Khối lượng đắp gia tải, đắp bù lún trong xử lý nền bằng giếng cát, bấc thấm

Trong thi công nền đắp trên đất yếu có sử dụng biện pháp thoát nước thẳng đứng như giếng cát (Sand Drain – SD) hoặc bấc thấm (Prefabricated Vertical Drain – PVD), việc xác định chiều cao đắp thực tế là một bước đặc biệt quan trọng. Trên thực tế, chiều cao đắp thi công luôn lớn hơn chiều cao đắp thiết kế, nhằm đảm bảo sau quá trình lún và dỡ tải, cao độ nền đường đạt đúng yêu cầu thiết kế ban đầu.

1. Chiều cao đắp thiết kế và yêu cầu đắp bù

Xét một ví dụ điển hình:

🔸Cao độ tự nhiên tại vị trí xử lý nền: +0.00 m

🔸Cao độ thiết kế nền đường: +3.00 m

Khi đó, chiều cao đắp thiết kế được xác định là:Htk = 3.00 m

Tuy nhiên, sau khi đắp đạt đến cao độ thiết kế, không thể thi công ngay kết cấu áo đường mà phải trải qua giai đoạn đắp chờ lún. Trong giai đoạn này, phần kết cấu áo đường (bao gồm cả lớp K98) chưa được thi công, mà được thay thế tạm thời bằng vật liệu đắp nền.

Do dung trọng của kết cấu áo đường lớn hơn dung trọng của vật liệu đắp nền, nếu chỉ đắp đến cao độ Htk thì khối lượng tải tác dụng lên nền đất yếu là không đủ, dẫn đến kết quả tính lún không phản ánh đúng điều kiện khai thác thực tế.

Vì vậy, cần phải đắp bù thêm một chiều cao để bù lại phần tải trọng thiếu hụt do chênh lệch dung trọng này. Phần chiều cao bổ sung đó được gọi là:

🔸hqđkcađ : chiều cao đắp bù kết cấu áo đường

2. Hệ số an toàn theo tiêu chuẩn

Theo TCCS 41:2022, khi tính toán chiều cao đắp trong xử lý nền đất yếu, ngoài chiều cao đắp thiết kế và phần đắp bù kết cấu áo đường, còn phải cộng thêm một giá trị dự phòng lún, ký hiệu là Sgt. Đây là một dạng hệ số an toàn, nhằm đảm bảo sau quá trình lún cố kết và dỡ tải, nền đường vẫn đạt cao độ thiết kế yêu cầu.

3. Công thức xác định chiều cao đắp thực tế

Từ các phân tích trên, chiều cao đắp thực tế được xác định theo công thức:

👉 Htt = Htk + hqđkcađ + Sgt

Trong đó:

🔸Htk: chiều cao đắp thiết kế

🔸hqđkcađ: chiều cao đắp bù kết cấu áo đường

🔸Sgt: chiều cao dự phòng theo tiêu chuẩn

4. Trình tự thi công đắp nền khi xử lý đất yếu

Quá trình thi công nền đắp thường được thực hiện theo các bước sau:

🔸Bước 1: Đắp đến cao độ đỉnh lớp K95

Đây là giai đoạn hình thành nền đắp ban đầu, tạo mặt bằng để tiếp tục các bước thi công tiếp theo.

🔸Bước 2: Đắp từ đỉnh K95 đến cao độ H_tk

Phần khối lượng đắp trong giai đoạn này được gọi là đắp bù kết cấu áo đường, nhằm thay thế tạm thời tải trọng của các lớp áo đường chưa thi công.

🔸Bước 3: Đắp từ cao độ Htk đến cao độ Htt

Phần khối lượng này được gọi là đắp gia tải, mục đích là tăng tải trọng tác dụng lên nền đất yếu, thúc đẩy quá trình cố kết và giảm lún dư sau này.

✅Lưu ý:
Dù thi công theo bao nhiêu giai đoạn đắp, tổng chiều cao cuối cùng vẫn bắt buộc phải đạt đến Htt

5. Giai đoạn chờ lún và dỡ tải

Sau khi đắp đủ chiều cao Htt, nền đường được đưa vào giai đoạn chờ lún để đất yếu cố kết dưới tác dụng của tải trọng.

Khi quá trình chờ lún kết thúc, tiến hành dỡ tải. Cách dỡ tải và xử lý tiếp theo phụ thuộc vào loại vật liệu sử dụng cho phần đắp bù kết cấu áo đường và đắp gia tải.

✅Trường hợp 1: Đắp bằng vật liệu tận dụng

🔸Tiến hành dỡ tải đến cao độ đỉnh lớp K95

🔸Do nền đã lún trong quá trình chờ lún, cao độ đỉnh K95 sau dỡ tải sẽ thấp hơn cao độ thiết kế

🔸Khi đó, cần tiến hành đo đạc lại cao độ, phần thiếu bao nhiêu sẽ đắp bù lại để đảm bảo đúng cao độ đỉnh K95 thiết kế
→ Phần này được gọi là đắp bù lún

🔸Sau khi đắp bù lún xong, tiến hành thi công các lớp kết cấu áo đường như nền đắp thông thường

✅Trường hợp 2: Đắp bằng vật liệu đắp nền

🔸Tiến hành dỡ tải đến cao độ đường đỏ

🔸Sau đó đào khuôn để thi công các lớp kết cấu áo đường

🔸Với phương án này, không phát sinh khối lượng đắp bù lún

6. Kết luận

✅Như vậy, việc phân chia và hiểu đúng các khái niệm như đắp bù kết cấu áo đường, đắp gia tải, đắp bù lún và chiều cao đắp thực tế là bắt buộc trong thi công xử lý nền đất yếu bằng giếng cát hoặc bấc thấm. Việc tính toán và tổ chức thi công đúng ngay từ đầu sẽ giúp kiểm soát lún, đảm bảo cao độ thiết kế và tránh phát sinh khối lượng ngoài dự kiến trong quá trình thi công.

Phần cơ sở lý thuyết phục vụ tính toán cho phương án này được trình bày trong bài viết riêng tại 👉tinh-toan-gieng-cat-bac-tham