Luận văn tính toán và thiết kế tường chắn đất có cốt sử dụng vật liệu địa kỹ thuật

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
MỤC LỤC
Trang
Phần mở đầu
1. Tính cấp thiết của đề tài……………………………………………… 1
2. Phương pháp nghiên cứu………………………………………………………2
3. Phạm vi nghiên cứu……………………………………………………………2
4. Nội dung nghiên cứu…………………………………………….…………… 2
Chương 1. Tổng quan về các loại tường chắn đất và vật liệu sử dụng trong công
trình đất có cốt……………………………………………………………………….4
I. Tổng quan về các loại tường chắn đất………………………………………… 4
1. Khái niệm và phân loại tường chắn đất…………………………………… 4
2. Điều kiện sử dụng các loại tường chắn đất…………………………………8
II. Đất có cốt và công trình bằng đất có cốt……………………………………….9
III. Nguyên lý đất có cốt về mặt cơ học…………………………………………12
1. Sự phá hoại của đất khi không có cốt…………………………………….12
2. Vai trò của cốt…………………………………………………………….14
3. Sự neo bám giữa cốt và đất……………………………………………….16
IV. Kết quả nghiên cứu và ứng dụng đất có cốt…………………………………18
Chương II. Cơ sở tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt…………………… 20
I. Điều kiện sử dụng và yêu cầu đối với công trình tường chắn đất có cốt…… 20
II. Cơ sở lý thuyết và các tiêu chuẩn tính toán thiết kế đất có cốt……………… 22
1. Cơ sở lý thuyết…………………………………………………………….22
2. Cơ sở của việc thiết kế tường chắn đất có cốt…………………………….23
3. Các tiêu chuẩn tính toán thiết kế nền đường sử dụng tường chắn đất có
cốt 23
III. Nguyên tắc cấu tạo và cơ sở tính toán của tường chắn đất có cốt…………….24
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
1. Cấu tạo tường chắn bằng đất có cốt………………………………… ….24
2. Các trạng thái phá hoại và yêu cầu tính toán thiết kế……………………26

3. Mặt phá hoại nội bộ và cơ sở của việc tính toán thiết kế đảm bảo ổn định nội
bộ trong tường chắn đất có cốt………………………………………… 28
IV. Tình hình nghiên cứu và xây dựng các công trình tường chắn đất có cốt ở Việt
Nam…………………………………………………………………………… 32
Chương III. Tính toán và thiết kế tường chắn đất có cốt sử dụng vật liệu địa kỹ
thuật……………………………………………………………………………… 35
I. Yêu cầu về vật liệu…………………………………………………………….35
1. Yêu cầu đối với vật liệu địa kỹ thuật………………………………………35
2. Yêu cầu đối với đất đắp sau tường chắn………………………… ……….42
3. Yêu cầu đối với vật liệu dùng làm mặt tường bao…………………………44
II. Xác định kích thước và kiểm toán ổn định tổng thể của tường chắn đất có cốt.48
1. Xác định sơ bộ kích thước của tường chắn đất ……………………………48
2. Kiểm toán điều kiện ổn định trượt trên đáy móng và trên cốt vải địa kỹ
thuật……………………………………………………………………… 52
3. Kiểm toán về sức chịu tải của đất dưới đáy móng và kiểm toán ổn định
nghiêng lật…………………………………………………………………….54
4. Xác định độ lún của tường chắn đất có cốt…………………………………56
III. Kiểm toán ổn định nội bộ của khối tường chắn đất có cốt sử dụng vải địa kỹ
thuật. Xác định khoảng cách giữa hai lớp vải và chiều dài cốt cần thiết…………60
1. Nguyên lý kiểm toán ổn định nội bộ……………………………………… 60
2. Xác định lực kéo lớn nhất của mỗi lớp cốt………………………………….61
3. Kiểm toán khả năng kéo đứt cốt và xác định khoảng cách giữa các lớp cốt 63
4. Kiểm toán khả năng cốt bị kéo tuột do không đủ sức neo bám và xác định
chiều dài cốt cần thiết………………………………………………… … 63
5. Dự tính biến dạng dãn dài cốt cho phép…………………………………….64
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Chương IV: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Geo-slope để tính toán thiết kế
tường chắn có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật……………………………………….66
I. Điều kiện bài toán…………………………………………………………… 66

II. Tính toán theo phương pháp lý thuyết……………………………………… 69
III. Kiểm toán ổn định bằng phần mềm Geo-slope ………………………………73
IV. Các trường hợp bố trí vải địa kỹ thuật và kết quả…………………………….83
V. Một số kết lụân về cách bố trí vải ĐKT làm vật liệu cốt trong tường chắn đất có
cốt…………………………………………………………………………………95
Phần kết luận và kiến nghị………………………………………………………….97
1. Kết quả nghiên cứu của đề tài………………………………………………97
2. Kiến nghị……………………………………………………………………97
3. Hướng nghiên cứu tiếp theo……………………………………… ………98
Phụ lục……………………………………………………………………………… 99
Tài liệu tham khảo…………………………………………………………… …….109
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
PHẦN MỞ ĐẦU
I. 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 nước, các vùng và 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 đi qua các khu vực đồi núi như
đường Hồ Chí Minh, Quốc lộ 6, Quốc lộ 279 thì ở các thành phố lớn như Hà nội và
Thành phố Hồ Chí Minh đã bắt đầu cải tạo hệ thống giao thông đô thị và xây dựng
các nút giao cầu vượt. Vấn đề khó khăn trong việc thiết kế và thi công các công trình
là ổn định nền đường, đặc biệt là các đường vùng núi có mái dốc gần như thẳng đứng,
hay trong thành phố thì do hạn chế về mặt bằng nên phạm vi chiều rộng công trình bị
thu hẹp.
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.

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 đất có cốt dùng vải địa kỹ thuật 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 có cốt sử
dụng vải địa kỹ thuật là hết sức cần thiết để phục vụ cho nghiên cứu và tính toán, thiết
kế, thi công các công trình đường.
II. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu của đề tài
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
- Đối tượng nghiên cứu: Công trình đường ở khu vực đồi núi có mái dốc thẳng
đứng hoặc trong khu vực thi công chật hẹp.
- Phạm vi nghiên cứu: Nghiên cứu, tính toán và thiết kế tường chắn có cốt dùng
vải địa kỹ thuật cho các công trình đường nói trên.
III. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu và đề xuất phương pháp tính toán, thiết kế tường chắn có cốt sử
dụng vải địa kỹ thuật.
- Đề xuất phương pháp tường chắn có cốt dùng vải địa kỹ thuật ứng dụng vào
điều kiện thực tế của Việt Nam.
IV. Phương pháp nghiên cứu
- Phương pháp tính toán lý thuyết.
- Nghiên cứu mô hình số trên cơ sở sử dụng các chương trình tính có độ tin
cậy cao như phương pháp phần tử hữu hạn bằng phần mềm Plaxis.
V. Nội dung nghiên cứu của đề tài
- Tìm hiểu về các loại tường chắn và vật liệu sử dụng trong công trình đất có

cốt
- Tìm hiểu về cơ sở lý thuyết tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt
- Nghiên cứu các phương pháp lý thuyết tính toán thiết kế tường chắn có cốt
sử dụng vải địa kỹ thuật.
- Nghiên cứu mô hình tính toán tường chắn có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật
- Nghiên cứu ứng dụng các phần mềm địa kỹ thuật trong tính toán tường
chắn có cốt: Slope –W, Plaxis
VI. Cấu trúc của luận văn
Luận văn có các phần sau:
Phần mở đầu: Nêu tính cấp thiết, ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài.
Chương I: Tổng quan về các loại tường chắn đất và vật liệu sử dụng trong công
trình đất có cốt
Trình bày tổng quát về khái niệm và các loại tường chắn đất, ưu nhược điểm và
điều kiện sử dụng các loại tường chắn đất.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Trình bày tổng quát về các vật liệu sử dụng trong công trình đất có cốt, nguyên
lý cơ học của đất có cốt và ứng dụng của chúng.
Chương II: Cơ sở tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt
Trình bày về điều kiện sử dụng và các yêu cầu đối với công trình tường chắn
đất có cốt cũng như cơ sở lý thuyết tính toán và thiết kế tường chắn đất có cốt. Tình
hình nghiên cứu ứng dụng tường chắn đất có cốt ở Việt Nam.
Chương III: Tính toán và thiết kế tường chắn có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật
Chương này trình bày về các yêu cầu tối thiểu đối với vật liệu sử dụng trong
công trình tường chắn đất có cốt sử dụng vật liệu Địa kỹ thuật. Cụ thể là yêu cầu về
vật liệu Địa kỹ thuật, yêu cầu về đất đắp sau tường chắn, yêu cầu về vật liệu dùng làm
mặt tường bao.
Trình bày về trình tự tính toán thiết kế và đưa ra các nội dung kiểm toán ổn
định nội bộ và ổn định toàn khối của tường chắn đất có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật
bọc cuộn.

Chương IV: Nghiên cứu ứng dụng phần mềm Geo- Slope để tính toán thiết kế
tường chắn có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật
Chương này tác giả sử dụng phần mềm Geo-slope để tính toán thiết kế tường
chắn đất có cốt sử dụng vải địa kỹ thuật với các thông số đầu vào cho trước. So sánh
kết quả tính toán bằng phần mềm với kết quả tính toán theo lý thuyết. Đồng thời tác
giả sử dụng phần mềm Geo-slope để tính toán ổn định tường chắn với các trường hợp
bố trí vải điạ kỹ thuật khác nhau. Từ đó tác giả đưa ra kết luận về cách bố trí vải địa kỹ
thuật tối ưu.
Phần kết luận và kiến nghị
1. Kết quả nghiên cứu của đề tài
2. Hạn chế của đề tài
3. Hướng tiếp tục nghiên cứu phát triển của đề tài
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
CHƯƠNG I – TỔNG QUAN VỀ CÁC LOẠI TƯỜNG CHẮN ĐẤT VÀ
VẬT LIỆU SỬ DỤNG TRONG CÔNG TRÌNH ĐẤT CÓ CỐT
I – Tổng quan về các loại tường chắn đất
1. Khái niệm và phân loại tường chắn đất
a) Khái niệm
Tường chắn 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, thủy lợi, giao thông.
Khi làm việc, tường chắn đất tiếp xúc với khối đất sau lưng tường và chịu tác dụng của
áp lực đất.
b) Phân loại
*) Phân loại theo độ cứng
Biến dạng của bản thân tường chắn đất (độ uốn) làm thay đổi điều kiện tiếp xúc
giữa lưng tường chắn với khối đất đắp sau tường, do đó làm thay đổi trị số áp lực đất
tác dụng lên lưng tường và thay đổi dạng biểu đồ phân bố áp lực đất theo chiều cao
tường. Thí nghiệm của G.A. Dubrova đã chứng tỏ khi tường bị biến dạng do chịu áp
lực đất thì biểu đồ phân bố áp lực đất có dạng đường cong, nếu phần giữa thân tường

bị biến dạng nhiều thì biểu đồ phân bố càng cong và cường độ áp lực đất ở phần trên
càng tăng lên. Theo cách phân loại này tường được chia làm tường cứng và tường
mềm.
- Tường mềm là tường có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất. Tường mềm
thường là các loại tường gỗ, thép, bê tông cốt thép hay tường cừ
Tường cứng là tường không có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất mà chỉ có
chuyển vị (có thể là chuyển vị tịnh tiến hoặc chuyển vị xoay). Nếu tường cứng xoay
quanh mép dưới, nghĩa là đỉnh tường có xu hướng tách rời khối đất đắp và chuyển vị
về phía trước thì nhiều thí nghiệm đã chứng tỏ là biểu đồ phân bố áp lực đất rời có
dạng đường thẳng và có trị số cường độ áp lực đất ở chân tường (hình 1.1a). Đối với
đất dính,, theo kết quả thí nghiệm của B.L. Taraxôp thì biểu đồ phân bố áp lực đất có
dạng hơi cong và cũng có trị số áp lực đất lớn nhất ở chân tường (hình 1.1b). Nếu
tường chuyển vị xoay quanh mép trên, nghĩa là chân tường rời khỏi khối đất đắp và
chuyển vị về phía trước thì theo kết quả thí nghiệm của nhiều tác giả (K. Terzaghi,
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
G.A. Đubrôva ) biểu đồ phân bố áp lực đất (đất rời cũng như đất dính) có dạng đường
cong, trị số lớn nhất phụ thuộc vào
mức độ chuyển vị của tường và ở vào khoảng phần giữa lưng tường (hình 1.1c).
Tường cứng thường là những khối bê tông, bê tông đá hộc, gạch đá xây Tường chắn
bằng bê tông cốt thép có dạng tấm hoặc bản nhưng tạo với các bộ phận khác của công
trình thành những khung hộp cứng cũng được gọi là tường cứng.
Hình 1.1 – Biểu đồ
phân bố áp lực đất cho các trường hợp tường có độ cứng khác nhau
*) Phân loại theo nguyên tắc làm việc
Tường chắn đất là loại công trình thường xuyên chịu lực đẩy ngang (áp lực đất),
do đó tính ổn định chống trượt chiếm một vị trí quan trọng đối với tính ổn định nói
chung của tường. theo quan điểm này tường chắn được phân làm mấy loại sau đây:
- Tường trọng lực: độ ổn định được đảm bảo chủ yếu do trọng lượng bản thân
tường. các loại tường cứng đều thuộc loại tường trọng lực.

- Tường nửa trọng lực: độ ổn định được đảm bảo không những do trọng lượng
bản thân tường và bản móng mà còn do trọng lượng của khối đất đắp nằm trên bản
móng. loại tường này thường làm bằng bê tông cốt thép nhưng chiều dày của tường
cũng khá lớn (do đó cong gọi là tường dày).
- Tường bản góc: độ ổn định được đảm bảo chủ yếu do trọng lượng khối đất đắp đè lên
bản móng. tường và móng là những bản, tấm bê tông cốt thép mỏng nên trọng lượng
của bản thân tường và móng không lớn. tường bản góc có dạng chữ l nên còn gọi là
tường chữ L.
- Tường mỏng: sự ổn định của loại tường này được đảm bảo bằng cách chôn
chân tường vào trong nền. do đó loại tường này còn gọi là tường cọc và tường cừ. để
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
giảm bớt độ chôn sâu trong đất của tường và để tăng độ cứng của tường người ta
thường dùng neo.
Hình 1.2 - Phân loại tường chắn theo nguyên tắc làm việc
a) Tường trọng lực; b) Tường bản góc; c) Tường nửa trọng lực; d) Tường
mỏng
*) Phân loại theo chiều cao tường
Chiều cao của tường thay đổi trong một phạm vi khá lớn tuỳ theo yêu cầu thiết
kế. hiện nay chiều cao tường chắn đất đã đạt đến 40m (tường chắn đất ở nhà máy
Thuỷ điện trên song Vonga). Trị số áp lực đất tác dụng lên lưng tường chắn tỷ lệ bậc
hai với chiều cao của tường. Theo chiều cao, tường thường được phân làm 3 loại:
- Tường thấp: có chiều cao < 10m;
- Tường trung bình: loại tường chắn có chiều cao từ 10 ~ 20m;
- Tường cao: có chiều cao > 20m.
Theo quy phạm tạm thời thiết kế tường chắn QP-23-65 của Việt Nam thì lấy
giới hạn phân chia ba loại tường thấp < 5m, tường trung bình: 5~10m, tường cao
>10m.
*) Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường
Theo cách phân loại này, tường được phân thành tường dốc và tường

thoải.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
- Tường dốc: lại phân ra tường dốc thuận và tường dốc nghịch. trong trường hợp của
tường dốc khối đất trượt có một mặt giới hạn trùng với lưng tường.
- Tường thoải: nếu góc nghiêng α của lưng tường lớn quá một mức độ nào đó,
thì khối đất trượt sau lưng tường không lan đến lưng tường.
Hình 1.3 – Phân loại theo góc nghiêng của lưng tường
*) Phân loại theo kết cấu
Về mặt kết cấu, tường chắn được phân loại thành tường liền khối và
tường lắp ghép.
- Tường liền khối: làm bằng bê tông đá hộc, gạch xây, đá xây hay bằng
bê tông cốt thép. Tường liền khối được xây hoặc đổ bê tông một cách trực tiếp trong
hố móng. Hố móng phải rộng hơn móng tường chắn một khoảng để tiện thi công và
đặt ván khuôn. Móng của tường bê tông và bê tông cốt thép liền khối với bản thân
tường, còn móng của tường chắn bằng gạch đá xây có thể là những kết cấu độc lập.
Mặt cắt ngang của tường khối có thể là hình chữ nhật, hình thang (hình thang có ngực
tường nghiêng hoặc lưng tường nghiêng), hình thang có lưng gãy khúc, hình thang có
bệ giảm tải hoặc có móng nhô ra hai phía, tường bản góc hay kiểu công xon
Hình 1.4 – Tường bản góc và tường kiểu
công xon
- Tường lắp ghép: gồm các cấu kiện bằng bê
tông cốt thép đúc sẵn lắp ghép lại với nhau theo những sơ đồ kết cấu định sẵn. Cấu
kiện đúc sẵn thường là những thanh hoặc những tấm không lớn (thường dưới 3m) để
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Lun vn thc s k thut Ngnh ng b
tin vic vn chuyn.Tựy theo s kt cu lp ghộp, tng lp ghộp cú th cú cỏc
loi sau:
+ Tng kiu ch L: gm nhng khi v tm bờ tụng ghộp li.
+ Tng kiu hng ro: gm nhiu thanh bờ tụng ct thộp lm tr ng hay tr

chng v cỏc bn ghộp li.
+ Tng kiu hp: gm mt tng hay hai tng, trong hp y cỏt si.
+ Tng kiu chung: gm nhiu thanh t dc ngang xen k nhau, trong
chung cỏt si.
Ngoi ra cũn cú cỏc kiu tng chn sau õy:
+ Tng r ỏ: gm cỏc r ỏ ni ghộp li vi nhau. r ỏ bng li st hoc
li pụlyme c xp tng lp, kt ni vi nhau ri xp dỏ hc vo trong tng r.
t ht mn ca t nn v t p khụng xõm nhp vo ỏ hc trong r, thng
mt lp vi a k thut ngn cỏch ỏy tng v lng tng vi t nn v t p. u
im ni bt ca tng r ỏ l chu lỳn ca nn rt tt v k thut lm tng n
gin. Hin nay cỏc nh khoa hc ang nghiờn cu bin phỏp cng nh vt liu tng
tui th ca r.
+ Tng t cú ct: l dng tng hin i m nn t c gia cng bng cỏc
vt liu a k thut. Tng mt phớa ngoi lm bng cỏc tm bờ tụng ct thộp, v
c ni vi cỏc
di kim loi hay
pụlyme chụn
tng lp trong t
p sau tng.
t p cú tỏc
dng y mt
bỡ ra khi t,
nhng ng
thi trng
lng ca t
Ngi thc hin: Phm Thu Trang Lp cao hc Xõy dng ng ụ tụ v TP K16
kiểu xếp lồng
Mũi t ờng
Bản gót t ờng
kiểu t ờng trọng lực

kiểu mút thừa
Vách đứng
Đá
Vải địa kỹ thuật
Móng
Vách s ờn
kiểu xếp củi
Thanh rằng bê tông
Mặt đất nguyên trạng
Vật liêu đắp lại
Bản mũi
T ờng chủ
kiểu có s ờn
Vật liêu đắp
Bản gót
Móng
Thân t ờng
H
L
B
B
H
L
H
L
H
L
B
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
đắp có tác dụng tạo nên lực ma sát giữa đất và cốt neo mặt tường lại. Tường đất có cốt

có nhiều ưu điểm: nhẹ, chịu lún tốt nên có thể thích ứng với các loại đất nền không tốt.
Hình 1.5 – Phân loại tường chắn đất theo kết cấu
2. Điều kiện sử dụng các loại tường chắn
Hiện nay, tường chắn có nhiều loại hình khác nhau; mỗi loại chỉ nên sử dụng
trong một số điều kiện cụ thể mới đem lại hiệu quả kinh tế cao. Theo kinh nghiệm
chúng ta có thể sử dụng các loại tường chắn như sau:
So với các loại tường thì loại tường mỏng bằng bê tông cốt thép thường cho
hiệu quả kinh tế cao so với loại tường trọng lực; xi măng dùng cho tường mỏng ít hơn
2 lần và cốt thép nhiều hơn một khối lượng không đáng kể. Ưu điểm nổi bật của loại
tường bằng bê tông cốt thép là có thể sử dụng phương pháp thi công lắp ghép và yêu
cầu về nền không cao nên ít khi phải xử lý nền.
Nếu cao không quá 6m, loại tường bản góc (kiểu công xon) bằng bê tông cốt
thép có khối lượng ít hơn tường có bản sườn. Nếu cao từ 6 đến 8m thì khối lượng của
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16

Cèt
Tho¸t n íc
Thanh neo
kiÓu neo
MÆt t êng
MÆt ph¸ ho¹i
MÆt ph¸ ho¹i
MÆt ® êng
kiÓu ®Êt cã cèt
MÆt ®Êt hiÖn tr¹ng
MÆt t êng
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
hai loại tường này xấp xỉ bằng nhau. Nếu cao hơn 8m thì tường có bản sườn có khối
lượng bê tông cốt thép nhỏ hơn tường kiểu công xon. Do đó, loại tường mỏng bê tông
cốt thép có bản sườn dùng thích hợp nhất khi tường có chiều cao từ trung bình trở lên.

Tường chắn đất bằng bê tông chỉ nên dùng khi cốt thép quá đắt hoặc khan hiếm,
bởi vì bê tông của các tường chắn trọng lực chỉ phát huy một phần nhỏ khả năng chịu
lực mà thôi. Cũng do nguyên nhân này, không nên dùng loại bê tông cường độ cao để
làm tướng chắn. Để giảm bớt khối lượng tường chắn bằng bê tông có thể làm thêm trụ
chống. Dùng loại tường có bệ giảm tải đặt ở khoảng 1/4 chiều cao tường, tường có
lưng nghiêng về phía đất đắp cũng tiết kiệm được bê tông.
Tường chắn đất bằng đá xây cần ít ximăng hơn tường bê tông, có thể hoàn
thành trong thời gian tương đối ngắn và tổ chức thi công đơn giản. Nơi sẵn đá dùng
tường đá xây thường có hiệu quả kinh tế cao. Trường hợp sẵn đá vụn hoặc đá nhỏ thì
nên thay tường đá xây bằng tường bê tông đá hộc.
Tường gạch xây không cao quá 3-4m thì nên dùng loại có trụ chống. Tường
gạch xây chữ nhật hoặc lưng bậc cấp thường được dùng cho những công trình nhỏ
dưới đất. Đối với các loại tường chắn lộ thiên chịu tác dụng trực tiếp của mưa nắng và
các tường chắn thuỷ công không nên dùng tường gạch xây. Gạch xây tường chắn có số
hiệu không nên nhỏ hơn 200 và vữa xây từ 25 trở lên, không được dùng loại gạch
silicát.
Tường chắn đất loại cao và trung bình xây ở vùng có động đất nên bằng bê tông
cốt thép.
II – Đất có cốt và các công trình bằng đất có cốt
Đất được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng từ rất lâu. So với các loại vật
liệu khác, đất là vật liệu rẻ tiền, sẵn có nhưng có đặc trưng cơ học kém, đặc biệt là
không chịu được lực kéo. Để khắc phục nhược điểm này, ngoài những biện pháp gia
có đất bằng các chất liên kết (vô cơ, hữu cơ, hóa chất), Henri Vidal (kỹ sư cầu đường
người Pháp) đã đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựng công trình vào năm 1963.
Cho đến nay khái niệm về đất có cốt và những ứng dụng của nó trong các công trình
xây dựng đã trở nên quen thuộc và được ứng dụng khắp nơi trên thế giới.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Đất có cốt là một loại vật liệu tổng hợp, thực chất là vẫn dùng đất thiên nhiên
để xây dựng công trình nhưng trong đất có bố trí các lớp cốt bằng vật liệu chịu được

lực kéo theo các hướng nhất định; thông qua sức neo bám giữa đất với vật liệu cốt mà
vật liệu tổng hợp đất có cốt có khả năng chịu kéo.
Các loại cốt thường sử dụng ở các nước trên thế giới bao gồm:
- Cốt dạng dải mỏng
Cốt được chế tạo thành các dải mỏng bằng thép mạ, thép không gỉ hoặc vật liệu
chất dẻo tổng hoẹp rồi được đặt nằm ngang ở giữa các vật liệu đắp rải kế tiếp nhau và
được kết nối liền với các tấm bêtông đúc sẵn hoặc với các vỏ kim loại hình chữ U.
Nhờ có lực ma sát giữa dải cốt và vật liệu đắp nên tạo thành đất có cốt có thể chịu
được ứng suất kéo. Việc sử dụng cốt bằng chất dẻo nhằm tránh được vấn đề gỉ cốt kim
loại trong môi trường bất lợi.
- Cốt kiểu lưới
Lưới ô vuông làm bằng kim loại hoặc vật liệu chất dẻo có tính năng chịu kéo,
được đặt nằm ngang trong khối vật liệu đắp. Nhờ có lực kháng bị động của đất đối với
các thanh cốt ngang và lực ma sát giữa vật liệu đắp với bề mặt của lưới nên chống
được sự di chuyển ra phía ngoài của đất có cốt. Có thể dung lưới thép hoặc lưới sợi
thép. Lưới cốt bằng thép được liên kết với tấm mặt tường bêtông xi măng đúc sẵn.
Lưới vật liệu tổng hợp cường độ cao có thể được tạo thành bằng phương pháp kéo dãn
polyeste hoặc polyetylen mật độ cao. Có thể cuộn lật lưới bên trên làm mặt vỏ tường
hoặc liên kết lưới với tấm mặt tường bêtông xi măng hay liên kết với rọ đá của mặt
tường.
- Cốt dạng vải hoặc lưới địa kỹ thuật
Dùng vật liệu địa kỹ thuật rải từng lớp trên mỗi vật liệu đắp, nhờ lực ma sát
giữa vật liệu đắp và vải truyền ứng suất tạo ra tổ hợp vật liệu đất có cốt. Vật liệu đắp là
loại vật liệu hạt rời (từ hạt mịn đến cuội sỏi). Các lớp vải địa kỹ thuật ở gần mặt tường
được cuộn lên để bao lấy vật liệu đắp, sau đó phun nhũ tương bitum hoặc phun bê tong
xi măng phủ kín bề mặt vải lộ ra ngoài.
- Cốt sợi
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Trộn vào vật liệu đắp các đoạn sợi ngắn chịu kéo để tạo thành một loại vật liệu

tổ hợp kiểu mới có cốt 3 chiều. Các loại sợi phải được gia công và trộn đều vào vật
liệu đắp.
Sự ra đời của vật liệu đất có cốt đã được ứng dụng rộng rãi trong các công trình
xây dựng nhờ có những ưu thế vượt trội, đó là:
- Nhờ đất có cốt mà các công trình đắp bằng đất không cần đắp có mái dốc mà
có thể đắp với mái dốc thẳng đứng với chiều cao đắp lớn (có thể lên đến 40m ở
Pakistan). Cấu tạo của tường chắn này phải có mặt tường bao không chịu lực để giữ
cho đất đắp không bị lở, không bị xâm thực do các tác nhân môi trường bên ngoài.
- Đất có cốt là loại vật liệu mềm, do vậy cho phép vẫn đảm bảo được ổn định
của công trình dù khi xảy ra biến dạng lớn.
- Đất có cốt là loại vật liệu nặng, công trình sử dụng bằng đất có cốt có kích
thước lớn, đáp ứng được yêu cầu đối với những công trình đòi hỏi phải có trọng lượng
lớn để chịu lực ngang lớn, lực va chạm lớn hoặc áp lực sóng nổ lớn
- Trong trường hợp cần xây dựng công trình hoành tráng có kích thước lớn (như
đài tưởng niệm, tường thành ) thì việc sử dụng tường đất có cốt sẽ thích hợp cả về
mặt kinh tế, kỹ thuật và thẩm mỹ quan so với việc dùng tường bê tông xi măng.
- Công trình bằng đất có cốt thi công đơn giản, tốn ít thời gian.
Loại công trình được sử dụng đầu tiên bằng đất có cốt là tường chắn bằng đất
có cốt (tường được đắp bằng đất có cốt với mặt tường bao không chịu lực). Tường
chắn bằng đất có cốt đàu tiên được xây dựng thử nghiệm là tường Incarville trên
đường cao tốc A13 ở Pháp được xây dựng năm 1967 (tường cao 10m, rộng 10m dài
50m).
Kết quả quan trắc ứng suất và biến dạng của cốt, của vỏ (thông qua các đầu đo
được bố trí sẵn trong quá trình thi công) và kết quả thí nghiệm trên các mô hình thí
nghiệm tại Phòng thí nghiệm trung ương về Cầu và đường của Pháp đã cho phép thiết
lập được các nguyên tắc và phương pháp thiết kế cấu tạo và tính toán tường chắn bằng
đất có cốt. Tiếp đó, một loạt các công trình đất có cốt được xây dựng trên các đường ô
tô và bến cẳng ở Pháp, Tây Ban Nha, Đức và một số nước khác. Đặc biệt trên đường
cao tốc A53 qua vùng Menton của Pháp có những công trình tường chắn đất có cốt cao
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
tới 20m cho phép những biến dạng lớn mà không bị phá hoại đột ngột trong khi vẫn
giữ được ổn định chung của công trình. Với tường chắn này mà sử dụng tường bêtông
cốt thép thì rất khó khăn trong việc giải quyết nền móng.
Tường chắn đất có cốt còn được dùng để làm nền đường tách đôi hai chiều xe
chạy với hai bậc cao thấp khác nhau (để đảm bảo ổn định nền đường) hoặc làm đường
đắp cao trên đoạn dẫn cầu vượt ở các chỗ giao nhau khác mức trong đô thị.
Sử dụng công trình bằng đất có cốt phải chú ý một số vấn đề sau:
- Vật liệu kim loại dùng làm cốt và mặt tường bao phải là thép không gỉ hoặc
thép mạ, nếu dùng thép thường thì phải tăng thêm kích thước cốt hoặc vỏ để dự trữ
phòng gỉ.
- Phải có biện pháp chống lão hóa cho vật liệu nếu sử dụng chất dẻo tổng hợp là
cốt và vỏ mặt tường bao.
- Đất dùng để đắp phảo đạt được các yêu cầu nhất định về thành phần hạt và
tính chất điện hóa để đảm bảo sự neo bám tốt giữa cốt với đất.
- Cần phải có biện pháp thoát nước tốt để phòng trường hợp nước xâm nhập
vào đất làm giảm sự neo bám giữa đất và cốt.
III - Nguyên lý đất có cốt về mặt cơ học
1. Sự phá hoại của đất khi không có cốt
Như đã biết, đất là vật thể 3 pha. Dưới tác dụng của ngoại lực, các hạt đất áp sát
lại gần nhau, thể tích rỗng giảm đi gây ra biến dạng của nền đất. Khi ngoại lực tăng
lên, các hạt đất tiếp tục sát lại gần nhau, một số hạt có sự trượt lên nhau hình thành
ứng suất cắt giữa các hạt (cường độ chống cắt của đất). Lúc này nền đất bắt đầu bị phá
hoại. Theo Mohr – Rankine, nền đất ổn định nếu trạng thái ứng suất ở bất kỳ điểm nào
và theo hướng nào cũng nằm dưới đường bao phá hoại của vòng tròn Mohr.
Khi đất ở trạng thái cân bằng giới hạn, ta có:
Khi
13
σσ
<

:
)
2
45(2)
2
45(
002
13
ϕϕ
σσ
−⋅⋅−−⋅= tgctg
hay
aa
KcK ⋅⋅−⋅= 2
13
σσ
(1.1)
Khi
13
σσ
<
:
)
2
45(2)
2
45(
002
13
ϕϕ

σσ
+⋅⋅−+⋅= tgctg
hay
pp
KcK ⋅⋅−⋅= 2
13
σσ
(1.2)
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Trong đó:
στ
,
- ứng suất cắt và ứng suất pháp tại 1 điểm trong nền đất;
ϕ - góc ma sát trong của đất;
c – lực dính đơn vị của đất;
K
a
, K
0
, K
p
– Hệ số áp lực đất ở trạng thái chủ động, trạng thái tĩnh và trạng
thái bị động tương ứng.
Hình 1.6 – Trạng thái ứng suất ở một
điểm trong đất và đường bao phá hoại
vòng tròn Mohr.
Theo công thức (1.1), khi
3
σ

không đủ lớn, giá trị
1
σ
do ngoại lực gây ra tăng
lên thì nền đất bị phá hoại. Trong trường hợp có tường, dưới tác dụng của khối đất sau
lưng tường, tường có xu hướng ngả về phía trước, khối đất sau lưng tường giãn ra, ứng
suất hông (
3
σ
) dần dần giảm đi đến giá trị
3
σ
=OC, khối đất sẽ đạt đến trạng thái cân
bằng giới hạn và sẽ bị phá hoại.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Ngược lại, theo công thức (1.2), nếu
1
σ
không đủ lớn, giá trị
3
σ
tăng dần lên
(tường bị dịch chuyển vào phía trong dưới tác dụng của lực ngoài) đền giá trị
3
σ
=OD
thì khối đất cũng bị phá hoại.
Như vậy, không thể có giá trị
3

σ
=0, tức là nền đất không chịu được nén thuần
túy, không thể dùng đất làm vật liệu xây dựng cho các công trình chịu nén lớn nếu lực
c có hạn. Ứng suất chính nhỏ nhất
3
σ
ở (1.1) gọi là ứng suất chủ động và ở (1.2) là ứng
suất bị động.
2. Vai trò của cốt
Vai trò của cốt chính là tạo ra áp lực hông
3
σ
nằm ngay bên trong khối đất có
bố trí cốt mà không phải do ngoại lực gây ra.
Xét một khối đất có những lớp cốt nằm ngang bố trí với khoảng cách đủ gần
nhau như hình 1.7.
Hình 1.7 – Vai trò của cốt là hạn chế khối đất nở ngang
khi chịu lực tác dụng thẳng đứng
Dưới tác dụng của áp lực theo chiều thẳng đứng
1
σ
, khối đất bị nén lại. Nếu
không có cốt, khối đất sẽ bị phá hoại do nở hông tự do (
3
σ
=0). Nhưng trong trường
hợp có cốt bố trí ở trên và dưới khối đất, do có sức neo bám giữa cốt và đất nên 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 lớn hơn rất nhiều so với mô đun biến dạng của đất
nền trị số biến dạng ngang của khối đất hầu như không đáng kể. Đất xem như bị nén 3

trục có hạn chế nở hông với trị số áp lực hông
3
σ
:
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
3
σ
= K.
1
σ
(1.3)
Trong đó: K- hệ số áp lực ngang của đất, nếu ở trạng thái tĩnh thì K=K
0
.
Áp lực hông
3
σ
là do cốt tác dụng vào đất thông qua sức neo bám giữa đất và
cốt. Khối đất sẽ ổn định nếu giá trị
3
σ
không vượt quá:
- Sức chịu kéo của cốt làm cốt đứt.
- Sức neo bám giữa đất và cốt làm cốt tuột khỏi khối đất
- Áp lực bị động của đất làm đất bị phá hoại.
Nếu cho khối đất trên chịu tác dụng lực ngang thì trong trường hợp này cốt
không có tác dụng hạn chế nở hông nữa. Nếu muốn khối đất được ổn định thì phải bố
trí các lớp cốt theo phương thẳng đứng. Do vậy, vật liệu đất có cốt mang tính dị
hướng. Đây chính là nguyên lý cơ bản để tạo ra vật liệu đất có cốt.

Ngoài ra, ta có thể thấy rằng, khi bố trí các lớp cốt đủ gần nhau theo phương
thẳng đứng và đủ sức neo bám giữa cốt và đất thì mặt tường bao để bao bọc khối đất
sẽ không chịu bất kỳ một lực đẩy ngang nào từ khối đất hoặc nếu có cũng là giá trị quá
nhỏ, cục bộ, không đáng kể. Do đó, vai trò của mặt tường bao trong trường hợp này
chỉ để bảo vệ bề mặt phía hông, chống các tác dụng xâm hại, làm lở hoặc xói cục bộ
khối đất có cốt và tạo hình dạng mĩ quan cho công trình.
Để thấy rõ thêm vai trò của cốt, ta phân tích bài toán sau:
Hình 1.8 - Vai trò của cốt trong khối đất có khả năng xảy ra trượt trên mặt trượt S
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Trường hợp đất chưa có cốt: Mặt trượt S chia khối đất làm hai thành phần A và
B. Giả sử trên diện tích dS nào đó của mặt trượt S, mảnh trượt A tác dụng lên mảnh B
một lực R
1
. Nếu R
1
tạo với pháp tuyến của mặt dS một góc lớn hơn góc nội ma sát ϕ
thì tại đó sẽ xảy ra chuyển vị trượt.
Trường hợp đất có cốt: Trên diện tích dS, ngoài lực R
1
do mảnh trượt A tác
dụng lên mảnh B còn có lực kéo của cốt F (do sức neo bám giữa cốt và đất tạo ra).
Hợp lực R
2
của hai lực này tạo với pháp tuyến của mặt trượt dS một góc nhỏ hơn góc
nội ma sát ϕ. Khi đó tại mặt trượt dS sẽ không xảy ra chuyển vị trượt.
Như vậy, nếu trên toàn bộ diện tích S đều bố trí cốt sao cho đảm bảo điều kiện
trên thì hai mảnh A và B sẽ gắn liền với nhau và không xảy ra sự trượt. Đây chính là
nguyên lý của việc gia cố mái dốc đào bằng cách chèn cốt vào mái dốc.
MÆt t

¦
êng
MÆt ph¸ ho¹i
Thanh neo phun
v÷a chÌn
.
Hình 1.9 - Công nghệ đất chèn cốt để tăng cường ổn định mái dốc nền đào
3. Sự neo bám giữa cốt và đất
Như trên đã phân tích, để tạo ra được áp lực hông
3
σ
ngay bên trong khối đất
thì phải có đủ sức neo bám giữa đất và cốt, tức là tạo ra được sự truyền lực giữa cốt và
đất.
Có hai phương thức cơ bản để tạo ra sự truyền lực giữa cốt và đất là:
a) Phương thức truyền lực thông qua ma sát giữa cốt và đất. Phần lớn các loại
cốt đều có thể truyền lực theo phương thức này.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Hình 1.10 - Cơ cấu truyền lực thông qua ma sát giữa cốt và đất.
Xét một phân đoạn đất có cốt có chiều dài vô cùng nhỏ dl, bề rộng b. Khi đó
lực kéo tuột truyền qua dl sẽ là:
dT=2b.dl.τ (1.4)
Trong đó: τ - Ứng suất cắt trượt do ma sát bề mặt tiếp xúc giữa đất và cốt gây ra
v
f
στ
⋅=
*
(1.5)

µ
- hệ số ma sát giữa cốt và đất, được xác định bằng thí nghiệm kéo trượt:
v
f
Lb
P
f
σ
⋅⋅
=
2
*
(1.6)
Trong đó: L- chiều dài cốt
P
f
– Lực kéo tuột
Thí nghiệm cho thấy: Giá trị f
*
thay đổi tùy theo tính chất của đất (cấp phối hạt,
góc cạnh hạt, đặc tính ma sát và độ chặt của đất), tùy theo dạng hình học và đặc tính bề
mặt của cốt cũng như trị số ứng suất gia tải hữu hiệu. Bề mặt vật liệu của cốt càng trơn
nhẵn, lực chống trượt của cốt càng nhỏ thì trị số f
*
càng nhỏ. Nếu ứng suất gia tải càng
tăng, sự xốp nở của đất khi biến dạng trượt càng giảm, trị số f
*
càng giảm.
Theo kết quả thực nghiệm, đối với loại cốt dải mỏng có gờ bằng kim loại thì tại
đỉnh tường f

*
=1.5; càng xuống sâu f
*
càng giảm dần, cho đến độ sâu cách đỉnh tường
6.0m thì f
*
=tgϕ, xuống sâu hơn nữa giá trị f
*
giữ nguyên không đổi.
b) Phương thức truyền lực thông qua sức cản bị động của đất. Phương thức
truyền lực này chỉ có ở các loại cốt dạng lưới, dạng mạng. Vì các loại cốt này có các
phần tử cốt vuông góc với phương truyền kéo.
Sức cản bị động của đất được xác định theo công thức:
P
p
= N
p
.σ
v
.n.A
p
(1.7)
Trong đó: P
p
– Sức chịu kéo tuột do cốt truyền cho đất thông qua sức cản bị
động của đất;
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
σ
v

- Ứng suất pháp tác dụng trên mặt cốt;
n – Sô lượng các phần tử cốt vuông góc với phương truyền lực kéo;
A
p
– Diện tích tiếp xúc với đất của một thanh ngang;
N
p
– Hệ số sức cản bị động của đất; hệ số này được xác định bằng thí nghiệm
kéo tuột cốt chôn trong đất và phụ thuộc và cường độ của đất, khả năng xốp nở của đất
khi bị biến dạng trượt.
Theo kết quả nghiên cứu thử nghiệm kéo tuột, giá trị N
p
=15-30; trên đỉnh
tường trị số N
p
=30. Càng xuống dưới, ứng suất pháp tác dụng lên cốt càng lớn, đất
khó bị xốp nở thì giá trị N
p
giảm dần. Đến chiều sâu cách đỉnh tường 6.0m, giá trị N
p
=15. Dưới độ sâu đó giá trị N
p
giữ nguyên không đổi.
Trường hợp loại đất có cốt truyền lực theo cả hai phương thức trên thì khi đó
tổng sức chống kéo tuột sẽ là:
P
kt
=P
f
+P

p
=σ
v
.(
µ
.A
s
+N
p
.n.A
p
) (1.8)
Trên đây ta mới xét đến sự truyền lực giữa cốt và đất tại mặt tiếp xúc trực tiếp
giữa chúng. Trong thực tế, các lớp cốt thường được bố trí cách nhau một khoảng S
v
nhất định theo chiều thẳng đứng và S
h
theo chiều nằm ngang. Do vậy, giữa các khoảng
cách đó có một phần đất không tiếp xúc trực tiếp với cốt. Đây là bài toán phức tạp, và
trong tính toán người ta chấp nhận giả thiết: lực kéo do mỗi thanh cốt truyền cho đất sẽ
phân bố đều trong phạm vi S
v
x S
h
, nếu như S
v
và S
h
đủ nhỏ so với kích thước của công
trình.

Tóm lại, muốn thực hiện được công trình bằng đất có cốt thì cần đảm bảo đủ
các điều kiện sau:
- Có đủ sức neo bàm giữa đất với cốt ở mọi điểm trong khối đất có cốt;
- Cốt phải chịu được lực kéo lớn nhất có thể phát sinh dưới tác động của
ngoại lực;
- Đất phải đủ cường độ chịu nén và chịu cắt để tiếp nhận lực kéo của cốt
truyền cho đất;
- Mặt bên của công trình phải có vỏ bao để bảo vệ bề mặt chống những hư hại
từ các tác nhân bên ngoài và chống lở đất trong phạm vi giữa các lớp cốt.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
IV - Kết quả nghiên cứu và ứng dụng đất có cốt
Vào những năm 1960, trung tâm thí nghiệm cầu đường Pari có những công
trình nghiên cứu lý thuyết và thực nghiệm về đất có cốt và đã thu được nhiều kết quả
khả quan. Đến khoảng năm 1968, nguyên lý và phương pháp tính toán công trình đất
có cốt về cơ bản đã được xây dựng khá hoàn chỉnh. Những nghiên cứu lý thuyết và
thực nghiệm về đất có cốt chủ yếu là:
- 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 cở sở các giả thiết về phân bố ứng suất
dạng hình thang. 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 chiều dài cốt,
cường độ cốt, chiều cao lớp vỏ, trọng lượng riêng đất đắp;
- Tiến hành đặt các thiết bị đo đạc và theo dõi lực kéo dọc theo cốt và ứng suất
trong khối đất đắp tại một số công trình thực nghiệm;
- Nghiên cứu tiêu chuẩn đất đắp, sự ăn mòn của cốt kim loại;
- Nghiên cứu các đặc trưng cơ lý của đất có cốt bằng thí nghiệm nén 3 trục;
- Nghiên cứu tường chắn đất trên mô hình quang đàn hồi để xác định phân bố

ứng suất trong tường đất có cốt dưới tác dụng của tải trọng.
Hiện tại, những nghiên cứu ứng dụng về lĩnh vực đất có cốt ngày càng phát
triển rộng rãi tại nhiều nước trên thế giới và phạm vi áp dụng của các công trình đất có
cốt đã được chú trọng trong các công trình thuộc lĩnh vực thuỷ lợi, giao thông, hầm
mỏ
Về mặt ứng dụng, trên thực tế đã được phổ biến một cách rộng rãi và đạt
được thành công không những ở Pháp, các nước Châu Âu, Châu Mỹ mà gần đây là các
nước trong khu vực Đông Nam Á.
Tại Pháp, đã có khoảng 10 công trình đất có cốt được xây dựng vào những
năm 1968-1969, chẳng hạn một số công trình bằng đất có cốt trên đường ô tô từ
Roquebrune đi Mentol. Năm 1970, tường chắn đất có cốt chịu tải trọng tập trung được
xây dựng ở công trình cảng Dunkerque. Năm 1972, mố cầu bằng đất có cốt lần đầu
tiên được xây dựng trên đường ô tô ở Thionville cao 14m.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16
Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
Tại Anh, các công trình bằng đất có cốt được áp dụng tại công trình cải tạo
xa lộ M25 tại Epping – Luân Đôn.
Tại Mỹ, đã có nhiều công trình sử dụng gia cố lưới địa kỹ thuật được ứng
dụng một cách rộng rãi ở các dự án mở rộng xa lộ xuyên bang I75 tại bang Floridi; dự
án xây dựng đại lộ Tanque Verde, thành phố Tucson, bang Arizona; dự án xây tường
chắn và đại lộ có nhiều đường giao. Qua quá trình sử dụng cho thấy đến nay các công
trình đều đảm bảm ổn định, chuyển vị, biến dạng, áp lực đo được đều nằm trong phạm
vi cho phép.
Tại Nhật Bản, đất có cốt được ứng dụng một cách phổ biến, đặc biệt trong
ngành đường sắt.
Tại Đông Nam Á, có hơn 500 công trình với hơn 550.000 m
2
mặt tường đất
có cốt được xây dựng.
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16

Luận văn thạc sỹ kỹ thuật – Ngành Đường bộ
CHƯƠNG II: CƠ SỞ TÍNH TOÁN THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
I - Điều kiện sử dụng và yêu cầu đối với công trình tường chắn đất có cốt
Tường chắn bằng đất có cốt có thể sử dụng trong các trường hợp sau:
- Thay thế các tường chắn bằng bêtông hoặc 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 đắp đất thong thường có độ dốc thoải để giảm diện
tích chiếm dụng mặt bẳng dành cho san nền.
- Làm công trình chống đỡ các khối trượt sườn trên các sườn dốc tự nhiên vùng
có tuyến đường đi qua.
- Làm các tường chắn bảo vệ môi trường .
Người thực hiện: Phạm Thu Trang – Lớp cao học Xây dựng đường ô tô và TP K16