 
phần mềm GEOslope 
. 
4.5. Kêt luận chương 4 
Trên cơ sở những phân tích, đề xuất được thực hiện ở chương 1, 2, 3, nội dung 
của chương 4 đã đạt được các kết quả sau: 
- Xây dựng được trình tự tính toán, thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT dựa trên 
cơ sở của tiêu chuẩn Anh BS 8006:1-2010 và trên các đề xuất của NCS khi tính chiều 
cao vòm đất, hiệu quả truyền tải và lực kéo trên cốt. 
- Xây dựng được sơ đồ thuật toán để lập chương trình cho phép tự động hóa các 
bước tính từ đó tăng nhanh tốc độ tính toán cũng như đảm bảo tính chính xác của từng 
bước tính. 
- Dựa trên ngôn ngữ lập trình C++, xây dựng được chương trình tính GPEmb01 cho 
phép tính toán thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT. Phần mềm đã được kiểm chứng 
với phần mềm GEOslope và khẳng định được sự tin cậy của phần tính toán. Ưu điểm 
119 
của phần mềm là tốc độ phân tích nhanh, đa dạng hóa các bài toán để so sánh, kết quả 
có thể xem trực tiếp trên giao diện phần mềm hoặc xuất file văn bản. 
- Ứng dụng chương trình tính để tính toán phân tích giải pháp cọc SCP kết hợp với 
vải ĐKT tại công trình đường đầu cầu Trần Thị Lý – Đà Nẵng đã chứng minh được ưu 
điểm của giải pháp và chỉ ra các bước sử dụng cũng như hiệu quả tính toán mà chương 
trình GPEmb01 mang lại. 
120 
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 
1. Kết luận 
Luận án là công trình nghiên cứu tổng hợp về gia cố nền đất yếu dưới đường đắp 
bằng cọc kết hợp với cốt ĐKT. Các kết luận đã được nêu chi tiết trong từng chương, 
tổng hợp lại các đóng góp chính của luận án như sau: 
Từ kết quả phân tích mô hình thực nghiệm Zaeske (2001) bằng phương pháp số 
sử dụng phần mềm Plaxis 3D, phương pháp theo tiêu chuẩn BS8006-1:2010, phương 
pháp của Đức EBGEO2004 và từ kết quả phân tích mở rộng các yếu tố ảnh hưởng tới 
sự truyền tải và chiều cao vòm đất có thể đưa ra một số nhận xét như sau: 
- Lực phân bố vào cọc tính theo phương pháp số và phương pháp EBGEO2004 
gần với kết quả thực nghiệm hơn với độ lệch nhỏ hơn 5%, điều này khẳng định sự tin 
cậy của phương pháp EBGEO2004 và phương pháp số trong phần mềm Plaxis so với 
tiêu chuẩn Anh khi xác định tải trọng truyền xuống cọc. 
- Từ các kết quả phân tích mối tương quan giữa hiệu quả truyền tải (Ef) với mô 
đun biến dạng của cốt ĐKT (J), với số lớp cốt ĐKT, mô đun đàn hồi lớp đệm (Elđ), mô 
đun đàn hồi cọc (Ec), chiều cao nền đắp (H) và tỉ lệ khoảng cách cọc với kích thước 
tiết diện cọc (s/d), NCS đã xây dựng được công thức (2.28), (2.29) và (2.30) để xác 
định hiệu quả truyền tải trong các trường hợp bố trí từ 1 đến 3 lớp cốt. 
- Chiều cao vòm đất không những phụ thuộc vào khoảng cách, kích thước cọc 
mà còn phụ thuộc vào ngoại tải phân bố trên đỉnh cọc. Qua phân tích số, NCS đề nghị 
cách tính chiều cao vòm đất, cũng chính là xác định chiều cao đất đắp tối thiểu theo 
công thức (2.32) để đảm bảo vòm đất phát triển hoàn toàn, không để xảy ra hiện tượng 
lún lệch giữa cọc và phần đất yếu phản ánh trên mặt nền. 
Trên cơ sở phân tích số lực kéo trên cốt ĐKT trong các trường hợp bố trí từ một 
đến ba lớp cốt ĐKT trên mô hình không gian 3D một nửa nền đắp và đưa ra một số kết 
luận sau: 
- Lực kéo trên cốt ĐKT do tải trọng thẳng đứng (Trp) theo hướng song song với 
trục tim đường nhỏ hơn so với theo hướng vuông góc với trục tim đường từ 1,6 đến 
2,3 lần tùy thuộc vào mô đun độ dãn dài J; 
- Đề xuất công thức tính lực kéo trên cốt do tải trọng thẳng đứng: công thức 3.1 
tính lực kéo theo phương vuông góc với trục tim đường (Trp1) và công thức 3.2 tính lực 
kéo theo phương song song với trục tim đường (Trp2); 
- Đề xuất công thức 3.3 tính lực kéo danh định (TD) của hệ từ 2 đến 3 lớp cốt 
ĐKTcó cùng mô đun độ dãn dài (J) và đặt cách nhau 15 cm. 
121 
- Xây dựng được trình tự tính toán, thiết kế hệ cọc kết hợp với vật cốt ĐKT dựa 
trên cơ sở của tiêu chuẩn Anh BS 8006:1-2010 và trên các đề xuất của NCS khi tính 
chiều cao vòm đất, hiệu quả truyền tải và lực kéo trên cốt. 
- Xây dựng được sơ đồ thuật toán để lập chương trình cho phép tự động hóa các 
bước tính từ đó tăng nhanh tốc độ tính toán cũng như đảm bảo tính chính xác của từng 
bước tính. 
- Dựa trên ngôn ngữ lập trình C++, xây dựng được chương trình tính GPEmb01 cho 
phép tính toán thiết kế hệ cọc kết hợp với cốt ĐKT. Phần mềm đã được kiểm chứng 
với phần mềm GEOslope và khẳng định được sự tin cậy của phần tính toán. Ưu điểm 
của phần mềm là tốc độ phân tích nhanh, đa dạng hóa các bài toán để so sánh, kết quả 
có thể xem trực tiếp trên giao diện phần mềm hoặc xuất file văn bản. 
2. Hạn chế 
Trong điều kiện chưa cho phép, luận án còn tồn tại một số hạn chế sau: 
- Chưa phân tích được yếu tố thời gian ảnh hưởng đến sự làm việc của hệ cốt 
ĐKT; 
- Chưa phân tích được bài toán với mô hình cọc treo (cọc ma sát); 
- Chưa phân tích được sự phân bổ lực kéo trên các lớp cốt khi thay đổi khoảng 
cách giữa các lớp và vật liệu đệm giữa; 
- Chưa nghiên cứu bài toán trong trường hợp chịu tải trọng ngang, tải trọng động. 
- Kết quả nghiên cứu mới xét cho một loại đất yếu (E = 0,85Mpa; v = 0,33; = 70; 
c = 85Kpa;  = 00;  = 18kN/m3). Đối với các loại đất yếu khác cần có nghiên cứu 
riêng. 
3. Kiến nghị 
- Coi biện pháp cọc kết hợp với cốt ĐKT là một trong những giải pháp xử lý nền 
đất yếu khi xem xét khía cạnh giảm thời gian thi công, giảm độ lún lệch, giảm kích 
thước mũ cọc cũng như tăng khoảng cách giữa các cọc và mang hiệu quả kinh tế. 
- Sử dụng các kết quả nghiên cứu trong luận án để tính toán lựa chọn loại vật liệu 
cốt ĐKT, loại đất đắp, loại vật liệu xen kẹp giữa các lớp cốt, số lượng lớp cốt phù hợp. 
- Cần có những ứng dụng thử nghiệm và quan trắc để từ đó xây dựng tiêu chuẩn 
thiết kế phù hợp với điều kiện đất yếu, vật liệucông nghệ xây dựng ở Việt Nam. 
122 
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ 
TT Tên công trình 
Năm 
công bố 
Tên tạp chí 
1 Một ứng dụng của vật liệu địa kỹ thuật trong 
đắp tôn nền trên đất yếu có sự hỗ trợ của cọc 
2009 Tạp chí Địa kỹ 
thuật 
2 Phân tích số sự làm việc cọc kết hợp với lưới 
địa kỹ thuật gia cường đất yếu trên mô hình 
thực nghiệm zaeske 2001 
2015 Tạp chí Giao thông 
vận tải 
3 Phân tích lực kéo trong lưới địa kỹ thuật kết 
hợp với hệ cọc gia cường đất yếu dưới nền 
đường đắp 
2016 Tạp chí Cầu đường 
123 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
Tiếng Việt 
[1] Bộ giao thông vận tải (1998), Lưới địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên 
đất yếu 22TCN 248 – 98. 
[2] Bộ Giao thông vận tải (2000), Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp 
trên đất yếu, 22 TCN 262-2000, Hà Nội. 
[3] Bộ Giao thông vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 (phần 
10), NXB Giao thông vận tải. 
[4] Bộ khoa học và Công nghệ (2005), Đường ô tô – yêu cầu thiết kế TCVN 
4054:2005, Hà Nội. 
[5] Bộ khoa học và công nghệ (2012), Gia cố nền đất yếu – phương pháp trụ đất 
xi măng TCVN 9403 – 2012, Hà Nội. 
[6] Công ty CP tư vấn thiết kế xây dựng và dịch vụ thương mại CPU (2012), Hồ 
sơ thiết kế bản vẽ thi công cầu Trần Thị Lý – Hạng mục đường đầu cầu. 
[7] D.T. Bergado, J.C. Chai, M.C.Alfaro, A.S.Balasubramaniam (1998), Những 
biện pháp kỹ thuật mới trong cải tạo nền đất yếu trong xây dựng, NXB Giáo 
dục Hà Nội (Người dịch: Nguyễn Uyên, Trịnh Văn Cương) 
[8] Dương Học Hải (2007), "Xây dựng nền đường ô tô đắp trên đất yếu", NXB 
xây dựng. 
[9] Hồ sơ thiết kế xử lý nền đất yếu dự án Long Thành – Dầu Giây. 
[10] Hoàng Văn Tân, Trần Đình Ngô, Phạm Xuân Trường, Những phương pháp 
xây dựng công trình trên nền đất yếu, NXB Giao thông vận tải. 
[11] Lareal Nguyễn Thành Long, Lê Bá Lương, Nguyễn Quang Chiêu, Vũ Đức 
Lực (1989), Công trình trên nền đất yếu trong điều kiện Việt Nam, trường đại 
học Kỹ thuật TP Hồ Chí Minh. 
[12] Móng cọc – tiêu chuẩn thiết kế, TCVN 10304:2014. 
[13] Nguyễn Quốc Dũng (2012), Một số vấn đề kỹ thuật trong thiết kế khối đắp 
trên hệ cọc, Tạp chí Khoa học và công nghệ thủy lợi – số 11/2012. 
[14] Nguyễn Trâm (1996), Phương pháp số,Tủ sách sau đại học, trường Đại học 
Xây dựng Hà nội. 
[15] Nguyễn Tuấn Phương (2014), Xác định hệ số tập trung ứng suất đầu cọc 
trong giải pháp xử lý nền đất yếu bằng cọc bê tông cốt thép kết hợp với vải 
địa kỹ thuật, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường – số 44/2014 
[16] Nguyễn Uyên (2008), Xử lý đất yếu trong xây dựng, NXB xây dựng. 
[17] Phan Trường Phiệt (2010), Cơ học ứng dụng và tính toán công trình trên nền 
đất theo trạng thái giới hạn, NXB Xây dựng. 
124 
[18] Shamker Prakash – Harid. Sharma (2011), Móng cọc trong thực tế xây dựng, 
NXB Xây Dựng (Người dịch: Phạm Ngọc Khánh, Lê Mạnh Lân, Trịnh Đình 
Châm, Nguyễn Văn Mạo, Đỗ Hương Giang). 
[19] Tạ Văn Dĩnh (2002), Phương pháp sai phân và phương pháp phần tử hữu 
hạn, NXB khoa học và kỹ thuật Hà Nội. 
[20] Tổng công ty Tư vấn thiết kế giao thông vận tải (2010), Tuyển tập các báo 
cáo khoa học, Hội nghị khoa học công nghệ TEDI - 2010, Hà Nội. 
[21] Trung tâm nghiên cứu ứng dụng và tư vấn kỹ thuật nền móng công trình – 
Đại học Đà Nẵng (2012), Báo cáo thẩm tra đường dẫn hai hố cầu mới 
Nguyễn Văn Trỗi -Trần Thị Lý, bước thiêt kế bản vẽ thi công. 
 Tiếng Anh 
[22] Arnold Verruijt (2001, 2010), Soil mechanics, Deft University of Technology. 
[23] B Prelovsky, Euro Gabions PJ Naughton, The development of piled 
embankments techniques over 25 years. 
[24] British Standard BS 8006-1:2010 Code of Practice for Strengthened/ 
Reinforced Soils and Other Fills. British Standard Institution, London. 
[25] Comodromos, Melloc. Papadopoulou, Ioannis K.Rentzzeperis (2009), Pile 
foundation analysis and design using experimental data and 3-D numerical 
analysis, Computers and Geotechnics 36. 
[26] D. C. Drucker (1951), A more fundamental approach to plastic stress – strain 
relations, In proceeding of the first U.S. National Congress of Applied 
Mechanics. Chicago. 
[27] GMS Nen luc – Long Thanh expressway technical assistance project, Package 
A6 from km 35+900 – km52+400. 
[28] Gregory Wachman and Joseph F. Labuz (2008), TH 241 Column-Supported 
Embankment. 
[29] H.G Kempfert, German recommendations for reinforced embankments on 
pile – semilar elements, Institute of Geotechnique - University of Kassel- 
Germany. 
[30] J. Han, M.ASCE and M. A. Gabr, M.ASCE, Numerical Analysis of 
Geosynthetic-Reinforced and Pile-Supported Earth Platforms over Soft Soil. 
[31] James G. Collin, J. Han, and J. Huang, Geosynthetic-Reinforced Column-
Support Embankment Design Guidelines. 
[32] Japan – Thailand Joint study project on soft clay foundation(1998), Manual 
for design and construction of cement column method, Japan – Thailand. 
[33] Jie Huang and Jie Han, 3D coupled mechanical and hydraulic modeling of a 
geosynthetic –reinforced deep mixed column-supported embankment. 
125 
[34] Karl Terzaghi (1943), Theoretical soil mechanics, Wiley New York. 
[35] Keith Jennings and Pat rick J.Naughton, Similitude Conditions Modeling 
Geosynthetic-Reinforced Piled Embankments Using FEM and FDM 
Techniques. 
[36] Material Plaxis manual (2012). 
[37] Robert M, Koerner, Designing with Geosynthetics, Prentice Hall, New Jersey 
07458. 
[38] Scientific Plaxis manual (2012). 
[39] Suzanne J.M. van Eekelen, Prof. dr. ir. Almer E.C. van der Stoel (2008), Pile 
embankment lecture. 
[40] Synwal Satibi PhD thesis (2009), Numerical Analysis and Design criteria of 
embankments on floating pile, Stuttgart University in Germany. 
[41] W. F. Chen (2008), Limit ananysis and soil plasticity, Elsevier Scientific 
Publishing Co. Amsterdam. 
[42] Yan-Li Dong, Jie Han, Xiao-Hong Bai, Numerical analysis of tensile 
behavior of geogrids with rectangular and triangula apertures. 
[43] Zhen Fang (2006), Physical and Numerical Modelling of the soft soil Ground 
Improved by Deep Cement Mixing Method, The Hong Kong Polytechnic 
University. 
126 
PHẦN PHỤ LỤC 
127 
BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 
NGUYỄN THỊ LOAN 
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LỚP CỐT ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP 
CỌC CHỐNG SỬ DỤNG TRONG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
HÀ NỘI - 2016 
128 
TRƯỜNG ĐẠI HỌC GIAO THÔNG VẬN TẢI 
NGUYỄN THỊ LOAN 
NGHIÊN CỨU TÍNH TOÁN LỚP CỐT ĐỊA KỸ THUẬT KẾT HỢP 
CỌC CHỐNG SỬ DỤNG TRONG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU 
Ngành : KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG 
Mã số : 62.58.02.05 
Chuyên ngành : XÂY DỰNG ĐƯỜNG Ô TÔ VÀ ĐƯỜNG THÀNH PHỐ 
LUẬN ÁN TIẾN SĨ KỸ THUẬT 
 NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: 
 1: PGS. TS. Nguyễn Quang Toản 
 2: TS. Vũ Đức Sỹ 
HÀ NỘI - 2016