Có cần tính lún cho nền đường đào không

Trong thiết kế nền–mặt đường, “tính lún” thường gắn với nền đắp vì tải trọng tăng lên làm đất yếu cố kết. Tuy nhiên, với nền đường đào (đào khuôn), nhiều kỹ sư vẫn băn khoăn: nếu tại vị trí nền đào có đất yếu thì có cần tính lún không?

Bài viết này trả lời bằng một nguyên tắc đơn giản: xét tải trọng gia tăng chênh lệch (net surcharge) do đào khuôn và thay vật liệu. Nếu tải chênh lệch rất nhỏ, độ lún do cố kết không đáng kể, có thể không cần tính lún

Dữ liệu ví dụ (tuyến đường B = 12 m)

Kết cấu áo đường:

🔸5 cm BTN 12.5, γ = 2.45 T/m³

🔸7 cm BTN 19, γ = 2.45 T/m³

🔸18 cm CPĐD1, γ = 2.40 T/m³

🔸36 cm CPĐD2, γ = 2.40 T/m³

🔸30 cm K98, γ = 2.10 T/m³

Tại vị trí nền đào có đất yếu, γ đất yếu = 1.72 T/m³.

Tổng chiều dày lớp KCAD (đào khuôn thay đất yếu bằng các lớp vật liệu phía trên):

🔸h(KCAD) = 0.96 m

Theo tính toán/giả thiết từ cấu trúc trên:

🔸γ trung bình KCAD ≈ 2.38 T/m³

Bản chất bài toán: “đào khuôn” có thể tạo tải trọng tăng hay giảm?

Ở nền đào gặp đất yếu, thường xảy ra tình huống:

🔸Bạn loại bỏ một phần đất yếu (nhẹ hơn)

🔸Bạn thay bằng vật liệu KCAD (nặng hơn)

Như vậy, xét theo trọng lượng bản thân, nền đất yếu không còn chịu tải của lớp đất yếu bị lấy đi, nhưng lại chịu tải của KCAD thay thế. Điều cần quan tâm là chênh lệch trọng lượng riêng:

Δγ = γ_KCAD − γ_{đất yếu} = 2.38 - 1.72 = 0.66 T/m³

Nghĩa là: đào khuôn trong ví dụ này “tương đương” với việc đắp một nền đắp chiều cao 0.96m với γ = 0.66 T/m³

Quy đổi về “nền đắp tương đương”

Để dễ hình dung, ta quy đổi tải trọng chênh lệch này về chiều cao đắp tương đương nếu coi đắp bằng vật liệu đắp K95 có dung trọng khoảng γ ≈ 2.0 T/m³ (cách quy đổi thực tế hay dùng):

Kết luận kỹ thuật từ phép quy đổi:

🔸Nền đào này tương đương với nền đắp cao khoảng 0.31 m (rất nhỏ).

🔸Với “chiều cao đắp tương đương” nhỏ như vậy, độ lún cố kết gây ra thường không đáng kể đối với nền đường thông thường.

Vậy có cần tính lún cho nền đường đào không?

Như vậy KHÔNG cần tính lún nền đào bởi vì

🔸Tải trọng gia tăng chênh lệch do thay đất yếu bằng KCAD rất nhỏ

🔸Chiều cao đắp tương đương rất nhỏ => độ lún không đáng kể