TRƯỜNG ĐH KHOA HỌC TỰ NHIÊN — BỘ MÔN ĐỊA CHẤT CÔNG TRÌNH - ĐỊA CHẤT THỦY VĂN

BÁO CÁO KỸ THUẬT CHUYÊN ĐỀ NHÓM

HỌC PHẦN: CƠ HỌC ĐẤT (GEO10404) — CHƯƠNG 3 & CHƯƠNG 4

Nhóm báo cáo: Nhóm 1 & Nhóm 2 — Lớp GEO10404

Giảng viên phụ trách: ThS. Đinh Quốc Tuấn • ThS. Đỗ Ngọc Thanh • TS. Hồ Thu Hiền

Thời gian thực hiện: Tháng 10/2026

1. MỤC TIÊU & CĂN CỨ SỐ LIỆU TỪ 6 TUẦN THỰC TẬP PTN

TỔNG QUAN

Nguồn gốc số liệu thực nghiệm:

  • Phiếu 1: Khối lượng thể tích tự nhiên $\gamma = 15.8 ext{ kN/m}^3$, độ ẩm $w = 58.5\%$.
  • Phiếu 2: Phân tích hạt, giới hạn Atterberg ($w_L = 62.4\%, w_P = 29.1\%, I_P = 33.3\%$).
  • Phiếu 3, 4: Thí nghiệm nén cố kết không nở hông ($e - \log p$), xác định $e_0 = 1.62, C_c = 0.58, C_r = 0.065, p_c = 42 ext{ kPa}$.
  • Phiếu 5, 6: Thí nghiệm cắt phẳng và hệ số cố kết $c_v = 1.85 imes 10^{-4} ext{ cm}^2/ ext{s}$.

Mục tiêu kỹ thuật cốt lõi:

Chuyển hóa toàn bộ chuỗi số liệu đo đạc thực tế thành mô hình tính toán số trên Excel phục vụ 2 bài toán lớn:

  1. Nhóm 1 (Chương 3): Dự báo độ lún và thời gian cố kết nền đắp cao 3m trên bùn sét 15m; thiết kế Bấc thấm PVD.
  2. Nhóm 2 (Chương 4): Đánh giá sức chịu tải và tối ưu độ sâu đặt móng đơn $N=500 ext{ kN}$ cho 2 vùng địa chất đối lập.

2. NHÓM 1: ĐẶT BÀI TOÁN NỀN ĐẮP ĐƯỜNG ĐẦU CẦU (CHƯƠNG 3)

NHÓM 1 — DỰ BÁO LÚN

Thông số hình học & Tải trọng đắp:

  • Chiều cao đắp: $H_{dam} = 3.0 ext{ m}$.
  • Dung trọng đất đắp: $\gamma_{dam} = 19.0 ext{ kN/m}^3 o q = 57.0 ext{ kPa}$.
  • Bề rộng đỉnh: $B = 12.0 ext{ m}$; Mái dốc $1:1.5 o$ Đáy $b = 21.0 ext{ m}$.

Mô hình địa tầng:

  • Đệm cát đỉnh: dày $0.5 ext{ m}$ (thoát nước tốt).
  • Bùn sét bão hòa: dày $H = 15.0 ext{ m}$, MNN sâu $1.0 ext{ m}$.
  • Tầng cuội sỏi đáy: thoát nước 2 phía $ o H_{dr} = 7.5 ext{ m}$.

Ba câu hỏi Chủ đầu tư yêu cầu trả lời:

1. Độ lún tổng cộng: Nền lún bao nhiêu cm dưới tim đường?

2. Thời gian lún tự nhiên: Bao lâu thì đạt độ cố kết $U \ge 90\%$?

3. Tiến độ thảm nhựa 12 tháng: Có cần xử lý nền không? Đề xuất giải pháp định lượng.

3. NHÓM 1: KẾT QUẢ ĐỘ LÚN VÀ TIẾN TRÌNH CỐ KẾT TỰ NHIÊN

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
84.6 cm
Độ lún cuối cùng $S_c$ ($C_c, C_r$)
76.2 cm
Độ lún theo TCVN 9362:2012
81.9 năm
Thời gian cố kết $t_{90}$ tự nhiên

Lập luận kỹ thuật:

• Do tầng bùn quá dày ($15 ext{ m}$) và hệ số cố kết nhỏ ($c_v = 0.583 ext{ m}^2/ ext{năm}$), đường thoát nước tự nhiên $H_{dr} = 7.5 ext{ m}$ khiến nước lỗ rỗng thoát cực kỳ chậm trễ.

• Sau 12 tháng: Nền tự nhiên mới chỉ cố kết được $12.5\%$ (lún đạt $10.6 ext{ cm}$), độ lún dư chưa xảy ra còn tới $74.0 ext{ cm}$ $ o$ Nếu thảm bê tông nhựa, đường sẽ bị lún gãy hoàn toàn!

4. NHÓM 1: THIẾT KẾ ĐỊNH LƯỢNG BẤC THẤM GIA TỐC CỐ KẾT (PVD)

GIẢI PHÁP KỸ THUẬT

Mô hình tính toán Barron - Hansbo:

• Cự ly cắm bấc tam giác: $d = 1.2 ext{ m} o d_e = 1.05 imes d = 1.26 ext{ m}$.

• Đường kính tương đương: $d_w = (a+b)/\pi = 33.1 ext{ mm} = 0.0331 ext{ m}$.

• Tỷ số thoát nước: $n = d_e / d_w = 38.07 o F(n) = \ln(n) - 0.75 = 2.89$.

• Hệ số cố kết ngang: $c_h = 2.0 imes c_v = 1.166 ext{ m}^2/ ext{năm}$.

Hiệu quả vượt trội sau khi áp dụng PVD:

Thời gian chờ lúnĐộ cố kết $U_h$Độ lún tích lũyĐộ lún còn lại
3 tháng64.1%54.2 cm30.4 cm
6 tháng88.2%74.6 cm10.0 cm
8 tháng94.5%79.9 cm4.7 cm (ĐẠT)

$ o$ Rút ngắn thời gian từ 81.9 năm xuống còn 6.5 – 8.0 tháng, hoàn toàn thỏa mãn tiến độ thảm nhựa sau 12 tháng!

5. NHÓM 2: BÀI TOÁN THIẾT KẾ MÓNG NÔNG ($N = 500 ext{ kN}$) (CHƯƠNG 4)

NHÓM 2 — SỨC CHỊU TẢI

Yêu cầu công trình & Tải trọng:

  • Tải trọng chân cột tiêu chuẩn: $N = 500 ext{ kN}$.
  • Kết cấu: Móng đơn vuông bê tông cốt thép $B imes B$.
  • Khảo sát biến thiên: $B = 1.0 \div 3.0 ext{ m}$, $D_f = 0.5 \div 2.5 ext{ m}$.

Hai hồ sơ địa chất khảo sát đối lập:

  • Hồ sơ A (Đất đỏ Bazan Tây Nguyên):
    - Mùa khô: $\gamma = 17.5 ext{ kN/m}^3, c = 28 ext{ kPa}, arphi = 24^\circ$.
    - Mùa mưa: $\gamma_{sat} = 18.5 ext{ kN/m}^3, c = 10 ext{ kPa}, arphi = 14^\circ$, MNN dâng sát mặt đất ($0.5 ext{ m}$).
  • Hồ sơ B (Bùn sét trầm tích trẻ TP.HCM):
    - Tầng bùn $8 ext{ m}$, $\gamma_{sat} = 15.5 ext{ kN/m}^3, c_u = 12 ext{ kPa}, arphi = 0^\circ$.

Mục tiêu phân tích:

1. So sánh sức chịu tải giới hạn $q_{ult}$ (Terzaghi, Meyerhof) với Áp lực tính toán cho phép $R$ (TCVN 9362:2012).

2. Định lượng ảnh hưởng của hiện tượng bão hòa nước ngầm mùa mưa.

3. Phân tích bài học xương máu từ sự cố lật nghiêng Kho lúa mì Transcona (1913).

6. NHÓM 2: MA TRẬN SỨC CHỊU TẢI HỒ SƠ A (MÙA KHÔ VS MÙA MƯA)

KẾT QUẢ TÍNH TOÁN
Kịch bản địa chất Kích thước móng ($B imes D_f$) Ứng suất đáy $p_{tc}$ $q_{all} = q_{ult}/3$ (Terzaghi) Áp lực $R$ (TCVN 9362) Đánh giá kỹ thuật
Bazan Mùa khô (Khô ẩm) $B = 1.5 ext{ m}, D_f = 1.0 ext{ m}$ $222 ext{ kPa}$ $285 ext{ kPa}$ $268 ext{ kPa}$ ĐẠT AN TOÀN ($FS > 3.8$)
Bazan Mùa mưa (MNN dâng) $B = 1.5 ext{ m}, D_f = 1.0 ext{ m}$ $222 ext{ kPa}$ $98 ext{ kPa}$ $86 ext{ kPa}$ NGUY HIỂM (Mất ổn định trượt)
Bazan Mùa mưa (Tối ưu) $B = 2.2 ext{ m}, D_f = 1.5 ext{ m}$ $103 ext{ kPa}$ $142 ext{ kPa}$ $118 ext{ kPa}$ ĐẠT CẢ TRONG MÙA MƯA
Bùn sét TP.HCM (Hồ sơ B) $B = 3.0 ext{ m}, D_f = 1.0 ext{ m}$ $55.6 ext{ kPa}$ $26.4 ext{ kPa}$ $21.5 ext{ kPa}$ PHÁ HOẠI CẮT (Cấm dùng móng nông)

Nhận định sống còn:

• Khi đất bão hòa và MNN dâng sát mặt đất, sức chịu tải cho phép của móng giảm tới $58.6\%$!

• Nếu chỉ tính toán theo mùa khô với $B=1.5 ext{ m}$, công trình sẽ bị sụt lún nghiêm trọng ngay trong mùa mưa đầu tiên!

7. BÀI HỌC KINH ĐIỂN TỪ SỰ CỐ KHO LÚA MÌ TRANSCONA (1913)

CASE STUDY

Thông số sự cố thực tế:

  • Móng bè: $B = 23.5 ext{ m}, L = 59.4 ext{ m}, D_f = 3.66 ext{ m}$.
  • Địa chất: Sét bão hòa dẻo mềm, $c_u = 48 ext{ kPa}, arphi = 0^\circ$.
  • Tải trọng khi chứa đầy 875.000 giạ lúa mì: $p_{thuc} = 306 ext{ kPa}$.

Tính toán kiểm chứng:

• Sức chịu tải giới hạn Prandtl/Terzaghi:

$q_{ult} = 5.14 \cdot c_u + \gamma D_f = 5.14 imes 48 + 18 imes 3.66 = 312 ext{ kPa}$

• Nếu không tính ma sát thành hố đào: $q_{ult} pprox 286.7 ext{ kPa}$.

• Hệ số an toàn thực tế: $FS = rac{286.7}{306} = 0.94 < 1.0$ (Phá hoại cắt tổng thể)!

Cơ chế phá hoại & Bài học:

• Toàn bộ 65 ống silo bằng bê tông cốt thép bị lật nghiêng $27^\circ$ theo mặt trượt trụ tròn sâu chỉ trong vài giờ.

• Bài học xương máu: Tuyệt đối không được bỏ qua điều kiện không thoát nước $ arphi_u = 0$ khi gia tải nhanh; luôn duy trì hệ số an toàn $FS \ge 2.5 - 3.0$ đối với móng nông trên sét yếu.

8. TỔNG KẾT & ĐỀ XUẤT HÀNH ĐỘNG CHO CHỦ ĐẦU TƯ

KHUYẾN NGHỊ

Khuyến nghị cho Dự án Nền đắp (Nhóm 1):

  • Tuyệt đối không đắp tự nhiên: Lún dư sau 1 năm lên tới $74 ext{ cm}$.
  • Giải pháp bắt buộc: Cắm Bấc thấm PVD cự ly tam giác $d = 1.2 ext{ m}$, trải đệm cát $50 ext{ cm}$ và đắp gia tải trước $H_{phu} = 0.8 ext{ m}$.
  • Thời gian chờ cố kết: 7.0 tháng để đạt $U \ge 92\%$, đảm bảo an toàn tuyệt đối cho lớp áo đường.

Khuyến nghị cho Dự án Móng nông (Nhóm 2):

  • Vùng đất đỏ bazan: Thiết kế móng vuông $B = 2.2 ext{ m}, D_f = 1.5 ext{ m}$ theo kịch bản mùa mưa ngập úng; làm rãnh thoát nước mặt.
  • Vùng bùn sét ven sông: KHÔNG ĐƯỢC dùng móng nông; chuyển sang phương án Móng cọc ép BTCT ngàm vào tầng sét cứng chịu lực.

XIN TRÂN TRỌNG CẢM ƠN!

KÍNH MỜI THẦY CÔ VÀ CÁC BẠN SINH VIÊN ĐẶT CÂU HỎI PHẢN BIỆN

Phiên chất vấn kỹ thuật: 10 phút

Tất cả 4 thành viên nhóm sẵn sàng bảo vệ phần việc chuyên môn

1 / 10