BÀI TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT

TIỂU LUẬN: CƠNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA  - BÀI TIỂU LUẬN CÔNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT HVTH : TRƯƠNG QUANG HẢI PHÙNG HẾT ĐÀ NẴNG, THÁNG 09 NĂM 2015 Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN BẰNG ĐẤT CÓ CỐT Từ lâu đời đất sử dụng loại vật liệu xây dựng So với loại vật liệu khác bê tông, thép… đất rẻ tiền sẵn có lại có đặc trưng học kém, đặc biệt không chịu lực kéo Để khắc phục nhược điểm biện pháp gia cố đất chất liên kết (vơ cơ, hữu hóa chất…) Từ năm 1963, Henri Vidal kĩ sư cầu đường người Pháp đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựng cơng trình Cho đến khái niệm đất có cốt ứng dụng cơng trình xây dựng trở nên quen thuộc với kĩ sư cầu đường, kĩ sư xây dựng kháp nơi giới Đất có cốt vật liệu tổ hợp dùng đất thiên nhiên để xây dựng cơng trình đất có bố trí lớp cốt vật liệu chịu lực kéo theo hướng định thông qua sức neo bám (do ma sát dính neo bám) đất với vật liệu cốt mà loại vật liệu tổ hợp đất có cốt có khả chịu kéo (giống vật liệu bê tơng cốt thép có khả chịu kéo, thân bê tơng chịu kéo kém) Hình Cấu tạo tường chắn đất có cốt Sự đời vật liệu đất có cốt áp dụng nhiều góp phần tạo ưu lĩnh vực xây dựng cơng trình - Nhờ đất có cốt mà cơng trình đắp đất khơng cần có mái dốc, tức đắp với mái dốc thẳng đứng với chiều cao đắp lớn (có thể lên đến 40m) - Đất có cốt loại vật liệu mềm, cho phép đảm bảo ổn định cơng trình dù có biến dạng lớn xảy Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT - Đất có cốt vật liệu nặng cơng trình đất có cốt có kích thước lớn đáp ứng yêu cầu cơng trình đòi hỏi phải có trọng lượng lớn để chịu đựng lực ngang lớn chịu lực va chạm lớn áp lực sóng nổ lớn - Cơng trình đất có cốt thi cơng đơn giản nhanh cốt mặt tường bao gia công trước nhà máy đưa đến trường lắp đặt tiện lợi trình lắp đặt Tuy nhiên loại vật liệu tồn nhược điểm cần tìm cách khắc phục - Nếu dùng vật liệu kim loại làm cốt vỏ mặt tường gặp vấn đề biện pháp chống gỉ phải dùng thép khơng gỉ dùng thép mạ dùng thép thường phải tăng thêm kích thước cốt vỏ để dự phòng gỉ - Nếu cốt vỏ mặt tường vật liệu chất dẻo tổng hợp cần phải có biện pháp chống lão hóa cho chúng 1.1 Nguyên tắc cấu tạo sở tính tốn tường chắn đất có cốt 1.1.1 Cấu tạo tường chắn đất có cốt Một cơng trình tường chắn đất có cốt gồm có thân tường rộng L chiều cao H đắp đất có mái dốc mặt từ 0 đến 200 so với phương thẳng đứng khối đất có bố trí lớp cốt rải nằm ngang cốt liên kết chặt với mặt tường bao Nếu dốc đắp mặt lớn 20 so với phương thẳng đứng khơng xem tường chắn đất có cốt Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Hình 2: Cấu tạo tường chắn đất có cốt Phần đỉnh tường sử dụng trực tiếp làm phần đường xây dựng mặt đường cho xe cộ học xây dựng công trình Về đất dùng để đắp tường đất có cốt, để tăng ma sát với cốt người ta chủ yếu sử dụng cát vừa cát khô Ngày cho phép dùng loại đất dính sử dụng loại cốt dạng khung, dạng lưới Cần nghiên cứu tính chất điện hóa đất đắp để hạn chế tác dụng xâm thực đất cốt, đảm bảo tuổi thọ loại cốt vật liệu khác Về cốt cốt kim loại lúc đầu dùng thép mạ thép không gỉ dùng phổ biến loại thép thường khơng mạ ngồi cốt kim loại phổ biến dùng cốt vật liệu polime dạng vải hay lưới địa kĩ thuật TENAX cung cấp Cấu trúc lưới địa kĩ thuật gồm: + Lưới địa trục (Unixual geogrid) : có sức kéo theo hướng dọc máy thường để dùng cho giải pháp gia cố tường chắn gia cố mái dốc… + Lưới địa trục (Bixual geogrid) có sức kéo hướng, thường dùng để gia có đường, móng cơng trình v.v Trái với vải, hướng ngang máy có sức chịu kéo lớn dọc máy + Lưới trục (triaxial geogrid) có sức chịu kéo theo hai hướng, dùng để gia cố đất yếu Hình 3: Cấu trúc lưới địa kĩ thuật Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Hình 4: Lưới thép Về mặt tường bao: vật liệu làm mặt tường bao mềm phổ biến có loại mặt bao bê tông xi măng lắp ghép, lưới địa kĩ thuật bọc cuộn dùng lồng đá Hình 5: Cấu tạo mặt tương bao BT đúc sẵn Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Hình 5: Rọ đá lưới địa kĩ thuật cho tường ngồi 1.1.2 Vai trò cốt neo bám đất cốt Vai trò cốt nhằm tạo áp lực hơng từ bên khối đất có bố trí cốt Điều tương đương với việc tạo lực dính c lớn bên khối đất Cố t Khố i đấ t u Cố t Hình 6: Vai trò cốt hạn chế nở ngang chịu lực thẳng đứng Khi khối đất chịu nén theo phương thẳng đứng với áp lực σ1 , khơng có cốt đất bị phá hoại nở hơng tự Nhưng có bố trí cốt giả thiết cốt đất có đủ sức neo bám cần thiết (tức đất cốt bám chặt chuyển vị với nhau) chịu nén đất chuyển vị ngang phạm vi chuyển vị ngang cốt Vì mô đul biến dạng vật liệu cốt cao nhiều so với mô dul biến dạng đất nên trị số biến dạng ngang ε u khối đất khơng đáng kể đất bị xem chịu nén trục có hạn chế nở hông Với nguyên tắc làm việc cốt ta bố trí cốt hướng, tính tốn bố trí với khoảng cách theo chiều đứng chiều ngang thích hợp khối đất có cốt khơng xảy biến dạng trượt tồn khối đất có cốt xem khối bền có đủ sức kết dính để ổn định tác dụng trân ngoại lực Để cốt đất làm việc hiệu phải có đủ sức neo bám đất cốt tạo áp lực hơng từ bên khối đất có cốt tức tạo Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT truyền sức chịu kéo cốt cho đất (giống truyền sức chịu kéo thép cho bê tông) Việc truyền lực cốt đất hay hay tạo sức neo bám cốt với đất phụ thuộc vào cấu tạo hình dạng cốt có hai phương thức phương thức truyền lực thông qua ma sát chúng phương thức truyền lực thông qua sức cản bi động đất v v Thanh ngang Pp T2 T1 S0 Sứ c n bòđộ ng củ a đấ t b a) b) Hình Sự làm việc cốt đất a) Cơ cấu truyền lực sức cản bị động đất; b) Cơ cấu truyền lực thông qua ma sát đất cốt Như để thực cơng trình đất có cốt cần phải đảm bảo điều kiện sau: - Có đủ sức neo bám đất cốt điểm khối đất có cốt - Cốt phải chịu lực kéo lớn phát sinh cơng trình trạng thái làm việc - Đất phải đủ cường độ chịu nén chịu cắt để tiếp nhận lực kéo cốt truyền cho đất - Mặt bên cơng trình phải có vỏ bao để bảo vệ bề mặt chống hư hại từ tác nhân bên chống lở đất phạm vi lớp cốt 1.1.3 Các trạng thái phá hoại tường chắn đất có cốt Để thiết kế tường chắn đất có cốt ta phải tìm hiểu phá hoại để tính tốn chống lại phá hoại - Bản thân khối đất có cốt ( rộng L, cao H) ln trì tính tồn khối đảm bảo khơng dị phá vỡ tượng đứt cốt, tuột cốt dãn cốt Yêu cầu gọi yêu cầu bảo đảm ổn định nội tường đất có cốt Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT a) b) c) Hình Các trạng thái phá hoại ổn định nội khối đất có cốt a) Đứt cốt; b) Tuột cốt; c) Biến dạng cốt Tường đất có cốt phải chịu áp lực đẩy đất sau lưng tường tác dụng ngoại lực khác để không bị lật để khơng bị phá hoại móng phía đáy tường không đử sức chịu tải dẫn đến tường bị nghiêng đổ, không bị dịch chuyển trượt Tường khối đất sau lưng tường không bị trượt quay dẫn đến ổn định tồn khối tường khơng bị lún u cầu gọi yêu cầu bảo đảm ổn định tổng thể tường đất có cốt 1.2 Tóm tắc u cầu tính tốn thiết kế tường chắn đất có cốt Tính tốn bảo đảm u cầu ổn định nội khối tường đất có cốt - Tính tốn lực kéo lớn Tj mà hàng cốt lớp cốt phải chịu mét tường - Với trị số lực kéo lớn Tj tiến hành kiểm toán khả kéo đứt cốt sở biết cường độ vật liệu cốt - Kiểm toán khả cốt bị kéo tuột khơng đủ sức neo bám kiểm tốn chiều dài cốt cần thiết - Dự tính mức độ biến dạng cốt so sánh với trị số biến dạng dãn dài cốt cho phép - Tính tốn chiều dày dự phòng bị ăn mòn cốt kim loại đề xuất biện pháp chống lão hóa cường độ cốt mặt tường bọc cuộn vật liệu polime hay vải địa kĩ thuật Tính tốn bảo đảm u cầu tổng thể tường chắn đất có cốt - Xác định phân bố áp lực đất sau lưng tường theo lí thuyết Coulomb Rankin áp lực đẩy ngoại lực tác dụng khác - Xác định sơ kích thước tường đất có cốt kiểm tốn ổn định trượt tường đáy móng lớp cốt Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT - Kiểm tốn sức chịu tải đất móng đáy tường kiểm tốn khả ổn định nghiêng lật tường - Dự tính độ lún tường chắn đất có cốt so sánh với độ lún cho phép - Kiểm toán điều kiện ổn định chung tường đất có cốt với sườn dốc đất tự nhiên đặt tường Trên u cầu tính tốn thiết kế tường chắn đất có cốt, nội dung cách thức tính tốn cụ thể khơng trình bày tiều luận 1.3 Các cơng trình xây dựng tường chắn có cốt (a) (b) (c) (d) Hình a) La Polvora Road – Valparaiso City – Chilê cao 22m b) Castle Peak Road, Phase – Hồng Kông cao 11m c) Cầu phố Lào Cai cao 11m d) Mun River Bridge – Thái Lan cao 6m Trang: TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT CHƯƠNG 2: CƠNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT 2.1 Trình tự thi cơng tường chắn đất có cốt 2.1.1 Chuẩn bị vật tư thiết bị - Chế tạo cốt với chi tiết liên kết với cốt xưởng vận chuyển bảo quản chúng thực địa - Chuẩn bị mỏ đất trang thiết bị khai thác, chuyên chở đất đắp tường - Chuẩn bị thiết bị đầm nén đất - Chuẩn bị dụng cụ để lắp đặt mặt tường cốt ( nêm kê chèn, kẹp gá tạm thước kiểm tra độ thẳng đứng độ nằm ngang thước kiểm tra khoảng cách lắp tấm) 2.1.2 Thi cơng đào móng xử lý móng - Cao độ đáy móng yêu cầu xử lý móng phải tuân thủ vẽ thiết kế lập vẽ thi công chi tiết cần đối chiếu kiểm tra yêu cầu chiều sâu chơn tường - Chiều rộng đào móng phải bao gồm bề rộng bố trí nước ngầm sau tường bố trí nước từ thân tường - Tại chỗ chân tường bao phải đào sâu mặt móng để làm lớp móng đệm chân tường - Đất đào móng khơng đạc tiêu phải vận chuyển hết để bỏ không đổ lẫn với vật liệu đắp tường - Trong trường hợp đặt trực tiếp đất thiên nhiên sau đào móng phải kiểm tra độ chặt đất thiên nhiên độ chặt khơng đạt 0,95 độ chặt tiêu chuẩn phải cày, xới lu lèn lại để bảo đảm 30cm đất móng đạt độ chặt từ 0,95 độ chặt tiêu chuẩn trở lên - Trong trình đào móng phải có biện pháp nước tạm nước ngang phía chân dốc dẫn dọc phía hố móng chỗ tiếp giáp với mái dốc đào móng - Trước thi cơng thân tường phải kiểm tra kích thước cao độ móng giải pháp xử lý + Về cao độ mặt móng theo mặ cắt ngang cách 20m mặt cắt đo điểm Sai số cho phép ±5 cm so với cao độ thiết kế không tạo dốc phụ thêm 0,5% điểm đo Trang: 10 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT + Nếu tường đặt trực tiếp đất thiên nhiên 20m dọc móng tường phải kiểm tra độ chặt yêu cầu nói + Kiểm tra đánh dấu định vị xác dọc theo tuyến mép chân tường tim lớp đệm tạo phẳng chân tường + Nếu áp dụng giải pháp xử lí móng phải đối chiếu với yêu cầu vẽ thiết kế để kiểm tra - Tiến hành đổ bê tông lớp đệm, sau đổ bê tông phải thực bảo dưỡng chờ 12 phép bắt đầu lắp đặt mặt tường lớp đệm Hình 10 Thi cơng đệm móng cho tường 2.1.3 Thiết lập hệ thống mốc định vị mốc kiểm tra cao độ phục vụ việc lắp đặt xác mặt tường - Phải lấy dấu vạch liền vị trí lắp đặt hàng mặt lớp đệm tạo phẳng - Đặt cọc định vị để lúc dùng máy kinh vĩ dùng cách căng dây để kiểm tra tuyến lắp đặt mặt tường Trang: 11 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT - Đặt mốc cao độ vị trí cố định thuận tiện để ln từ kiểm tra cao độ đỉnh lắp đặt 2.1.4 Lắp đặt mặt tường hàng - Các phải cẩu treo phương thẳng đứng Hình 11 Lắp đặt tường cho lớp - Hàng phải đảm bảo vị trí đạt tuyệt đối xác (theo vạch dấu vạch lớp đệm tạo phẳng), đỉnh phải đặt thật nằm ngang đảm bảo cao độ quy định Dùng xà beng từ phía tường để bẩy cạnh vào vị trí đánh dấu lớp tạo phẳng Kiểm tra cạnh vào vị trí đánh dấu lớp đệm tạo phẳng Kiểm tra độ nằm ngang cách đặt thước dài 1,20m có bọt ống thủy lên cạnh Nếu khơng phải dùng nêm gỗ chuẩn bị trước để chêm kê cho Sau phải chống dỡ tạm từ phía ngồi hàng chống chuẩn bị từ trước Hình 12 Chống đỡ tạm lắp đặt hàng Trang: 12 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Trong hàng thường phải lắp đặt cách quãng thường phải kiểm tra khoảng cách lắp trước lắp đặt lắp san thước đo khoảng cách có chiều dài bề rộng Trong hàng chốt lắp sau phải điều chỉnh để cắm vào lỗ đặt sẵn cạnh lắp trước Sau điều chỉnh vị trí cao độ dùng kẹp gỗ chuẩn bị từ trước để gá tạm hàng Hình 13 Thi công tường theo thứ tự Sau hàng lắp đặt xong phải tiến hành chèn khe nối thẳng đứng Việc chèn khe phải thực từ phía mặt Trang: 13 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Hình 14 Chèn khe tường 2.1.5 Đắp lớp đất lắp đặt cốt hàng Công việc thực sau lắp đặt xong chống đỡ tạm chắn hàng Các lớp đất bao gồm lớp đắp phạm vi chiều dày kể từ mặt móng đến cao độ đặt hàng cốt Cách thi công đắp đất chưa đắp sát tới mặt sau vỏ tường mà phải để cách với mặt sau vỏ tường khoảng 30cm Hình 15 Chống đỡ tạm lắp đặt hàng Sau lu lèn chặt bảo đảm mặt lớp đất đắp thật phẳng tiến hành lắp đặt cốt hàng Hình 16 Liên kết cốt với tường Trang: 14 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT 2.1.6 Lắp đặt hàng tiếp theo, đắp đất lắp cốt lớp Các khâu lắp đặt tấm, đắp đất lắp cốt tiến hành lắp đến đâu đắp đất đặt cốt đến Cách lắp đặt nội dung công việc lắp đặt thực Chú ý lắp đặt hàng đến đâu tháo bọ kẹp gá lắp tạm hàng đến đồng thời phải chèn khe thẳng đứng trước đắp đất Hình 17 Lắp đặt tường Trước lắp đặt hàng trên khe nằm ngang hàng trước phải đặt miếng đệm cao su Khi lắp đặt mặt tường phải tạo độ nghiêng nhẹ để mặt tường nghiêng vào phía Độ nghiêng thường khoảng ÷ ‰ với độ nghiêng vào phía Với độ nghiêng dự phòng đắp đất tác dụng đầm nén cuối mặt tường trở phía thẳng đứng 2.1.7 Đắp đầm nén đất - Vật liệu đắp phải đạt yêu cầu thành phần hạt tiêu khác - Việc đổ, rải, san đầm nén đất đắp phải thực theo hướng song song với mặt tường Trong trình thi công không xe máy chạy trực tiếp đè lên cốt không làm xê dịch vị trí đặt cốt mặt - Đất phải san rải thành lớp thật nằm ngang với bề dày lu lèn lớp từ 15cm đến 37,5cm , bề dày lu lèn lớp tối thiểu phải 1,5 cỡ hạt lớn đất Sau lớp đất lớp đất phía phép rải sát đến mặt sau mặt tường Trang: 15 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT Hình 18 Đắp đất đầm đất Tất loại xe máy trang thiết bị thi cơng có trọng lượng nặng 1500kg làm việc cách xa mặt tường 2,0m phạm vi 2,0m cách mặt tường dùng phương tiện có tổng trọng lượng 1500kg lu rung có khối lượng 1m bề rộng bánh rung không 1300kg thiết bị đầm kiểu rung có khối lượng không 1000kg Độ chặt đầm nén phải đạt lớn 0,98 độ chặt đầm nén tiêu chuẩn dung trọng khô sau đầm nén tối thiểu 1800kg/m Việc kiểm tra độ chặt trường phải thực với lớp rải Trước thi cơng thức phải tiến hành thi cơng đầm nén thử để định thông số đầm nén phù hợp với cơng cụ đầm nén sẵn có quy định thi công đắp thông thường Đắp lại khối đất phía ngồi chân tường Khối đất phải đắp lại xây tường đất có cốt đến 1/2 chiều cao thiết kế chiều cao xây lắp tường 5m 2.1.8 Thi công phần đỉnh tường Thi công lắp tấm, lắp cốt đắp đất phần đỉnh tường phải thực phần thân tường khác hàng có cạnh nghiêng theo độ dốc dọc tường Sau thi công đắp đất hoàn thành phải tháo tất nêm kẹp lại lắp đặt khối gờ đỉnh tường theo thiết kế 2.2 Tiêu chuẩn nghiệm thu sau hồn thành tường đất có cốt - Vị trí mặt chân tường so với thiết kế cho phép sai số ±5 cm Trang: 16 TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CƠNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CĨ CỐT - Độ thẳng đứng mặt tường cho phép sai số ±5 mm/1m cao cho 1m chiều cao tường - Mức độ lồi lõm khơng phẳng mặt ngồi tường cho phép có khe hở 20mm kiểm tra thước dài 4,5m theo phương thẳng phương nằm ngang - Chênh lệch khe nối cho phép ±10mm - Tuyến mép đỉnh tường cho phép sai số ±15 mm so với tuyến thiết kế - Độ lún độ lún lệch phải thõa mãn yêu cầu quy định Ngoài phải quan sát mắt - Mặt tường nhìn khơng bị phình lồi lõm bất thường - Mặt đỉnh tường phải thắng cong - Biến dạng mặt tường không gây tổn hại khe nối gây sứt, nứt mép //////////////////////////////////////////// TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Nguyễn Quang Chiêu – Thiết kế tường chắn đất – Nhà xuất giao thông vận tải 2004 [2] Trang web tenax (lưới địa kĩ thuật) http://tenax.com.vn/ [3] Gs Ts Dương Học Hải – Thiết kế thi công tường chắn đất có cốt – Nhà xuất xây dựng 2012 Trang: 17