Góc nhìn cận cảnh về đất yếu cho việc xây dựng các công trình

Like và chia sẻ bài viết

1- Vấn đề hôm nay
Tiến trình đô thị hóa đang diễn ra hết sức sôi động theo quá trình công nghiệp hóa và hiện đại hóa đất nước. Hàng loạt các công trình, hạ tầng kỹ thuật; hệ thống giao thông, metro, cầu, cống, cảng nước sâu, sân bay, đập thủy điện, các công trình công nghiệp nặng, những cao ốc vươn cao trong các dự án dân sinh,…

đang được xây dựng trên những vùng đất trầm tích sét yếu bão hòa nước ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng đồng bằng sông Cửu Long. Để đạt được tính hữu dụng – kỹ thuật – kinh tế hợp lý, chúng ta cần có một góc nhìn cận cảnh về các đặc trưng cơ bản nhất về các thông số vật lý, cơ học, hóa học, sinh học, địa nhiệt, …của đất yếu để từ đó rút ra những kết luận cơ bản nhất về những đặc điểm địa kỹ thuật của nền đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh và vùng châu thổ đồng bằng sông Cửu Long, phục vụ cho việc nghiên cứu tính toán ổn định, biến dạng, thiết kế giải pháp móng hợp lý; chọn lựa công nghệ thi công cũng như tính toán dự báo độ lún của công trình theo thời gian hoặc tìm ra giải pháp khắc phục sự cố các công trình xây dựng trên các loại nền đất yếu ở các khu vực nói trên.

2- Phạm vi phân bố của đất yếu – các loại đất yếu thường gặp khi xây dựng công trình ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh và vùng đồng bằng sông Cửu Long
2.1- Đất yếu ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh (Sài Gòn xưa – Hòn ngọc Viễn đông)

2.1.1- Thành phố Hồ Chí Minh thuộc châu thổ sông Sài Gòn. Đường sông phát triển mạnh, mạng lưới rạch sông chằng chịt đan xen nhau, độ cao mặt đất tự nhiên trong khoảng 0,56 – 1,85m. Sông nước bị ảnh hưởng chế độ nhật triều, thủy triều lên xuống sáng, chiều trong 1 ngày. Lúc triều lên, một phần đất tự nhiên chìm dưới mực thủy triều.

Căn cứ vào địa chất, địa tầng lộ ra ở các hố khoan cho thấy, cấu tạo địa tầng của khu vực này thuộc kỷ Đệ Tứ thời đại Tân Sinh và thời kỳ Tân Cận địa chất bồi đắp mà thành, tổng cộng phân thành 6 lớp đất tự nhiên. Lớp 1 và lớp 2 gồm bùn lẫn đất dày ước độ sâu 20-30m, có hàm lượng chất hữu cơ cao, chứa lượng nước cao đạt khoảng 85-104%, tỉ lệ rỗng xốp 2.283 ~2.864, thuộc loại đất nền quá yếu có tính nén lún rất cao, chỉ số tính lỏng IL cao, đạt 1.85, đã cho thấy rõ cấu tạo đất tự nhiên ở vào trạng thái bồi đắp từ các dòng chảy mạnh. Do đó cần phải tiến hành gia cố với nền đất yếu, mới có thể đáp ứng nhu cầu chịu tải khi xây dựng các công trình.

2.1.2- Các lớp đất yếu phân bố rộng rãi ở khu vực thành phố Hồ Chí Minh bao gồm các quận huyện ven và cả nội thành như: Quận Bình Thạnh, quận 2, quận 6, quận 7, quận 8, quận 4, huyện Nhà Bè, huyện Cần Giờ và các trầm tích thuộc loại sét yếu bão hòa nước cũng có mặt hầu hết ở các tỉnh thuộc đồng bằng sông Cửu Long. Tùy từng nơi, các lớp đất yếu có chiều dày khác nhau. Ở các vùng rìa đồng bằng thường có chiều dày từ 5 ¸10m, ở trung tâm đồng bằng và gần ven biển có chiều dày 10¸30m, có nơi có chiều dày từ 20¸50m.

2.1.3- Các lớp đất yếu thường gặp là: á cát, á sét, sét, bùn á sét, bùn sét, đất than bùn, đất dạng than bùn có chứa tạp chất hữu cơ. Đặc biệt các loại đất nói trên thường bị nhiễm phèn (vùng Đồng Tháp Mười), nhiễm mặn vùng ven biển. Các loại đất này chứa một loại dung dịch acid sulfat (có nồng độ pH = 2.06 ¸2.54) ở trạng thái tự nhiên, chúng có sức chống cắt bé, hệ số nén lún lớn, hệ số thấm nước bé.

Các vùng đất yếu ở thành phố Hồ Chí Minh thấy tập trung ở: một phần quận Bình Thạnh, quận 6, quận 2, quận 8, quận 7, quận 4, cảng Hiệp Phước - Nhà Bè, huyện Bình Chánh, huyện Nhà Bè, huyện Cần Giờ.

Các lớp đất yếu thường gặp là bùn sét, bùn á sét, bùn á cát, có nơi là đất than bùn, cát mịn (thấy có ở rải rác khu vực Bến Than, quận Bình Thạnh, khu vực Nhà Bè và Cần Giờ). Các lớp đất yếu có chiều dày khác nhau: ở các vùng ven miền Đông thường có chiều dày 5 - 10m, ở trung tâm và vùng ven biển có chiều dày 10 – 30m, ở huyện Cần Giờ, Nhà Bè có chỗ lớp đất yếu dày tới 30 - 50m. Các lớp đất yếu thường có màu xám, xám đen, xám nâu, nâu đỏ và xám đậm.

2.2- Đất yếu và những lưu ý cần quan tâm đối với nền đất sét yếu ở vùng đồng bằng sông Cửu Long
Vùng châu thổ rộng lớn ở cực Nam đất nước ta hầu hết đều thuộc loại đất yếu (trầm tích loại sét yếu bão hòa nước).
- Đất yếu ở đồng bằng sông Cửu Longthực chất thuộc vào loại đất sét yếu vì hàm lượng hạt sét trong đất yếu này ở phần lớn lãnh thổ, đều có hàm lượng hạt sét đủ để kết luận là đất sét yếu.
- Đất sét yếu ở ĐBSCL có khoáng chất thứ sinh chiếm hàm lượng lớn là Montmorillonite (Al2O3 4SiO2 H2O). Loại khoáng chất Montmorillonite có hoạt tính mạnh vì có điện tích âm mặt ngoài với năng lượng hút tĩnh điện rất lớn, hàng trăm kN/m2
- Đất sét yếu này ở nhiều nơi có độ pH thấp: pHf £2,5 ¸5,0  độ pH này chống đông tụ dung dịch bentonite khi thi công cọc khoan nhồi tốt nhưng rất xấu cho bê tông đổ dưới nước vì độ pH này gây trương nở mạnh khi bê tông còn ướt, từ đó gây ra hiện tượng nứt cục bộ hay nứt liên tục cho bê tông.
- Đất sét yếu này có ít cation AL+++ và H+ nên gây ra hiện tượng đông tụ nhiều cho dung dịch bentonite, đồng thời lại có nhiều Na2CO3 và CaCl2 nên đất sét này có khả năng điện giải và phân tán mạnh cũng như gây ra hiện tượng đông tụ cho dung dịch bentonite nhiều.
- Đất sét yếu này có các đặc trưng cơ lý cơ bản nhất như sau:
+ Dung trọng tự nhiên của đất: ¡»14.5 ¸15.5 kN/m3
+ Độ ẩm tự nhiên của đất: W »75% ¸65%
+ Hệ số rỗng tự nhiên của đất: e »1.5 ¸2.0
+ Các đặc trưng cơ học của đất: các đặc trưng về độ bền của đất: Góc nội ma sát tiêu chuẩn của đất  φox »4o ¸5o, lực dính tiêu chuẩn Coµ= 5 ¸6 KN/m2
+ Các đặc trưng biến dạng của đất:  Eo »500 ¸600 KN/m2 hoặc modun biến dạng tỷ đối của Maslov MN: eM = 50 ¸100 mm/m.
- Chiều dày đất sét yếu ở ĐBSCL có H »10m ¸40m.
 - Đất yếu thuộc loại than bùn xuất hiện ở vùng rừng U Minh Thượng, U Minh Hạ - tỉnh Cà Mau, vùng ven biển tỉnh Rạch Giá và một phần ở tỉnh Đồng Tháp.

3- Những quan tâm đặc biệt khi xây dựng các công trình trên nền đất sét bão hòa nước “Khu vực thành phố Hồ Chí Minh và đồng bằng sông Cửu Long"
Từ các phân tích đã dẫn ở trên, chúng tôi đưa ra một số lưu ý dưới đây:

3.1- Hầu hết các công trình loại vừa và loại lớn, có áp lực lên móng p > 1.2 ¸1.5 kg/cm2 được xây dựng trên nền đất yếu, đều đòi hỏi phải xử lý nền móng.

3.2- Quan hệ giữa ứng suất và biến dạng của các loại đất yếu nói trên hầu như phi tuyến, nên việc áp dụng mô hình nền Winkler mở rộng (giai đoạn tuyến tính và phi tuyến tính) trong tính toán ứng suất – biến dạng của đất nền ở đây là phù hợp với thực tế làm việc của nền đất dưới công trình.

3.3-Đất có hệ số thấm nước bé, nên tốc độ cố kết chậm, lún kéo dài. Khi xử lý nền cần quan tâm đến những giải pháp làm tăng nhanh quá trình thoát nước để nền đất cố kết nhanh, rút ngắn thời gian thi công, thường dùng là giếng cát, cọc bản nhựa,…

3.4-Giải pháp nền – móng định hướng cho việc xây dựng các công trình nhà ở có tầng cao từ 2, 3, 5 ¸7 tầng của các khu vực đất yếu ở miền nam Việt Nam có thể là: móng đơn trên nền đệm cát, móng đơn trên nền cừ tràm kết hợp với đệm cát, móng băng hoặc móng bè trên nền đất yếu được xử lý bằng hệ thống giếng cát thoát nước (hoặc cọc bản nhựa), móng cọc Betong cốt thép tiết diện nhỏ (20 x 20cm) đóng xuyên qua lớp đất yếu, tựa trên lớp đất không yếu bên dưới (cọc ma sát).

3.5- Khi thi công xây dựng công trình dân dụng và công nghiệp trên những vùng đất yếu bị nhiễm mặn và có tính acid, nên có biện pháp thích hợp để bảo vệ cốt thép và các bộ phận vật liệu khác của móng khỏi bị ăn mòn hóa học (chú ý đến môi trường hóa học trong xây dựng): tính ăn mòn hóa học ở vùng đồng bằng sông Cửu Longlà ăn mòn sulfat, ở vùng ven biển là ăn mòn clor. 
THXDVN
Viết và chia sẻ bình luận: Like để cập nhật các bài viết qua facebook. Cảm ơn bạn đã ghé thăm, ủng hộ!

About Tứ Đoàn Ngọc

Đoàn Ngọc Tứ chào mừng bạn tới với website và cảm ơn bạn đã ủng hộ trang này.