Cách xử lý nền đất yếu bằng đệm cát

Có nhiều cách xử lý nền đất yếu gồm các biện pháp cơ học như  phương pháp làm chặt bằng đầm, đầm, chấn động, phương pháp làm chặt bằng các loại cọc (cọc cát, cọc đất, cọc balat, cọc cừ tràm…). Hoặc các biện pháp vật lý: Gồm các phương pháp hạ mực nước ngầm, phương pháp dùng giếng cát, bấc thấm, điện thấm… Và các biện pháp hóa học: gồm các phương pháp keo kết đất bằng ximăng, phương pháp silicat hóa, phương pháp điện hóa…

Tuy nhiên có 1 phương pháp mang lại hiệu quả cao và có chi phí rẻ là là sử dụng cát đệm. Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước như đất sét nhão, than bùn, đất bùn… Và chiều dài các lớp đất yếu nhỏ hơn 3m.

Những tác dụng của lớp cát đệm khi gia cố nền đất yếu

• Lớp đệm cát sử dụng hiệu quả cho các lớp đất yếu ở trạng thái bão hòa nước (sét nhão, sét pha nhão, cát pha, bùn, than bùn…) và chiều dày các lớp đất yếu nhỏ hơn 3m
• Lớp đệm cát thay thế lớp đất yếu nằm trực tiếp dưới đáy móng, đệm cát đóng vai trò như một lớp chịu tải, tiếp thu tải trọng công trình và truyền tải trọng đó các lớp đất yếu bên dưới.
• Giảm được độ lún và chênh lệch lún của công trình vì có sự phân bố lại ứng suất do tải trọng ngoài gây ra trong nền đất dưới tầng đệm cát.
• Giảm được chiều sâu chôn móng nên giảm được khối lượng vật liệu làm móng.
• Giảm được áp lực công trình truyền xuống đến trị số mà nền đất yếu có thể tiếp nhận được.
• Làm tăng khả năng ổn định của công trình, kể cả khi có tải trọng ngang tác dụng, vì cát được nén chặt làm tăng lực ma sát và sức chống trượt. Tăng nhanh quá trình cố kết của đất nền, do vậy làm tăng nhanh khả năng chịu tải của nền và tăng nhanh thời gian ổn định về lún cho công trình.
• Về mặt thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị phức tạp nên được sử dụng tương đối rộng rãi

Các bước xử lý nền đất yếu bằng đệm cát

Xác định kích thước đệm cát

Việc xác định kích thước lớp đệm cát một cách chính xác là một bài toán phức tạp vì tính chất của đệm cát và lớp đất yếu hoàn toàn khác nhau. Để tính toán, ta xem đệm cát như một bộ phận của đất nền, tức là đồng nhất và biến dạng tuyến tính.

Kiểm tra ổn định và áp lực tại mặt tiếp xúc giữa đệm cát và lớp đất yếu.

Để đảm bảo cho đệm cát ổn định và biến dạng trong giới hạn cho phép thì phải đảm bảo điều kiện sau:

  σ1 + σ2 ≤ R

Trong đó:

• σ1: Ứng suất do trọng lượng bản thân đất trên cốt đáy móng và của đệm cát trên mặt tiếp xúc giữa đệm cát và lớp đất yếu.
• σ2: Ứng suất do tải trọng công trình gây ra, truyền lên mặt lớp đất yếu dưới tầng đệm cát.

Xác định chiều rộng của đệm cát

Chiều rộng của đệm cát được xác định dựa theo công thức dưới đây:

 b_d = b + 2h_đ.tg α

với α là góc truyền lực, thường lấy bằng góc nội ma sát của cát hoặc có thể lấy trong giới hạn 30-45o.

Kiểm tra độ lún của đệm cát và nền

Sau khi xác định kích thước đệm, cần phải kiểm tra lại điều kiện và kiểm tra độ lún toàn bộ của nền S:

S = S₁ + S₂ với S1 là độ lún của đệm cát, S2 là độ lún của đất yếu dưới tầng đệm cát.

Đệm cát tuy đơn giản nhưng mang lại hiệu quả lớn giúp xử lý nền đất yếu vô cùng hiệu quả.