Xác định mục tiêu trở thành đơn vị thi công chuyên nghiệp trong lĩnh vực nền và móng công trình tại Việt Nam, ngay từ khi mới thành lập, FECON đã xác định hướng đi chuyên biệt so với các đối thủ khác, đó là đưa ra giải pháp tối ưu, tổng thể trong lĩnh vực xử lý nền đất yếu, từ khâu khảo sát, thí nghiệm, thiết kế, sản xuất bấc thấm đến thi công, quan trắc trong quá trình thi công và bảo trì dự án.

Đối với công tác thiết kế và thi công xử lý nền đất yếu, FECON đã áp dụng thành công các phương pháp cọc cát, cọc cát đầm chặt, xi măng đất, bấc thấm kết hợp gia tải thường và đặc biệt là phương pháp cố kết chân không, mang lại lợi ích thiết thực cho nhà đầu tư.

Đặc biệt, một đột phá của FECON từ năm 2007 là việc áp dụng thành công phương pháp cố kết chân không vào các công trình tại Việt Nam. Công nghệ thi công này lan tỏa nhanh chóng là do hàng loạt ưu điểm vượt trội so với các phương pháp truyền thống, đó là: rút ngắn đáng kể tiến độ thi công, giảm tối đa lượng vật liệu gia tải trước, từ đó giảm diện tích chiếm dụng mặt bằng và thân thiện môi trường, giá thành hợp lý.

Trong lĩnh vực kinh doanh Xử lý nền đất yếu, FECON cung cấp dịch vụ tư vấn thiết kế và thi công:

1. Đầm động

Thi công đầm động là phương pháp thả rơi tự do quả nặng xuống mặt nền tạo ra động năng làm cho các hạt đất sắp xếp lại chặt hơn, qua đó tăng khả năng chịu tải, giảm độ lún và giảm thiểu khả năng hóa lỏng của nền.

Ưu - nhược điểm

a. Ưu điểm

• Phương pháp thi công đơn giản và dễ dàng kiểm soát chất lượng;
• Giá thành rẻ hơn các phương pháp khác với cùng điều kiện địa chất áp dụng;
• Tiến độ thi công nhanh.

b. Nhược điểm

Trường hợp thi công đầm động tại các khu vực gần sát công trình có sẵn thì cần có biện pháp giảm rung chấn để giảm ảnh hưởng đến các công trình đó.

Quy trình thi công

2. Cọc cát đầm chặt

Cọc cát đầm chặt là giải pháp xử lý nền đất yếu bằng cách chiếm chỗ của đất yếu và nhồi vật liệu cát vào tạo ra hệ thống các cọc bằng cát trong nền đất yếu. Hệ thống cọc cát môt phần sẽ nén chặt đất yếu, một phần sẽ hỗ trợ thoát nước (giống như bấc thấm) khi nền được gia tải.

• Đối với giải pháp cọc cát thường thì cọc có đường kính nhỏ, lưới cọc thưa nên tỷ lệ gia cố nhỏ. Trong trường hợp này tác dụng làm chặt sẽ không đáng kể, cọc cát thường được coi là chỉ có vai trò hỗ trợ thoát nước và thường được gọi là giếng cát.
• Đối với giải pháp cọc cát đầm thì cọc có đường kính lớn, lưới cọc dày nên tỷ lệ gia cố sẽ lớn hơn so với cọc cát thường. Trong trường hợp này tác dụng làm chặt sẽ rõ ràng và cọc cát đầm thường được coi có vai trò chính là làm chặt đất. Đất yếu ban đầu được nén chặt lại kết hợp với các cọc bằng cát được đầm chặt có tính chất cơ học tốt, nhờ đó toàn bộ đất nền được cải thiện, tăng khả năng chịu tải và giảm lún.

Ưu - nhược điểm

a. Ưu điểm:

• Cọc cát thi công nhanh;
• Phạm vi xử lý sâu.

b. Nhược điểm:

• Đối với cọc cát thường, cọc cát có khả năng bị đứt gãy trong quá trình thi công dẫn đến giảm khả năng thoát nước;
• Đối với cọc cát đầm, độ chặt của cát trong cọc và đường kính cọc phụ thuộc nhiều vào khả năng quản lý chất lượng và kinh nghiệm thi của nhà thầu thi công;
• Vật liệu cát tại một số địa phương không sẵn có và giá thành cao.
• Cọc cát đầm thi công ồn và rung, khó áp dụng trong đô thị.

 Phạm vi áp dụng

• Thích hợp để xử lý các loại đất sét yếu hoặc đất cát rời;
• Chiều sâu xử lý thường dưới 20m đối với cọc cát thường và dưới 30m đối với cọc cát đầm.

Quy trình thi công

3. Cọc xi măng đất

Cọc xi măng đất là giải pháp xử lý đất yếu bằng cách sử dụng máy móc để trộn tại chỗ đất tự nhiên với xi măng (có thể kết hợp cả phụ gia) để tạo ra các cọc có đặc tính cơ học cải thiện so với đất tự nhiên, từ đó tính chất cơ học của toàn bộ nên đất được cải thiện giúp tăng độ ổn định và giảm độ lún cho nền đất.

Để tạo ra cọc xi măng đất thì về cơ bản người ta sử dụng những cần khoan được gắn vào các mô tơ công suất lớn và được treo trên trục dẫn của xe khoan. Trên thân của cần khoan có gắn các cánh trộn. Khi trục khoan quay thì các cánh trộn sẽ đánh tơi đất và nhào trộn đất với chất gia cố được phun ra từ các lỗ bố trí trên thân của cánh khoan.

Có hai công nghệ thi công là trộn khô và công nghệ trộn ướt. Công nghệ trộn khô ra đời trước, sử dụng chất kết dính là xi măng bột, xi măng bột được đưa vào đất nền bằng khí nén. Công nghệ trộn ướt sử dụng chất kết dính là vữa xi măng. Xi măng được trộn với nước theo tỷ lệ định trước tạo thành vữa xi măng, sau đó vữa xi măng được đưa vào đất nền bằng máy bơm.

Ưu - nhược điểm

a. Ưu điểm:

• Cọc xi măng đất nhanh, ngoài ra nền đất yếu sau khi xử lý bằng cọc xi măng đất thường có độ lún còn lại nhỏ nên không tốn vật liệu đắp bù lún và không phải chờ nền đất cố kết, do đó tiến độ xây dựng được đẩy nhanh.
• Có thể xử lý cục bộ một lớp đất nào đó của địa tầng.
• Có thể thi công trong điều kiện ngập nước.
• Thi công với độ ồn và độ rung nhỏ nên có thể áp dụng cả trong đô thị.

b. Nhược điểm:

• Thiết bị thi công công kềnh, nặng nề đặc biệt là khi cần thi công cọc có chiều dài lớn.

Phạm vi áp dụng

• Xử lý được hầu hết các loại đất yếu, trừ đất có hàm lượng hữu cơ cao.

Thi công

a. Tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 9403:2012 – Gia cố nền đất yếu - Phương pháp trụ đất xi măng

b. Vật liệu thi công

• Xi măng: có thể sử dụng các loại xi măng thương mại trên thị trường, nên sử dụng các loại xi măng chuyên dụng cho xử lý đất và xi măng bền sulfat khi thi công tại vùng có nước mặn.
• Nước: có thể sử dụng nước sinh hoạt thông thường.

Quy trình thi công

4. Bấc thấm kết hợp gia tải thường

Giải pháp bấc thấm kết hợp gia tải là một trong những giải pháp xử lý nền đất yếu phổ biến được áp dụng rộng rãi hiện nay. Nguyên lý của giải pháp này là đưa vào nền đất yếu các bấc thấm để rút ngắn chiều dài đường thấm, sau đó sử dụng tải trọng đắp để gây gia tăng áp lực nước lỗ rỗng trong đất yếu và đẩy nước lỗ rỗng di theo các bấc thấm lên phía trên mặt và thoát ra ngoài. Nhờ đó tốc độ cố kết của đất nền được tăng lên nhiều lần và làm cho nền đất đạt độ lún quy định trong thời gian cho phép.

Ưu - nhược điểm

a. Ưu điểm:

• Giải pháp có chi phí tổng thể thấp;
• Tốc độ thi công căm bấc thấm rất nhanh;
• Bấc thấm được sản xuất công nghiệp nên giá thành rẻ, độ tin cậy cao, ít nguy cơ đứt gãy trong quá trình thi công cũng như vận hành;
• Thiết bị thi công và công tác quản lý chất lượng trong thi công đơn giản;
• Độ ồn và độ rung trong thi công nhỏ.

b. Nhược điểm:

• Tốc độ thi công căm bấc thấm rất nhanh; tuy nhiên cần thời gian để nền cố kết dưới tác dụng của tải trọng gia tải;
• Cần huy động vật liệu đắp gia tải, đắp bù lún, và bệ phản áp (nếu cần).
• Chiếm dụng không gian thi công để đắp gia tải và bệ phản áp.
• Hiệu quả thoát nước có thể giảm theo thời gian do hiện tượng gãy gâp của bấc thấm hoặc do các hạt mịn làm tắc nghẽn đường thoát nước.

Phạm vi áp dụng

• Thích hợp với đất có tính thấm nhỏ (đất dính/ đất sét yếu), đặc biệt hiệu quả khi nền đất dính có chứa một lớp mỏng cát.
• Chiều sâu xử lý hiệu quả thường dưới 20m.

Thi công

a. Tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 9355:2012 – Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm thoát nước

b. Vật liệu thi công

• Bấc thấm đứng (PVD): loại thường được sử dụng là FCM – A7 của FECON Miltec.
• Thoát nước trên bề mặt: 
  • Vật liệu truyền thống: Cát thoát nước hạt trung đến hạt thô
  • Vật liệu thay thế: Bấc thấm ngang, ống lọc ngang…
  • Rãnh đá kết hợp giếng bơm thoát nước: áp dụng cho các khu vực xử lý nền tương đối rộng lớn khi mà nước không thể tự thoát ra ngoài

Bắt đầu từ năm 2011, FECON đã bắt đầu triển khai xây dựng nhà máy sản xuất bấc thấm đứng – FECON Miltec trên cơ sở hợp tác giữa FECON và Công ty Chikami Miltec Inc. (Nhật Bản). Với 3 dây chuyền sản xuất nhập khẩu từ Nhật Bản có công suất 3,5 triệu m/tháng, FECON Miltec đảm bảo cung cấp các sản phẩm bấc thấm theo tiêu chuẩn Nhật Bản và Quốc tế phục vụ cho hoạt động xử lý nền đất yếu của FECON cũng như cung cấp cho thị trường trong nước và xuất khẩu.

Quy trình thi công

5. Bấc thấm kết hợp hút chân không

Phương pháp gia tải truyền thống tiêu tốn nhiều vật liệu đắp và thời gian thi công kéo dài, bên cạnh đó còn gây ra nguy cơ mất ổn định mái dốc do chiều cao đắp lớn, do vậy cần một giải pháp kỹ thuật khác để thay thế hoặc kết hợp với gia tải để giảm thiểu những hạn chế trên. Một trong những biện pháp được áp dụng phổ biến hiện nay là gia tải trước bằng hút chân không, đó là phương pháp tạo ra áp lực âm bằng bơm hút chân không và áp lực âm đó được duy trì bởi hệ thống màng kín khí (Kjellman, 1952). Biện pháp này sẽ làm tăng áp lực hữu hiệu bằng cách giảm áp lực nước lỗ rỗng dư trong đất, trong khi áp lực tổng không thay đổi (xem hình dưới. Khi sử dụng bấc thấm để truyền áp lực chân không vào trong đất, vùng đất xung quanh có xu hướng chuyển dịch vào bên trong khu vực hút chân không, trong khi với biện pháp gia tải truyền thống sẽ làm cho đất có xu hướng đẩy trồi ra ngoài. Chính sự hút vào bên trong này sẽ làm giảm độ dịch chuyển đất ra ngoài khi kết hợp với gia tải thường làm giảm thiểu nguy cơ mất ổn định mái dốc trong quá trình thi công nền đắp. Bên cạnh đó, thời gian để tạo ra áp lực chân không đạt ổn định 60kPa-70kPa (tương đương 4m nền đắp) chỉ trong 6-8 ngày, nhanh hơn rất nhiều khi phải gia tải để tạo ra áp lực tương đương. Một điều quan trọng trong thi công xử lý nền bằng hút chân không là phải đảm bảo tính kín khí của khu vực được xử lý, để tránh cho áp lực chân không bị thất thoát ra bên ngoài và đảm bảo đủ áp lực thiết kế.

Ưu – nhược điểm

a. Ưu điểm

• Giảm đáng kể lượng cát gia tải và bệ phản áp (nếu có);
• Không chiếm dụng nhiều diện tích thi công;
• Rút ngắn tiến độ thi công so với phương pháp PVD kết hợp gia tải thường trong cùng điều kiện tải trọng thiết kế, độ cố kết yêu cầu;
• Giá thành cạnh tranh so với các phương án xử lý nền khác;

b. Nhược điểm

• Hiệu quả thấp đối với nền gồm các lớp cát có hệ số thấm cao nằm xen kẹp. Để đảm bảo chất lượng khi thi công trong điều kiện địa chất như trên, cần phải thi công tường sét để tăng hiệu quả của quá trình hút chân không.
• Yêu cầu công nhân có tay nghề để thi công hệ thống chân không.

Phạm vi áp dụng

• Sử dụng để thay thế hoặc thay thế một phần tải trọng đắp gia tải trước để cố kết nền đất sét yếu có sử dụng hệ thống thoát nước thẳng đứng bằng bấc thấm;
• Trường hợp trong chiều sâu xử lý nền có xen kẹp lớp thoát nước thì cần cô lập bằng tường kín khí (tường sét,…).

Thi công

a. Tiêu chuẩn áp dụng

TCVN 9842: 2013 – Xử lý nên đất yếu bằng phương pháp cố kết hút chân không có màng kín khí trong xây dựng các công trình giao thông – Thi công và nghiệm thu.

Quy trình thi công

 6. Thi công cọc đá

Cọc đá đầm rung sâu là giải pháp xử lý nền đất yếu dựa trên nguyên lý tương tự như cọc cát đầm, đó là chiếm chỗ của đất yếu và nhồi vật liệu đá dăm vào tạo ra hệ thống các cọc đá trong nền đất yếu. Đất yếu ban đầu được nén chặt lại kết hợp với các cọc đá có tính chất cơ học tốt, nhờ đó toàn bộ đất nền được cải thiện, tăng khả năng chịu tải và giảm lún, đồng thời tốc độ cố kết được tăng nhanh.

Tương tự về nguyên lý nhưng cọc đá sẽ cho hiệu quả xử lý cao hơn so với cọc cát đầm vì bản thân cọc đá có cường độ chống cắt lớn hơn, độ cứng cao hơn và thoát nước tốt hơn nhiều so với cọc cát đầm.

Ưu nhược điểm

a. Ưu điểm:

• Nền đất yếu sau khi xử lý bằng cọc đá thường có độ lún còn lại nhỏ nên không tốn vật liệu đắp bù lún và không phải chờ nền đất cố kết, do đó tiến độ xây dựng được đẩy nhanh.
• Phạm vi xử lý khá sâu.

b. Nhược điểm:

• Vật liệu đá dăm đối tại một số địa phương không sẵn có và giá thành cao;
• Cọc đá thi công ồn và rung, khó áp dụng trong đô thị.

Quy trình thi công