Xử lý nền đất yếu bằng Cọc xi măng - đất (P1)

Phần 1: Tổng quan về các kỹ thuật và phương pháp xử lý nền

Cọc xi măng - đất được nghiên cứu và phát triển đầu tiên tại Thụy Điển và Nhật Bản từ những năm 1960. Hiện nay công nghệ cọc xi măng - đất được phổ biến trên toàn thế giới và ứng dụng nhiều nhất ở Nhật Bản và các nước vùng Scandinaver. Công nghệ thi công cũng đã phát triển hoàn thiện trộn sâu, trộn tổ hợp có phun tia và trộn bề mặt. Ở Việt Nam nước ta, những nghiên cứu được manh nha từ những năm 1980, nhưng số lượng công trình áp dụng công nghệ cọc xi măng - đất đến nay là rất khiêm tốn. Trong giai đoạn hiện nay, việc hoàn thiện lý thuyết tính toán và thực nghiệm để áp dụng rộng rãi sẽ đem lại hiệu quả rất lớn trong công nghệ xử lý nền móng nói riêng và sự phát triển ngành xây dựng nói chung ở nước ta.

Đất yếu được hình thành từ nguồn gốc lục địa, vũng vịnh hoặc biển, là các vật liệu mới hình thành (từ 10.000 đến 15.000 năm tuổi); Có 3 loại đất yếu chính như sau: đất sét hoặc đất á sét bụi mềm, có hoặc không có chất hữu cơ, than bùn hoặc các loại đất lẫn rất nhiều hữu cơ và bùn.


Tùy theo yêu cầu tính chất công trình, đặc tính điều kiện thực tế mà có nhiều phương án cải tạo và xử lý khác nhau cho nền đất yếu. Việc lựa chọn phương án hợp lý trên cơ sở các tiêu trí tăng cường độ đất nền, giảm độ lún tổng cộng, giảm độ chênh lệch lún, tăng tính ổn định, rút ngắn thời gian thi công và giảm chi phí xây dựng. Có 3 hướng lựa chọn xử lý khi gặp nền đất yếu như sau:

- Các biện pháp xử lý về kết cấu công trình: giảm tĩnh tải tác dụng truyền xuống móng, kết cấu móng phù hợp, tạo các khe lún, …

- Các biện pháp xử lý về móng: chiều sâu chôn móng phù hợp, chọn hình dáng móng và độ cứng móng phù hợp, …

- Các biện pháp xử lý về nền: Tùy theo đặc điểm yêu cầu cụ thể mà tiến hành xử lý nền đất yếu ở phạm vi nông, sâu khác nhau. Đối với nền đất yếu có tính nén lún cao, để tăng nhanh độ lún và giảm tối thiểu lún dư của nền đất thì việc sử dụng các biện pháp tiêu nước thẳng đứng như bấc thấm, giếng cát, … kết hợp gia tải trước đem lại hiệu quả cao. Để tăng cường độ nền đất yếu các biện pháp như cọc xi măng đất, cọc ván bê tông dự ứng lực, bệ phản áp, tường rọ đá,… là các phương án hợp lý.

Trên thế giới hiện nay có nhiều kỹ thuật xử lý nền đã và đang được áp dụng như trình bày bảng sau:


Các phương pháp xử lý nền nêu trên là rất phong phú, đa dạng. Các phương pháp nêu trên có thể được áp dụng một cách độc lập hoặc kết hợp dưới dạng một vài tổ hợp. Tuy vậy chỉ có một số phương pháp được áp dụng phù hợp với điều kiện tự nhiên ở Việt Nam được đánh giá và so sánh hiện nay như bảng sau:


So với các giải pháp nền hiện có, công nghệ Cọc xi măng - đất có khả năng xử lý sâu đến 50m, thích hợp với các loại đất yếu (từ cát thô cho đến bùn yếu), thi công được trong điều kiện nền ngập sâu trong nước hay điều kiện hiện trường chật hẹp, nhiều trường hợp đã đem lại hiệu quả kinh tế rõ rệt so với các giải pháp xử lý nền khác.

Ưu điểm nổi bật của cọc xi măng đất:


- Thi công nhanh, kỹ thuật thi công không phức tạp, không có yếu tố rủi ro cao. Tiết kiệm thời gian thi công đến hơn 50% do không phải chờ thời gian đúc cọc và đạt đủ cường độ. Tốc độ thi công cọc rất nhanh.

- Hiệu quả kinh tế cao, giá thành hạ hơn nhiều phương án cọc khác, phù hợp trong tình hình kinh tế như hiện nay;

- Rất thích hợp cho công tác xử lý nền, xử lý móng cho các công trình ở các khu vực nền đất yếu như bãi bồi, ven sông, ven biển.

- Thi công được trong điều kiện mặt bằng chật hẹp, mặt bằng ngập nước.

- Khả năng xử lý sâu đến 50m.

- Địa chất nền là cát rất phù hợp với công nghệ gia cố cọc xi măng đất, độ tin cậy cao.

- Biến dạng nền đất gia cố rất nhỏ vì vậy giảm thiểu ảnh hưởng của lún đối với các công trình lân cận; tăng sức kháng cắt ổn định nền móng công trình.

- Dễ dàng điều chỉnh cường độ cọc bằng cách điều chỉnh hàm lượng xi măng khi thi công.

- Dễ quản lý chất lượng thi công.

- Hạn chế ô nhiễm môi trường.