Thực nghiệm tường chắn đất có cốt trong phòng thí nghiệm

Giới thiệu chung

Xã hội phát triển, con người ngày càng có khả năng thay đổi tự nhiên theo mục đích sống. Đặc biệt trong các lĩnh vực xây dựng, giao thông, thủy lợi,… các dạng địa hình khác nhau và đặc điểm của chúng có ảnh hưởng rất lớn đến điều kiện xây dựng nói chung và sự ổn định, bền vững công trình nói riêng. Từ đó, các phương pháp cải tạo địa hình ra đời phục vụ theo mục đích từng dự án.

Tường chắn đất là phương pháp phục vụ trong việc chống xói lở và sụt trượt mái taluy ở các công trình có sự thay đổi cao độ. Phương pháp phổ biến tường chắn đất hiện nay ở Việt Nam là tường bê tông cốt thép đã dần có sự thay thế bởi các phương pháp mang lại nhiều lợi ích hơn, trong đó có phương pháp tường gia cố có cốt. Phương án tường chắn sử dụng nhựa có cường độ cao( nhựa Geogrid) với ưu điểm chi phí thi công rẻ hơn, thời gian thực hiện nhanh hơn, vượt được độ cao lớn, vận chuyển dễ dàng đã và đang khẳng định được vị thế trong thi công tường chắn đất. Do đó, nhóm nghiên cứu thực hiện đề tài này nhằm đáp ứng một số mục tiêu và thực tiễn áo dụng sau đây.

Tường chắn đất có cốt được tạo thành bởi sự kết hợp của ba thành phần chính đó là tấm mặt tường, cốt liệu gia cường và đất đắp chọn lọc nhằm tạo ra kết cấu có khả năng ổn định nội tại từ đó có thể ổn định nền đắp. Loại tường này được xem là một trong những tiến bộ công nghệ về địa kỹ thuật nhằm tạo ra sản phẩm có tính năng kỹ thuật phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu, thi công lắp đặt dễ dàng, có tính mỹ thuật cao, hiệu quả sử dụng vật liệu rất cao và trên hết đã chứng minh được hiệu quả ứng dụng và kinh tế trên thế giới. Cụ thể hơn, việc áp dụng tường chắn có cốt được kỹ sư Henri Vidal người Pháp đã đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựng công trình từ những năm 1963 và cho đến nay với hơn 50 năm đã có hơn 5 triệu m2 tường chắn đã được xây dựng, chiều cao của tường chắn cũng ngày một lớn hơn chẳng hạn ở Oman có chiều cao lên tới 65m.

Lý do lựa chọn đề tài

Tại Việt Nam, trong khoảng hơn 15 năm trở lại đây, các dự án xây dựng phát triển và hoàn thiện dần kèm theo các hệ thống giao thông phát triển không ngừng nhằm đáp ứng mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Chính vì thế mà các cây cầu, tuyến đường mới dần được hình thành và trong những không gian, quỹ đất hạn chế, các nền đắp đường đầu cầu, khu dân cư, phân khu sườn dốc …cần thiết phải có hệ thống tường chắn để giữ ổn định nền đắp.

Tường chắn đất có cốt vì thế đã tìm được chỗ ứng dụng và ngày càng được sử dụng nhiều hơn nhờ có một kết cấu hợp lý, với nhiều ưu điểm vượt trội như đã trình bày ở trên. Với công trình đầu tiên là cầu Mẹt (Lạng Sơn) được áp dụng năm 1999, cầu Phố Mới (Lào Cai) được áp dụng năm 2000, đến nay tường có cốt đã được áp dụng khá rộng rãi với khoảng hơn 50 công trình và với hơn 50000 m2 tường chắn đã được áp dụng thành công nhất là ở các thành phố lớn và khu dân cư cao cấp.

Để đảm bảo tính ổn định và bền vững của tường chắn đất có cốt, thì thường chúng ta chỉ nên áp dụng trong điều kiện địa chất tốt, môi trường ít bị xâm thực, hay mực nước ngầm thấp. Trong khi đó, điều kiện địa chất ở Việt Nam và các điều kiện tự nhiên là khá phức tạp nên việc áp dụng tường chắn đất có cốt cần phải được nghiên cứu kỹ và thiết kế hợp lý để đảm bảo sự ổn định và bền vững của công trình.

Với sự phát triển của công nghệ, thì ngoài cốt liệu gia cường truyền thống bằng thép (được xem là không dãn dài) thì chúng ta còn ghi nhận những loại cốt liệu gia cường khác chẳng hạn như bằng vật liệu tổng hợp như các vật liệu Gia cường hoặc các vật liệu như các loại vải địa kỹ thuật (được xem là có dãn dài đáng kể).

Tuy nhiên, hiện nay việc thiết kế tính toán tường chắn đất có cốt cũng tồn tại nhiều vấn đề. Phương pháp tính toán tường có cốt chủ yếu là dựa vào tiêu chuẩn BS8006, AASHTO LRFD, hoặc tiêu chuẩn ngành 22TCN272 Bộ Giao Thông Vận Tải với những quy định được dịch từ AASHTO LRFD 2002 chứ chưa có tiêu chuẩn riêng cho công trình loại này.

Chính vì thế, cần thiết phải làm sáng tỏ quy trình tính toán với hai loại cốt liệu, cũng như có những hiểu biết sâu rộng hơn về phương pháp tính toán tường chắn có cốt với hai loại cốt liệu gia cường này nhằm mục đích có cái nhìn toàn diện hơn về tính toán, áp dụng hai loại cốt liệu này cho phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam. Trước những ứng dụng rộng rãi của tường chắn đất có cốt đã gợi ý cho người viết lựa chọn nghiên cứu đề tài “Phương pháp tính toán tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp” với mong muốn sẽ góp phần lý giải về mặt lý thuyết tính toán cũng như khả năng áp dụng tường chắn đất có cốt với các cốt liệu gia cường khác nhau vào điều kiện thực tế ở Việt Nam.

Mục tiêu đề tài
  • Xây dựng mô hình tường chắn có cốt trong phòng thí nghiệm
  • Kiểm nghiệm sự làm việc của lưới địa kỹ thuật (làm bằng giấy) trong việc giữ cho mái dốc ổn định dưới tác dụng của tải trọng ngoài.
  • Thực hiện tính toán đơn giản để kiểm tra
Scroll Up