Chương 14 — Gia cố nền & Quan trắc móng¶

14.1 Vì sao gia cố nền¶

Khi nền không thể đỡ móng dự kiến một cách kinh tế, có thể cải tạo nền tại chỗ thay vì lách qua bằng móng sâu. Gia cố nền tăng cường độ, giảm tính nén, kiểm soát nước ngầm hoặc giảm nhẹ hóa lỏng. Đây thường là giải pháp kinh tế nhất cho đất yếu, rời hoặc nén.

14.2 Phương pháp đầm chặt¶

Đầm rung và thay thế rung (cột đá) — đầu rung đầm chặt cát rời và tạo cột đá đầm chặt trong sét yếu.
Đầm chặt động (dynamic compaction) — quả nặng thả theo lưới đầm chặt đất lấp hạt rời và đất rời.
Thay thế động sâu — cột đá hoặc đá dăm tạo bằng cách thả.
Phụt vữa đầm chặt (compaction grouting) — vữa cứng bơm vào để đầm chặt và nâng.

14.3 Gia cường và bao gồm (inclusion)¶

Cột đá (stone columns) — tăng sức chịu tải và giảm lún; cũng hoạt động như giếng thoát nước.
Neo đất (soil nailing) — thép neo đặt vào mái dốc hoặc mặt hố đào để gia cường (FHWA GEC-7).
Đất có cốt (MSE) — cốt địa kỹ thuật hoặc kim loại trong đất lấp (Chương 11).
Micropile — cọc khoan phụt đường kính nhỏ cho nơi chật hẹp hoặc gia cố móng.

14.4 Phụt vữa và thoát nước¶

Phụt vữa thấm (permeation grouting) — lấp lỗ rỗng trong đất hạt rời để giảm thấm và tăng cường độ.
Phụt vữa tia (jet grouting) — vữa áp lực cao tạo cột đất–xi măng.
Thoát nước — giếng thoát đứng, bấc thấm (wick drain) và giếng ngang tăng tốc cố kết và hạ áp lực nước lỗ rỗng.

Figure: foundation-ground-improvement

Hình. Các phương pháp gia cố nền phổ biến: thay thế rung / cột đá, đầm chặt động, phụt vữa tia và bấc thấm thoát nước đứng (theo hướng dẫn gia cố nền của FHWA).

14.5 Quan trắc cho móng¶

Vì gia cố nền và móng sâu tốn kém và khó kiểm chứng, quan trắc là thiết yếu để xác nhận hiệu năng:

Bàn đo lún và thiết bị đo biến dạng sâu (extensometer) — đo độ lún và phân bố lún theo độ sâu.
Áp kế (piezometer) — theo dõi áp lực nước lỗ rỗng trong quá trình cố kết và gia tải.
Thiết bị đo nghiêng (inclinometer) — phát hiện dịch chuyển ngang trong mái dốc và sau hố đào.
Cảm biến đo tải trọng (load cell) và cảm biến đo biến dạng (strain gauge) — đo tải trọng trong cọc, neo và thanh chống.
Điểm đo lún sâu — kiểm chứng hiệu quả gia cố nền và bảo vệ công trình lân cận.

Các thiết bị này, cùng cách dùng chúng, được trình bày sâu trong tài liệu Dunnicliff và FHWA.

14.6 Các điểm then chốt cần ghi nhớ¶

Gia cố nền thường rẻ hơn móng sâu cho nền yếu.
Đầm chặt (rung, động) xử lý đất rời và nén.
Bao gồm và gia cường (cột đá, neo đất, MSE, micropile) thêm cường độ và độ cứng.
Phụt vữa và thoát nước kiểm soát tính thấm và áp lực nước lỗ rỗng.
Quan trắc mọi giải pháp gia cố và móng — kiểm chứng là thiết yếu vì nền đất bị che khuất.