Công nghệ đầm rung sâu, do Johann Keller phát minh vào những năm 1930 tại Cộng hòa Liên bang Đức, là một phương pháp xử lý nền đất yếu bằng năng lượng rung động. Trong số các ứng dụng của công nghệ này, cọc đá đầm rung sâu (deep vibro stone column) là giải pháp phổ biến để gia cố nền đất sét yếu. Phương pháp này tạo các cột vật liệu rời được đầm chặt vào đất nền và tác dụng như (1) giảm độ lún; (2) khả năng chịu tải; (3) giảm thiểu khả năng hóa lỏng và (4) đẩy nhanh quá trình thoát nước và cố kết của nền đất.
Khi thi công, thiết bị đầm rung sâu (deep vibrator) được sử dụng để tạo cọc đá với kích thước và độ sâu theo yêu cầu. Thiết bị này làm đặc các lớp đất xung quanh để tăng độ bền nền đất. Đường kính cọc đá thường dao động từ 0.7 đến 1.2 m, và khoảng cách giữa các cọc được bố trí từ 1.5 đến 3.0 m, tùy thuộc vào yêu cầu thiết kế. Chiều sâu của cọc đá có thể đạt đến 20 m, mang lại hiệu quả đáng kể trong việc gia cố nền móng trên đất yếu.
Do tính chất linh động, công nghệ thi công cọc đá được ứng dụng rộng rãi để gia cố cho nền đất cát bột rời, đất sét mềm, đất bụi rất mềm, bùn sét và than bùn. Cụ thể, công nghệ cọc đá đầm rung sâu thích hợp để áp dụng thi công cho các dự án lớn như công trình đường giao thông, bến cảng, công trình công nghiệp, nhà máy, và bồn chứa.
Có 02 phương pháp thi công cọc đá đầm rung sâu phổ biến gồm (1) phương pháp nạp vật liệu từ chân cọc (phương pháp cấp liệu khô) và (2) phương pháp nạp vật liệu từ đỉnh (phương pháp ướt). Quy trình thi công cọc đá bằng phương pháp nạp vật liệu từ chân cọc được thể hiện trong Hình 1.
Hình 1. Quy trình thi công cọc đá bằng phương pháp nạp vật liệu từ chân cọc
[1] VSSMGE. (2023, November 25). Công nghệ đầm rung sâu xử lý nền móng công trình tại Việt Nam. Hội cơ học đất và Địa kỹ thuật công trình Việt Nam. https://vssmge.org/cong-nghe-dam-rung-sau-xu-ly-nen-mong-cong-trinh-tai-viet-nam/.
[2] Barksdale, R. D. and Bachus, R. C. (1983). Design and Construction of Stone Columns, Volume I. US Department of Transportation, Federal Highway Administration (FHWA), Publication No.: FHWA-RD-83-026.
[3] Minh, P. V. (2022). Nghiên cứu giải pháp thiết kế thiết bị thi công cọc đá trong điều kiện Việt Nam. Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng (TCKHCNXD)-ĐHXDHN, 16(5V), 46-56.