Đặc điểm của nền đất yếu: nền đất yếu thường có các đặc điểm kỹ thuật sau:

• Sức chịu tải nhỏ: 0,5 – 1kg/cm²
• Tính nén lún lớn: a > 0,1 cm²/kg
• Hệ số rỗng cao: e > 1,0
• Mô đun biến dạng: E < 50kg/cm²
• Độ bão hòa: G > 0,8

Một số nền đất được cho là nền đất yếu:

• Đất than bùn: Có nguồn gốc hữu cơ, hàm lượng hữu cơ ở mức 20 – 80%
• Đất sét mềm: Loại đất này ở trạng thái bão hòa với nước, có cường độ thấp.
• Đất bùn: Có hệ số rỗng cao, yếu về độ chịu lực, luôn ở trạng thái no nước.
• Đất cát chảy: Kết cấu có các hạt cát rời, pha loãng hoặc nén chặt một cách dễ dàng.

Trong phạm vi bài viết này, chúng tôi xin giới thiệu một số giải pháp gia cố nền đất yếu:

2. Đệm cát

Đệm cát là thay lớp đất yếu trên bề mặt bằng cát làm tăng tốc độ cố kết của nền công trình, từ đó tăng khả năng chịu tải của đất nền.

Lớp đệm cát hoạt động như một lớp chịu tải, ‘tiếp nhận’ tải trọng công trình sau đó phân bố lại cho lớp đất tự nhiên đều hơn, làm giảm khả năng bị lún, lệch của công trình.

Đệm cát có các ưu điểm và khuyết điểm sau:

• Ưu điểm:
  • Giải pháp đơn giản, không đòi hỏi thiết bị, công nghệ cao, dễ thi công.
  • Thi công nhanh, thời gian cho kết quả cũng nhanh.
  • Chi phí thấp trong một số trường hợp.
• Nhược điểm:
  • Khi thi công ở khu vực có mực nước ngầm cao, khi đó chi phí hạ mực nước ngầm sẽ rất tốn kém, đệm cát sẽ không ổn định.
  • Mực nước ngầm thay đổi nhiều, khi đó nước trong đất tạo ra dòng chảy ngầm, mang cát đi nhất là khi kết hợp với tải trọng động.
  • Lớp đất cần thay quá dày (>2m), khi đó đệm cát sẽ không còn là giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế.

2. Gia tải trước

Nguyên lý: làm cho đất nền cố kết trước khi đặt công trình lên nó. Có 2 cách sau:

• Tạo áp lực cho nền bằng cách chất lên nền 1 tải trọng lớn. Tải có thể là đất, cát, các khối bê tông…
• Tạo điều kiện cho nước bên dưới nền thoát ra ngoài dễ dàng. Có thể dùng bấc thấm, giếng cát, giếng bơm nước.

Có thể làm độc lập từng cách, tuy nhiên khi kết hợp cả 2 cách thì tốc độ cố kết sẽ tăng nhanh

Xử lý nền đất bằng cách gia tải trước

• Ưu điểm:

• Trang thiết bị thi công đơn giản, dễ thi công
• Chi phí thấp
• Tỏ ra hiệu quả đối với khu vực có chiều dày nền đất yếu <20m.

• Nhược điểm:

• Thời gian tối thiểu để phương pháp này phát huy hiệu quả khoảng 6 tháng, tốt nhất là trên 1 năm.
• Diễn biến cố kết phức tạp, cần theo dõi, điều chỉnh.
• Về cơ bản không thay đổi tính chất cơ lý của đất.
• Quá trình cố kết giảm dần theo thời gian nên càng về sau tính hiệu quả càng thấp.

3. Gia cố cọc xi măng đất

Cọc xi măng đất là hỗn hợp giữa đất nguyên trạng và xi măng được phun xuống bên dưới nền đất bằng thiết bị khoan. Mũi khoan khi khoan xuống làm đất tơi ra, khi đến độ sâu thiết kế thì quay ngược lại và di chuyển từ dưới lên, trong qua trình di chuyển lên, xi măng được bơm vào nền đất.

Sau khi hoàn tất quá trình di chuyển lên, tại vị trí hố khoan sẽ hình thành 1 cột đất được gia cố vữa xi măng trộn với đất nền. Sau khi đông cứng, cọc xi măng đất đóng vai trò ổn định nền và làm tăng cường độ đất nền. Cường độ chịu nén của cọc xi măng đất từ 20-200 (kg/cm2) tùy tính chất đất nguyên trạng và hàm lượng xi măng trong cọc.

Ưu nhược điểm của giải pháp cọc xi măng đất

• Ưu điểm:

• Tiến độ thi công khá nhanh.
• Hiệu quả chống lún khá tốt.
• Có thể thi công trong thành phố do ít gây tiếng ồn, ít gây rung hay chấn động lớn.

• Nhược điểm:

• Thiết bị thi công cồng kềnh, nặng nề khó vận chuyển đặc biệt là khi cần thi công cọc có chiều dài lớn.
• Chi phí khá cao (tuy nhiên đem lại hiệu quả xứng đáng).
• Mất thời gian thử tải, sau thử tải có thể phải điều chỉnh thiết kế và thử tải lại.

4. Sàn treo trên cọc

Nền được đặt trên hệ cọc. Hệ cọc này được tính toán thiết kế khả năng chịu tải phù hợp, cọ được găm vào lớp đất tốt.

• Ưu điểm: Độ ổn định cao, gần như không lún.
• Khuyết điểm: Chi phí cao.

Giải pháp này có chi phí rất cao nên thường được áp dụng trong những ngành nghề đòi hỏi cao về tính ổn định của nền nhà xưởng như: Chế biến thủy sản, kho lạnh, dược phẩm, thực phẩm, linh kiện điện tử…