CÔNG TÁC THIẾT KẾ TRONG PHÒNG & THÍ NGHIỆM HIỆN TRƯỜNG CỌC XI MĂNG ĐẤT CHO CÁC DỰ ÁN XÂY DỰNG
1. Giới thiệu về cọc xi măng đất trong xây dựng
Cọc xi măng đất (Cement Deep Mixing – CDM hoặc Deep Soil Mixing – DSM) là giải pháp gia cố nền đất yếu hiệu quả, được áp dụng rộng rãi trong:
-
Dự án đường cao tốc và hạ tầng giao thông
-
Dự án cầu – nhà máy – kho bãi
-
Dự án nhà cao tầng – trung tâm thương mại
-
Dự án xử lý nền đất yếu ở khu vực ven sông, ven biển
Phương pháp trộn sâu xi măng với đất tạo ra cọc có cường độ cao, giảm lún, tăng sức chịu tải và ổn định nền móng. Để đảm bảo chất lượng, bắt buộc thực hiện thiết kế trong phòng và thí nghiệm hiện trường theo TCVN – ASTM
2. Tầm quan trọng của công tác thiết kế – thí nghiệm cọc xi măng đất
Công tác thiết kế và kiểm soát chất lượng quyết định trực tiếp đến:
✔ Độ ổn định công trình
✔ Khả năng chịu tải và giảm lún
✔ Tuổi thọ công trình (50–100 năm)
✔ Mức độ an toàn khi thi công trên đất yếu
✔ Tuân thủ tiêu chuẩn kỹ thuật của chủ đầu tư và tư vấn quốc tế
Nếu thiếu thí nghiệm chuẩn, cọc CDM có thể thiếu cường độ, không đạt đường kính, thiếu độ sâu, hoặc không đồng nhất, dẫn đến rủi ro nghiêm trọng khi thi công móng.
3. Công tác thiết kế trong phòng (Lab Design) cho cọc xi măng đất
Công tác thiết kế trong phòng giúp xác định:
-
Tỷ lệ xi măng trộn tối ưu (kg/m³)
-
Cường độ nén nở hông theo thời gian (7–14–28 ngày)
-
Độ đồng nhất, độ ẩm, độ sánh
-
Loại xi măng phù hợp (PCB40, PC50, xi măng đặc chủng)
-
Phụ gia cải thiện cường độ (nếu cần)
3.1 Các bước thí nghiệm thiết kế trong phòng
Bước 1 – Lấy mẫu đất hiện trường
Khoan khảo sát, lấy mẫu nguyên dạng theo TCVN 2683.
Bước 2 – Chuẩn bị mẫu và trộn xi măng
Tiến hành:
-
Trộn theo các cấp phối 200–300–350–400 kg/m³
-
Kiểm soát độ ẩm, độ sệt
Bước 3 – Đúc mẫu hình trụ
Theo TCVN 9403:2012 hoặc TCVN 3118.
Bước 4 – Dưỡng hộ tiêu chuẩn
Tủ dưỡng hộ 20–27°C, đảm bảo độ ẩm 95–100%.
Bước 5 – Thí nghiệm nén UCS
Thí nghiệm:
-
7 ngày
-
14 ngày
-
28 ngày
Bước 6 – Đánh giá và lập cấp phối tối ưu
Từ kết quả, kỹ sư đề xuất tỷ lệ xi măng tối ưu đáp ứng:
-
Sức kháng nén yêu cầu (qu ≥ 150–300 kPa hoặc theo thiết kế)
-
Chi phí hợp lý
-
Độ ổn định dài hạn
4. Công tác thí nghiệm hiện trường cho cọc xi măng đất (Field Tests)
Sau khi thi công thử (Trial Pile), thực hiện các thí nghiệm sau:
4.1 Thí nghiệm lấy mẫu hiện trường (Wet Grab Sampling)
Lấy mẫu bùn xi măng đất ngay sau khi trộn theo TCVN 9403:2012.
Kiểm tra:
-
Độ sánh
-
Tỷ trọng
-
Hàm lượng xi măng
-
Độ đồng nhất vật liệu
4.2 Thí nghiệm xuyên cánh – Vane Shear Test (VST)
Áp dụng sau 7–14–28 ngày để xác định:
-
Cường độ kháng cắt không thoát nước su
-
Độ đồng nhất cọc
-
Chất lượng thi công
4.3 Thí nghiệm xoay cắt – UU Triaxial / UCS tại hiện trường
Khoan lấy mẫu cọc CDM sau 7–28 ngày, đưa về phòng thí nghiệm để:
-
Thí nghiệm nén
-
Thí nghiệm cắt nhanh UU
-
Kiểm tra giới hạn bền
4.4 Kiểm tra đường kính – chiều sâu cọc
Dùng:
-
Máy đo chiều sâu (Depth Recorder)
-
Datalogger từ máy thi công
-
So sánh với hồ sơ thiết kế
4.5 Kiểm tra độ nghiêng – độ lệch cọc
Đảm bảo:
-
Sai lệch vị trí ≤ 75 mm
-
Độ nghiêng ≤ 1/100
-
Tuân thủ yêu cầu thiết kế
5. Quy trình kiểm soát chất lượng cọc xi măng đất
-
Khảo sát địa chất – đánh giá đất yếu
-
Thiết kế trong phòng (Lab Mix Design)
-
Lập đề cương thí nghiệm – kiểm định
-
Thi công thử (Trial)
-
Thí nghiệm hiện trường 7–14–28 ngày
-
Đánh giá chất lượng – nghiệm thu
-
Lập báo cáo ISO 17025 – bàn giao chủ đầu tư
6. Tiêu chuẩn áp dụng cho cọc xi măng đất
-
TCVN 9403:2012 – Gia cố nền đất yếu bằng trộn sâu
-
TCVN 2683:2012 – Lấy mẫu nguyên dạng
-
TCVN 3118 – TCVN 3121 – Thí nghiệm cường độ
-
JGS 0821 Japan – Deep Mixing Method
-
ASTM D1633 – Compressive Strength
-
ASTM D2166 – UU Triaxial
7. Lợi ích của việc thí nghiệm – thiết kế cọc xi măng đất
-
Đảm bảo cường độ ổn định và đồng nhất
-
Giảm lún, tăng khả năng chịu tải nền
-
Giảm chi phí vật liệu và xi măng
-
Dễ nghiệm thu, đáp ứng yêu cầu chủ đầu tư & tư vấn quốc tế
-
Tăng tuổi thọ công trình ở vùng đất yếu
9. Liên hệ tư vấn – báo giá
📞 Hotline: 0909 868 400
📧 Email: sacotec.vn@gmail.com
