Phương pháp tính toán tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp (tt)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
--------------------------CAO MINH CƯỜNG

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG CÓ CỐT KHI DÙNG
CỐT LIỆU GIA CƯỜNG BẰNG THÉP VÀ CỐT LIỆU GIA
CƯỜNG BẰNG VẬT LIỆU TỔNG HỢP

LUẬN VĂN THẠC SĨ
KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

Hà Nội – 2014


BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

BỘ XÂY DỰNG

TRƯỜNG ĐẠI HỌC KIẾN TRÚC HÀ NỘI
---------------------------

CAO MINH CƯỜNG
KHÓA 2012-2014

PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN TƯỜNG CÓ CỐT KHI DÙNG
CỐT LIỆU GIA CƯỜNG BẰNG THÉP VÀ CỐT LIỆU GIA
CƯỜNG BẰNG VẬT LIỆU TỔNG HỢP
Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình DD&CN

Mã số: 60.58.02.08

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH DD&CN

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
TS.NGUYỄN NGỌC THANH

Hà Nội – 2014


Lời cảm ơn
Trước hết tôi xin bày tỏ tình cảm biết ơn chân thành tới tất cả các thầy cô
trong Khoa sau đại học - Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội với những chỉ dẫn và
giúp đỡ trong quá trình học tập cũng như khi tiến hành làm luận văn.
Tôi xin gửi lời cảm ơn sâu sắc đến TS. Nguyễn Ngọc Thanh người trực tiếp
hướng dẫn khoa học, các thầy giáo trong Bộ môn Địa Kỹ Thuật - Trường Đại
học Kiến trúc Hà Nội đã có những ý kiến đóng góp quý báu cho nội dung của
luận văn.
Tôi cũng xin trân trọng cảm ơn gia đình và các bạn đồng nghiệp đã động
viên, giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập và thực hiện đề tài.
Vì thời gian thực hiện luận văn có hạn nên không thể tránh khỏi những hạn
chế và thiếu sót. Tôi rất mong nhận được sự đóng góp của quý thầy cô, bạn bè và
đồng nghiệp.

Hà Nội, ngày 08 tháng 08 năm 2014
Tác giả

Cao Minh Cường

Lời cam đoan
Tôi xin cam đoan Luận văn thạc sỹ này là công trình nghiên cứu khoa học
độc lập của tôi. Các số liệu khoa học, kết quả nghiên cứu của Luận văn là trung
thực và có nguồn gốc rõ ràng

Tác giả

Cao Minh Cường


MỤC LỤC
Mở đầu …………………………………………………………………………1
Chương 1: Tổng quan về tường chắn đất có cốt và các loại cốt liệu gia
cường sử dụng trong tường có cốt………………………………………….…6
1.1. Khái niệm về tường có cốt và khả năng áp dụng tại Việt Nam …......…6
1.1.1. Khái niệm tường chắn đất có cốt, đất có cốt….………………………….6
1.1.2. Cấu tạo chung của tường chắn đất có cốt……………………..……….…7
1.1.3. Sự ra đời và ứng dụng tường chắn đất có cốt trên thế giới……………….9
1.1.4. Ứng dụng của tường chắn đất có cốt tại Việt Nam………………………11
1.2. Cấu tạo và đặc trưng của cốt liệu gia cường thường dùng trong hệ
tường có cốt ………………………………………………….………………..14
1.2.1. Cấu tạo và đặc trưng của cốt liệu gia cường bằng thép ………….……...14
1.2.2 Cấu tạo và đặc trưng của cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp ....…17
1.3. Nguyên lý tính toán tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu gia cường
bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp …………................20
1.3.1. Nguyên lý đất có cốt …………………………………………………..20
1.3.2. Cơ sở tính toán tường chắn đất có cốt …………………………………...25
1.4. Khả năng ứng dụng của tường có cốt sử dụng hai loại cốt liệu gia
cường…………………………………………………………………………...31
1.4.1. Ưu điểm…………………………………………………………….…….31

1.4.2. Nhược điểm………………………………………………………………32
1.4.3. Phạm vi áp dụng………………………………………………………….32
Chương 2. Phương pháp tính toán tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường
bằng thép và tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng
hợp ……………………………………………………………………………..34
2.1. So sánh tính toán tường có cốt theo tiêu chuẩn BS8006 và tiêu chuẩn
AASHTO-2005 …………………………………………………….....……….34
2.1.1. So sánh tính toán tường chắn đất có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng
thép theo tiêu chuẩn BS8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005 …………………..34


2.1.2. So sánh tính toán tường chắn đất có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng
vật liệu tổng hợp theo tiêu chuẩn BS8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005….….47
2.1.3. Ví dụ áp dụng so sánh tính toán tường chắn đất có cốt và cốt liệu gia
cường bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp……….………..53
2.2. So sánh tính toán tường chắn đất có cốt bằng phương pháp phần tử hữu
hạn và phương pháp tính toán lý thuyết ………………………...…………..55
2.2.1. Tính toán tường chắn đất có cốt bằng phần mềm PTHH Plaxis ...………55
2.2.2. So sánh kết quả tính toán điều kiện ổn định bằng Plaxis và phương pháp
tính toán lý thuyết……………….……………………………………………...64
2.3 Phân tích sự làm việc cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia cường
bằng vật liệu tổng hợp trong tường có cốt ……………………...…..………67
2.3.1 Sự làm việc của cốt liệu gia cường bằng thép …………………….……..67
2.3.2 Sự làm việc của cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp ……………...69
2.3.3 Phân tích ảnh hưởng của sự phân bố ứng suất trong cốt liệu gia cường bằng
thép và bằng vật liệu tổng hợp tới sự làm việc của hệ tường…………………..71
Chương 3. Phạm vi ứng dụng, hiệu quả kinh tế - hiệu quả kỹ thuật của
tường chắn đất có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia
cường bằng vật liệu tổng hợp trong điều kiện Việt Nam ………….….……73
3.1. Phạm vi ứng dụng tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép

và tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp. ..….…73
3.1.1. Phạm vi ứng dụng tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép...73
3.1.2. Phạm vi ứng dụng tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng vật liệu
tổng hợp ………………………………………………………………………..75
3.2. So sánh hiệu quả kinh tế - hiệu quả kỹ thuật tường có cốt khi dùng cốt
liệu gia cường bằng thép và tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng
thép…………………………………………………………………….……….77
3.3. Một số chỉ dẫn kỹ thuật - thi công tường có cốt …………………….….81
3.3.1 Vật liệu gia cường ……………………………………………….……….81


3.2.2. Lựa chọn đất đắp ………………………………………………….…….82
3.2.3 Yêu cầu về cấu tạo tường bao …………………………….….………….85
3.2.4 Yêu cầu bố trí thoát nước tường chắn đất có cốt …………….….………87
3.2.5 Yêu cầu cấu tạo nền móng của tường chắn đất có cốt………..………….88
3.2.6. Chỉ dẫn về kỹ thuật thi công tường có cốt…………………..…………..90
Kết luận và kiến nghị ………………………………………..……………….97


DANH MỤC HÌNH VẼ
Số hiệu
Hình 1.1

Tên hình vẽ
Cấu tạo tường chắn đất có cốt

Trang
7

Ví dụ minh họa tường chắn đất có cốt sử dụng lưới

Hình 1.2

địa kĩ thuật.

8

Tường chắn đất có cốt ở Los Vaqueros Watershed –
Hình 1.3
Hình 1.4

Brendwood CA, California, USA
Tường có cốt đường Anderson ở Hồng Kông

10
11

Tường có cốt Sugarloaf Flannigan ở : Gwinnett
Hình 1.5

County, Ga., có chiều cao lên tới 19,5m

11

Tường chắn đất có cốt đầu cầu Phố Mới (chiều cao
Hình 1.6

lên tới 11m)

13

Tường chắn đất có cốt đầu cầu Ngã Tư Vọng – Hà
Hình 1.7

Nội

14

Hình 1.8

Hình ảnh cốt gia cường bằng vật liệu thép

15

Hình 1.9

Hình ảnh liên kết cốt và tấm tường

16

Hình ảnh cốt gia cường bằng lưới địa kỹ thuật
Hình 1.10

(polypropylen, polyester)

18

Trạng thái ứng suất ở một điểm trong đất và đường
Hình 1.11

bao phá hoại của vòng Mohr

21

Hình 1.12

Sự truyền lực ma sát của đất lên bề mặt cốt

23

Hình 1.13

Sức cản bị động của đất trên bề mặt cốt

24

Hình 1.14

Các trạng thái phá hoại ổn định nội bộ khối đất có

25


cốt
Hình 1.15

Các trạng thái phá hoại ổn định tổng thể

26

Hình 1.16

Phân bố ứng suất kéo dọc trong cốt

29

Sơ đồ xác định mặt phá hoại và hệ số áp lực ngang
Hình 1.17

áp dụng cho trường hợp tường dùng cốt được coi là

30

không dãn (bằng vật liệu thép)
Sơ đồ xác định mặt phá hoại và hệ số áp lực ngang
Hình 1.18

áp dụng cho trường hợp dùng cốt có dãn (bằng vật

31

liệu tổng hợp)
Sơ đồ tải trọng tường có cốt gia cường bằng vật liệu
Hình 2.1

thép

35

Hình ảnh biểu đồ so sánh khả năng chịu kéo của cốt
Hình 2.2

gia cường bằng vật liệu thép tính toán theo tiêu

46

chuẩn BS 8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005
Hình ảnh biểu đồ so sánh khả năng chống nhổ của
Hình 2.3

cốt gia cường bằng vật liệu thép tính toán theo tiêu

46

chuẩn BS 8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005
Sơ đồ tải trọng tường có cốt gia cường bằng vật liệu
Hình 2.4

tổng hợp

47

Hình ảnh biểu đồ so sánh khả năng chịu kéo của cốt
Hình 2.5

gia cường bằng vật liệu tổng hợp tính toán theo tiêu

52

chuẩn BS 8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005
Hình ảnh biểu đồ so sánh khả năng chống nhổ của

Hình 2.6

cốt gia cường bằng vật liệu tổng hợp tính toán theo
tiêu chuẩn BS 8006 và tiêu chuẩn AASHTO 2005

52


Hình ảnh biểu đồ so sánh lực kéo trong dải gia
Hình 2.7

cường của cốt liệu thép và cốt liệu vật liệu tổng hợp

55

Hình 2.8

Các mô hình quan hệ ứng suất và biến dạng của đất

57

Hình 2.9

Khai báo cốt gia cường bằng thép.

58

Hình 2.10

Mô hình tường có cốt gia cường bằng thép

59

Hình 2.11

Các bước tính tường có cốt

59

Hình ảnh tường có cốt gia cường bằng vật liệu thép
Hình 2.12

với lưới phần tử và chuyển vị tổng thể

60

Chuyển vị ngang tường chắn đất có cốt khi dùng cốt
Hình 2.13

liệu gia cường bằng thép

60

Đánh giá mức độ ổn định của tường chắn đất có cốt
Hình 2.14

khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép qua giá trị

61

Msf
Mô hình tường có cốt gia cường bằng vật liệu tổng
Hình 2.15

hợp

62

Hình ảnh tường có cốt gia cường bằng vật liệu tổng
Hình 2.16

thể với lưới phần tử và chuyển vị tổng thể

62

Giá trị chuyển vị ngang của tường chắn đất có cốt
Hình 2.17

khi dùng cốt gia cường bằng vật liệu tổng hợp

63

Đánh giá mức độ ổn định của tường chắn đất có cốt
Hình 2.18

khi dùng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp

64

qua giá trị Msf

Sự làm việc của cốt gia liệu bằng vật liệu thép trên lý
Hình 2.19

thuyết tính toán

68


Phân bố ứng suất trong cốt gia cường bằng thép
Hình 2.20

được tính bằng phần mềm Plaxis

69

Sự làm việc của cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng
Hình 2.21

hợp

70

Phân bố ứng suất trong cốt gia cường bằng vật liệu
Hình 2.22

tổng hợp được tính bằng phần mềm Plaxis

70

Hình 3.1

Cầu vượt Lê Văn Lương – Láng

74

Hình 3.2

Công trình gia cố bờ kè

77

Nguyên tắc cấu tạo mặt tường đất có cốt bọc cuộn
Hình 3.3

bằng vải địa kỹ thuật

86

Hình 3.4

Bố trí thoát nước đỉnh tường

87

Hình 3.5

Bố trí thoát nước từ trong thân tường ra ngoài

88

Hình 3.6

Định nghĩa về chiều sâu chôn tường

89

Hình 3.7

Tường chắn đất có cốt thu hẹp móng

90

Vị trí móc liên kết với cấu tạo móc liên kết và thanh
Hình 3.8

xỏ ngang

95


DANH MỤC BẢNG BIỂU
Số hiệu
Bảng 2.1

Tên hình vẽ
Hệ số tải trọng tiêu chuẩn AASHTO-2005

Trang
35

Nội dung tính toán cường độ chịu kéo theo tiêu
Bảng 2.2

chuẩn 22TCN 272

38

Nội dung tính toán sức kháng nhổ theo tiêu chuẩn
Bảng 2.3
Bảng 2.4

22TCN 272
Hệ số tải trọng tiêu chuẩn BS8006:2005

39
41

Nội dung kiểm toán ổn định tổng thể theo
Bảng 2.5

BS8006:2005

42

Bảng so sánh khả năng chịu lực của cốt gia cường
Bảng 2.6

bằng vật liệu thép tính toán theo tiêu chuẩn BS và

45

tiêu chuẩn AASHTO
Bảng so sánh khả năng chịu lực của cốt gia cường
Bảng 2.7

bằng vật liệu tổng hợp tính toán theo tiêu chuẩn BS

51

và tiêu chuẩn AASHTO
Bảng các chỉ tiêu cơ lý của các đất nền, đất đắp và
Bảng 2.8

đất đắp chọn lọc.

53

Kết quả tính toán khi dùng cốt liệu gia cường bằng
Bảng 2.9

thép (TH.A).

53

Kết quả tính toán khi dùng cốt liệu gia cường bằng
Bảng 2.10
Bảng 2.11

vật liệu tổng hợp
Khai báo vật liệu đất trong mô hình Plaxis

54
58


Bảng 2.12

Bảng kết quả tính toán ổn định ngoài tường có cốt

66

Bảng so sánh giá thành tường bê tông và tường có
Bảng 3.1

cốt của “dự án khu biệt thự cao cấp Sunrise”

78

Bảng so sánh phương án BTCT và giải pháp tường
Bảng 3.2

có cốt cho tầng 1 cầu Ngã Ba Huế hướng đi Huế và

79

Hòa Cầm
Bảng so sánh giá thành hai phương án tường có cốt
Bảng 3.3

sử dụng cốt liệu gia cường thép và tường có cốt sử

80

dụng cốt liệu gia cường vật liệu tổng hợp
Bảng so sánh tính năng sử dụng cốt liệu gia cường
Bảng 3.4

bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng

81

hợp trong tường chắn đất có cốt
Bảng 3.5

Bảng chiều dày dự trữ cốt liệu thép chống ăn mòn

82

Bảng 3.6

Bảng đặc trưng điện hóa của đất

84

Bảng 3.7

Bảng qui định độ sâu chôn tường

89

1

I. Phần mở đầu
1.1.Tính cấp thiết của đề tài
Tường chắn đất có cốt được tạo thành bởi sự kết hợp của ba thành phần
chính đó là tấm mặt tường, cốt liệu gia cường và đất đắp chọn lọc nhằm tạo ra
kết cấu có khả năng ổn định nội tại từ đó có thể ổn định nền đắp. Loại tường này
được xem là một trong những tiến bộ công nghệ về địa kỹ thuật nhằm tạo ra sản
phẩm có tính năng kỹ thuật phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu, thi công lắp
đặt dễ dàng, có tính mỹ thuật cao, hiệu quả sử dụng vật liệu rất cao và trên hết đã
chứng minh được hiệu quả ứng dụng và kinh tế trên thế giới. Cụ thể hơn, việc áp
dụng tường chắn có cốt được kỹ sư Henri Vidal người Pháp đã đề xuất ý tưởng
dùng đất có cốt để xây dựng công trình từ những năm 1963 và cho đến nay với
hơn 50 năm đã có hơn 5 triệu m2 tường chắn đã được xây dựng, chiều cao của
tường chắn cũng ngày một lớn hơn chẳng hạn ở Oman có chiều cao lên tới 65m.
Tại Việt Nam, trong khoảng hơn 15 năm trở lại đây, các dự án xây dựng
phát triển và hoàn thiện dần kèm theo các hệ thống giao thông phát triển không
ngừng nhằm đáp ứng mục tiêu công nghiệp hóa hiện đại hóa đất nước. Chính vì
thế mà các cây cầu, tuyến đường mới dần được hình thành và trong những không
gian, quỹ đất hạn chế, các nền đắp đường đầu cầu, khu dân cư, phân khu sườn
dốc …cần thiết phải có hệ thống tường chắn để giữ ổn định nền đắp. Tường chắn
đất có cốt vì thế đã tìm được chỗ ứng dụng và ngày càng được sử dụng nhiều
hơn nhờ có một kết cấu hợp lý, với nhiều ưu điểm vượt trội như đã trình bày ở
trên. Với công trình đầu tiên là cầu Mẹt (Lạng Sơn) được áp dụng năm 1999, cầu
Phố Mới (Lào Cai) được áp dụng năm 2000, đến nay tường có cốt đã được áp
dụng khá rộng rãi với khoảng hơn 50 công trình và với hơn 50000 m2 tường
chắn đã được áp dụng thành công nhất là ở các thành phố lớn và khu dân cư cao
cấp.
Để đảm bảo tính ổn định và bền vững của tường chắn đất có cốt, thì

thường chúng ta chỉ nên áp dụng trong điều kiện địa chất tốt, môi trường ít bị


2

xâm thực, hay mực nước ngầm thấp. Trong khi đó, điều kiện địa chất ở Việt
Nam và các điều kiện tự nhiên là khá phức tạp nên việc áp dụng tường chắn đất
có cốt cần phải được nghiên cứu kỹ và thiết kế hợp lý để đảm bảo sự ổn định và
bền vững của công trình. Với sự phát triển của công nghệ, thì ngoài cốt liệu gia
cường truyền thống bằng thép (được xem là không dãn dài) thì chúng ta còn ghi
nhận những loại cốt liệu gia cường khác chẳng hạn như bằng vật liệu tổng hợp
như các vật liệu Gia cường hoặc các vật liệu như các loại vải địa kỹ thuật (được
xem là có dãn dài đáng kể).
Tuy nhiên, hiện nay việc thiết kế tính toán tường chắn đất có cốt cũng tồn
tại nhiều vấn đề. Phương pháp tính toán tường có cốt chủ yếu là dựa vào tiêu
chuẩn BS8006, AASHTO LRFD, hoặc tiêu chuẩn ngành 22TCN272 Bộ Giao
Thông Vận Tải với những quy định được dịch từ AASHTO LRFD 2002 chứ
chưa có tiêu chuẩn riêng cho công trình loại này. Chính vì thế, cần thiết phải làm
sáng tỏ quy trình tính toán với hai loại cốt liệu, cũng như có những hiểu biết sâu
rộng hơn về phương pháp tính toán tường chắn có cốt với hai loại cốt liệu gia
cường này nhằm mục đích có cái nhìn toàn diện hơn về tính toán, áp dụng hai
loại cốt liệu này cho phù hợp với điều kiện thực tế của Việt Nam.
Trước những ứng dụng rộng rãi của tường chắn đất có cốt đã gợi ý cho
người viết lựa chọn nghiên cứu đề tài “Phương pháp tính toán tường có cốt khi
dùng cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp”
với mong muốn sẽ góp phần lý giải về mặt lý thuyết tính toán cũng như khả năng
áp dụng tường chắn đất có cốt với các cốt liệu gia cường khác nhau vào điều
kiện thực tế ở Việt Nam.
1.2. Mục tiêu nghiên cứu
- Nghiên cứu các cơ sở lý thuyết tính toán tường có cốt khi dùng cốt liệu

gia cường bằng thép với cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp. Phân tích và
làm rõ phương pháp tính toán từng loại tường chắn đất cốt.


3

- Nghiên cứu sự làm việc của cốt liệu gia cường bằng thép cũng như cốt
liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp.
-

Phân tích khả năng áp dụng tường chắn đất có cốt trong từng điều kiện cụ

thể nhằm đạt hiệu quả cao nhất về mặt kinh tế và năng lực tổ chức tổ chức thi
công của các doanh nghiệp Việt Nam.
1.3. Phạm vi nghiên cứu
-

Nghiên cứu lý thuyết tính toán và khả năng áp dụng cho các công trình

chắn đất có cốt.
- Nghiên cứu sự làm việc của cốt liệu gia cường.
1.4. Đối tượng nghiên cứu
- Nghiên cứu tường chắn đất có cốt và khả năng áp dụng tại Việt Nam với
hai loại cốt liệu gia cường bằng thép và bằng vật liệu tổng hợp.
1.5. Nội dung nghiên cứu
- Nghiên cứu các tài liệu liên quan đến thiết kế tường chắn đất có cốt hiện
nay tại Việt Nam và thế giới với hai loại cốt gia cường là thép và vật liệu tổng
hợp.
- Phân tích, đánh giá ảnh hưởng của các yếu tố tác động đến việc thiết kế
tường chắn đất có cốt với hai loại cốt liệu gia cường khác nhau.

- Phân tích các ưu nhược điểm và các vấn đề bàn luận cụ thể khi sử dụng
các cốt liệu thép và vật liệu tổng hợp kèm phạm vi áp dụng.
- Nghiên cứu so sánh các tiêu chuẩn so sánh thiết kế tường có cốt hiện nay
với nội dung chủ yếu tập trung nghiên cứu là tiêu chuẩn BS8006, tiêu chuẩn
AASHTO 2005.
- Nghiên cứu sự làm phân bố ứng suất trong kết cấu tường chắn đất có cốt.
1.6. Phương pháp nghiên cứu
- Thu thập tìm hiểu các tài liệu thiết kế hiện nay liên quan đến tính toán,
thiết kế tường có cốt hiện nay.


4

- Trên cơ sở những hiểu biết về các phương pháp tính toán tường có cốt,
đưa ra những phân tích so sánh về thiết kế tường có cốt khi dùng cốt liệu gia
cường bằng thép và cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp.
1.7. Kết quả nghiên cứu
- Tính toán tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu gia cường bằng thép và
cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp theo phương pháp giải tích bằng cách
lập bảng excel.
- Tính toán tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu gia cường bằng thép và
cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp theo phương pháp phần từ hữu hạn
bằng phần mềm Plaxis.
- So sánh phương pháp tính toán giữa hai loại tường có cốt và đưa ra một số
chỉ dẫn, lưu ý cần thiết tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt.
1.8. Ý nghĩa khoa học và tính thực tiễn của đề tài
- Là tài liệu giúp cán bộ kĩ thuật hiểu rõ cách thức tính toán của tường chắn
đất có cốt gia cường bằng thép và gia cường bằng vật liệu tổng hợp. Từ đó, giúp
cán bộ kĩ thuật lựa chọn từng loại tường, cũng như cốt liệu gia cường trong các
công trình tường chắn nhằm đạt hiệu quả, giảm giá thành xây dựng, xây dựng

đúng tiến độ, đảm bảo chất lượng, an toàn lao động và vệ sinh môi trường.
- Đưa ra một số chỉ dẫn, lưu ý cần thiết khi tính toán thiết kế tường chắn đất
có cốt cho phù hợp với điều kiện Việt Nam.
II. Nội dung của luận văn
- Chương 1: Tổng quan về tường chắn đất có cốt và các loại cốt liệu gia
cường sử dụng trong tường chắn đất có cốt.
- Chương 2: Phương pháp tính toán tường có cốt khi dùng cốt liệu gia
cường bằng thép và tường có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng
hợp.


5

- Chương 3: Phạm vi ứng dụng, hiệu quả kinh tế - hiệu quả kỹ thuật của
tường chắn đất có cốt khi dùng cốt liệu gia cường bằng thép và cốt liệu gia
cường bằng vật liệu tổng hợp trong điều kiện Việt Nam.
-

Kết luận và Kiến nghị.


THÔNG BÁO
Để xem được phần chính văn của tài liệu này, vui
lòng liên hệ với Trung Tâm Thông tin Thư viện
– Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội.
Địa chỉ: T.13 – Nhà H – Trường Đại học Kiến trúc Hà Nội
Đ/c: Km 10 – Nguyễn Trãi – Thanh Xuân Hà Nội.
Email:

TRUNG TÂM THÔNG TIN THƯ VIỆN

97

Kết luận và kiến nghị
1. Kết luận
Tường chắn đất có cốt từ lúc hình thành đến nay đã có lịch sử hơn 50 năm
phát triển đã chứng minh được hiệu quả kinh tế, kĩ thuật, thẩm mĩ, là loại kết cấu
làm việc với các loại tải tác dụng lên tường.
Luận văn tập trung nghiên cứu tính toán tường có cốt theo tiêu chuẩn
BS8006 và AASHTO 2005, theo tiêu chuẩn nghành TCN275-05 để lập ra bảng
excel tính toán tường có cốt nhằm mục đích đơn giản hóa trong việc tính toán
này. Không những thế trên cơ sở các kết quả tính toán theo hai tiêu chuẩn này,
luận văn đã so sánh phân tích sự khác nhau khi sử dụng tiêu chuẩn BS8006 và
AASHTO 2005. Theo đó, tiêu chuẩn BS8006 cho lực căng trong dải gia cường
tính toán lớn hơn so với tiêu chuẩn AASHTO 2005 theo độ sâu (chênh nhau
3,82% với cốt liệu thép, chênh nhau 4,1% với cốt liệu tổng hợp). Khả năng chịu
kéo của cốt liệu gia cường tính toán theo tiêu chuẩn BS8006 lớn hơn so với tiêu
chuẩn AASHTO (khoảng 11,11% với cốt liệu thép và khoảng 10,9% với cốt liệu
tổng hợp). Nhưng khả năng chống nhổ tính toán của cốt liệu gia cường theo
BS8006 lại nhỏ hơn tiêu chuẩn AASHTO 2005 (khoảng 16,88% với cốt liệu
thép và 16,9% với cốt liệu vật liệu tổng hợp). Kết quả chênh lệch này có thể lý
giải do cách sử dụng các hệ số tải trọng, hệ số sức kháng trong mỗi tiêu chuẩn
khác nhau tuy nhiên về bản chất công thức tính toán khá giống nhau.
Bên cạnh đó, tác giả cũng sử dụng phương pháp phần tử hữu hạn kiểm
tra lại sự làm việc của tường chắn đất có cốt nhờ sự giúp đỡ của phần mềm
Plaxis 2D. Kết quả bài toán mô phỏng khá phù hợp với kết quả tính toán theo lý
thuyết. Ngoài ra, việc sử dụng phần mềm Plaxis mô phỏng bài toán tường có cốt
chúng ta còn thu được kết quả chuyển vị, ổn định của tường chắn đất có cốt một
cách trực quan.

98

Luận văn cũng làm rõ phạm vi ứng dụng của tường chắn đất có cốt trong
điều kiện Việt Nam. Tường chắn đất có cốt hiện nay sử dụng nhiều loại cốt khác
nhau: cốt kim loại (dạng khung, dạng lưới, dạng thanh neo…) có các lớp bảo vệ
để giảm tác hại thâm thực môi trường, hay bằng các loại cốt bằng vật liệu tổng
hợp bằng Polime hay bằng các vải địa kỹ thuật…Mỗi loại cốt liệu đều ảnh
hưởng đến sự làm việc tổng thể của tường chắn đất và môi trường tự nhiên. Với
cốt liệu thép luôn cho kết cấu hệ tường vững chắc hơn, không gây ra chuyển vị
lớn ở mặt trượt nhưng lại có yếu điểm dễ bị xâm thực ăn mòn kèm theo các yêu
cầu đất đắp chặt chẽ. Ngược lại tường có cốt sử dụng cốt liệu tổng hợp phù hợp
trong tất cả các khu vực kể cả những nơi mực nước ngầm cao, dễ xâm thực... Do
đó khi lựa chọn cốt liệu gia cường tường chắn đất có cốt chúng ta cũng cần khảo
sát các điều kiện địa chất thật cẩn thận.
Một trong những vấn đề cơ bản mà luận văn cũng đã đề cập tới đó là sự
phân bố ứng suất trong các dải gia cường, sự khác biệt giữa dải gia cường bằng
thép và dải gia cường bằng vật liệu tổng hợp đã được đề cập đó là sự phân bố
ứng suất của các dải thép gia cường thì trên suốt chiều dài còn của các dải gia
cường bằng vật liệu tổng hợp chỉ có ở khoảng hai lần khoảng cách từ mặt tường
đến vị trí của mặt trượt giả định và đạt giá trị lớn nhất ở vị trí mặt trượt. Sự khác
biệt này sẽ là cơ sở để chúng ta xác định các vấn đề về độ dãn dài của mỗi loại
cốt liệu khi chịu tác dụng của tải trọng. Đây là một trong những yếu tố ảnh
hưởng trực tiếp đến chuyển vị của ngang của tường chắn.
Luận văn cũng nêu tính năng sử dụng của hai loại tường chắn đất có cốt.
Trong đó yếu tố kinh tế cũng rất quan trọng bên cạnh các yếu tố kỹ thuật. Qua
việc thu thập số liệu thực tế của các dự án đã được thực hiện, ta thấy rằng tường
chắn đất có cốt luôn cho giá thành hạ hơn so với các kết cấu tường chắn thông
thường. Trong hai loại tường chắn đất : tường chắn đất có cốt gia cường bằng vật

liệu tổng hợp rẻ hơn tường chắn đất có cốt gia cường bằng vật liệu thép.


99

Ngoài nội dung về mặt tính toán, luận văn cũng nêu một số chỉ dẫn kĩ
thuật. Tuy chưa đầy đủ nhưng đây là một số chỉ dẫn cơ bản giúp người đọc hiểu
qua cách thức lựa chọn cốt liệu, đất đắp, và tiến trình thi công tường có cốt.
2. Kiến nghị
Do thời hạn nghiên cứu của đề tài này là hạn chế vì vậy các nghiên cứu
của tác giả còn có nhiều hạn chế nhất định, tuy nhiên để phát triển đề tài chúng
ta có thể thấy tiêu chuẩn thiết kế tường chắn đất có cốt theo tiêu chuẩn ngành
22TCN 272 được dịch ra từ tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2002 mà chúng ta đang
sử dụng còn khá sơ sài nhất là khi nói đến cốt liệu gia cường bằng Polimeric cần
phải được chỉnh sửa và cập nhật theo tiêu chuẩn mới AASHTO. Hơn thế nữa,
việc thi công các công trình tường chắn có cốt hiện nay chủ yếu dựa trên cơ sở
các biện pháp thi công của các công ty chuyên biệt về tường chắn mà chưa có
một tiêu chuẩn thi công cụ thể nào vì vậy cần thiết phải nghiên cứu chuyên sâu
và có một tiêu chuẩn thiết kế và thi công rõ ràng hơn về tường chắn đất có cốt.
Để nghiên cứu các bài toán tường có cốt trong điều kiện Việt Nam thì tác
giả còn nhận thấy cần thiết phải nghiên cứu các mô hình thực nghiệm về tường
có cốt, lắp đặt các thiết bị quan trắc xem xét chuyển dịch dải gia cường mặt
tường cũng như xác định lực căng và nghiên cứu tuổi thọ công trình, nghiên cứu
kỹ hơn nữa về xây dựng tường có cốt trong các điều kiện đặc biệt như những
vùng có động đất, nơi có khả năng bị xâm thực mạnh, có nước ngầm, có hiện
tượng xói...Cần thiết phải thiết lập chi tiết các qui trình thi công tường chắn đất
có cốt một cách chặt chẽ theo điều kiện Việt Nam.


Tài liệu tham khảo

1. Bộ Giao thông vận tải (2005), Tiêu chuẩn thiết kế cầu 22 TCN 272- 05.
2. Bộ Xây dựng (2003), Tiêu chuẩn Anh BS 8006:1995, Tiêu chuẩn thực
hành đất và các vật liệu đắp khác có gia cường (có cốt), NXB Xây dựng.
3. Lê Quý An, Nguyễn Công Mẫn, Nguyễn Văn Quỳ (1970), Cơ học đất,
NXB Đại học và trung học chuyên nghiệp
4. Hoàng Việt Hùng, Trịnh Minh Thụ (2008) - Vật liệu đất có cốt và xây
dựng đê biển trên nền đất yếu, Tạp chí địa kỹ thuật
5. GS. TS Dương Học Hải (2009), Thiết kế và thi công tường chắn đất có
cốt, Nhà xuất bản Xây dựng, Hà Nội, (số thứ tự trang trích dẫn).
6. Trịnh Hồng Nhung (2012) Nghiên cứu ứng dụng tường chắn đất có cốt,
Thạc sỹ Địa Kỹ Thuật, Trường ĐH Kiến Trúc Hà Nội
7. Vũ Công Ngữ, Nguyễn Đăng Dũng (2006), Cơ học đất, NXB Khoa học
và Kỹ thuật.
8. Phan Công Phượng (2012) – Thiết kế tường chắn đất có cốt theo
22TCN272-05, Tạp chí khoa học công nghệ.
9. Nguyễn Hùng Sơn - Đỗ Hữu Đạo (2006), Nghiên cứu sự sắp xếp hợp lý
của cốt sau lưng tường chắn có cốt, Tạp chí Xây dựng.
10. GS. TS. Nguyễn Viết Trung - Ths. Nguyễn Thị Bạch Dương (2009),
Phân tích kết cấu hầm và tường cừ bằng phần mềm Plaxis, NXB Giao
thông vận tải. Trần Văn Việt (2008), Cẩm nang dùng cho kỹ sư địa kỹ
thuật, NXB Xây dựng.
11. T.S Nguyễn Ngọc Thanh, TS. Nguyễn Phương Duy - Nghiên cứu so sánh
tiêu chuẩn thiết kế BS-8006 và AASTHO-2005 trong thiết kế tường chắn
đất có cốt sử dụng vật liệu mềm Polymeric, Tạp chí giao thông vận tải.
12. Lê Viết Thành (2008), Đề xuất kỹ thuật phương án so sánh tường chắn
dất đất dự án khu biệt thực cao cấp Sunrise, tập đoàn Sungroup
13. Phan Trường Việt - Xử lý trượt lở bờ sông bằng kỹ thuật đất có cốt


14. Tiêu chuẩn AASHTO 2005 : ASHTO LRFD Specifications 2005 ,Standard

specification for highway bridges, USA.
15. Armin W.Stuedlein, Ph.D., P.E., M.ASCE; Michael Bailey, P.E.,
M.ASCE; Doug Lindquist, P.E., M.ASCE; John Sankey, P.E., M.ASCE;
and William J.Neely, Ph.D., P.E, M.ASCE - Design and Performance of a
46-m-High MSE wall
16. Peter L.Anderson, P.E., M.ASCE, Robert A.Gladstone, P.E, M.ASCE
John E.Sankey, P.E, M.ASCE - State of the Practice of MSE wall design
for highway Structures
17. M. Myint Lwin, P.E, S.E – Design and Construction of Mechanically
Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes


PHỤ LỤC
Bảng tính toán tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu gia cường bằng vật
liệu tổng hợp theo tiêu chuẩn BS8006 và AASHTO 2005 (TCN272-05)

Bảng tính toán tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu gia cường bằng thép
theo tiêu chuẩn BS8006 và AASHTO 2005 (TCN272-05)