I. Tổng quan về hệ số thấm đất bùn sét trộn xi măng
Nghiên cứu về hệ số thấm của đất bùn sét trộn xi măng là một lĩnh vực quan trọng trong kỹ thuật xây dựng, đặc biệt trong bối cảnh các công trình xây dựng tại Tây Nam Bộ. Đất bùn sét, với tính chất vật lý đặc trưng, được xem là một trong những loại đất yếu cần được cải thiện để đảm bảo tính ổn định cho các công trình. Hệ số thấm của đất bùn sét trộn xi măng (soilcrete) chưa được nghiên cứu đầy đủ tại Việt Nam, mặc dù có nhiều ứng dụng trong thực tế như tường ngăn chống thấm và gia cố nền đất. Việc xác định hệ số thấm này không chỉ giúp đánh giá khả năng chống thấm của vật liệu mà còn ảnh hưởng trực tiếp đến thiết kế và thi công các công trình giao thông và thủy lợi. Theo nghiên cứu, hệ số thấm của soilcrete có thể giảm từ 10-7 đến 10-11 m/s tùy thuộc vào hàm lượng xi măng và thời gian bảo dưỡng. Đặc biệt, việc nghiên cứu này sẽ cung cấp những thông tin quý giá cho các kỹ sư trong việc ứng dụng soilcrete vào các công trình tại Tây Nam Bộ.
II. Phương pháp nghiên cứu và thiết bị thí nghiệm
Nghiên cứu đã áp dụng phương pháp thí nghiệm hiện đại để xác định hệ số thấm của mẫu soilcrete. Thiết bị thí nghiệm được chế tạo từ các vật liệu sẵn có trong nước, giúp tiết kiệm chi phí và thời gian. Mẫu đất bùn sét được lấy từ độ sâu 1.7m tại khu vực gần cầu Tám Bang, tỉnh Đồng Tháp. Mẫu được trộn với các hàm lượng xi măng khác nhau (200, 250, 300, 350 và 400 kg/m3) để đánh giá ảnh hưởng của hàm lượng xi măng đến hệ số thấm. Kỹ thuật thí nghiệm sử dụng phương pháp “Cột áp vào giảm – cột áp ra không đổi” cho phép xác định chính xác hệ số thấm của soilcrete. Kết quả cho thấy rằng hệ số thấm của soilcrete có xu hướng giảm theo thời gian bảo dưỡng, đặc biệt trong 21 ngày đầu. Phương pháp này không chỉ đảm bảo tính chính xác mà còn giúp dễ dàng áp dụng trong thực tiễn.
III. Kết quả thí nghiệm và phân tích ứng dụng
Kết quả thí nghiệm cho thấy hệ số thấm của soilcrete giảm nhanh chóng trong 21 ngày đầu và sau đó giảm chậm lại. Hệ số thấm của soilcrete được xác định có giá trị thấp hơn khoảng 100 lần so với hệ số thấm của đất bùn sét nguyên trạng. Đặc biệt, khi hàm lượng xi măng tăng lên 350, 400 kg/m3, hệ số thấm có xu hướng tăng trở lại, cho thấy sự ảnh hưởng mạnh mẽ của hàm lượng xi măng đến tính chất thấm của soilcrete. Dựa trên những kết quả này, hai biện pháp gia cố đường ven sông bằng công nghệ đất trộn xi măng đã được đề xuất. Phần mềm SEEP/W kết hợp với SLOPE/W được sử dụng để phân tích thấm và ổn định, cho thấy rằng việc sử dụng soilcrete có thể giảm lưu lượng thấm qua thân đường ven sông từ 15 đến 38 lần, đồng thời tăng cường độ ổn định của công trình.
IV. Đánh giá giá trị và ứng dụng thực tiễn
Nghiên cứu này không chỉ cung cấp cơ sở lý thuyết cho việc xác định hệ số thấm của soilcrete mà còn mở ra nhiều ứng dụng thực tiễn trong xây dựng. Kết quả cho thấy rằng soilcrete có khả năng chống thấm tốt, giúp cải thiện tính ổn định cho các công trình như đê bao, tường ngăn chống ô nhiễm và các công trình giao thông tại Tây Nam Bộ. Việc áp dụng soilcrete trong các công trình xây dựng sẽ góp phần giảm thiểu rủi ro ngập lụt và ô nhiễm môi trường. Hệ số thấm thấp của soilcrete có thể được tận dụng để thiết kế các công trình có khả năng chịu nước tốt hơn, từ đó nâng cao hiệu quả sử dụng đất và bảo vệ môi trường.
