Phạm Hữu Hà Giang * , Lê Ngọc Tân , Trần Đức Khanh , Bùi Quang Trung , Nguyễn Trung Nghĩa , Đào Xuân Bằng Huỳnh Văn Hiệp

* Tác giả liên hệ (phhgiang@ctu.edu.vn)

Abstract

This paper presents a case study on the improvement of soft ground using prefabricated vertical drains (PVD) combined with vacuum preloading and surcharge loading at Long Thanh Industrial Park, Dong Nai, Vietnam. The effectiveness of the treatment was evaluated using field monitoring data, analytical analysis, and numerical simulation. The results indicated that the geotechnical properties were significantly improved after treatment. Specifically, the natural water content decreased by 25.5%, and the void ratio decreased by 29.2%. In comparison, the undrained shear strength and preconsolidation pressure increased by 20.1% and 26.0%, respectively, indicating that the soil became denser and its bearing capacity was significantly enhanced. Field monitoring data show that the ground reached approximately 90% degree of consolidation after about 70 days when applying a surcharge load with an overload ratio of about 1.2 times the design service load. The results also showed that when the overload ratio is increased to about 1.4 times, the time required to reach the target degree of consolidation can be reduced by approximately 15%, while the total settlement changes insignificantly.

Keywords: Field monitoring, prefabricated vertical drain (PVD), soft soil, surcharge preloading, vacuum

Tóm tắt

Bài báo trình bày nghiên cứu xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm (PVD) kết hợp hút chân không và gia tải trước tại khu công nghiệp Long Thành, Đồng Nai. Hiệu quả xử lý được đánh giá thông qua số liệu quan trắc hiện trường kết hợp phân tích giải tích và mô phỏng số. Kết quả cho thấy các chỉ tiêu cơ lý của đất được cải thiện rõ rệt sau xử lý. Cụ thể, độ ẩm tự nhiên giảm 25,5% và hệ số rỗng giảm 29,2%, trong khi sức kháng cắt không thoát nước và áp lực tiền cố kết tăng lần lượt 20,1% và 26,0%, cho thấy nền đất trở nên chặt hơn và khả năng chịu tải được nâng cao. Số liệu quan trắc cho thấy nền đạt khoảng 90% độ cố kết sau khoảng 70 ngày khi áp dụng hệ số vượt tải thiết kế khoảng 1,2 lần tải khai thác. Kết quả nghiên cứu cũng cho thấy khi tăng hệ số vượt tải lên khoảng 1,4 lần, thời gian đạt độ cố kết mục tiêu có thể rút ngắn khoảng 15%, trong khi tổng độ lún thay đổi không đáng kể.

Từ khóa: Bấc thấm (PVD), đất yếu, hút chân không, gia tải trước, quan trắc

Article Details

Tài liệu tham khảo

Fan, L., Xun, Z., & Peng, S. (2023). A Comparative Case Study on Drainage Consolidation Improvement of Soft Soil under Vacuum Preloading and Surcharge Preloading. Applied Sciences (Switzerland), 13(9), 5782. https://doi.org/10.3390/app13095782

Ho, S. T., Bum, K. T., & Dat, N. T. (2016). Ground Improvement via Vacuum Consolidation Method in Vietnam. Geotechnical Engineering Journal of the SEAGS & AGSSEA, 47(4), 80-88. https://doi.org/10.14456/seagj.2016.8

Indraratna, B. (2010). Recent advances in the application of vertical drains and vacuum preloading in soft soil stabilisation. Australian Geomechanics Journal, 45(2), 1–44.

Koirala, N., Soralump, S., & Sartsin Phakdimek. (2022). Observations from Ground Improvement Using Vacuum Consolidation Method. Civil Engineering and Architecture, 10(2), 771–783. https://doi.org/10.13189/cea.2022.100303

Nghĩa, L. T., Kiên, N. T., & Trung, N. M. (2025). Ảnh hưởng của từ biến và hệ số thấm trong xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp gia tải trước và hút chân không. Vật Liệu và Xây Dựng, 15(3), 11-16. https://doi.org/10.54772/jomc.03.2025.980

Nguyen, N. T., Nguyen, A. T., & Tran, V. T. N. (2023). Combined prefabrication vertical drain (PVD) with variable preloading and vacuuming method to improve soft ground in the Mekong Delta. International Journal of Scientific Research in Science, 10(3), 455–463. https://doi.org/10.32628/IJSRSET23103140

Nụ, N. T. (2016). Ứng dụng phương pháp xử lý nền đất yếu bằng bấc thấm kết hợp hút chân không và gia tải trước tại nhà máy nhiệt điện Long Phú - Sóc Trăng. Tạp chí Khoa học Kỹ thuật Mỏ - Địa chất, 55, 46–54.

Pham, V. L., Bergado, D. T., Nguyen, L. V., & Balasubramaniam, A. S. (2013). Design and performance of soft ground improvement using PVD with and without vacuum consolidation. In Geotechnical Engineering, 44(4), 36–51.

Pham, V. L., Nguyen, L. V., Bergado, D., & Balasubramaniam, A. S. (2015). Performance of PVD improved soft ground using vacuum consolidation methods with and without airtight membrane. Geotextiles and Geomembranes, 43(6), 111. https://doi.org/10.1016/j.geotexmem.2015.05.007

Phan, M. S., Tran, D. K., Le, N. T., Pham, M. T., & Pham, H. H. G. (2025). An evaluation of vacuum pressure effects in ground improvement using prefabricated vertical drain ( PVD ). Journal of Construction, (7), 276–280.

Rujikiatkamjorn, C., & Indraratna, B. (2007). Analytical solutions and design curves for vacuum-assisted consolidation with both vertical and horizontal drainage. Canadian Geotechnical Journal, 44(2), 188–200. https://doi.org/10.1139/T06-111

Rujikiatkamjorn, C., & Indraratna, B. (2023). Application of vertical drains and vacuum preloading for stabilising soft ground for transport infrastructure. Smart Geotechnics for Smart Societies, 269-277. https://doi.org/10.1201/9781003299127-23

Bộ Khoa học và Công nghệ. (2013). Gia cố nền đất yếu bằng bấc thấm - Thiết kế, thi công và nghiệm thu (TCVN 9355:2013).

Vu, M. Q., & Wang, T. B. (2009). Vacuum Preloading With Vertical Drains Theory and Recent Developments - Applications. Geotechnical Research Institute, Hohai University.

Vu, N. B. (2022). Characteristics of Clay Soft Soil in the Mekong Delta of Vietnam and Improvement Result with Cement. Iraqi Geological Journal, 55(1A), 64–73. https://doi.org/10.46717/igj.55.1A.5Ms-2022-01-24

Wu, Y. J., Yuan, Y. C., & Chai, J. C. (2013). Performance of vacuum consolidation in a thick clayey deposit in Shanghai. Lowland Technology International, 15, 23–30. https://doi.org/10.14247/lti.15.2_23