Luận văn thạc sĩ chuyên ngành xây dựng đường ô tô và đường thành phố Nghiên cứu ứng dụng tường chắn đất có cốt trong xây dựng đường ô tô ở việt nam

bộ giáo dục và đào tạo
tr ờng đại học giao thông vận tải
o0o



Lê duy h ng



Nghiên cứu ứng dụng t ờng chắn
đất có cốt trong xây dựng đ ờng

ô tô ở việt nam

luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật
ChuyÊn ngành: xây dựng đ ờng ôtô và đ ờng thành phố
Mã số: 60 - 58 - 30

Hà nội, 8- 2008

bộ giáo dục và đào tạo
tr ờng đại học giao thông vận tải
o0o




Lê duy h ng



Nghiên cứu ứng dụng t ờng chắn đất có cốt

trong xây dựng đ ờng ô tô
ở việt nam

luận văn thạc sỹ khoa học kỹ thuật
ChuyÊn ngành: xây dựng đ ờng ôtô và đ ờng thành phố
Mã số: 60 - 58 - 30

H ớng dẫn khoa học: PGS. TS Nguyễn Huy Thập

Hà nội, 8- 2008
- 1 -
Mục lục


Trang
Ch ơng mở đầu

3
1. Sự cần thiết của đề tài
3
2. Mục đích, nội dung và giới hạn của đề tài

4
3. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
5
4. Ph ơng pháp nghiên cứu đề tài
6
Ch ơng I : tổng quan về t ờng chắn đất có cốt
7

1.1. Khái niệm chung

7

1.2. Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế về xây
dựng t ờng chắn đất có cốt của các n ớc trên thế giới
11

1.3. Tình hình nghiên cứu và ứng dụng xây dựng t ờng chắn
đất có cốt tại Việt Nam
14

1.4. Những vấn đề cần nghiên cứu, ứng dụng thực tiễn về xây
dựng các công trình t ờng chắn đất có cốt tại Việt Nam
19
Ch ơng II : Nghiên cứu ứng dụng thiết kế t ờng chắn đất có

cốt ở việt nam
21
2.1. Những cơ sở lý thuyết về cấu tạo, nguyên tắc cơ bản tính
toán t ờng chắn đất có cốt
21
2.2.Phạm vi và các điều kiện sử dụng công trình t ờng chắn
đất có cốt trong xây dựng đ ờng giao thông ở Việt Nam
42
2.3.Yêu cầu cụ thể đối với đất đắp, vật liệu cốt, t ờng bao,
thoát n ớc trong công trình t ờng chắn đất có cốt
45
2.4. Yêu cầu đối với nền móng, chiều sâu chôn t ờng, chiều

rộng móng t ờng của t ờng chắn đất có cốt
55
2.5.Trình tự các b ớc khảo sát, tính toán, thiết kế, kiểm toán
t ờng chắn đất có cốt
58
2.6.Những nội dung kiểm toán ổn định, xác định kích th ớc và
các yếu tố của t ờng chắn đất có cốt
62
2.7.Biến dạng dãn dài cốt cho phép và dự tính khả năng dãn
dài của cốt
83
2.8.Tính toán liên kết giữa mặt t ờng với cốt và tính toán tấm

mặt t ờng
84
- 2 -
Ch ơng III : Công nghệ thi công, kiểm tra, đánh giá và nghiệm
thu t ờng chắn đất có cốt
87
3.1.Trình tự thi công
87
3.2.Yêu cầu đối với việc chế tạo, chuyên chở, bảo quản tấm và
lắp ghép vỏ mặt t ờng
89
3.3.Yêu cầu đối với việc chế tạo, chuyên chở, bảo quản cốt và

các chi tiết mối nối
91
3.4.Thử nghiệm đánh giá các chỉ tiêu của đất đắp t ờng và
khảo sát đánh giá khả năng khai thác của mỏ đất
91
3.5.Thi công đào móng và xử lí móng
92
3.6.Thi công lớp đệm tạo phẳng d ới chân mặt t ờng tấm
bêtông ximăng lắp ghép
93
3.7.Thiết lập hệ thống mốc định vị và mốc kiểm tra cao độ
phục vụ việc lắp đặt chính xác các tấm mặt t ờng

94
3.8.Lắp đặt các tấm mặt t ờng ở hàng d ới cùng
94
3.9.Đắp các lớp đất đầu tiên và lắp đặt hàng cốt đầu tiên
96
3.10. Lắp đặt các hàng tấm tiếp theo, đắp đất và lắp cốt các lớp

97
3.11. Đắp và đầm nén đất
97
3.12. Đắp lại khối đất phía ngoài chân t ờng
98

3.13. Thi công phần đỉnh t ờng
98
3.14. Thi công thử
98
3.15. Yêu cầu kiểm tra và các tiêu chuẩn nghiệm thu
99
3.16.

Tiêu chuẩn nghiệm thu sau khi hoàn thành thi công

t ờng đất có cốt
100

Ch ơng IV: kết luận và kiến nghị
111
1. Những kết quả nghiên cứu của đề tài
111
2.
ý
nghĩa khoa học của đề tài
112
3. Những hạn chế tồn tại và h ớng phát triển tiếp của đề tài
112
4. Những kiến nghị
113

Phụ lục : hình ảnh minh họa, nhận xét một số công trình
trong thực tế đã sử dụng t ờng chắn đất có cốt.
Tham khảo một số thiết kế điển hình.
101-110
Tài liệu tham khảo
115-116

- 3 -
Ch ơng mở đầu

I. Sự cần thiết của đề tài
Trong những năm gần đây, nền kinh tế của n ớc ta đang trên đà phát triển

một cách mạnh mẽ, đặc biệt là sự phát triển về xây dựng các công trình giao
thông vận tải, đã góp phần to lớn vào sự phát triển, thúc đẩy nền kinh tế n ớc
nhà. Các công trình giao thông ngày nay có chất l ợng phục vụ tốt, có kết cấu
đơn giản, thi công nhanh chóng và tuổi thọ cao, có hình thức bề ngoài đẹp, dáng
vẻ hiện đại, hoành tráng, đặc biệt là trong các công trình xây dựng trong đô thị,
thành phố. Những công trình này không chỉ đơn giản là phục vụ giao thông đi
lại, giải toả ách tắc giao thông mà nó còn trở thành những biểu t ợng, những
kiến trúc đẹp mang những nét đặc tr ng riêng của đô thị, tạo nên những ấn
t ợng sâu sắc.
Một trong những công nghệ thi công mới trong xây dựng đ ờng bộ nói
riêng và trong ngành xây dựng hạ tầng nói chung đó là xây dựng các bức t ờng
chắn có cốt với mái dốc thẳng đứng. Thực tế hiện nay một số n ớc trên thế giới

đã có cơ sở lý thuyết tính toán, thiết kế và công nghệ thi công, công nghệ vật
liệu mới để áp dụng t ờng chắn đất có cốt vào trong xây dựng công trình
đ ờng, ở Việt Nam vừa qua tuy chúng ta đã áp dụng t ờng chắn đất có cốt vào
thi công trong một số các công trình nh : đoạn đ ờng vào cầu Mẹt trên QL 1A,
công trình đ ờng dẫn hai đầu cầu của cầu v ợt nút giao thông Ngã T Vọng,
cầu v ợt Mai Dịch, đã và đang tiếp tục thi công ở các dự án khác nh cầu v ợt
Ngã T Sở, chuẩn bị cho cầu v ợt Thanh Xuân thuộc dự án Đ ờng Vành Đai 3
ở trên địa bàn Hà Nội, cầu đ ờng bộ Sông Th ơng bắc qua sông Th ơng trên
thành phố Bắc Giang, .nh ng thực sự nói đến t ờng chắn đất có cốt vẫn đang
là một vấn đề mới mẻ đối với nhiều ng ời, thực tế hiện nay các cơ quan quản lý
của Việt Nam vẫn ch a ban hành các tài liệu chính thức, tiêu chuẩn hay quy
trình, quy phạm riêng cho loại công trình này, mỗi công trình có một h ớng dẫn

riêng, th ờng theo các Tiêu chuẩn kỹ thuật của Dự án, hoặc tham khảo từ các tài
liệu đã biên dịch của n ớc ngoài, vì vậy rất cần biên soạn và dần dần hình thành
nên hệ thống những h ớng dẫn sao cho kịp thời, sâu sắc, cụ thể, rõ ràng hơn
trong công tác công tác thiết kế, tính toán kết cấu, yêu cầu về thi công, đánh giá,
nghiệm thu, kiểm tra chất l ợng t ờng chắn đất có cốt.
Đề tài: Nghiên cứu ứng dụng t ờng chắn đất có cốt trong xây dựng
đ ờng ô tô ở Việt Nam là một nội dung cần thiết và cấp bách, có ý nghĩa khoa
học và thực tiễn mà thực tế đang đòi hỏi tại các công trình đang hoặc sẽ xây
dựng có sử dụng t ờng chắn đất có cốt vì những tính năng u việt, nổi trội của
nó, góp phần nhỏ bé trong lĩnh vực xây dựng đ ờng ô tô ở Việt Nam.
- 4 -
II. mục đích, nội dung và giới hạn của đề tài

1. Mục đích của đề tài
Do xu h ớng t ờng chắn đất có cốt sẽ ngày càng đ ợc ứng dụng rộng rãi,
xây dựng phổ biến ngay tại Việt Nam trong hiện tại và những năm xắp tới, đặc
biệt là trong việc nâng cấp, cải tạo lại mạng l ới giao thông chật hẹp, không còn
đáp ứng đ ợc l u l ợng và nhu cầu giao thông đi lại trong các thành phố lớn, đô
thị mới. Vì vậy cần có những thông tin, h ớng dẫn đầy đủ, những khuyến nghị
để xác định những tiêu chuẩn, điều kiện bắt buộc phải tuân theo, những cái gì
có thể áp dụng đ ợc trong thực tiễn của Việt Nam.
Trên cơ sở nghiên cứu về mặt lý thuyết, tổng kết thực tiễn về thiết kế, thi
công công trình t ờng chắn đất có cốt của các n ớc trên thế giới và đã xây dựng
tại Việt Nam, tác giả đã b ớc đầu đ a ra h ớng dẫn thiết kế, thi công loại t ờng
chắn đất có cốt, cụ thể là loại cốt thép và vỏ t ờng là các tấm rời BTXM cốt thép

đúc sẵn .
Trong đề tài này, học viên cũng sẽ tiến hành đ a ra một số định hình trong
một công trình mẫu để lấy kết quả đó có thể đem sử dụng nhanh chóng hoặc
tham khảo cho các công trình t ơng tự khác.
2. Nội dung của đề tài
Đề tài sẽ bao gồm một số nội dung chính nh sau:
- Nghiên cứu tổng quan về t ờng chắn đất có cốt của các n ớc trên thế giới
và ở Việt Nam
- Nghiên cứu ứng dụng thiết kế t ờng chắn đất có cốt (loại cốt là cốt thép và
t ờng bao là các tấm rời BTXM cốt thép ) ở Việt Nam
- Công nghệ thi công, kiểm tra và nghiệm thu t ờng chắn đất có cốt
- Một số thiết kế điển hình t ờng chắn đất có cốt dùng trong đ ờng giao

thông ở n ớc ta
- Một số kết luận và kiến nghị
3. Phạm vi, giới hạn của đề tài
Do đây là một mảng đề tài còn quá mới mẻ, thực tiễn tại Việt Nam cũng
ch a thi công nhiều, thời gian kiểm chứng ch a đ ợc lâu, kinh nghiệm còn
hạn chế, ngoài ra vì điều kiện nghiên cứu và thời gian có hạn, vì vậy trong
khuôn khổ đề tài này chỉ xin phép đ a ra các thông tin kỹ thuật áp dụng cho
kết cấu sử dụng trong xây dựng đ ờng ôtô, đặc biệt và phổ biến nhất là loại
t ờng chắn đất có cốt mà trong đó cốt đ ợc sử dụng dùng loại cốt thép, vỏ
mặt t ờng bao bên ngoài của t ờng chắn đất có cốt là các tấm cấu kiện
bêtông xi măng cốt thép đúc sẵn trong nhà máy;
- 5 -

Không nhằm mục đích phục vụ cho các ứng dụng khác nh xây dựng nhà
ở, t ờng ke bến cảng, t ờng chống ồn, ụ chiến đấu, pháo đài (trong các công
trình quốc phòng), đ ờng sắt và trong xây dựng các loại mặt bằng khác ;
Đề tài cũng không đề cập đến việc tính toán, thiết kế sử dụng công trình
t ờng chắn đất có cốt khi đòi hỏi có bố trí các công trình ngầm thông qua
khối đất có cốt, hoặc khi đặt trên các vị trí không có khả năng phòng chống
xói lở do ngập lụt hoặc do dòng chảy ngầm phía d ới chân t ờng. Chủ yếu áp
dụng cho các công trình đ ờng dẫn của các cầu v ợt tại các nút giao thông
khác mức trong các đô thị cần phải cải tạo lại hoặc làm mới.
Không đề cập tới khi t ờng chắn đất có cốt đ ợc thiết kế nằm trong vùng
th ờng xuyên có chứa n ớc mặt hoặc có nguồn n ớc ngầm bị ô nhiễm (trong
n ớc có độ pH thấp, tỉ lệ clorit và sunfat cao).

Chỉ nghiên cứu và thu nhỏ trong phạm vi loại công trình : t ờng chắn bằng
đất có cốt, không nghiên cứu loại công trình mái dốc có cốt; nền đ ờng đắp
trên đất yếu có cốt . ;
III. ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài
Sự phát triển trong lĩnh vực xây dựng đ ờng ôtô ngày nay thể hiện ở sự
tiến bộ v ợt bậc trong các lĩnh vực công nghệ vật liệu, công nghệ thi công. Từ
tr ớc tới nay, đất chỉ đ ợc sử dụng nh một loại vật liệu xây dựng thông th ờng
trong các ngành xây dựng hạ tầng. So với các loại vật liệu khác, đất rất rẻ tiền,
sẵn có nh ng lại có các đặc tr ng cơ học kém, đặc biệt là không chịu đ ợc lực
kéo. Để khắc phục những đặc điểm này, ngoài những biện pháp gia cố đất bằng
các chất liên kết vô cơ, hữu cơ, hoá chất, ng ời ta đã đề xuất ý t ởng dùng đất
có cốt để xây dựng các công trình nhằm để tăng thêm một khả năng chịu kéo

của đất - đây là một phát minh hết sức quan trọng, là h ớng đi mới, phát triển
mới trong việc sử dụng có hiệu quả nguồn vật liệu rẻ tiền và có sẵn trong thiên
nhiên này.
Kết quả nghiên cứu có thể sẽ rất có ích về thông tin và h ớng dẫn cho
ng ời Kỹ s thiết kế, thi công, kỹ s giám sát công trình có thể đọc, b ớc đầu
có thể làm tài liệu tham khảo, căn cứ để quản lý đ ợc chất l ợng của sản phẩm
loại công trình t ờng chắn đất có cốt. Đóng góp một phần nhỏ bé vào công nghệ
xây dựng đ ờng trong điều kiện n ớc ta. Vì vậy rất cần biên soạn và dần dần
hình thành nên hệ thống những h ớng dẫn cho kịp thời, sâu sắc, cụ thể, rõ ràng
hơn trong công tác công tác thiết kế, tính toán kết cấu, yêu cầu về thi công,
đánh giá, nghiệm thu, kiểm tra chất l ợng t ờng chắn đất có cốt, đó là một vấn
đề hết sức cấp bách .

- 6 -
Trên cơ sở lý thuyết, tổng hợp kết quả nghiên cứu, tham khảo các tài liệu,
quy trình trong và ngoài n ớc, luận án đã b ớc đầu đ a ra đ ợc một bản h ớng
dẫn t ơng đối hoàn chỉnh, toàn diện, khá chi tiết về trình tự, yêu cầu khi thiết
kế, kiểm toán, công nghệ thi công và nghiệm thu loại hình t ờng chắn đất có cốt
mà cụ thể là dùng loại cốt thép và vỏ t ờng chắn là các tấm BTXM cốt thép.
Đề tài cũng đã tập trung đi sâu vào nghiên cứu một loại hình công trình
trong ngành xây dựng nói chung và trong xây dựng công trình đ ờng ôtô nói
riêng, đã đ ợc ứng dụng rất nhiều ở các n ớc trên thế giới nh ng còn mới mẻ và
dự báo sẽ áp dụng nhiều ở Việt Nam trong thời gian xắp tới đó là loại hình
t ờng chắn đất có cốt mà cụ thể là dùng loại cốt thép và vỏ t ờng chắn là các
tấm BTXM cốt thép.

Tài liệu là tiền đề để có thể biên soạn, xây dựng thành tiêu chuẩn, quy
trình xây dựng cho loại công trình này. B ớc đầu làm tài liệu tham khảo, ứng
dụng cho ng ời thiết kế, Kỹ s , Sinh viên khi nghiên cứu, thiết kế, thi công loại
công trình này.
IV. ph ơng pháp nghiên cứu đề tài
1. Nghiên cứu lý thuyết
- Dựa vào các tài liệu đã có, tham khảo thêm các nghiên cứu, áp dụng về
t ờng chắn đất có cốt của các n ớc trên thế giới, đặc biệt là các tài liệu
của Pháp, Anh, Nhật Bản và các tài liệu của các tác giả trong n ớc trong
những năm gần đây;
- Dựa vào các quy trình, tiêu chuẩn của Nhà n ớc và Ngành đã ban hành để
áp dụng, tham khảo khi thiết kế, tính toán;

2. Kết hợp với thực tiễn :
- Thu thập số liệu, nghiên cứu và xử lý số liệu trên máy tính : các số liệu
đ ợc thu thập, tổng hợp từ thực tế đã áp dụng trong n ớc, kết hợp với công
tác thí nghiệm và sau đó tiến hành xử lý;
- Thu thập các tài liệu về thiết kế, thi công, các tiêu chuẩn nghiệm thu của
các công trình thực tiễn đã thi công nh tại đ ờng dẫn cầu v ợt nút Vọng,
nút Mai Dịch, cầu v ợt Ngã T Sở, cầu v ợt Sông Th ơng, kiến nghị cho
áp dụng vào công trình đ ờng dẫn tại một số cầu v ợt khác trên địa bàn
Hà nội và tại các địa ph ơng khác trên cả n ớc.

- 7 -
Ch ơng I

tổng quan về t ờng chắn đất có cốt

1.1 KháI niệm chung
1.1.1 T ờng chắn đất
T ờng chắn đất là loại công trình t ờng chắn có tác dụng giữ, chống đỡ
cho mái đất đắp hoặc mái hố đất đào khỏi bị sạt, tr ợt. T ờng chắn đất đ ợc
sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, thủy lợi và giao thông. Khi làm
việc, l ng của t ờng chắn tiếp xúc với khối đất sau l ng t ờng và chịu tác
dụng của áp lực đất đó, ngoài ra t ờng chắn còn chịu tác dụng của xe cộ bên
trên truyền xuống nữa. Vì vậy muốn t ờng chắn đất đ ợc ổn định, an toàn,
bền vững, làm việc tốt chúng ta cần phải xác định đ ợc các lực nói trên và có
thiết kế cấu tạo hợp lý để chống lại các lực này.

1.1.2 Phân loại t ờng chắn đất
T ờng chắn đất th ờng đ ợc phân loại theo các cách sau đây nhằm mục
đích khác nhau, đó là:
a. Phân loại theo độ cứng
Biến dạng của bản thân t ờng chắn đất (độ uốn) làm thay đổi điều kiện tiếp
xúc giữa l ng t ờng chắn với khối đất đắp sau t ờng, do đó làm thay đổi trị số
áp lực đất lên l ng t ờng và cũng làm thay đổi dạng biểu đồ phân bố áp lực
đất theo chiều cao t ờng. Theo cách phân loại này, t ờng đ ợc phân làm hai
loại: t ờng cứng và t ờng mềm.
+ T ờng có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất thì gọi là t ờng mềm hoặc t ờng
mỏng. T ờng mềm th ờng là những tấm gỗ, thép, bêtông cốt thép ghép lại,
l u ý là t ờng cù cũng xếp vào loại t ờng mềm;

+ T ờng cứng không có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất mà chỉ có chuyển vị
tịnh tiến và xoay. Nừu t ờng cứng xoay quanh mép d ới, nghĩa là đỉnh t ờng
có xu h ớng tách rời khỏi khối đất đắp thì nhiều thí nghiệm đã chứng tỏ là
biểu đồ phân bố áp lực của đất rời có dạng đ ờng thẳng (nếu đất dính thì biểu
đồ có dạng hình hơi cong) và trị số c ờng độ áp lực đất lớn nhất ở chân t ờng;
Nếu t ờng cứng xoay quanh mép trên, nghĩa là chân t ờng rời khỏi khối đất
đắp và chuyển vị về phía tr ớc thì biểu đồ phân bố áp lực đất (đất rời cũng nh
- 8 -
đất dính) có dạng cong, trị số lớn nhất phụ thuộc vào mức độ chuyển vị của
t ờng và ở vào khoảng phần giữa l ng t ờng;
T ờng cứng th ờng là những khối bêtông, bêtông đá hộc, gạch đá xây nên còn
đ ợc gọi t ờng khối. T ờng chắn bằng bêtông cốt thép có dạng tấm hoặc bản

nh ng tạo với các bộ phận khác của công trình thành những khung hoặc hộp
cứng cững đ ợc xếp vào loại t ờng cứng.
b. Phân loại theo nguyên tắc làm việc
T ờng chắn đất là loại công trình th ờng xuyên chịu lực đẩy ngang (áp lực
đất), do đó tính ổn định chống tr ợt chiếm một vị trí quan trọng đối với tính
ổn định nói chung của t ờng. Theo quan điểm này, t ờng chắn đ ợc phân
thành mấy loại nh sau:
+ T ờng trọng lực: độ ổn định đ ợc đảm bảo chủ yếu do trọng l ợng bản thân
t ờng (hay còn đ ợc gọi là t ờng nặng). Các loại t ờng cứng đều thuộc loại
t ờng trọng lực.
+ T ờng nửa trọng lực: độ ổn định đ ợc đảm bảo không chỉ do trọng l ợng
bản thân t ờng và bản móng mà còn do trọng l ợng của khối đất đắp nằm trên

bản móng. Loại t ờng này th ờng làm bằng bêtông cốt thép nh ng chiều dày
của t ờng cũng khá lớn (do đó loại t ờng này còn có tên gọi là t ờng dày).
+ T ờng bản góc: độ ổn định đ ợc đảm bảo chủ yếu do trọng l ợng của khối
đất đắp đè lên bản móng. T ờng và móng là những bản, tấm bêtông cốt thép
mỏng nên trong l ợng của bản thân t ờng và móng không lớn. T ờng bản góc
có dạng chữ L nên còn gọi là t ờng chữ L.
+ T ờng mỏng: sự ổn định của loại t ờng này đ ợc đảm bảo bằng cách chôn
chân t ờng vào trong nền. Do đó loại t ờng này còn đ ợc gọi là t ờng cọc và
t ờng cừ. Để giảm bớt độ sâu chôn trong đất của t ờng và để tăng độ cứng của
t ờng, ng ời ta th ờng dùng dây néo.
c. Phân loại theo chiều cao
Chiều cao của t ờng thay đổi trong một phạm vi khá lớn tùy theo yêu cầu thiết

kế. Hiện nay, chiều cao của t ờng đã đạt đến cao 40m. Trị số áp lực đất tác
dụng lên l ng t ờng chắn tỉ lệ bậc hai với chiều cao t ờng. Theo chiều cao,
t ờng chắn đ ợc phân thành 3 loại nh sau:
- 9 -
+ T ờng thấp: có chiều cao nhỏ hơn 10m.
+ T ờng cao: có chiều cao lớn hơn 20m.
+ T ờng trung bình: là loại t ờng chắn có chiều cao vào khoảng trung gian
của hai loại trên (tức là cao từ 10 đến 20m).
Theo quy phạm tạm thời thiết kế t ờng chắn đất QP-23-65 của ta thì lấy giới
hạn: t ờng thấp (có chiều cao d ới 5m); t ờng trung bình (có chiều cao từ 5
đến 10m) và t ờng cao (có chiều cao lớn hơn 10m).
d. Phân loại theo góc nghiêng của l ng t ờng

Theo cách phân loại này, t ờng đ ợc phân thành t ờng dốc và t ờng thoải:
+ T ờng dốc: có t ờng dốc thuận và t ờng dốc ng ợc .
+ T ờng thoải: khi góc nghiêng của l ng t ờng lớn quá một mức độ nào đó.
e. Phân loại theo kết cấu
Về mặt kết cấu, t ờng chắn đ ợc chia thành t ờng liền khối và t ờng lắp ghép
+ T ờng liền khối: là t ờng đ ợc làm bằng bêtông, bêtông đá hộc, gạch xây,
đá xây hay bằng bêtông cốt thép. T ờng liền khối đ ợc xây (gạch, đá) hoặc đổ
(bêtông, bêtông đá hộc, bêtông cốt thép) trực tiếp trong hố móng. Hố móng
phải rộng hơn móng t ờng chắn một khoảng để tiện thi công và đặt ván
khuôn. Móng của t ờng bêtông và t ờng bêtông cốt thép liền khối với bản
thân t ờng, còn móng của t ờng chắn bằng gạch đá xây thì có thể là những
kết cấu độc lập bằng đá xây hay bêtông.

Mặt cắt ngang của t ờng liền khối rất khác nhau, một số hình dạng có tên gọi
nh sau: hình chữ nhật; hình thang ngực t ờng nghiêng; hình thang có l ng
t ờng nghiêng; hình thang có l ng và ngực nghiêng; hình thang nghiêng về
phía đất đắp; có móng nhô ra phía tr ớc; có l ng gãy khúc; có l ng bậc cấp;
có bệ giảm tải; có móng nhô ra hai phía.
T ờng bản góc (hay t ờng chữ L) có kiểu côngxon hoặc kiểu có bản s ờn
cũng th ờng làm bằng bêtông cốt thép đổ liền khối.
+ T ờng lắp ghép: gồm các cấu kiện bằng bêtông cốt thép đúc sẵn lắp ghép lại
với nhau theo những sơ đồ kết cấu định sẵn. Cấu kiện đức sẵn th ờng là những
thanh, hoặc những tấm không lớn (th ờng d ới 3m) để tiện vận chuyển.
- 10 -
Tuỳ theo sơ đồ kết cấu lắp ghép, t ờng lắp ghép th ờng có mấy kiểu sau đây:

kiểu chữ L gồm những khối và tấm bêtông cốt thép lắp ráp lại; kiểu hàng rào
gồm nhiều thanh bêtông cốt thép làm trụ đứng hay trụ chống và các bản ghép
lại, kiểu hộp một tầng hay hai tầng, trong hộp đổ đầy cát sỏi, kiểu chuồng gồm
nhiều thanh đặt dọc ngang xen kẽ nhau, trong chuồng đổ cát sỏi.
+ T ờng rọ đá: gồm các rọ đá nối ghép lại với nhau. Những rọ đá bằng l ới
sắt hoặc l ới polime đ ợc xếp từng lớp, kết nối với nhau rồi xếp đá hộc vào
trong t ờng rọ. Để đất hạt mịn của đất nền và đất đắp không xâm nhập vào đá
hộc trong rọ, th ờng để một lớp vải địa kĩ thuật ngăn cách đáy t ờng và l ng
t ờng với đất nền và đất đắp. !u điểm nổi bật của t ờng rọ là chịu lún của nền
rất tốt và kĩ thuật làm t ờng đơn giản.
+ T ờng đất có cốt: t ờng chính là mặt bao làm bằng các tấm kim loại, hoặc
tấm bêtông cốt thép, vải địa kỹ thuật , mặt t ờng bao đ ợc nối với các dải

(hoặc khung, thanh ) kim loại hoặc polime chôn từng lớp trong đất đắp sau
t ờng. Đất đắp có tác dụng đẩy mặt bao ra khỏi đất nh ng trọng l ợng của đất
đắp có tác dụng tạo nên lực ma sát giữa đất và cốt neo mặt t ờng bao lại.
T ờng đất có cốt có nhiều u điểm: nhẹ, thi công nhanh chóng, đẹp, chịu lún
rất tốt nên có thể thích ứng với nhiều loại đất nền có địa hình và địa chất
không đ ợc tốt.
Trong nội dung luận án này chỉ nghiên cứu ứng dụng loại t ờng chắn đất
có cốt mà trong đó cốt đ ợc sử dụng dùng loại cốt thép, vỏ mặt t ờng bao bên
ngoài của t ờng chắn đất có cốt là các tấm cấu kiện bêtông xi măng cốt thép
đúc sẵn trong nhà máy;
1.1.3 Thoát n ớc cho khối đất đắp sau t ờng chắn
Việc thoát n ớc cho khối đất đắp sau t ờng chắn th ờng nhằm hai mục

đích chủ yếu: tạo điều kiện cho n ớc tích chứa trong lỗ rỗng của đất thoát ra
nhanh chóng hoặc ngăn ngừa n ớc thấm vào khối đất đắp ; ngăn ngừa n ớc
tiếp xúc với l ng t ờng để trừ khử áp lực n ớc tác dụng lên l ng t ờng.
Thiết bị thoát n ớc nói chung gồm có 4 bộ phận : bộ phận thứ nhất
thoát n ớc mặt ; bộ phận thứ hai giảm nhỏ l ợng n ớc ngấm vào khối đất
đắp ; bộ phận thứ ba thoát n ớc trong khối đất đắp ; bộ phận thứ t
thoát n ớc ra ngoài phạm vi t ờng chắn.
- 11 -
1.2 Những kết quả nghiên cứu lý thuyết và thực tế về xây dựng
t ờng chắn đất có cốt của các n ớc trên thế giới
Sở dĩ t ờng chắn đất có cốt vừa ra đời đã đ ợc ứng dụng rộng rãi vì nó đã
góp phần tạo ra những u thế trong lĩnh vực xây dựng công trình: giảm khối

l ợng đắp nền, giảm diện tích đất đai mà công trình chiếm chỗ do có thể đắp với
mái dốc thẳng đứng (1/0); bảo đảm đ ợc ổn định công trình dù xảy ra biến dạng
lớn; thi công đơn giản, nhanh chóng, cốt và các tấm hoặc vỏ mặt t ờng bao đều
có thể gia công tr ớc tại nhà máy rồi vận chuyển ra công tr ờng để lắp đặt, tiện
lợi ngay trong quá trình đắp đất (lắp đặt tấm vỏ t ờng đến đâu thì lắp, rải cốt và
đắp đất đến đó);
Có thể tùy nghi sáng tạo kiểu dáng mặt t ờng bao để đạt đ ợc các yêu cầu
về trang trí kiến trúc và thẩm mỹ, tạo hình, đặc biệt khi sử dụng các tấm vỏ bao
mặt t ờng bằng các tấm rời BTXM cốt thép nh các hình vẽ d ới đây:

- 12 -
Thực tế hiện nay nhiều n ớc trên thế giới đã có tính toán, thiết kế để áp

dụng t ờng chắn đất có cốt vào trong xây dựng công trình đ ờng, đất có cốt là
một loại vật liệu tổ hợp, thực chất vẫn là dùng đất thiên nhiên để xây dựng công
trình, nh ng trong đất có bố trí thêm các lớp cốt bằng vật liệu chịu đ ợc lực kéo
theo các h ớng nhất định (giống nh việc có bố trí thêm các thanh cốt thép trong
khối bêtông ximăng để tạo thêm khả năng chịu lực kéo của bêtông), thông qua
sức neo bám, masát, dính, và sức cản bị động của đất (hay còn gọi là hiệu ứng
neo đối với những loại cốt dạng khung, dạng l ới, dạng mạng) giữa đất với vật
liệu cốt mà loại vật liệu tổ hợp này có đ ợc khả năng chịu kéo tốt.
Nguyên lý t ờng chắn đất có cốt do Henri Vidal, một kỹ s cầu đ ờng
ng ời Pháp phát minh ra vào những năm 60 của thế kỷ tr ớc. Vào năm 1968,
công trình t ờng chắn bằng đất có cốt đầu tiên đ ợc xây dựng tại miền Nam
n ớc Pháp, (thiết kế xây dựng t ờng chắn cao 10m, rộng 10m, dài 50m); khi đó

nguyên lý và ph ơng pháp tính toán công trình đất có cốt về cơ bản đã đ ợc xây
dựng khá hoàn chỉnh, cơ sở lý thuyết cũng t ơng đối đầy đủ. Những nghiên cứu
lý thuyết và thực nghiệm về đất có cốt đ ợc tập trung vào một số nội dung chủ
yếu nh sau :
Nghiên cứu đất có cốt trên mô hình thu nhỏ 2 chiều, 3 chiều nhằm xác
định áp lực lớn nhất ở đáy công trình đất có cốt trên cơ sở các giả thiết về
phân bố ứng suất dạng hình thang và theo dạng do Meyerhof đề xuất.
Xác định trạng thái phá hoại thuộc phạm vi ổn định nội bộ của công trình
đất có cốt. Xác định lực kéo T
max
trong cốt và chiều dài dính bám giới
hạn của cốt. Xác định chiều cao giới hạn của công trình đất có cốt phụ

thuộc vào chiều dài cốt, c ờng độ cốt, chiều cao lớp vỏ, trọng l ợng
riêng của đất đắp;
Tiến hành đặt các thiết bị đo đạc và theo dõi lực kéo dọc theo cốt và ứng
suất trong khối đắp tại một số điểm trong công trình làm thực nghiệm;
Nghiên cứu các tiêu chuẩn về đất đắp, sự ăn mòn của cốt kim loại;
Nghiên cứu các đặc tr ng cơ lý của đất có cốt bằng thí nghiệm nén 3
trục;
- 13 -
Nghiên cứu t ờng chắn đất có cốt trên mô hình quang đàn hồi để xác
định phân bố ứng suất trong t ờng chắn đất có cốt d ới tác dụng của tải
trọng.
Tới nay sau gần 40 năm nghiên cứu và phát triển, do những tính năng u

việt của chúng mà t ờng chắn đất có cốt đã đ ợc ứng dụng rộng rãi ở nhiều n ớc
châu Âu, châu Mỹ và châu á.
Trên toàn thế giới đã có hơn 30.000 công trình t ờng chắn đất có cốt đã
đ ợc xây dựng, bao gồm các loại nh : t ờng chắn trên đ ờng ôtô, đ ờng sắt, mố
cầu, nền đ ờng đắp cao, đê và kè ven sông, ven biển, hầm mỏ và trong các công
trình quan trọng khác.
Các công trình t ờng chắn đất có cốt đã đ ợc ứng dụng vào thực tế khá
phổ biến, rộng rãi và thành công không chỉ ở các n ớc châu Âu, châu Mỹ mà
gần đây là tại các n ớc trong khu vực Đông Nam á nh ở Singapor, Malaysia,
Hồng Kông, Đài Loan, Indonesia, Thái Lan, Philippines, Brunây
ỹ Tại Pháp : đã có khoảng 10 công trình đất có cốt đ ợc xây dựng trong
những năm 1968 1969, đáng kể nhất là những t ờng chắn đ ợc làm

bằng đất có cốt (tổng cộng tới 800mét dài) trên đ ờng cao tốc A53 qua
vùng Menton, tại đây s ờn núi dốc, địa chất không ổn định, không thể
đào sâu và khó khăn nếu làm cầu v ợt nên đã chọn đắp cao với t ờng
chắn cao tới 20m. Năm 1970, t ờng chắn đất có cốt đã đ ợc xây dựng ở
công trình cảng Dunkerque. Năm 1972, mố cầu bằng đất có cốt lần đầu
tiên đ ợc xây dựng trên đ ờng ôtô ở Thionville có chiều cao 14m.
ỹ Tại Anh : các công trình ứng dụng đất có cốt đ ợc áp dụng tại công
trình cải tạo xa lộ M25 tại Epping Luân Đôn. Tại đây với những
nghiên cứu đầy đủ về mặt lý thuyết cũng nh kiểm chứng thực nghiệm
đã ban hành tiêu chuẩn Anh quốc về đất gia cố cốt mang số hiệu BS
8006:1995.
ỹ Tại Mỹ: đã có nhiều công trình sử dụng đất gia cố l ới địa kỹ thuật nh

tại các dự án mở rộng xa lộ xuyên bang I75 tại bang Florida; dự án xây
dựng tại đại lộ Tanque Verde, thành phố Tucso, bang arizona; dự án xây
dựng t ờng chắn và đại lộ có nhiều đ ờng giao nhau; dự án Lithonia
- 14 -
bang Georgia Qua quá trình sử dụng cho thấy, đến hiện nay các công
trình đều bảo đảm ổn định, chuyển vị , biến dạng áp lực đo đ ợc đều
nằm trong phạm vi an toàn, cho phép.
ỹ Tại Nhật Bản : đất có cốt đ ợc ứng dụng một cách phổ biến, đặc biệt
trong ngành đ ờng sắt. Các tổ chức khoa học đã đi sâu nghiên cứu và
đ a ra lý thuyết đầy đủ về tính toán t ờng chắn đất có cốt. Nhiều tài liệu
đã đ ợc công bố nh :
- Tiêu chuẩn kỹ thuật về công tác đất, t ờng chắn, cống và các kết

cấu tạm thời của Hiệp hội đ ờng công 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 t ờng chắn đất có cốt địa kỹ thuật
của Viện nghiên cứu các công trình công cộng, Bộ xây dựng;
ỹ Tại khu vực Đông Nam á: cũng có hơn 500 công trình với hơn
550.000m
2
diện tích mặt t ờng đất có cốt đ ợc xây dựng.


1.3 tình hình nghiên cứu và ứng dụng xây dựng t ờng chắn đất

có cốt tại việt nam
1.3.1 Những nghiên cứu ứng dụng đất cố cốt trong xây dựng các công
trình cầu đ ờng tại Việt Nam
Thực ra nguyên lý đất có cốt đã đ ợc cán bộ, công nhân ngành giao thông
vận tải của n ớc ta vận dụng để xây dựng và khôi phục, làm đ ờng tạm từ
những năm chiến tranh chống Pháp và chống Mỹ. Khi đó, do khi phải khôi
phục những đoạn đ ờng bị bom địch phá hoại, các đội quân phục vụ đảm bảo
giao thông trên chiến tr ờng đã đắp lại đ ờng với mái taluy dốc bằng cách lót
thêm các lớp cành tre, nứa và đặc biệt là các lớp cành cây nhỏ rải thêm vào
giữa các lớp đất đắp (thuật ngữ miền Trung gọi là các lớp bổi), nhờ đó đã
giảm đ ợc khối l ợng đất đắp lại, nhằm nhanh chóng khôi phục đ ợc đ ờng
cho kịp thông xe ôtô, pháo ra tiền tuyến.

Với thực tế đó, ngay từ những năm 1968, Giáo s , TS Đặng Hữu ngay sau
khi nhận đ ợc các thông tin từ n ớc Pháp về đất có cốt đã viết bài giới
thiệu lần đầu tiên về vấn đề này.
- 15 -
Vào những năm 1970, Bộ Giao thông Vận tải đã giao cho Vụ Khoa học
Kỹ thuật tổ chức nghiên cứu, kiểm nghiệm lại nguyên lý đất có cốt và áp
dụng vào xây dựng công trình giao thông ở n ớc ta. Nhóm đề tài này đ ợc
thành lập với sự phối hợp của các chuyên gia Tr ờng Đại học Xây dựng,
Viện Khoa học Công nghệ GTVT, Tr ờng Đại học Giao thông Vận tải kết
hợp với chuyên gia Việt kiều Nguyễn Thành Long (làm ở Phòng thí nghiệm
trung ơng về Cầu và Đ ờng Pháp). Công việc là ngoài công tác nghiên cứu
và tiếp cận lý thuyết, nhóm đã tiến hành thực nghiệm đo ứng suất và biến

dạng phát sinh trên mô hình ở trong phòng, đồng thời tiến hành tính toán, xây
dựng thí điểm một t ờng chắn đất có cốt cao 3m ngoài thực địa nhằm thử
nghiệm công nghệ thi công và đánh giá về mặt ăn mòn của các thanh cốt khi
nằm trong đất.
Trong công trình thử nghiệm, Cốt đ ợc làm bằng sắt của thùng phuy xăng
có chiều dày khoảng 1mm, chiều rộng khoảng 8cm đ ợc phủ nhựa bitum
chống gỉ và rắc thêm cát vàng sạch để tăng độ ma sát. Mặt t ờng cũng đ ợc
làm bằng vỏ thùng phuy cắt ra dạng hình máng có chiều rộng 30cm bằng
khoảng cách các lớp cốt. Liên kết giữa cốt và mặt t ờng bằng bulông th ờng.
Vật liệu đắp là cát mịn sông Hồng, đắp và đầm chặt đạt đến K=0,98. Sau 5
năm thử nghiệm, tiến hành khảo sát lại cho thấy tình hình ăn mòn của cốt và
nhận thấy : cốt vỏ phuy xăng bị ăn mòn không đáng kể, bẻ ravẫn còn ánh

kim loại và chiều dày gần nh nguyên vẹn.
Tháng 6 năm 1973, một t ờng chắn bằng đất có cốt cao 4,25m (với vách
thẳng đứng ở cả hai bên) đã đ ợc xây dựng trên một đoạn đ ờng dẫn từ đê La
Thành xuống một khu tập thể gần Cầu Giấy- Hà Nội. Đặc điểm của t ờng
chắn thí điểm này là t ờng bao dùng vỏ thùng nhựa cũ và cốt là các dải cao
su đ ợc cắt ra từ các lốp ôtô phế thải (đây là những vật liệu rất dễ kiếm trong
thời đó). Chiều cao của các tấm vỏ t ờng cũng cao 25cm (nh vỏ kim loại
của H.Vidal), cốt cũng đ ợc cắt rộng 6,0cm dầy 0,5cm và đ ợc nối với vỏ
bằng các bulông D50. Một phía bên t ờng là các nhà cấp 4. T ờng thí điểm
này đã tồn tại cho đến nay, nh ng hiện hai bên các nhà dân đã san lấp đến sát
và trùm lên vỏ t ờng.
- 16 -

Qua các nghiên cứu nói trên cho thấy việc dùng các cốt bằng cao su cắt ra
từ các lốp phế liệu là một h ớng có thể phát triển tiếp vì đó cũng là một loại
cốt bằng vật liệu thuộc loại polime (cao phân tử hữu cơ) nh hiện nay các
n ớc trên thế giới đã sử dụng phổ biến. Dùng loại cốt này đồng thời có thể
tận dụng đ ợc 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
thông Vận tải có tên là Nghiên cứu chế tạo cốt thép mạ dùng trong xây
dựng công trình đất có cốt ở Việt Nam do PGS.TS Nguyễn Phúc Trí làm chủ
nhiệm đề tài, nhóm nghiên cứu đã đề xuất một dạng cốt mới bằng thép tròn
D14 có mạ chống gỉ, có cấu tạo gồm các ngạch x ơng cá để tăng c ờng
sức chống nhổ tuột của của cốt nhờ lợi dụng sức cản bị động của đất (hiệu

ứng neo) đối với các ngạch x ơng cá. Nhóm nghiên cứu này cũng đã tiến
hành các thí nghiệm kéo tuột loại cốt nói trên để xác định hệ số sức chống
nhổ tuột của cốt chôn trong đất.





Những năm gần đây, do nhu cầu về phát triển công tác xây dựng đ ờng bộ,
nhiều hãng n ớc ngoài đã vào Việt Nam tổ chức nhiều cuộc hội thảo về vấn
đề đất có cốt trong xây dựng đ ờng ôtô và chào hàng về các loại sản phẩm
vật liệu dùng trong công trình đất có cốt, trong đó có các loại vải địa kỹ

thuật, l ới địa kỹ thuật, rọ đá l ới thép. Cũng đã có những tài liệu đ ợc
chuyển giao về tính toán thiết kế và công nghệ cũng nh các loại vật liệu xây
dựng mới.
1.3.2 Sự phát triển các công trình xây dựng bằng đất cố 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 đ ờng ở n ớc ta, các công trình t ờng chắn đất có
cốt đã tìm đ ợc chỗ ứng dụng và càng ngày càng đ ợc sử dụng nhiều hơn. Lý
Ngạch chéo
D14

Ngạch ngang
- 17 -

do chủ yếu dẫn đến nhu cầu thực tế cần phải sử dụng loại công trình này là
do: phải xây dựng các nền đắp cao trên các đoạn đ ờng dẫn lên cầu, đặc biệt
là các cầu v ợt bố trí tại các nút giao khác mức trong đô thị, nếu thi công
bằng các ph ơng pháp thông th ờng thì luôn đòi hỏi phải có mái dốc nhất
định (độ dốc th ờng phải là 1:1,5 đến 1:2 làm rất tốn diện tích mặt bằng),
trong khi đó t ờng chắn đất có cốt lại có u điểm là hạn chế giải phóng mặt
bằng do có thể đắp với mái taluy thẳng đứng, làm giảm đ ợc mỗi bên một bề
rộng bằng từ mép nền đắp đến chân taluy (ví dụ với nền đắp cao khoảng 10m
thì giảm đ ợc mỗi bên t ờng chắn một dải đất rộng từ 15m 20m). Mà
trong thực tế hiện nay, vấn đề giải phóng mặt bằng rất khó khăn, tiền giải
phóng mặt bằng để lấy diện tích đất xây dựng công trình trong các khu đô
thị, khu dân c lớn hơn nhiều lần tiền để đầu t cho công tác xây lắp, hoặc

khi tại những khu vực s ờn núi dốc, địa chất không ổn định, không thể đào
sâu và khó làm cầu v ợt thì ph ơng án lựa chọn t ờng chắn đất có cốt đắp
cao là rất hiệu quả. Đặc biệt là trong năm 2004, Nhà n ớc ta đã cho thành lập
Công ty phát triển đ ờng cao tốc nhằm để xây dựng và phát triển các tuyến
đ ờng cao tốc trên khắp mọi miền đất n ớc, thì vấn đề đ a loại hình t ờng
chắn đất có cốt vào ứng dụng là không thể thiếu đ ợc vì nó đã từng đ ợc áp
dụng để xây dựng các tuyến đ ờng cao tốc lớn trên thế giới.
Một số công trình lớn áp dụng t ờng chắn đất có cốt đã đ ợc xây dựng ở
Việt Nam trong một số vừa qua:
ỉ Đ ờng dẫn hai đầu cầu v ợt Lạch Tray Hải Phòng thuộc dự án
cải tạo nâng cấp quốc lộ 5 :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án 5, Bộ GTVT (PMU5);

- Dạng kết cấu : Đoạn đ ờng hai đầu cầu đắp cao sử dụng kết cấu đất
có cốt bằng thép không gỉ với những tấm tạo bề mặt bằng bêtông
đúc sẵn trong nhà máy;
ỉ Dự án đ ờng Xuyên á :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án Mỹ Thuận, Bộ GTVT ;
- Dạng kết cấu : T ờng chắn đất có cốt đ ợc sử dụng tại đ ờng hai
đầu cầu v ợt Sóng Thần tại Km 7.
- 18 -
ỉ Cầu Mẹt thuộc Dự án nâng cấp các cầu trên Quốc lộ 1A đoạn Hà
Nội đi Lạng Sơn :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án 1, Bộ GTVT (PMU1)
- Dạng kết cấu : Đoạn đ ờng hai đầu cầu sử dụng kết cấu đất có cốt

với bề mặt bằng các tấm bêtông cốt thép đúc sẵn trong nhà máy, cốt
bằng l ới địa kỹ thuật.
ỉ Dự án đ ờng Hồ Chí Minh :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án đ ờng Hồ Chí Minh
- Dạng kết cấu 1: Nền đ ờng đắp cao với mái dốc 70
0
. Sử dụng l ới
thép với khoảng cách 0,5 1m.
- Dạng kết cấu 2: T ờng chắn sử dụng rọ đá kết hợp với cốt l ới thép
có chiều cao 8m.
ỉ Dự án nút giao thông Ngã T Vọng, Ngã T Sở-TP Hà Nội :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án trọng điểm Hà Nội

- Dạng kết cấu : Sử dụng kết cấu đất có cốt bằng thép với bề mặt là
các tấm BTCT đúc sẵn dùng để thi công đ ờng dẫn hai đầu cầu
Vọng, cầu v ợt Ngã T Sở trên thành phố Hà Nội .
ỉ Dự án xây dựng cầu đ ờng bộ Sông Th ơng, thành phố Bắc Giang:
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án - Sở GTVT Bắc Giang
- Dạng kết cấu : Sử dụng kết cấu đất có cốt bằng thép với bề mặt là
các tấm BTCT đúc sẵn dùng để thi công đ ờng dẫn hai đầu cầu cầu
đ ờng bộ Sông Th ơng, bắc qua sông Th ơng, T.P Bắc Giang.
ỉ Dự án xây dựng đ ờng Vành đai 3 Hà Nội :
- Chủ đầu t : Ban quản lý dự án Thăng Long, Bộ GTVT (PMU
Thăng Long); Nhà thầu CEI 18 (Công ty cầu 12, Công ty 136);
- Dạng kết cấu : Sử dụng kết cấu đất có cốt bằng thép mạ, với bề mặt

là các tấm BTCT hình lục lăng đúc sẵn dùng để thi công đ ờng dẫn
hai đầu cầu cầu v ợt Mai Dịch tại nút Mai Dịch TP Hà Nội.

- 19 -
ỉ Dự án xây dựng và mở rộng đ ờng Láng- Hòa Lạc, TP Hà Nội :
- Đại diện Chủ đầu t : Ban quản lý dự án Thăng Long, Bộ GTVT
(PMU Thăng Long); Tổng thầu VINACONEX;
- Dạng kết cấu : Sử dụng kết cấu đất có cốt bằng thép mạ, với bề mặt
là các tấm BTCT hình lục lăng đúc sẵn dùng để thi công đ ờng dẫn
hai đầu cầu cầu v ợt Hoàng Xá .
1.4 những vấn đề cần nghiên cứu, ứng dụng thực tiễn về xây dựng
các công trình t ờng chắn đất có cốt tại việt nam

1.4.1 Vấn đề xử lý móng của t ờng chắn
Đối với các công trình t ờng chắn đất có cốt chỉ đ ợc nghiên cứu trên một
nền địa chất t ơng đối ổn định, hoặc không xét đến, đề cập ít, nh ng khi áp dụng
vào thực tiễn ở Việt Nam thì cần phải đ ợc nghiên cứu kỹ l ỡng. Thực tế là tại
các vị trí đặt công trình t ờng chắn đất có cốt th ờng lại có địa chất không tốt,
th ờng phải tiến hành các biện pháp xử lý nền đất yếu tr ớc khi đặt công trình
lên trên.
Nh công trình t ờng chắn đất có cốt đặt tại nút giao thông Mai Dịch trên dự án
đ ờng Vành đai 3 HN đã phải tiến hành bóc bỏ một lớp đất yếu sâu tới 2m (so
với cao độ đặt đáy t ờng chắn), sau đó đóng cọc tre gia c ờng với chiều dài cọc
2,5m; mật độ cọc là 25 cọc/m2, trải vải địa và đắp trả lại từng lớp hố móng bằng
vật liệu cát đen hút tại sông Hồng và đầm nén tới độ chặt yêu cầu K95.

1.4.2 Vấn đề lựa chọn vật liệu đắp trong t ờng chắn
Đối với các công trình t ờng chắn đất có cốt, vấn đề vật liệu đắp rất cần phải
nghiên cứu và lựa chọn kỹ l ỡng, lý do nó là nó tác động rất lớn đến khả năng
làm việc 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.
1.4.3 Vấn đề thoát n ớc của t ờng chắn
Vấn đề thoát n ớc cho công trình t ờng chắn đất có cốt rất quan trọng,
thực ra câu nói truyền thống n ớc là kẻ thù số 1 của đ ờng còn nguyên giá
trị. Nếu trong t ờng chắn, trên t ờng chắn hoặc d ới chân t ờng chắn có chứa
- 20 -
n ớc hoặc các nguồn n ớc thì trong mọi tr ờng hợp, cần phải có biện pháp hạn

chế các nguồn n ớc (n ớc m a, n ớc mặt, n ớc ngầm) thấm vào trong khối đất
có cốt và thoát nhanh n ớc đã thấm đó ra khỏi khối đất có cốt (th ờng thiết kế
thoát về phía ra ngoài mặt t ờng bao), thoát n ớc mặt phía trên đỉnh t ờng;
Mặt đ ờng trong phạm vi phần xe chạy và lề đ ờng nên thiết kế dùng loại
vật liệu không thấm n ớc; tại chân mái dốc taluy tiếp xúc với đỉnh t ờng chắn
hoặc phía ngay sau các tấm bao bề mặt t ờng chắn cần phải thiết kế rãnh dọc,
vật liệu rời rạc để thoát và dẫn nhanh n ớc ra khỏi khối t ờng chắn.
1.4.4 Vấn 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 t ờng, đắp đất ;
- Kiểm tra, nghiệm thu, các biện pháp bảo vệ công trình.

1.4.5 Vấn đề bảo d ỡng công trình t ờng chắn đất có cốt trong quá trình
khai thác, sử dụng :
- Việc bảo vệ các tấm vỏ t ờng, tạo mỹ quan cho các tấm vỏ t ờng cũng
nh toàn bộ công trình;
- Thoát n ớc tốt cho t ờng chắn;
- Theo dõi lún, biến dạng, độ bằng phẳng bên ngoài của vỏ t ờng chắn, các
sự cố có thể xảy ra của công trình



- 21 -

Ch ơng II

Nghiên cứu ứng dụng thiết kế t ờng chắn đất
có cốt ở việt nam

2.1. Những cơ sở lý thuyết về cấu tạo, nguyên tắc cơ bản tính
toán t ờng chắn đất có cốt
Từ lâu đời, đất đ ợc sử dụng nh một loại vật liệu xây dựng thông
th ờng, rẻ tiền, sẵn có trong tự nhiên. Tuy nhiên đất có các đặc tr ng cơ học
kém, đặc biệt là không chịu đ ợc lực kéo (nh ng khả năng chịu nén cao). Vì
vậy ng ời ta đã nghĩ đến việc phải cải thiện những nh ợc điểm này bằng cách
bố trí thêm trong nền đất đắp các lớp vật liệu có khả năng chịu đ ợc lực kéo

theo những h ớng nhất định (bố trí thêm các lớp cốt), vật liệu đó có thể là các
lớp dạng l ới, khung bằng kim loại hay các loại vải địa kỹ thuật. Khi đó ta
đ ợc một loại tổ hợp vật liệu mới để xây dựng công trình; thông qua sức neo
bám (do masát, dính, neo bám) hoặc do sức cản bị động của đất mà loại tổ hợp
vật liệu đất có cốt này có đ ợc khả năng chịu kéo (giống nh loại vật liệu
bêtông cốt thép có khả năng chịu kéo, trong khi đó bản thân bêtông lại chịu kéo
rất kém), việc thành phần cốt hấp thụ lực kéo và lực cắt trong đất là nhờ sự
t ơng tác giữa đất và cốt.
T ờng chắn đất có cốt đ ợc chia thành 4 thành phần chính sau :
- Phần đất có cốt (gọi là đất đ ợc gia c ờng);
- Phần đất ở sau phần đất có cốt (lõi của công trình t ờng chắn đất có cốt);
- Nền đất;

- Vỏ t ờng (khối mặt t ờng bao phía ngoài);
2.1.1. Nguyên lý đất có cốt về mặt cơ học
2.1.1.1. Sự phá hoại của đất khi không có cốt
Nh chúng ta đã biết, đất xem nh một vật liệu rời. Khi chịu ngoại lực tác
dụng thì đất sẽ ổn định (không bị phá hoại cắt tr ợt) nếu trạng thái ứng suất ở
bất kỳ điểm nào và theo h ớng nào cũng nằm d ới đ ờng bao phá hoại của vòng
tròn Mohr .
- 22 -

(hình vẽ minh họa đ ợc thể hiện ở trang sau)
Theo vòng tròn Mohr ta có thể diễn giải các điều kiện khi đất ở vào trạng
thái cân bằng giới hạn nh sau:

- Khi :
13
<

=
2
45.2
2
45.
2
13

tgctg

hay
aa
KcK 2.
13
= (1)
- Khi :
13
>

+






+=

2
45.2
2
45.
2
13

tgctg

hay
pp
KcK 2.

13
= (2)
Các ký hiệu có ý nghĩa nh sau:


,
- ứng suất cắt và ứng suất pháp tại điểm đang xét theo h ớng đang xét;

- góc nội ma sát của đất;
c lực dính của đất;
1
và

3
- ứng sất chính theo ph ơng thẳng đứng và ph ơng nằm ngang tại
điểm đang xét;
K
o
, K
a
, K
p
lần l ợt là hệ số áp lực đất ở trạng thái tĩnh, hệ số áp lực đất chủ
động và hệ số áp lực đất bị động;

Theo công thức (1) trên, với một loại đất có c,

đã biết, trị số
1
do
ngoại lực sinh ra càng lớn mà lúc đó
3
không đủ lớn thì đất sẽ bị phá hoại.
Trong tr ờng hợp có t ờng, nếu áp lực hông dần dần giảm đi (tựa nh lúc thân
t ờng chống đỡ dịch chuyển ra phía ngoài) thì khi
3
giảm đến OC=

3
, khối
đất sẽ đạt đến trạng thái cân bằng giới hạn dẻo và bị phá hoại. Do vậy đất là vật
liệu không chịu đ ợc nén thuần túy (khi 0
3
= ), không thể làm vật liệu xây
dựng các công trình chịu nén lớn nếu lực dính c có hạn và nếu không có biện
pháp điều chỉnh trạng thái ứng suất (làm tăng áp lực hông
3
)

- 23 -


!"#$%&'

()*+,
!-) !-) !-)
!-* !-+

!-(
. . .
!/0
.
1
.
2
.
3
3
3
456$7#89:7$;<7

9=7>?'7@A7BC6$9=7>?'7'8D7BC6$
456$7#89:7$;<7 456$7#89:7#E68
FG6$ FG6$
FG6$


(hình 1)
Ng ợc lại, theo công thức (2) nếu trị số 3

càng lớn so với 1

thì đất

cũng sẽ bị phá hoại. Trong tr ờng hợp có t ờng , nếu áp lực hông 3

dần dần
tăng lên (tựa nh lúc thân t ờng chống đỡ dịch chuyển vào trong) thì khi đất đặt
đến OD=
3
khối đất cũng bị phá hoại. Chính vì vậy ứng suất chính nhỏ nhất
3

ở công thức (1) gọi là ứng suất (áp lực) chủ động với hệ số K
a
là hệ số áp lực

đất chủ động và 3

ở công thức (2) gọi là ứng suất (áp lực) bị động với K
p
là hệ
số áp lực đất bị động.
Khi
aa
KcK 2.
1
< 3

<
pp
KcK 2.
1
thì đất ch a đạt đến trạng thái
cân bằng giới hạn và lúc này 3

nằm giữa áp lực đất chủ động và áp lực đất bị
động, đất không dịch chuyển và ở vào trạng thái tĩnh với hệ số áp lực đất ở trạng
thái tĩnh K
o
(K

a
< K
o
< K
p
).

2.1.1.2. Vai trò của cốt
Vai trò của cốt chính là nhằm tạo ra áp lực hông
3

ngay từ bên trong

khối đất có bố trí cốt (
3

không phải do ngoại lực gây ra). Điều này cũng t ơng
đ ơng với việc tạo ra đ ợc lực dính c lớn hơn bên trong khối đất.
Xét một khối đất có những lớp cốt nằm ngang bố trí đủ gần nhau nh
hình vẽ (hình 2) d ới đây :