Nghiên cứu ứng dụng tường chắn có cốt cho đường đầu cầu khu vực tp hồ chí minh

Đại Học Quốc Gia Tp. Hồ Chí Minh
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
--------------------

NGUYỄN HÀ LONG

NGHIÊN CỨU ỨNG DỤNG TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT CHO
ĐƯỜNG ĐẦU CẦU KHU VỰC TP. HỒ CHÍ MINH

CHUYÊN NGÀNH : ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG
MÃ SỐ NGÀNH

: 60.58.60

LUẬN VĂN THẠC SĨ

TP. HỒ CHÍ MINH, tháng 11 năm 2007


TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH

CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM
ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC

Tp. HCM, ngày 5 tháng 11 năm 2007

NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC SĨ
Họ tên học viên:

NGUYỄN HÀ LONG

Phái

: Nam

Ngày, tháng, năm sinh:

16 – 06 – 1980

Nơi sinh

: Quảng Ngãi

Chun ngành:

ĐỊA KỸ THUẬT XÂY DỰNG

MSHV

: 00905201

I- TÊN ĐỀ TÀI:
Nghiên Cứu ng Dụng Tường Chắn Có Cốt Cho Đường Vào Cầu Khu Vực Thành Phố
Hồ Chí Minh
II- NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG:
II.1 NHIỆM VỤ:
-

Nghiên cứu và ứng dụng lý thuyết tính toán tường chắn có cốt cho công trình đắp cao
(đường vào cầu khu vực TP. Hồ Chí Minh).

II.2 NỘI DUNG:
-

Chương 1 : Tổng Quan.

-

Chương 2 :Cơ Sở Lý Thuyết Và Cơ Chế n Định – Biến Dạng Của Tường Chắn Có
Cốt.

-

Chương 3 :Nghiên Cứu Giải Pháp Tính Toán Đảm Bảo n Định Và Biến Dạng Cho
Tường Chắn Có Cốt.

-

Chương 4 :Tính Toán Tường Chắn Cho Đường Vào Cầu Công Lý Gia Cố Bằng Vải
Địa Và Tấm Panel.

- Kết Luận Và Kiến Nghị.
III- NGÀY GIAO NHIỆM VỤ:
IV- NGÀY HỒN THÀNH NHIỆM VỤ:
V- CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TS. LÊ BÁ KHÁNH
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

TS. LÊ BÁ KHÁNH

TRƯỞNG PHỊNG ĐT – SĐH

5/2/2007
5/11/2007
CN BỘ MƠN
QL CHUN NGÀNH

TS. VÕ PHÁN
Ngày 5 tháng 11
năm 2007
TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH


CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP. HỒ CHÍ MINH

Cán bộ hướng dẫn 1:

Cán bộ chấm nhận xét 1:

Cán bộ chấm nhận xét 2:

TS. LÊ BÁ KHÁNH


LỜI CẢM ƠN
Em xin chân thành cảm ơn
™

Ban giám hiệu trường đại học bách khoa Tp. Hồ Chí Minh.

™

Ban chủ nhiệm khoa kỹ thuật xây dựng.

™

Phòng đào tạo sau đại học.

™

Ban giảng viên bộ môn Địa Cơ Nền Móng, lớp Địa Kỹ Thuật

Xây Dựng.
™

Gia đình và bạn bè, những người đã giúp đỡ em trong quá

trình thực tập, thu thập dữ liệu.
™

Đặc biệt em xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc

đến :
™

Thầy TS. Lê Bá Khánh

Người đã giúp đỡ, hướng dẫn tận tình, tạo điều kiện thuận lợi cho em hoàn
thành đề cương này.

Em xin kính chúc sức khoẻ đến quý thầy cô.
Tp. HCM Ngày 5/11/2007
Học viên thực hiện

Nguyễn Hà Long


MỤC LỤC
Nhiệm vụ Luận Văn Thạc Sĩ
Lời cảm ơn
Tóm tắt luận văn
Trang

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
1. Tính cấp thiết của đề tài ........................................................................................... 1
2. Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu ................................................................................... 1
CHƯƠNG 1:

TỔNG QUAN

1.1. Lịch sử hình thành:................................................................................................... 2
1.2. Các thành phần chính của tường chắn có cốt : ........................................................ 3
1.2.1. Đất đắp chọn lọc : .............................................................................................. 3
1.2.2. Hệ thống cốt : ...................................................................................................... 3
1.2.3. Tuổi thọ:............................................................................................................... 4
1.2.3.1. Cốt gia cường bằng pôlime trong đất: ................................................................. 4
1.2.3.2. Cốt gia cường bằng thép ................................................................................... 5
1.2.4. Mặt tường:............................................................................................................ 5
1.3. Quá trình thi công : .................................................................................................. 6
1.3.1. Thi công tường chắn có cốt có mặt tường là các tấm panel đúc sẵn:................... 6

1.3.2. Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Mềm ........................................ 12
1.4. Những thuận lợi và bất lợi trong ứng dụng tường chắn có cốt: .............................. 14
1.4.1. ng dụng của tường chắn có cốt:....................................................................... 14
1.4.2. Thuận lợi khi sử dụng tường chắn có cốt : ....................................................... 15
1.4.3. Bất lợi khi sử dụng tường chắn có cốt : ............................................................ 16
1.5. Một số công trình ứng dụng tường chắn có cốt trên thế giới và ở thành phố hồ chí


minh :............................................................................................................................ 16
1.5.1. Công trình tường chắn có cốt trên thế giới : ..................................................... 16
1.5.2. Công trình tường chắn có cốt ở tp.hcm : ........................................................... 18
CHƯƠNG 2:

CƠ SỞ LÝ THUYẾT VÀ CƠ CHẾ ỔN ĐỊNH – BIẾN DẠNG
CỦA TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT.

2.1. Lý thuyết cân bằng giới hạn: ................................................................................ 20
2.2. Lý thuyết áp lực đất lên tường chắn : .................................................................... 22
2.2.1. p lực đất lên tường chắn phụ thuộc vào chuyển vị đất và tường : .................. 22
2.2.2. Lý thuyết về áp lực đất lên tường chắn của rankine: ........................................ 23
2.2.2.1. Trường hợp đất đắp là đất rời: (c = 0, ϕ ≠ 0) .................................................. 24
2.2.2.2. Trường hợp đất đắp là đất dính: (c ≠ 0, ϕ ≠ 0) ............................................... 25
2.2.3. Lý thuyết về áp lực đất lên tường chắn của coulomb: ...................................... 26
2.2.3.1. Trường hợp đất đắp là đất rời: (c = 0, ϕ ≠ 0) ................................................. 26
2.2.3.2. Trường hợp đất đắp là đất dính: (c ≠ 0, ϕ ≠ 0) ............................................... 27
2.3. Các cơ chế và quan hệ tương tác đất – cốt trong tường chắn có cốt: .................... 27
2.3.1. Cơ chế cơ bản của đất gia cường cốt: ................................................................ 27
2.3.2. Cơ chế gia cường đất bằng cốt trong tường chắn có cốt: .................................. 29
2.3.3. Tương tác giữa đất và cốt: ................................................................................. 30
CHƯƠNG 3:

NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP TÍNH TOÁN ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
VÀ BIẾN DẠNG CHO TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT

3.1. Tổng quan về phương pháp thiết kế: ..................................................................... 32
3.2. Tường đất ổn định bằng cơ học.(MSE) .................................................................. 32
3.2.1. Tổng quát ........................................................................................................... 32
3.2.2. Tải trọng ............................................................................................................ 33
3.2.2.1. áp lực đất của tường đất ổn định cơ học (MSE)............................................... 33
3.2.2.2. Hoạt tải chất thêm: LS..................................................................................... 34


3.2.2.3. Tải trọng động đất (ổn định bên ngoài) ........................................................... 34
3.3. Các hệ số và tổ hợp tải trọng ................................................................................. 35
3.4. Các trạng thái giới hạn và hệ số sức kháng............................................................ 36
3.4.1. Tổng quát ........................................................................................................... 36
3.4.2. Trạng thái giới hạn sử dụng ............................................................................... 36
3.4.3. Trạng thái giới hạn cường độ ............................................................................. 36
3.5. An toàn chống phá hoại của đất – ổn định bên ngoài ............................................ 36
3.5.1. Độ trượt.............................................................................................................. 36
3.5.2. Sức kháng đỡ...................................................................................................... 37
3.5.2.1. Sức kháng đỡ của đất dưới đáy móng ............................................................. 37
a.

Tổng quát...................................................................................................... 37

b.

ước tính lý thuyết .......................................................................................... 38
1. Tổng quát...................................................................................................... 38

2. Đất sét bão hoà ............................................................................................. 39
3. Đất rời........................................................................................................... 42

c.

Các phương pháp bán thực nghiệm .............................................................. 47
1. Tổng quát...................................................................................................... 47
2. Dùng SPT ..................................................................................................... 47
3. Dùng CPT..................................................................................................... 48
4. Dùng kết quả đo áp lực................................................................................. 49

d.

Thí nghiệm tấm ép ....................................................................................... 50

3.5.2.2. Sức kháng đỡ của đá........................................................................................ 50
a.

Tổng quát...................................................................................................... 50

b.

Các phương pháp nửa thực nghiệm .............................................................. 50

c.

Phương pháp phân tích ................................................................................. 50

d.

Thử tải .......................................................................................................... 50


e.

Các giới hạn của độ lệch tâm tải trọng......................................................... 50

3.5.3. Độ lật ................................................................................................................. 51
3.5.4. Độ ổn định chung............................................................................................... 51
3.5.5. Chuyển vị ở trạng thái giới hạn sử dụng. ........................................................... 51
3.5.5.1. Tổng quát ......................................................................................................... 51
3.5.5.2. Tải trọng .......................................................................................................... 51
3.5.5.3. Các phân tích lún ............................................................................................. 51
a.

Tổng quát..................................................................................................... 51

b.

Độ lún của móng trên nền đất không dính ................................................... 52

c.

Độ lún của móng trên nền đất dính .............................................................. 54

3.6. An toàn chống phá hoại kết cấu – ổn định bên trong ............................................ 57
3.6.1. Kích thước kết cấu ............................................................................................. 57
3.6.1.1. Tổng quát ......................................................................................................... 57
3.6.1.2. Cốt gia cường bằng thép trong đất ................................................................... 57
3.6.1.3. Cốt gia cường bằng pôlime trong đất .............................................................. 57

3.6.1.4. Chiều dài nhỏ nhất của cốt gia cường đất........................................................ 57
3.6.1.5. Chiều sâu chôn tường mặt trước nhỏ nhất ....................................................... 58
3.6.1.6. Panen ............................................................................................................... 58
3.6.2. Độ ổn định bên trong ......................................................................................... 58
3.6.2.1. Tổng Quan Về Ổn Định Bên Trong Của Tường Chắn Có Cốt : ..................... 58
3.6.2.2. Tổng quát ......................................................................................................... 58
3.6.2.3. Các cốt gia cường không giãn dài.................................................................... 59
3.6.2.4. Các cốt gia cường có thể giãn dài.................................................................... 60
3.6.2.5. Tải trọng động đất (ổn định bên trong)............................................................ 60
3.6.2.6. Các thông số thiết kế chịu lực nhổ................................................................... 60
3.7. Nhận xét và kết luận .............................................................................................. 62


CHƯƠNG4: TÍNH TOÁN TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT CHO ĐƯỜNG VÀO CẦU
CÔNG LÝ GIA CỐ BẰNG VẢI ĐỊA VÀ GIẢI PHÁP DÙNG PANEL
4.1. Giới thiệu công trình:............................................................................................ 63
4.1.1. Các bước thi công và trình tự đảm bảo giao thông : ........................................... 63
4.2. Xác định tính chất đất nền và đất đắp và các vật liệu liên quan: ........................ 64
4.2.1. Địa chất công trình: ............................................................................................ 64
4.2.2. Tiêu chuẩn về vải địa kỹ thuật. .......................................................................... 66
4.2.3. Tiêu chuẩn về dải thép liên kết với panel:........................................................ 67
4.2.4. Tường bê tông mác 250: (khai báo tường là phần tử dầm plate)........................ 67
4.2.5. Bệ tường bê tông mác 250:................................................................................. 68
4.2.6. Panel bê tông mác 300: (khai báo là phần tử dầm) ............................................ 68
4.2.7. Cọc bê tông mác 300: (khai báo là thanh chống) .............................................. 69
4.3. Xác định chiều cao tường tính toán: ...................................................................... 69
4.4. Tải trọng tác dụng: ................................................................................................ 69
4.4.1. Tải trọng do hoạt tải: .......................................................................................... 69
4.4.2. Tải trọng người bộ hành: ................................................................................... 69
4.4.3. Tải trọng do động đất: ........................................................................................ 69

4.5. Tính Toán Công Trình Đường Vào Cầu Công Lý Gia Cố Bằng Vải Địa Kỹ Thuật..
...................................................................................................................................... 70
4.5.1. Tính Toán n Định Theo Lý Thuyết Chương 3: ................................................ 70
4.5.1.1. Tính Toán n Định Tổng Thể: ........................................................................ 70
4.5.1.2. Tính Toán n Định Bên Trong: ...................................................................... 78
4.5.2. Kiểm Tra n Định Bằng Phần Tử Hữu Hạn (Plaxis) : ....................................... 88
4.5.2.1. Tính toán ổn định tức thời cho tổ hợp cường độ: ............................................. 88
4.5.2.2. Tính toán ổn định khi xẩy ra động đất:............................................................ 91
4.5.2.3. Tính chuyển vị do cố kết: ................................................................................ 94
4.6. Tính Toán Công Trình Đường Vào Cầu Công Lý Gia Cố Bằng Tường Panel:.........


...................................................................................................................................... 97
4.6.1. Tính Toán n Định Theo Lý Thuyết Chương 3: ................................................ 97
4.6.1.1. Tính Toán n Định Tổng Thể: ........................................................................ 97
4.6.1.2. Tính ổng đinh bên trong: ............................................................................... 105
4.6.2. Kiểm Tra n Định Bằng Phần Tử Hữu Hạn (Plaxis) : ..................................... 115
4.6.2.1. Tính Toán n Định Tức Thời Cho Tổ Hợp Cường Độ: ................................. 115
4.6.2.2. Tính toán ổn định khi xẩy ra động đất:.......................................................... 118
4.6.2.3. Tính chuyển vị do cố kết: .............................................................................. 120
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..................................................................................... 123


TÓM TẮT LUẬN VĂN
Tên đề tài:
“Nghiên cứu ứng dụng tường chắn có cốt cho đường đầu cầu
khu vực TP. HỒ CHÍ MINH”
TÓM TẮT
Cơ sở hạ tầng là phần không thể thiếu đối với sự phát triển của nền kinh tế. TP.
Hồ Chí Minh là nơi đất chật người đông, việc đền bù giải tỏa là hết sức tốn kém, nên

công trình xây dựng đặc biệt là công trình đắp cao (đường vào cầu) cần phải có giải
pháp sao cho việc chiếm dụng diện tích là ít nhất. Và có lẽ giải pháp hợp lý nhất đó là
tường chắn có cốt. Tuy đó chỉ là ý tưởng để triển khai vào thực tế như thế nào để đảm
bảo các mục tiêu thi công được, an toàn và sử dụng được, có xét đến các vấn đề: khả
năng dễ kiểm tra, tính kinh tế và mỹ quan.
Để cho cơng trình được an tồn và sử dụng được phải có cách tính tốn và lường
trước được các điều kiện tác động lên công trình làm cho cơng trình bị hư hỏng mất khả
năng khai thác khơng thể sử dụng được. Cần có phương pháp tính tốn có độ tin cậy cao
và phù hợp với điều kiện làm việc của cơng trình.
Đề tài nghiên cứu vấn đề sử dụng vật liệu chịu kéo để gia cố tường chắn (tường
chắn có cốt) ở đường vào cầu. Để chọn được vật liệu phù hợp để đưa vào sử dụng sao cho
các tính chất kỹ thuật của vật liệu đảm bảo được cho cơng trình được làm việc an toàn . . .
cần phải lường trước các tác động lên cơng trình cũng như vật liệu chịu kéo trong tường
có cốt. Đê tài đưa tất cả các tác động có thể gây hại cho cơng trình như tải trọng ngoài do
xe cộ đi trên đường, tải trọng người đi trên lề bộ hành. Tải trọng do điều kiện tự nhiên
như động đất… Các tải trọng này tác đơng lên cơng trình làm cho cơng trình bị hư hỏng.
Do đó từ các tải trọng lường trước này ta có thể tính tốn và chọn vật liệu phù hợp cũng
như đưa ra giải pháp thiết kế phù hợp với điều kiện làm việc của cơng trình đảm bảo cho
cơng trình làm việc một cách an tồn đồng thời tiết kiệm được vật liệu.
----*----


-1-

CHƯƠNG MỞ ĐẦU
Nền đất đắp cao là một trong những công trình xây dựng quan trọng, là cơ sở hạ
tầng rất cần thiết, tương tự đường vào cầu cũng thường phải đắp cao mới có thể đảm
bảo kết nối được với cầu, nền đường đắp cao thường xây dựng nền đất đắp với mái
taluy thoải mới có thể đảm bảo ổn định mái dốc. Tuy nhiên nếu có thể làm giảm đến
tối thiểu diện tích chiếm dụng của công trình là một điều lý ttưởng đặt biệt ở TP.

HCM. Nền đường đắp cao với mái taluy đứng mà vẫn đảm bảo ổn định mà không tốn
kém, “tường chắn có cốt” không phải ý tưởng gì mới mẻ nó được triển khai từ rất lâu
và có nhiều phương pháp tính toán khác nhau vì thế cần có sự hệ thống và chọn
phương pháp tính toán, kiểm tra được chấp nhận đảm bảo an toàn và tối ưu.
1. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:
Đất được ổn định cơ học bên trong bằng vật liệu chịu kéo (đất có cốt) không
phải là ý đồ mới mẻ mà đã được thực hiện từ rất lâu. Chẳng hạn rơm trộn với đất sét để
nâng cao chất lượng chất lượng của gạch không nung. Việt Nam trong những năm
gần đây, việc ứng dụng vải địa kỹ thuật, lưới địa kỹ thuật đã được áp dụng trong xây
dựng đường xá, đê đập.
Trong nội dung luận án “Nghiên cứu ứng dụng tường chắn có cốt cho đường đầu
cầu khu vực TP. HỒ CHÍ MINH” mục đích hệ thống, tính toán và kiểm tra (theo tiêu
chuẩn đã được chấp nhận) trước khi ứng dụng vào thực tế.
Với khả năng, kiến thức và thời gian có hạn, đề tài nghiên cứu này không tránh
khỏi những khiếm khuyết. Rất mong được sự góp ý chân thành của quý thầy cô và bạn
đọc.
2. XÁC LẬP NHIỆM VỤ NGHIÊN CỨU:
Nghiên cứu tính toán, kiểm toán ổn định bên trong và ổn định bên ngoài (ổn
định tổng thể ) cho công trình tường chắn có cốt bằng cách giả định các tác động xẩy ra
và tính toán, kiểm tra để đảm bảo cho công trình được an toàn khi đưa vào sử dụng.


CHƯƠNG 1:

- 2-

TỔNG QUAN
1.1.

LỊCH SỬ HÌNH THÀNH:

Tường chắn có cốt hay đất được ổn định cơ học bằng cốt không phải là một ý tưởng
gì mới mẻ, mà đã được sử dụng từ rất lâu. Chẳng hạn như các con đê đất ngăn nước
được gia cường bằng các thân và cành cây đã được sử dụng cách đây hơn 1000 năm
trước ở Trung Quốc và dọc sông Mississippi trong những năm 1880. Những người khai
phá người Pháp đã dùng các cây que củi để gia cường các con đê bằng bùn ở vịnh
Fundy, Canada suốt thế kỷ 17 và 18. Ở Anh, người ta đã dùng các cọc gỗ và tre để ngăn
ngừa xói món và trượt của mái dốc. Ngoài ra, rơm thêm vào đất sét để nâng cao chất
lượng của gạch không nung ; ở các vùng đầm lầy, đường được thi công trên móng là
thân và cành cây, và được gọi là đường lát bằng thân cây ...
Tường chắn có cốt hay đất được ổn định cơ học (Mechanically Stabilized Earth–
MSE hay mur en terre armée) hay là đất được gia cường bằng các vật liệu chất dẻo,
thép hay vật liệu tự nhiên. Phần cốt này có khả năng chịu kéo cao, kết hợp có hiệu quả
với đất chịu nén tốt sẽ hình thành một vật liệu nửa cứng vững bền.
Henry Vidal, một kiến trúc sư người Pháp, là người đầu tiên chính thức hóa hợp lý
việc thiết kế đất gia cố hiện đại trong công trình, đã được cấp bằng sáng chế gọi là :
“đất được gia cố” (“reinforced earth” hay “terre armée“) – Vidal, 1966, dùng cốt là
dải (hay thanh) kim loại thép không rỉ được đặt trong đất đắp có chất lượng cao là cát và
cuội (Hình 1.1a). Cốt dải thường dùng với vật liệu có chất lượng tương đối cao, giá
thành cao như cát và cuội sạch để có thể tạo ra sức cản ma sát cần thiết giữa đất đắp và
cốt. Khi cần có thể chuyển sang sử dụng cốt lưới vì nó có sức chống kéo lớn hơn (Hình
1.1b). Hơn nữa, lại có thể dùng loại đất đắp ma sát – dính ở địa phương có chất lượng
thấp và giá thành thấp. Lưới thép được dùng đầu tiên ở California, Mỹ. Dạng khác của
cốt lưới do Bill Hilfiker, một kỹ sư người Mỹ, sáng chế vào cuối năm 1970, và Peterson
cùng Anderson, 1980, là lưới dây hàn tạo bởi các dây thép hay thanh thép không rỉ được
hàn lại với nhau. Sau đó, với việc chế tạo chất dẻo bền vững như Tensar và Tenax
(Hình 1.1c) có độ cứng chịu giãn cao và chống được ăn mòn, đã làm cho việc sử dụng
cốt lưới với đất đắp ma sát – dính phát triển. Gần đây, nhờ sử dụng vải địa cơ bằng chất
dẻo (polymer geotextile), bao gồm cả loại vải dệt cũng như không dệt, đã làm cho công
trình đất được ổn định càng trở nên phổ biến.

- 3-

1.2.

CÁC THÀNH PHẦN CHÍNH CỦA TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT :

Hình 1.2 : Thành phần chính của tường chắn có cốt.
Tường chắn có cốt bao gồm 3 thành phần kết cấu chính sau :
1.2.1.
Đất Đắp Chọn Lọc :
Đất đắp chọn lọc hay đất gia cố yêu cầu phải có chất lượng cao về độ bền, thoát
nước tốt, dễ dàng thi công, đặc biệt có sự kết hợp tốt với hệ thống cốt. Hầu hết các loại
tường chắn có cốt đều yêu cầu vật liệu đất đắp có góc ma sát lớn, do tường chắn ổn định
dựa vào sức ma sát giữa đất đắp và cốt. Do đó đất đắp có hàm lượng sét ít. Nếu hàm
lượng và khả năng chịu lực của hệ thống cốt cao thì đất đắp có thể có chất lượng thấp đi.
Tuy nhiên, đất đắp với cốt liệu có chất lượng cao như cát cuội thì sẽ thuận lợi cho việc
thoát nước, do đó làm tăng tuổi thọ của cốt cũng như sử dụng ít cốt hơn. Cát cuội cũng
dễ dàng xử lý, dễ thay thế và đầm nén. Điều này đẩy mạnh cho việc thay thế và duy tu
tường chắn có cốt.
Do đó đất đắp có thể là đất rời hay là đất dính. Trước đây, người ta hay dùng đất
rời có thành phần hạt mịn không quá 15% và góc ma sát lớn hơn 25°.
Bảng 1.5 : Những tính chất yêu cầu của vật liệu đất đắp gia cố theo tiêu chuẩn
AASHTO
Tính chất
Yêu cầu
pH
5 < pH < 10
Hàm lượng Chlorides

< 0,01 %
Hàm lượng Sulfates
< 0,02 %
Thành phần tạp chất hữu cơ
1 % max.
Điện trở xuất tối thiểu
3000 Ω/cm
Độ thấm tối thiểu
30 ft/ngày
1.2.2.
Hệ Thống Cốt :
Vật liệu cốt chủ yếu được phân làm 2 loại chính sau :
- Cốt làm từ thép : tiêu biểu làm từ thép nhẹ, mạ kẽm hay epoxy.
- Cốt không làm từ thép : vải địa hay lưới địa kỹ thuật làm từ polypropylene,


- 4-

polyethylene, hay polyester. Vải địa có thể dệt và không dệt đều dùng được.
Phân loại & đặc điểm
- Không dệt (nonwoven)
- Dệt (woven)
- Kết hợp (woven-nonwoven)
Hệ thống cốt với 2 loại vật liệu chính trên tồn tại dưới nhiều hình thức khác nhau
như dạng lưới, dải (hay thanh), tấm, lá, que, sợi . v.v…
Chức năng chính
Phân cách
Lọc ngược
Thoát nước
Gia cường

Bảo vệ
Tuỳ thuộc vào loại đất mà dùng cốt thép hay dùng vải/lưới địa để phát huy tối đa
sự làm việc cùng nhau giữa đất đắp và cốt.
Phân loại theo độ giãn dài của cốt thì có 2 loại chính :
- Cốt không giãn : biến dạng của cốt khi phá hoại ít hơn so với biến dạng của đất.
(thường cốt là các thanh/dải hay lưới bằng thép)
- Cốt giãn nhiều : khi phá hoại thì cốt giãn nhiều hơn đất, riêng theo tiêu chuẩn
Anh BS8006:1995 thì cốt giãn nhiều là cốt bị biến dạng hơn 1% khi chịu tải trọng
thiết kế (nhỏ hơn 1% là cốt không giãn).
1.2.3.
Tuổi thọ:
1.2.3.1.
Cốt gia cường bằng pôlime trong đất:
Tính năng ứng suất-biến dạng- thời gian dài hạn của cốt gia cường phải được xác
định từ các kết quả thử nghiệm từ biến khống chế tiến hành trong phòng thí nghiệm
trong thời gian ít nhất là 10.000 h với một phạm vi các mức độ tải trọng trên các mẫu
thử của sản phẩm hoàn thiện theo đúng ASTM-D 5262. Các mẫu thử phải được thử
nghiệm theo phương mà tải trọng sẽ được đặt. Các kết quả thử nghiệm có thể được
ngoại suy theo tuổi thọ thiết kế yêu cầu bằng cách sử dụng theo các trình tự vạch ra
trong ASTM D2837.
Cường độ chịu kéo của cốt gia cường phải là số nhỏ hơn của:
• T1 - Mức độ tải trọng cao nhất tại đó tỷ lệ biến dạng từ biến - log thời gian tiếp
tục giảm theo thời gian trong phạm vi tuổi thọ yêu cầu và không xảy ra phá hoại giòn
hoặc dẻo, hoặc
• T5- Mức độ chịu kéo mà tại đó tổng biến dạng dự kiến không vượt quá 5% trong

thời gian tuổi thọ thiết kế.
Các tác động của sự lão hoá, sự phô bày ra để chia tác động hoá học và sinh học,
sự nứt do ứng suất môi trường, độ chùng ứng suất, sự thuỷ phân và các thay đổi trong
quá trình sản xuất, cũng như các tác động hư hại do thi công phải được đánh giá và

ngoại suy tới tuổi thọ thiết kế yêu cầu.


- 5-

1.2.3.2.
Cốt gia cường bằng thép
Việc thiết kế các cốt gia cường bằng thép mạ trong đất và các chỗ nối phải được
thực hiện trên cơ sở chiều dày Ec như sau:
Ec = En - Es
(1.3.3.2-1)
trong đó:
Ec = chiều dày của cốt gia cường kim loại tại thời đIểm hết tuổi thọ sử dụng (mm).
En = chiều dày danh định của cốt gia cường thép khi thi công (mm).
Es = chiều dày tổn thất của kim loại dự kiến bị mất bởi sự ăn mòn đồng đều trong
tuổi thọ sử dụng kết cấu (mm).
Đối với việc thiết kế kết cấu, độ dầy tổn thất phải được dự tính cho mỗi bề mặt lộ
ra như sau:
Theo AASSHO:
• Tổn thất lớp mạ
= 0,015 mm/năm cho 2 năm đầu tiên.
= 0,004 mm/năm cho các năm tiếp theo.
• Tổn thất thép các bon
= 0,012mm/năm khi mất hết lớp kẽm mạ.
Các lớp phủ chống ăn mòn khác, nếu được quy định, phải sử dụng loại sơn tónh
điện, sơn keo êpoxy với các chiều dày phủ nhỏ nhất 0,40mm phù hợp với các yêu cầu
của AASHTO M284M.
1.2.4.
Mặt Tường:
Mặt tường chủ yếu có tác dụng bảo vệ cốt, đất đắp từ ảnh hưởng của thời tiết bên

ngoài. Ngày nay, mặt tường thường là các tấm bêtông đúc sẵn, các tấm thép hay cọc
thép, lưới thép hàn, các khối bêtông, gỗ, cao su, và bêtông phun. Có các loại mặt tường
chính sau:
- Các tấm panel bằng bêtông đúc sẵn có khớp : đó là các tấm panel rời rạc có sẵn
các chốt để neo hệ thống cốt. Đây là loại mặt tường thường dùng nhất hiện nay
(Hình 1.6).

Hình 1.7 : Mặt tường là các tấm bêtông đúc sẵn.
- Các tấm đúc sẵn với chiều cao bằng chiều cao tường chắn : là các tấm bêtông
phủ tạm thời toàn bộ chiều cao tường cho tới khi đắp xong lớp đất sau
tường.(Hình 1.7)


- 6-

Hình 1.8 : Mặt tường là các tấm bêtông liền khối
- Các tấm bêtông đúc tại chỗ : thường được dùng để bao xung quanh các tường đã
ổn định sau một thời gian khoảng 1-2 năm.
- Các khối xây sẵn (MBW) : có thể rỗng hay đặc, thường nhỏ và thấp cao 10–20cm
có trọng lượng 15–50kg, được dùng đối với các tường có cốt vải địa (hay lưới địa)
gắn vào giữa các khối xây, vải địa được định vị đúng vị trí nhờ các chốt hay do
các khối xây đè lên. Có rất nhiều hãng dùng loại mặt tường này như các thương
hiệu Keystone, Versa-Lock, Allan …
- Mặt tường hình dạng mặt gỗ : loại mặt tường này thường được làm từ các thanh tà
vẹt đường sắt, hay các thanh gỗ lớn đã qua xử lý, vải địa được liên kết vào mặt
tường bằng các mảnh ván hay vải địa được gắn trực tiếp vào các khe giữa các
thanh mặt tường khi lắp ghép.
- Mặt tường là các rọ đá : đây là các rọ bằng thép hay nhựa tổng hợp chứa đầy đá.

Hình 1.9 : Mặt tường là các rọ đá

- Các lưới thép hàn vào nhau : đây là loại mặt tường tương tự loại mặt tường dùng
rọ đá, nhưng thường được dùng đối với các loại tường chắn tạm thời.
- Mặt tường mềm là các tấm vải địa quấn bao lên bề mặt các lớp đất đắp, khi này
vải địa phải chịu được tiêu cực tím và sự ăn mòn của môi trường bên ngoài. Đôi
khi, có thể dùng nhựa đường hay bêtông bọc thêm bề mặt tường (shortcrete).


- 7-

Hình 1.10 : Mặt tường mềm

Hình 1.11.Tường vải địa kỹ thuật
1.3. QUÁ TRÌNH THI CÔNG:
1.3.1.
Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Là Các Tấm Panel Đúc
Sẵn:
Quá trình lắp ghép/xây dựng theo các bước sau :
- San bằng bề mặt địa điểm xây dựng tường chắn, mọi rác bẩn phải được dọn sạch.
- Đầm nén kỹ toàn bộ bề mặt nền, có thể thay thế đất những nơi không đầm chặt


- 8-

tốt bằng vật liệu mới và đầm chặt. Đào đất nơi đặt đệm tạo phẳng cho bề mặt tường.

- Đặt hay đổ bêtông tại chỗ đệm bêtông tạo phẳng cho mặt tường.

- Lắp 1 hàng mặt tường với thanh chống đỡ mặt tường để định vị cho mặt tường
thẳng đứng trong khi đấp và đầm chặt đất đắp (Hình 1.12).

- Đắp đất chọn lọc đến cao độ lớp cốt đầu tiên và đầm chặt (nên đầm cách mặt
tường khoảng 0.5m và đầm theo hướng từ mặt tường ra sau). (Hình 1.13).

- Lắp hệ thống cốt liên kết vào mặt tường rồi kéo thẳng cốt (Hình 1.14).

- Đắp tiếp lớp đất bên trên và đầm chặt, sau đó tiếp tục lắp đặt cốt bên trên (Hình
1.15).

- Tiếp tục lắp tiếp mặt tường tầng thứ 2 vào, đấp đất đầm chặt, lắp hệ thống cốt rồi
đấp đất tiếp tục … các công việc cứ tiếp tục tuần tự như vậy cho đến khi tường chắn có
cốt hoàn thiện. (Sau đó đấp đất trước tường và đầm chặt ngay)


- 9-

Hình 1.12a : Lắp đặt mặt tường.

Hình 1.12b : Lắp đệm cao su trước khi đặt mặt tường tiếp theo


- 10 -

Hình 1.13a : Đổ đất và san bằng trước khi đầm chặt.

Hình 1.13b : Đổ đất và san bằng trước khi đầm chặt.

Hình 1.14 : Lắp đặt hệ thoáng coát.


- 11 -

Hình 1.15a : Đấp đất và đầm chặt lớp tiếp theo.

Hình 1.15b : Đấp đất và đầm chặt lớp tiếp theo.

Hình 1.15c : Đầm chặt đất đắp bằng máy đầm nhẹ khi gần mặt tường.


- 12 -

Bảng 1.6 : Các sai số thường được chấp nhận đối với mặt tường tường chắn theo tiêu
chuẩn của Anh BS8006:1995
Vị trí mặt kết cấu
Sai số cho phép
Chiều thẳng đứng
±5mm/1m chiều cao (nghóa là ±40mm cho
8m chiều cao)
Lồi ra theo chiều thẳng đứng và lồi lõm theo
±20mm so với thước mẫu dài 4,5m
chiều nằm ngang
Chênh lệch ở các khe nối
±10mm
Tuyến thẳng dọc theo đỉnh tường trên mặt
±15mm theo tuyến chuẩn
nằm ngang
1.3.2.
Thi Công Tường Chắn Có Cốt Có Mặt Tường Mềm :
Đối với mặt tường mềm, bêtông tạo phẳng cho chân mặt tường không cần thiết.
Quá trình thi công sau khi vệ sinh bề mặt công trình như sau:
1. Khung thép (steel frame)

hình chữ L dùng đỡ tấm gỗ
(wooden board) làm khuôn
cho mặt trước tường,
khoảng cách khung thép
hình chữ L (1 – 1,5m) dọc
theo chiều dài tường, chiều
dày tấm gỗ khoảng 30mm
2. Bắt đầu đắp cát và đầm
chặt, chiều dày lớp đắp sau
khi đầm chặt là 30cm

3. Sau khi san phẳng, tiến
hành đầm chặt, lớp đầu
tiên, hệ số đầm nện
>=95%, kiểm tra hệ số đầm
nện của lớp đắp trước khi
qua lớp đắp mới


- 13 -

4. Đào rãnh để căng vải
ĐKT

5. Kéo căng bằng tay vải
ĐKT phủ lên lớp đắp đã
đầm nện, đắp cát lên mép
vải giữ cho vải ở trạng thái
căng, tiếp tục đắp cát đầm
nện phía trên rãnh để giữ

căng vải trước khi đắp lớp
kế tiếp.
6. Chuyển khuôn lên lớp kế
tiếp

Hình 1.16: Thi công xong mặt tường mềm


- 14 GRAVEL GABION
GEOTEXTILE

DRAINAGE

1) LEVELLING PAD

2) PLACING GEOTEXTILE
AND GRAVEL GABION

3) BACKFILL AND
COMPACTION

4) SECOND LAYER

5) COMPLETION OF
WRAPPRED AROUND
WALL

6) CASTING-IN-PLACE
OF RC FACING

Hình 1.17: Tiếp tục thi công mặt tường bê tông bảo vệ.
1.4. NHỮNG THUẬN LI VÀ BẤT LI TRONG ỨNG DỤNG TƯỜNG CHẮN
CÓ CỐT:
1.4.1.
Ứng Dụng Của Tường Chắn Có Cốt:
Tường chắn có cốt là kết cấu có hiệu quả về kinh tế cao thay thế cho hầu hết các
loại tường chắn giữ đất truyền thống như các loại tường bêtông cốt thép, tường trọng lực
.v.v… Nó còn thay thế cho cả những mố cầu hay tường cánh, đặc biệt khi diện tích bên
cạnh bị giới hạn, không cho mái dốc thoải được và khi đó tường chắn có cốt với mái dốc
đứng rất thích hợp. Ngoài ra, tường chắn có cốt rất thích hợp đặt trên nền đất yếu.
Các ứng dụng của tường chắn có cốt thường dùng :

Hình 1.18 : Thay thế tường chắn thông thường.