Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu ứng dụng vải địa kỹ thuật làm cốt gia cố đê bao trên nền đất yếu

Trong phạm vi của luận văn này, ác giả tập chung nghiên cứu sử dụng VĐKT làm cốt đắt 4p xứ lý nền sâu bằng phương pháp dip đắt tai phần ứng dụng tinhtoán cho cổng Trả Linh và kết hợp nó

-1-CHƯƠNG I

TONG QUAN CÔNG NGHỆ DAT CÓ COT VAI DIA KỸ THUẬT 1.1 Dé trén nén dat yéu

Hiện Việt Nam đã có hàng nghìn km đê sông, đê biển, và hàng vạn km đê

bao, bờ bao quy mô vừa và nhỏ Hệ thống đê đang đóng vai trò cực kỳ quan trọng

trong việc phòng chống và giảm nhẹ thiên tai, bảo vệ an toàn cho các khu vực nuôi trồng trọng điểm như đồng bằng Bắc Bộ, đồng bằng sông Cửu Long, các trung tâm văn hoá, chính trị, kinh tế, các vùng dân cư rộng lớn trên các trién sông, duyên hai

từ Bắc chí Nam.

Đa phần đê nước ta nằm trên nền đất yếu, đặc biệt là đê biển, đê cửa sông, đê

và bờ bao sông, kênh vùng đồng bang hạ du Nơi đây nén là các lớp bồi tích hat

mịn, thời gian ngập nước đài được xếp loại yếu đến rất yếu trong bảng phân loại

đât của nước ta.

Do chiều dài đê lớn, khối lượng đất đắp vì thế rất lớn, nên giải pháp sử dụng dat tại chỗ dé đắp đê là phổ biến Vi vậy, nền là đất yếu thì thường thân đê được

đắp bằng đất yếu Hay nói cách khác, thực tế ở nước ta, nói đến đê trên nền đất yếu

là đê đắp bằng đất yếu trên nền đất yếu.

1.1.1 Khái niệm về đất yếu

Khái niệm đất yếu phụ thuộc vào tính chất cơ lý của bản thân đất Gần đây khái niệm đất yếu được người ta mở rộng hơn đặc biệt trong lĩnh vực địa kỹ thuật

và dựa vào tiêu chí khả năng chịu tải so với yêu cầu của công trình Cùng một nền, đặt lên nó một công trình tải nhẹ, nên chịu được thì được coi là một nên tốt, nhưng nếu đặt lên đó một công trình chu tải lớn, nền không chịu được thi bi coi là một nền yếu phải xử lý để chịu tải trọng đó được.

Theo khái niệm mở rộng, người ta sẽ không có giới hạn về chỉ tiêu cơ lý của đất để đánh giá đất yếu nói chung, chỉ có thể đánh giá khi có công trình cụ thể Tuy nhiên trong thực tế, người ta vẫn cần đánh giá đất yếu hay không khi chưa có yêu

cầu công trình cụ thể Do vậy, khái niệm đất yếu truyền thống trước đây vẫn còn

iit yếu là các vật liệu mới được bình thảnh từ 10.000 đến 15.000 năm tuổi, cóthể chia thành 3 loại: đất sét hoặc đất á sét bụi mềm, có hoặc không có đất hữu co;

ju hữu cơ và bùn

than bản hoặc các loại đắt ắt

Tắt cả các loại đất này đều được bồi tụ trong nước một cách khác nhau theo

kiệ

các di thủy lực tương ứng: bi ven biển, dim phá, cửa sông, aơ hỗ

trong các loi đắt này đất sét mềm bồi tu ở bờ biển hoặc gần biển (dim phi, tam

giác châu, cửa sông, ) tạo thành một họ đất yếu phát triển nhất Ở trạng thái tự

nhiên độ âm của chúng thường bằng hoặc lớn hơn giới hạn chảy, hệ số rỗng lớn (đất

sét mềm e > 1,5, dt á sét bụi e > 1,0), lực dinh không thoát nước C, < 0,15 kwem2, gốc nội ma sit 9, =0, độ sét I> 0.5 (rạng thái mém đèo)

Loại có nguồn gốc hữu cơ (than bùn và đất hữu cơ) thường hình thành từ dim

tẩy, nơi đồng nước thường xuyên hoặc có mực nước ngầm cao, các loại thực vật

phát triển, thối rửa và phân hủy, tạo thành các trim tích hữu cơ lẫn với trim tích

khoáng vật Loại này thường gọi là đất đầm lay than bùn, hàm lượng hữu cơ chứa

tới 10 + 80 %

Trong điều kiện tự nhiên than bùn, có độ ẩm rat cao, trung bình 8Š+95% và có

thể lên tới vải trim phần trăm Than bùn là loại đất bị lún âu dài, không đều mạnhnhất; hệ số lún có thể đạt 3-810 emÏ/kg, vì thể thường phải thí nghiệm than bùn

ét bị nén với các mẫu ít nhất 40 + 50 em

trong các

1.1.2 Các vin dé liên quan đến đắt yếu cin giải quyết trong xây dựng đê

1.1.2.1, Vấn đề én định

Ứng suất trong nền để sẽ tăng ln khi đắp để, Nếu ứng sắt tăng này vượt quá

một ngudng giới hạn nào đó (ngường này phụ thuộc vào các tính chất cơ học của.từng loại dit thì nén đắt để yếu sẽ bị phá hoại lim cho nén dap bị kin nhiều và đột

ngột Cùng với sự lún sụt của đất đắp, nền dé đắt yếu xung quanh cũng bị trồi lên

tương ứng,

(a) Những phá hoại quan sát được

“Thường có hai dang là: Phá hoại do lún ti và pha hoại do trượt sâu.

( Phá hoại do lún trồi

La loại phá hoại ma toàn bộ nền đắp lún võng vào trong nền dé yếu đây trồi

ất yếu dưới đê tạo thành các bờ đất gần chân đề (hình 1.1),

Hình L Phá hoại của đắt đắp do lún tồi

Gi) Phá hoại do trượt sâu

Phá hoại do trượt sâu, xuất hiện một cưng trượt tn do nén đắp bị lần cục bộ (Hình 1.2), ngược với lún lan rộng như kiểu lún tồi

Hậu qua của sự lún này là một bộ phận của nén để và của đắt nên thiên nhiên đọc theo di ích phát hoại bị chuyển vị và có hình dang thay đổi theo tinh chất va

các đặc tính cơ học của đất nền dé, Để tính toán, trong các trường hợp đơn giản

nhất thường xem dường phá hoại tương tự một đường cong tròn là sự trượt được.

gọi là trượt tròn,

“Hình 1.2 Các phá hoại dạng đường cong tron

a) Có đường nứt do kéo trong nền dip; b) Không có đường nứt kéo trong nên đắp

Khi thân dé bị trượt ma sinh ra một hoặc nhiều các vết nứt map mô dốc đứng.hoặc các “đốc đứng" có biên độ tới vai mết

(b) Sự phát triển của các hue hỏng,

Hình L3, Hai kiễu phá hoại xây ra su khi do đấp đắt

a) Tôn cao đê; b) Đào ở chân dé.

Sự phá hoại của đất yếu nền đê do lún trồi hoặc trượt sâu vì đắp đê quá cao là mộthiện tượng xây ra trong khí thi công hoặc sa khi thi công xong một thời gian ngẫn Quatheo dai sự phá hoại, người ta thường thấy các chuyển động chính kéo dai trong vai giờ

và sắc chuyển động tin dư chỉ chim dit sau vải twin, Tuy nhiền, cũng có những phá

hoại khác xảy ra sau khi thi công xong vai thắng hoặc

cao dé trên đất đắp hiện hữu (Hình 1.3a) hoặc khi dio đất ở chân để (Hình 1.36)

im như trong trường hợp tôn

(€) Cúc ví dụ nên bị phá hoại do mắt én định

Khi xây ra phá hoại đê, các đặc trưng cơ học của đắt giảm đột ngột dọc theo các

mặt trượt, Các mặt trượt này là cá c vị tỉ nguy hiểm để phát tiễn các chuyển động sau

khi dip đất Như vậy, mọi công tie dip đất được tến hành nhằm khôi phục công trìnhban đầu sẽ dẫn đến một sự lún sụt mới cho tới khi đạt được một sự cân bằng mới

Vi vậy, những sửa chữa cần thiết để cho nền dip đáp ứng được yêu cầu sửdụng ban đầu phải xét tới các đặc trưng cơ học bị giảm yếu, thường rat tốn kém.Hình 1.4 giới thiệu một đoạn để bị phá hoại do lún trồi khi dang xây dựng

Nén thiên nhiên là đất sét mém day 30m có xen các thấu kính cát Hiện nay, đoạn.

này dang được sit dụng những th tích của đất đắp bị chim vào dit yếu đã lớn hơn

3 lẫn thể ch của đấ đắp ở bên ngoài

Hình 1.5 Phá hoại do trượt sâu ở nền dip thực nghiệm Bordeaux (Pháp)

Hình 1.5 là một trường hợp phá hoại do trượt sâu của một đoạn đất đắp.

thực nghiệm cao 4,5 m xây dựng trên một đoạn dim lầy gần Borapaux (Pháp)

là đất xét mềm

- Dip hữu cơ đây 10 m.

1.1.2.2 Các vin đề về lún đề

Không đột ngột như sự phá hoại dé do mắt én định, lún để là một biển dạng

chim của đất nén dé dưới tác đụng của trọng lượng thin để (Hình 1.6)

~ 6 giữa ving đắt đắp boi một độ ln thẳng đứng;

- Dưới phạm vi dai đất đảnh cho đê: một chuyển vj thẳng đứng kết hợp vớimột chuyển vi ngang của đất nền thiên nhi

= Ngoài phạm vi dai đắt dành cho dé là một chuyễn vị ngang của đất nền thiênnhiên cho đến một khoảng cách nao đồ phụ thuộc vào chiều đây cia đất yêu

— TH k

a ƒ 4

Hình 1.6 Sơ đồ độ lún va chuyển vị ngang của đắt nền thiên nhiền

Các chuyển v thẳng đứng thường có một biên độ đến hing chục centimet với

cắc lớp rit mềm hoặc chiều day lớn, biên độ này có thể đến vải mét Các chuyển vi

nay ở tìm đê lớn hơn so với mép đề sinh ra biển dạng của mặt đề

Các chuyển vị ngang thường nhỏ hơn chuyển vị thẳng đứng, tỷ số

cchuyén vị này chủ yếu phụ thuộc vào tính chất cơ lý đất nén, hệ số an toàn, kíchthước hình học của thân để và chiều diy của đất nền ya, Tuy nhiền người đã quan

sit được các chuyển vị ngang đến vài chục centimet Tốc d lún cũng thay đổi theotinh chất của dat yếu, chiều day của nó va sự có mặt của các lớp thoát nước.

Độ lún khác nhau ở chỗ nổi tiếp giữa đất dip nền đề yẾn và các công trinhdưới đê đặt trên mồng cọc sâu tựa trên nỀn cứng Không lún thường tạo thành mộtbậc lớn hoặc nứt gầy, ảnh hưởng rit xiu đến giao thông

1.1.3 Một số phương pháp xử lý nền đề yếu

1.1.3.1 Khi sức chịu tải của nền vượt quá giới hạn cho phép hay đất nền dé là

ễu thì cin phải có giải pháp xử lý nền dé trước khi thực hiện việc đắp thân đề.

Xử lý có thể được thực hiện bằng phương pháp xử lý nông hay xử lý sâu, miễn sao.

đảm bảo điều kiện én định vả lún cho dé

1.1.8.2 Bằng 1.1 dưới đây giới thiệu một số biện pháp xử lý nền phổ biến hiện nay;

người kỹ sự có thé tham kho, vận dụng Khi dip để có nền dé tự nhiên Không đảm

bảo điều kiện dn định

Bảng 1.1 Một số biện pháp thường gặp khi đắp dé bằng đất yếu trên nền dé yêu

Biện pháp Pham vi áp dụng Ghi chú

‘Dip nhiều năm, theo | Với dé thấp, tiến độ cho | Can kết hợp giải pháp dip

từng dot chờ cổ kết | phép kéo đài, điều kiện | phản ấp;

kinh tế hạn hẹp, Cần xem xét đến Khả năng mắt

đất do bio môn sau mỗi đợt

địng thi công

Gia cố bằng cảnh cây, Các đê nhỏ, do dân tự | Không có tiêu chuẩn để tính

rơm ra, vật liệu phế làm toán lún vi ôn định.

để khô nên trước khi

Cot xi mang trộn sâu.

Bit có cốt vải địa ky

thuật và/hoặc lưới

kỹ thuật

chây Ham lượng bạt sết không quá cao (nên dưới 30%);

Nén đất sét, á sét

Khi có yêu cầu về tiến

độ và khả năng tải chính cho phép.

Đối với các công trình

cho phép lún kéo dài

Khối dip gia tải thường,

về thiết bị thi công.

Cần kiểm tra én định khi gia dải

Phải có lượng cất bù sau khi

gây chin động bằng dim nung

Chi làm tăng sức chịu tải của

a Bao vệ vai trong khi thi công;

Khi ting đất yếu không | Thich hợp khi dip bing tàu

quá dày, để không quá | hútbùn

cao

“Trong thực tế, tùy các điều kiện cụ thé của công trình ma lựa chọn một hay

phi hợp nhiều biện pháp trên dể tăng hiệu quả xử lý nén, dip để đảm bảo dạt yêucầu én định tốt nhất, bền ving, ít tác động tiêu cực đến môi trường xung quanhtrong phạm vi điều kiện kinh tế và trinh độ công nghệ thi công cho phép Trong

phạm vi của luận văn này, ác giả tập chung nghiên cứu sử dụng VĐKT làm cốt đắt

4p xứ lý nền sâu bằng phương pháp dip đắt tai phần ứng dụng tinhtoán cho cổng Trả Linh và kết hợp nó với việc sử dụng vải địa kỹ thuật trong đắp đề

1.2 Công nghệ đắt cốt vai địa kỹ thuật

ĐỂ giải quyết những khó khăn trong xây dựng 48 trên nền đất yếu cần phải ci

thiện được các chí tiêu cơ lý của đắt (nên va thân 48), cụ thé là góc ma sắt trong @

và lục dinh e tăng tốc độ thoát nước lỗ rỗng, và nếu có thể thi cải thiện phân btrọng tác động lên công trình Để thỏa mãn các yêu cầu này, người kỹ sử th

tiêu rút nước

cần kết hợp giải pháp giải quyết "nộ tại", ức là gia cường cốt cho đố

lỗ rồng từ thân công trình và cải thiện phân bổ tải trọng công trình Đó chỉnh là ý

tưởng hình thành công nghệ đắt cổ cốt

1.2.1 Nguyên lý của công nghệ đất có cốt vải địa kỹ thuật:

Sức chịu tải và tính ôn định của đất sẽ tăng lên, theo thời gian, u:

1) Tang được cường độ chịu kéo tức tăng @ và e của đất:

2) Tăng được tốc độ thoát nước lỗ rồng trong thân công trình;

3) Cai thiện được phân bổ ti trọng tác dụng lên công nh

-10-Để giải quyết 3 yêu cầu trên người ta đã đưa vải địa kỹ thuật tổng hợp có sứckháng kéo và khả năng dẫn, thoát nước cao vào trong đắt Vai địa kỹ thuật có cường

độ cao được đặt theo hướng chịu ứng suất kéo chính sẽ chịu kế thay cho đắt to ra

một vật liệu đắt có cốt chịu kéo nén tốt hơn nhiễu so với đất nguyên bản Khi công

trình được gia cổ bằng nhiễu lớp cốt VĐKT có khả năng thoát và din nước sẽ cổ tác

dụng giảm áp lực nước lỗ rỗng và tăng nhanh độ cổ kết, dẫn đến tăng khả năng chịu lực

và giảm thời gian thi công Khi có cốt tham gia, ứng suất cục bộ sẽ được phân tin, nghĩa

là đã có sự phân bổ lại ác động của tải trong lên các bộ phận vật liệu của công trình.

1.22 Ưu điểm của công nghệ đắt có cốt vai địa kỹ thuật:

~ Công nghệ đi vào gii quyếtnộiqí ting ọ,c và tốc độ cổ

cường độ cho đất ma cụ thé là cường độ kéo cốt là bán chi

~ Cho phép sử dụng vật ig tại chỗ để xây dựng công tinh để trên nén đất yếu

~ Cho phép thu nhỏ mặt cất va hệ số mái đốc dé

- DB thi công va rút ngắn thai gian thi công

~ Ôn định bền để theo thời gian trong điều kiên mực nước ngoài dé dao động

1.2.3 Hiệu quả kinh tế kỹ thuật đất có cắt vải địa kỹ thuật

+ Giải quyết được các khó khăn khi xây dựng công trình để tr yếu

đất, do đó tăng điện tích

+ Giám rit nhiều khối lượng đào đắp, diện

dat sử dụng cho sản xuất.

+ Rút ngắn thời gian thi công công trinh.

+ Ng

không xuất hiện các hiện tượng cát chảy, x6i ngdm ; tăng sức chịu tải của để, giảm.

ra, côn dim bio én định bền ong điều kiện dao động mực nước do đó

biến dạng, giảm áp lực nước lỗ rồng những điều rất sẵn thiết đối với

1.2.4 Hiệu quả xã hội:

“Tạo công ăn việc làm cho người lao động Thêm sản phẩm mới cho xã hội.

Công nghệ đắt có cốt vai dia kỹ thuật có thé ứng dung trong các lĩnh vực thủylợi, giao thông va xây dựng, cụ thể như: Thi công đường đắt và bãi đỗ xe; dé và cáccông trinh ngăn nước; gia cổ tường và mãi dốc : cho php áp dụng với nhiều loại

đất khác nhau, đặc biệt là mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật cao với các loại dat

you, Chỉ riêng lĩnh vực thủy lợi, trong tương lai cố hằng trim hỗ chứa lớn nhỏ, hằng

ngân kilômét đề biển, bờ bao và để bao dọc các sông ở Đẳng bằng Nam Bộ, bờ baosông và ven biển đồng muối, nuôi trồng thủy sản, mai bờ thượng - hạ lưu cáccông ving triểu sẽ được xây dụng với kết cấu đắt dip

1.3 Vải ĐKT

Là một loại vật liệu tong hợp địa kỹ thuật Đây là một họ vật liệu có đặc tính:

là vật liệu tổng hợp nhân tạo dùng cho các nhu cầu liên quan đến nền đất, do vậy

tên của vật liệu được ghép bởi hai thuật ngữ Var liệu tổng hợp và Địa kỹ thưật.

13.1 Gi

Vat liệu tổng hop dia kỹ thuật có thé gọi là vật liệu nhân tạo phục vụ cho cae

lĩnh vực kỹ thuật liên quan đến đắt Vật liệu tổng hợp địa kỹ thuật có những tu

điểm như sau:

- Chúng ra đời đúng lúc hay nói cách khác, nhu edu vật liệu thay thé vật liệu

tự nhỉ „ vật liệu thô hay nguyên liệu nguyên sinh đang thực sự rit cao;

- Chúng thay thé được các loại vật liệu tự nhiên, vật liệu thô hay nguyên liệu nguyên sinh khác đang trở nên khan hiểm;

- Dip ứng được yêu cầu chịu lực các công trình tả trọng nặng ma ngây cảng,

gia tăng:

tối ưu kinh tế - kỹ thuật,

+ Có thể chế tạo nhanh, hing loạt;

+ Trong một số trường hợp, quy phạm quy định phải sử dụng loại vật liệu này

Bản thân loại vật liệu này có tính cạnh tranh cao

Các lĩnh vực được ứng dụng nhiều nhất là dia kỹ thuật, xây dựng khối lớn,

xây dưng dân dụng, địa chất hủy văn, kỹ thuật mỗi trường

Vat liệu cấu thành nên vật liệu tổng hợp địa kỹ thuật là các sin phẩm củacông nghiệp nhựa, chủ yêu là polime, mặc đủ cao su, sợi thủy tỉnh và một số loại

u khác thỉnh thoảng cũng được dùng để chế tạo vật liệu tổng hợp địa ky

thuậc Các vật liệu tổng hợp địa kỳ thuật phổ biển rit đa dạng về hình thức và chủng

loại, tuy nhiên người ta có thể chia thành năm nhóm cơ bản và các loại còn lại

Năm nhóm cơ bản là Vai địa kỹ thuật, Thảm 6 địa kỹ thuật, Lưới địa ky thuật,

Mang chống thắm, Vải địa kỹ thuật hỗn hợp

1.3.2 Vải địa kỹ thuật

‘Vai địa kỹ thuật là loại vật liệu được sử dụng trong xây dựng nhiều nhất trong.vat iệu tổng hợp địa kỹ thuật Vãi đa kỹ thuật thực sự lã vải điểm khác ở chỗ

các sợi của nó là sợi tổng hợp không phải là sợi tự nhiên như cotton, len hay tơ Do

„ sự phân hủy sinh học không phải là vin đề đối với chúng Các sợi tổng hợpđược kết thành vải địa kỹ thuật bằng đặt (hưởng gọi là vải đệ hoặc xếp chẳngngẫu nhiên lên nhau nhờ liên kết dinh cơ học hoặc dính nhờ nhiệt (gọi la vải không

đệ) Một đặc điểm nỗi bật của vii địa kỹ thuật là có độ rổng tủy ý Với độ rồng này, nước có thé thắm vuông gốc hay trong mật phẳng của vải Điều này đảm bảo

cho vải địa kỹ thuật làm tốt chức năng ngăn cách, lọ, iêu nước, Người ta đã tổng kết lại, vải địa kỹ thuật có hơn 90 lĩnh vực ứng dụng khác nhau, tuy nhiên 5 chức.

năng riêng biệt cơ bản là ngăn cách, gia cố, lọc, tiêu nước và chống dm, thẩm.1.3.3 Lịch sử và quá trình phát triển của vải địa kỹ thuật

-I3-Tit trước công nguyên người ta đã biết dùng vật liệu xơ để gia cổ nền yếu vàdat (dip) yếu Các kỹ thuật gia có này được sử dụng rộng rai và phát triển đến ngày

nay.

Tuy nhiên, vai địa kỹ thuật ngây nay được chế tạo từ sợi tổng hợp và được

dũng đầu tiên cho báo vệ chống xói và là một giải pháp lọc cho các lớp đất hại rồiBarett (1966) trình bảy những ứng dụng vai địa kỹ thuật làm lớp lọc thay cho tinglọc ngược dưới lớp đá đổ, đã lát, các khối chống sóng và tường để biển bằng bê

tông đúc sẵn được thực hiện vio cuối những năm 1950 Với những ứng dụng nay, vải địa kỹ thuật làm nhiệm vụ ngăn cách và lọc là chính, ngoài ra là nhiệm vụ tiêu nước.

và gia cổ (bồ chặn dit) Đn những năm 1960, các ứng dụng với nhiệm vụ gia cỗ đắt

vàiêu nước cho khối đất ngày cảng a

1970, hình thành và phát tiễn xu thé đưa vải vào trong khối

tăng kha năng chịu lực của đắt và do vậy làm tăng,

iéu, da dang về hình thức Vào cuối những năm

làm cốt gin cường

n định cho công trình.

"Vào cuối những năm 60, vai địa kỹ thuật không dệt được hãng dệt

Rhone-Poulene của Pháp sản xuất và nó đã dip ứng nhiễu ứng dụng khác nhau, trong đó

ứng dụng nhiều nhất là gia cố nền đường bộ, đường sắt, đẻ, thân dé và các công

trình tương tự Trong thôi gian này, một số hãng đột ở Hà Lan, Anh và Áo đã cho

ra đời các sin phim vai địa kỹ thuật của mình Cuỗi những năm 70, vai địa kỹ

thuật không dệt đầu tiên được ứng dụng tại Mỹ Đến những năm 90, vải địa kythuật bắt đầu được sử đụng tại châu A Trung Quốc hiện dang là một th trường lớn

về vai địa kỹ thuật

Sự phát iển mạnh mẽ các công tình trọng tải lớn trên nén yếu dẫn đến như

cầu vải cường độ chịu lực cao để làm tốt chức năng gia cố, vải đt thay cho vải

không đệt và chit liệu sợi tổng hợp ngày một được cải thiện Công nghệ chế tạo vải

vì thể cũng không ngừng được cải thiện

1.3.4 Phân loại vải

“Có nhiều cách phân loại đưới đầy là cảch phân loại theo công nghệ chế tao,

Loại vải dệt

1.3.4.2 Loại vải dan

Loại này được chế tạo từ một sợi duy nhất và được đan kết lại như đan áo len

thông thường.

1.3.4.3 Loại vai không đệt

Loại vải này chúng ta ít khi gặp ở các loại vải may mặc ma thường gặp ở

dang “phét lâm mũ phót,phớt đệm, gioăng Công nghệ chế tạo lo vãi hay côn

oi là thâm) không dột gồm 3 giả đoạn: chế tạo sợi, din sợi thành thâm vải, cổ

định sợi sau khi dần thành thảm vải

Soi được chế tạo từ polyester hay loại khác, có đường kính 15+20 wt, có chiều

đài tuỳ ý Soi được dàn thành lớp tạo thành thảm long léo nên chưa thể chịu lực

kéo được Cudi cùng phải qua công đoạn cổ định sợi.

Soi được cổ định trong thảm được thực hiện bing 3 phương pháp sau;

+ Loại tin kết hoá học: Cho phun một chất hod học vào thảm, chất này sẽdính kết các sợi lại và cỗ định sợi trong thảm Loại này được gọi là thảm (vai)

khôi 1g đột liên kết hoá học,

+ Loại liên kết nhigt: Tham sợi lông lêo được gia nhiệt và ép Một số chỗ của

sợi bị nóng chảy và dính kết với nhau Logi thảm (vai) liên kết nhiệt này được nén

ép nên chiều dây của thảm nhỏ, khoảng 0,5+1,0 mm

+ Loại liên kết cơ: Thảm long lẻo cho chạy qua một din đột kim đặc biệt,

hảng kim có cấu tao gai móc nhỏ xíu, xuyên móc qua sợi và ghim chúng lại với

nhau Loại thảm không dệt gam kim này có thể có chiều dày khá lớn (từ 1z5 mm.

-I5-và hơn nữa) nhưng vẫn có độ mém mại của vải Loại thảm liên kết cơ này so với

hai loại trên được dánh giá cao trong ứng dụng.

Theo chiều dài sợi, vải địa kỹ thuật còn được chí làm ai loi, vải sợi ngắn

và vải sợi (dai) liên te.

1.3.44, Loại lui thuật

Không giống vai địa kỹ thuật dét và không dệt (thảm), lưới địa kỹ thuật có mắt lưới rộng từ vài mm đến vài em Lưới địa kỹ thuật được tạo nên bởi những sợi toth , liên kết với nhau bằng ép nóng hoặc keo dính v nhau, và thường dũng tim

ro, gabion thay thé gabion kim loại Chính vì vậy, thường người ta tách lưới địa kỹ

thuật ra một loại riêng biệt với vải địa kỹ thuật.

Các sản phẩm vai địa kỹ thuật nêu trên (vải, thảm, lưới thường do yêu cầu

vân chuyển hay yêu cầu thi công ma chế tạo với chiều rộng từ 5,05,5 m và chiều

đài từ 50+200 m tì loại và cuốn thành cuộn

“Trong ứng dụng, loại vai địa kỹ thuật không đệt (bảm) thường dùng cho các yêu.

tầng lọc, phân cách, tiêu nước va gia cố nén theo nguyên tắc tiêu để tăng cổ kết.Con dùng để gia cố đất nói chung, hay chính là làm cốt cho đắt, là các loại vải địa kỹ

thuật đạn và lưới Tuy theo yêu cầu cụ thể mã dùng vai đột, vải dan hay lưới,

1.4 Tình hình ứng dụng công nghệ đắt có cốt vai

Trong suốt thời gian di sự phát tiễn của vit iệu cốt diễn ra rt chậm Những

dấu tích để lại cho thấy đất c

nguyên Sau đó, kích thước cốt (đường kinh và chiều dài) tăng lên theo các ứng,

cảnh cây, cỏ bụi có từ hằng nghìn năm trước công

dụng như làm đường qua dim lay, gia cổ nền, xây thành trì Các loại cây có chiềuđãi lớn, khả năng chịu kéo và chịu uốn tốt như họ na tre, nứa, trúc, sty được sử

dụng phổ biến nhất Đến thé kỷ XX, sự gia tăng về thể loại vật liệu cốt trở lên rõ

-l6-rộ, đặc biệt từ vài thập ky cuỗi diễn ra sự bùng nổ vật liệu

vật liệu tông hợp địa kỹ thuật.

Sự thành công trong ứng đụng ở cúc nước tiên tiền trên th giới cho thấy rằng,

sử dụng công nghệ dit có cốt bing VĐKT, hay nói cách khác dùng VĐKT gia cổ

nền và thân công trình để, dé tăng cường ôn định của mái dé là một giải pháp mang

lại hiệu quả cao trên nhiễu mặt; Cả thiện tốt khả năng chịu lực của nền; giảm khốilượng đảo dip do giảm đáng ké mái đốc (m có thể 0,5 hoặc nhỏ hơn); giảm khối

lượng xử lý sâu với nền dé; giảm diện tích chiếm đất do mái mở rộng;

liêu tạ chỗ rút ngắn thời gian thi công ch vệ sinh môi trường.

1.4.1 Một số ứng dụng VDKT tiêu biểu trên th giới

Những nước đầu tiên ứng dụng mạnh mẽ vai địa kỹ thuật là Hà Lan, Anh và

Phép Cuối những năm 60 Pháp đã ứng dung vai địa kỹ thuật nhiễu nhất là vào cáclĩnh vực như gia cổ nền đường bộ, đường sit, đẺ, đập đất và các công trình tương

tự Cudi những năm 70, Mỹ đã nhập những 16 hàng vải địa kỹ thuật đầu tiên vào sử.

dung, Đến những năm 90, lần sing sử dụng vai địa ky thuật lan đến châu A Trung

Quốc hiện là một thị trường lớn về vải địa kỹ thuật Từ khi xuất hiện đến nay, do có.

hiệu quả ở nhiễu mặt nên VĐKT đã được sử dụng rất rộng rãi trên thể giới Dưới

đây tác giả luận văn xin nêu một số công tinh xây đựng có sử dụng VĐKT một cách có hiệu quả cao:

- Người ta đã trải VKT dưới đáy biển khi xây dựng kênh dio Suez với mục

đích làm cho đất nền ồn định va an toàn cho dap;

- Để biển Deep Bay ở Hongkong đài 35km do phải đảm bảo mái đề ổn định trong thôi ian ngắn, không cho dắt mới đắp kin xuống nen bùn, đồng thời để it

kiệm đất đắp người ta đã sử dụng VDKT với 3 chức năng: bảo vệ, phân cách và gia

cổ đất yếu;

- Tường chắn Prapoutel les sept laux (Pháp) đài 170m, cao 2 + 9,6m được gia

cố bằng VĐKT để tạo mái đốc đứng 1/4 tiết kiệm đất và tăng cường hệ số ổn định;

-I7 Dự án xây dựng tường chắn đắt và đường giao chủ tạ nh

lộ Tangue Verde (Mỹ) được gia cố bằng lưới DKT để ổn định khối đắt dip (cá)mái và tường (kết paren mảnh lắp ghép):

ngã tư của Đại

~ Khi cải tạo vũng biển sâu Laem Chabang (Tháilan) người ta đã dùng VĐKT

cùng với lưới tre để ôn định trim tích sét ban (là sản phẩm do đắt dip bằng thuỷ

lye) dud ải trong nén trước,

= Đập đất Ait Chouarit lớn nhất Ma rốc, hồ chứa cung cấp 40 triệu m”nước năm đã sử dụng 65.000 mt VĐKT ở các bộ phận: lọc tam, phân cách;

~ Xa lộ M2S tại Epping (Anh) đã sử dụng lưới Tenxa SR2 kết hợp với sỏi để

ổn định mái đốc đắt sét (dễ rượi khi bị ướt và chịu ti;

- Để quai Sanxia trong dự án đập Bahem trên sông Yangtre (Trung quốc) cao

tới 90m đã sử dụng VDKT làm cốt, đề quai đã tn tại an toàn rong 10 năm;

- Để bảo vệ thành phố New orleans (Mỹ) người ta đã dùng vải ĐKT Nicolon

trải tiên nền ất yếu nhằm mục đích giảm kích thước, tiết kiệm khối lượng đắt đắp

và giảm độ ki

~ Sử dụng lớp tiêu ngang, lop lọc và lớp phân cách bằng VĐKT điên để cổ kế)

đã được sử dụng có hiệu quả trong dự án năng lượng trễ ở ỉnh Kachehl (An đội:

Trong 15 năm (từ 1975 + 1990), CHDC Đức (c8) đã sử dụng tới 15 triệu m” để

lọc, tiêu, xử lý mái đốc và nền đập đất,

142, 'ác ứng dung đất cốt vãi địa kỹ thuật tại Việt Nam

6 nước ta, VĐKT được giới thiệu và bit đầu ứng dụng vio đầu những năm 90,

Đến năm 1996, Bộ Nông nghiệp và PTNT đã cho ban hành tiêu chuẩn ngành

1#TCN9I-1996 + 14TCN99-1996 về phương pháp thử cúc tinh chất cơ lý và sửdung VĐKT để lọc trong công trình Thuỷ lợi B nhiềucạnh ngành Thủy lợi t

nghành đã sử dụng, ngành Giao thông là nghành ứng dụng sớm vả nhiều, chủ yếu.

sử dụng VDKT lâm lớp phân cách lọc gia cổ nền đường

Một số công trình tiêu biểu tai Việt nam đã sir VĐKT làm cốt cho đt trong

những năm gần đây:

-I8 Lâm ting lạc, lit tắm bê tông lát khan cắp 1, cắp I hệ thống thuỷ nông Đô,

lương, Bái thượng trong dự án 1259VIE (SF) do ADB cho vay vốn, dự án bảo vệ

mãi ở công trinh AYUN Hạ, công tình Thạch Nham;

- Lâm dai phân cách lục cho lát mái và đáy hỗ xói như cổng Vàm hỗ, dự án

Hóc môn - Bình chánh:

- Năm 1995 Cty công trình GTVT 2 Hà nội đã sử dụng VĐKT trong công tác

nên đường Mới đây, VĐKT được sử dụng tại đường vào ciu Tân đệ (QL 10) và.nâng cắp QL 5

= Năm 2001 công trình Sông Cui tinh Long An đã sử dụng VĐKT trong gia cổ mang công Sông Cui

= Năm 2008, công trình Đập Yên Đồng, tinh Ninh Bình đã sử dụng VĐKT trong thân đập

- Năm 2010, công trình Để bao Mỹ Trang, tinh Quảng Binh da sử dụng VBKT

để trả nên để và thân để

- Năm 2009, Công trinh để biển Dim Nai, tinbNinh Thuận đã ứng dụng

VBKT trong nền để va thân để

~ VĐKT kết hop với đá làm ting lọc áp mái hạ lưu đập dit, cổng vùng tr

cho nhiều công trình tiên địa ban cả nước,

‘Tuy nhiên, công nghệ đất cốt VĐKT tại Việt Nam cũng vẫn còn mới mé Cin

có những nghiên cứu ứng dung công nghệ này trong các điều kiện tự nhiễn, kinh tẾ

- xã hội khác nhau Tránh lặp lại tinh trạng như sử dụng VĐKT làm chức năng lọc

và phân cách, mặc dã đã nhiều năm ứng dụng nhưng vẫn côn nhiễu tồn tai trong

công nghệ này đối với người thiế KẾ, thi công cũng như người quản ý và vận hành

công trình Các hãng VĐKT nước ngoài thường chỉ cung cắp thông tin kỹ thuậtnhằm mục đích để chao và bán hàng, không quan tâm nhiều đến tr vẫn đặc biệt chongười thiết kế Để khắc phục những vấn đẻ trên, cẳn phải có tống kết, đánh giá sau

hơn 20 năm ứng dụng và cin hơn có lẽ là nên nghiên cứu kỹ hơn vé việc ứng dụng VBKT vio xây dựng công trình đất

1.5 Định hướng nghiên cứu của luận văn

1.5.3 Nội dung của luận văn: bao gồm có 5 chương.

có cốt vi địa kỹ thuật

- Chương I: Tổng quan công nghệ;

“Tổng quan về dé trên nén đất yếu, các vấn đề cần giải quyết khi xây dựng dé trên

nều đất yên và giải pháp thường được sử dụng để giải quyét những vẫn đề này Tác giả

giới thiệu về công nghệ đất có cốt và VĐKT

~ Chương I: Cơ sử lý luận công nghệ đất có cốt và nh vs thế kế

cốt VĐKT, các tác dung của việc đưa VĐKT

'VĐKT Các tính toán thiết kế khi xử

“Các lý luận cơ sở về công nghệ.

vào trong khối đất Cơ chế trong tắc giữa đắt và

lý nên để và gia cổ thân để bằng VĐKT.

~ Chương III: Xác định một số thông số đầu vào bằng thí nghiệm.

Các tínghiệm xác định lực dính, gốc mast giữa vải và đất Thí nghiệm nghiên cửatrạng thai ứng sud biến dạng của mô ìnhvật ý đề có cốt VĐKT và để không có cốt VDKT

~ Chương IV: Thi công đê cốt vải địa kỹ thuật.

t VDKT Từ (Qui trình thi công các công đoạn trong công tác thi công đề

công tác đất, chuẩn bị, ải cốt VĐKT, khâu nỗi, neo vải, thị công nền đê, cáclớp đắt thân đẻ, cách thức neo vải trả vải gắp vai và những vin để cin chú ý

trong bảo quản và lấp đặt vải

~ Chương V: Ứng dụng vai địa kỹ thuật và cọc xi mang đất trong xây dựng công

p cổng Trà Linh Ltrình đê bao nỗ

GiGi thiệu sự cố công trình khi đang thi công đ bao nồi tiếp công Trà Linh I, kết

luận nguyên nhân sựcổ của các chuyên gia và phương án xi If của đơ vị thi

-20-did về tiếtkế của ác giả luận văn Cuối chương các tí tin ứng dụng ý huyết đã.rình bay ở chương II cho công trình đê bao nỗi tiếp cổng Trà Linh L

1.5.3 Phạm vi nghiên cứu

Lain vin tập trung nghiên cứu cho công trình đê trên nên đất yếu, tiêu biểu là vùng

đồng bing ven biển sông Hing Tai những nơi này, để hay bờ bao thường được xây

mg bằng chính vậtiệu dt mềm yếu của nền (vt gu tai chỗ)

“Các công nghệ tính toán, thiết kế và thi công của công nghệ đắp đê bằng dat có cốtVDKT trên nin đất yên

Nghiên cứu để cốt VĐKT trên mô hình số để làm rõ hiệu quả của công nghệ, bố trí

sốt đề hợp lý cho hiệu quả cao, xây hưng một sb quan hệ số phục vụ tính toán thiết kế:

Nghiên cứu ứng dụng kết quả nghiên cứu vào hạng mục đề bao nổi tiếp đoạn lòng

sống cũ (ừ C9 đến C12), Dự án Sta chữa nâng cấp cổng Trì Linh Ì

CHƯƠNG II

'CƠSỞ LÝ LUẬN CÔNG NGHỆ DAT CÓ COT VÀ TÍNH TOÁN THIET KE2.1 Cơ sở lý luận công nghệ đất có cốt

Như đã đỀ cập tại chương trước, có 2 nguyên nhân cũng là 2 đặc điểm cơ bản

của các loại đất yếu, đó là

1 Các chỉ tiêu kết edu dit yếu, cụ thể góc ma sit trong và lực dính nhỏ Có loại

cf lực đình tương đối thì góc ma sát gin như bằng không Digu này dẫn đn bản

chất đất là đất yêu;

2 Dễ bao hoà nu „ và lượng ngậm nước khi bao hoa lớn Điều này kim chođất vốn di đã yếu lại cùng yếu Bất cứ sự tăng tả nào cũng có thể làm tăng áp lực

nước lỗ ng Đối với đắt dính, nước ỗ rồng thoát rit chậm, áp lực nước lỗ rổng sẽ

tăng rit nhanh khi cỏ sự tăng ti bên ngoài Ấp lực nước lỗ ring đã bị tăng cao này

để gay mắt ôn định đắt nền và thân công trình,

Nhiễu công trình đường, đề, đập xây dựng trên nền đất yếu có độ lún lớn từ30% đến hơn 50% chiều cao của đất đắp Độ lún này lại »y tạ trong khoảng thời

gian không đài cùng với hiện tượng lún không đều có thể làm nứt gẫy hay sụp đỗ cả

sông tr chung, vin đỀ th công và én định côngh, gây hậu hoạ nghiêm trọng Nói

trình để rất khó đạt được đối với loại đất yếu này khi không có một công nghệ,

"Đã có nhiều nỗ lực tìm kiểm giải php, song phần lớn là ác giải pháp phù hợp,gia cổ bề mặt giải quyết "ngoại tang” Giải pháp làm ổn định khối dip phổ biển là

mở rộng mặt cắt (mái thoải hơn) và giải pháp giải quyết tiêu nước tăng quá trình cố.kết cho thân (như phơi đt, trộn với .) và nỀn (như đệm cit, cọc cát Các giảipháp này tương đối có hiệu qủa về mặt kỹ thuật, tuy nhiên chưa cao còn phức tạp,đất và thời gian thi công đồi Giải pháp đúng din là củ thiện được các chỉ tiêu kết

cấu đất, cụ thể là góc ma sát trong và lực dính, tăng tốc độ thoát nước lỗ rỗng, và

nếu có th, ải thiện phân bổ tải trọng tác dụng lên công trình kết hợp với bảo vệ be

mặt Để thỏa mãn các yêu cầu này, chỉ có thể là giải pháp g i quyết "nội tạng", tức

gia cường cốt đất và tiêu rút nước lỗ rỗng từ thân công trình Đó chính là ý tưởng.

hình thành công nghệ dit cổ cốt Vie ligu gia cường cốt đắc, hay nói gon là làm cốtcho đất, cần có khả năng chịu kéo tốt và sẽ cho hiệu quả cao hơn nhiều nếu có tính.dẫn nước tốt Và đồ lại là ÿ tưởng cho công nghệ đất ó cốt VĐKT ra đồi

“Chúng ta sẽ xem các tác dụng eu thể của VĐKT thông qua tương tác của Vai

và it như trình bẫy dưới đây

2.1.1 Cải thiện lực đính (c) và góc ma sắt trong (6):

Dưới tác dung của tải trong bên ngoài nễ trạng thấ ứng suit tại mỗi điểm bắt

kỳ trong khối đất đều thoả mãn điều kiện: + < ơtgo + e thì khối đất sẽ ổn định (cân

bằng điểm) Do đó để ổn định cho khối đắt ta cần có các biện pháp làm tăng giá trị

về phải của phương tình trên (otgo +)

DE giải quyết vin đỂ này, cần đưa thêm vào đắt các cốt Số lượng và sự sắpxép hợp lý các cốt giúp cho dit ting khả năng chịu kéo và tăng khả năng chẳngtrượt nhờ lực dính ma sát giữa cốt va đất

Hình 2-1 So đồ tính toán ôn định của khối đắt ở trạng thái giới hạn trong trường

hợp đất có cốt

S¡= o.dA.cosa; s=ØxdAaing; C= edA (lực dính)

T=øạ đÂ+ = nd A sin(6-B) (lực trong cổ);

trong đổ: — ơi, + các ứng suất trong mặt phẳng biển dang,

ca góc cắt ở trang thái gi hạn (hiện chưa bid

ộ- sốc nghiêng tạo bôi phương của cốt và phương của ơ,

dA di tích mặt cắt phân

S¡ + Csina- Reos(a.- 9) + TsinB = 0 (2)

Relye ma sit trong của dt

Ta chỉ xét trường hợp đơn giản khi f= 0, tức là khi các

phương ngang Có hai trạng thái giới hạn

1 Khi cốt mắt khả năng chịu lực và bị đứt

2 Khi cốt bị trượt trong đắt do thiểu lực ma sát giữa cốt và đấtTring hap 1: Trường hợp này xây ra khỉ oy = onTM, và lóc này [22] được viết

-4-Tit [24] cho thiy, đất có cất có góc ma sắt trong @ so với đất không có cất là

không đi, nhưng lại só lực kết nh lớn hơn so với đt không có cốt một dại lượng i

Ace

Trường hợp 2: Khi cốt bị trượt trong đất thi oy = fo,

Ở đây ụ > 0 và hệ số ma sát giữa cốt và đất, B= 0 nên có thể nhận 6,

khi đó;

(a)

hay: es 6uKa)-2e Ramo, ko, 4e9E Ì/ấm, (p) (25)

(mu, J

với: Kay =Ka-p

"Như vay trong trường hợp này, dit có cốt có góc ma sắt trong gx (góc ma sát

trong quy đổi khi có cốo lớn hơn góc ma sát trong @ của đất không có cốt:

= Kat uw _ I—K

¬ 1+ Ka

sing: inp và đồng thời cũng lam tăng lực dính kết e của đất

so với tường hợp dit không có cốt

© hình 2-2 đường nét đứt à giới hạn của ứng suất ở trạng thi giới han đối

với đất không có cốt Như vậy, đối với cả hai trường hợp 1 và 2 được mô tả trên.

hình thì vòng trồn Mohr còn xa mới đạt tối giới hạn của ứng suất trong trường hợp

đất được gia

-5-Hình 22 So sinh trang thải giới hạn của đất không có cốt với ai trạng th giới hạn

sửa đất cổ sốt

21.2 Cơ chế tương tác đắt với cốt

Co chế tương tác chủ đạo giữa đt với cốt liên quan đến sức cân do ma sắt,

sức kháng tải bị động và chuyển vị uỗn của cối Thực tẾ ảnh hưởng của chuyển vị uốn tới các đặc trưng của công tình đất là rit nhỏ nên theo Schlosser và Buhan

(1990) có thể bỏ qua Vĩ thể có thể đơn giản ho’ cơ chế tương tác Bat - Cốt nhưsau: Đỗ là sự trượt của đất trên cốt hay cơ chế cắt trực tiếp và kéo của cốt khôi đắt

hay cơ chế kếo,

Hình 2-3 thể fn một công trình đất điễn hình được xây dụng trên bở dốc

bằng đất được gia cổ vải sẽ thể hiện 2 cơ chế trương ác rên

Hình 2-3 Mai dốc gia cố điễn hình, mô hình tương tác cốt đất

Phin đoán mặt trượt hình 2-3 có thé sử dụng vòng cung trượt của Bishop, khả năng mặt bị phá hoại là CBD Cốt ở phía sau mặt phá hoại (A) sẽ chịu kéo, vị

sy mà cơ ch cắt trực tgp

1- Sức kháng cắt trực tiếp: là sức kháng cắt giữa đắt với di tích b& mặt phẳng

in cốt vải

‘Theo nghiên cứu của Jewell (1984) trong trường hợp tương tác giữa đất và

vai địa kỹ thuật, hệ số kháng cắt trực tiếp được tính theo công thức:

188 26)trọ

Trong đó: ọ- góc nội ma sit của đất từ thí nghiệm cắt trực tiếp,

-26-đi với đất rời, jim cho thấy góc ma sit giữa vải và đắt

gốc nội ma sit @ của đất

~ Trong tính toán thi chon vai để gia cổ đắt dinh, thưởng xác định

sắt giữa đắt và vải bằng thí nghiệm ma st, lục ma sắt bé mặt ip xúc,

2- Sức kháng kéo: La sức kháng do lực ma sát F xuất hiện

sat của cốt vải Độ lớn của sức kháng do ma sắt phụ thuộc vào góc ma sát bề mặt và

gia cường bằng VĐKT yê

Trong iu VĐKT phải có độ giãn

dài nhỏ, độ dan dai tối thiểu tại điểm phá hủy phải < 15% không kể là loại đắt nào Vai càng có độ dan dài thấp tại điểm phá hủy thi cảng dai hỏi có độ bền kéo cao.

hơn để chịu được lực tác dụng của tải trọng Đối với những công trình quan trọng.thường ding loại vải có độ bền chẳng kéo cao gắp 3 + 4 lần lực kéo thiết kế

Những yếu tổ sau diy ảnh hưởng đến sức chống trượt của lớp đất đắp được

gia cường bằng VĐKT

- Khả năng chịu lực của VĐKT

= Góc giữa mặt phẳng vải và mặt thẳng đứng (0)

- Lực ma sit giữa vải và đất

~ Sự dan dai của VDKT theo thời gian.

- Khả năng chống lão hoá của VĐKT,ứng suấUbiẾn dang trong trường hợp áp lực hông:

Người ta đã tiễn hành làm thí nghiệm với hai mẫu đất có

độ 20°C Các mẫu đất được gia ti với ti trọng theo cúc cấp độ khác nhau Một

mẫu đắt được tiến hành thí nghiệm cho phép nở hông và mẫu còn lại thì không cho

-27-phép nở hông aqua thí nghiệm cho ta biểu đồ quan hệ giữa thời gia và độ biển

dạng của hai mẫu đất này như đồ thị trên hình 2-4 và 2-5

(Qua ha biểu đồ này ta nhận thấy kh tải trọng tác dung lên mẫu còn nhỏ (dưới

30% tai trọng phá hoại) thi trong cùng một thời gian, độ biến dạng của 2 mẫu trên

6 sự khác nhau không lớn Tuy nhiên khi ting thêm ải trọng lên nữa (thé hiện trên

qỒ thị là đường tải trong = 40% tải trong phá hoại) người ta din có thể nhận thấy sự

khác biệt ngày cảng lớn giữa hai mẫu dat về độ biển dạng

“Tir nhận xét rên, tác giả luận văn nhận xét thấy khi sử dụng VDKT trong dipđất có cốt VĐKT thi chúng ta cuộn VĐKT ở hai đầu liên hiểu cao lớp đất rồi

ngược vio trong khôi dip nhằm mục đích tạo áp lực hông cho khối dip để không

cho phép nở hông khi đó sẽ giảm được biển dạng của khối đắp khi gia ti

Tình 2-4 Quan hệ biến dạng với thời gian của VĐKT từ thí nghiệm kéo dưới áp lực

đất ở 20" thí nghiệm nở hông

-28-Hình 2-5 Quan hệ biến dạng với thời gian của VĐKT từ thí nghiệm kéo dưới áp lực.

đất 6 20°, thí nghiệm không nở hông

2.1.4, Khả năng thắm và tiêu thoát trên mặt phẳng:

VDT là vật liệu xếp, có khả năng tip nhận và dẫn nước khi đặt vào tong

it (hình 2-6) Khả năng thoát nước trong mặt phẳng của VĐKT cho phép áp lực lỗhồng của đất tigu tan nhanh, cải thiện sự cổ kết và gia tăng sức kháng cắt của đất Vi

vây, cho phép thi công nhanh va an toàn hơn (theo Resl và Werner, 1986) So với.

loại vật liệu gia cường khác, b qui tip xúc bề mặt với đắt được cãi thiện hơn

Nhờ khả năng thắm và tiêu thoát của vải mã đất bão hoà nước sẽ giảm thấp ấp

lực nước lỗ rồng khi chịu tải dưới áp lực đất và tải trọng trong quá trình thi công Hình 2-7 biễu diễn dp lục lỗ rỗng giãm theo thi gian trong quá trình thi công tưởng

-29-chin đất có ct vii địa kỹ thuật

Hình 2-7 Số liệu do biểu của áp lực lỗ rồng trong qua trinh thi công tường chắn dit

2 Cải thiện cổ kết cửa đắt:

“Trong quá trình ép co của dit bio hoà nước, dưới tác dụng của tải trọng

hạt đất bị dich chuyển đồng thời nước bị ép thoát ra ngoài, lỗ rng của đất din bịthu hẹp và đất ngày cảng chặt lại Hiện tượng ấy gọi là hiện tượng cổ kết (ép co)

thắm,

Trong quá trình có kết thì điều kiện biên thuỷ lực đóng vai trở quyết định Do

6 khả năng din nước tốt nên VĐKT đóng vai trò như một mặt tiêu nước (bài toán

sổ kết một hướng) Lý thuyết cổ kết thắm cho phép tìm ra biểu thức của áp lực lỗ

rỗng Un đựa vào giá thiết saw

1 Tầng thắm đắt chỉ bị ép co một hưởng, do đồ nước trong lỗ rổng cũng chỉ

bị thoát theo một hướng.

2 Dit nền đồng nhất, bão hoà nước, vỀ mặt thuỷ lực nước liên thông với

3 Sự phat sinh khi cổ kết tuân theo định luật Darcy.

4, Trong quá trình cổ kết

~ Hạt đất coi như không thể ép co được;

~ Nước trong lỗ tổng không nên được;

- Hệ số thấm và hệ số ép co coi như không đổi

Phương trình vi phân cổ kết thắm một hướng có dạng

R38}

Trong đó: ©

Ding phương pháp phân ly biến số để giải với giả thiết

để, đập là thắm vô hạn thì mức độ cổ kết trung bình được tính như su

t- thời gian (giây, s)

h chiều dài đường thắm lớn nhất (chiễu diy lớp đất đắp)'Cv- hệ số cỗ kết xét với dòng chảy thing đứng (m‘/s)

Hình 2-8 biểu diễn quan hệ giữa Tv với U, Từ tham số thời gian có thể tính

cđược thời gian cổ kết t như sau:

Như vậy, với việc chia H ra nhiề lớp (chiều diy mỗi lớp bi đã làm cho chỉ số

Ty ting lên, điều đó cũng có nghĩa là khả năng cổ kết giữa các lớp đất (Ui ting) tăng dẫn đến tang én định các lớp đất và tăng én định toàn khối dip khi xét cũng

thời gian cổ kế Cũng từ hình 2-8 cho thấy, với cùng chi số thời gian Tv nhưngtrong một lớp dat đắp (hi) có hai mặt thoát nước (hai lớp vải) thì khả năng cổ kếtcũng lớn hơn trường hợp có một mặt thoát nước Chỉ số thi gian Ty cũng tăng lên

tết tăng (t tăng) Tuy vậy, việc tăng số lớp cốt (n)

ết (U) là bài toán kinh té - kỹ thuật đôi hỏi

kế cần xem xét khi chọn các trị số n, t và U,

khi thời gian chờ các lớp đất c

hay thời gian cổ kết (t) để tăng độ cố

người th

vì IS |

3 Cho phép thi công nhanh và an toàn:

“Cốt trong khôi đắt cải thiện tính cổ kết do tự thoát nước của đắt không chỉ có ý

nghĩa trong việc tăng khả năng chịu lực (an toàn hơn) mà đặt biệt có ý nghĩa trong việc tăng tiến độ thi công Hình 2-9 thé hiện về mặt nguyên tắc ý nghĩa này.

ính, thời gian đông đập) tăng tuy

Diy là tường hợp trong tải (cường độ lễ

kết cần được giá thết bắt đầu từ giữa của thời đoạn dip,

Độ nghiêng của các đường thé hiện trong hình 2-9 chính là tốc độ đắp hữu

hiệu, phụ thuộc vio phương tiên dùng trong thi công (ở đây gi thết la cũng loại)

và khả năng cổ kết của đắt dip Đường nét liền là trường hợp không có cốt VĐKT,

L VĐKT, Ta thấy

1 chỉ tăng tốc độ dip đập hữu hiệu mà còn giảm thôi

đút là trường hợp có rõ, khả năng cổ kết của đất khi

cđược cải thiện (do có vải) khí

gian chờ để dip lớp tiếp theo (u°< 0).

hh3

h2

⁄

hl

⁄ Z

1 , |HỊH t

ty

lãi

Hình 2-9 Quan hệ chiều cao dp va thời gian khi sử dụng VDKT, khi tải trong tăng

tuyển tính

LẺ

2.2.1 Nữ lý nền và gia cổ thân đê bằng vải

Lính toán thiết kế xử lý nền và gia cố thân đê

la kỹ th

Bảng 1.1 của chương 1 đã nêu một số biện pháp thích hợp ga cổ nền đất yếu và

thân để dip bằng đắt ếu Trong các biện pháp đó có phương pháp xử lý bằng đất có cốtbằng vải địa kỹ thuật Để xử lý nên và gia cổ thân đ ta có thể xửlý bằng vải địa kỹ thuậthoặc bằng cách kết hợp vải địa kỹ thuật với các phương pháp xử lý nền khác Hình vẽ 2-

10 giới thiệu phương pháp xử lý nền và thân đ bằng vả địa kỹ thuật, phương pháp nàythường được ky su thiết kế áp dụng khi nỀn xử lý không sâu và cằn xử lý rong thời gian

ngắn Trong hình 2-11 là phương pháp xử lý kết hợp giữa vải dia kỹ thuật trong gia thân đề và cọc xi măng đất trong xử lý nền để, Ui điểm của phương pháp này là có thể

cấp dụng cho loại nền đất yếu sâu và nền có thể chịu được tải trọng lớn, tuy nhiên thi công

Hình 2-10 Mặt cắt diễn hình gia cổ nên và thân để bằng vải DK

(thường áp dụng cho loại nén nông)

-38-Lad

Hình 2-11, Mặt cắt dién hình gia cổ nền bằng cọc XMD va thin để bằng vải KT

(thường áp dụng cho loại nền sâu)

“Trong khuôn Khổ của luận văn này tác giả luận văn sẽ trình bay lý thuyết tính

toán về phương pháp xử lý nền bằng cọc xi măng dit và thân để bằng vải địa kỹ

thuật và sẽ áp dụng lý thuyết tính toán này vào tính toán thực «é tại công trình công

“Trả Linh I trong chương V.

Cụ thể, tác giả luận văn xin trình bay cách xác định các thông s inh để xứ

lý đê đắp bằng đất yêu trên nền đất yếu với biện pháp xử lý nền bing cọc xi mang

đất và gia cổ thân để bằng vai địa kỹ thuật

Các chỉ tiêu cơ lý của đắt đắp và nền đề là các thông số đầu vào sẽ được kỹ sưthiết kế xác định trong phòng thí nghiệm Các thông số kỹ thuật chính được xácđịnh như trình bay dưới day

3.2.2 Gia cố nền bằng cọc xi măng đất:

2.2.2.1 Tinh toán khả năng chịu t của nhóm cọc

‘Theo quan điễm vé kinh tế, khoảng cách giữa các cọc liễn sàng lớn cảng.

rẻ Nếu các cọc được bổ trí theo lưới 6 vuông thì khoảng cách lớn nhất giữa các

cọc (s) sẽ là

= 241

\ Garth a8

Trong đó

K2 5

(Q,- khả năng chịu ti cho phép của mỗi cọc trong nhóm cọc;

fy - hệ số riêng đối với trọng lượng đơn vị của đất,

+ -rọng lượng đơn vị của vật liệu đắt dip

Ving đồng cọc xi măng đất phải được mở rộng đỀn một khoảng cách vượt ra

ngoài mép vải nền đắp dé đảm bảo bat ky sự lún lệch nào hoặc sự mắt ôn định nào.

(hình 2.126),

ở bên ngoài vùng đóng cọc sẽ không ảnh hưởng đến đính nề:

Giới hạn mép của mỗi cọ ngoài đã được xác định theo công thức:

2.2.23 Tải trong thẳng đứng W và lực kéo Tụ của vải

'Các tải trọng thing đứng của thân đê được truyền đến các mũ cọc (hình 2.14)

Để bảo đâm các biến dang chênh lệch cục bộ không xảy ra trên mặt nền đắp thi

người ky su thiết kế nên tuân thủ mỗi liên hệ dưới đây giữa chiều cao nén đắp va

khoảng cách giữa các cọc liên kÈ

Do có sự khác nhau đáng kể về các đặc trumg biển dạng giữa cọc và dit yếuxung quanh cọc nên phân bổ ứng suất thẳng đứng qua diy nén dip sẽ không đềuViệc tạo vòm đất giữa các mũ cọc liền kể nhau sẽ khiển cho ứng suất (áp lực) trên

mi cọc lớn hơn tiên móng đắt xung quanh Tỷ số giữa áp lực thing đúng trung

-36-bình ở đáy nên dip ˆ“ có thé được dự tính bằng cách áp dụng công thức của

Marston:

(0-14) 0-15)

“Trong đó

P + Ấp lực thẳng đứng trên các mũ cọc;

Ø", - áp lực thắng đứng trung bình đã nhân hệ số ở day nền đắp

‘Tai trọng phân bổ cho cốt nằm giữa các mũ cọc liền kề chịu (Wr) có thể được

-37-W,6=a) fj, 1

Te oa Ve (18)

Phương trinh (2-18) có 2 ẩn số là Ty va c, Bing cách xem xét đến độ giãn dài

lớn nhất cho phép trong cốt và nhờ biến các đặc trưng lực - bién dang của cốt ở các

lực tác dụng khác nhau, sẽ giải được Typ Lực kéo Ty, phát sinh cùng với việc

cốt bị biến dang dưới trọng lượng của khối đất dip đề Điều này thưởng xảy ratrong suốt qué tỉnh xây dựng đề nhưng trong tỉnh hudng nếu cốt không có thể

biến dang trong khi thi công thi cốt sẽ không chịu tải trọng tác dụng cho đến khi

Le

Mũ cọc _/ i

“Coc

Cốt day tang cường

Hình 2.14 Các thông số được dùng khi xá định Tự,

-38-3/234 Trugt ngang

Cốt phải chịu lực ngang gây ra do trượt ngang Lực nảy phải đợc tạo ra tương.ứng với lúc biển dạng bằng chuyển vị ngang cho phép của cọc, do đó loi trừ sự

cần thiết phải làm các cọc nghiêng Lực kéo mà cốt cần phải có Tạ, để chịu tác

dụng diy ra phia ngoài của đất đắp sẽ là:

Tạ, =0,5K,(f,ÿH + 2f,q)H @-19)

“Trong đó

lu ~ lực kéo trong cốt (cho 1 m dài nên dip) ein phải có để chịu diy

ngàng do vật liệu dip;

., - hệ số áp lực đất chủ động

K C45" - g'2/2)H- chiều cao của nền dip;

- trọng lượng đơn vị của vật liệu dip nền;

dạ, cường độ tải trọng ngoài trên định,

1i, hệ số ti trong riêng về trong lượng đơn vị của đất;

,- hệ số tải trong riêng áp đụng cho tải trọng ngoài

L, vật liệu đắp nền phải không trượt trên

Để làm phát sinh lực kéo Tụ, trong cốt

cốt ra phía ngoài (hình 2.15) Để ngăn chặn trượt ngang, chiều dải neo bảm tối

thiểu L phải thoả mãn điều kiện sau:

{,- hệ số riêng xét đến hậu quả phá hỏng về mặt kin tế:

h~ chiều cao trung bình của vật liệu dip trên chiều dài cốt ting cường Le:+ hệ số tương tác biểu thị liên hệ giữa góc neo bám của vật liệu dip và cốt

với tang

9 2, Bốc ma sắt của vật u dip nền lúc có bi dang lớn trong các,

ứng suất hữu hiệu;

1„„ - hệ số vật liệu phần áp dụng cho tang’.

2.2.2.5, Sức neo bầm của vải địa kỹ thuật trai trên đầu cọc

Cốt gia cường phải có đủ sức neo bám với đất liễn kể từ bên ngoài cing củavùng đóng cọc Yêu cầu nảy nhằm đảm bảo cho lực kéo lớn nhất ở trạng thai giớihạn có thể có điều kiện phát sinh (theo chiều rộng và đãi của nền dip) giữa hai dãycọc ngoài cùng Theo chiều rộng của nền đắp, cốt phải được trải rộng đủ một

khoảng cách Ly kể từ mép mũ day đọc ngoài cùng ra phía ngoải

-40-¿ - chiều dài neo bám của cốt cần có ke tr mép mũi diy cọc ngoài cùng

= phía

ngoài theo chiều bề rộng dip:

,- hệ số tiêng xét tới hậu quả phá hoại về kính tế:

{,- hệ số tiếng ấp dụng cho sức kháng kéo tuột của cốt;

Tạ - lực kéo đã nhân hệ sé được xác định theo công thức (2-18);

Tạ, - lực kéo đã nhân hệ số được xác định theo (2-19);

h chiều sao rung bình của vật liệu dp trên chiề di eo bám;

~ trọng lượng đơn vị của vật liệu đắp;

a, hệ số tường tác có liên quan đến góc neo bám gia ct và đất ápdụng chotang’ trên một mặt của cốt,

a, - hệ số tương tác có liên quan đến góc neo bim gita ct và đất áp

dụng cho.

tang rên mặt kia của cốt

f= hệ số ậtiệu riêng phn áp dụng cho tang’

Doe theo chiều dài nền đắp cốt cũng phái được trải rộng đủ một khoảng cách

L¿ kể từ mép mũi day cọc ngoài cùng:

LAT,

tang, tang

Sow to

Tuy thuộc vào dang hình học của đất đắp, có thể khó bảo dam đủ chiều dài

neo bám kể từ biên ngoài cùng của cọc do phải giữ cốt thẳng hing ngang Một giải

pháp cho vẫn để này là dùng một day r9 đá làm thành một khối dy dọc định củadiy cọc ngoài, cốt rải bọc lấy dãy ro đá và gập trở lại vào trong vật liệu đắp để

triển khai đủ chiều dai neo bám cin thiết