tường chắn đất có cốt

giới thiệu về công nghệ tường chắn đất có cốt,các dạng tường chắn đất có cốt và ứng dụng trong cầu đường,ứng dụng về tường chắn trên thế giới và việt nam.Tính toán so sánh tường chắn theo các quy trình hiện hành và đưa ra các biện pháp phù hợp để sử dụng

MỤC LỤC

TrangTrang phụ bìa

MỤC LỤC DANH MỤC HÌNH VẼ PHẦN MỞ ĐẦU

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT

I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT:

I.1.1 Gia cố mái dốc taluy

I.1.2 Xây tường chắn

I.2 CÁC DẠNG TƯỜNG CÓ CỐT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÁCCÔNG TRÌNH GIAO THÔNG CẦU ĐƯỜNG

I.2.1 Định nghĩa về tường chắn đất có cốt

I.2.2 Các dạng ứng dụng của tường chắn đất có cốt

I.2.3 Cấu tạo của tường chắn đất có cốt

I.3HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT TRÊNTHẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

I.3.1 Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế về xây dựng tườngchắn đất có cốt của các nước trên thế giới

I.3.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xây dựng tường chắn đất có cốttại Việt Nam

I.4 CÁC ỨNG DỤNG, PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TƯỜNG CHẮNĐẤT CÓ CỐT

I.4.1 Phạm vi áp dụng tường chắn đất có cốt

I.4.2 Ứng dụng công nghệ tường chắn đất có cốt

I.5 ƯU KHUYẾT ĐIỂM, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM

I.5.1 Ưu điểm:

I.5.2 Những vấn đề cần nghiên cứu, ứng dụng thực tiễn về xây dựng cáccông trình tường chắn đất có cốt tại Việt Nam.

I.5.3 Khả năng ứng dụng ở Việt Nam

I.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG

CHƯƠNG 2: CÁC VÍ DỤ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢCTHỰC HIỆN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

II.1 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN, LỰA CHỌNLOẠI ĐẤT ĐẮP

II.1.1 Trình tự khảo sát và tính toán thiết kế thường chắn đất có cốt

II.1.2 Xác định kích thước và kiểm toán ổn định tổng thể (ổn định ngoài)của tường chắn đất có cốt

II.1.3 Tính toán ổn định nội bộ khối tường chắn đất có cốt Xác định tiếtdiện và chiều dài cốt

II.1.4 Biến dạng dãn dài cốt cho phép và dự toán khả năng dãn dài cốt

II.1.5 Tính toán liên kết giữa mặt tường với cốt và tính toán tấm mặttường

II.2 DANH SÁCH VÍ DỤ CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ THỰC HIỆN Ở VIỆTNAM VÀ TRÊN THẾ GIỚI VỚI CÁC QUY TRÌNH TÍNH TOÁNKHÁC NHAU

II.2.1 Danh sách ví dụ các công trình đã thực hiện ở Việt Nam

II.2.2 Danh sách ví dụ các công trình đã thực hiện trên thế giới

II.3 VÍ DỤ TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT CẦU HÙNG VƯƠNG (SỬDỤNG SỢI GIA CƯỜNG POLYMERIC)

II.3.1 Giới thiệu dự án

II.3.2 Tiến độ thi công chính

II.3.3 Tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án

II.3.4 Trình tự thi công dự án

II.4 VÍ DỤ TƯỜNG CHẮN ĐẤT ĐẦU CẦU ĐƯỜNG SẮT NAM VĨNHYÊN

II.4.1 Giới thiệu dự án

II.4.2 Biện pháp cho tường chắn đầu cầu

III.1.1 Vật liệu tổng hợp và ứng dụng cho tường chắn đất có cốt

III.1.2 Các đặc tính ngắn hạn của cốt liệu bằng vật liệu tổng hợp xét đếntrong thiết kế

III.1.3 Các thí nghiệm đánh giá các chỉ tiêu thiết kế của vật liệu

III.2 VÍ DỤ TÍNH TOÁN CHO TƯỜNG CHẮN ĐẤT ĐẦU CẦU HÙNGVƯƠNG

III.2.1 Công trình tường chắn đất có cốt đầu cầu Hùng Vương – Thànhphố Phú Yên

III.2.2 Lập bảng tính thiết kế ổn định tường chắn đất có cốt

III.3 Tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt theo các quy trình hiện hànhIII.3.1 Xác định chiều dài neo theo các quy trình BS 8006 và AASTHOIII.3.2 Tính toán áp lực đất

II HẠN CHẾ CỦA ĐỀ TÀI

TÀI LIỆU THAM KHẢO

DANH MỤC HÌNH VẼ

PHẦN MỞ ĐẦU

ĐẶT VẤN ĐỀ VÀ MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

Ở các Thành phố lớn việc xây dựng các nút giao thông khác mức ngày càng phổbiến đặc biệt là hệ thống cầu vượt đường bộ Các cầu này ngày càng yêu cầu về mỹquan, giá thành giảm, xây dựng nhanh chóng

Hiện nay có nhiều kết cấu mố cầu, phổ biến hiện nay là kết cấu bê tông cốt thép

có cọc khoan nhồi hay cọc đóng Tuy nhiên việc thi công mố loại này đòi hỏi nhiềumáy móc, thiết bị, thi công lâu dài

Tường chắn đất có cốt có nhiều ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực khácnhau giao thông, thủy lợi, xây dựng… Đó là việc xây dựng đường đầu cầu, thay thế

mố bê tông cốt thép Ngoài ra cùng với sự phát triển của đô thị là công tác xâydựng các công viên cảnh quan, tường chắn đất có cốt góp phần tạo nên kiến trúcxây dựng đẹp cho các mái taluy âm, dương tạo nên sự hài hòa về kiến trúc và kếtcấu

Để chọn một loại hình kết cấu thích hợp, đảm bảo đầy đủ mọi chỉ tiêu về kinh

tế, kỹ thuật và mỹ quan cần có sự phân tích và chọn lọc Trong luận văn này đặtvấn đề “Nghiên cứu, so sánh tính toán tường chắn đất có cốt đường dẫn đầu cầutheo các quy trình hiện hành”

Phạm vi nghiên cứu:

Để giải quyết vấn đề này, trong phạm vi nhất định có đề cập đến tính toán tườngchắn đất có cốt theo tiêu chuẩn AASHTO, BS 8006và so sánh đưa ra phương án tốiưu

Các mục tiêu nghiên cứu:

Các công nghệ tường chắn đất có cốt và các dạng ứng dụng trong xây dựng cầuđường

Tường chắn đất có cốt tại các dự án xây dựng ở Việt nam và trên thế giới vớicác dạng vật liệu khác nhau

Cấu tạo của tường chắn đất có cốt

Các loại vật liệu sử dụng xây dựng tường chắn đất có cốt và yêu cầu kỹ thuật,chỉ tiêu cơ lý đối với các loại vật liệu sử dụng

Nguyên lý, trình tự tính toán tường chắn đất có cốt theo quy trình AASHTO,BS

So sánh các tính toán, hệ số của 2 quy trình

Cấu trúc của luận văn gồm:

Chương 1: Giới thiệu tường chắn đất có cốt

Chương 2: Các ví dụ ứng dụng các công trình đã được thực hiện trên thế giới và

ở Việt Nam

Chương 3: Tính toán và so sánh tính toán tường chắn đất có cốt theo các quytrình hiện hành

Kết luận chung

CHƯƠNG 1: GIỚI THIỆU CÔNG NGHỆ TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT

I.1 LỊCH SỬ PHÁT TRIỂN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT:

Từ lâu đời, đất được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng.So với các loại vậtliệu khác, đất rất rẻ tiền, sẵn có nhưng lại có đặc trưng cơ học kém, đặc biệt làkhông chịu được lực kéo.Để khắc phục nhược điểm này, ngoài những biện pháp gia

cố đất bằng các chất liên kết (vô cơ, hữu cơ, hóa chất), từ năm 1963, Henri Vidal,một kỹ sư cầu đường người Pháp đã đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựngcác công trình.Ngày 7-3-1966 ông đã báo cáo trước Hội đồng Cơ học đất và Nềnmóng nước Pháp và sau đó ông đã giành được bản quền về phát minh này.Cho đếnnay khái niệm về đất có cốt và những ứng dụng của nó trong các công trình xâydựng đã trở nên quên thuộc với các kĩ sư cầu đường, kĩ sư xây dựng ở khắp nơi trênthế giới

Đất có cốt là một loại vật liệu tổ hợp, thực chất là vẫn dung đất thiên nhiên đểxây dựng công trình nhưng trong đất có bố trí các lớp cốt bằng vật liệu chịu đượclực kéo theo các hướng nhất định; thông qua sức neo bám (do ma sát, dính và neobám) giữa đất với vật liệu cốt mà loại vật liệu tổ hợp đất có cốt này có được khảnăng chịu kéo (giống như vật liệu bê tông cốt thép có khả năng chịu kéo, trong đóbản thân bê tông chịu kéo kém) Tường chắn đất truyền thống hay sử dụng đó là gia

cố mái dốc ta luy và xây tường chắn

I.1.1 Gia cố mái dốc taluy.

Cấu tạo

Hình 1.1: Mái dốc taluy

Vật liệu có thể là lát đá, tấm bê tông hay những ô bê tông trồng cỏ

Gia cố mái dốc taluy thường được sử dụng ở khu vực địa chất ổn định, chỉ gia

cố mái dốc taluy bằng đá hộc để chống xói lở do nước mặt

- Ưu điểm: rẻ tiền, thi công đơn giản, kết cấu đơn giản

- Nhược điểm: không có khả năng chịu lực, chỉ sử dụng ở những nơi mà bản than mái taluy đã tự ổn định được

I.1.2.1 Khái niệm về tường chắn.

Tường chắn là công trình giữ cho mái đất đắp hoặc đào ổn định khỏi bị sạt trượt khi làm việc, lưng tường chắn tiếp xúc với khối đất sau tường và chịu tác dụng của áp lực đất

I.2.2.2 Một số loại tường chắn.

Tường chắn đất là một loại công trình thường xuyên chịu lực đẩy ngang (áplực đất), do đó tính ổn định chống trượt chiếm một vị trí quan trọng đối với tính

ổn định nói chung của tường Theo quan điểm này tường chắn được phân thànhmấy loại sau:

- Tường chắn trọng lực (hình 1.2a): Độ ổn định được đảm bảo chủ yếu dotrọng lượng bản thân tường Các loại tường cứng đều thuộc loại tườngtrọng lực

- Tường nửa trọng lực (hình 1.2b): Độ ổn định được đảm bảo không nhữngchỉ do trọng lượng bản thân và bản móng mà còn do trọng lượng khối đấtđất đắp đè lên bản móng Loại tường này thường làm bằng bê tông cốtthép nhưng chiều dày tường cũng khá lớn (nên còn gọi là tường dày)

- Tường bản góc (hình 1.2c): Độ ổn định được đảm bảo do trọng lượngkhối đất đắp đè lên bản móng Tường và móng là những bản tấm bê tôngcốt thép mỏng nên trọng lượng của bản thân tường và móng không lớn

- Tường mỏng (hình 1.2d): Sự ổn định của tường được đảm bảo bằng cáchchôn chân tường vào trong nền Do đó loại tường này còn được gọi là

tường cọc và tường cừ Để giảm bớt độ sâu chôn trong đất của tường và

để tăng độ cứng của tường người ta thường dùng dây neo

d/

Neo

Hình 1.2: Một số hình dạng tường chắn

- Tường thấp: Có chiều cao nhỏ hơn 10m

- Tường cao: Có chiều cao lớn hơn 20m

- Tường trung bình: Có chiều cao 10m ≤ H ≤ 20m

- Tường dốc: Khối đất trượt có một mặt giới hạn trùng với lưng tường Tường dốc được phân ra tường dốc thuận (hình 1.3a) và tường dốc nghịch(hình 1.3b)

- Tường thoải: Khi góc nghiêng α của lưng tường lớn quá một mức độ nào

đó thì khối đất trượt sau lưng tường không lan đến lưng tường (hình 1.3c)

I.2 CÁC DẠNG TƯỜNG CÓ CỐT VÀ ỨNG DỤNG TRONG CÁC CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG CẦU ĐƯỜNG

I.2.1 Định nghĩa về tường chắn đất có cốt

Hình 1.4: Tường chắn đất có cốt

Tường chắn đất có cốt là loại tường chắn có cốt lắp ghép với đất đắp được giacường bằng các cốt liệu dạng lưới thép mạ kẽm đặc chủng cường độ cao hoặc cácvật liệu tổng hợp có độ dãn dài thấp để chống lại lực đẩy ngang bên trong khối đấtđắp Tường chắn đất có cốt là sự kết hợp của kỹ thuật xây dựng vật liệu tiên tiến vàhiệu quả tin cậy cao, cấu tạo đơn giản lắp đặt nhanh chóng dễ dàng, ưu điểm nổitrội về mặt mỹ quan

I.2.2 Các dạng ứng dụng của tường chắn đất có cốt

* Công trình cầu

Trước đây khi chưa có công nghệ tường chắn đất có cốt người ta thường sửdụng tường chắn trọng lực ở 2 đầu cầu, tuy vậy phương án tường chắn đất trọng lựckhông đáp ứng được mỹ quan cầu đường và chi phí tốn kém (thực chất vai trò làmviệc chịu lực chủ yếu là do mố cầu) do vậy nhất là các cầu trong đô thị cầu vượtđường bộ… việc đáp ứng được mỹ quan là rất cần thiết nên công nghệ thi côngtường chắn đất có cốt ra đời nó đã đáp ứng được nhu cầu về mỹ quan và kinh tế của

các dự án Ngày nay các dự án cầu đường đô thị việc sử dụng tường chắn đất có cốt

là rất phổ biến

- Sử dụng tường chắn đất có cốt cho đường dẫn đầu cầu

Hình 1.5: Đường đầu cầu sử dụng tường chắn đất có cốt

- Sử dụng tường chắn đất có cốt thay thế mố cầu

Hình 1.6: Mố cầu sử dụng tường chắn đất có cốt

- Đối với các hệ thống kênh mương lớn người ta có thể sử dụng công nghệ tườngchắn đất có cốt (được phát triển thành hệ tường neo trong đất),với công nghệ nàycác tấm panel được đúc sẵn và được neo vào hệ neo trong đất đảm bảo kết cấu antoàn ổn định, các tấm panel có thể được đúc theo nhiều hình dạng đa dạng nên tạođược mỹ quan cho các công trình

Hình 1.7: Sử dụng tường chắn đất có cốt làm đê chắn sóng

- Đối với các công trình đường miền núi với các mặt cắt đào đường thì việc sử dụng

hệ neo trong đất đảm bảo ổn định mái dốc là rất hiệu quả và mang lại thẩm mỹ cao

Hình 1.8: Sử dụng tường chắn đất có cốt làm ta luy đường

- Đối với các công trình đường sắt thì việc sử dụng hệ neo trong đất đảm bảo ổn địnhmái dốc và thẩm mỹ

Hình 1.9: Sử dụng tường chắn đất có cốt làm ta luy đường sắt

- Sử dụng tường chắn đất có cốt trong các khu đô thị, tạo cảnh quan đẹp Trên tườngchắn đất có thể trồng cây

Hình 1.10: Sử dụng tường chắn đất có cốt trong khu đô thị tạo cảnh quan

I.2.3 Cấu tạo của tường chắn đất có cốt

Hình 1.11: Thành phần cơ bản của tường chắn đất có cốt

Một công trình tường chắn đất có cốt gồm thân tường rộng L, cao H được đắpbằng đất, có góc mái dốc đắp mặt ngoài từ 0o đến 20o so với phương thẳng đứng,trong khối đắp có bố trí các cốt rải nằm ngang và cốt được liên kết chặt chẽ với mặttường bao

Phần đỉnh tường có thể được sử dụng trực tiếp làm một phần nền đường trên

đó có thể xây dựng mặt đường cho xe cộ đi lại hoặc có thể đắp them các khối đắpkhác

Về đất dùng để đắp tường chắn đất có cốt, trước kia người ta chủ yếu sử dụngcát vừa và cát khô Ngày nay đã cho phép dùng các loại đất kém dính nhất là khi sửdụng các loại cốt dạng khung, dạng lưới (là các loại tạo ra hiệu ứng neo nhờ sứccản bị động của đất vào các đơn nguyên ngang của cốt).Mặt khác, cũng đã nghiêncứu kĩ hơn yêu cầu về các tính chất điện hóa đôi với đất đắp để hạn chế tác dụngxâm thực của đất đối với cốt, bảo đảm tuổi thọ của các loại cốt bằng các vật liệukhác nhau

Về cốt, ngoài cốt kim loại nay đã phổ biến dùng cốt bằng vật liệu polime dướidạng vải, lưới địa kĩ thuật Cốt kim loại lúc đầu dùng thép mạ hoặc thép không gỉnay đã phổ biến cả các loại thép thường không mạ (với một chiều dày dự phòngcho phép cốt có thể bị ăn mòn trong thời gian thiết kế tuổi thọ công trình)

Về mặt tường bao, ngoài các tường bao mềm không tham gia chịu áp lực đấtsau lưng tường chắn đất như những tường chắn đất truyền thống thì gần đây cũng

đã sang tạo ra loại tường chắn đất có cốt có với mặt tường bao cứng (bằng bê tông

đổ tại chỗ có độ cứng cao) để cùng với khối đất có cốt tham gia chịu áp lực đất saulưng tường Về vật liệu làm mặt tường bao mềm hiện phổ biến có loại mặt baobằng các tấm bêtông ximăng lắp ghép và loại bằng vải địa kĩ thuật bọc cuộn hoặcdùng lồng đá

I.3 HIỆN TRẠNG ỨNG DỤNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM

I.3.1 Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế về xây dựng tường chắn đất có cốt của các nước trên thế giới.

Sở dĩ tường chắn đất có cốt vừa ra đời đã được ứng dụng rộng rãi vì nó gópphần tạo ra những ưu thế trong lĩnh vực xây dựng công trình; giảm khối lượng đắpnền, giảm diện tích đất đai mà công trình chiếm chỗ do có thể đắp với mái dốcthẳng đứng; bảo đảm được ổn định công trình dù xẩy ra biến dạng trong thi côngđơn giản, nhanh chóng, cốt và các tấm hoặc vỏ mặt tường bao đêu có thể được giacông trước tại nhà máy rồi vận chuyển ra công trường để lắp đặt, tiện lợi ngaytrong quá trình đắp đất (lắp đặt vỏ tường đến đâu thì lắp, rải cốt và đắp đất đến đó);

có thể tùy nghi sáng tạo kiểu dáng mặt tường bao để đạt được các yêu cầu về trangtrí kiến trúc và thẩm mỹ

Thực tế hiện nay nhiều nước trên thế giới đã có tính toán, thiết kế để áp dụngtường chắn đất có cốt vào trong xây dựng công trình đường, cầu… Đất có cốt làmột loại vật liệu tổ hợp, thực chất vẫn là dung đất thiên nhiên để xây dựng côngtrình, nhưng trong đất có bố trí thêm các lớp cốt bằng vật liệu chịu được lực kéotheo các hướng nhất định (giống như việc bố trí thêm các thanh cốt thép trong khối

bê tông xi măng để tạo thêm khả năng chịu kéo của bê tông), thông qua sức neobám, ma sát, dính, và sức cản bị động của đất giữa đất với vật liệu cốt mà loại vậtliệu tổ hợp này có được khả năng chịu kéo tốt

Nguyên lý tường chắn đất có cốt do Henri Vidal, một kỹ sư cầu đường ngườiPháp phát ra vào những năm 1960 của thế kỷ trước Vào năm 1968, công trình

tường chắn đất có cốt đầu tiên được xây dựng tại miền Nam nước Pháp; khi đónguyên lý và phương pháp tính toán công trình đất có cốt về cơ bản đã được xâydựng khá hoàn chỉnh, cơ sở lý thuyết cũng tương đối đầy đủ.

Tới nay sau hơn 40 năm nghiên cứu và phát triển, do những tính năng ưu việtcủa chúng mà tường chắn đất có cốt được ứng dụng rộng rãi ở nhiều nước châu Âu,châu Á và châu Mỹ

- Tại Pháp: đã có khoảng 10 công trình đất có cốt xây dựng trong những năm

1968-1969, đáng kể nhất là những tường chắn bằng đất có cốt (tổng cộng tới 800m dài)trên đường cao tốc A53 qua vùng Menton, tại đây sườn núi dốc, địa chất không ổnđịnh, không thể đào sâu và khó khăn nếu làm cầu vượt nên đã chọn đắp cao so vớitường chắn cao tới 20m Năm 1970, tường chắn đất có cốt đã được xây dựng ởcông trình cảng Dunkerque Năm 1969, mố cầu bằng đất có cốt lần đầu tiên đượcxây dựng trên đường Strasbourg

- Tại Anh: các công trình ứng dụng đát có cốt được áp dụng tại công trình cải tạo xa

lộ M25 tại Epping – Luân Đôn Tại đây với những nghiên cứu đầy đủ về mặt lýthuyết cũng như kiểm chứng thực nghiệm đã ban hành tiêu chuẩn Anh quốc về đấtgia cố mang số hiệu BS 8006:1995

- Tại Mỹ: đã có nhiều công trình sử dụng đất gia cố lưới địa kỹ thuật như tại các dự

án mở rộng xa lộ tuyến bang I75 tại bang Florida; dự án xây dựng tại đạt lộ TanqueVerde, thành phố Tusco, bang Arizona; dự án xây dựng tường chắn và đại lộ cónhiều đường giao nhau; dự án Lithonia bang Georgia; sử dụng tường chắn đất cócốt thay thế mố cầu đầu tiên ở nước Mỹ là ở Lovelock, bang Nevada vào năm1975… Qua quá trình sử dụng cho thấy, đến hiện nay các công trình đểu đảm bảo

ổn định, chuyển vị, biến dạng áp lực đo được nằm trong phạm vi an toàn, cho phép

- Tại Nhật Bản: đất có cốt được ứng dụng một cách phổ biến, đặc biệt trong ngànhđường sắt Các tổ chức khoa học đã đi sâu nghiên cứu và đưa ra lý thuyết đầy đủ vềtính toán tường chắn đất có cốt Nhiều tài liệu đã được công bố như: Tiêu chuẩn kỹthuật về công tác đất, tường chắn, cống và các kết cấu tạm thời của Hiệp hội đườngcông cộng Nhật Bản; Tiêu chuẩn về thiết kế nền móng công trình của Hiệp hội kiến

trúc Nhật Bản; Sổ tay thiết kế thi công kết cấu tường chắn đất có cốt địa kỹ thuậtcủa Viện nghiên cứu các công trình công cộng, Bộ xây dựng.

- Tại khu vực Đông Nam Á: cũng có hơn 500 công trình với hơn 550.000m2 diệntích mặt tường đất có cốt được xây dựng

Danh sách ví dụ các công trình sẽ được trình bày ở II.2.2

I.3.2 Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xây dựng tường chắn đất có cốt tại Việt Nam.

I.3.2.1 Những nghiên cứu ứng dụng đất có cốt trong xây dựng các công trình cầu đường tại Việt Nam

Thực ra nguyên lý đất có cốt đã được cán bộ, công nhân ngành giao thông vậntải của nước ta vận dụng để xây dựng và khôi phục, làm đường tạm…từ những nămkháng chiến chống Pháp và chống Mỹ Khi đó, do khi phải khôi phục những đoạnđường bị bom địch phá hoại, các đội quân phục vụ đảm bảo giao thông trên chiếntrường đã đắp lại những đường bằng mái taluy dốc bằng cách lót thêm các cành tre,nứa…và đặc biệt là các lớp cành cây nhỏ rải thêm vào giữa các lớp đất đắp, nhờ đó

đã giảm được khối lượng đất đắp lại, nhằm nhanh chóng khôi phục được đườngcho kịp thông xe ôtô, pháo…ra tiền tuyến

Với thực tế đó, ngay từ những năm 1968, Giáo sư, Tiến sĩ Đặng Hữu ngay saukhi nhận được các thông tin từ Pháp về “đất có cốt” đã viết bài giới thiệu lần đầutiên về vấn đề này

Tháng 6 năm 1973, một tường chắn đất có cốt cao 4,25m (với vách thẳngđứng ở cả 2 bên) đã được xây dựng trên một đoạn đường dẫn từ đê La Thànhxuống một khu tập thể gần Cầu Giấy – Hà Nội Đặc điểm của tường chắn thí điểmnày là tường bao dung vỏ thùng nhựa cũ và cốt là các dải cao su được cắt ra từ cáclốp ôtô phế thải (đây là loại vật liệu rất dễ kiếm ở thời điểm đó) Chiều cao của cáctấm vỏ tường cũng cao 25cm (như vỏ kim loại của H.Vidal), cốt cũng được cắtrộng 6,0cm dày 0,5cm và được nối với vỏ bằng bulong D50 Một phía bên là tườngnhà cấp 4 Tường thí điểm này đã tồn tại cho đến nay, nhưng hiện hai bên các nhàdân đã san lấp đến sát và trùm lên vỏ tường

Qua các nghiên cứu nói trên cho thấy việc dung các cốt bằng cao su cắt ra từcác lốp phế liệu là một hướng có thể phát triển tiếp vì đó cũng là một loại cốt bằngvật liệu thuộc loại polime (cao phân tử hữu cơ) như hiện nay các nước trên thế giới

đã sử dụng phổ biến Dùng loại cốt này đồng thời có thể sử dụng được các lốp xe

cũ đã qua sử dụng, góp phần giải quyết nạn ứ đọng nguồn phế thải này

Năm 2001, trong khuôn khổ một đề tài nghiên cứu cấp Bộ của Bộ Giao thôngVận tải có tên là “ Nghiên cứu chế tạo cốt thép mạ dùng trong xây dựng công trìnhđất có cốt ở Việt Nam” do PGS.TS Nguyễn Phúc Trí làm chủ nhiệm đề tài, nhómnghiên cứu đã đề xuất một dạng cốt mới bằng thép tròn D14 có mạ chống gỉ, có cấutạo gồm các “ngạch xương cá” để tăng cường sức chống nhổ tuột của cốt nhờ lợidụng sức cản bị động của đất đối với ngạch xương cá Nhóm nghiên cứu này cũng

đã tiến hành thí nghiệm kéo tuột loại cốt nói trên để xác định hệ số sức chống kéotuột của cốt chôn trong đất

Những năm gần đây, do nhu cầu về phát triển công tác xây dựng đường bộ,nhiều hang nước ngoài đã vào Việt Nam tổ chức nhiều cuộc hội thảo về vấn đề đất

có cốt trong xây dựng đường ôtô và chào hang về các loại sản phẩm vật liệu dungtrong công trình đất có cốt, trong đó có các loại vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật,

rọ đá lưới thép Cũng có những tài liệu được chuyển giao về tính toán thiết kế vàcông nghệ cũng như các loại vật liệu xây dựng mới

I.3.2.2 Sự phát triển các công trình xây dựng bằng đất có cốt tại Việt Nam

Thực tế ở Việt Nam từ năm 1999 trở lại đây, cùng với các dự án xây dựng mới

và khôi phục lại cầu đường ở nước ta, các công trình tường chắn đất có cốt đã tìmđược chỗ ứng dụng và càng ngày càng được sử dụng nhiều hơn Lý do chủ yếu dẫnđến nhu cầu thực tế cần phải sử dụng loại công trình này là do phải xây dựng cácnèn đắp cao trên các đoạn đường dẫn lên cầu, đặc biệt là các cầu vượt bố trí tại cácnút giao khác mức trong đô thị, nếu thi công bằng các phương pháp thông thườngthì luôn đòi hỏi phải có mái dốc nhất định (độ dốc thường phải là 1:1,5 đến 1:2 làmrất tốn diện tích mặt bằng), trong khi đó tường chắn đất có cốt lại có ưu điểm là hạnchế giải phóng mặt bằng do có thể đắp với mái taluy thẳng đứng Mà trong thực tếhiện nay, vấn đề giải phóng mặt bằng luôn rất khó khăn, tiền giải phóng mặt bằng

để lấy diện tích đất xây dựng công trình trong các khu đô thị, khu dân cư lớn hơnrất nhiều lần để đầu tư cho công tác xây lắp, hoặc khi tại những khu vực sườn núidốc, địa chất không ổn định, không thể đào sâu và khó làm cầu vượt thì phương ánlựa chọn tường chắn đất có cốt đắp cao là rất hiệu quả Đặc biệt là trong năm 2004,Nhà nước đã cho thành lập Công ty phát triển đường cao tốc nhằm để xây dựng vàphát triển các tuyến đường cao tốc trên khắp mọi miền đất nước, thì vấn đề đưa loạihình tường chắn đất có cốt vào ứng dụng là không thể thiếu được vì nó đã từngđược áp dụng để xây dựng các tuyến đường cao tốc trên thế giới.

Một số công trình lớn áp dụng tường chắn đất có cốt đã được xây dựng tại Việt Nam sẽ được đề cập trong II.2.1

I.4 CÁC ỨNG DỤNG, PHẠM VI ỨNG DỤNG CỦA TƯỜNG CHẮN ĐẤT

CÓ CỐT

I.4.1 Phạm vi áp dụng tường chắn đất có cốt

I.4.1.1 So sánh về hiệu quả kinh tế, kỹ thuật

Hệ thống tường chắn đất có cốt là hệ thống gia cố nền đất hỗn hợp trong đó

sử dụng kết cấu gia cường bằng lưới thép đặc chủng hoặc các dải nhựa tổng hợp đểchống lại các lực ngang phát sinh bên trong lớp đất đắp Cấu trúc tường chắn đất cócốt vững chắc, đồng nhất và được thiết kế để áp dụng rộng rãi

Hình 1.12: Tường chắn đất BTCT và Tường chắn đất - VSoL

Hệ thống tường chắn đất có cốt được sử dụng rộng rãi trong các dự án từ cáctường chắn trên đường dẫn đến các mố cầu, đường cao tốc, đường sắt, kho chứahàng, vật liệu hay phân cấp tường chắn Bên cạnh hiệu quả về tính năng kỹ thuật,

hệ thống này còn bảo đảm hiệu quả cao về kinh tế trong việc thiết kế và xây dựng

Hệ thống này bao gồm ba thành phần: cốt liệu gia cường, các tấm tường (Panel)đúc sẵn và chất liệu đất đắp Chính điều này làm cho việc thi công được dễ dàng vànhanh chóng Chi phí tiết kiệm có thể lên đến 50% khi so sánh với các hệ thốngtường chắn truyền thống như tường chắn bê tông cốt thép

I.4.1.2Polymeric system- Hệ gia cường bằng vật liệu tổng hợp

Tường chắn đất gia cường bằng vật liệu tổng hợp được thiết kế bao gồm vậtliệu Polymeric liên kết với tấm Panel mặt đúc sẵn và chất liệu đất đắp Hệ giacường này được phát triển trong vài năm gần đây và đang có xu hướng được ứngdụng rộng rãi nhờ những ưu điểm vượt trội như kết cấu ổn định, thiết kế đơn giản,

có khả năng chống ăn mòn cao, tiến độ thi công nhanh (nhờ những tấm Panelthường có kích thước lớn), và giá thành thật sự canh tranh so với kết cấu tườngchắn truyền thống hay rẻ hơn ngay cả tường chắn sử dụng lưới thép đặc chủngcường độ cao Tính linh hoạt trong thiết kế và những cấu kiện tấm Panel đúc sẵnlàm cho sản phẩm có tính đa dạng về kiểu dáng và màu sắc phong phú

Chúng tôi cho rằng giải pháp tường chắn Polymeric thật sự mang lại hiệu quảkinh tế cho nhà đầu tư, không những về giá thành mà còn rút ngắn thời gian thicông Hơn thế nữa, tường chắn Polymeric còn được thiết kế theo tiêu chuẩn củaAASHTO (Mỹ), NP-P 94-2200 (Pháp), BS 8006 (Anh), RTA (Úc), GEO (Hongkong) và được đảm trách bởi đội ngũ nhiều kỹ sư tư vấn thiết kế, tư vấn thi côngkinh nghiệm

Lưới thép Tường chắn đất sử dụng lưới thép

Hình 1.13: Tường chắn đất Polymeric

I.4.1.3 Steel system: Hệ gia cường sử dụng lưới thép đặc chủng

Đây là loại tường chắn đã được phát triển và sử dụng khá rộng rãi từ năm

1981 ở California Thành phần gia cường nhờ một lưới thép cường độ cao tăngcường cho đất liên kết với những tấm panel đúc sẵn phía ngoài tường chắn Tương

tự như tường Polymeric, sản phẩm tường chắn đất sử dụng lưới thép có ưu điểm làđơn giản, thi công nhanh, có màu sắc và kiểu dáng khá đa dạng và linh hoạt tạo chocông trình tính mỹ thuật Giá thành hạ so với kết cấu tường bê tông cốt thép thôngthường tuy nhiên lại cao hơn hệ gia cường bằng vật liệu tổng hợp

Hình 1.14: Hệ gia cường sử dụng lưới thép đặc chủng

I.4.2 Ứng dụng công nghệ tường chắn đất có cốt

Tường chắn đất có cốt đã được ứng dụng khá rộng khắp trên thế giới (có trên2.500.000 m2 tường chắn đất đã được xây dựng, lắp đặt) Ở Việt nam, nó đã vàđang được xây dựng trên nhiều công trình như cầu vượt Ngã Tư Vọng (Hà nội),cầu Phố Mới (Lào cai), tường chắn đất ở khu Sóng Thần (Thành Phố Hồ ChíMinh), cầu chữ Y, cầu Chà Và, cầu Rạch Cây, Cầu Nước Lên, cầu Nguyễn TriPhương

Đặc biệt với loại tường chắn đất Polymeric, đã áp dụng với:

- 80 000 m2 tường chắn đã được xây dựng ở Các tiểu vương quốc ả rậpthống nhất

- 97 000 m2 tường chắn đất trên đường cao tốc phía nam Oman

- 28 000 m2 tường chắn ở Qatar

I.5 ƯU KHUYẾT ĐIỂM, KHẢ NĂNG ỨNG DỤNG Ở VIỆT NAM

I.5.1 Ưu điểm:

* Vật liệu thi công:

Ở VN các vật liệu sử dụng cho tường chắn đất có cốt rất phổ biến, và thôngdụng:

+ Vật liệu đắp

Ở việt nam vật liệu đắp đảm bảo yêu cầu kỹ thuật rất đa dạng và dồi nào, nhiều

mỏ đất đắp và cát như vậy vật liệu đắp rất hợp lý cho công tác xây dựng tườngchắn đất có cốt

+ Các vật liệu khác

Với việc gia công chế tạo sẵn sau đó lắp ghép rất tiện lợi với nguồn nhân côngcũng như vật liệu ở VN, với các vật liệu cốt thép, móc clevis, bê tông luôn sẵn cótrên thị trường VN và rất tiện dụng cho việc sử dụng

* Máy móc thi công

Việc xây dựng tường chắn đất có cốt sử dụng các máy thi công đơn giản như, xecẩu tự hành, máy lu, máy san, máy đào, các loại xe máy nói trên cũng thuận lợi

và dễ dàng ở Việt Nam

I.5.2 Những vấn đề cần nghiên cứu, ứng dụng thực tiễn về xây dựng các công trình tường chắn đất có cốt tại Việt Nam.

I.5.2.1 Vấn đề xử lý móng của tường chắn:

Đối với các công trình tường chắn đất có cốt chỉ được nghiên cứu trên một địachất tương đối ổn định, hoặc không xét đến, đề cập ít, nhưng khi áp dụng vào thựctiễn ở Việt Nam thì cần phải được nghiên cứu kỹ lưỡng Thực tế là tại vị trí đặtcông trình tường chắn đất có cốt thường lại có địa chất không tốt, thường phải tiếnhành các biện pháp xử lý nền đất yếu trước khi thi công tường chắn

Như công trình tường chắn đất có cốt tại nút giao thông Mai Dịch trên dự

án đường Vành đai 3 Hà Nội đã phải tiến hành bóc bỏ một lớp đất yếu sâu tới 2m(so với cao độ đặt đáy tường chắn), sau đó đóng cọc tre gia cường với chiều dài cọc

là 2m, mật độ cọc là 25 cọc/m2, trải vải địa và đắp trả lại từng lớp hố móng bằngcác lớp cát đen và đầm nèn với độ chặt yêu cầu K95

I.5.2.2 Vấn đề lựa chọn vật liệu đắp trong tường chắn đất có cốt.

Đối với các công trình tường chắn đất có cốt, vấn đề vật liệu đắp rất cần phảinghiên cứu và lực chọn kỹ lượng, lý do là nó tác động rất lớn đến khả năng làmviệc của toàn bộ công trình Cốt và đất kết hợp với nhau để tham gia cùng chịu lực,trong đó cốt sẽ hấp thụ lực kéo và lực cắt do tác động của tải trọng thông qua đất,đất chỉ chịu lực nén

I.5.2.3 Vấn đề thoát nước của tường chắn.

Vấn đề thoát nước cho công trình tường chắn đất có cốt rất quan trọng Nếutrong tường chắn, trên tường chắn hoặc dưới chân tường chắn có chứa nước hoặccác nguồn nước thì phải trong mọi trường hợp, cần phải có biện pháp hạn chế cácnguồn nước (nước mưa, nước mặt, nước ngầm) thấm vào trong khối đất có cốt vàthoát nhanh nước đã thấm đó ra khỏi khối đất có cốt

I.5.2.4Vấn đề công nghệ thi công, lựa chọn sử dụng vật liệu phù hợp, các nội dung, vấn đề khi kiểm tra, nghiệm thu công trình.

- Chọn vật liệu: cốt, tấm vỏ, đất đắp trong vùng có cốt, đất đắp trong lõi;

- Công nghệ thi công: lắp đặt cốt, các tấm vỏ tường, đắp đất…;

- Kiểm tra, nghiệm thu, các biện pháp bảo vệ công trình

I.5.2.5 Vấn đề bảo dưỡng công trình tường chắn đất có cốt trong qua trình khai thác, sử dụng:

- Việc bảo vệ các tấm vỏ tường, tạo mỹ quan cho các tấm vỏ tường cũng nhưtoàn bộ công trình;

- Thoát nước cho tường chắn;

- Theo dõi lún, biến dạng, độ bằng phẳng bên ngoài của vỏ tường chắn, các sự

cố có thể xẩy ra của công trình…

I.5.3 Khả năng ứng dụng ở Việt Nam

* Công trình cầu

Trước đây khi chưa có công nghệ tường chắn đất có cốt người ta thường sửdụng tường chắn trọng lực ở 2 đầu cầu, tuy vậy phương án tường chắn đất trọng lựckhông đáp ứng được mỹ quan cầu đường và chi phí tốn kém (thực chất vai trò làmviệc chịu lực chủ yếu là do mố cầu) do vậy nhất là với các cầu trong đô thị cầu vượtđường bộ việc đáp ứng được mỹ quan là rất cần thiết nên công nghệ thi côngtường chắn đất có cốt ra đời nó đã đáp ứng được nhu cầu về mỹ quan và kinh tế củacác dự án Ngày nay các dự án cầu đường đô thị việc sử dụng tường chắn đất có cốt

là rất phổ biến

Hình 1.15: Sử dụng tường chắn đất có cốt cho đường dẫn đầu cầu

* Công trình làm tường chắn Tatuy âm, dương

- Đối với các hệ thống kênh mương lớn người ta có thể sử dụng công nghệtường chắn đát có cốt (được phát triển thành hệ tường neo trong đất), với côngnghệ này các tấm panel được đúc sẵn và được neo vào hệ neo trong đất đảm bảokết cấu an toàn ổn định, các tấm panel có thể được đúc theo nhiều hình dạng đadạng nên tạo được mỹ quan cho các công trình

Hình 1.16: Sử dụng tường chắn đất có cốt taluy âm dương

- Đối với các công trình đường miền núi với các mặt cắt đào đường thì việc sửdụng hệ neo trong đất để đảm bảo ổn định mái dốc là rất hiệu quả và mang lạithẩm mỹ cao.

Hình 1.17: Tường chắn đất cho mái taluy dương

- Đối với các công viên việc thi công tường chắn đất với hình dạng các tấmpanel khác nhau sẽ mang lại hình ảnh độc đáo vừa giữ ổn định mái dốc và làmđẹp cảnh quan

Hình 1.18: Tạo hoa văn ở các tấm panel

* Một số hình ảnh tường chắn đất có cốt đã được áp dụng thi công ở Việt Nam

Hình 1.19: Tường chắn đất đầu cầu vượt Ngã Tư Vọng

Hình 1.20: Tường chắn đất đầu cầu Phố Mới

I.6 KẾT LUẬN CHƯƠNG

- Qua việc giới thiệu về tường chắn đất có cốt ta có thể thấy rằng tường chắn đất

có cốt đã mang lại hiệu quả kinh tế - Kỹ thuật trong công tác thiết kế thi côngtường chắn nhất là tường chắn đầu cầu, tường chắn taluy âm, dương Ngoài ra

tường chắn đất có cốt còn mang lại hiệu quả về kiến trúc lớn, mang lại nhữngcảnh quan đẹp cho đô thị và theo ý muốn của con người.

- Trên thực tế ở trên thế giới nói chung và ở Việt Nam nói riêng việc sử dụngtường chắn đất có cốt đang ngày càng phổ biến đặc biết đối với hệ thống đườngđầu cầu trong đô thị, hệ thống tường chắn taluy

- Để tìm hiểu chi tiết hơn về ứng dụng tường chắn đất có cốt chúng ta sẽ tiếp tục

nghiên cứu chương 2 “Các ví dụ ứng dụng các công trình đã được thực hiện trên thế giới và ở Việt Nam“.

CHƯƠNG 2: CÁC VÍ DỤ ỨNG DỤNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ ĐƯỢC

THỰC HIỆN TRÊN THẾ GIỚI VÀ Ở VIỆT NAM.

II.1 CÁCH XÁC ĐỊNH CÁC KÍCH THƯỚC CƠ BẢN, LỰA CHỌN LOẠI ĐẤT ĐẮP

II.1.1 Trình tự khảo sát và tính toán thiết kế thường chắn đất có cốt

Công việc khảo sát thiết kế tường chắn đất có cốt cần theo trình tự sau:

II.1.1.1 Khảo sát điều tra điều kiện địa hình, địa chất tại vị trí dự kiến xây dựng tường chắn đất có cốt.

Về địa hình cần thực hiện các việc sau:

Đo bình đồ 1: 500 trên đó có vạch tuyến dọc vị trí dự kiến bố trí tường;

Đo trắc ngang địa hình thẳng góc với tuyến dự kiến bố trí tường (tuyến nàyqua mép ngoài của mặt tường); khoảng cách giữa các trắc ngang 10 20m Đo vàlên trắc dọc địa hình theo tuyến dự kiến bố trí thường

Công tác khảo sát địa chất phải được thực hiện như ở các điều 14.17, 14.18 và14.19 “Quy trình khảo sát đường ô tô – 22 TCN 263 – 2000” Trường hợp nghi ngờ

có đất yếu thì công tác khảo sát và thí nghiệm địa kĩ thuật phải được thực hiện như

ở mục III.3 “Quy trình khảo sát thiết kế nền đường ô tô đắp trên đất yếu 22 TCN

262 – 2000”

Để đánh giá đất dùng để đắp tường có cốt phải:

Lấy mấu thí nghiệm kiểm tra các chỉ tiêu nêu ở mục trên

Đánh giá trữ lượng và điều kiện khai thác đất đắp

II.1.1.2 Bố trí tường chắn đất có cốt trên bình đồ, trắc dọc và trắc ngang.

Công việc này được thực hiện tương tự như việc bố trí các tường chắn thôngthường bằng bêtông ximăng hoặc đá xây (bao gồm cả việc bố trí nối tiếp giữatường chắn với các đoạn nền đường thông thường ở đai đầu: nối trực tiếp đến tậnchỗ nền đào hoàn toàn hoặc nối thông qua ¼ nón)

Cơ sở để bố trí tường là vị trí tuyến đường và nền đường thiết kế trên bình đồ,trắc dọc và trắc ngang

Sau khi bố trí tường sẽ xác định được các yếu tố thiết kế dưới đây:

Phân đoạn tường theo chiều dọc tuyến, mỗi đoạn có chiều cao tường dự kiến khácnhau;

Mặt cắt ngang điển hình trên đó có bố trí tường ở mỗi đoạn; từ đó xác địnhchiều sâu chôn tường và xác định chiều cao tính toán Htt theo quy định cho mỗiđoạn tường đất có cốt

II.1.1.3 Dự kiến sơ bộ chiều rộng L của tường chắn đất có cốt.

Trường hợp có áp lực đất đẩy sau tường thì có thể dự tính L theo mục dướiđây Chiều rộng L dự kiến đồng thời phải thỏa mãn các điều kiện tối thiểu được đềcập

Trường hợp tường đất có cốt được sử dụng như nền đường đường nhánh ở nútgiao thông (tường ngàm) thì bề rộng L được xác định theo yêu cầu của bề rộng nềnđường nhưng đồng thời phải thỏa mãn các điều kiện tối thiểu

Đối với các tường đất có cốt dùng với mục đích bảo vệ môi trường, bề rộng Lcũng phải thỏa mãn quy định

II.1.1.4 Tiến hành kiểm toán ổn định tổng thể (ổn định ngoài) của tường chắn đất

có cốt theo các chỉ dẫn và quy định ở phần trên

Kiểm toán ổn định trượt trên đáy móng và trên cốt ;

Kiểm toán sức chịu tải của đất móng và kiểm toán ổn định nghiêng lật tường;

Tính toán độ lún tổng cộng, độ lún theo thời gian của tường ;

Kiểm toán ổn định chung của tường cùng với sườn dốc hoặc nền đất tự nhiên

II.1.1.5 Dự kiến chọn loại cốt (cốt kim loại hoặc cốt polime), dạng cốt (dạng đai

mỏng, dạng khung, dạng tấm liền…)

II.1.1.6 Dự kiến mặt phá hoại nội bộ khối đất có cốt trong phạm vi thân tường và

tính toán lực kéo lớn nhất mỗi hàng cốt hoặc mỗi lớp cốt phải chịu Tj trên một métdài tường

II.1.1.7 Tiến hành kiểm toán ổn định nội bộ khối tường đất có cốt để xác định tiết diện (sức chịu kéo) và chiều dài cốt cần thiết đủ để cốt không bị kéo đứt và

không bị kéo tuột có xét đến tuổi thọ dự kiến thiết kế đối với tường

II.1.1.8 Dự tính biến dạng dãn dài cốt và kiểm toán so với mức độ dãn dài cốt cho phép theo chỉ dẫn và yêu cầu ở phần trên (không thỏa mãn thì phải thay đổi

độ cứng của cốt).

II.1.1.9 Tính toán vè thiết kế các chi tiết liên kết giữa mặt tường với cốt và thiết

kế cấu tạo mặt tường.

II.1.1.10 Thiết kế cấu tạo các đoạn tường chắn đất có cốt trên mặt cắt ngang, bình đồ và mặt cắt dọc.

II.1.1.11 Thiết kế và bố trí hệ thống quan trắc lún trong quá trình đắp tường và

sau khi đắp xong tường trong trường hợp tường đặt trên nền đất yếu và cả trongtrường hợp chiều cao tường từ 6m trở lên

II.1.2 Xác định kích thước và kiểm toán ổn định tổng thể (ổn định ngoài) của tường chắn đất có cốt.

II.1.2.1 Nội dung kiểm toán ổn định tổng thể.

Nhờ bố trí cốt tăng cường nên khối đất có cốt tạo thành tường chắn được xemnhư một khối cứng (luôn duy trì được hình dạng tường) giống như các tường xây

đá hoặc bêtông thông thường đặt trên nền đất tự nhiên (hoặc móng, nếu có) Dovậy, việc kiểm toán ổn định tổng thể tường chắn đất có cốt cũng tương tự như đốivới tường chắn thông thường, cụ thể là phải kiểm toán các nội dung dưới đây:

- Dưới tác dụng của áp lực đất sau lưng tường và áp lực đẩy của các tải trọng ngoàikhác (hoặc tải xe cộ…) thường không bị đẩy trượt trên đáy tường về phía trước vàkhông bị đẩy trượt trên mặt các lớp cốt về phía trước

- Dưới tác dụng cũng của các lực đẩy nói trên, khối tường đất có cốt phải nặng đểkhông bị lật nghiêng quanh điểm chân tường phía mặt tường

- Áp lực do các lực đẩy nói trên và do tải trọng bản thân tường truyền xuống móngđáy tường không được vượt quá sức chịu tải của nền móng

- Dưới tác dụng của các tải trọng thường xuyên (không kể hoạt tải) tường phải khôngđược lún quá mức quy định và việc lún tường không được để ảnh hưởng đến nhàcửa hoặc các công trình lân cận (không làm chúng bị lún theo)

- Trọng lượng bản thân của tường không gây ra phá hoại trượt cả sườn dốc tự nhiênhoặc vùng đất trên đó xây dựng tường

II.1.2.2 Số liệu đầu vào và sơ đồ tính toán

- Chiều cao tường H

- Đất đắp sau tường

+ γb: dung trọng đất

+ φb: góc nội ma sát

- Cốt gia cường

Hình 2.1: Sơ đồ tính toán trường hợp trên đỉnh tường có mặt đất nằm ngang và

có tải trọng phân bố đều

Hình 2.2: Sơ đồ tính toán các trường hợp

a) Đất trên đỉnh tường dốc đều βo ; b) Đất trên đỉnh tường gẫy khúc; β ở hình b

và I ở hình a

Hệ số áp lực chủ động Ka đối với tường đất có cốt được xác định theo lí thuyếtCoulomb đối với trường hợp lưng tường thẳng đứng và không có ma sát giữa đấtđắp với lưng tường:(2-1)

Trong đó:

θ: Góc giữa đất đắp và lưng tường (tường thẳng đứng thì θ=90o)

– góc của mái dốc đất sau tường

φb: góc nội ma sát tính toán của đất sau lưng tường

δ: Góc ma sát giữa đất đắp và tường

Tải trọng xe cộ tác dụng ở phía trên đỉnh tường (nếu có) sẽ được xác định nhưsau:Tải trọng xe cộ tác dụng ở phía trên đỉnh tường được xem là phân bố đều qeq,tương đương với một lớp đất đắp có chiều cao heq:

qeq = b.heq (2-2)

Chiều cao lớp đất tương đương với tải trọng xe cộ được xác định theo bảng 2.1

Bảng 2.1 Chiều cao tương đương h eq (m)

Chiều cao tường tính toán H (m) heq (m)

Ghi chú: Chiều cao tính toán H được xác định như ở hình 2.20 (Tường càng cao, bề rộng khối nêm phá hoại sau tường tại vị trí đỉnh tường càng lớn, diện phân

bố tải trọng xe cộ càng rộng do vậy h eq càng nhỏ đi).

Bảng 2.2: Bảng tổng hợp hệ số tải trọng

Hệ số tải trọng

II.1.2.3 Xác định sơ bộ kích thước của tường chắn đất có cốt.

- Xác định chiều sâu chôn tường tối thiểu d≥H/20

- Bề rộng tường L ≥0,7H

II.1.2.4 Tính toán toán điều kiện ổn định trượt trên đáy móng.

Hình 2.3: ổn định trượt trên đáy móng

Khi kiểm toán điều kiện ổn định trượt trên đáy móng về phía trước của tườngchắn đất có cốt, để tăng an toàn thường bỏ qua áp lực bị động của phần đất chônmóng phía trước tường và bỏ qua áp lực tác dụng của xe cộ trên đỉnh tường

Điều kiện ổn định trượt trên đáy móng phía trước tường và bỏ qua lực tácdụng của xe cộ trên đỉnh tường

Sức kháng trượt giữa tường chắn đất có cốt và nền móng là:

Trong đó:

φτ: hệ số sức khánggiữa tường chắn đất có cốt và móng

Rτ:sức kháng danh định giữa tường chắn đất và móng

1. Tính toán các lực tác dụng lên tường chắn đất có cốt:

- Với tường chắn đất trên đỉnh tường nằm ngang:

F1=1/2Kab γb H2 (2-4)

Với tải trọng chất thêm sau lưng tường:

F2=Kab q H(2-12)

Trong đó:

Kab: Hệ số áp lực chủ động sau lưng tường

γb: Khối lượng riêng của đất đắp sau lưng tường chắn đất có cốt

H: Chiều cao của tường chắn đất có cốt

q: tải trọng động rải đều sau lưng tường chắn

- Với tường chắn trên đỉnh tường là dốc

FT=1/2Kab γb h2 (2-5)

Kab: Hệ số áp lực chủ động sau lưng tường

h: Tổng chiều cao của tường chắn

2. Xác định các lực nằm ngang tác dụng lên lưng tường chắn đất có cốt:

- Với tường chắn đất trên đỉnh tường nằm ngang:

II.1.2.5 Tính toán ổn định nghiêng lật

- Với đất đắp trên đỉnh tường dốc đều: (2-12)

- Điều kiện ổn định chống nghiêng lật.

Để đảm bảo yêu cầu này độ lệch tâm e của tổng phản lực các lực thẳng đứngtác dụng lên móng phải nhỏ hơn emax Trong đó emax được xác định như sau:

+ Tường đặt trên móng đất emax=

+ Tường đặt trên móng đá emax= 3 (2-13)

Hình 2.5: Sơ đồ tính toán độ lệch tâm

II.1.2.6 Tính toán toán về sức chịu tải của đất móng

1. Xác định áp lực q r do tường chắn đất có cốt gây ra trên móng:

(2-14)Trong đó:

∑V: Tổng các lực theo phương thẳng đứng

L: Bề dài của tường chắn đất có cốt

σB: Độ lệch tâm tính cho chịu tải của móng

- Tính độ lệch tâm eB

+ Với tường chắn đất trên đỉnh tường nằm ngang:

(2-15)

- Ứng suất tại đáy móng:

+ Với tường chắn đất trên đỉnh tường nằm ngang:

γf: trọng lượng riêng của đất móng tường chắn

Nc, Nγ: hệ số khả năng chịu tải của đất nền

L’: chiều dài tính toán của tường chắn, L’=L-2eB

3. Xác định sức kháng đỡ tính toán của đất nền

qR=φ.qn (2-18)

�: hệ số sức kháng của đất nền, với tường chắn đất có cốt thì �=0,6