Bài viết trình bày về phạm vi áp dụng, khả năng làm việc của nền được gia cố bằng hệ thống Neoweb. Cũng trong bài báo, tác giả đã so sánh giải pháp về kết cấu, hiệu quả về mặt kinh tế, hiệu quả về mặt môi trường trong xây dựng đường, xây dựng đập giữa kết cấu thông thường với kết cấu sử dụng công nghệ Neoweb.
HỆ THỐNG Ơ NGĂN HÌNH MẠNG NEOWEB TRONG CƠNG NGHỆ GIA CỐ NỀN ĐẤT CÁC CƠNG TRÌNH GIAO THƠNG VÀ THỦY LỢI Nguyễn Thị Kim Thịnh Khoa Xây dựng Email: thinhntk@dhhp.edu.vn Ngày nhận bài: 31/7/2017 Ngày PB đánh giá: 28/8/2017 Ngày duyệt đăng: 08/9/2017 TĨM TẮT Cơng nghệ Neoweb công nghệ dùng lĩnh vực xây dựng đường đất yếu, sụt lở mái dốc, tượng sạt lở đường, công nghệ giúp giảm chi phí xây dựng thời gian thi cơng Cơng nghệ Neoweb không phức tạp thiết kế, thi công khả cung ứng vật liệu nguồn nhân lực Vật liệu tận dụng địa phương giúp giảm giá thành sản phẩm, thích hợp với tỉnh thành chưa phát triển kinh tế, mức đầu tư mà đảm bảo hiệu mặt sử dụng bảo trì… Bài viết trình bày phạm vi áp dụng, khả làm việc gia cố hệ thống Neoweb Cũng báo, tác giả so sánh giải pháp kết cấu, hiệu mặt kinh tế, hiệu mặt môi trường xây dựng đường, xây dựng đập kết cấu thông thường với kết cấu sử dụng cơng nghệ Neoweb Từ khóa: Neoweb, ngăn hình mạng, ô ngăn Neoweb, mạng lưới tổ ong, ô ngăn cách Neoweb THE NEOWEB NETWORK ENVIRONMENT SYSTEM IN LANDMARK TECHNOLOGY OF LAND AND IRRIGATION WORKS ABSTRACT Neoweb technology is a new technology used in the construction of roads on weak grounds, sloping slopes, and on sites with phenomena of landslide This technology reduces construction costs and construction time Neoweb technology is not complicated in terms of design, construction and supply of materials as well as human resources Materials can be used locally to reduce the cost of products, which is suitable for the provinces and cities that have not developed economically, investment levels but still ensures the effectiveness in terms of use and maintenance This paper presents the scope of application, the functionality of the platform that is reinforced with the Neoweb system The paper also compares structures, economic and environmental efficiency in road construction and dam construction between conventional structures and structures using Neoweb technology Keywords: Neoweb, net enclosure, Neoweb compartment, honeycomb grid, Neoweb compartment TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 26, tháng 1/2018 97 ĐẶT VẤN ĐỀ Đối với nước ta, công tác thiết kế xử lý móng chưa phát triển, gặp nhiều khó khăn điều kiện kinh tế xã hội, địa hình núi đồi thời tiết thất thường Vậy chuyển giao công nghệ bước phù hợp khả thi với miền núi nước ta, mặt khác giảm thời gian thi công giảm giá thành xây dựng, lợi khơng nhỏ Kết cấu ô ngăn hình mạng Neoweb tạo thành cốt vật liệu bảo vệ bề mặt đồng thời ván khuôn q trình thi cơng Vật liệu chèn lấp phong phú từ đất trồng tự nhiên để trồng cỏ, đá dăm, cuội sỏi bê tông Tùy theo yêu cầu thiết kế khác mà lựa chọn loại Neoweb cho phù hợp mặt kỹ thuật kinh tế Không thế, thi công công nghệ Neoweb đơn giản, rút ngắn thời gian, thích hợp với điều kiện khí hậu mưa nắng thất thường tỉnh Neoweb hệ thống gia cố đất có cấu tạo mạng lưới dạng tổ ong, vách ngăn đục lỗ tạo nhám để tạo khả thoát nước Các mạng lưới ngăn hình tổ ong làm tăng diện tích phân bố tải trọng lên gấp lần, tăng góc ma sát đất khối tổ ong tăng cường độ chịu tải đất yếu, tạo lớp đệm chiều có cường độ chịu uốn độ cứng cao Nó có tác dụng làm giảm tối đa độ lún thẳng đứng đất yếu NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 2.1 Khái niệm phạm vi áp dụng hệ thống Neoweb Hình Ơ ngăn Neoweb Hệ thống Neoweb công nghệ phân tách, ổn định gia cố nghiên cứu phát triển ISRAEL Neoweb tạo từ hỗn hợp gồm nhiều Polimer xếp 98 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG cách đồng Hợp chất bao gồm độ bền sức kháng mỏi HDPE với ổn định hình dáng kích thước sức kháng cắt từ biến Polimer PET Hình Áp dụng giải pháp Neoweb Hợp chất khơng bị thối hố, chịu hố chất, lửa, nước có độ giãn nở nhiệt thấp, khơng đặc tính kỹ thuật chu kỳ biến thiên nhiêt độ thấp nhiệt độ cao từ -70oC đến +90oC Độ bền môi trường tự nhiên đạt 50 năm điều kiện khắc nghiệt Các neo ghim vào nhằm neo giữ hệ thống với lớp vải Địa kỹ thuật đất Ngăn cách đất giữ bảo vệ vật liệu chèn lấp bê theo ba phương, tạo cường độ chịu kéo cao phương Kết cấu ngăn hình mạng tổng hợp polymer đồng tạo ra cố vững mong muốn Vật liệu chèn lấp phong phú từ đất trồng, đá dăm, sỏi cuội đến bê tông [1] Hệ thống Neoweb áp dụng trình giao thông thủy lợi nhiều quốc gia làm móng, đường cho xe hạng nặng sa mạc Siberia, đường dẫn cho thiết bị khoan sa mạc Sahara, đường dẫn rừng Amazon đất sét bão hòa, đường sắt Ba Lan, hệ thống bảo vệ kênh tường chắn Hawall… 2.2 Sự làm việc hệ thống gia cố ngăn hình mạng Neoweb Trường hợp khơng bố trí hệ thống Neoweb, tác dụng tải trọng đạt đến trạng thái giới hạn vật liệu đất, lớp vật liệu dính bị phá hoại cắt trượt, đẩy trồi, dẫn đến sức chịu tải TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 26, tháng 1/2018 99 Hình Sức chịu tải không gia cố gia cố hệ thống Neoweb[4] Khi vật liệu đất móng áo đường tăng cường hệ thống Neoweb, tải trọng thẳng đứng truyền lớp vật liệu chèn lấp hệ thống Neoweb chuyển hóa phần thành ứng suất ngang tác dụng lên thành ô ngăn, phân bố ứng suất rộng sang ô liền kề, kết làm giảm ứng suất vật liệu chèn lấp đảm bảo cho vật liệu chèn lấp không bị phá hoại, tăng sức chịu tải giảm độ lún Hình Sức kháng xung quanh ô ngăn [4] Việc tăng cường kết cấu ô ngăn hình mạng Neoweb làm hạn chế nở hông vật liệu sức kháng xung quanh ô ngăn Hệ thống Neoweb giúp thoát nước ngang tốt, thoát nước ngang tốt đồng thời thoát nước nhanh bề mặt mặt đường không phủ bề mặt Đất bên ô lân cận tạo sức kháng bị động chống lại tác dụng tải trọng truyền xuống Ứng suất ngang tác dụng vào thành ô ngăn đục lỗ tạo nhám sinh sức kháng ma sát tiếp xúc thành ô ngăn vật liệu chèn lấp Sức kháng làm giảm ứng suất thẳng đứng truyền xuống đất 100 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHỊNG Hình Sức kháng bị động xung quanh [4] Tồn khối đất kìm hãm chắn giữ kết cấu có cường độ chịu kéo cao tạo lớp có sức kháng mơmen uốn tăng lên Sức kháng kết cấu làm tăng khả phục hồi tốt hơn, đặc biệt tải trọng tập trung Hình Tác dụng ngăn tải trọng lặp [4] 2.3 Nghiên cứu thực NeowebTM chịu tải trọng đứng nghiệm Hình Hộp thí nghiệm (Han, 2007)[3] Han (2007) nghiên cứu thực nghiệm ngăn hình mạng chịu tải trọng đứng để đánh giá tăng sức chịu tải mô đun đàn hồi tương đương lớp đất gia cố [3] Chiều cao ô ngăn 50 mm, kích thước hai chiều dài rộng tương ứng 250mm 210mm Chiều dày ngăn 1,78mm Dựa kết thí nghiệm cường độ chịu kéo trung bình 9,3kN/m, độ cứng 250KN/m tương ứng với biến dạng 2% Hộp thí nghiệm hình Kết thí nghiệm cho thấy, với mức chuyển vị 1,25mm, sức chịu tải độ cứng đất tăng lên 65% 2.4 Áp dụng phƣơng pháp gia cố đất cơng nghệ ngăn hình mạng Neoweb 2.4.1 So sánh kết cấu áo đường mềm thông thường với áo đường sử dụng cơng nghệ Neoweb Hình Sử dụng cơng nghệ Neoweb giảm chiều dày kết cấu áo đường [2] TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 26, tháng 1/2018 101 Với cường độ tương đương kết cấu áo đường có gia cố hệ thống Neoweb có chiều dày giảm Trên hình sử dụng kết cấu gia cố hệ thống Neoweb cấp phố đá dăm loại giảm 14cm đồng nghĩa với việc nhân cơng, máy móc phục vụ cho việc đào vận chuyển đất đem đổ giảm lượng đáng kể Dẫn đến chi phí xây dựng giảm Hình Cơng nghệ Neoweb thay lớp móng đá dăm gia cố xi măng [2] Không thế, hệ thống Neoweb dùng để thay lớp móng đá dăm gia cố xi măng Tránh việc sử dụng móng đá dăm gia cố xi măng có cơng nghệ thi cơng phức tạp nhiều thời gian không gây tượng nứt truyền lớp móng đá dăm gia cố Từ giảm chiều dày tối thiểu lớp bê tơng nhựa 2.4.2 So sánh tính hiệu kinh tế Ví dụ Bảng Thơng số thiết kế đường[1] Lề đường Số Bề rộng đường Diện tích đường Ngồi-3m, Trong-1.5m(x2) 12.00m(x2) 2,400,000 m2 Số liệu giao thơng địa chất Có hạn chế CBR đất đường - 3% Thiếu cấp phối có chất lượng cao Giao thơng - xe nặng, W18=55.1x106 Chi phí bê tơng nhựa cao - Giải pháp thiết kế thông thường giải pháp gia cố Neoweb 102 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHỊNG Hình 10 So sánh lớp móng gia cố khơng gia cố Neoweb KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG THÔNG THƯỜNG KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG GIA CỐ NEOWEB Tổng chiều dày KCAD = 97 cm Tổng chiều dày KCAD = 56 cm Bảng Tổng hợp yếu tố hiệu kinh tế giải pháp [1] Khối lƣợng giảm (m3) Phần trăm giảm (%) Chi phí giảm (US $) 984,000 75% 3,837,600 Cấp phối đá dăm móng 1,320,000 100% 34,056,000 Lớp bê tơng nhựa phủ bề mặt 144,000 27% 17,010,240 1,968,000 46% 3,837,600 123,000 46% 34,056,000 1,968,000 42% - - 20% 23,010,240 Thông số Khối lượng đào Công tác (đắp/đào) Xe tải 16m3 cho công tác (đắp/đào) Giảm thời gian thi công Giảm chi phí xây dựng ban đầu Tính tốn so sánh giải pháp thiết kế áo đường thông thường giải pháp gia cố Neoweb tổng chiều dày giảm gần nửa dẫn đến khối lượng đào giảm 75%, cơng tác đào đắp máy móc phục vụ cho cơng tác giảm đến 46% Tốc độ thi cơng mà đẩy mạnh giúp sớm hồn thiện cơng trình tránh rủi ro q trình thi cơng TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 26, tháng 1/2018 103 Bảng Hiệu mặt môi trường Giảm công tác (đắp/đào) Khoảng cách vận chuyển km Số xe tải 1,968,000 m2 50km (trung bình) (16m /xe) Tổng quãng đƣờng vận chuyển Nhiệt liệu 2.44km/l 123.00 xe 6,150,000 km 15,006,000 Ví dụ - Thông số thiết kế yêu cầu Thiết kế giải pháp gia cố mái thượng lưu đập với độ dốc mái H:V=3:1 Yêu cầu chống nước thấm phần mực nước thiết kế Đảm bảo mái dốc ổn định [4] - Giải pháp thiết kế thông thường áp dụng Neoweb Hình 11 Giải pháp thiết kế [4] Giải pháp thông thường (BTCT) Giải pháp Neoweb Bảng Tổng hợp hiệu kinh tế giải pháp thông thường áp dụng Neoweb (Tổng cộng chi phí trực tiếp cho 1m2 mái đập) [4] STT Chi phí Ký hiệu Cách tính Giải pháp thơng thƣờng (VND) Giải pháp có Neoweb (VND) I Chi phí trực tiếp T (VL+NC+M+TT) 425,532 407,552 Chi phí vật liệu VL (DG + CL + VL) 219,309 363,691 Chi phí nhân cơng NC NCx1,2026x1,2 196,649 36,105 Chi phí máy thi cơng M MTC x 1,08 3,285 1,734 104 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHỊNG Chi phí khác TT (VL+NC+M)x1,5% 6,289 6,023 II Chi phí chung C NC x55% 108,157 19,858 III Thu nhập chịu thuế tính trước TL (T + C) x 5,5% 29,353 23,508 IV Chi phí trước G T + C + TL 563,042 450,918 xây dựng Khi sử dụng công nghệ Neoweb tận dụng loại vật liệu địa phương, vật liệu chỗ, giúp giảm thiểu cơng vận chuyển vật liệu đến chân cơng trình, nhân cơng lắp đặt, máy thi cơng đơn giản góp phần làm giảm giá thành xây dựng cơng trình đến 25% gần 50% thời gian thi cơng Tính hữu dụng cơng nghệ thể chỗ thích hợp cao với địa hình miền núi, nơi có nhiều đồi, vách cao, cơng trình giao thơng đồi núi, cơng trình thủy lợi phức tạp địa hình, mái dốc taluy, độ dốc cao phức tạp KẾT LUẬN Trong viết, tác giả trình bày phạm vi áp dụng, ưu điểm, kết nghiên cứu thực nghiệm cơng nghệ Neoweb Các ngăn có tác dụng hạn chế nở ngang đất tác dụng tải trọng đứng Do hệ thống làm tăng độ cứng sức chịu tải đất Các ví dụ báo minh chứng cụ thể làm sáng tỏ việc áp dụng hệ thống Neoweb làm giảm chiều dày kết cấu áo đường cách đáng kể thay lớp móng đá dăm gia cố xi măng có cơng nghệ thi cơng phức tạp Cơng nghệ mang lại tính hiệu mặt kinh tế, chi phí xây dựng giảm từ 20†25%, thời gian thi công giảm đến 50% hiệu mặt môi trường so với phương pháp thông thường Hơn công nghệ lại dễ dàng thiết kế thi cơng, nguồn vật liệu, nhân cơng lấy địa phương Đối với nước ta, công nghệ chưa thi cơng rộng rãi, chưa có kiểm nghiệm thực tế trình sử dụng Nên cần có nghiên cứu cụ thể, cơng trình thi cơng thí điểm để có nhìn tổng quan Từ sớm áp dụng rộng rãi cơng nghệ Neoweb vào cơng trình giao thơng thủy lợi để đem lại hiệu kinh tế xã hội TÀI LIỆU THAM KHẢO Đặng Minh Tân, Trương Đăng Tồn (2008), Giới thiệu cơng nghệ gia cố đất - Hệ thống ngăn hình mạng Neoweb (Áp dụng cơng trình giao thơng thủy lợi), JIVC join stock campany, Việt Nam Emersleben, A and Meyer, M (2008), Bearing Capacity Improvement of Asphalt Paved Road Constructions due to the use of Geocells-Falling Weight Deflectometer and Vertical Stress Measurements Proceeding of the 4th Asian Regional Conference on Geosynthetics Han, J., Yang, X., Leshchinsky, D., and Parsons R L (2007), Behavior of Geocell-Reinforced Sand under a Vertical Load Geosynthetics Committee Kief, O (2007), PRS Neoloy® Geocell Technology for Neoweb® Cellular Confinement Systems, PRS Mediterranean Ltd, Israel TẠP CHÍ KHOA HỌC, Số 26, tháng 1/2018 105 ... Đặng Minh Tân, Trương Đăng Toàn (2008), Giới thiệu công nghệ gia cố đất - Hệ thống ô ngăn hình mạng Neoweb (Áp dụng công trình giao thơng thủy lợi) , JIVC join stock campany, Việt Nam Emersleben,... 1/2018 99 Hình Sức chịu tải không gia cố gia cố hệ thống Neoweb[ 4] Khi vật liệu đất móng áo đường tăng cường hệ thống Neoweb, tải trọng thẳng đứng truyền lớp vật liệu chèn lấp hệ thống Neoweb chuyển... dụng hệ thống Neoweb Hình Ơ ngăn Neoweb Hệ thống Neoweb cơng nghệ phân tách, ổn định gia cố nghiên cứu phát triển ISRAEL Neoweb tạo từ hỗn hợp gồm nhiều Polimer xếp 98 TRƢỜNG ĐẠI HỌC HẢI PHÒNG cách