NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TƯỜNG CHẮN ĐA NEO ÁP DỤNG CHO NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRONG ĐÔ THỊ

LỜI CẢM ƠN
Học viên xin chân thành cảm ơn trường Đại học Giao thông Vận tải Hà Nội
trong thời gian học tập chương trình cao học vừa qua đã trang bị cho học viên được
nhiều kiến thức cần thiết về các vấn đề kỹ thuật trong lĩnh vực xây dựng công trình
giao thông.
Học viên xin chân thành cảm ơn tới Ban giám hiệu, các thầy cô giáo trong trường
đã tạo điều kiện giúp đỡ học viên trong suốt quá trình nghiên cứu và hoàn thành luận
văn của mình.
Đặc biệt, học viên xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Hồ Anh Cương – Trưởng
bộ môn CTGTCC trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội đã quan tâm và tận tình
hướng dẫn giúp đỡ học viên hoàn thành luận văn này.
Học viên xin chân thành cảm ơn thầy giáo TS.Phạm Hoàng Kiên – Giảng viên bộ
môn kết cấu trường Đại học giao thông vận tải Hà Nội đã giúp đỡ tài liệu cho học viên
để hoàn thành luận văn này.
Xin chân thành cảm ơn tới những người thân, bạn bè đã luôn luôn động viên và
tạo điều kiện thuận lợi cho học viên trong suốt quá trình thực hiện luận văn.
Xin trân trọng cảm ơn!
Hà Nội, tháng 10 năm 2014
Học viên
Nguyễn Hữu Hiếu
MỤC LỤC
DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT
QL Quốc lộ
GPMB Giải phóng mặt bằng
Anchor plate Tấm bản neo
Anchor Neo
CĐT Chủ đầu tư
QLDA Quản lý dự án
TVTK Tư vấn thiết kế
TVGS Tư vấn giám sát
ĐVTC Đơn vị thi công

KT-KT Kinh tế - kỹ thuật
ĐKT Địa kỹ thuật
PHẦN MỞ ĐẦU
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI
Trong những năm gần đây, do nhu cầu phát triển kinh tế xã hội cũng như giao
lưu thương mại giữa các vùng, các miền của đất nước đòi hỏi cơ sở hạ tầng về giao
thông vận tải như đường sá, cầu cống ngày càng được xây dựng nhiều hơn. Cùng với
việc mở thêm nhiều tuyến đường mới kết nối các khu vực với nhau như: Dự án mở
rộng QL1A, Đường cao tốc Hà Nội-Lào Cai…thì ở các thành phố lớn như Hà Nội,
Hải Phòng, Đà Nẵng, TP.Hồ Chí Minh đã bắt đầu cải tạo hệ thống giao thông đô thị
và xây dựng các nút giao cầu vượt nhằm giảm thiểu ùn tắc giao thông, giúp dòng
phương tiện giao thông qua lại được dễ dàng biệt biệt là vào các giờ cao điểm.
Trong khi thiết kế và thi công các công trình trên đây thường gặp phải vấn đề
khó khăn là việc ổn định nền đường, đặc biệt là những khu vực đồi núi có mái dốc gần
như thẳng đứng, còn trong thành phố thì do hạn chế về mặt bằng nên phạm vi chiều
rộng công trình sẽ phải thu hẹp. Trên thế giới, nhiều nước đã có những biện pháp và
công nghệ thi công cải tạo đường đi qua các khu vực có địa hình khó khăn với mái
dốc lớn như sử dụng phương pháp vải địa kỹ thuật, tường rọ đá và đặc biệt là
phương pháp tường chắn đất có cốt. Ở Việt Nam, tường chắn đất có cốt đã được áp
dụng trên tuyến đường Hồ Chí Minh lịch sử, trong các công trình cầu vượt tại các nút
giao trong thành phố Hà Nội…
Trước vấn đề khó khăn đó, công nghệ thi công đường dùng tường chắn được
xem là giải pháp khá hiệu quả. Hiện nay trên thế giới, nhiều nước đã có nhiều biện
pháp cải tạo nền đường qua khu vực có mái dốc lớn sử dụng tường chắn. Các loại
tường chắn hiện nay hay dùng là: Tường chắn trọng lực, tường bán trọng lực, tường
công xôn và tường chắn đất có cốt.
Do xu hướng tường chắn đất có cốt sẽ ngày càng được ứng dụng rộng rãi ngay
tại Việt Nam trong những năm sắp tới, tác giả mong muốn cung cấp cho các kỹ sư,
sinh viên chuyên ngành cầu đường và bạn đọc một số vấn đề trong tính toán thiết kế
1

và thi công tường chắn đất có cốt với khối tường cứng phía ngoài đã được áp dụng rất
thành công ở các quốc gia châu Âu và đặc biệt là tại Nhật Bản.
Với tường chắn trọng lực và bán trọng lực đòi hỏi kích thước tường lớn, dẫn
đến tốn nguyên vật liệu. Hiện nay tường chắn có cốt được kiến nghị khuyên dùng
nhiều nhất bởi kích thước tường mỏng, nhẹ mà khả năng chịu lực tương đối lớn do
trong đất có cốt làm tăng khả năng chịu lực kéo của đất.Vật liệu cốt có thể bằng tre,
bằng kim loại, bằng thép không gỉ. Với sự phát triển của các ngành sản xuất vật liệu
tổng hợp, cốt được sản xuất từ loại vật liệu tổng hợp có cường độ cao bao gồm vải địa
kỹ thuật hoặc lưới địa kỹ thuật.
Việc sử dụng tường chắn đa neo “Multi-Anchor” được coi là biện pháp khá phổ
biến hiện nay. Tuy nhiên, hiện nay tại Việt Nam chưa tiêu chuẩn thiết kế nào cho loại
kết cấu này. Vì vậy việc nghiên cứu tính toán và thiết kế tường chắn đa neo là hết sức
cần thiết để phục vụ cho nghiên cứu và tính toán, thiết kế, thi công các công trình
đường.
Từ những phân tích như vậy đề tài luận văn: “Nghiên cứu giải pháp tường chắn
đa neo áp dụng cho nền đường đắp trong đô thị” là nhằm giải quyết vấn đề khoa học
thực tiễn cấp thiết trong xây dựng và phát triển cơ sở hạ tầng giao.
2. ĐỐI TƯỢNG NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI
Phương pháp tính toán thiết kế tường chắn đa neo (Multi-anchor) cho công trình
đường đắp trong đô thị.
3. PHẠM VI NGHIÊN CỨU
Phạm vi nghiên cứu là nghiên cứu, tính toán và thiết kế tường chắn đa neo
(Multi-Anchor) và tường chắn có cốt dùng vải địa kỹ thuật cho các công trình đường
nói trên.
4. MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
Nghiên cứu lý thuyết phương pháp tính toán, thiết kế tường chắn đa neo (multi –
anchor) và tường chắn có cốt sử dụng lưới địa kỹ thuật.
và đề xuất phương pháp tính toán, thiết kế tường chắn có cốt sử dụng vải địa kỹ
thuật và tường chắn đa neo.
2

Đề xuất phương pháp tường chắn đa neo ứng dụng vào điều kiện thực tế của Việt
Nam đặc biệt là áp dụng tại các công trình trọng điểm trong thành phố.
5. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU
Phương pháp tổng hợp lý thuyết: Nghiên cứu các tiêu chuẩn, quy định về tính
toán thiết kế, thi công một số loại tường chắn có neo.
Nghiên cứu một số giải pháp tường chắn, đề xuất giải pháp phù hợp cho đường ô
tô và đường trong đô thị.
6. KẾT CẤU CỦA LUẬN VĂN
Ngoài Phần mở đầu, Kết luận và kiến nghị, Tài liệu tham khảo. Luận văn kết cấu
gồm 3 chương:
Chương 1: Tổng quan về tường chắn đất có sử dụng neo.
Chương 2: Cơ sở lý thuyết về tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt và tường
chắn đa neo Multi-Anchor.
Chương 3: Ứng dụng công nghệ tường chắn Multi-Anchor tại dự án đường dẫn
đầu cầu Trần Thị Lý.
3
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ SỬ DỤNG NEO
Chương này sẽ giới thiệu tổng quan về các loại tường chắn đất có sử dụng neo
trên thế giới và Việt Nam.
Phân tích một số ưu nhược điểm và phạm vi áp dụng của các loại tường chắn tại
Việt Nam.
1.1. TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT
1.1.1. Định nghĩa tường chắn đất
Tường chắn đất là công trình giữ cho mái đất đắp hoặc mái hố đào khỏi bị sạt
trượt. Tường chắn đất được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, giao thông,
thủy lợi . . . khi làm việc tường chắn đất tiếp xúc với khối đất sau tường và chịu áp lực
đất.
1.1.2. Phân loại tường chắn đất
1.1.2.1. Phân loại theo độ cứng
Có 2 loại tường chắn đất: tường cứng và tường mềm.

1.1.2.2. Phân loại theo nguyên tắc làm việc
-
Tường trọng lực.
-
Tường nửa trọng lực.
-
Tường bản góc.
-
Tường mỏng.
1.2.2.3. Phân loại theo chiều cao
-
Tường thấp.
-
Tường trung bình.
-
Tường cao.
1.2.2.4. Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường
-
Tường dốc.
-
Tường thoải.
1.2.2.5. Phân loại theo kết cấu
-
Tường liền khối.
-
Tường lắp ghép
-
Tường rọ đá
-
Tường đất có cốt.

Như vậy tường chắn đất có sử dụng neo thuộc loại theo kết cấu.
1.2. TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ SỬ DỤNG NEO
1.2.1. Khái niệm về tường chắn đất có sử dụng neo
Tường chắn đất có cốt là loại tường chắn có cốt lắp ghép với đất đắp được gia
cường bằng các cốt liệu dạng lưới thép mạ kẽm đặc chủng cường độ cao hoặc các vật
liệu tổng hợp có độ dãn dài thấp để chống lại thành phần lực đẩy ngang bên trong khối
đất đắp. Tường chắn đất có cốt là sự kết hợp của kĩ thuật xây dựng vật liệu tiên tiến và
hiệu quả tin cậy cao, cấu tạo đơn giản lắp đặt nhanh chóng dễ dàng, ưu điểm nổi trội
về mặt mỹ quan.
1.2.2. Phân loại tường chắn đất có sử dụng neo
1.2.2.1. Neo trong đất
Neo trong đất là hệ thống làm ổn định kết cấu, chống lại dịch chuyển quá mức
của kết cấu bằng cách tạo ra ứng suất trước truyền vào trong đất đá. Định nghĩa của
Littlejohn: “Neo trong đất là thiết bị có khả năng truyền tải trọng kéo vào các lớp địa
tầng” .
Schnabel dự đoán rằng các tường neo sẽ được ứng dụng rộng rãi nhằm tăng độ
ổn định của tường chắn trong xây dựng đường cao tốc so với các tường ổn định bằng
cơ học. Dự đoán này được căn cứ vào các công trình đã sử dụng hệ thống tường neo
trong đất có giá thành rẻ hơn so với sử dụng kết cấu tường chắn thông thường. Cục
đường bộ Liên bang Mỹ (FHWA) ước tính hệ thống có sử dụng neo trong đất có giá
thành thấp hơn xấp xỉ 1/3 lần so với sử dụng kết cấu tường chắn thông thường. Hơn
nữa, hệ thống được neo thường có thời gian thi công nhanh hơn và không cần làm
đường tạm. Neo trong đất thường được sử dụng để thay thế các kết cấu như thép, bê
tông, gỗ.
a). Phân loại neo trong đất
Neo trong đất có thể phân loại dựa theo cách liên kết với đất nền, cách lắp đặt,
phương pháp phun vữa, công dụng, phương pháp căng kéo. Theo mục đích sử dụng,
neo được chia thành neo tạm thời và neo cố định. Neo tạm thời là loại neo có thể tháo
ra sau khi kết cấu có khả năng chịu lực. Neo cố định sử dụng lâu hơn tuỳ vào thời gian
tồn tại của công trình, nó tham gia chịu lực chung với kết cấu công trình.

Neo cũng được phân chia theo cách thức mà neo được đỡ bởi lực ma sát giữa lớp
vữa và đất được thể hiện như hình 1.1 dưới đây.
 Neo tạo lực kéo
Nhược điểm của neo tạo lực kéo là gây nên vết nứt trong lớp vữa bảo vệ và mất
tải trọng do từ biến. Do đó, trong biểu đồ phân bố ma sát, đường phân bố ma sát ban
đầu là đường cong (1). Khi tải trọng tác dụng đường cong (1) sẽ bị thay đổi thành
đường cong (3), được thể hiện như hình 1.2 dưới đây.
Neo phức
hợp
Neo ma
sát
Neo chịu
áp lực đất
Hình 1.1. Phân loại neo trong đất (Nguồn: Sưu tầm)
Neo trong đất
Phân loại neo dựa vào
phương pháp liên kết với đất
Phân loại neo dựa vào
thời gian sử dụng
Neo phức
hợp
Neo ma
sát
Neo chịu
áp lực đất
Neo tạo
lực nén
Neo tạo
lực kéo
Neo tạo lực

tập trung
Neo tạo lực
phân bố
Neo tạm
thời
Neo cố
định
Neo trong
đất
Neo di chuyển
được
Hình 1.2: Phân loại neo theo phương thức liên kết với đất nền (Nguồn: Sưu tầm)
Theo biểu đồ thay đổi tải trọng, đường cong tải trọng mong muốn là đường (1),
nhưng thực sự, khi tải trọng tập trung hình quạt vượt quá lực kéo cho phép của đất,
đường cong bị mất tải trọng. Nguyên nhân là sự giảm ma sát do tải trọng tập trung.
 Neo tạo lực nén tập trung
Neo tạo lực nén tập trung sử dụng các tao cáp dự ứng lực được bọc bằng ống PE,
tạo lực nén lên vữa bằng cách gắn chặt cáp vào đối trọng ma sát riêng. Tải trọng giảm
do từ biến nhỏ hơn so với neo tạo lực kéo, nhưng phải sử dụng vữa có cường độ lớn
hơn. Nhược điểm là không tạo được lực neo cần thiết trong đất yếu. Khi lực nén tác
dụng lên vữa, tải trọng tập trung được tạo ra ở phần cuối của vữa có thể làm vỡ lớp
vữa.
Neo tạo lực nén tập trung cũng có sự giảm tải trọng như thể hiện trên biểu đồ
thay đổi tải trọng. Nguyên nhân làm giảm tải trọng đột ngột phụ thuộc vào sự phá hoại
do tải trọng nén.
 Neo tạo lực nén phân bố
Để khắc phục những nhược điểm của dạng neo tạo lực kéo và neo tạo lực nén tập
trung, tải trọng tập trung quá giới hạn không được xuất hiện ở trong đất và khối vữa,
sử dụng cáp bọc ống PE mà không tạo ra giới hạn cho chiều dài tự do của neo và phân
bố lực neo vào trong đất dễ dàng. Để đạt được điều đó, dạng neo tạo lực nén phân bố

được phát triển và sử dụng. Trong trường hợp này, tải trọng truyền dọc theo chiều dài
neo, ít ảnh hưởng đến cường độ vữa, và đảm bảo lực neo cần thiết trong đất yếu. Loại
này có thể tạo được tải trọng rất lớn trong các loại đất thông thường và đất cát cũng
như trong đá.
Sử dụng loại neo này có tỷ lệ mất mát ứng suất nhỏ và giữ được tải trọng theo
thời gian.
b). Ứng dụng của neo trong đất
− Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào:
Neo trong đất kết hợp với tường chắn bằng cọc chống và ván lát ngang hoặc bê
tông phun, tường bê tông cốt thép, tường vây cọc ván… tạo thành hệ thống tường
chắn ổn định mái đất phục vụ công tác đào đất thi công các công trình: tầng hầm các
toà nhà, bể nước ngầm, nhà ga tàu điện ngầm đặt trong lòng đất, bãi đỗ xe ngầm….ưu
điểm của hệ thống này là không chiếm mặt bằng thi công, thời gian thi công nhanh,
giá thành thấp hơnso với chống đỡ bằng hệ thống thanh chống và dầm giằng bằng
thép truyền thống, được thể hiện như hình 1.3 dưới đây.
Hình 1.3: Neo ổn định tường chắn đất khi thi công hố đào (Nguồn: Sưu tầm)
− Ổn định tường chắn khi thi công đường đào:
Hệ thống tường neo thường được sử dụng để ổn định mái dốc cho thi công đào
đường qua vách núi có mái dốc lớn, mở rộng lòng đường….
Hình dưới minh hoạ sự so sánh giữa tường trọng lực thông thường và hệ thống
tường neo cố định cho việc xây dựng đường đào. Tường trọng lực có giá thành cao
hơn vì đòi hỏi cần kết cấu chống tạm để đào đất, phải lấp đất lại và có khi cần sử dụng
móng cọc sâu. Hệ thống tường neo trong đất còn sử dụng cho việc xây dựng các mố
cầu mới, chống sự sạt lở đất đấp cho mố cầu cũ, được thể hiện như hình 1.4 dưới đây.
Hình 1.4. So sánh tường trọng lực và tường neo ứng dụng khi thi công đường đào
− Ổn định và chống sạt lở mái dốc:
Neo trong đất thường được sử dụng kết hợp với tường, dầm ngang, khối bê tông
để ổn định mái dốc và chống sạt lở. Neo trong đất cho phép đào sâu để xây dựng các
đường cao tốc mới (hình 1.5a). Neo trong đất còn sử dụng để ổn định các khối đất đá
phía trên mái dốc và ổn định mặt trượt (hình 1.5b). Các dầm ngang và khối bê tông

được sử dụng để truyền tải trọng từ neo vào đất tại bề mặt mái dốc để giữổn định mái
dốc ngay vị trí đào. Việc lựa chọn sử dụng dầm ngang hay các khối bê tông phụ thuộc
các điều kiện kinh tế, mỹ quan, duy tu bảo dưỡng trong quá trình khai thác sử dụng.
Hình 1.5. Ứng dụng neo trong đất ổn định mái dốc và chống sạt lở.
c). Phạm vi áp dụng neo trong đất
Neo được áp dụng với các địa hình như ổn định mái đào, các hố đào…
1.2.2.2. Tường chắn đất có cốt
a). Vai trò của cốt
Vai trò của cốt là nhằm tạo ra áp lực hông σ
3
ngay từ bê trong khối đất có bố trí
cốt (σ
3
không phải do ngoại lực gây ra). Điều này cũng tương đương với việc tạo ra
lực dính c lớn hơn bên trong khối đất.
Khi khối đất chịu áp lực theo phương thẳng đứng với áp lực σ
1
, nếu không có cốt
(σ
3
= 0) thì đất sẽ bị phá hoại vì nở hông tự do. Nhưng khi có cốt bố trí (đất bị kẹp
giữa 2 cốt) và giả thiết giữa cốt và đất có đủ sức neo bám cần thiết (đất và cốt bám
chặt cùng chuyển vị) thì khi chịu nén, đất chỉ có thể chuyển vị ngang trong phạm vi
chuyển vị ngang của cốt. Vì mô đun biến dạng của vật liệu cốt cao hơn rất nhiều so
với moodun biến dạng của đất nên trị số biến dạng ngang ε
n
của khối đất hầu như
không đáng kể (ε
n
= 0) và do đó đất bị xem như chịu nén 3 trục có hạn chế nở hông

với trị số áp lực hông σ
3
σ
3
= K. σ
1
Trong đó:
K: hệ số áp lực ngang của đất, trạng thái tĩnh (ε
n
= 0) thì K=K
0
với K
0
là hệ số áp
lực đất ở trạng thái tĩnh. K
0
= 1-sinφ
Áp lực hông σ
3
chính là do cốt tác dụng vào đất thông qua lực ma sát giữa đất và
cốt. Khối đất sẽ ổn định nếu σ
3
không vượt quá sức chịu kéo của cốt làm cốt đứt hoặc
vượt quá sức chịu bám giữa cốt và đất làm cốt bị tuột ra khỏi khối đất hoặc không
vượt quá áp lực bị động của đất làm đất bị phá hoại. Như vậy σ
3
do cốt đặt trong đất
tạo ra bị hạn chế bởi sức chịu kéo đứt của bản thân cốt, sức chịu kéo tuột cốt và sức
chống cắt trượt của đất.
Nếu lớp cốt được bố trí có khoảng cách nhất định theo chiều thẳng đứng thì lúc đó

vỏ mặt tường bao chỉ chịu một áp lực rất nhỏ, cục bộ, không đáng kể của lớp đất nằm
giữa hai lớp cốt và vai trò của vỏ mặt tường bao chỉ là để bảo vệ bề mặt phía hông
chống các tác dụng xâm hại, làm lở hoặc xói mòn cục bộ khối đất có cốt. Ngoài ra mặt
tường bao còn làm hình dạng mỹ quan cho công trình.
Như vậy, nếu bố trính các lớp cốt theo chiều đứng cũng như chiều ngang hợp lý
thì toàn khối đất sẽ là một khối thống nhất không có biến dạng trượt, nó được xem
như một khối bền chắc có đủ sức kết dính để ổn định dưới tác dụng của trọng lực bản
thân và ngoại lực.
b). Cấu tạo của tường chắn đất có cốt
Một công trình tường chắn đất có cốt gồm có thân tường chắn rộng L, cao H được
đắp bằng đất có góc mái dốc đắp mặt ngoài là từ 0
0
đến 20
0
so với phương thẳng đứng,
trong khối đất đắp bố trí các cốt rải nằm ngang và cốt được liên kết chặt với mặt tường
bao như các sơ đồ cấu tạo được thể hiện như hình1.6a và hình 1.6b dưới đây:
Hình 1.6. Cấu tạo điển hình tường chắn có cốt (Nguồn: Sưu tầm).
Nếu dốc đắp mặt ngoài lớn hơn 20
0
so với phương thẳng đứng thi không xem là
tường chắn đất có cốt; trường hợp đó phải thiết kế cấu tạo và tính toán theo nguyên
tắc mái dốc có cốt.
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 thêm các khối đất khác.
Kể từ khi tường chắn đất có cốt được xây dựng thí điểm cho đến nay, các hãng
công nghệ về đất có cốt ở các nước đã không ngừng cải tiến kết cấu cốt và mặt tường
bao theo hướng tăng mức độ thuận lợi cho việc lắp đặt trong quá trình thi công; lợi
dụng các vật liệu mới và vật liệu phổ biến tăng sức neo bám giữa đất và cốt; tăng tính
bền vững của công trình, tất cả đều nhằm hạ giá thành, tăng độ tin cậy để công nghệ

này có thể cạnh tranh được với các công nghệ xây dựng khác.
-
Về đất dùng để đắp tường đất có cốt, trước kia để tăng ma sát với cốt; người ta
chủ yếu sử dụng cát vừa và cát khô. Ngày nay đã cho phép dùng các loại đất kém dính
nhất là khi sử dụng các loại cốt đa dạng khung, dạng lưới (là các loại tạo ra hiệu ứng
neo nhờ sức cản bị động của đất vào các đơn nguyên ngang của cốt). Mặt khác cũng
đã nghiên cứu kĩ hơn yêu cầu về các tính chất điện hóa đối với đất đắp để hạn chế tác
dụng xâm thực của đất đối với cốt, bảo đảm tuổi thọ của các loại cốt bằng các vật liệu
khác nhau.
-
Về cốt, ngoài cốt bằng kim loại nay đã phổ biến dùng cốt bằng vật liệu polime
dưới dạng vải, lưới địa kỹ thuật. Cốt kim loại lúc đầu dùng thép mạ hoặc thép không
gỉ nay đã dùng phổ biến các loại thép thường không mạ ( với một chiều dày nhất định
dự phòng cho việc cốt bị ăn mòn trong thời gian tuổi thọ thiết kế công trình). Để tăng
khả năng neo bám giữa cốt và đất, đến nay đã đa dạng hóa các dạng cấu tạo cốt, trong
đó có những loại cốt cấu tạo để lợi dụng sức cản bị động của đất.
Lớp cốt này được trải thành từng lớp có chức năng gia cường khối đất đắp. Cốt
gia cường có thể sử dụng là vải địa kỹ thuật gia cường, lưới địa kỹ thuật gia cường, ô
geocell hoặc lưới thép được tráng phủ bảo vệ dưới sự ăn mòn của thời tiết. Đối với
tường rọ đá neo thì đó là mắt lục giác xoắn kép được mạ kẽm, mạ nhôm kẽm hoặc mạ
kẽm bọc nhựa.
-
Về mặt tường bao, ngoài loại mặt tường bao mền không tham gia chịu áp lực
đất sau lưng tường chắn như những tường chắn đất có cốt truyền thống, mấy năm cuối
thế kỷ XX, Viện nghiên cứu công nghệ Đường sắt Nhật Bản đã sáng tạo ra loại mặt
tường bao cứng (bằng bê tông đổ tại chỗ có độ cứng cao) để cùng với khối đất tham
gia chịu áp lực đất sau tường. Nhờ vậy , bề rộng khối đất có cốt có thể giảm đến
L=0,35H (H là chiều cao tường) nhưng L không nhở hơn 1,5m.
Lớp bảo vệ bề mặt nhằm tránh các va đập cơ học có thể gây ảnh hưởng đến sự
mất ổn định của nền đắp có cốt, ngoài ra nó như một lớp ván khuôn để định hình khối

vật liệu đắp có cốt gia cường.
-
Về vật liệu làm mặt tường bao mềm hiện phổ biến có loại mặt bao bằng các
tấm bê tông xi măng lắp ghép và loại vải địa kỹ thuật bọc cuộn hoặc dùng lồng đá.
c). Sự neo bám giữa cốt và đất.
Như ta đã biết, phải có đủ sức neo bám giữa cốt và đất thì mới có áp lực hông σ3
ngay từ bên trong khối đất có cốt, tức tạo sự truyền sức chịu kéo của cốt cho đất.
Viêc truyền lực giữa cốt và đất hay tạo ra sức bám giữa cốt và đất phụ thuộc vào
cáo tạo hình dạng của cốt và có 2 phương thức cơ bản là phương thức truyền lực qua
ma sát và phương thức truyền lực thông qua sức cản bị động của đất.
Đối với các dạng cốt như đai mỏng, lưới, tấm, vải địa… thì toàn bộ sự truyền lực
thông qua ma sát. Chỉ có dang cốt lưới, mạng, khung mà các phần tử cốt vuông góc
với phương truyền lực kéo thì mới có phương thức truyền lực thông qua sức cản bị
động của đất. Những dạng cốt là các plate anchorthì toàn bộ truyền lực thông qua sức
cản bị động của đất.
d). Phạm vi áp dụng tường chắn đất có cốt
-
Thay thế các tường chắn bằng bê tông hay đá xây làm công trình chống đỡ nền
từ phía dưới sườn dốc để xây dựng các đoạn nền đường hoặc bãi san nền trên các
sườn dốc tự nhiên có độ dốc ngang từ 50% trở lên.
-
Thay thế mái dốc taluy nền đường đắp đất thông thường có độ dốc thoải để
giảm diện tích chiếm dụng mặt bằng dành cho việc xây dựng nền đường hoặc mặt
bằng dành cho san nền.
-
Làm công trình chống đỡ các khối trượt sườn trên các sườn dốc thiên nhiên
vùng có tuyến đi qua.
-
Làm tường chắn bảo vệ môi trường.
e). Ứng dụng tường chắn đất có cốt

-
Công trình đường đầu cầu:
Trước đây khi chưa có công nghệ tường chắn đất có cốt người ta thường sử
dụng tường chắn trọng lực ở 2 đầu cầu, tuy vậy phương án tường chắn đất trọng lực
không đáp ứng được mỹ quan cầu đường và chi phí tốn kém (thực chất vai trò làm
việc chịu lực chủ yếu là do mố cầu) do vậy nhất là với các cầu trong đô thị cầu vượt
đường bộ việc đáp ứng được mỹ quan là rất cần thiết nên công nghệ thi công tường
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. Hình ảnh hình 1.7 dưới đây thể hiện tường chắn đầu cầu:
Hình 1.7. Sử dụng tường chắn đất có cốt cho đường (Nguồn: Sưu tầm)
-
Công trình ổn định mái đào, đắp
Đối với các dự án đường đắp cao hoặc phạm vi nền đường nhỏ không thể sử
dụng biện pháp đắp thông thường, người ta có thể sử dụng công nghệ tường chắn đất
có cốt (được phát triển thành hệ tường neo trong đất), với công nghệ này các tấm
panel được đúc sẵn và được neo vào hệ neo trong đất đảm bảo kết cấu an toàn ổn
định, các tấm panel có thể được đúc theo nhiều hình dạng đa dạng nên tạo được mỹ
quan cho các công trình.
Đối với các công trình đường miền núi hoặc các đô thị miền núi với các mặt cắt
đào đường thì việc sử dụng hệ neo trong đất để đảm bảo ổn định mái dốc là rất hiệu
quả và mang lại thẩm mỹ cao. Hình ảnh 1.8 và hình 1.9 dưới đây thể hiện các ưu điểm
của tường chắn với mái đào:
Hình1.8. Tường chắn ổn định mái đào (Nguồn: Sưu tầm)
Hình 1.9. Tường chắn thể hiện sự mỹ thuật (Nguồn: Sưu tầm)
1.2.2.3. Tường chắn đa neo Multi – Anchor
Tường chắn đa neo là loại tường chắn được phát triển dựa trên tường tường
chắn có cốt bằng cách tạo bản neo ở cuối của thanh neo để tạo lực ma sát giữ ổn định
cho tường.
a). Cấu tạo của tường chắn đa neo Multi – Anchor

Ứng dụng nguyên lý đất có cốt, công trình tường chắn đa neo Multi-Anchor
cũng bao gồm: Thân tường bề rộng L, chiều cao H được đắp bằng đất, có góc mái dốc
đắp mặt ngoài từ 0
0
đến 20
0
so với phương thẳng đứng; các lớp neo rải nằm ngang và
liên kết chặt với mặt tường bao và tấm bản neo ở cuối cốt ( Cốt là thanh thép tròn nhất
định được thể hiện như hình bên dưới).
Phần đỉnh tường có thể 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 thêm các khối khác.
Mặt tường bao cứng (bằng bê tông) cùng tham gia chịu lực với khối đất đắp
phía sau lưng tường. Nhờ vậy bề rộng khối đất có thể giảm đến L=0.35H.
Hình 1.10. Cấu tạo điển hình tường chắn đa neo Multi-Anchor (Nguồn: Sưu tầm)
Trong đó:
+ Base Concrete: Móng tường
+ Anchor Plate: Tấm bản neo
+ Connector: Bộ kết nối giữa tường và thanh neo.
+ Tie bar: Thanh thép neo.
+ Spacer: Miếng đệm.
 Yêu cầu đối với đất đắp cho tường chắn đất có cốt.
-
Vật liệu dùng để đắp sau lưng tường chắn đa neo được quy định đa dạng hơn
so với loại đất đắp tường chắn có cốt khác, cụ thể theo 22TCN211-06 quy định như
sau:
+ Không dùng các loại đất lẫn muối và lẫn thạch cao (quá 5%), đất bùn, đất
than bùn, đất phù sa (loại đất lấy ở bãi sông không phải cát mịn) và đất mùn (quá 10%
thành phần hữu cơ) trong khu vực tác dụng của nền đường.
+ Không được dùng đất sét nặng có độ trương nở (xác định theo 22 TCN 332)
vượt quá 4% trong khu vực tác dụng.

-
Về độ chặt đầm nén: Độ đầm chặt yêu cầu K≥0.95.
-
Các trị số tham khảo đối với các đặc trưng dùng trong tính toán của đất nền
theo tiêu chuẩn 22TCN211-06:
Các trị số tham khảo về mô đun đàn hồi của đất nền và trị số các đặc trưng về
lực dính C và góc ma sát ϕ tùy thuộc độ ẩm tương đối tính toán được cho ở Bảng B-
3 . Cách sử dụng các trị số tham khảo này được chỉ dẫn ở các mục 3.4.6 và 3.5.5. Khi
sử dụng Bảng B-3 có thể nội suy các trị số giữa các khoảng độ ẩm cho trong bảng 1.1.
Bảng 1.1: Các đặc trưng tính toán của đất nền (tham khảo) tùy thuộc độ ẩm tương
đối
Loại
đất
Các
chỉ
tiêu
Độ ẩm tương đối
0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90
Sét và á
sét
E
(Mpa)
46 42 40 34 29 25 21 20
(60.00) (57.00) (53.00) (50.00) (46.00) (42.00) (40.00) (38.00)
ϕ(độ)
27 24 21 18 15 13 12 11,5
c 0,038 0,032 0,028 0,023 0,019 0,015 0,013 0,012
Loại
đất
Các

chỉ
tiêu
Độ ẩm tương đối
0,55 0,60 0,65 0,70 0,75 0,80 0,85 0,90
(Mpa)
Á sét
nhẹ và
Á cát
nặng
E
(Mpa)
48 45 42 37 32 27 23 22
ϕ(độ)
28 26 26 25 25 24 24 23
c
(Mpa)
0,024 0,022 0,018 0,014 0,012 0,011 0,010 0,009
Á cát
nhẹ và
á cát
E
(Mpa)
49 45 42 38 34 32 30 28
ϕ(độ)
30 28 28 27 27 26 26 25
c
(Mpa)
0,020 0,018 0,014 0,012 0,011 0,010 0,009 0,008
Cát
mịn

E
(Mpa)
40
ϕ(độ)
35
c
(Mpa)
0,005
Đất
bazan
Tây
Nguyên
E
(Mpa)
51 44 40 25 23 21 16
ϕ(độ)
17 12 14 8 11 9 7
c
(Mpa)
0,036 0,031 0,028 0,024 0,019 0,015 0,011
Ghi chú:
Các trị số trong bảng là tương ứng với điều kiện độ chặt tối thiểu K=0,95 (đầm
nén tiêu chuẩn). Việc tăng, giảm độ chặt được xét đến khi xác định độ ẩm tính toán.
 Yêu cầu vật liệu và cấu tạo cốt cho tường chắn đa neo
Cường độ chịu kéo của thép chế tạo cốt phải duy trì trị số tối thiểu sau:
-
Thép cacbon dày dưới 16mm: 340N/mm
2
-
Thép cacbon dày dưới 40mm: 485N/mm

2
-
Thép không gỉ dưới 1mm: 510N/mm
2
Với thép mạ kẽm thì khối lượng trung bình không được nhỏ hơn 10g/m2
Thép mạ kẽm không được sử dụng làm thanh neo khi tuổi thọ công trình trên 60
năm.
Khoảng cách bố trí các thanh théo neo theo chiều thẳng đứng Sv và nằm ngang
Sh được quyết định bởi tính toán, thông thường Sv lấy từ 0,25 – 0,75m, Sh lấy từ 0,5
-1m (tối đa 1,5m).
Cường độ tiêu chuẩn của vật liệu được quy định trong tính toán tường chắn đa
neo Multi-Anchor được thể hiện trong bảng 1.2 quy định dưới đây:
Bảng 1.2: Cường độ tiêu chuẩn của vật liệu
Hạng
mục
Quy cách
vật liệu
Thanh
neo
Khi BT, (KN) Khi động đất, (KN)
Khi ăn mòn
0mm
Khi ăn mòn
1mm
khi ăn mòn
0mm
Khi ăn mòn
1mm
Thanh
thép

neo
M20 34.3 30.5 51.4 45.7
M21 42.5 38.3 63.7 57.4
M22 49.4 44.8 74 67.2
M23 64.3 59.1 96.5 88.7
M24 78.5 72.7 118 109
Tấm
bản
mỏ
neo
Có tấm
bản phụ
M20 37.4 29.1 56.1 43.6
M22 79.9 62.2 12 93.2
M24 89.9 69.9 135 105
M27 102 79.5 153 119
M30 115 89.2 172 134
Bộ
kết
nối
Bộ
kết
nối
đơn
4.5s M20 50.4 38.2 75.6
6.0s
M22
67.2 54.6 101 81.9
M24
9.0s

M27
101 87.4 151 131
M30
Bộ
kết
nối
đơn
4.5D M20 47.4 36.3 72.1 54.4
6.0D
M22
64 52.4 56.3 78.6
M24
9.0D
M27
98.5 86 148 129
M30
Bu
lông
dừng
bộ kết
nối
Bộ
kết
nối
đơn
8.8T
M20
59.2 50.6 88.8 75.8M22
M24
10.9T

M27
77.3 66 116 99
M30
Bộ
kết
nối
đôi
8.8T
M20
81.4 68.8 122 103M22
M24
10.9T M27 87.9 74.8 132 112
Hạng
mục
Quy cách
vật liệu
Thanh
neo
Khi BT, (KN) Khi động đất, (KN)
Khi ăn mòn
0mm
Khi ăn mòn
1mm
khi ăn mòn
0mm
Khi ăn mòn
1mm
M30
Bu
lông

dừng
bộ kết
nối
Bộ
kết
nối
đơn
4.6T
M20
42.5 38.3 63.7 57.4
M22
M24
M27
M30
Bộ
kết
nối
đôi
4.6T
M20
85 76.5 127 115
M22
M24
M27
M30
 Cấu tạo móng của tường chắn đa neo (Base concrete)
-
Yêu cầu với đất nền dưới móng tường
+ Sức chịu tải của đất nền phải đủ để chịu áp lực do tải trọng bản thân khối đất đắp
có cốt và các tải trọng khác bên trên.

+ Độ lún của tường phải nằm trong phạm vi cho phép khi đưa vào sử dụng.
+ Độ lệch dọc theo chiều dài mặt tường do nền móng gây ra không được vượt quá
1/100 chiều dài đoạn tường kiểm tra đối với tường có mặt bao là BTXM.
+ Trong mọi trường hợp không cho phép móng bị xói lở do bất kỳ nguyên nhân
nào.
-
Chiều sâu chôn tường tối thiểu
Trừ trường hợp tường đặt trên nền đá, trong mọi trường hợp phải có chiều sâu
chôn tường D
m
(D
m
≥0.6m), đồng thời phải thỏa mãn các yêu cầu quy định như bảng
1.3 dưới đây:
Bảng 1.3: Quy định chiều sâu chôn tường tối thiểu
Độ dốc mái dốc ở chân tường βs (⁰) 0⁰
18⁰ 27⁰ 34⁰
(tg βs = 1/3) (tg βs = 1/2) (tg βs = 1/1,5)
Độ sâu chôn tường tối thiểu Dm (m) H
tt
/20 H
tt
/10 H
tt
/7 H
tt
/5
Trong đó: β
s
: Là góc nghiêng mái đắp sau chân tường

H
tt
: Là chiều cao tính toán của tường
-
Chiều rộng tối thiểu của móng tường
+ Chiều rộng tối thiểu của móng tường cũng chính là chiều rộng của toàn khối
đất có cốt ở đáy tường L.
+ Trong bất kỳ mọi trường hợp nào thì chiều rộng L ở đáy tường là 3m.
+ Trong trường hợp mà bề rộng đáy tường bằng đỉnh tường thì còn phải thỏa
mãn điều kiện là L ≥0,7 H
tt
+ Trường hợp móng đặt trên nền đá thì L có thể thu hẹp lại nhưng phải thỏa
mãn: L≥3m và L ≥ 0,4 H
tt
b). Ưu điểm của tường chắn đa neo Multi-Anchor
Do tận dụng được ưu điểm của bản neo nên tường chắn đa neo có độ ổn định
cao hơn tường chắn có cốt thông thường và có thể sử dụng cho các tường chiều cao
lớn lên đến 30m. Loại tường này đã được áp dụng phổ biến tại Nhật Bản do có những
ưu điểm nổi bật sau:
+ Cấu tạo vật liệu đơn giản, có thể sản xuất tại Việt Nam.
+ Thiết kế đơn giản, hoàn toàn có thể thực hiện tại Việt Nam.
+ Có thể xây tường cao hơn các loại tường khác.
+ Kinh tế hơn các giải pháp tường chắn khác.
+ Có thể xây tường trên nền đất tương đối yếu.
+ Tính kháng chấn ưu việt.
+ Có kinh nghiệm kỹ thuật phong phú ở Nhật.