Nghiên cứu ứng dụng sản phẩm neoweb vào kết cấu áo đường mềm cho vùng cát biển khánh hòa

Những tồn tại của các công trình đường ô tô khi xây dựng trên vùng cát biển Khánh Hoà……… Trang 8 Chương 2: Giới thiệu về việc ứng dụng sản phẩm Neoweb vào kết cấu áo đường mềm.. So sánh

Mục lục:

Chương mở đầu

I.1 Sự cần thiết của đề tài… ……… Trang 4 I.2 Mục tiêu của đề tài ……… Trang 4 I.3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu.……… Trang 4 I.3.1 Nội dung nghiên cứu ……… Trang 4 I.3.2 Phạm vi nghiên cúu……… Trang 4 I.4 Phương pháp nghiên cứu……… Trang 4 I.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài……… Trang 5

Chương 1: Tổng quan điều kiện địa chất thủy văn và kết cấu

áo đường xây dựng trên vùng cát biển

1.1 Phân tích các yếu tố cơ học tác dụng lên công trình nền -

1.2 Tính chất cơ – lý của cát biển tại địa phương Phân tích,

đánh giá những hạn chế khi xây dựng đường ô tô trên nền

1.3 Phương án kết cấu áo đường ô tô hiện đang xây dựng trên

vùng cát biển Khánh Hoà……… Trang 7

1.4 Những tồn tại của các công trình đường ô tô khi xây dựng

trên vùng cát biển Khánh Hoà……… Trang 8

Chương 2: Giới thiệu về việc ứng dụng sản phẩm Neoweb vào

kết cấu áo đường mềm

2.1 Mô tả khái quát về sản phẩm Neoweb……… Trang 10

2.2 Khả năng ứng dụng sản phẩm Neoweb hiện nay trên thế

giới trong làm đường ô tô cũng như trong nhiều lĩnh vực

khác……… Trang 12 2.2.1 Ứng dụng sản phẩm Neoweb trong việc thi công đường

2.2.2 Ứng dụng trong hệ thống bảo vệ bờ kênh và sườn dốc… Trang 19

2.2.3 Ứng dụng làm công trình hồ chứa……… Trang 21 2.2.4 Ứng dụng Neoweb trong hệ thống giữ đất……… Trang 22 2.2.5 Ứng dụng Neoweb làm tường chắn đất……… Trang 25

2.3 Ưu điểm của việc ứng dụng sản phẩm hệ Neoweb vào

kết cấu áo đường ô tô……… Trang 27

2.4 Cơ chế gia cố ổn định nền đất yếu của hệ thống ô ngăn

hình mạng Neoweb……… Trang 27

Chương 3: Lý thuyết tính toán

3.1 Nguyên lý tính toán của hệ thống hỗ trợ tải trọng

Neoweb trong kết cấu áo đường……… Trang 32 3.1.1 Các thông số thiết kế……… Trang 32 3.1.2 Tính toán thiết kế mặt đường……… Trang 34 3.2 Điều kiện kiểm toán kết cấu áo đường khi sử dụng

3.3 Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu để ứng dụng tính toán

kết cấu áo đường trong vùng cát biển……… Trang 37

Chương 4: Đánh giá hiệu quả kỹ thuật – kinh tế của giải pháp

4.1 Ví dụ tính toán ứng dụng Neoweb cho một công trình tại

địa phương……… Trang 42 4.1.1 Tính toán theo hướng dẫn của hãng PRS……… Trang 42 4.1.2 Tính toán theo hướng dẫn thiết kế áo đường mềm 22

TCN 211-06……… Trang 47

4.1.3 So sánh hiệu quả kỹ thuật – kinh tế của giải pháp kết cấu

áo đường mềm có sử dụng Neoweb so với giải pháp kết

hiện tại đã xây dựng tại công trình……… Trang 49 4.2 Công nghệ thi công kết cấu áo đường mềm có ứng dụng

giải pháp Neoweb……… Trang 55

KẾT LUẬN CHUNG………… ……… Trang 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO…… ……… Trang 60

Phụ lục 1: Kết quả thí nghiệm các mẫu cát tại Vịnh Cam Ranh

Phụ lục 2: Bảng tính dự toán so sánh hai phương án kết cấu

Phụ lục 3: Kết quả đo mô đun đàn hồi trên mặt nền cát biển

có gia cố bằng Neoweb

Phụ lục 4: Bảng báo giá sản phẩm Neoweb của Công ty Cổ

phần JIVC

CHƯƠNG MỞ ĐẦU I.1 Sự cần thiết của đề tài:

- Cát biển tại tỉnh Khánh Hoà có kích thước hạt nhỏ, kém dính, khó lu lèn chặt để tận dụng làm nền đường Các giải pháp kết cấu hiện tại khi xây dựng đường ô tô qua vùng cát biển tại địa phương là thay lớp cát biển bằng lớp đất đồi hoặc lớp vật liệu khác tương tự và trên đó là các lớp vật liệu áo đường, giải pháp kết cấu áo đường như vậy là tốn kém và thời gian thi công kéo dài

- Việc nghiên cứu ứng dụng một giải pháp kết cấu khác thay kết cấu áo đường truyền thống mang lại hiệu quả kinh tế, giảm giá thành xây dựng và rút ngắn thời gian thi công so với kết cấu truyền thống là cần thiết

I.2 Mục tiêu của đề tài:

Nghiên cứu việc ứng dụng sản phẩm mới (Neoweb) vào kết cấu áo đường mềm cho vùng cát biển Khánh Hoà

I.3 Nội dung và phạm vi nghiên cứu:

I.3.1 Nội dung nghiên cứu:

- Nêu các loại kết cầu áo đường đã và đang xây dựng tại vùng cát biển Khánh Hòa, chỉ ra những hạn chế của kết cấu áo đường truyền thống

- Nghiên cứu về cơ chế làm việc của sản phẩm Neoweb trong kết cấu áo đường mềm

- Nghiên cứu về phương pháp tính toán kết cấu áo đường mềm có sử dụng sản phẩm Neoweb

- Nghiên cứu thực nghiệm sản phẩm Neoweb vào vùng cát biển Khánh Hòa và tính toán kết cấu áo đường mềm có sử dụng Neoweb theo tiêu chuẩn

22 TCN 211-06 Đánh giá hiệu quả kỹ thuật – kinh tế của giải pháp kết cấu so với giải pháp kết cấu áo đường truyền thống

I.3.2 Phạm vi nghiên cứu:

- Kết cấu áo đường áp dụng sản phẩm Neoweb: Áo đường mềm;

- Địa chất xây dựng kết cấu áo đường: Vùng cát biển;

- Địa phương nghiên cứu: Tỉnh Khánh Hòa

I.4 Phương pháp nghiên cứu:

- Phương pháp lý thuyết kết hợp phương pháp thực nghiệm:

+ Thu thập các số liệu cát biển tại địa phương

+ Thu thập kết cấu đường đã thi công tại địa phương

+ Thí nghiệm xác định các chỉ tiêu của cát biển có gia cố bằng Neoweb

I.5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài:

Qua việc nghiên cứu về các kết cấu áo đường mềm đang sử dụng tại vùng cát biển trên địa bàn tỉnh Khánh Hòa, chỉ ra được các nhược điểm của các kết cấu đã và đang áp dụng Từ đó, nghiên cứu ứng dụng một giải pháp kết cấu áo đường có sử dụng sản phẩm Neoweb mang lại hiệu quả kinh tế - kỹ thuật so với giải pháp truyền thống

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN ĐIỀU KIỆN ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN VÀ KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG XÂY DỰNG TRÊN VÙNG CÁT BIỂN 1.1 Phân tích các yếu tố cơ học tác dụng lên công trình nền - mặt đường:

Các yếu tố cơ học tác dụng lên công trình nền - mặt đường bao gồm:

- Tải trọng xe: Tải trọng xe

tác dụng trực tiếp lên công trình

nền – mặt đường, gây ra biến

dạng thẳng đứng, biến dạng

ngang Đây là yếu tố cơ học

chính tác dụng trực tiếp lên nền –

mặt đường

- Các yếu tố thời tiết:

nắng, mưa, gió… là các yếu

tố tác dụng thường xuyên lên

công trình nền – mặt đường,

đây không phải là yếu tố cơ

học chủ yếu làm cho nền –

mặt đường bị hư hỏng nhưng

các yếu tố này có tính thường

xuyên liên tục, làm giảm chất

lượng vật liệu nền mặt đường

Dưới tác dụng của tải trọng xe trùng phục sẽ làm công trình nền – mặt đường

bị hư hỏng nhanh chóng

1.2 Tính chất cơ – lý của cát biển tại Khánh Hoà Phân tích, đánh giá những hạn chế khi xây dựng đường ô tô trên nền cát biển địa phương:

Căn cứ kết quả thí nghiệm của các mẫu cát tại vùng bán đảo Cam Ranh làm đại diện (chi tiết tại Phụ lục 1) và căn cứ Tiêu chuẩn TCVN 5747-1993 – Phân loại đất xây dựng, rút ra các kết luận sau đây:

Do vậy việc xây dựng các công trình đường trên khu vực này công trình

sẽ bị xuống cấp khi có mưa, gió

Hình 1.2: Xử lý nền cát biển bằng đào thay đất

1.4 Những tồn tại của các công trình đường ô tô khi xây dựng trên vùng cát biển Khánh Hoà:

Từ phương án kết cấu trên thấy rằng: Các đơn vị tư vấn không dùng cát biển để làm kết cấu áo đường mà đào bỏ thay bằng cấp phối đồi Phương án này không kinh tế do phải đào bỏ cát và thay bằng đất đồi chọn lọc, chi phí thi

Mặt cát biển Đệm đất chọn lọc

công nền đường cao và thời gian thi công kéo dài Ngoài ra, việc khai thác đất đồi và vận chuyển đến công trường để đắp nền đường sẽ tác động đến môi trường khu vực

Vì vậy, việc đưa ra một giải pháp kết cấu áo đường tận dụng ngay cát biển làm nền đường, hạn chế việc khai thác đất đồi thi công và gia cố ổn định nền đường là một giải pháp mang lại hiệu quả kinh tế - xã hội

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VỀ VIỆC ỨNG DỤNG SẢN PHẨM NEOWEB VÀO KẾT CẤU ÁO ĐƯỜNG MỀM

2.1 Mô tả khái quát về sản phẩm Neoweb:

Hệ thống Neoweb là mạng lưới không gian các ô ngăn có vách dạng tổ ong được đục lỗ và tạo nhám Hệ thống tấm đục lỗ Neoweb bao gồm các dải polyethylen nối với nhau bằng các mối nối hàn

Neoweb có các chiều cao khác nhau để đáp ứng được giới hạn tải trọng

và cường độ đất nền thiết kế

Bề mặt thành ô ngăn được đục lỗ tạo nhám để cải thiện sức kháng ma sát thành bên và thoát nước ngang

dfgskfg

Hình 2.1 Chi tiết ô ngăn Neoweb

Khi trải hệ thống Neoweb và chèn bằng đất, cát hoặc cấp phối đá dăm tạo thành kết cấu liên hợp nhờ sự tiếp xúc địa kỹ thuật của vật liệu chèn và thành vách ngăn nhằm ngăn cách đất giữ và bảo vệ các vật liệu chèn lấp bên trong theo ba phương tạo ra một cường độ chịu kéo theo từng phương Kết cấu ô ngăn hình mạng tạo ra nền gia cố mong muốn

Các mạng lưới ô ngăn hình mạng tổ ong sẽ phân bố tải trên một diện tích rộng hơn, tạo ra một lớp đệm có cường độ chịu uốn và độ cứng cao Lớp đệm này làm giảm độ lún thằng đứng trong nền đất yếu, cải thiện sức chống cắt và tăng cường sức chịu tải của kết cấu

Hệ thống Neoweb không gian cải thiện khả năng phục vụ của các lớp vật liệu không dính (như cát), giảm độ biến dạng dài hạn, tăng cường mức phục

vụ của các vật liệu chèn lấp và giảm chiều dày của lớp kết cấu tăng cường (như lớp móng dưới, các lớp móng trên, các lớp bê tông Asphalt) Hệ thống Neoweb làm tăng sự ổn định dài hạn của nền móng dưới tác động lặp của tải trọng động

Các chỉ tiêu kỹ thuật của Neoweb:

Bảng 2.1: Các kích thước cơ bản của các loại Neoweb

Bảng 2.2: Một số tính chất cơ lý của Neoweb

2.2 Khả năng ứng dụng sản phẩm Neoweb hiện nay trên thế giới trong làm đường ô tô cũng như trong nhiều lĩnh vực khác:

Ứng dụng ô ngăn, hệ thống tấm đục lỗ Neoweb ngăn chặn sai sót biến dạng và dịch chuyển biên của khối vật liệu Hệ thống làm ổn định vật liệu được chèn lấp bên trong, tạo ra sự phân bố tải trọng rộng và đều khắp trên nền đất yếu, làm ổn định nền móng cho các mặt đường được rải nhựa và sự vững chắc cho đường đất

Hệ thống này tạo ra lớp móng cứng với độ bền cao, hoạt động như một vách bán dẻo phân bố tải trọng ra biên và giảm áp lực tiếp xúc với mặt đất được san bằng để đắp nền Độ dày của vật liệu có thể giảm xuống 50% hoặc hơn khi dùng vật liệu được ngăn định hình so với vật liệu không được ngăn định hình Cát, sỏi và đất xấu ngay tại công trình có thể được tận dụng để thay thế cho những vật liệu đắt giá hơn

Các lỗ đục làm tăng góc ma sát giữa vật liệu chèn lấp và vách ngăn ô, tạo

ra sự kết dính vật liệu tốt hơn Điều này tạo ra sự phân bố tải trọng tổng thể tốt hơn và sự vững chắc của hệ thống

Hệ thống tấm đục lỗ thuận tiện cho sự thoát nước ở biên của nền đất cao

và nước bề mặt, tạo ra hệ thống chịu tải tốt hơn khi đất bị ẩm

Các tấm đục lỗ giúp thoát nước qua các ô ở biên dưới khu vực lưu thông, giảm tác động xấu của tình trạng đọng nước trong các ô khi hệ thống đặt trên nền thoát nước chậm

Khi Neoweb được chèn lấp bằng bê tông, bê tông sẽ chảy tràn qua các ô, làm tăng độ ma sát giữa bê tông và các vách ngăn ô, tạo ra bờ vỉa cấu trúc vững chắc hơn

Hệ thống Neoweb ứng dụng lý tưởng cho các bãi chứa, bãi đỗ xe, nền móng đường sắt, đường đất và đường đá sỏi, bờ vỉa của móng chính và móng phụ, đường dốc lòng chảo, đệm móng, móng bè, hệ thống hỗ trợ ống dẫn, cống ngầm và các đường ngầm

2.2.1 Ứng dụng sản phẩm Neoweb trong việc thi công đường giao thông:

a Công trình tuyến đường cho phép xe bọc thép đi lại:

Ứng dụng Neoweb trong việc xây dựng một tuyến đường cho xe bọc thép đi lại trong vùng cát sa mạc tại Nam Israel Việc thi công kết cấu đường

có sử dụng Neoweb rút ngắn được thời gian, đảm bảo yêu cầu an ninh đường vào khu vực quân sự và giải pháp này còn là một kết cấu hòa hợp với môi trường

Hình 2.2: Vùng cát sa mạc trước khi thi công

Hình 2.3: Lắp đặt Neoweb và chèn lấp bằng cát

Hình 2.4: Thông xe sau khi thi công xong

Hình 2.5: Bề mặt đường hoàn thiện

Hình 2.6: Kết cấu áo đường đã thi công

b Gia cố đường vào khu quân sự ở Georgia:

- Địa chất: Đất sét hữu cơ

- Khó khăn: Con đường tới khu quân sự đi qua khu đầm lầy, đã bị lún và xuất hiện nhiều hố lớn do không đủ sức chịu tải, gây trở ngại cho xe cộ đi lại

Chủ đầu tư yêu cầu thi công một con đường cấp phối và thích hợp với việc đi lại quanh năm của các loại xe quân đội

- Giải pháp truyền thống: Thi công con đường với nhiều lớp đất nền và

đá dăm Phương pháp này rất tốn kém và đòi hỏi bảo dưỡng thường xuyên sau khi thi công

- Giải pháp Neoweb: Thi công một lớp Neoweb cao 200mm, sau đó chèn lấp bằng các vật liệu hạt nhỏ có sẵn tại địa phương và có chi phí thấp Việc lắp đặt diễn ra nhanh Sức chịu tải của đường được cải thiện phù hợp với việc

đi lại quanh năm của các xe quân đội, không yêu cầu bảo dưỡng thường xuyên

c Làm đường nông thôn qua mỏ than bùn và đầm lầy ở Ireland:

Hình 2.7: Mặt bằng hiện trạng xây dựng công trình

- Địa chất: Than bùn đầm lầy

- Khó khăn: Xây dựng một con đường nông thôn chạy qua khu vực than bùn và đầm lầy sức chịu tải kém Đây là khu dự trữ tự nhiên nên chính quyền địa phương đòi hỏi có một giải pháp không gây tổn hại môi trường

- Giải pháp thông thường: Thi công một con đường cấp phối không gia

cố và có độ dày lớn Giải pháp này đòi hỏi một khối lượng đất đắp lớn cũng như tốn nhiều thời gian và công sức để đầm nén các lớp đất đắp

- Giải pháp Neoweb: Dùng hai lớp Neoweb cao 200mm, và chèn lấp bằng đất chất lượng thấp trộn với than bùn

- Hiệu quả của giải pháp:

+ Tăng sức chịu tải và cho phép xe tải và máy móc nông nghiệp tải trọng nặng đi trên con đường này

+ Giảm 40% khối lượng cấp phối yêu cầu, giảm đáng kể chi phí

+ Giảm 30% thời gian thi công

+ Neoweb chứng tỏ là giải pháp “Xanh” hiệu quả

d Xây dựng đường vào song song với đường sắt cho cần cẩu và xe hạng nặng ở Ba Lan:

- Địa chất: Cát

- Khó khăn: Do cần phải bảo dưỡng và thay ray thường xuyên nên cần phải xây dựng một tuyến đường chạy song song cho phép xe tải trọng nặng (trên 50 tấn) đi lại suốt cả năm., đồng thời tuyến đường phải chịu được rung

động của đoàn tàu khi tàu chạy qua Chủ đầu tư yêu cầu lắp đặt nhanh, sử dụng vật liệu địa phương và phải phù hợp với cảnh quan rừng xung quanh và không gây hại đến môi trường

Hình 2.8: Hiện trường thi công

- Giải pháp thông thường:

+ Sử dụng các tấm bê tông cốt thép lát mặt đường Giải pháp này chi phí cao và không phù hợp với môi trường

+ Giải pháp khác là rải bê tông nhựa lên trên các lớp cấp phối đá dăm

Do độ rung lớn có thể làm nứt và hỏng đường

+ Giải pháp Neoweb: Sử dụng lớp Neoweb cao 200mm đặt trực tiếp trên nền đất sau đó lấp bằng cát khai thác tại địa phương

Hiệu quả của giải pháp:

+ Thời gian thi công nhanh, giảm đến 50%

+ Sự ổn định cao, có khả năng chịu tải trọng nặng

+ Tính thẩm mỹ cao, làm đường phù hợp với môi trường xung quanh

+ Nhờ áp dụng Neoweb, làm giảm tổng chi phí dự án xuống còn khoảng 62%

e Công trình tăng cường sức chịu tải và ổn định nền đắp đường sắt vùng Katowice – Warczawa, Chruszczbrod, Ba Lan:

Ứng dụng Neoweb trong việc trợ tải nền đường sắt và bảo vệ mái taluy đường đã xuống cấp

Hình 2.9: Quá trình thi công công trình

2.2.2 Ứng dụng trong hệ thống bảo vệ bờ kênh và sườn dốc:

Hệ thống bảo vệ bờ kênh và sườn dốc bằng tấm đục lỗ Neoweb ngăn ô, gia cố và giữ đất đá chèn lấp và bề mặt, kiểm soát các dịch chuyển sụt dốc do thủy động lực và trọng lực Khi các ô chèn lấp bằng bê tông, hệ thống trở thành một đệm bê tông linh hoạt có sẵn các khớp nối mở rộng Các hệ thống bảo vệ đơn hoặc đa tầng đáp ứng các yêu cầu đa dạng về cấu trúc và thủy lực Các dây chằng được sử dụng kết hợp tạo thêm độ vững chắc cho những sườn dốc và bờ kênh có độ dốc lớn hoặc khi bề mặt có đất đá cứng không cố định được bằng cọc Neo-Anchor với các dây chằng cố định phần chân và đỉnh trong các ứng dụng bảo vệ sườn dốc và bờ kênh

Hệ thống đục lỗ tạo ra sự cư trú tự nhiên hơn cho thực vật và động vật khi mà các con giun đất và chất dinh dưỡng có thể di chuyển từ ô này sang ô khác

Hệ thống đục lỗ làm cho bê tông chèn lấp có thể chảy qua các ô, tăng độ

ma sát giữa bê tông và các vách ngăn, tạo ra một hệ thống bảo vệ sườn dốc và

bờ kênh bằng bê tông rất tốt

Lý tưởng cho các bờ đê, sườn dốc, kè bờ chắn biển, bờ giữ đất, mặt đập, đập tràn và hệ thống bảo vệ trụ chống

Công trình đã thi công:

Xây dựng kênh ngăn lũ tại khu quân sự ở Nevatim, Israel:

- Các cơn lũ thường xuyên trong dòng chảy lớn băng ngang khu vực xây dựng sân bay quốc tế gây ra hư hỏng nhiều lần, cần phải xây dựng tuyến kênh

để hạn chế tác động của dòng chảy Vì dòng lũ lớn không dự đoán được vào mùa đông trong vùng sa mạc nên Chủ đầu tư (Không quân Israel) yêu cầu phải có giải pháp xây dựng nhanh và tin cậy

- Giải pháp truyền thống là lắp đặt các tấm bê tông cốt thép, đổ đá gia cố lòng kênh Giải pháp này có chi phí cao, thời gian thi công lâu

- Giải pháp Neoweb: Đặt lớp Neoweb cao 200mm bên trên lớp vải địa

kỹ thuật, neo bằng các neo Neoclip và cáp, đổ chèn bằng bê tông Tổng diện tích xây dựng kênh là 30.000 m2

Các hình ảnh trong quá trình thi công công trình:

Hình 2.11: Mặt cắt ngang kênh

2.2.3 Ứng dụng làm công trình hồ chứa:

Làm công trình hồ chứa nước trong vùng đất yếu ở Lublin, Ba Lan: Xây dựng một hồ chứa nước tại vùng Lublin để tăng cường nguồn nước địa phương Khu vực thiết kế có địa chất là bùn cát

Giải pháp truyền thống: Giải pháp truyền thống là dùng bê tông, phức tạp trong việc thi công Giải pháp khác là dùng các tấm bê tông đúc sẵn, đây

là giải pháp này có chi phí vận chuyển cao Vì các giải pháp này có độ cứng lớn nên gây ra các vết nứt của vật

liệu và hư hỏng, làm mất nước

Giải pháp Neoweb: 2.000 m2

tấm Neoweb đục lỗ cao 150mm trải

ra trên mái dốc hồ chứa, đặt trên lớp

màng địa kỹ thuật Đóng các neo để

neo giữ tấm Neoweb và đổ bê tông

chèn lấp trong ô để tạo thành bề mặt

Hình 2.12: Đổ bê tông chèn ô ngăn Neoweb

Hình 2.13: Kết cấu bề mặt hồ chứa

Hiệu quả của giải pháp:

- Lắp đặt nhanh và đơn giản;

- Kết cấu gia cố composite ba chiều trên mặt dốc hồ chứa với cường độ chịu uốn và chịu kéo cao;

- Hiệu quả tích trữ nước chứa cao;

- Giảm giá thành trong việc vận chuyển, vật liệu và nhân công

2.2.4 Ứng dụng Neoweb trong hệ thống giữ đất:

Hệ thống Neoweb khi xếp lớp sẽ trở thành một hệ thống giữ nền đất có thể đáp ứng được các yêu cầu cấu trúc khác nhau Hệ thống tạo sự linh hoạt trong xây dựng và tạo mỹ quan cho các bề mặt có vẻ rất đơn điệu Các nền đất được hình thành xong tạo điều kiện cho cỏ và thực vật nhỏ phát triển giữa các phần lộ ra của ô Hệ thống không thấm nước lộ bên ngoài giữ nước mưa và

Neoweb cao 150mm, chèn lấp bằng bê tông Lót màng Geomembrane

Đất nền hiện hữu

kiểm soát sự bay hơi của nước trong đất, tạo ra một môi trường phát triển tự nhiên cho thực vật

Hệ thống giữ nền đất bằng tấm đục lỗ Neoweb có thể hình thành một bề mặt rất dốc trong khi giữ được sự ổn định của cấu trúc qua tự trọng của nó và các ngoại lực đã được tính trước Hệ thống đáp ứng được các yêu cầu của công trình, đặc biệt là khi mặt bằng có đất yếu và không ổn định

Tăng cường khả năng giao tiếp ma sát giữa vách bằng tấm đục lỗ và đất, tạo ra ma sát lớn hơn cho vách chặn, giảm thiểu lực trượt ngang và tăng sự ổn định của lực nén

Các ô bằng tấm đục lỗ sử dụng với vật liệu chèn lấp phù hợp có thể đáp ứng được các yêu cầu về thoát nước và hạn chế việc làm các hệ thống thoát nước phức tạp hơn Lực thủy tĩnh sẽ được giảm thiểu trong một hệ thống thoát nước tốt, tạo điều kiện giảm bớt khối lượng cấu trúc và nâng cao hiệu quả kinh tế

Các tấm không đục lỗ màu nâu nhạt, xanh lá cây hoặc các bản có màu đặc biệt tạo ra sự hòa đồng tốt với mọi môi trường

Lý tưởng cho các sườn có độ dốc đứng trong xây dựng bờ đắp giao thông như nền đường cao tốc và trong điều kiện nền đất yếu

Công trình đã thi công:

Ổn định một mái dốc đứng tại đỉnh núi Nazareth:

Yêu cầu xây dựng một bờ dốc thẳng đứng khi xây dựng một tuyến đường trước khi Giáo hoàng đến thăm Nazareth trong chuyến đi đến Israel năm 2000 Taluy có độ dốc lớn, cây cỏ khó có thể mọc được để bảo vệ mái dốc

Giải pháp truyền thống: Đắp một số lượng lớn đất hữu cơ trên nền sườn dốc và trồng cỏ Giải pháp này không có tăng độ ổn định của mái dốc, dễ bị xói mòn khi trời mưa

Giải pháp Neoweb: Chủ đầu tư (Chính quyền địa phương) quyết định dùng giải pháp gia cố bằng cách lắp đặt dải Neoweb cao 200mm trên bề mặt vải địa kỹ thuật, neo bằng Neoclip, lấp đầy ô ngăn bằng đất bề mặt và trồng

cỏ

Một số hình ảnh công trình:

Hiệu quả của giải pháp:

- Gia cố hữu hiệu bờ dốc thẳng đứng và chống lại sự xói mòn;

- Thi công lắp đặt nhanh chóng;

Hinh 2.14: Mặt cắt ngang bờ dốc

2.2.5 Ứng dụng làm tường chắn đất:

Một đồi đá cát có nhiều cây rừng ở quận Khanty – Mansyisk – Nga đã xảy ra nhiều vụ lở đất bởi xói mòn và sự lặp đi lặp lại của việc đóng – tan băng Các vụ lở đất này đe đọa đến sự phá hủy ngọn đồi và các cư dân trong khu vực lân cận Trượt lở đất cũng làm cô lập tuyến đường vào thành phố, làm xấu hình ảnh tuyến đường vào thành phố Yêu cầu cần phải xây dựng một tuờng chắn không đều cao tới 80m để kiên cố ngọn đồi

Hình 2.15: Hiện trạng khu đồi

Giải pháp truyền thống là xây dựng một tường chắn bê tông cốt thép rất cao và móng sâu Giải pháp này đòi hỏi khối lượng thi công móng rất lớn Giải pháp này không được lựa chọn do vấn đề đất nền của khu vực và nước ngầm Cách khác để thi công móng là phun bê tông vào các neo vào trong đất với giá đắt do bởi tường quá cao Sau khi tiến hành các đánh giá kỹ thuật, giải pháp này không được lựa chọn do không đảm bảo yêu cầu cường độ

Giải pháp Neoweb: Mái dốc được giữ bằng một tường chắn có chiều cao tới 80m bên trên nền của ngọn đồi Một tường chắn nhẹ được hình thành bằng cách xếp các dải Neoweb cao 200mm nằm ngang, tổng diện tích Neoweb là 2 triệu m2

Hình 2.16: Quá trình thi công tường chắn

Hình 2.17: Tường chắn đất sau khi thi công xong

Hình 2.18: Mặt cắt ngang tường chắn

Các lợi ích của giải pháp:

- Sự ổn định tốt hơn mà không cần thêm vật liệu móng

- Thi công nhanh chóng hơn so với các giải pháp tương đương

- Giá thành giảm do sử dụng cát tại khu vực thay vì sử dụng đá và bê tông không có sẵn tại công trường

- Tăng tính dẻo của tường chắn làm tăng khả năng kháng sự chuyển động của đất nền khi có động đất

2.3 Ưu điểm của việc ứng dụng sản phẩm Neoweb vào kết cấu áo đường

ô tô:

- Hệ thống Neoweb ngăn ngừa sự phá hủy cắt và chuyển vị ngang của vật liệu đắp bên trong Hệ thống này ổn định vật liệu đắp, cung cấp một hệ thống phân bố tải trọng vượt qua vùng đất yếu, ổn định móng cho kết cấu mặt đường rải mặt hoặc ổn định bề mặt cho kết cấu mặt đường không rải mặt

- Hệ thống Neoweb tạo ra một lớp móng cứng có cường độ cao, hoạt động giống như một tấm bán cứng bằng việc phân bố tải trọng ra hướng ngang và giảm áp suất tiếp xúc lên nền đường Cát tại hiện trường và cấp phối chất lượng thấp có thể tận dụng làm vật liệu đắp

- Cải thiện mức phục vụ của vật liệu hạt nhờ cường độ bao quanh của tường ô, áp lực đất bị động trong các ô lân cận và truyền ứng suất thẳng đứng sang các ô xung quanh

- Làm tăng nhanh chóng sức chống cắt vật liệu hạt nhờ hệ thống đục lỗ làm thoát nước ngang trong kết cấu

- Giảm chi phí bằng việc giảm chiều dày kết cấu, thay thế vật liệu đắp đắt tiền bằng vật liệu sẵn có ở địa phương và giảm chi phí duy tu bảo dưỡng, kéo dài tuổi thọ kết cấu đặc biệt khi nền đất yếu hoặc khi đường chịu tải trọng nặng

- Thân thiện với môi trường, chịu được các tác động của môi trường, độ bền với môi trường cao là 50 năm (theo [9])

2.4 Cơ chế gia cố ổn định nền đất yếu của hệ thống ô ngăn hình mạng Neoweb:

2.4.1 Ổn định chống cắt trượt:

- Nền đất yếu dễ bị mất ổn định trượt trồi và cắt trượt dưới tác dụng của tải trọng tương đối thấp

- Hệ thống Neoweb sẽ chia cắt khu vực vật liệu chèn lấp, do đó sẽ ngăn chặn sự mất ổn định cắt trượt thể hiện như hình sau:

2.4.2 Cơ chế hoạt động gia cố sức chịu tải khi có sự tác dụng của tải trọng:

- Khi có tải trọng bánh xe tác dụng lên hệ thống ô ngăn hình mạng Neoweb thì dòng lực truyền theo hướng thẳng đứng và theo hướng ngang như các hình sau:

- Vì có sự ma sát giữa vật liệu chèn trong ô ngăn và thành ô ngăn nên khi

có áp lực ngang tác dụng lên thành ô sẽ tạo ra lực ma sát giữa bề mặt thành ô ngăn và vật liệu chèn lấp trong ô ngăn

- Vì có áp lực ngang do bánh xe tác dụng lên thành ô ngăn nên gây ra phản áp lực đất bị động tác dụng lên thành ô ngăn

- Thành phần áp lực ngang bị động tạo nên vành áp lực ngang tác dụng xung quanh ô ngăn

Toàn bộ khối đất được kìm hãm và chắn giữ bên trong một kết cấu có cường độ chịu kéo cao tạo ra một lớp vật liệu có sức kháng mô men uốn tăng lên đáng kể

Hình 2.21: Biểu đồ ứng suất mô men uốn

- Thành ô ngăn xung quanh sẽ hạn chế sự nở hông của vật liệu đắp bên trong ô ngăn, đó giảm độ lún biến dạng của mặt đường, tăng cường độ cứng kết cấu

- Tăng lực dính giả định cho vật liệu hạt rời (lực dính bằng không) khi gia cố bằng Neoweb

- Vòng tròn Mohr 1 tương ứng với mẫu đất bị phá hoại cắt khi chịu tác dụng của ứng suất pháp thẳng đứng 1 và ứng suất pháp nằm ngang 3

- Vòng tròn Mohr 2 tương ứng với mẫu đất bị phá hoại cắt khi chịu tác dụng của ứng suất pháp thẳng đứng r1 và ứng suất pháp nằm ngang 3+3

- Vòng tròn Mohr 3 tương ứng với mẫu đất bị phá hoại cắt khi chịu tác dụng của ứng suất pháp thẳng đứng r1 và ứng suất pháp nằm ngang 3

Căn cứ vào biểu đồ vòng tròn Mohr trên nhận thấy:

- Vật liệu không gia cố bằng Neoweb thì bị phá hoại cắt bởi cặp ứng suất pháp 1, 3 hoặc r1 và 3+3

- Vật liệu được gia cố bằng Neoweb thì bị phá hoại cắt bởi cặp ứng suất pháp r1 và 3 Vật liệu được tăng cường sức kháng cắt, đường bao ứng suất cắt được di chuyển tịnh tiến lên trên so với đường bao ứng suất cắt ban đầu

Mohr 1

Mohr 2

Mohr 3