Giáo trình Thi công đường ô tô - Nguyễn Thị Hồng Phấn (Phần 1)

đất bằng cọc cát là một phương pháp có hiệu quả khi xây dựng các công trình trên 
nền đất yếu có chiều dầy lớn. 
+ Tác dụng của cọc cát: 
- Nén chặt đất xung quanh lại, làm cho độ rỗng của nền đất yếu giảm đi tức là tăng dung 
trọng của đất tăng lên do vậy cường độ của đất nền tăng lên. 
- Có tác dụng thoát nước, đẩy nhanh quá quá trình cố kết của nền đất yếu giống như bấc 
thấm. 
 114 
- Chia sẻ một phần tải trọng mà công trình truyền xuống nến đất bên dưới. 
+ Tính ưu việt của cọc cát: 
- Khi sử dụng cọc cát, trị số mô đuyn biến dạng ở trong cọc cát cũng như ở vùng đất 
được nén chặt xung quanh sẽ giống nhau. Vì vậy sự phân bố ứng suất trong nền đất nén chặt 
bằng cọc cát có thể xem giống như nền thiên nhiên. Tính chất này hoàn toàn không thể có 
được với các loại cọc cứng: cọc bê tông, cọc cột ba lát, . . . 
 - Các tác dụng tăng nhanh quá trình cố kết của nền đất yếu giống như bấc thấm. Điều này 
hoàn toàn không có đối với cọc cứng. 
 - Tận dụng vật liệu địa phương: cát là vât liệu xây dựng có sẵn phổ biến. 
 - Công tác thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị thi công phức tạp. 
+ Thường sử dụng cọc cát có đường kính d = 20 – 60 cm. Trong xây dựng đường thường dùng 
d = 40 – 60 cm. 
+ Chiều sâu tác dụng của cọc cát được lấy giống như với bấc thấm: z = 0.2 bt 
+ Cự ly giữa các cọc cát do tính toán quyết định. 
+ Cát dùng làm cọc: cát dùng làm cọc phải là cát hạt trung hay hạt thô. Cát phải sạch, hàm 
lượng hữu cơ và bùn sét lẫn vào không quá 3%. 
Cát không được có lẫn những hòn đá sỏi quá to. Có thể qui định cát làm cọc như đối với cát làm 
tầng đệm. 
+ Hệ số đầm nén cát trong cọc: hệ số đầm nén này sẽ quyết định độ chặt của đất nền xung 
quanh. Hệ số đầm này thường được qui định thông qua khối lượng cát cần thiết phải đầmtrong 1 
m dài cọc: 
Trong đó: 
G: khối lượng cát cần thiết trong 1 m dài (tấn/m). 
fc: tiết diện cọc cát (m2) 
 : dung trọng hạt (trọng lượng riêng) của cát (tấn/ m3) 
 nc: hệ sỗ rỗng của đất nền đạt được sau khi được nén chặt bằng cọc cát 
 W1: độ ẩm của cát khi thi công (%). 
+ Tầng đệm cát: phải thiết kế tầng đệm cát phía trên để làm nhiệm vụ thoát nước ra ngoài. Cấu 
tạo, yêu cầu về tầng đệm cát hoàn toàn giống như với bấc thấm. 
+ Trình tự thi công: 
- Dọn dẹp mặt bằng. 
nc
c
W
f
G









1
100
1.. 1
 115 
- Thi công tầng đệm cát. 
- Định vị các vị trí cắm cọc cát. 
- Thi công tạo các cọc cát. 
- Đắp đất nền đường. 
+ Việc thi công tạo cọc cát: được tiến hành bằng máy: 
- Khoan tạo lỗ: tạo lỗ bằng máy khoan hay đóng tạo lỗ bằng cọc ống thép rồi rút lên. 
- Nhồi cát vào lỗ thành từng lớp, đầm nén đến độ chặt yêu cầu rồi lại nhồi tiếp cát và 
đầm nén. Cứ tiếp tục như vậy đến khi cát nhồi đầy lỗ khoan. Việc đầm nén cát trong cọc tốt 
nhất dùng máy chấn động. 
- Có thể tóm tắt trình tự thi công cọc cát qua các bước chủ yếu như sau: 
+ Hiện nay ngoài thực tế đã có dàn thiết bị máy thi công cọc cát chuyên dụng với mức độ tự 
động hoá rất cao. 
Đó là hệ thống dây chuyển thi công liên tục: từ việc khoan tạo lỗ, vận chuyển cát từ vị trí tập 
kết tới lỗ khoan bằng băng chuyền, dồn cát vào lỗ rồi đầm nén tới độ chặt yêu cầu. 
6.2.4. Sử dụng vải, lưới địa kỹ thuật để gia cường nền đường khi đắp trên nền đất yếu. 
6.2.4.1. Vải địa kỹ thuật: 
+ Vải địa kỹ thuật được chế từ những sản phẩm phụ của dầu mỏ. Có 3 loại sản phẩm sau: 
- Poliesto. 
- Polipropilen. 
- Poliamit. 
Các sản phẩm này được gọi chung là polime. 
+ Vải địa kỹ thuật được chia làm 2 nhóm: 
- Dệt: gồm các sợi dọc và ngang dệt lại giống như vải may mặc. 
Tầng đệm cát 
Khoan tạo lỗ Nhồi cát, đầm nèn Hoàn thiện 
Quả đầm 
 116 
Biến dạng của nhóm này thường được thí nghiệm theo 2 hướng chính: 
 ./ Hướng dọc máy, viết tắt là MD. 
 ./ Hướng ngang máy, viết tắt là CD. 
Sức chịu kéo theo hướng dọc máy bao giờ cũng lớn hơn sức chịu kéo theo hướng ngang 
máy. 
- Không dệt: gồm những sợi ngắn, không theo một hướng nhất định nào, được liên 
kết với nhau bằng phương pháp hoá (dùng chất dính), phương pháp nhiệt (dùng sức nóng) hoặc 
cơ (dùng kim dùi). 
 - Ngoài 2 nhóm chính trên, còn có nhóm đan. Ngược với nhóm dệt, sức chịu kéo 
theo hướng ngang máy lớn hơn hướng dọc. 
+ Nhóm vải dệt có độ dãn thấp, sức chịu kéo cao. Ngược lại nhóm không dệt có độ dãn lớn và 
sức chịu kép thấp hơn. 
+ Ứng dụng của vải địa kỹ thuật: 
- Gia cường nền đất yếu ở phía dưới: vải địa kỹ thuật có khả năng chịu kéo lớn nên đảm bảo 
cho nền đường không bị trượt, đặc biệt là thuận lợi cho quá trình thi công, giúp máy móc có thể 
đi lại bình thường. 
VD: công trình QL5 được xử lý bằng vải địa kỹ thuật: trải 1 lớp vải địa kỹ thuật trên nền đất 
yếu, làm lớp đệm cát hạt trung hay hạt thô dầy khoảng 30 – 50 cm cho xe cộ chở đất đi lại bình 
thường. Sau đó đắp đất tạo nền đường như bình thường sẽ đạt hiệu quả tốt. 
Tuy nhiên biện pháp này chỉ có hiệu quả đối với nền đất yếu mỏng và cường độ không 
đến nỗi quá yếu. 
- Dẫn nước: dẫn nước từ trong đất chảy ra bên ngoài, nhờ vậy lực chống cắt của đất 
được gia tăng. Đặc điểm này chỉ có ở những loại vải không dệt, kim dùi. 
- Làm tầng lọc thay cho vật liệu truyền thống: làm lớp lọc cho phép nước ngầm từ 
trong lòng đất chảy qua vải vào ống dẫn đồng thời ngăn chặn không cho đất lọt qua. 
Vải địa bọc tầng đệm 
cát 
Vải lọc địa 
kỹ thuật 
Ống dẫn 
Dăm sỏi đệm 
 117 
- Ngăn cách: ngăn cản lớp đất mịn bên dưới xâm nhập lên tầng cát đệm bên trên. 
- Làm lớp bảo vệ mái taluy nền đường đào cũng như đắp, mái ta luy đê, đập, kề, . . . 
chống tác dụng xói mòn của nước 
- Tác dụng gia cố đất nền: 
./ Khi này vải địa kỹ thuật có tác dụng như cốt mềm, vải địa kỹ thuật sẽ chịu ứng lực kéo 
trong khối đất. Như vậy khả năng chịu kéo của vải địa kỹ thuật sẽ tăng cường sức chịu tải của 
nền đường, đảm bảo cho nền đường ổn định, đủ cường độ. 
./ Thường dùng vải địa kỹ thuật để gia cố nền đường, tường chắn đất, đê đập. . . 
+ Bố trí cấu tạo: vải địa kỹ thuật khi xây dựng nền đắp trên nền đất yếu được thực hiện như sau: 
+ Khi sử dụng vải địa kỹ thuật làm lớp phân cách trên nền đất yếu thì: 
-Lớp đắp đầu tiên trên vải địa kỹ thuật phải là vật liệu thoát nước, thường lớp cát hạt trung 
trở nên có các tiêu chuẩn chất lượng qui định như sau: 
- Tỉ lệ cỡ hạt lớn hơn 0.25 mm phải chiếm trên 50%. 
- Tỉ lệ cỡ hạt nhỏ hơn 0.14 mm phải chiếm không quá 10%. 
Tường chắn sử dụng vải địa 
kỹ thuật 
Lớp vải địa kỹ thuật gia 
cố 
Nền đường gia cường vải ĐKT 
>= 1m 
Nền đường thông thường 
Đất yếu 
Lớp cát đệm 
Vải địa kỹ thuật 
Bố trí cấu tạo vải địa kỹ thuật trong nền 
đường 
 118 
- Hàm lượng hữu cơ không quá 5%. 
+ Khi sử dụng vải địa kỹ thuật với chức năng gia cường thì dùng 2 hay nhiều lớp tuỳ thuộc vào 
các tính toán thiết kế. Tuy nhiên qui định khoảng cách tối thiểu giữa các lớp vải là 30 cm. 
Vật liệu đắp giữa các lớp vải và lớp đắp đầu tiên của lớp vải trên cùng tổi thiểu phải là cát hạt 
trung như qui định ở trên. 
+ Qui định về tiêu chuẩn vải sử dụng: 
 - Cường độ chịu kéo giật không dưới 1.8 kN (ASTM D4632) 
 - Độ dãn dài <= 65% (ASTM D4632) 
 - Khả năng chống xuyên thủng (CBR): 1500 – 5000N (BS 6906 – 4) 
 - Đường kính lỗ lọc:  <= 1.5 mm (ASTM D4751) 
 - Vải địa kỹ thuật phải được bảo quản cẩn thận, tránh tiếp xúc với ánh nắng mặt 
trời quá 3 ngày. 
+ Qui định về chỉ khâu vải: phải là chỉ chuyên dụng, có đường kính 1 – 1.5 mm, cường độ kéo 
đứt > 40N/ 1 sợi. 
+ Khi thi công trải vải địa kỹ thuật ta chú ý đến phần nối giữa các tấm vải địa: 
Có thể tham khảo bảng sau: 
Sức chịu lực của đất nền Chiều dài đoạn ghép nối (in), 1 in = 2.54 cm 
CBR Không khâu Có khâu 
< 1 48 9 
1 – 2 36 6 
2 – 3 30 3 
> 3 24 - 
+ Trình tự thi công: 
- Chuẩn bị mặt bằng trước khi rải vải địa kỹ thuật: dọn sạch gốc cây, dọn cỏ, bơm hút 
nước cho khô ráo, đầo đất tời cao độ thiết kế trải vải, san phẳng đất nền trước khi trải vải. 
- Trải vải địa kỹ thuật. Tại các chỗ nối tiếp các tấm vải phải khâu. 
Đường khâu cách mép biên tấm vải 5 – 15 cm, khoảng cách các mũi chỉ khâu từ 7 – 
10 mm. 
 119 
- Đắp đất: lớp đắp đầu tiên phải là cát hạt trung có tiêu chuẩn như qui định trên. Nếu 
nền đất quá yếu thì lớp cát này có thể lên tới 50 cm. 
Các lớp tiếp sau có thể dùng đất đắp bình thường. 
+ Công tác đắp, đầm lèn đất nền đường hoàn toàn giống như thi công nền đắp thông thường. 
+ Công tác quan trắc khống chế lún khi thi công: 
- Tối thiểu mỗi công trình phải bố trí 3 trắc ngang theo dõi lún. 
- Cứ 10 m dài bố trí 1 mốc quan trắc chuyển vị ngang. 
Khống chế: Lún <= 1 cm/ ngày 
 Chuyển vị ngang < 5 mm/ngày 
Nếu lún hay chuyển vị ngang vượt quá giới hạn trên thì nên tạm dừng đắp để theo 
dõi. Nếu thấy biến dạng không tiếp tục tăng nữa thì cho đắp tiếp. 
6.2.4.2. Lưới địa kỹ thuật: 
+ Lưới địa kỹ thuật giống như tờ bìa dày có lỗ, có thể cuộn tròn lại. Kích thước lỗ thay 
đổi tuỳ theo loại lưới địa kỹ thuật. Lỗ có dạng chữ nhật hoặc bầu dục, rộng vừa đủ để cài chặt 
với đất, sỏi xung quanh. Lưới địa kỹ thuật làm bằng chất polipopilen (PP), polietilen (PE) hay 
bọc bằng polietilen-teretalat (PET) với phương pháp ép và dán dọc. Vật liệu làm lưới địa kỹ 
thuật có sức kéo đứt rất lớn, khoảng 40 000 psi, so với thép là 36000 psi 
+ Tựu chung có 2 nhóm: 
- Lưới 1 trục: có sức chịu kéo theo một hướng (hướng dọc máy). Thường dùng để gia cố 
mái dốc, tường chắn đất, . . 
- Lưới 2 trục: có sức chịu kéo cả 2 hướng, thường dùng để gia cố nền đường, nền móng 
công trình, . . Hướng ngang máy có sức chịu kéo lớn hơn hướng dọc. 
+ Do đặc điểm về cấu tạo như trên nên lưới địa kỹ thuật dùng: 
- Dùng gia cố nền đường, tường chắn đất: khi này lưới địa kỹ thuật có tác dụng như cốt 
mềm chịu lực kéo. 
- Làm lớp bảo vệ mái ta luy nền đường, đê đập, . . . 
- Không có tác dụng làm tầng lọc, làm lớp ngăn cách. 
+ Mối nối lưới địa kỹ thuật. 
Thanh chèn 
 120 
+ Công tác đắp đất hoàn toàn tương tự như thi công nền đắp thông thường và những 
qui định như đối với vải địa kỹ thuật.