Nghiên cứu vật liệu Geofoam trong ngành địa kỹ thật tại Việt Nam

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG
VẬT LIỆU GEOFOAM TRONG ĐỊA KĨ THUẬT TẠI VIỆT NAM
Lê Duy Cường 1, Mai Văn Đạt 2,Hoàng Tiến Dũng 3,Tống Văn Duyệt 4
1

Lớp 60XD7 – Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây Dựng,
55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

2

Lớp 60XD7 – Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây Dựng,
55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

3

Lớp 60XD8 – Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây Dựng,
55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

4

Lớp 60XD7 – Khoa Xây dựng dân dụng & Công nghiệp, Trường Đại học Xây Dựng,
55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội

Tóm tắt:
Công nghệ vật liệu Geofoam trong những năm gần đây đã được ứng dụng rất nhiều trong địa
kĩ thuật ở các nước phát triển. Việc sử dụng vật liệu này mang loại hiệu quả trong việc thay thế
vật liệu chịu lực và gia cố nền đất thông thường trong địa kĩ thuật và xây dựng dân dụng. Mục
tiêu đề tài nghiên cứu là thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu này, làm cơ sở phân tích
khả năng triển khai ứng dụng giải pháp sử dụng Geofoam cho giải pháp gia cố nền đất yếu bằng
cách thay thế vật liệu bê tông trong móng Top-base bằng Geofoam và thay thế nền đất đắp mố
đầu cầu trong điều kiện thực tế thiết kế và thi công của Việt Nam. Tiến hành thí nghiệm trên

mô hình thực tế để so sánh, đánh giá kết quả khi thay thế bê tông trong móng Top-base bằng
Geofoam, dựng mô hình mố đầu cầu sử dụng vật liệu Geofoam để từ đấy đưa ra cấu tạo và trình
tự thi công thực tế.
Từ khóa: thí nghiệm geofoam, geofoam trong gia cố nền đất yếu, geofoam trong mố đầu cầu.
Summary:

1


1. Đặt vấn đề
Xốp là một vật liệu rất phổ biến được biết đến từ rất lâu, tuy nhiên nhắc đến xốp chịu lực thì có
2 loại chính đó là EPS và XPS. Ở Việt Nam, 2 loại xốp này cũng đã được áp dụng để làm vật
liệu cách âm cách nhiệt, chống thấm và áp dụng vào một số công trình dân dụng tuy nhiên việc
áp dụng vật liệu này trong địa kĩ thuật còn rất mới.
Ở các nước phát triển, xốp chịu lực được áp dụng rất nhiều trong địa kỹ thuật nó còn được gọi
là Geofoam và mang lại hiệu quả rất lớn. Vậy nên nhóm tác giả đã quyết định nghiên cứu để
hiểu rõ hơn về vật liệu Geofoam từ đó áp dụng vật liệu này vào trong ngành địa kỹ thuật tại
Việt Nam.

2. Các thí nghiệm vật liệu Geofoam trong phòng

2


3. Ứng dụng Geofoam trong gia cố nền đất yếu
Giải pháp gia cố nền Top-Base là một gải pháp rất hiệu quả và đang được sử dụng ngày càng
phổ biến tại Việt Nam, vật liệu chịu lực chính trong Top-base là vữa bê tông và nhận thấy rằng
Geofoam là một vật liệu nhẹ, khả năng chịu lực cao phù hợp để thay thế vật liệu bê tông trong
Top-block.

Ý TƯỞNG THAY THẾ VẬT LIỆU BÊ TÔNG TRONG MÓNG TOP-BASE
BẰNG GEOFOAM

Sau khi đưa ra ý tưởng, nhóm tác giả tiến hành xây dựng mô hình thí nghiệm bàn nén trong
phòng thí nghiệm để thí nghiệm xác định độ lún của nền gia cố Top-Base bê tông và nền gia cố
Top-base Geofoam.

Mô hình
Top-block
Thí nghiệm nền top-base
mô hình nhỏ
Bê tông

Geofoam

3


Sau khi tiến hành các thí nghiệm nhóm tác giả đưa ra được kết quả như sau:

P(kg)
0

5

10

15

20

25

30

35

40

45

0
1.9
2
3.4

Độ lún (mm)

4

3
4.5

5.7

6

10

7.9

7.2

8
Top-Base bê tông

Top-Base Geofoam

9.95

12

Nhận xét :Nhìn vào kết quả nhóm tác giả nhận thấy rằng độ lún của Top-Base Geofoam lớn
hơn so với Top-Base bê tông tuy nhiên chênh lệch là không nhiều. Xét trong bài toán tổng thể
hay đặt vào một công trình thực tế mà nếu sử dụng Top-Base Geofoam đã đạt yêu cầu về biến
dạng thì áp dụng giải pháp Top-Base Geofoam sẽ có rất hiệu quả vì thời gian thi công nhanh
hơn nhiều so với giải pháp Top-Base bê tông, hơn nữa nếu giải pháp này được áp dụng vào
thực tế thì các khối Top-block sẽ được đúc sẵn trong nhà máy như vậy độ chính xác cũng như
khả năng chịu lực còn được tăng lên đáng kể cộng với việc vận chuyển dễ dàng ( Top-block
Geofoam rất nhẹ ) và thời gian thi công cũng nhanh hơn thì việc áp dụng giải pháp Top-Base
Geofoam là rất tối ưu.

4


4. Ứng dụng Geofoam trong mố đầu cầu
Hiện nay phần mố đầu cầu người ta sẽ sử dụng đất đắp từ phần mố đầu cầu đến phần đường,
việc sử dụng đất đắp sẽ gây ra một tải trọng khá lớn lên phần tường của mố cầu và lên móng
của mố, thêm nữa độ lún của đất cũng ảnh hưởng rất nhiều đến giao thông giữa đường và
cầu.Nhận thấy rằng Geofoam là một vật liệu nhẹ mà cường độ lại cao, rất phù hợp để thay thế

đất đắp trong mố đầu cầu vì nó vừa giảm tải trọng tác dụng vừa có khả năng chịu lực.

Ý TƯỞNG THAY THẾ ĐẤT ĐẮP Ở MỐ ĐẦU CẦU
BẰNG GEOFOAM

Sau khi đưa ra ý tưởng, nhóm tác giả đã nghiên cứu và tìm hiểu để đưa ra được cấu tạo của
mố đầu ầu sử dụng Geofoam từ đó đưa ra được trình tự thi công thực tế.
Cấu tạo của mố đầu cầu ứng dụng Geofoam gồm những bộ phận như sau:
1.Mố đầu cầu được xây dựng như thông thường
Điểm khác ở đây là phần tường cánh nhô
ra sẽ không cần thi công từ đó giảm được
chi phí và thời gian thi công.

5


2. Đường ống thoát nước
Phần đường ống bên trong mố sẽ phải
tạo lỗ và tạo dốc >= 2%

Được lắp đặt ở dưới bệ mố để thu toàn bộ
nước thấm từ trên xuống.

3. Vải địa kỹ thuật
Được rải 1 lớp ở bề mặt tiếp xúc giữa đất đắp
và khối Geofoam

6

4. Khối Geofoam

Các khối Geofoam được xếp so le theo cả mặt
đứng và trục dọc của toàn bộ khối xốp.
Giữa các khối còn được liên kết bằng tấm thép
để tăng độ ổn đinh của toàn khối.

Mặt đứng

Tấm thép liên kết

5. Neo thép
Ở các công trình có tính toán áp lực nước thấp
( lượng mưa thấp, mực nước lũ không cao ) thì
với cách xếp ở trên và các liên kết bằng thép
giữa các khối đã có thể đảm bảo ổn định cho
công trình. Tuy nhiên với một số công trình có
áp lực nước lớn thì cần bổ sung thêm neo.
Neo các khối GEOFOAM để chống lại áp lực
đẩy nổi

7


6. Màng chống thấm ( HDPE)

Màng chống thấm sẽ được phủ lên
toàn bộ bề mặt và 2 bên của khối
Geofoam

7. Tường bao
Ở đây, tường bao chỉ có tác dụng tạo mỹ
quan, tạo taluy mái dốc và bảo vệ khối
Geofoam mà không cần chịu lực

Tường bao được xây thể
hiện như trên mô hình.

8


8. Các lớp áo đường

Mô hình hoàn thiện

Dựa vào cấu tạo đưa ra ở trên nhóm tác giả đưa ra trình tự thi công mố đầu cầu ứng dụng
Geofoam như sau:

Xây dựng mố đầu cầu như thông thường

Dải vải địa kỹ thuật

Lắp đặt đường ống thoát nước

Xếp các khối Geofoam

Phủ màng chống thấm

Xây tường bao

Tạo taluy và thi công mặt đường

9