Bài tiểu luận công nghệ thi công tường chắn đất có cốt

1. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA
---------
BÀI TIỂU LUẬN
CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN
ĐẤT CÓ CỐT
HVTH : TRƯƠNG QUANG HẢI
PHÙNG HẾT
ĐÀ NẴNG, THÁNG 09 NĂM 2015
Trang: 1

2. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯỜNG CHẮN BẰNG ĐẤT CÓ CỐT
Từ lâu đời đất được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng. So với các loại vật liệu
khác như bê tông, thép… đất rất rẻ tiền sẵn có nhưng lại có các đặc trưng cơ học kém,
đặc biệt là không chịu được lực kéo. Để khắc phục nhược điểm này ngoài những biện
pháp gia cố đất bằng các chất liên kết (vô cơ, hữu cơ hóa chất…). Từ năm 1963, Henri
Vidal một kĩ sư cầu đường người Pháp đã đề xuất ý tưởng dùng đất có cốt để xây dựng
các công trình. 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 với các kĩ sư cầu đường, kĩ sư xây dựng ở
kháp nơi trên thế giới
Đất có cốt là vật liệu tổ hợp 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 (do ma sát dính và neo bám) giữa đất với vật liệu cốt mà loại vật
liệu tổ hợp đất có cốt này có được khả năng chịu kéo (giống như vật liệu bê tông cốt thép
có khả năng chịu kéo, trong đó bản thân bê tông chịu kéo kém)
Hình 1. Cấu tạo tường chắn đất có cốt
Sự ra đời của vật liệu đất có cốt đã được áp dụng nhiều vì nó góp phần tạo ra những ưu
thế trong lĩnh vực xây dựng công trình
- Nhờ đất có cốt mà các công trình đắp bằng đất không cần có mái dốc, tức là đắp
với mái dốc thẳng đứng với chiều cao đắp lớn (có thể lên đến 40m)
- Đất có cốt là loại vật liệu mềm, do vậy cho phép vẫn đảm bảo được ổn định công
trình dù có biến dạng lớn xảy ra
Trang: 2

3. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
- Đất có cốt là vật liệu nặng công trình 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 đựng lực
ngang lớn chịu lực va chạm lớn hoặc áp lực sóng nổ lớn
- Công trình bằng đất có cốt thi công đơn giản và nhanh cốt và các tấm mặt tường
bao đều có thể gia công trước tại nhà máy rồi đưa đến hiện trường lắp đặt tiện lợi ngay
trong quá trình lắp đặt
Tuy nhiên loại vật liệu này vẫn còn tồn tại những nhược điểm cần tìm cách khắc phục
- Nếu dùng vật liệu kim loại làm cốt và vỏ mặt tường thì gặp vấn đề về biện pháp
chống gỉ phải dùng thép không gỉ hoặc dùng thép mạ còn nếu dùng thép thường thì phải
tăng thêm kích thước cốt hoặc vỏ để dự phòng gỉ
- Nếu cốt và vỏ mặt tường bằng vật liệu chất dẻo tổng hợp thì cần phải có biện
pháp chống lão hóa cho chúng
1.1. Nguyên tắc cấu tạo và các cơ sở tính toán tường chắn bằng đất có cốt
1.1.1. Cấu tạo tường chắn đất có cốt
Một công trình tường chắn đất có cốt gồm có thân tường rộng L chiều cao H được
đắp bằng đất có mái dốc mặt ngoài từ 00
đến 200
so với phương thẳng đứng trong khối
đất có bố trí các lớp cốt rải nằm ngang và cốt được liên kết chặt với mặt tường bao. Nếu
dốc đắp mặt ngoài lớn hơn 200
so với phương thẳng đứng thì không xem là tường chắn
bằng đất có cốt
Trang: 3

4. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
Hình 2: Cấu tạo tường chắn đất có cốt
Phần đỉnh tường có thể sử dụng trực tiếp làm một phần nền đường trên đó có thể
xây dựng mặt đường cho xe cộ học xây dựng công trình
Về đất dùng để đắp tường đất có cốt, để tăng ma sát với cốt người ta chủ yếu sử
dụng cát vừa và cát khô. Ngày nay đã cho phép dùng các loại đất kém dính nhất là khi sử
dụng các loại cốt dạng khung, dạng lưới. Cần nghiên cứu tính chất điện hóa đối với đất
đắp để hạn chế tác dụng xâm thực của đất đối với cốt, đảm bảo tuổi thọ của các loại cốt
bằng các vật liệu khác nhau
Về cốt. cốt kim loại lúc đầu dùng thép mạ hoặc thép không gỉ nay dùng phổ biến cả
các loại thép thường không mạ. ngoài cốt bằng kim loại nay đã phổ biến dùng cốt bằng
vật liệu polime dưới dạng vải hay lưới địa kĩ thuật do TENAX cung cấp. Cấu trúc lưới
địa kĩ thuật gồm:
+ Lưới địa 1 trục (Unixual geogrid) : có sức kéo theo hướng dọc máy thường để
dùng cho giải pháp gia cố tường chắn và gia cố mái dốc…
+ Lưới địa 2 trục (Bixual geogrid) có sức kéo cả 2 hướng, thường dùng để gia có
nền đường, nền móng công trình v.v... Trái với vải, hướng ngang máy có sức chịu kéo
lớn hơn dọc máy.
+ Lưới 3 trục (triaxial geogrid) có sức chịu kéo theo cả hai hướng, dùng để gia cố
nền đất yếu.
Hình 3: Cấu trúc lưới địa kĩ thuật
Trang: 4

5. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
Hình 4: Lưới thép
Về mặt tường bao: vật liệu làm mặt tường bao mềm hiện phổ biến có loại mặt bao
bằng các tấm bê tông xi măng lắp ghép, hoặc các lưới địa kĩ thuật bọc cuộn hoặc dùng
lồng đá.
Hình 5: Cấu tạo tấm mặt tương bao BT đúc sẵn
Trang: 5

6. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
Hình 5: Rọ đá và lưới địa kĩ thuật cho tường ngoài
1.1.2. Vai trò của cốt và sự neo bám giữa đất và cốt
Vai trò của cốt chính là nhằm tạo ra áp lực hông ngay từ bên trong khối đất có bố trí
cốt. Điều này cũng tương đương với việc tạo ra được lực dính c lớn hơn bên trong khối
đất
1
1
Khoá
i ñaá
t
Coá
t
Coá
t
0
u
Hình 6: Vai trò của cốt là hạn chế nở ngang khi chịu lực thẳng đứng
Khi khối đất chịu nén theo phương thẳng đứng với áp lực 1
σ , nếu không có cốt đất
sẽ bị phá hoại vì nở hông tự do . Nhưng khi có bố trí cốt và giả thiết giữa cốt và đất có
đủ sức neo bám cần thiết (tức là đất và cốt bám chặt cùng chuyển vị với nhau) thì khi
chịu nén đất chỉ có thể chuyển vị ngang trong phạm vi chuyển vị ngang của cốt. Vì mô
đul biến dạng của vật liệu cốt cao hơn rất nhiều so với mô dul biến dạng của đất nên trị
số biến dạng ngang u
ε của khối đất hầu như không đáng kể và do đó đất bị xem như chịu
nén 3 trục có hạn chế nở hông. Với nguyên tắc làm việc của cốt nếu ta bố trí cốt đúng
hướng, được tính toán và bố trí với các khoảng cách theo chiều đứng cũng như chiều
ngang thích hợp thì trong khối đất có cốt sẽ không xảy ra biến dạng trượt và toàn khối
đất có cốt đó được xem như một khối bền chắc có đủ sức kết dính để ổn định dưới tác
dụng của bản trân và ngoại lực.
Để cốt và đất cùng làm việc hiệu quả thì phải có đủ sức neo bám giữa đất và cốt thì
mới có thể tạo ra áp lực hông ngay từ bên trong khối đất có cốt tức là tạo ra được sự
Trang: 6

7. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
truyền sức chịu kéo của cốt cho đất (giống như sự truyền sức chịu kéo của thép cho bê
tông).
Việc truyền lực giữa cốt và đất hay hay sự tạo ra sức neo bám giữa cốt với đất phụ
thuộc vào cấu tạo hình dạng cốt và có hai phương thức cơ bản là phương thức truyền lực
thông qua ma sát giữa chúng và phương thức truyền lực thông qua sức cản bi động của
đất.
T
2
v
T
1
a) b)
v
b
P
p
Thanh
ngang
S0
Söù
c caû
n bòñoä
ng cu
û
a ñaá
t
Hình 7. Sự làm việc của cốt và đất
a) Cơ cấu truyền lực do sức cản bị động của đất; b) Cơ cấu truyền lực thông qua ma sát
giữa đất và cốt
Như vậy để thực hiện được một công trình bằng đất có cốt thì cần phải đảm bảo các điều
kiện sau:
- Có đủ sức neo bám giữa đất và cốt ở mọi điểm trong khối đất có cốt
- Cốt phải chịu được lực kéo lớn nhất có thể phát sinh khi công trình ở trạng thái
làm việc
- 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
1.1.3. Các trạng thái phá hoại của tường chắn đất có cốt
Để thiết kế được tường chắn đất có cốt ta phải tìm hiểu sự phá hoại của nó để tính toán
chống lại sự phá hoại này
- Bản thân khối đất có cốt ( rộng L, cao H) luôn duy trì được tính toàn khối và đảm
bảo không dị phá vỡ do các hiện tượng đứt cốt, tuột cốt hoặc dãn cốt. Yêu cầu này được
gọi là yêu cầu bảo đảm ổn định nội bộ của tường đất có cốt
Trang: 7

8. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
a) b) c)
Hình 8. Các trạng thái phá hoại ổn định nội bộ khối đất có cốt
a) Đứt cốt; b) Tuột cốt; c) Biến dạng cốt
Tường đất có cốt phải chịu được áp lực đẩy của đất sau lưng tường và tác dụng của
các ngoại lực khác để không bị lật để không bị phá hoại do nền móng phía đáy tường
không đử sức chịu tải dẫn đến tường bị nghiêng đổ, không bị dịch chuyển trượt. Tường
cùng khối đất sau lưng tường không bị trượt quay dẫn đến mất ổn định toàn khối và
tường không bị lún. Yêu cầu này được gọi là yêu cầu bảo đảm ổn định tổng thể đối với
tường đất có cốt
1.2. Tóm tắc yêu cầu tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt
Tính toán bảo đảm yêu cầu ổn định nội bộ của khối tường đất có cốt
- Tính toán được lực kéo lớn nhất Tj mà mỗi hàng cốt hoặc mỗi lớp cốt phải chịu
trên một mét tường
- Với trị số lực kéo lớn nhất Tj tiến hành kiểm toán khả năng kéo đứt cốt trên cơ sở
đã biết cường độ của vật liệu cốt
- Kiểm toán khả năng cốt bị kéo tuột do không đủ sức neo bám và kiểm toán chiều
dài cốt cần thiết
- Dự tính mức độ biến dạng của cốt và so sánh nó với trị số biến dạng dãn dài cốt
cho phép
- Tính toán chiều dày dự phòng bị ăn mòn của các cốt bằng kim loại hoặc đề xuất
các biện pháp chống lão hóa về cường độ của cốt và mặt tường bọc cuộn bằng vật liệu
polime hay vải địa kĩ thuật
Tính toán bảo đảm yêu cầu tổng thể của tường chắn đất có cốt
- Xác định được phân bố áp lực đất sau lưng tường theo lí thuyết của Coulomb
hoặc Rankin và áp lực đẩy của các ngoại lực tác dụng khác
- Xác định sơ bộ kích thước của tường đất có cốt và kiểm toán ổn định trượt của
tường trên đáy móng và trên từng lớp cốt
Trang: 8

9. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
- Kiểm toán sức chịu tải của đất móng đáy tường và kiểm toán khả năng ổn định
nghiêng lật của tường
- Dự tính độ lún của tường chắn đất có cốt và so sánh với độ lún cho phép
- Kiểm toán điều kiện ổn định chung của tường đất có cốt cùng với sườn dốc hoặc
nền đất tự nhiên trên đó đặt tường
Trên đây là các yêu cầu tính toán thiết kế tường chắn đất có cốt, nội dung và cách
thức tính toán cụ thể không được trình bày trong tiều luận này
1.3. Các công trình xây dựng tường chắn có cốt
(a) (b)
(c) (d)
Hình 9. a) La Polvora Road – Valparaiso City – Chilê cao 22m
b) Castle Peak Road, Phase – Hồng Kông cao 11m
c) Cầu phố mới Lào Cai cao 11m
d) Mun River Bridge – Thái Lan cao 6m
Trang: 9

10. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
CHƯƠNG 2: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
2.1. Trình tự thi công tường chắn đất có cốt
2.1.1. Chuẩn bị vật tư và thiết bị
- Chế tạo tấm và cốt cùng với các chi tiết liên kết tấm với cốt ở xưởng vận chuyển
và bảo quản chúng tại thực địa
- Chuẩn bị mỏ đất và các trang thiết bị khai thác, chuyên chở đất đắp tường
- Chuẩn bị các thiết bị đầm nén đất
- Chuẩn bị các dụng cụ để lắp đặt mặt tường và cốt ( bộ nêm kê chèn, bộ kẹp gá
tạm thước kiểm tra độ thẳng đứng độ nằm ngang và thước kiểm tra khoảng cách lắp tấm)
2.1.2. Thi công đào móng và xử lý móng
- Cao độ đáy móng và các yêu cầu xử lý móng phải tuân thủ đúng bản vẽ thiết kế
nhưng khi lập bản vẽ thi công chi tiết cần đối chiếu kiểm tra các yêu cầu về chiều sâu
chôn tường
- Chiều rộng đào móng cũng phải bao gồm cả bề rộng bố trí thoát nước ngầm sau
tường và bố trí thoát nước từ trong thân tường ra ngoài
- Tại chỗ chân tường bao phải đào sâu hơn mặt móng để làm lớp móng đệm chân
tường
- Đất đào móng nếu không đạc các chỉ tiêu thì phải vận chuyển hết để bỏ đi không
được đổ lẫn với vật liệu đắp tường
- Trong trường hợp đặt trực tiếp trên nền đất thiên nhiên thì sau khi đào móng phải
kiểm tra độ chặt của đất thiên nhiên nếu độ chặt này không đạt 0,95 độ chặt tiêu chuẩn
thì phải cày, xới và lu lèn lại để bảo đảm 30cm trên cùng của đất móng đạt được độ chặt
từ 0,95 độ chặt tiêu chuẩn trở lên
- Trong quá trình đào móng phải có biện pháp thoát nước tạm thoát nước ngang ra
phía dưới chân dốc hoặc dẫn dọc ở phía trong hố móng chỗ tiếp giáp với mái dốc đào
móng
- Trước khi thi công thân tường phải kiểm tra kích thước cao độ móng và các giải
pháp xử lý
+ Về cao độ mặt bằng móng do theo từng mặ cắt ngang cách nhau 20m mỗi
mặt cắt đo 3 điểm. Sai số cho phép 5
± cm so với cao độ thiết kế và không được tạo
dốc phụ thêm quá 0,5% giữa các điểm đo
Trang: 10
Tải bản FULL (17 trang): https://bit.ly/3Lx2wtr
Dự phòng: fb.com/TaiHo123doc.net

11. TIỂU LUẬN: CÔNG NGHỆ THI CÔNG TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT
+ Nếu tường đặt trực tiếp trên nền đất thiên nhiên thì cứ 20m dọc móng tường
phải kiểm tra độ chặt như yêu cầu nói ở trên
+ Kiểm tra đánh dấu định vị chính xác dọc theo tuyến mép ngoài chân tường
hoặc tim của lớp đệm tạo phẳng chân tường
+ Nếu áp dụng các giải pháp xử lí móng thì phải đối chiếu với yêu cầu ở bản
vẽ thiết kế để kiểm tra
- Tiến hành đổ bê tông lớp đệm, sau khi đổ bê tông phải thực hiện bảo dưỡng và
chờ ít nhất 12 giờ mới được phép bắt đầu lắp đặt tấm mặt tường trên lớp đệm
Hình 10. Thi công đệm móng cho tường
2.1.3. Thiết lập hệ thống mốc định vị và mốc kiểm tra cao độ phục vụ việc lắp đặt
chính xác các tấm mặt tường
- Phải lấy dấu bằng vạch liền vị trí lắp đặt từng tấm trong hàng tấm dưới cùng ở
trên mặt lớp đệm tạo phẳng
- Đặt các cọc định vị để bất kì lúc nào cũng có thể dùng máy kinh vĩ hoặc dùng
cách căng dây để kiểm tra tuyến lắp đặt các tấm mặt tường.
Trang: 11
5004471