vấn đề tính toán lựa chọn tờng chắn đất hợp lý trong xây dựng đờng ô tô ở Lo ThS. Xay nha vong - vi khon Bộ môn Đờng ôtô v sân bay Khoa Công trình - Trờng Đại học GTVT Tóm tắt: Trên cơ sở phân tích đặc điểm địa hình địa chất, vật liệu xây dựng, hiện trạng xây dựng đờng ô tô ở Lo, tác giả đề cập vấn đề tính toán, lựa chọn loại hình tờng chắn đất hợp lý v đặt vấn đề xây dựng bi toán thiết kề tối u tớng chắn đất. Summary: Based on the features of topography, geography, construction material, road construction existing in Laos; this article proposes the solution for calculating - selecting appropriate types of retaining walls and raising the issue of optimized retaining wall design . i. đặc điểm địa hình địa chất v hiện trạng xây dựng đờng ô tô ở chdcnd Lo Lào là quốc gia duy nhất ở khu vực Đông - Nam á không có biển; núi non hiểm trở chiếm tới 2/3 diện tích cả nớc, núi cao nhất tới 3000m. Sông Mê Kông là sông lớn nhất ở Lào chạy suốt từ Bắc đến Nam có chiều dài khoảng 1865km, tạo nên vùng bình nguyên có chiều cao dới 200m chiếm khoảng 20% của diện tích cả nớc. Để bắt nhịp với trình độ phát triển chung của khu vực, Nhà nớc Cộng hoà dân chủ nhân dân Lào đang tăng cờng đầu t phát triển cơ sở hạ tầng giao thông vận tải; nhiều tuyến đờng đợc làm mới hoặc nâng cấp cải tạo. Do đặc điểm địa hình, các tuyến đờng ô tô ở Lào thờng phải bám theo sờn núi, phải men theo thung lũng sông và do vậy thờng phải đào sâu, đắp cao; mặt khác việc xây dựng đờng còn bị chi phối bởi điều kiện thiên nhiên nghiệt ngã, các tầng đất đá bị phong hoá mạnh mẽ cùng với điều kiện địa chất thuỷ văn bất lợi làm cho hiện tợng sụt trợt xảy ra thờng xuyên trên các tuyến đờng; đặc biệt trong mùa ma lũ. Nhằm đảm bảo ổn định của công trình đờng ở Lào đã phải tiến hành xây dựng gần ngàn tờng chắn; đa số các tờng chắn thờng là tờng chắn trọng lực đá xây, bê tông cốt thép hoặc rọ đá, trong đó tờng chắn đá xây là loại hình phổ biến hơn cả. Tờng chắn thờng đợc bố trí ở những vị trí trọng yếu của tuyến đờng. Là công trình chịu tác động bởi rất nhiều điều kiện phức tạp; tuy vậy đến nay ở Lào vẫn cha có tiêu chuẩn thiết kế tờng chắn; ngay đến cả ở Việt Nam thì tiêu chuẩn thiết kế tờng chắn trọng lực cũng đợc ban hành từ năm 1963, các loại tờng chắn rọ đá, vải địa kỹ thuật thờng đợc tính toán thiết kế theo hớng dẫn của nhà sản xuất. Nội dung tính toán thiết kế tờng chắn chắn đất khá phức tạp, loại hình tờng chắn và kích thớc tờng chắn cũng rất đa dạng, bởi vậy các kỹ s t vấn thờng thiết kế theo định hình, nói chung kích thứơc mặt cắt ngang tờng thờng khá lớn (với tờng cao 5 - 6m bề rộng đáy tờng đạt đến 4m? vật liệu đá xây, mác vữa, đất đắp sau tờng cũng cha đợc xét đến chi tiết và đầy đủ khi xác định kích thớc tờng; bởi vậy dĩ nhiên sẽ còn lãng phí và giảm độ tin cậy của đồ án thiết kế. Số lợng công trình tờng chắn đất đợc áp dụng ở Lào khá lớn, bởi vậy vấn đề nghiên cứu tính toán, lựa chọn tờng chắn đất hợp lý cho CHDCND Lào lại càng có hiệu quả và là một vấn đề thực sự có ý nghĩa khoa học và thực tiễn cấp thiết. ii. các loại tờng chắn đất thông dụng trong xây dựng đờng ô tô 2.1 Tờng chắn trọng lực Tờng chắn trọng lực là loại tờng chắn thông dụng và đợc áp dụng từ rất lâu đời, bởi lẽ nó khá đơn giản về mặt cấu tạo, sử dụng đợc nhiều loại vật liệu khác nhau nh gạch, đá, bê tông, thờng là các vật liệu sẵn có tại chỗ; có độ bền khá cao, chống chịu tốt các điều kiện phức tạp của tải trọng, tự nhiên, khí hậu. Tuy nhiên loại tờng này thờng yêu cầu khối lợng vật liệu khá lớn - Chỉ xây dựng đợc ở những vùng đất tốt, ở những vùng đất yếu thì phải có biện pháp xử lý móng; tiến độ thi công thờng chậm, khả năng lọc thấp. 2.2. Tờng chắn rọ đá Tờng chắn rọ đá đợc cấu tạo từ việc liên kết các loại rọ đá khác nhau: Rồng đá, rọ đá hình trụ, rọ đá 6 cạnh Cấu tạo các rọ đá là đơn giản để chế tạo và định hình có thể sản xuất công nghiệp trong các nhà máy. Là kết cấu trọng lực thờng bằng đá xếp tờng chắn rọ đá có khả năng chịu lực khá tốt, ngoài ra còn có đăch tính thấm lọc nớc cao và áp dụng thích hợp khi chịu tác dụng chấn động. Tờng chắn rọ đá có giá thành tơng đối rẻ, công nghệ thi công khá đơn giản. Tuy nhiên độ bèn của tờng chắn rọ đá không thật cao và thờng bị chi phối bởi độ bền của thép làm rọ. 2.3 Tờng chắn đất có cốt Là kết cấu loại neo bao gồm vật liệu là đất và các phần tử chịu kéo đặt trong đất nh cốt bằng thép, bê tông xi măng, lới thép, lới vải địa kỹ thuật trong đó phổ biến hơn cả thờng là cốt vải địa kỹ thuật. Loại tờng chắn này có thể đợc xây dựng trên các loại địa hình khác nhau; tờng có cấu tạo khá đơn giản, công nghệ thi công không quá phức tạp, thời gian thi công nhanh, khi phối hợp với các loại hình tờng chắn khac nhau, vải địa kỹ thuật còn có chức năng lọc nớc tốt; tuy nhiên các lớp vải địa kỹ thuật thờng bị lão hoá, không thể bền lâu dới tác dụng của tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời. III. lựa chọn tờng chắn đất hợp lý trong xây dựng đờng ô tô ở Lo 3.1. Về lựa chọn loại hình tờng chắn hợp lý 3.1.1 Chiều cao tờng chắn Tờng chắn có chiều cao dới 3m. Loại tờng chắn đất này, thờng áp dụng làm tờng phòng hộ để dùng trong trờng hợp mái dốc đá nhiều khe nứt, nhiều mặt vỡ và độ dốc tơng đối lớn (từ 1 : 0,5 - 1 : 0,1). Tờng phòng hộ chịu áp lực đất không lớn mà chủ yếu chịu trọng lợng bản thân nh: tờng đá xây, tờng đá xây bê tông mác thấp và tờng rọ đá. Tờng chắn đất có chiều cao từ 3 - 6m. Loại tờng chắn đất này, thờng áp dụng làm tờng chắn đất phòng chống sụt trợt cho mái taluy đào và mái taluy đắp của nền đờng nh: tờng chắn xây đá hộc, tờng chắn đất bê tông cốt thép, tờng rọ đá và tờng chắn có cốt vải địa kỹ thuật. Lu ý: Tờng xây đá hộc, tờng chắn bê tông cốt thép và tờng rọ đá khi áp dụng phải đặt trên nền ổn định và phải xử lý nền móng cho tốt. Tờng chắn đất có chiều cao từ 6 - 10m. Loại tờng chắn đất này, thờng áp dụng làm tờng chắn đất phòng chống sụt trợt cho mái taluy đào và mái taluy đắp của nền đờng nh: tờng chắn rọ đá và bê tông cốt thép (tờng bê tông cốt thép ít dùng vì không kinh tế). áp dụng hai loại tờng chắn trên, thì nền đặt móng tờng phải rất ổn định. Tờng vải địa kỹ thuật đợc áp dụng cả trên nền đất yếu. Tờng chắn đất có chiều cao từ hơn 10m. Thờng đợc dùng ở nơi có địa hình tơng đối phức tạp cần phải đắp rất cao hoặc áp dụng trong các công trình đặc biệt, trong những trờng hợp nh vậy, ngời ta có thể áp dụng phối hợp cả tờng chắn trọng lực và vải địa kỹ thuật. 3.1.2 Điều kiện cung cấp vật liệu tại chỗ Để xây dựng tờng chắn đất đòi hỏi một khối lợng vật liệu khá lớn, do vậy không thể không lu ý đến yếu tố ảnh hởng quan trọng đến giá thành công trình đó là nguồn cung cấp vật liệu, khả năng và thiết bị thi công. Lào là một quốc gia có nguồn vật liệu đá khá phong phú, giao thông còn kém phát triển, bởi vậy kỹ s t vấn khi thiết kế tờng chắn đất rất cần u tiên giải pháp áp dụng tờng đá xây, tờng rọ đá để tiết kiệm chi phí xây dựng đờng. 3.1.3. Về khả năng chịu tải của đất nền Nh đã phân tích trên, tuỳ theo sức chịu tải của đất nền, loại hình tờng chắn đợc lựa chọn có thể là tờng trọng lực (khi đất nền tốt) hoặc kết hợp dùng vải địa kỹ thuật (khi đất nền yếu) Trên cơ sở phối hợp các yếu tố về chiều cao tờng chắn, điều kiện cung cấp vật liệu tại chỗ (chủ yếu là đá), sức chịu tải đất nền và đặc tính làm việc của các loại hình tờng chắn, chúng tôi sơ bộ kiến nghị lựa chọn theo bảng1; (dấu + là kiến nghị sử dụng, dấu - kiến nghị sử dụng nhng trong điều kiện cần thiết và có sự phân tích lựa chọn, dấu 0 là không kiến nghị sử dụng). Bảng 1. Kiến nghị áp dụng loại hình tờng chắn đất Chiều cao tờng yêu cầu Đất nền Loại hình tờng chắn <3 (m) 3 - 6 (m) 6 - 10 (m) >10 (m) Nơi có nhiều đá Nơi hiếm đá Tốt Trung bình Yếu Tờng chắn đá xây + - - 0 + 0 + - 0 Tờng chắn BTCT - + + - - + + - 0 Tờng chắn rọ đá + + + + + 0 + + - Tờng chắn có cốt (vải địa kỹ thuật ) - + + + + + + + - Để lựa chọn đợc tờng chắn đất hợp lý, ngời kỹ s t vấn thiết kế phải cân nhắc các yếu tố: về tải trọng, cấp hạng kỹ thuật của đờng, chiều cao tờng chắn, sức chịu tải của đất nền, điều kiện tự nhiên, khí hậu, địa hình, địa chất thuỷ văn, nguồn cung cấp vật liệu tại chỗ, loại đất đắp sau tờng, năng lực của các đơn vị thi công để lựa chọn loại hình tờng chắn đất hợp lý; kết hợp tính toán thiết kế để xác định kích thớc hợp lý của tờng chắn đất. Nội dung tính toán nh vậy khá phức tạp, đòi hỏi khối lợng tính toán lớn, yêu cầu phải đợc giải quyết bằng tự động hoá tính toán; những vấn đề liên quan chúng tôi xin đợc đề cập chi tiết hơn trong những bài báo tiếp theo. Tài liệu tham khảo [1]. Phan Tờng Phiệt. áp lực đất và tờng chắn đất. NXB Xây dựng. Hà nội, 2001. [2]. Nguyễn Khánh Tờng. Rọ đá trong các công trình thuỷ lợi, giao thông, xây dựng. NXB Xây dựng. Hà nội, 2001. [3]. UBKTCB Nhà nớc Việt nam. Quy phạm thiết kế tờng chắn đất QP 23 65. NXB Xây dựng. Hà nội,1965. [4]. Xay nha vông Vi khon. Nghiên cứu lựa chọn loại hình tờng chắn đất thích hợp trong xây dựng nền đờng ô tô vùng núi ở CHDCND Lào. Luận văn Thạc sỹ KHKT. Đại học GTVT. Hà nội, 2003 . vấn đề tính toán lựa chọn tờng chắn đất hợp lý trong xây dựng đờng ô tô ở Lo ThS. Xay nha vong - vi khon Bộ môn Đờng tô v sân bay Khoa Công trình - Trờng Đại học. cơ sở phân tích đặc điểm địa hình địa chất, vật liệu xây dựng, hiện trạng xây dựng đờng ô tô ở Lo, tác giả đề cập vấn đề tính toán, lựa chọn loại hình tờng chắn đất hợp lý v đặt vấn đề xây dựng. hoá, không thể bền lâu dới tác dụng của tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời. III. lựa chọn tờng chắn đất hợp lý trong xây dựng đờng ô tô ở Lo 3.1. Về lựa chọn loại hình tờng chắn hợp lý 3.1.1