phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng neowebtm (lv)

MỞ ĐẦU * Tính cấp thiết của đề tài Công nghệ gia cố nền đất nói riêng hay thiết kế móng nói chung ở nước ta đang trong quá trình phát triển mạnh cùng với xu thế chung của ngành xây dựng cũng như nền kinh tế thị trường. Việc phát triển và đa dạng hóa kỹ thuật và công nghệ xây dựng là điều tất yếu. Ở các nước phát triển dù đã khá hoàn thiện về công nghệ thi công nền móng công trình nhưng việc thiết kế móng và gia cố nền đất vẫn rất được chú trọng nghiên cứu vì nó là một phần vô cùng quan trọng của thiết kế thi công xây dựng công trình. Trong những năm gần đây do điều kiện hội nhập ngày càng sâu rộng, các công nghệ xây dựng xâm nhập vào Việt Nam ngày càng nhiều, điều đó là tất yếu đối với một nước đang phát triển và trong quá trình hoàn thiện ngành xây dựng như nước ta. Chúng ta vẫn chưa có bước đột phá về công tác thiết kế sáng tạo trong thi công xây dựng, chưa đáp ứng đủ cho sự phát triển của các công trình xây dựng ngày càng lớn mạnh, các công trình đặc biệt, công trình cao tầng đa số là các nhà thầu nước ngoài thực hiện thiết kế và thi công. Vậy nhập và chuyển giao công nghệ là một bước đi phù hợp và khả thi với chúng ta hiện nay. Đối với nước ta và đặc biệt là với các tỉnh miền núi như tỉnh Yên Bái, công tác thiết kế và sử lý móng chưa phát triển và gặp nhiều khó khăn do điều kiện kinh tế xã hội, địa hình núi đồi và thời tiết thất thường. Phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM là một công nghệ hết sức phù hợp với tỉnh Yên Bái nói riêng và các tỉnh miền núi phía bắc nói chung. Công nghệ này không phức tạp về thiết kế, thi công và khả năng cung ứng vật liệu cũng như nguồn nhân lực đơn giản, có thể tận dụng vật liệu địa phương, vật liệu có sẵn giúp giảm giá thành sản phẩm, thích hợp với các tỉnh chưa phát triển về kinh tế, mức đầu tư, công trình giá trị chưa cao mà vẫn đảm bảo hiệu quả về mặt sử dụng và bảo trì. Không những thế, thi công công nghệ 1 NEOWEB còn rất đơn giản, rút ngắn thời gian thi công, thích hợp với điều kiện khí hậu mưa nắng thất thường như các tỉnh miền núi nước ta, mặt khác giảm thời gian thi công là giảm giá thành xây dựng, đó là một lợi thế không hề nhỏ. Tính hữu dụng của công nghệ này còn thể hiện ở chỗ thích hợp cao với địa hình miền núi, nơi có nhiều đồi, vách cao, sông ngòi ngoằn nghèo hiểm trở, sử dụng nhiều công trình giao thông đồi núi, công trình thủy lợi phức tạp về địa hình, mái dốc taluy, độ dốc cao và phức tạp. Áp dụng tốt cho các loại đường giao thông dân dụng vùng sâu vùng xa, bớt quá trình và công đoạn vận chuyển, đơn giản hóa thi công và đào tạo nhân lực, thích hợp với vùng chưa phát triển về kinh tế xã hội cũng như trình độ kỹ thuật xây dựng. Với những ưu điểm vượt trội trên, công nghệ gia cố nền đất bằng phương pháp ô ngăn hình mạng NEOWEB sẽ hứa hẹn một tương lai phát triển sáng ngời trong tương lai gần nếu được áp dụng. Giúp cho sự phát triển về xây dựng nói riêng và đặc biệt là kinh tế xã hội nói chung, tiến tới sự cân bằng phát triển trên toàn lãnh thổ Việt Nam, đó cũng chính là mong ước của em khi chọn đề tài nghiên cứu này. * Mục tiêu nghiên cứu - Tổng quan về công nghệ gia cố nền đất ở Việt Nam và các nước trên thế giới. - Tổng quan về phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB. - Tính toán gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB. - Phương pháp thi công gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB trong các công trình giao thông, công trình thủy lợi, và các công trình khác. 2 - Ứng dụng công nghệ này trong điều kiện cụ thể: áp dụng tại địa phương cụ thể là tỉnh Yên Bái. * Phương pháp nghiên cứu Trong luận văn dùng hai phương pháp nghiên cứu là phương pháp lý thuyết và phương pháp thực nghiệm. Nghiên cứu lý thuyết: tổng hợp phương pháp tính toán ô lưới, vật liệu chế tạo sẵn, vật liệu chèn lấp trong công nghệ NEOWEB TM . Nghiên cứu thực nghiệm: Phương pháp thi công công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM trong các công trình giao thông, thủy lợi và các công trình khác. Ứng dụng công nghệ này trong điều kiện vùng cụ thể tại tỉnh Yên Bái. * Đối tượng nghiện cứu và phạm vi nghiên cứu Đối tượng nghiên cứu là phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM . Phạm vi nghiên cứu: Phương pháp tính toán gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM , phương pháp thi công gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM , bài toán ứng dụng công nghệ này tại địa phương cụ thể là tỉnh Yên Bái. * Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài Cơ sở lý luận của luận văn chính là cơ sở tính toán phương pháp, cơ sở của biện pháp thi công và cơ sở ứng dụng thi công xây dựng. Trong quá trình thực hiện sẽ trình bày lần lượt theo chương mục đề cương. Từ vấn đề chung đến riêng từng chi tiết, tính toán đến thực hiện, tính toán chế tạo sẵn tới thi công ngoài hiện trường. Áp dụng tối ưu đến áp dụng cụ thể, áp dụng tại địa phương cụ thể là tỉnh Yên Bái. Xây dựng cơ sở cho lý thuyết và thi công thực tế ngoài hiện trường. 3 NỘI DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TM 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống ô ngăn hình mạng NeowebTM là mạng lưới các ô ngăn hình mạng dạng tổ ong được đục lỗ và tạo nhám. Các mạng lưới ô ngăn hình mạng tổ ong lien hợp được liên kết chặt chẽ với nhau sẽ phân bố tải trọng trên một diện tích rộng hơn, tạo ra một lớp đệm ba chiều có cường độ chụi uốn và độ cứng cao. Lớp đệm này làm giảm độ lún thẳng đứng trong nền đất yếu, nó cải thiện được sức chống cắt và tăng cường độ chụi tải của kết cấu. Hình 1.1 Ô ngăn Neoweb [1] Khi chèn lấp vật liệu, một kết cấu liên hợp địa kỹ thuật bao gồm các vách ngăn và vật liệu được tạo ra, với các đặc tính cơ – lý địa kỹ thuật được tăng cường. Là một kết cấu linh động chịu được sự biến đổi lớn của nhiệt độ môi trường từ -70oC đến +90oC . Độ bền cao đạt từ 50 - 100 năm trong môi trường khắc nhiệt nhất. Đảm bảo làm việc ổn định, không thay đổi tính chất cơ lý của đất và vật liệu chèn lấp, giữ cường độ và độ bền ổn định trong môi trường thay đổi.[1] 4 Hình 1.2 Hệ thống ô ngăn cách Neoweb [1] Hệ thống Neoweb TM là công nghệ phân tách, ổn định và gia cố nền đất được phát triển và thương mại hoá bởi Công ty TNHH Địa Trung Hải PRS – Israel. [1] * Phạm vi áp dụng giải pháp NeowebTM. Hệ thống NeowebTM được áp dụng trong rất nhiều lĩnh vực: • Xây dựng kết cấu áo đường ô tô, gia cố nền đường sắt, gia cố nền sân bay, nền sân kho hay móng nông trên nền đất yếu v.v • Gia cố các hệ thống kênh mương, mái đê và bờ kè v.v • Bảo vệ các mái dốc chống sạt lở và xây dựng tường chắn đất, mái taluy, mái nghiêng, mái dốc với độ dốc phức tạp v.v • Gia cố xây dựng các hồ chứa nước, hồ thủy điện thủy nông v.v • Gia cố, xây dựng nhiều loại móng nông, móng sâu khác như mố trụ cầu, móng hầm vượt và nhiều loại móng khác. 5 Hình 1.3 Áp dụng giải pháp Neoweb [1] • Ưu điểm của giải pháp Neoweb TM * Về mặt kỹ thuật: Đảm bảo được mọi yêu cầu kỹ thuật của các công trình. Sản phẩm đạt các tiêu chuẩn hàng đầu trên thế giới (ISO 9001:2000) [1]. Các giải pháp được thiết kế bởi: các chuyên gia hàng đầu trong lĩnh vực gia cố nền đất, đảm bảo độ tin cậy thiết kế cao. Vật liệu chế tạo sẵn được tính toán trong phòng không phải thực hiện hiện trường nhiều, gia công trong nhà máy chính vì vậy đảm bảo được chất lượng và độ chính xác cao của kết cấu, chất lượng của vật 6 liệu ô lưới. Mặt khác độ bền vật liệu NeowebTM cao từ 50 – 100 năm [1], [11], [12], là vật liệu polyme tổng hợp thích ứng với môi trường khắc nhiệt, khả năng chóng trọi môi trường thay đổi cao do đó làm tăng tuổi thọ công trình, giảm thiểu quy trình bảo dưỡng duy tu, bảo hành công trình. * Về mặt kinh tế: Giảm vật liệu xây dựng, vật liệu chế tạo đơn giản, giảm chi phí quy trình sản xuất do không phải đầu tư công nghệ cao, chi phí tính toán thiết kế vật liệu chế tạo sẵn, tăng tuổi thọ, tăng chất lượng công trình, giảm chi phí đầu tư ban đầu và chi phí duy tu bảo dưỡng, bảo hành sau này, quan trọng là có thể tận dụng các loại vật liệu địa phương, vật liệu tại chỗ, giúp giảm thiểu công vận chuyển vật liệu đến chân công trình, nhân công lắp đặt, máy thi công đơn giản chi phí thấp góp phần làm giảm giá thành xây dựng công trình từ 20-30% [1]. Mặt khác chi phí đào tạo và chuyển giao công nghệ giảm thiểu đáng kể khi thi công áp dụng công nghệ gia cố nền đất này, nguồn nhân lực địa phương thích hợp, không yêu cầu chuyên gia trình độ cao, giảm thiểu chi phí đâò tạo và chuyển giao công nghệ thực hiện. * Về mặt thi công: Kỹ thuật thi công đơn giản, tốc độ thi công nhanh giúp tránh được các rủi ro không cần thiết trong quá trình thi công. Không đòi hỏi nhiều thiết bị máy móc phức tạp, nhân lực dễ dàng trong đào tạo vận hành, quy trình thực hiện không phức tạp, thực hiện đơn giản trong vận hành máy móc, có thể dễ dàng tìm kiếm máy móc thi công, không tốn thời gian công sức cho vận hành thiết bị. Có thể thi công được trong các điều kiện kiện khó khăn, thời tiết thay đổi thường xuyên, đột ngột. 7 * Về mặt môi trường: Công nghệ gia cố nền đất bằng phương pháp ô ngăn hình mạng NEOWEB có tính thân thiện với môi trường cao. Khả năng thích ứng với môi trường khắc nhiệt, thay đổi mà không bị ảnh hưởng, không tác động đến các chỉ số kỹ thuật của môi trường khí hậu, không gây ô nhiễm, hủy hoại môi trường xung quanh không những trong quá trình thi công mà còn trong suốt thời gian vận hành duy tu, bảo dưỡng. Tất cả các vật liệu thi công từ vật liệu chế tạo sẵn đến vật liệu chèn lấp đêu thích ứng với môi trường, không ảnh hưởng tác động xấu đến môi trường xung quanh, sức khoe con người, nhân lực, chính vì vậy công nghệ này được coi là công nghệ “xanh” với môi trường. 1.2. HỆ THỐNG NEOWEB TM TRONG CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG 1.2.1.Ưu điểm của hệ thống NEOWEB TM trong các công trình giao thông * Về mặt kỹ thuật. Hệ thống Tấm đục lỗ Neoweb TM làm ổn định vật liệu được chèn lấp bên trong, tạo ra sự phân bổ tải trọng rộng hơn trên nền đất yếu, sự ổn định nền móng cho các mặt đường được dải nhựa và sự vững chắc cho đường cấp phối. • Các lỗ đục làm tăng góc ma sát giữa vật liệu chèn lấp và vách ngăn ô, tạo ra sự kết dính vật liệu tốt hơn, liên kết vật liệu và các ô lưới thành một hệ thống liên hoàn truyền lực, phân bố đều lực truyền xuống trên toàn bộ mặt tiếp xúc làm tăng khả năng chịu lực của đất nền đường. • Hệ thống tấm đục lỗ thuận tiện cho sự thoát nước ở biên của nền đất cao và nước bề mặt, tạo ra hệ thống chịu tải tốt hơn khi đất bị ẩm ướt, dù đất ở trạng thái ẩm cao cũng vẫn có khả năng thoát nước đều đặn 8 khi chịu tải, giúp tăng độ chặt của đất từ đó tăng khả năng chịu tải của đất nền, tạo móng nền đường vững trãi. • Hệ thống tấm đục lỗ cho phép bê tông chèn lấp chảy tràn qua các ô, làm tăng độ ma sát giữa bê tông và các vách ngăn ô, tạo ra bờ via cấu trúc vững chắc hơn. Khi kết hợp gia cố cốt thép sẽ làm tăng khả năng kết dính hơn nữa, giúp hệ thống lưới ổn định, liên kết giữa vật liệu chền lấp và ô lưới cao làm tăng khả năng chịu lực cho nền đường. * Về mặt kinh tế. • Giảm chi phí do tận dụng được vật liệu địa phương, vật liệu chất lượng kém và vật liệu dư thừa. Giảm chi phí nhập và vận chuyển vật liệu đến chân công trình, tận dụng được khả năng cung ứng vật liệu nhanh, dễ dàng. • Giảm chi phí do rút ngắn thời gian thi công, đảm bảo tiến độ công trình. Không chịu ảnh hưởng cao của thời tiết trong quá trình thi công giúp đẩy nhanh tiến độ, tránh tình trạng kéo dài thời gian thi công. • Giảm chi phí do giảm chiều dày kết cấu đến 50% hoặc hơn so với trường hợp không áp dụng hệ thống Neoweb [11], [12]. Chi phí vật liệu giảm đáng kể cộng với bề dày thấp sẽ giảm quá trình công đoạn và nhân lực, máy móc thi công. • Giảm chi phí duy tu bảo dưỡng sau này. * Về mặt thi công. • Kỹ thuật thi công đơn giản không đòi hỏi tay nghề chuyên môn cao của của công nhân, đào tạo nhân lực thi công nhanh gọn, trình độ chuyên 9 môn của cán bộ thi công giám sát không yêu cầu cao, tốc độ thi công nhanh. • Không đòi hỏi nhiều thiết bị máy móc phức tạp. Điều này không những giảm chi phí thiết bị mà còn tiết kiệm được thời gian chuyển giao công nghệ và đào tạo nhân lực. • Có thể thi công được trong mọi điều kiện thời tiết khắc nhiệt. Phù hợp cho mọi địa hình, kể cả địa hình đồi núi phức tạp, tiết kiệm được từ quá trình vận chuyển vật liệu, thiết bị đến nhân lực máy móc. * Về mặt môi trường. • Hệ thống tấm đục lỗ Neoweb TM thân thiện với môi trường, không gây ảnh hưởng đến các môi trường sống xung quanh. Không phá hoại, làm biến đổi bất kỳ một chỉ số môi trường nào trong quá trình thi công thiết kế và vạn hành khai thác, sử dụng. • Chịu được tác động của điều kiện môi trường, môi trường thay đổi các chỉ số, xâm thực của nước mặn, thay đổi tính chất hóa học của môi trường xung quoanh. • Là một kết cấu linh động chịu được sự biến đổi lớn của nhiệt độ môi trường. Chịu sự thay đổi nhiệt độ thường xuyên, liên tục và đột ngột dù trong bất kỳ điều kiện nào mà chất lượng công trình không thay đổi lớn, đáng kể. • Độ bền cao đến 50 năm trong môi trường khắc nhiệt nhất [1], [5], [11]. 1.2.2. ỨNG DỤNG HỆ THỐNG NEOWEB TM TRONG CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG. 10 [...]... chuyển ra công trình 29 Hình 1.24 Thi công lắp ghép gia cố bờ Đê [tác giả sưu tầm]  Ứng dụng gia cố xây dựng hồ chứa nước Thi công chống thấm và rải NeowebTM Sau khi hoàn thành đưa vào khai thác Thi công đổ bêtông Thi công xong trong vòng 1 tuần Hình 1.25 Ứng dụng gia cố xây dựng hồ chứa [tác giả sưu tầm] 30 1.3.4 So sánh về hiệu quả kinh tế của Giải pháp NeowebTM so với giải pháp thông thường  Thông số... (Hình 1.11 Sử dụng công nghệ NeowebTM giảm chiều dày kết cấu áo đường) Không những thế, hệ thống NeowebTM có thể dùng để thay thế lớp móng đá dăm gia cố xi măng, tránh việc sử dụng móng đá dăm gia cố xi măng có công nghệ thi công phức tạp và mất nhiều thời gian, và không gây hiện tượng nứt truyền như lớp móng đá dăm gia cố, từ đó giảm được chiều dày tối thiểu của lớp bê tông nhựa Hình 1.12 Sử dụng công. .. phố, khu ô thị và khu du lịch 27 Giai đoạn đang thi công Sau khi đã hoàn thành Hình 1.21 Giai đoạn thi công (tác giả sưu tầm)  Ứng dụng thiết kế các công trình tiêu năng như Bậc nước, Đập tràn hay Chân khay Hình 1.22 Neoweb trong công trình bậc nước [1] 28 Hình 1.23 Sau khi thi công (tác giả sưu tầm)  Ứng dụng tạo các tấm Bêtông đổ sẵn để thi công lắp ghép gia cố bảo vệ Đê biển, đê sông Sản xuất... xe năng, W18 =55.1x106 công trình đường 2,400,000 m2 Có những hạn chế Thiếu cấp phối có chất lượng cao Chi phí bêtông nhựa cao Giải pháp thiết kế thông thường và Giải pháp gia cố NeowebTM GIẢI PHÁP A GIẢI PHÁP B KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THÔNG THƯỜNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIA CỐ Tổng chiều dày KCAD = 97 cm NEOWEBTM Tổng chiều dày KCAD = 56 cm 17 Hình 1.13 So sánh lớp móng gia cố và không gia cố Neoweb [1] Bảng 1.2:... bảo tiến độ công trình - Giảm chi phí duy tu bảo dưỡng sau này * Về mặt thi công - Kỹ thuật thi công đơn giản không đòi hỏi tay nghề chuyên môn cao của công nhân, tốc độ thi công nhanh - Không đòi hỏi nhiều thiết bị máy móc phức tạp - Có thể thi công được trong mọi điều kiện thời tiết khắc nhiệt và cả trong điều kiện ngậm nước, thích hợp cho các công trình kênh rạch, sông ngòi điều kiện thi công ẩm ướt... 563,042 450,918 Như vậy giải pháp áp dụng công nghệ NeowebTM giảm 25% chi phí xây dựng và gần 50% thời gian thi công 1.3.5 Công nghệ NeowebTM 3D trong Bảo vệ các mái dốc chống sạt lở, xây dựng tường chắn… * Đặc tính kỹ thuật gia cố mái dốc và tường chắn hệ thống NeowebTM Hệ thống bảo vê mái dốc NeowebTM kết hợp với công nghệ Neo sẽ đảm bảo sự ổn định lâu dài cho mái dốc sử dụng đất trồng để trồng cỏ, sử... thống ô ngăn hình mạng NeowebTM rất hiệu quả trong các công trình chống động đất với khả năng chụi được biến dạng lớn mà không gây ảnh hưởng đến kết cấu bên trong và bề mặt bên ngoài • Các áp dụng của hệ thống gia cố ô ngăn hình mạng Neoweb TM trong lĩnh vực này  Giải pháp bảo vệ mái dốc trồng cỏ Neoweb TM kết hợp với Neo: Áp dụng hệ thống NeowebTM kết hợp với Neo phủ bề mặt gia cố mái dốc Độ dốc thông... dụng, nhà công nghiệp và nhiều công trình khác Hình 1.7 Neoweb trong móng băng [1] • Làm tường chắn giữ đất, tường chắn gia cố 13 + Tường chắn trọng lực: Hình 1.8 Neoweb trong tường chắn gia cố [7] + Tường chắn gia cố: Hình 1.9 Neoweb trong tường chắn gia cố [7] • Bảo vệ taluy và mái dốc chống sạt lở 14 Hình 1.10 Neoweb bảo vệ mái dốc [7] * So sánh một số kết cấu áo đường mềm thông thường bằng kết... mang tính thẩm mỹ 23 Hình 1.16 Sau khi thi công [tác giả sưu tầm] - Bảo vệ mái taluy và mái dốc chống sạt lở, nâng cao độ ổn định của mái, đáp ứng điều kiện an toàn tối ưu khi thi công 1.3.3 Công nghệ NeowebTM 3D trong Gia cố các hệ thống kênh mương, mái đê, bờ kè * Đặc tính kỹ thuật gia cố mái kênh của hệ thống NeowebTM Hệ thống NeowebTM gia cố kênh mương là một hệ thống phủ gia cố bề mặt 3 chiều tiên... là giải pháp gia cố “xanh” Dễ dàng thi công với bất kỳ thay đổi hình dạng của mái dốc hay mái dốc cong Vật liệu chèn lấp là đất trồng hay đất đào tại địa phương [7], [11] TRONG QUÁ TRÌNH THI CÔNG 1 NĂM SAU KHI THI CÔNG 33 Hình 1.27 Bảo vệ mái dốc trồng cỏ [19]  Giải pháp bảo vệ mái dốc trồng cỏ Neoweb TM kết hợp với dây chằng: Áp dụng hệ thống NeowebTM kết hợp với dây chằng phủ bề mặt gia cố mái dốc . về phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB. - Tính toán gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB. - Phương pháp thi công gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn. là phương pháp gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM . Phạm vi nghiên cứu: Phương pháp tính toán gia cố nền đất bằng công nghệ ô ngăn hình mạng NEOWEB TM , phương pháp thi công. DUNG CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ PHƯƠNG PHÁP GIA CỐ NỀN ĐẤT BẰNG CÔNG NGHỆ Ô NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TM 1.1 Giới thiệu chung Hệ thống ô ngăn hình mạng NeowebTM là mạng lưới các ô ngăn hình mạng dạng tổ ong được