XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG

Tài liệu “XỬ LÝ NỀN ĐẤT YẾU TRONG XÂY DỰNG” của Nguyễn Uyên (tái bản 2013) trình bày chi tiết về đặc trưng địa kỹ thuật của đất yếu và các biện pháp xử lý nền trong xây dựng.

Nội dung chính của tài liệu bao gồm:

• Định nghĩa và đặc trưng của đất yếu: Đất yếu là loại đất có khả năng chịu lực thấp (0,5-1 kG/cm²), hệ số rỗng lớn (ɛ > 1,0), hệ số nén lún cao, mô đun biến dạng nhỏ (Eo ≤ 50 kG/cm²), và sức chống cắt không đáng kể. Đất yếu phân bố rộng ở đồng bằng Bắc Bộ và đồng bằng sông Cửu Long.
• Khoáng vật sét và cấu trúc đất: Giới thiệu về các khoáng vật sét phổ biến như Kaolinit (khoáng vật sét 1:1), Montmorillonit (khoáng vật sét 2:1, có khả năng trương nở mạnh), Ilit (cấu trúc 2:1, liên kết bằng ion kali), và Clorit (cấu trúc 2:1:1). Tài liệu cũng đề cập cách nhận biết các khoáng vật sét bằng nhiễu xạ tia X, phân tích nhiệt phân dị (DTA), kính hiển vi điện tử và phương pháp giới hạn Atterberg.
• Tương tác giữa nước và khoáng vật sét: Giải thích vai trò quan trọng của nước trong đất hạt mịn, đặc biệt là đất sét, do hoạt tính bề mặt lớn của các khoáng vật sét. Nước hấp phụ và các cation trao đổi ảnh hưởng đến cấu trúc và tính chất kỹ thuật của đất sét.
• Cấu tạo và kết cấu đất: Phân biệt khái niệm cấu tạo (sự sắp xếp hình học hạt và lực tác động) và kết cấu (chỉ sự sắp xếp hình học hạt). Tài liệu mô tả kết cấu phức tạp của đất dính (bó, cụm, giỏ, vi lỗ rỗng, vĩ lỗ rỗng) và kết cấu hạt đơn của đất không dính (trạng thái rời rạc, chặt, tổ ong). Các khái niệm về hệ số rỗng cực đại/cực tiểu và độ chặt tương đối cũng được trình bày.
• Hiện tượng mao dẫn, co ngót, trương nở:
  • Mao dẫn: Giải thích hiện tượng mao dẫn trong đất tương tự như trong ống thủy tinh, với công thức tính chiều cao dâng mao dẫn và áp lực mao dẫn. Hiện tượng này làm tăng ứng suất hiệu quả giữa các hạt và ảnh hưởng đến sức chịu tải của đất.
  • Co ngót: Mô tả quá trình co ngót của đất sét do bay hơi nước làm tăng áp lực mao dẫn. Giới hạn co ngót (SL) được định nghĩa và cách xác định trong phòng thí nghiệm.
  • Trương nở: Nêu rõ hiện tượng trương nở khi đất hạt mịn hút nước và tăng thể tích, gây hư hại nghiêm trọng cho công trình. Các yếu tố ảnh hưởng đến trương nở (khoáng vật sét, cấu tạo, hóa trị cation, nồng độ muối, chất gắn kết) và các phương pháp dự đoán trương nở (thí nghiệm trương nở tự do, quan hệ với giới hạn chảy và dung trọng khô) cũng được đề cập.

Tóm lại, tài liệu cung cấp kiến thức nền tảng và chuyên sâu về đặc tính của đất yếu, sự tương tác giữa nước và khoáng vật sét, cấu trúc đất, cũng như các hiện tượng địa kỹ thuật quan trọng như mao dẫn, co ngót và trương nở, làm cơ sở cho việc xử lý nền trong xây dựng.

Khái niệm đất yếu là khát niệm tương đối, phụ thuộc trạng thái vật lí của đất cũng như tương quan khả năng chịu lực cùa đất với tải trọng mà móng công trình truyền lên. Loại đất này có khả năng chịu lực thấp (0,5 – 1 kG/cm2) hệ số rỗng lớn (e > 1,0), hệ số nén lún cao, mô đun biến dạng nhỏ (Eo <50 kG/cm2), sức chống cắt không đáng kể. Do vậy, khi xây dựng công trình trên nền đất yếu, nhất là các công trình lớn tải trọng nặng thì buộc phải xử lí nền để tăng sức chịu tải, giảm độ lún và chênh lệch lún cho công trinh.

Chi phí cho việc xử lí này nhiều khi rất lớn, có thể tới 30 – 50% giá thành công trình.
Nền đất yếu phân bố rộng ở đồng bằng Bắc Việt Nam, đồng bằng sông cửu Long. Với hàng chục năm tiến hành xây dựng các công trình dân dụng, công nghiệp, giao thông, thuỳ lợi, nhất là từ sau khi thống nhất đất nước năm 1975, chúng ta đã phần nào nắm được các đặc trưng địa kĩ thuật cho các loại đất đá nói chung và đất yếu nói riêng, tích luỹ kinh nghiệm xử lí nền móng trong các điều kiện địa chất khác nhau. Cuốn xử lí nền đất yếu trong xây dựng xin được đề cập đến các vấn đề đó. Hy vọng cuốn sách này có thể giúp ích phần nào cho các kĩ sư, cán bộ kĩ thuật xây dựng, địa kĩ thuật dùng làm tài liệu tham khảo trong công tác của mình.