Một số kết quả nghiên cứu thí nghiệm hiện trường về phương pháp cố kết hút chân không xử lý nền đường cao tốc Long Thành – Dầu Giây

 xong. Mỗi ô thí nghiệm được bố trí một 
máy bơm hút chân không hoạt động liên tục. Để 
tránh quá tải cho máy bơm cần bố trí thêm một 
máy bơm hoạt động luân phiên. Nước hút lên đổ 
ra hào thoát nước dẫn ra xa khỏi địa điểm thi 
công (hình 9). 
Trong một số ngày đầu tiên của quá trình 
bơm hút nước chảy ra là nước đục do có một số 
hạt sét mịn từ giai đoạn lấp lỗ cắm bấc và một 
số hạt đất nền bị hút vào trong bấc. Quá trình 
này trung bình chỉ kéo dài khoảng từ 3 ÷ 5 ngày. 
Quá trình bơm hút kết thúc khi hệ số cố kết 
đạt giá trị thiết kế. Đối với việc xử lý nền làm 
đường thì hệ số thấm của đất nền sau khi xử lý 
thường không được chú ý, tuy nhiên khi áp 
dụng phương pháp này để xây đê ven biển thì 
phải lưu tâm để bảo đảm an toàn cho sự vận 
hành công trình. 
81 
Hình 9: Ống xả máy bơm hút chân không. 
d) Phân tích giải pháp bố trí 
Cả hai phương pháp đều có những ưu và 
nhược điểm riêng. 
Về vật tư thi công, phương pháp MVC chiếm 
lợi thế rất lớn do lớp gia tải mỏng, tiết kiệm 
nguyên vật liệu. Phương pháp Beaudrain đắp lớp 
gia tải dày tới gần 5 m, tuy nhiên lớp này có thể 
tái sử dụng vì vậy vẫn có thể áp dụng tốt đối với 
các công trình có chiều dài lớn và thi công phân 
đoạn như đường giao thông, đê. Phương pháp 
MVC còn có lợi thế là nối ống trong vùng kín khí 
vì vậy tương đối đơn giản, yêu cầu không quá cao. 
Về quá trình thi công, phương pháp MVC có 
nhược điểm rất lớn là phải đào hào vây, vì vậy 
khó thi công luân phiên, vùng tiếp giáp giữa hai 
khu vực bơm hút khó xử lý, vì vậy có tính hạn 
chế khi áp dụng cho các công trình có chiều dài 
lớn, phải thi công phân đoạn. Trong khi đó 
phương pháp Beaudrain có thể thi công tuần tự, 
gối tiếp các khu vực xử lý nằm cạnh nhau một 
cách đơn giản, đảm bảo nền được xử lý đồng 
bộ, hạn chế được hiện tượng lún không đều. 
Trong quá trình thi công theo phương pháp 
MVC việc thủng màng phủ và màng kín khí 
ngoài ý muốn do động vật tác động là có thể xảy 
ra. Công tác tìm và vá lỗ thủng trên màng là rất 
khó khăn. 
So sánh về kết quả xử lý là chưa rõ ràng vì 
thời gian thi công còn ngắn. Tuy nhiên qua các 
số liệu đo đạc ban đầu thì có thể đưa ra một số 
phân tích và nhận định sơ bộ. 
3. Phân tích kết quả đo đạc ban đầu 
Để có tính đối chiếu, kết quả đo đạc hiện 
trường được so sánh cùng với kết quả tính toán 
được bằng phần mềm Msettle (hình 10). Số liệu 
sử dụng cho tính toán là số liệu của phương án 
bố trí thi công MVC, vì Beaudrain-S là phát 
minh mới gần đây của công ty Cofra, phần mềm 
tính toán chuyên dụng cho phương án trên chỉ 
có ở công ty này. 
Hình 10: Giới thiệu giao diện phần mềm 
Msettle. 
Chu kỳ đo đối với từng loại số liệu khác nhau 
là khác nhau. Đối với các loại số liệu trực quan 
như là độ lún bề mặt, việc đo kiểm tra được tiến 
hành hàng ngày. Để tránh việc các số liệu có xu 
hướng biến thiên tương tự và sai lệch rất nhỏ làm 
rối việc quan sát phân tích đồ thị, số liệu được so 
sánh trên đồ thị chỉ là số liệu tại một điểm đại diện 
được chọn, là tâm của miền xử lý (C1 và D2) và 
điểm biên chính giữa hướng Long Thành (điễm 
giữa cạnh dài trên hình 2). Số liệu địa chất đất nền 
phục vụ tính toán được tổng hợp trong bảng 1. 
Bảng 1. Số liệu địa chất cơ bản phục vụ tính toán 
TT Đại lượng Đơn vị Giá trị 
01 Dung trọng tự nhiên kN/m3 14,2 
02 Dung trọng bão hòa kN/m3 11,8 
03 Hệ số cố kết đứng 
(Cv) 
m
2
/tháng 0,27 
04 Tỉ số cố kết (Ch/Cv) 3 
Kết quả đo đạc có đối chiếu với số liệu tính 
toán bằng phần mềm của độ lún bề mặt được 
trình bày trên hình 11. 
82 
Hình 11: Độ lún trong miền xử lý C1 và D2 (C4) 
Do tác động của việc đắp phân đoạn lớp cát gia 
tải, độ lún ban đầu của phương án bố trí thi công 
Beaudrain-S có giá trị khác 0. Đồng thời do lớp 
gia tải tương đối dày, nên trong giai đoạn đầu bơm 
hút, lớp gia tải này đóng vai trò chính trong quá 
trình tạo lún. Vì những lý do này, độ lún trong 
khoảng 10 ngày đầu tiên có độ chênh lệch rất lớn 
so với phương pháp MVC, tuy nhiên càng về sau, 
tác dụng của lớp gia tải càng giảm đi rõ rệt. 
Đối với phương pháp MVC, độ lún ban đầu 
không lớn như dự báo của phần mềm tính toán. 
Điều này có thể lý giải một phần là do khu vực chân 
không dưới màng chống thấm cần có quá trình để 
tạo thành, các hạt siêu mịn chưa được hút hết ra khỏi 
đất nền do đó kết cấu còn bền vững. Sau đó quá 
trình lún diễn ra nhanh hơn và không sai lệch quá so 
với dự báo ± 1,1 cm. Sau 32 ngày bơm hút liên tục, 
độ lún bề mặt của cả hai phương pháp đạt gần 0,4 m 
và đều vượt hơn dự báo từ 0,5 cm đến 4 cm. 
Đối với các giá trị lún tại sát ngoài biên khu vực 
xử lý, nhìn chung giá trị dao động trong khoảng từ 
0,7 ÷ 0,8 giá trị lún bên trong khu vực thí nghiệm. 
Kết quả đo đạc chuyển vị ngang trên mặt cắt 
tại biên bằng máy đo inclinometer được thể hiện 
trên hình 12. Nhìn chung giá trị nhỏ, chuyển vị 
ngang lớn nhất đo được là 6mm tại độ sâu 4 m. 
Vùng chuyển vị mạnh nhất có độ sâu 0÷7m. Hiện 
tượng này phản ánh bản chất của biểu đồ phân bố 
áp suất chân không mạnh nhất tại vùng xung 
quanh nơi bấc bắt đầu làm việc và do đó dòng 
thấm hướng ngang có lưu tốc lớn hơn các vùng 
khác. Thêm vào đó, càng xuống sâu, áp lực thẳng 
đứng càng lớn vì vậy sự xê xích của đất nền trở 
nên khó khăn hơn. 
Hình 12: Chuyển vị ngang tại biên C1 theo ngày. 
Chuyển vị ngang trong những ngày đầu tương 
đối ít do tại thời điểm này đất nền còn chắc. 
Chuyển vị chỉ thực sự phát triển mạnh trong 
khoảng từ 6 đến 15 ngày kể từ khi bắt đầu bơm 
hút. Và sau đó tiếp tục với cường độ thấp hơn một 
chút. Diễn biến đối với khu vực thi công theo 
phương pháp MVC hoàn toàn tương tự. Về bản 
chất thí nghiệm các giá trị chuyển vị này chỉ nhằm 
mục đích phát hiện vùng có độ xê dịch lớn, chứ 
không phải giá trị tuyệt đối vì độ cứng của casing 
lớn hơn rất nhiều so với đất nền. 
Trong thí nghiệm kiểm tra, nếu hút với một hoặc 
một vài hàng ống, máy bơm có thể mau chóng đạt 
được áp suất bơm hút hơn 90kPa trong vòng 5 phút, 
tuy nhiên khi thí nghiệm với hiện trường, quá trình 
này kéo dài vài ngày do diện tích xử lý rất lớn. Máy 
bơm của phương pháp MVC công suất cao hơn, 
đồng thời chạy bằng điện từ máy phát điện vì vậy 
nhìn chung có độ ổn định cao, dễ điều khiển hơn. 
Khi công suất không đảm bảo, làm tụt áp lực thì có 
thể nhanh chóng điều chỉnh công suất để áp lực ổn 
định trở lại. Trường hợp tốt nhất là luôn duy trì được 
ổn định áp suất âm xấp xỉ -0,95 atm. 
Hình 13: Sự thay đổi suất bơm hút máy bơm 
C1, D2 
83 
Tuy nhiên xét trên tổng thể quá trình bơm hút 
lâu dài thì những dao động trong quá trình làm 
việc của máy bơm không có ảnh hưởng lớn đến 
kết quả quá trình xử lý. Trên hình 13 là đường quá 
trình của áp lực bơm hút máy bơm đạt được. 
4. Kết luận và kiến nghị 
Từ quá trình bố trí thi công và các kết quả đo 
đạc thu được ban đầu của thí nghiệm hiện trường 
có thể rút ra một số kết luận và kiến nghị sau: 
4.1. Việc áp dụng phương pháp cố kết đất 
yếu bằng hút chân không trong thí nghiệm hiện 
trường cho kết quả đo đạc ban đầu là khớp với 
tính toán dự kiến. Việc sử dụng phần mềm 
Msettle để tính toán là hợp lý, tuy nhiên phần 
mềm này chỉ chú trọng tính toán độ lún đứng 
trong miền xử lý mà không quan tâm đến độ 
dịch chuyển ngang và lún đứng ngoài miền. 
4.2. Phương pháp Beaudrain-S cần khối 
lượng gia tải lớn vì vậy không thích hợp với các 
công trình cỡ nhỏ. Tuy nhiên ưu điểm của 
phương pháp này là đơn giản và thi công luân 
phiên được nên có thể áp dụng cho các công 
trình có độ dài lớn. Phương pháp này có thể áp 
dụng để đắp đê nếu tính toán sử dụng được luôn 
đất gia tải để đắp đê. 
4.3. Phương pháp MVC có tính kinh tế hơn, 
tuy nhiên khi thi công cần đặc biệt lưu ý các 
vùng biên và có phương pháp bảo vệ hư hại cho 
màng. Phương pháp này khi dùng để thi công 
đường nên cho đầm thêm các đoạn nối tiếp, các 
đoạn biên để đảm bảo hệ số cố kết không sai 
lệch nhiều giữa các đoạn. 
4.4. Trong giai đoạn đầu, kết quả của phương 
pháp Beaudrain-S tốt hơn, tuy nhiên về lâu dài, 
kết quả của hai phương pháp này có xu hướng 
tiệm cận lại với nhau. Cần theo dõi đo đạc đến 
hết quá trình cố kết dự kiến để kiểm chứng. Từ 
đó có đề nghị cuối cùng về việc lựa chọn 
phương pháp thi công cho công trình đường cao 
tốc Long Thành - Dầu Giây. 
4.5. Hướng mở rộng tiếp theo của đề tài sau 
khi thí nghiệm hiện trường kết thúc là nghiên 
cứu khả năng áp dụng của công nghệ này cho 
việc thi công đê và các CTTL khác. 
Tài liệu tham khảo 
1. Jian Chu, Shuwang Yan, and Buddhima Indranata. Vacuum Preloading Techniques – Recent 
Development and Applications. 2008. 
2. Nguyễn Chiến, Phạm Quang Đông - Kết quả bước đầu về nghiên cứu bố trí hợp lý bấc thấm 
khi xử lý nền đất yếu bằng phương pháp cố kết chân không. 2009. 
3. POSCO Engineering & Construction Co., Ltd. Method statement for PVD installation and 
vacuum application for trial sections. 2010. 
Abstract 
INITIAL RESULTS OF FIELD VACUUM CONSOLIDATION EXPERIMENT FOR 
GROUND IMPROVEMENT IN LONG THANH - DAU GIAY HIGHWAY PROJECT 
Prof. Dr. Nguyen Chien, MSc. To Huu Duc - Water Resources University 
MSc. Pham Quang Dong - Doctoral candidate of Water Resources University 
Soft soil improvement by vacuum consolidation method has been applied worldwide and is 
studied currently in Vietnam Water Resources University. Moving on field experiment step, the 
project staff cooperated with production units in organizing full scale field experiment in order to 
identify efficient construction method for the Long Thanh - Dau Giay highway project. Changing 
studied object from small scale experiment in laboratory to full scale field experiment require a 
rational design for construction method with some small innovations in order to fit the theory with 
the particular construction site’s conditions. The paper introduces schematically some main points 
in organizing field experiment and the analyzing on the initial tracking data.