zunia.vn

Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z

zunia.vn

» Kỹ Thuật - Công Nghệ

» Kiến trúc - Xây dựng

Thiết kế tường chắn đất có cốt bằng lưới địa kỹ thuật

Chia sẻ: ViJakarta2711 ViJakarta2711 | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:7

Báo xấu

131
lượt xem 9
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Trong xây dựng tường chắn đất, đất sau lưng tường được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng, so với các dạng vật liệu khác thì đất rất rẻ tiền, sẵn có nhưng lại có các đặc trưng cơ học kém, đặc biệt là không chịu được lực kéo. Từ đó đặt ra yêu cầu nghiên cứu các giải pháp phù hợp trong thiết kế, thi công đem lại hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật, nhưng đồng thời có tính thẩm mỹ và thân thiện với môi trường.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Thiết kế tường chắn đất có cốt bằng lưới địa kỹ thuật

Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 65 THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN ĐẤT CÓ CỐT BẰNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT ThS. Nguyễn Thanh Danh Trưởng Bộ môn Địa kỹ thuật, Khoa Xây dựng, trường ĐHXD Miền Trung Tóm tắt: Trong xây dựng tường chắn đất, đất sau lưng tường được sử dụng như một loại vật liệu xây dựng, so với các dạng vật liệu khác thì đất rất rẻ tiền, sẵn có nhưng lại có các đặc trưng cơ học kém, đặc biệt là không chịu được lực kéo. Từ đó đặt ra yêu cầu nghiên cứu các giải pháp phù hợp trong thiết kế, thi công đem lại hiệu quả về kinh tế và kỹ thuật, nhưng đồng thời có tính thẩm mỹ và thân thiện với môi trường. Qua nghiên cứu các tiến bộ kỹ thuật về công nghệ và vật liệu mới ở trong nước và trên thế giới, bài viết xin giới thiệu giải pháp thiết kế tường chắn đất có cốt bằng lưới địa kỹ thuật. Từ khóa: Tường chắn đất có cốt; lưới địa kỹ thuật (geogrids). 1. Giới thiệu về lưới địa kỹ thuật trình tường chắn đất tại Đà Nẵng, Bình Hiện nay tường chắn đất có cốt sử Dương, Tp.HCM. dụng vật liệu địa kỹ thuật đã được ứng dụng Lưới địa kỹ thuật được làm bằng chất rộng khắp trên thế giới. Từ những năm 1960 polypropylene (PP), polyester (PE) hay bọc – 1970 những ứng dụng của lưới địa kỹ thuật bằng polyetylen-teretalat (PET) với phương đã được sử dụng khá rộng rãi trong nhiều pháp ép và dãn dọc. Hiện nay trên thế giới lĩnh vực khác nhau. Các công trình ứng dụng có rất nhiều công ty, nhà máy sản xuất lưới các dạng vật liệu này đang xuất hiện tại địa kỹ thuật làm cốt, có thể kể đến là Tensar, nhiều nơi trên thế giới, từ Mỹ, Anh, Israel E’grid, BOSTD,… Các lưới địa kỹ thuật cho đến Singapore, Malaysia, Hàn Quốc, thường làm bằng chất liệu polyetylen có tỷ Trung Quốc,…và Việt Nam. trọng cao HDPE (High Density Polyethylen) Tại Việt Nam, những công trình tường có độ bền rất cao giúp cho lưới bền vững chắn sử dụng vật liệu địa kỹ thuật mới được dưới các tác động của môi trường, tia cực phát triển vài năm trở lại đây, có thể kể đến tím (độ bền lên tới 120 năm). Lưới địa kỹ các công trình tường chắn đường dẫn đầu thuật chia làm ba loại: lưới 1 trục (uniaxial cầu Kênh Nước Mặn, cầu Tân Đức, cầu geogrid); lưới 2 trục (biaxial geogrid); lưới 3 Hùng Vương tại Long An, hay các công trục (triaxial geogrid). Theo hình 1,2,3: Hình 1. Lưới 1 trục Hình 2. Lưới 2 trục Hình 3. Lưới 3 trục - Lưới địa kỹ thuật 1 trục có sức chịu kéo dụng lưới địa kỹ thuật cũng tương đối đơn theo một hướng thường để gia cố mái dốc, giản. Thời gian thi công được rút ngắn so tường chắn. Việc thi công các công trình sử với các phương pháp truyền thống. Ngoài ra,
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 66 việc sử dụng lưới địa kỹ thuật còn giúp tận sẵn định hình, bằng các panel bê tông đúc dụng được các dạng vật liệu đắp tại địa sẵn theo toàn bộ chiều cao hoặc đúc thành phương làm giảm thiểu chi phí thi công. Bề phân đoạn, bằng các tấm bê tông cốt thép mặt tường chắn thì có nhiều phương án để mỏng lắp ghép, bằng lưới rọ đá hoặc các lựa chọn như bề mặt bằng khối bê tông đúc lưới trồng cỏ. Hình 4. Tường chắn gia cố bằng lưới địa kỹ thuật 1 trục Hình 5. Mái dốc gia cố bằng giải pháp bó uốn lưới địa kỹ thuật 1 trục - Lưới địa kỹ thuật 2 trục có sức kéo cả diện rộng hơn và giúp giảm bề dày các lớp hai hướng, thường dùng để gia có nền kết cấu áo đường. Nhờ vào ưu điểm này mà đường, nền móng công trình. Hiệu quả hoạt bề dày của các lớp kết cấu được giảm xuống động của lưới địa kỹ thuật 2 trục dựa trên cơ khoảng 30%, từ đó chi phí xây dựng, chi phí chế khóa hạt cốt liệu bên trong những ô lưới duy tu bảo dưỡng được giảm xuống đáng kể. có gân lưới dạng vuông. Giữa các hạt vật Cũng như lưới địa kỹ thuật 1 trục, lưới địa liệu bên trong mắt lưới sẽ tạo ra một kết cấu kỹ thuật 2 trục có thể được sử dụng với mọi cứng và loại bỏ hiện tượng dịch chuyển của loại vật liệu đắp có tại địa phương. Sản các hạt nên có thể ngăn ngừa hiện tượng lún phẩm lưới địa kỹ thuật 2 trục tỏ ra rất hiệu lệch, tăng cường khả năng chịu tải của đất quả khi ứng dụng cho các công trình giao nền, đặc biệt có sự phân bố lại tải trọng trên thông, đường xá, nền nhà xưởng, kho bãi. Hình 6. Nền đất được gia cố bằng lưới địa kỹ thuật 2 trục
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 67 - Lưới 3 trục (triaxial geogrid) có sức gồm kiểm toán trượt ngang, lật, ổn định nền chịu kéo theo tất cả các hướng, cấu trúc mắt và trượt tổng thể. lưới có dạng tam giác nên giúp giữ chặt hạt vật liệu, kết hợp với tính chất phân bố về cường độ theo các phương, tạo thành lớp gia cố hiệu quả hơn lưới 2 trục. Lưới 3 trục dùng rất hiệu quả trong gia cố nền đất yếu. 2. Thiết kế tường chắn có lưới địa kỹ thuật gia cường Tường chắn đất có cốt là lưới địa kỹ thuật được thiết kế tận dụng kết hợp đặc trưng làm việc của các vật liệu khác nhau, có tính ổn định, độ cứng và ít bị biến dạng do Hình 8. Các sơ đồ kiểm toán ổn định tổng thể kết hợp được hai yếu tố: đất (chịu nén tốt) và Hiện nay, ở Việt Nam chưa có tiêu lưới địa kỹ thuật (chịu căng kéo). Có thể nói, chuẩn riêng cho thiết kế tường chắn có cốt là với nhiều đặc tính vượt trội của mình, tường lưới địa kỹ thuật. Vì vậy, trong nội dung bài chắn đất có cốt sử dụng lưới địa kỹ thuật là viết này tác giả sử dụng tiêu chuẩn AASHTO giải pháp tiên tiến, ưu việt cho nhiều yêu cầu 2002/NHI 043 – ASD của Mỹ để giới thiệu khác nhau. Lưới có nhiệm vụ neo khối đất dễ bị trượt vào khối đất tự nó đã ổn định, các bước cơ bản cho bài toán thiết kế. còn bề mặt tường chỉ có tác dụng làm đẹp và 3. Áp dụng tính toán thiết kế giữ cho đất khỏi bị xói mòn. Thiết kế một tường chắn đất gia cường Phương pháp thiết kế dựa trên hai yếu bằng lưới địa kỹ thuật một trục, tường chắn tố chính để xác định loại lưới, chiều dài lưới cao 6m. Cho biết: Đất trong tường chắn có r và khoảng cách các lớp lưới: = 19,6kN/m3, r = 34 o, cr = 0; Đất sau tường - Kiểm toán ổn định nội bộ (kiểm toán chắn có b = 19,6kN/m3, b = 30o, cb = 0; Đất ổn định bản thân tường): bao gồm kiểm toán nền có f = 19,6kN/m3, f = 30o, cf = 0; Tải cốt bị khả năng kéo đứt và khả năng kéo trọng phụ phân bố đều trên đỉnh tường: q = tuột, nhằm mục đích xác định khoảng cách 15kN/m2. giữa các lớp lưới, lực đẩy lớn nhất trong mỗi Bước 1. Vẽ sơ đồ kiểm toán tính toán lớp lưới và chiều dài lưới. Hình 7. Các sơ đồ kiểm toán ổn định nội bộ - Kiểm toán ổn định tổng thể: tương tự như các kết cấu tường chắn đất khác, bao Hình 9. Sơ đồ kiểm toán
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 68 Bước 2. Vẽ sơ đồ bố trí lưới trọng phụ phân bố đều trên đỉnh tường: q = 15kN/m2. Bước 4. Kiểm toán ổn định nội bộ, bao gồm: - Kiểm toán khả năng cốt bị kéo đứt + Xác định áp lực ngang lên tường, h Ka = tan2(45o - b/2) = 0,33  h  K a  r z  q   0,3319,6 * z  15 + Xác định lực đẩy lớn nhất trong các Hình 10. Sơ đồ bố trí lưới lớp lưới, Tmax Bước 3. Xác định các thông số cơ bản Chiều cao tường: H = 6m; chọn chiều Tmax = h*Sv = 0,33(19,6*z + 15)*Sv dài lưới sơ bộ: L = 4,5m; Chọn khoảng cách + Chọn lưới có độ bền chịu kéo cho giữa các lớp lưới: Sv = 0,5m; Đất trong tường phép, Tall (Lưới của hãng TENAX) chắn: r = 19,6kN/m3, r = 34o, cr = 0; Đất sau Tall FS ( B )   1,5 tường chắn: b = 19,6kN/m3, b = 30o, cb = 0; Tmax Đất nền: f = 19,6kN/m3, f = 30o, cf = 0; Tải Bảng 1. Tổng hợp kết quả kiểm toán khả năng bị kéo đứt TT z Sv Tmax Loại lưới Tall HSAT Kết lớp (m) (m) (kN/m) (TENAX) (kN/m) FS (B) luận 12 0,5 0,5 4,1 TT045SAMP 20,8 5,1 Đạt 11 1,0 0,5 5,7 TT045SAMP 20,8 3,6 Đạt 10 1,5 0,5 7,3 TT045SAMP 20,8 2,8 Đạt 9 2,0 0,5 8,9 TT045SAMP 20,8 2,3 Đạt 8 2,5 0,5 10,6 TT045SAMP 20,8 2,0 Đạt 7 3,0 0,5 12,2 TT045SAMP 20,8 1,7 Đạt 6 3,5 0,5 13,8 TT060SAMP 27,7 2,0 Đạt 5 4,0 0,5 15,4 TT060SAMP 27,7 1,8 Đạt 4 4,5 0,5 17,0 TT060SAMP 27,7 1,6 Đạt 3 5,0 0,5 18,6 TT090SAMP 41,6 2,2 Đạt 2 5,5 0,5 20,3 TT090SAMP 41,6 2,1 Đạt 1 6,0 0,5 21,9 TT090SAMP 41,6 1,9 Đạt Hz - Kiểm toán khả năng cốt bị kéo tuột LR     + Chiều dài lưới neo giữ phía sau mặt tan  45o  r   2 trượt, LE + Xác định chiều dài lưới tổng cộng 1,5(Tmax ) LE  (LE ≥ 1m) của mỗi lớp, L (2)(0,8)(tan r )(0,8)(1)( r )( z ) L = LR + LE + Chiều dài lưới phía trước mặt trượt, LR
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 69 Bảng2. Tổng hợp kết quả kiểm toán khả năng bị kéo tuột TT z Sv Tmax LE LEmin FR HSAT Kết luận lớp (m) (m) (kN/m) (m) (m) (kN/m) FS (PO) 12 0,5 0,5 4,1 0,73 1,0 10,6 2,6 Đạt 11 1,0 0,5 5,7 0,51 1,0 21,2 3,7 Đạt 10 1,5 0,5 7,3 0,43 1,0 31,7 4,3 Đạt 9 2,0 0,5 8,9 0,39 1,0 42,3 4,7 Đạt 8 2,5 0,5 10,6 0,38 1,0 52,9 5,0 Đạt 7 3,0 0,5 12,2 0,36 1,0 63,5 5,2 Đạt 6 3,5 0,5 13,8 0,35 1,0 74,0 5,4 Đạt 5 4,0 0,5 15,4 0,34 1,0 84,6 5,5 Đạt 4 4,5 0,5 17,0 0,33 1,0 95,2 5,6 Đạt 3 5,0 0,5 18,6 0,33 1,0 105,8 5,7 Đạt 2 5,5 0,5 20,3 0,33 1,0 116,3 5,7 Đạt 1 6,0 0,5 21,9 0,32 1,0 126,9 5,8 Đạt Bảng 3. Tổng hợp kết quả tính toán chiều dài lưới L kiến TT z Sv Tmax LE LEmin LR L nghị lớp (m) (m) (kN/m) (m) (m) (m) (m) (m) 12 0,5 0,5 4,1 0,73 1,0 2,92 3,92 4,5 11 1,0 0,5 5,7 0,51 1,0 2,66 3,66 4,5 10 1,5 0,5 7,3 0,43 1,0 2,39 3,39 4,5 9 2,0 0,5 8,9 0,39 1,0 2,13 3,13 4,5 8 2,5 0,5 10,6 0,38 1,0 1,86 2,86 4,5 7 3,0 0,5 12,2 0,36 1,0 1,60 2,60 4,5 6 3,5 0,5 13,8 0,35 1,0 1,33 2,33 4,5 5 4,0 0,5 15,4 0,34 1,0 1,06 2,06 4,5 4 4,5 0,5 17,0 0,33 1,0 0,80 1,80 4,5 3 5,0 0,5 18,6 0,33 1,0 0,53 1,53 4,5 2 5,5 0,5 20,3 0,33 1,0 0,27 1,27 4,5 1 6,0 0,5 21,9 0,32 1,0 0,00 1,00 4,5 Bước 5: Kiểm toán ổn định tổng thể MO = F1(H/3) + F2(H/2) = + Kích thước hình học của tường: = 116,43*(6/3) + 29,7*(6/2) = H = 6m, L = 4,5m = 321,96kNm/m + Tính các tải trọng: MRO = W(L/2) = 529,2*(4,5/2) = W = rHL = 19,6*6*4,5 = 529,2kN/m 1190,7kNm/m qL = 15*4,5 = 67,5kN/m MRBP = W(L/2) + qL(L/2) = 529,2*(4,5/2) + L M RBP  M 0 L 67,5*(4,5/2) = 1342,58kNm/m e   0,54m   0,75m - Kiểm toán lật 2 W  qL 6 1 1 Hệ số an toàn lật, FS(OT) F1   b H 2Ka  *19,6 * 62 * 0,33  116,43 M RO 1190,7 2 2 FS (OT )    3,7  1,5 (F1 kN/m) M O 321,96 F2 = qHKa = 15*6*0,33 = 29,7kN/m  ổn định + Tính các mômen: - Kiểm toán trượt ngang
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 70 + Lực đẩy ngang tại đáy tường, FH qult = cfNc + 0,5f (L-2e)N = FH = Pa = F1 + F2 = 116,43 + 29,7 = 0,5*19,6*(4,5 – 2*0,54)*22,4 = = 146,13kN/m = 750,76kN/m 2 + Lực chống đẩy ngang tại đáy tường, FR + Tổng tải trọng thẳng đứng, v FR = Wtan(f) = 529,2*tan(30o) = W  qL 529,2  67,5 2 v    192,89 kN/m 341,7kN/m L  2e 4,5  2 * 0,54 + Hệ số an toàn trượt, FS(SL) + Hệ số an toàn ổn định nền, FS (BC) F 341,7 qult 750,76 FS ( SL )  R   2,3  2 FS ( BC )    3,9  2,5 FH 146,13  v 192,89  ổn định  ổn định - Kiểm toán ổn định nền - Kiểm toán ổn định trượt tổng thể: ổn định + Tính độ lệch tâm, e vì hệ số an toàn lớn hơn 1. + Sức chịu tải tới hạn của đất nền, qult (Sử dụng phần mềm Geoslope/W) Hình 11. Sơ đồ kiểm toán ổn định trượt tổng thể 4. Kết luận bảo dưỡng công trình cũng không yêu cầu Tường chắn có cốt bằng lưới địa kỹ quá khắt khe. thuật cho thấy những ưu điểm vượt trội so Một điểm nổi bật của tường chắn có với phương án truyền thống – sử dụng vật cốt bằng lưới địa kỹ thuật chính là mặt thẩm liệu bê tông cốt thép. Tường chắn bền vững mỹ, có rất nhiều lựa chọn trong việc thiết kế trước các yếu tố tác động từ thiên nhiên. Chi bề mặt tường, có thể lựa chọn bề mặt bê phí giảm đáng kể, tỏ rõ ưu thế đối với tông, gạch block hay panel với các hình phương án truyền thống, giúp tiết kiệm đáng dạng và màu sắc khác nhau. kể cho chủ đầu tư. Hiện nay, sản phẩm lưới địa kỹ thuật Việc thi công cũng tương đối đơn giản, được sản xuất và phân phối bởi rất nhiều không yêu cầu những phương tiện thi công công ty giúp cho việc cung ứng vật liệu trở phức tạp, thời gian xây dựng công trình cũng nên dễ dàng, khâu tính toán thiết kế được hỗ được rút ngắn, tạo sự thuận lợi cho tiến độ trợ bởi rất nhiều phần mềm chuyên dụng, dự án. Tuổi thọ dạng công trình này là rất giúp cho ra những kết quả chính xác. cao, có thể lên tới hơn 120 năm, việc duy tu, Việt Nam – nơi mà các hiện tượng xói mòn, trượt lở xảy ra khá phổ biến, gây ra
Thông báo Khoa học và Công nghệ* Số 1-2013 71 những ảnh hưởng to lớn tới đời sống dân cư, thêm những mặt mạnh của sản phẩm và khắc kinh tế đất nước, vì vậy việc tìm ra các giải phục những mặt yếu hoặc có thể phát triển pháp phòng tránh, giảm thiểu tác hại của các những sản phẩm mới ưu việt hơn thay thế sản hiện tượng này là yêu cầu cấp bách của nhiều phẩm cũ. Không có giải pháp, kỹ thuật nào là cấp quản lý. Chính vì vậy, tiềm năng ứng tối ưu cho mọi trường hợp nên người thiết kế dụng của các vật liệu địa kỹ thuật tiên tiến là phải cân nhắc quyết định sử dụng các giải rất lớn, phù hợp với điều kiện ở nước ta. pháp một cách hợp lý và kinh tế nhất. Sản phẩm nào cũng có mặt mạnh và mặt yếu, do đó cần nghiên cứu phát triển TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Dương Học Hải. 2004. Thiết kế và thi công tường chắn có cốt, Nxb Xây Dựng. [2] US Department of Transportation Federal Highway Administration. 2001. Design and construction guidelines. Publication No.FHWA-NHI-00-043. Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes. [3] US Department of Transportation Federal Highway Administration. 2001. Design and construction guidelines. Publication No.FHWA-NHI-00-044. Corrosion/ Degradation of Soil Reinforcement for Mechanically Stabilized Earth Walls and Reinforced Soil Slopes. [4] Victor Elias, P.E; Barry R. Chiristopher, PhD, P.E and Ryan R, Berg, P.E. 2001. Mechanically Stabilized earths walls and reinforced soil slopes Design & Construction Guidelines. NHI - National Highway Institute office of Bridge Technology. [5] BS 8006-1995: Code of practice for Strengthened/ Reinforced soils and other fills. British Standard.

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí

65 tài liệu

2418 lượt tải

THÔNG TIN

TRỢ GIÚP

HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG

Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.