Dự tính sức kháng cắt không thoát nước của đất dính được gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng đứng

 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 DỰ TÍNH SỨC KHÁNG CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC CỦA ĐẤT DÍNH 
 ĐƯỢC GIA TẢI TRƯỚC KẾT HỢP THOÁT NƯỚC THẲNG ĐỨNG 
 Nguyễn Hồng Trường, 
 Viện Khoa học Thủy lợi Việt Nam 
 Nguyễn Hữu Thái, 
 Trường Đại học Thủy lợi 
 Đặng Thị Hải Vân 
 Trường Cao đẳng Kinh tế - Kỹ thuật Vĩnh Phúc 
Tóm tắt: Bài báo giới thiệu các hàm dự báo sức kháng cắt không thoát nước của đất được gia 
tải trước đang được dùng phổ biến trên thế giới. Trên cơ sở phân tích sức kháng cắt theo lý 
thuyết biến đổi của độ bền không thoát nước, nghiên cứu đã đề xuất công thức dự báo sức kháng 
 0,2
cắt không thoát nước áp dụng phù hợp tại mọi thời điểm cố kết: Su 0,22U z S s ( ' pz / 'vz ) . 
Công thức đề xuất đã được khẳng định tính đúng đắn thông qua kiểm nghiệm với kết quả nghiên 
cứu mô hình vật lý và kết quả thí nghiệm cắt cánh hiện trường của một số công trình thực tế. 
Từ khóa: sức kháng cắt không thoát nước, gia tải trước. 
Summary: This paper shows some functions to evaluate for undrain shear strength of cohesion 
soil when using prefebricated vertical drain combined with pre-surchrage in the world. Base on 
the analytic theory for the variable values of undrain shear strength, the equation was proposed 
 0,2
Su 0,22U z S s ( ' pz / 'vz ) . This is proposed equation by athours of the paper. In order to 
check for this modified equation, many physical models and vane shear testing was carried out. 
Keywords: undrain shear strength, pre-surchrage. 
1. ĐẶT VẤN ĐỀ * tính toán thiết kế đã không dự kiến chính xác các 
Nghiên cứu xử lý các vấn đề về địa kỹ thuật trạng thái của đất, thiếu hiểu biết về các đặc 
đòi hỏi sự hiểu biết các đặc tính cơ học, trạng trưng của đất, đặc biệt là các đặc trưng về cường 
thái ứng suất, biến dạng cũng như các ứng xử độ, sức chống cắt không thoát nước của đất. 
khác của đất. Đất có tính chất khác rõ rệt với Trong xử lý nền đất yếu bằng phương pháp gia 
các loại vật liệu khác do tính phân tán và tính tải trước, biết được chính xác sự gia tăng sức 
rỗng của chúng. Do sự thay đổi tải trọng bên kháng cắt không thoát nước Su tại các thời 
ngoài và sự thoát nước, nền đất có sự thay đổi điểm cố kết là yếu tố quan trọng để đưa ra 
về độ ẩm và thể tích. Độ chặt, cường độ và các những ứng xử phù hợp với thực tế về gia tải tải 
đặc trưng biến dạng tất cả đều bị thay đổi. trước, như tăng tải, dỡ tải hay qúa trình chất tải 
Qua tổng kết, phần lớn công trình hư hỏng là do công trình xây dựng trên nó. 
nền móng công trình, lún không đều, lún cục bộ, Để biết chính xác sức kháng cắt không thoát 
nền bị đẩy trồi, trượt, nguyên nhân là do trong nước Su, tốt nhất là thí nghiệm hiện trường 
 kiểm tra. Tuy nhiên việc này không phải lúc 
 nào cũng thực hiện được, vì vậy trên thế giới 
Ngày nhận bài: 05/7/2017 cũng như ở Việt Nam đã xây dựng nhiều các 
Ngày thông qua phản biện: 22/9/2017 
Ngày duyệt đăng: 26/9/2017 công thức kinh nghiệm dự tính Su. Dựa vào 
76 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
các số liệu thí nghiệm ban đầu (khi đất chưa 2.1. Sức chống cắt không thoát nước của đất 
được gia tải) như sức chống cắt nguyên trạng Sức chống cắt của đất được định nghĩa là giá 
không thoát nước (Ss), áp lực tiền cố kết trị ứng suất chống cắt tối đa hay giới hạn mà 
(σp),..và sau đó sức kháng cắt không thoát đất có thể tạo ra bên trong khối đất trước khi 
nước Su tại thời điểm bất kỳ sẽ được dự tính nó bị chảy. 
theo giá trị của tải trọng gia tải và độ cố kết ở 
thời điểm đó. Khi gia tải nhanh và đất hoàn toàn không thoát 
 nước (UU), thì đất sét bão hòa không có ma 
Bài báo sẽ giới thiệu tổng quan các công thức 
 sát trong ( u = 0), sức kháng cắt hoàn toàn do 
được dùng phổ biến trên thế giới để dự báo lực dính sinh ra, và gọi đó là sức kháng cắt 
sức kháng cắt không thoát nước của đất được 
 không thoát nước Su 
gia tải nén trước, đồng thời cũng làm rõ phạm 
vi áp công thức (V.6) trong 22TCN 262-2000 2.2. Dạng biểu đồ Su của đất tự nhiên theo 
và đề xuất công thức dự tính sức chống cắt chiều sâu 
không thoát nước của đất được gia tải trước Với giả thiết đất có trọng lượng riêng không 
kết hợp thoát nước thẳng đứng theo hai thành đổi, đất cố kết bình thường (OCR = 1), khi đó 
phần: thành phần do ứng suất tăng thêm và biểu đồ Su theo chiều sâu có dạng như Hình 1a 
thành phần quy định bởi trạng thái cố kết trước Tuy nhiên, các lớp đất vỏ trái đất thường là 
của đất tại thời điểm cố kết bất kỳ. quá cố kết, vì vậy biểu đồ OCR thường có 
2. SỨC CHỐNG CẮT CỦA ĐẤT VÀ DẠNG dạng như Hình 1b và có được dạng của Su dựa 
BIỂU ĐỒ PHÂN BỐ THEO CHIỀU SÂU theo phương trình (1) của C.C.Ladd 
 Hình 1. Dạng biểu đồ OCR và Su theo chiều sâu [8] 
3. MỘT SỐ HÀM DỰ TÍNH SỨC CHỐNG không có số liệu thí nghiệm 
CẮT KHÔNG THOÁT NƯỚC CỦA ĐẤT 
 σ’v - ứng suất hữu hiệu theo phương đứng 
ĐƯỢC GIA TẢI TRƯỚC 
 OCR: tỉ số quá cố kết của đất 
3.1 Sức kháng cắt không thoát nước theo 
C.C.Ladd ’pz - áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất 
Sức kháng cắt không thoát nước, xuất phát từ ’vz - ứng suất hữu hiệu thẳng đứng do bản 
công thức của C.C.Ladd được áp dụng phổ thân các lớp đất gây ra ở độ sâu z 
biến trên thề giới [3]: Trong công thức (1) sức kháng cắt phụ 
 m m thuộc vào bản thân đất, thể hiện ở tỉ số 
Su = .v’(OCR) hay Su = .v’(’pz/’vz) (1) 
 quá cố kết OCR thay đổi theo độ sâu 
Trong đó: 
 (’pz/’vz) và ứng suất có hiệu theo 
α và m là các hệ số tuỳ thuộc vào tính chất của phương đứng do tải trọng bản thân và tải 
đất, thường được lấy α = 0,22 và m= 0,8 nếu trọng tăng thêm v’ 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 77 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
3.2. Sức kháng cắt không thoát nước theo σ’v :ứng suất hữu hiệu theo phương đứng 
kinh nghiệm của Nhật Bản và các nước 
 K0: hệ số áp lực tĩnh ngang 
phương Tây 
 Af : hệ số, được xác định dựa vào mối quan hệ 
Dự báo được quan hệ giữa cường độ chống cắt 
 (Af ~ OCR) như Mayne (1988) 
với tốc độ cố kết một cách đúng đắn và phù 
hợp với thực tế là một vệc khó khăn thường 3.4. Sức kháng cắt không thoát nước theo 
dựa vào thực nghiệm, công thức kinh nghiệm chỉ số dẻo 
Nhật Bản và các nước phương Tây: Với đất cố kết thường, Skempton, 1957 đề 
C= Co + C = Co + U.z.m (2) xuất quan hệ sức kháng cắt không thoát nước 
 S với chỉ số dẻo PI như sau [2;8]: 
Trong đó: u
 S /’ = 0,11 + 0,0073 PI (5) 
C: Là cường độ chống cắt sau khi đất yếu đạt u v
mức cố kết U Trong đó: 
Co: Là cường độ chống cắt của đất ở trạng thái σ’v : ứng suất hữu hiệu theo phương đứng do 
tự nhiên ban đầu tải trọng bản thân và tải trọng tăng thêm 
σz - là ứng suất thẳng đứng do tải trọng gia tải PI: chỉ số dẻo của đất 
m: Là hệ số tăng cường độ chống cắt được dự 3.5. Sức chống cắt không thoát nước theo 
báo theo A. W. Skempton tuỳ thuộc vào chỉ số công thức (V.6) 22TCN262-2000 
dẻo PI Nền đắp trong quá trình xây dựng với giải 
m = 0.11 + 0.0037 x PI pháp đắp làm nhiều đợt, vừa đắp vừa chờ cố 
 kết, mức độ cố kết của đất yếu tăng dần 
hoặc m = tg cu, với cu xác định từ thí nghiệm 
nén ba trục theo sơ đồ CU trong những đợt đắp thứ hai, thứ ba,Tại 
 thời điểm nền đạt độ cố kết U thì sức chống 
(m= 0.2 ~ 0.5 tuỳ loại đất yếu) 
 cắt của nền đất được xác định theo 
3.3 Sức kháng cắt không thoát nước theo hệ 22TCN262-2000 như sau [1]: 
số áp lực lỗ rỗng 0,2
 Su U[0,22. z Ss ( pz / vz ) ] (6) 
Bằng cách phân tích ứng suất hữu hiệu với sử 
dụng hệ số áp lực lỗ rỗng Skempton Ai (lúc Trong đó: 
ban đầu) và Af (khi phá hoại), công thức tính U là mức độ cố kết dự báo có thể đạt được kể 
toán Su theo các thông số hữu hiệu được đề từ lúc bắt đầu đắp nền đợt đầu tiên cho đến khi 
xuất [2]: bắt đầu đắp nền đợt II tiếp theo 
 c cos  sin {K A (1 K )]
 vo o f o Ss là sức chống cắt nguyên dạng không thoát 
Su (3) 
 1 (2Af 1)sin nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường 
Đối với sét cố kết thường, c’=0, công thức z là ứng suất thẳng đứng do tải trọng đắp 
trở thành: (phần nền đắp và phần đắp gia tải trước) 
  sin {K A (1 K )] pz là áp lực tiền cố kết ở độ sâu z trong đất 
S vo o f o (4) 
 u yếu, được xác định từ thí nghiệm cố kết 
 1 (2Af 1)sin 
  là ứng suất thẳng đứng do trọng lượng bản 
Trong đó: vz
 thân các lớp đất yếu gây ra ở độ sâu z 
c’, ’: lực dính, góc ma sát hữu hiệu, xác định 
thí nghiệm nén ba trục (CU) Nhận xét: 
78 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 H
- Công thức (1) theo đề nghị của Ladd (1991) a '
 S  z,t dz (8) 
có dạng tổng quát nên được sử dụng khá phổ t 
 1 e1
biến ở một số nước trên thế giới. 0
 a H
- Công thức (6) trong 22TCN 262-2000 xuất S  dz (9) 
 z
phát từ công thức (1) của C.C.Ladd. Tuy 1 e1 0
nhiên, qua nghiên cứu và áp dụng thấy rằng H
tiêu chuẩn này còn một số vấn đề cần được  ' dz
 S zt
làm rõ về ký hiệu, thuật ngữ và phạm vi áp U t = 0 (10) 
 S H
dụng [5]. Rõ ràng là độ bền chống cắt liên hệ  dz
 z
với ứng suất hiệu quả, vì vậy để viết cho chính 0
xác lại thì công thức (6) phải được viết là 
 0,2
Su U[0,22. z Ss ( ' pz / 'vz ) ] 
4. PHÂN TÍCH ĐỀ XUẤT CÔNG THỨC 
TÍNH Su THEO THÀNH PHẦN ỨNG 
SUẤT TĂNG THÊM VÀ THÀNH PHẦN 
DO MỨC ĐỘ CỐ KẾT TRƯỚC CỦA ĐẤT 
4.1 Phân tích cơ sở đề xuất công thức 
Theo C.C. Ladd thì sức kháng cắt không thoát 
nước của đất sét phụ thuộc vào ứng suất hiệu Hình 2. Sơ đồ cố kết thấm một hướng [6] 
quả theo phương đứng σ’v và mức độ cố kết 
 Từ (10), rút ra được:z U  z (11) 
trước của đất (thông qua hệ số quá cố kết 
OCR) và được thể hiện bằng công thức (1), Thay vào (11) vào (7) được: 
 m
bao gồm tích của hai đại lượng này. Su U z Ss ( ' pz / 'vz ) (12) 
Đối với đất sét trầm tích tự nhiên, thì trước khi Thay các hệ số kinh nghiệm = 0,22 và m = 
chịu ứng suất tăng thêm (do tải trọng gây ra), 0,2 vào (12) nhận được: 
phân tố đất đã ổn định dưới áp lực của lớp đất 
 S 0,22U S ( ' / ' )0,2 (13) 
phủ phía trên nó và do đó nó tồn tại sức chống u z s pz vz
cắt nguyên dạng không thoát nước. Giá trị sức Trong đó: 
chống cắt nguyên dạng này phụ thuộc vào mức 
 U - là mức độ cố kết tại thời điểm bất kỳ sau 
độ cố kết trước của đất (OCR). Chính vì thế, hợp 
 khi nền được gia tải 
lý hơn nên tách Su thành hai đại lượng: một đại 
lượng phụ thuộc vào ứng suất tăng thêm hiệu Ss - là sức chống cắt nguyên dạng không thoát 
quả σ’z , và đại lượng kia phụ thuộc vào OCR. nước từ thí nghiệm cắt cánh hiện trường 
Đến đây ta có thể viết lại (1) thành như sau: z - là ứng suất thẳng đứng do tải trọng đắp 
 m (phần nền đắp và phần đắp gia tải trước) 
SSu  z s (OCR) = 
 ' m ’pz - áp lực tiền cố kết hữu hiệu ở độ sâu z 
  z Ss ( ' pz / 'vz ) (7) 
 trong đất 
Biến đổi (7), đưa thông số độ cố kết U vào 
 ’ - ứng suất hữu hiệu thẳng đứng do bản 
công thức dự tính cường độ chống cắt không vz
 thân các lớp đất gây ra ở độ sâu z 
thoát nước. 
 Như vậy, xuất phát từ công thức của C.C. 
Độ lún ổn định với bài toán cố kết một hướng, 
 Ladd và trên cơ sở phân tích sức kháng cắt 
tải trọng phân bố đều, gia tải tức thời: 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 79 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
theo lý thuyết biến đổi của độ bền không thoát - Mẫu đất: MHVL mô phỏng một khối đất cho 
nước, nghiên cứu đã đề xuất công thức dự báo loại đất yếu nghiên cứu. Mẫu đất là đất sét pha 
sức kháng cắt không thoát nước, công thức được lấy từ khu vực Yên Nghĩa, thành phố Hà 
(13), với cách thức vận dụng tường mình hơn, Nội, đất được chế bị tương đồng với đất sét 
bằng cách tách làm hai phần: thành phần thứ pha bão hòa nước. 
nhất là Su tăng thêm, thành phần thứ hai là Su - Bố trí thiết bị thoát nước thẳng đứng: bấc thấm 
ở trạng thái ban đầu tại vị trí độ sâu đang xét. được bố trí với khoảng cách hiệu quả (1,0 x1,0) 
4.2. Kiểm nghiệm công thức đề xuất m, có chiều dài xuyên suốt khối đất. Lớp cát 
Tính đúng đắn của công thức hiệu chỉnh sẽ vàng cỡ hạt lớn dày 0,2 m trên mặt khối đất làm 
được kiểm nghiệm qua các số liệu thí nghiệm nhiệm gia tải và là mặt thoát nước. 
thực tế: - Thiết bị quan trắc áp lực nước lỗ rỗng 
i) Phù hợp với kết quả thí nghiệm cắt cánh trực (ALNLR), biến dạng lún: các Piezometer 
tiếp nền đất các mô hình vật lý ứng với mức (PIE) để quan trắc ALNLR, tín hiệu được kết 
tải trọng và độ cố kết được nghiên cứu. nối với bộ đọc dữ liệu Datalogger hiện thị bởi 
 phần mềm Logview thông qua máy tính. Các 
ii) Phù hợp với kết quả thí nghiệm hiện trường Tenxomet (TEN) để quan trắc lún và giá trị 
của các công trình thực tế. được đọc trên đồng hồ đo. Các PIE và TEN 
4.2.1 Kiểm nghiệm sự phù hợp với kết quả được bố trí cạnh bấc thấm (cách bấc 15cm) và 
nghiên cứu mô hình vật lý giữa hai bấc thấm (cách bấc 50cm) tại các độ 
4.2.1.1 Thiết kế mô hình vật lý sâu nghiên cứu. 
 - Tải trọng gia tải trước: Tổng giá trị tải trọng gia 
Mô hình vật lý (MHVL) được xây dựng tại 2
phòng thí nghiệm Địa kỹ thuật, Trường Đại tải p = 25 kN/m . Giá trị tải trọng này được xác 
học Thủy lợi. Sơ đồ bố trí mô hình thí nghiệm định dựa trên nguyên tắc: i)Tải trọng gia tải nhỏ 
như ở Hình 3 hơn tải trọng phá hoại đất nền và ii) Tổng tải 
 trọng gia tải nén trước lớn hơn hoặc bằng 1,2 lần 
- Mô hình là khối hình chữ nhật có kích thước 
 3 tổng tải trọng khai thác của công trình; và iii) 
(2,0 x1,0x1,2) m, thể tích V = 2,4 m , được Theo điều kiện cố kết trước của nền, tải trọng gia 
ghép bởi hệ khung bằng thép và hệ kính cường tải yêu cầu phải đủ lớn để nền có thể phát huy 
lực dày 1,0 cm ở các mặt bên. được hiệu quả thoát nước [1] 
 1- nền sét, 2- bấc thấm, 3- Pierometer, 4- bàn đo lún b) Tổng tải trọng gia tải (p=25 kN/m2) 
 a) Sơ đồ bố trí thiết bị quan trắc 
 Hình 3. Sơ đồ bố trí thí nghiệm mô hình vật lý 
80 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
Quan trắc độ lún, biến thiên ALNLR trong nền - MHVL2: đất nền cố kết 90%: dỡ tải, thí 
và đánh giá độ cố kết đất nền đạt được. nghiệm cắt cánh tại các độ sâu nghiên cứu. 
- MHVL1: đất nền cố kết 50%: dỡ tải, thí 4.2.1.2 So sánh các kết quả nghiên cứu 
nghiệm cắt cánh tại các độ sâu nghiên cứu. 
 Bảng 1. So sánh kết quả dự tính Su từ các công thức và TN cắt cánh MHVL 
 Trường hợp Dự tính sức kháng cắt không thoát nước S (kN/m2) 
 Độ sâu u
 mô hình Theo công thức (V.6) Theo công thức Kết quả TN cắt 
 (m) 
 nghiên cứu 22TCN 262-2000 đề xuất cánh 
 -0,15 14,63 26,52 26,10 
 -0,25 13,71 24,67 23,59 
 MHVL1 
 -0,50 12,93 23,11 21,69 
 U=50% 
 -0,75 12,72 22,70 21,28 
 -0,90 12,68 22,61 21,61 
 -0,15 26,54 28,94 28,51 
 -0,25 25,03 27,27 26,32 
 MHVL2 
 -0,50 23,71 25,80 25,53 
 U=90% 
 -0,75 23,42 25,47 24,54 
 -0,90 23,43 25,49 25,30 
 b) Đất nền ở trạng thái cố kết 90% 
 a) Đất nền ở trạng thái cố kết 50% 
 Hình 4. Kết quả tính Su theo các hàm dự báo và kết quả thí nghiệm cắt cánh 
- Bảng 1 và Hình 4 cho thấy, kết quả tính theo - Khi cố kết ở giai đoạn cuối (trường hợp 
công thức đề xuất gần với kết quả thí nghiệm U=90%) đường Su theo công thức (V.6) trong 
hơn. Sai khác giữa kết quả theo công thức đề xuất 22TCN 262-2000 sẽ tiệm cận đến đường Su tính 
với kết quả thí nghiệm là 1,6%6,67% nhỏ hơn theo công thức đề xuất và đường Su thí nghiệm. 
nhiều so với sai khác giữa công thức trong tiêu Như vậy, rõ ràng là phạm vi áp dụng của công 
chuẩn và thí nghiệm 40,21%43,93% thức (V.6) trong 22TCN 262-2000 chỉ phù hợp 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 81 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
khi độ cố kết đã đạt mức độ nào đó đủ lớn (trên kết hợp thoát nước thẳng đứng (PVD) trong 
8090%). Vì vậy tiêu chuẩn cần có hướng dẫn một số dự án gần đây như: dự án đường cao 
cụ thể hơn khi áp dụng công thức này. tốc Nội Bài - Lào Cai, dự án đường ô tô Tân 
4.2.2 Kiểm nghiệm sự phù hợp với kết quả Vũ – Lạch Huyện, dự án nhà máy nhiệt điện 
thí nghiệm của các công trình thực tế Long Phú 1, 
 4.2.2.1 Dự án đường ô tô Tân Vũ - Lạch Huyện 
Với các công trình thực tế, kiểm tra Su bằng thí 
nghiệm cắt cánh hiện trường sau khi xử lý nền Dự án Cảng Lạch Huyện là dự án cảng 
thường được thực hiện ở giai đoạn dỡ tải, khi Container Quốc tế quy mô lớn. Dự án bao gồm 
đó độ cố kết của nền đã đạt trên 90%. Vì vậy, nhiều hạng mục công trình: Luồng tàu, đê 
để kiểm nghiệm các hàm dự báo Su với các chắn sóng, đê chắn cát, bến công vụ, đường 
công trình thực tế khi độ cố kết nhỏ (50%) sẽ bãi khu vực hành chính, hạ tầng cảng Lạch 
vận dụng thêm công thức dự báo theo kinh huyện, đường Tân Vũ-Lạch Huyện, [7] 
nghiệm của Nhật Bản và các nước phương Hạng mục đường Tân Vũ-Lạch Huyện, đoạn 
Tây, công thức (2), công thức này được các Km1+160  Km1+ 260 nền đất yếu được xử lý 
chủ dự án cho áp dụng trong tính toán cố kết bằng gia tải trước kết hợp thoát nước thẳng 
xử lý nền đất yếu gia tải trước bằng khối đắp đứng (PVD, sâu 15m, khoảng cách bấc 1,2m). 
 Bảng 2. Tải trọng gia tải trước 
 Trọng 
 Chiều Tải 
 lượng 
 Gia tải dày trọng 
 trước riêng 
 (kN/m3) (m) (kN/m2) 
 Nền đắp 17,0 6,18 105,06 
 Đệm cát 16,0 0,5 8,0 
 Tổng tải trọng 113,06 
 Hình 5. Mặt bằng tổng thể dự án [7] 
 Bảng 3. So sánh kết quả dự tính Su áp dụng các hàm dự báo khác nhau 
 S nguyên Dự tính S trong quá trình gia tải, nền cố kết U = 50% (kN/m2) 
 Độ sâu s u
 trạng ban đầu Theo công thức (V.6) Theo công Theo công thức kinh 
 (m) 
 (kN/m2) 22TCN 262-2000 thức đề xuất nghiệm của Nhật Bản 
 -2,9 12,16 18,87 25,18 26,44 
 -4,9 14,29 19,98 27,39 28,57 
 -6,9 16,42 21,08 29,60 30,70 
 -8,9 15,36 20,53 28,49 29,64 
 -10,9 16,42 21,08 29,60 30,70 
 -12,9 17,49 21,64 30,70 31,77 
 -14,9 18,55 22,19 31,81 32,83 
 -16,9 19,62 22,74 32,91 33,90 
 -18,9 21,74 23,84 35,12 36,02 
82 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 Bảng 4. So sánh kết quả dự tính Su từ các công thức và TN cắt cánh hiện trường 
 S nguyên Dự tính S sau gia tải, nền cố kết U = 94,4% (kN/m2) 
 Độ sâu s u
 trạng Theo (V.6) 22TCN Theo công Kết quả TN cắt cánh 
 (m) 2
 (kN/m ) 262-2000 thức đề xuất hiện trường 
 -2,9 12,16 35,48 36,24 36,32 
 -4,9 14,29 37,56 38,45 35,85 
 -6,9 16,42 39,64 40,66 40,36 
 -8,9 15,36 38,60 39,55 37,59 
 -10,9 16,42 39,64 40,66 36,94 
 -12,9 17,49 40,68 41,76 39,56 
 -14,9 18,55 41,71 42,87 39,24 
 -16,9 19,62 42,75 43,97 39,98 
 -18,9 21,74 44,83 46,18 41,71 
 a) Đất nền ở trạng thái cố kết 50% b) Đất nền ở trạng thái cố kết 94,4% 
 Hình 5. So sánh kết quả sức kháng theo các hàm dự báo và kết quả thí nghiệm cắt cánh 
Bảng 3, Hình 5a cho thấy, khi độ cố kết nhỏ 4.2.2.2 Dự án nhà máy nhiệt điện Long Phú 1 
(U=50%) kết quả dự tính Su theo công thức Dự án nhà máy nhiệt điện Long Phú 1 
(V.6) trong 22TCN262-2000 sai khác rất nhiều được xây dựng trên diện tích 70 ha của xã 
(40,1%51,1%) so với kết quả tính theo các Long Đức, huyện Long Phú, tỉnh Sóc 
công thức khác; Khi độ cố kết lớn (94,4%) dự Trăng. Nền đất yếu được xử lý bằng 
tính Su theo các công thức cho kết quả sấp xỉ phương pháp cắm bấc thấm kết hợp gia tải 
nhau và sấp xỉ kết quả thí nghiệm cắt cánh hút chân không [4]. 
hiện trường (Bảng 4, Hình 5b). 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 83 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 Bảng 5. Tải trọng gia tải trước 
 Trọng Chiều 
 Tải trọng 
 Gia tải trước lượng riêng dày 
 (kN/m3) (m) (kN/m2) 
 Nền đắp 17,0 2,5 42,5 
 Áp lực chân không 88,8 
 Lớp cát 15,8 0,5 7,9 
 Tải trọng gia tải 16,2 3,4 55,08 
 Hình 5. Mặt bằng xây dựng dự án [4] Tổng tải trọng 194,28 
 Bảng 6. So sánh kết quả dự tính Su áp dụng các hàm dự báo khác nhau 
 2
 Dự tính Su trong quá trình gia tải, nền cố kết U = 50% (kN/m ) 
 Độ sâu Ss nguyên 
 trạng ban 
 Theo (V.6) 22TCN Theo công Theo công thức kinh nghiệm 
 (m) đầu (kN/m2) 
 262-2000 thức đề xuất của Nhật Bản 
 -7,25 13,30 18,50 25,40 26,49 
 -9,20 15,97 19,88 28,17 29,16 
 -11,25 15,40 19,59 27,57 28,59 
 -13,20 16,23 20,02 28,44 29,42 
 -15,00 16,89 20,36 29,12 30,08 
 -16,65 18,32 21,10 30,60 31,51 
 Bảng 7. So sánh kết quả dự tính Su từ các công thức và TN cắt cánh hiện trường 
 2
 Dự tính Su sau gia tải, nền cố kết U = 94,5% (kN/m ) 
 Độ sâu Ss nguyên 
 trạng ban đầu 
 Theo (V.6) 22TCN Theo công Kết quả TN cắt cánh 
 (m) (kN/m2) 
 262-2000 thức đề xuất hiện trường 
 -7,25 13,30 34,96 35,72 37,00 
 -9,20 15,97 37,58 38,49 36,55 
 -11,25 15,40 37,02 37,90 36,27 
 -13,20 16,23 37,84 38,76 39,71 
 -15,00 16,89 38,48 39,45 37,34 
 -16,65 18,32 39,88 40,93 38,60 
84 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
 a) Đất nền ở trạng thái cố kết 50% b) Đất nền ở trạng thái cố kết 94,5% 
 Hình 6. So sánh kết quả sức kháng theo các hàm dự báo và kết quả thí nghiệm cắt cánh 
Kết quả tương tự như ví dụ trên, khi độ cố kết trong MHVL. Kết quả dự báo cũng sai 
nhỏ (U=50%), sai khác giữa Su dự tính theo khác nhiều so với tính toán theo nhóm 
công thức (V.6) trong 22TCN 262-2000 với công thức khác: sai khác 40,1%51,1 khi 
các công thức khác là 43%49%; Khi độ cố áp dụng tính toán trong dự án Tân Vũ- 
kết lớn (94,5%) dự tính Su theo các công thức Lạch Huyện, sai khác 43%49% trong dự 
kinh nghiệm và kết quả thí nghiệm cắt cánh án nhà máy nhiệt điện Long Phú 1. Kết 
hiện trường là tương đương nhau (sai khác quả sẽ sai khác nhiều hơn nữa khi U càng 
2%6%). nhỏ. Vì vậy, tiêu chuẩn cần có hướng dẫn 
5. KẾT LUẬN cụ thể quy định về phạm vi áp dụng của 
 công thức (V.6). 
Dự tính sức kháng cắt không thoát nước của 
đất căn cứ vào đặc điểm cố hữu của đất (thể Trên cơ sở phân tích sức kháng cắt theo lý 
hiện ở tỉ số quá cố kết OCR) và tải trọng gia thuyết biến đổi của độ bền không thoát 
tải tăng thêm đang được áp dụng phổ biến trên nước, nghiên cứu đã đề xuất công thức dự 
thế giới và ở Việt Nam. báo sức kháng cắt không thoát nước theo 
 hai thành phần: thành phần do ứng suất 
Theo công thức (V.6) trong 22TCN 262- tăng thêm và thành phần quy định bởi trạng 
2000, sức kháng cắt không thoát nước Su thái cố kết trước của đất, áp dụng phù hợp 
của đất nền được gia tải trước đã tách làm với tất cả các độ cố kết khác nhau: 
hai phần: thành phần thứ nhất là Su tăng S 0,22U S ( ' / ' )0,2 . Công thức đề 
thêm do tải trọng gia tải và thành phần thứ u z s pz vz
 xuất đã được khẳng định tính đúng đắn 
hai là Su ở độ sâu đang xét. Tuy nhiên, 
 thông qua kiểm nghiệm với kết quả nghiên 
nghiên cứu cho thấy dự tính Su theo công 
thức này khi độ cố kết nhỏ (U=50%) cho cứu mô hình vật lý và kết quả thí nghiệm 
kết quả sai khác rất nhiều, từ 40,21%  cắt cánh hiện trường của các công trình 
43,93% so với kết quả thí nghiệm cắt cánh thực tế. 
 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017 85 
 KHOA HỌC CÔNG NGHỆ 
TÀI LIỆU THAM KHẢO 
[1] 22 TCN 262-2000, Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 
[2] A. W. Skempton, 1957, A Contribution to the Settlement Analysys of Foundations on Clay, 
 Reprinted from Geotechnique, 1957, pp168-178 
[3] C.C. Ladd, 1990, Stability Evaluation During Stage Construction, The 22th Terzaghi 
 Lecture, MIT, USA. 
[4] FECON, 2012, Long Phu 1 Thermal Power Plant Project- Report on Geotechnical 
 Investigation after Soil Improvement 
[5] Phạm Văn Long, Một số vấn đề tồn tại trong các tiêu chuẩn về xử lý nền đất yếu, Tạp chí 
 Khoa học và Công nghệ. 
[6] R.Whitlow, 1997, Cơ học đất, Tập 1. Bản dịch của Nguyễn Uyên và Trịnh Văn Cương, 
 Đại học Thủy lợi 
[7] Tổng công ty xây dựng Trường Sơn, 2017, Dự án xây dựng hạ tầng cảng Lạch Huyện- 
 Báo cáo phân tích quan trắc địa kỹ thuật nền đắp giai đoạn dỡ tải, Km 1+160Km 1+260 
[8] Vũ Công Ngữ, Nguyễn Thái, 2006, Thí nghiệm đất hiện trường và ứng dụng trong phân 
 tích nền móng. Nxb Khoa học và kỹ thuật, Hà Nội. 
86 TẠP CHÍ KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ THỦY LỢI SỐ 40 - 2017