Gợi ý 6 phương pháp xử lý nền đất yếu hiệu quả, an toàn

Nền đất yếu nếu không được xử lý đúng cách sẽ gây khó khăn, mất an toàn trong quá trình thi công công trình xây dựng. Phương pháp xử lý nền đất yếu như thế nào để đảm bảo an toàn, ổn định cũng như độ lún cho phép của công trình xây dựng. Cùng Việt Thanh tìm hiểu thông tin chi tiết trong bài viết dưới đây!

>>Xem thêm: Ứng dụng máy thủy bình trong khảo sát và thi công để đảm bảo độ chính xác cao.

Nền đất yếu là gì? Những loại nền đất yếu thường gặp

Nền đất yếu hiểu đơn giản là nền đất có khả năng chịu tải kém, dễ sụt lún, biến dạng khi thi công những công trình xây dựng lớn như cầu đường, nhà cao tầng. Những khu vực có nền đất yếu thường là đất ở gần sông, đất nhiều bùn trái ngược với đất ở khu vực đồi núi, khô cằn.

Những tiêu chí vật lý để đánh giá nền đất là yếu bao gồm: hệ số rỗng, dung trọng, độ ẩm, độ bão hòa. Bên cạnh đó, nền đất yếu còn được đánh giá dựa trên các tiêu chí cơ học như hệ số nén, lực dính, góc ma sát, sức chịu tải, modun biến dạng,…

Thông thường, những vùng đất sau khi được khảo sát, đo độ lún cho phép bằng máy thủy bình Sokkia B40A sẽ được sử dụng để làm đất trồng cây, chăn nuôi gia súc hơn là xây dựng các công trình kiên cố. 

Nhưng hiện nay, dân số ở các đô thị lớn ngày càng tăng, nhu cầu về nhà ở, tiện ích xã hội ngày càng nhiều, chính vì vậy những nơi vùng đất yếu cũng vẫn được sử dụng để xây dựng đường xá, nhà ở, trường học, bệnh viện,… Nhưng để đảm bảo an toàn trong thi công và sử dụng thì cần phải có phương pháp xử lý nền đất yếu thích hợp trước khi xây dựng.

Những loại nền đất yếu thường gặp

Những loại nền đất không có khả năng chống đỡ được kết cấu bên trên, cần có phương pháp xử lý nền đất yếu phù hợp bao gồm:

• Đất bùn: Đất bùn là đất được tạo thành trong môi trường nước, với các hạt mịn, nhỏ. Đất bùn luôn ở trong trạng thái đủ nước nên có hệ số rộng rất cao và không có khả năng chịu được lực lớn.
• Đất sét mềm: là dạng đất tổng hợp gồm các loại đất sét và đất pha sét, cường độ thấp và lượng nước trong đất luôn bão hòa.
• Đất than bùn: Loại đất này thường có ở các đầm lầy, là kết quả của việc phân hủy các chất hữu cơ.
• Đất cát chảy: Là loại đất mà trong thành phần là các loại cát mịn không liên kết với nhau, kết cấu rời rạc, có thể trong tình trạng bị nén chặt hoặc pha loãng. Loại đất này khi xuất hiện tải trọng nặng sẽ chuyển sang trạng thái chảy.
• Đất bazan: Đây là loại đất yếu, có độ rỗng lớn, khả năng thấm nước cao nên dễ bị lún sụt khi ngâm nước liên tục và bên trên chịu tải trọng nặng.

Tùy từng loại đất mà sẽ có những phương pháp xử lý nền đất yếu khác nhau để mang lại hiệu quả cao.

Phương pháp xử lý nền đất yếu an toàn, hiệu quả cao

Đối với những công trình xây dựng cần thi công ở những nơi có nền đất yếu thì việc xử lý nền móng cần phải được đặt lên hàng đầu. Nền móng cần được xử lý nghiêm túc, cẩn thận để giảm độ lún, tăng khả năng chịu tải. Các phương pháp xử lý nền đất yếu được áp dụng hiện nay có cơ học, vật lý, hóa học. Tùy vào tính chất của từng nền đất yếu, quy mô, trọng lượng của công trình mà người ta chọn những phương pháp phù hợp nhất. Dưới đây là gợi ý một số phương pháp xử lý nền đất yếu đang được ưu tiên sử dụng hiện nay bạn có thể tham khảo:

Phương pháp xử lý nền đất yếu bấc thấm (PVD)

Khái niệm: Bấc thấm là phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cách cắm những chiếc bấc có khả năng thấm nước vào sâu trong lòng đất yếu để tạo ra những đường thoát nước thẳng đứng. Để bấc thấm có thể cắm được sâu nhất có thể xuống lòng đất thì nó phải được là từ thép có đường kính nhỏ. Bấc thấm khi được cắm xuống nền đất sẽ tạo ra một hệ thống gia cố với tính chất cơ học cao, tăng khả năng chịu tải của nền.

Bấc thấm dùng trong gia cố nền đất yếu hiện nay đang có 2 loại là bấc thấm đơn và bấc thấm đôi.

Ưu điểm của phương pháp bấc thấm:

• Có thể sử dụng cho nhiều loại đất khác nhau, từ đất cát đến đất sét.
• Thời gian thi công nhanh, giúp rút ngắn thời gian thi công.
• Hiệu quả cao, chi phí thấp hơn so với các phương pháp khác.
• Không tạo ra tiếng ồn lớn và độ rung trong quá trình thi công.
• Thường được sử dụng để xử lý nền đường trên những vùng đất yếu.

Nhược điểm của phương pháp bấc thấm:

• So với cọc nhồi hoặc cọc bê thông thì khả năng chịu tải của bấc thấm có giới hạn.
• Không thích hợp sử dụng cho các kết cấu có tải trọng lớn hoặc yêu cầu về tính chất cơ học cao.
• Cần phải đảm bảo các công tác kiểm tra kỹ thuật và thiết kế chi tiết để đảm bảo phù hợp với công trình.

Phương pháp cố kết động

Khái niệm: Đây là một trong những phương pháp gia cố nền đất yếu bằng cách tạo ra các lực tác động để tăng cường độ chặt của đất và thúc đẩy quá trình cố kết tự nhiên.Phương pháp này hiệu quả cho các lớp đất đắp chưa đầm chặt, sử dụng các thiết bị chuyên dụng để tạo ra các xung lực lớn tác động lên nền đất, làm giảm thể tích lỗ rỗng, tăng cường khả năng chịu tải và giảm lún. 

Ưu điểm của phương pháp này:

• Đất được nén chặt và cố kết nhanh hơn, giảm đáng kể thời gian chờ lún. 
• Nền đất sau khi gia cố có sức chịu tải cao hơn và độ lún ổn định
• Giảm khối lượng đào đắp, giảm chi phí vật liệu và thời gian thi công. 
• Phù hợp với nhiều loại đất yếu khác nhau, bao gồm đất than bùn, phù sa, đất sét mềm. 

Ứng dụng: Người ta thường sử dụng phương pháp xử lý nền đất yếu này với những loại đất như than bùn, phù sa, đất sét mềm và đất cát bão hòa nước, giúp đẩy nhanh tiến độ thi công do giảm thời gian chờ lún. 

Dùng cọc vôi, cọc đất – xi măng để xử lý nền đất yếu

Khái niệm: Đây là giải pháp sử dụng chất kết dính (vôi, xi măng) trộn tại chỗ với đất yếu để tạo thành các cọc có cường độ cao hơn, cải thiện khả năng chịu tải và ổn định cho nền đất. Cọc vôi hiệu quả với đất sét dẻo và đất than bùn, trong khi cọc xi măng đất dùng cho nhiều loại đất khác nhau, tạo ra các cột gia cố giúp tăng khả năng chịu lực và giảm độ lún cho công trình. 

Ưu điểm của phương pháp xử lý nền đất yếu này:

• Xử lý tại chỗ, tạo ra các cột gia cố ổn định từ đất nguyên trạng. 
• Cải thiện sức chịu tải, giảm độ lún không đều và tăng sự ổn định tổng thể của nền đất. 
• Có thể thi công trong điều kiện mặt bằng ngập nước. 
• Rút ngắn thời gian thi công và chi phí vật liệu so với các phương pháp truyền thống, do giảm nhu cầu về vật liệu đắp hoặc chờ cố kết lâu. 

Ứng dụng: Phương pháp này phù hợp với các loại đất yếu như than bùn, bùn, đất sét, đất sét pha ở trạng thái dẻo nhão, đất cát đất pha cát…

Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát

Khái niệm: Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng đệm cát là biện pháp thay thế lớp đất yếu bằng lớp cát được đầm chặt để tăng khả năng chịu tải, phân phối lại tải trọng và giảm độ lún cho công trình. Thường áp dụng ở những nền đất yếu bão hòa nước như sét nhão, bùn, than bùn, cát pha, có chiều dày dưới 3m và tải trọng công trình nhỏ. 

Quy trình thực hiện

Bước 1: Khảo sát địa chất: Thực hiện khảo sát địa chất kỹ lưỡng để xác định loại đất yếu, chiều dày, và các chỉ số kỹ thuật của nền đất. Thiết bị đo đạc hiện đại được sử dụng chính là máy thủy bình Sokkia với các model như: máy thủy bình Sokkia B20, máy thủy bình điện tử Sokkia SDL1X…

Bước 2: Đào bỏ đất yếu: Đào bỏ một phần hoặc toàn bộ lớp đất yếu nằm phía trên móng công trình, tùy thuộc vào chiều dày của lớp đất yếu. 

Bước: 3: Lót vải địa kỹ thuật: Lót một lớp vải địa kỹ thuật lên đáy hố đào để ngăn cách lớp cát với đất yếu và tăng cường độ ổn định. 

Bước 4: Đổ và đầm chặt cát: Đổ cát hạt trung hoặc hạt thô vào hố đào và đầm chặt bằng các thiết bị như đầm bàn, đầm rung để tạo thành một lớp đệm cát đồng nhất và bền vững. 

Bước 5: Thi công móng: Sau khi đệm cát được đầm chặt, tiến hành thi công móng công trình trực tiếp lên lớp đệm cát đã chuẩn bị. 

Ưu điểm:

• Cát là vật liệu phổ biến, dễ kiếm, giá thành rẻ, giúp tiết kiệm chi phí. 
• Thi công đơn giản, không yêu cầu thiết bị chuyên dụng phức tạp, giúp đẩy nhanh tiến độ. 
• Tăng khả năng chịu tải, giảm lún, tăng ổn định cho nền móng. 

Nhược điểm:

• Đối với các công trình lớn lớp đất nền dày khâu đào bỏ và chi phí vận chuyển đất đi nơi khác cao 
• Các công trình chiều dày đất nền yếu lớn 3m thì  chi phí mua nguyên liệu tăng cao.
• Đối với những nơi có nước ngầm cần tiến hành hạ nước ngầm nên phải tốn thêm chi phí

Ứng dụng: Phương pháp này hiệu quả cho nền đất yếu có chiều dày dưới 3m, chi phí thấp và thi công đơn giản, thích hợp cho các công trình có tải trọng nhỏ như nhà dân dụng, đường giao thông. 

Phương pháp xử lý nền đất yếu bằng cách đầm chặt lớp đất mặt

Khái niệm: Đầm chặt lớp đất mặt là biện pháp tạo ra một lớp đệm đất chặt bằng cách sử dụng máy đầm xung kích để làm tăng cường sức chịu tải và giảm độ lún cho nền đất tự nhiên, đặc biệt phù hợp với nền đất yếu có độ ẩm nhỏ (dưới 0.7).

Phương pháp sử dụng: Để đầm chặt lớp đất mặt, người ta có thể sử dụng nhiều phương pháp khác nhau, trong đó thông dụng nhất là phương pháp đầm xung kích: Theo phương pháp này, khối lượng đầm nặng từ 1 – 4 tấn (có khi 5 – 7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn 1m. Để thực hiện được việc đầm chặt đất hiệu quả thì áp lực tĩnh do máy đầm gây ra phải không nhỏ hơn 0,2kg/cm2 đối với đất sét và 0,15kg/cm2 đối với đất cát.

Quy trình thực hiện:

Bước 1: Đánh giá điều kiện đất: Phương pháp này phù hợp cho nền đất yếu có độ ẩm nhỏ (dưới 0.7).

Bước 2: Chuẩn bị máy móc thiết bị: Sử dụng máy đầm xung kích với khối lượng nặng (1-4 tấn hoặc 5-7 tấn) và đường kính không nhỏ hơn 1m.

Bước 3: Thực hiện đầm chặt: Máy đầm được di chuyển liên tục trên bề mặt đất cần gia cố. Máy sẽ tạo ra các xung kích làm cho lớp đất mặt bị nén chặt lại, tạo thành một lớp nền cứng và ổn định.

Bước 4. Kiểm tra và nghiệm thu: Sau khi đầm, cần kiểm tra để đảm bảo lớp đất mặt đạt được độ chặt yêu cầu

Ưu điểm:

• Tăng cường sức chịu tải: Lớp đất mặt được đầm chặt sẽ có khả năng chịu lực tốt hơn. 
• Giảm độ lún: Cải thiện khả năng chịu lún của nền đất. 
• Tiết kiệm chi phí: Tận dụng được nền đất tự nhiên, giảm khối lượng đào đắp và vận chuyển vật liệu. 
• Thời gian thực hiện nhanh: Phương pháp có thể mang lại hiệu quả gia cố nhanh chóng. 

Xử lý nền đất yếu bằng phương pháp gia tải nén trước

Khái niệm: Phương pháp gia tải nén trước là kỹ thuật làm giảm độ lún và tăng cường khả năng chịu lực của nền đất yếu bằng cách chất tải trọng tạm thời (bằng hoặc lớn hơn tải trọng thiết kế của công trình) lên nền trước khi xây dựng, kết hợp với các giải pháp thoát nước như bấc thấm hoặc giếng cát để đẩy nhanh quá trình cố kết đất và giảm áp lực nước trong lỗ rỗng.

Quy trình thực hiện

Bước 1: Khảo sát nền đất yếu: Thực hiện khảo sát chi tiết để xác định tính chất của đất nền. 

Bước 2: Lắp đặt hệ thống thoát nước: Cắm bấc thấm hoặc giếng cát vào nền đất yếu để tạo đường thoát nước. 

Bước 3: Gia tải lên nền: Đắp một lớp vật liệu gia tải lên trên bề mặt nền đất yếu. 

Bước 4: Quan trắc: Theo dõi độ lún và áp lực nước lỗ rỗng để đánh giá quá trình cố kết của đất. 

Bước 5. Dỡ bỏ tải trọng: Khi độ lún đã kết thúc hoặc đạt đến mức mong muốn, lớp vật liệu gia tải sẽ được dỡ bỏ. 

Ưu điểm:

• Tăng cường khả năng chịu lực của nền đất yếu. 
• Tăng nhanh tốc độ cố kết của đất, rút ngắn thời gian thi công. 
• Đảm bảo độ lún ổn định cho công trình. 
• Có thể kết hợp nhiều giải pháp khác như bấc thấm, giếng cát, hoặc sử dụng công nghệ hút chân không. 

Lựa chọn phương pháp xử lý nền đất yếu đúng cách sẽ giúp tăng cường khả năng chịu tải của nền đất, hạn chế tối đa tình trạng sụt lún, đảm bảo an toàn tuyệt đối cũng như nâng cao tuổi thọ cho việc thi công công trình xây dựng. Hy vọng những thông tin được Việt Thanh tổng hợp và chia sẻ trong bài viết trên sẽ giúp bạn đọc lựa chọn được phương pháp phù hợp nhất.

>> Xem thêm: Dịch vụ cho thuê thiết bị đo đạc tại Việt Thanh Group