Nhằm đảm bảo ổn định của công trình đường ở Lào đã phải tiến hành xây dựng gần ngàn tường chắn; đa số các tường chắn thường là tường chắn trọng lực đá xây, bê tông cốt thép hoặc rọ đá, t
Trang 1vấn đề tính toán lựa chọn tường chắn đất hợp lý trong xây dựng đường ô tô ở Lμo
ThS Xay nha vong - vi khon
Bộ môn Đường ôtô vμ sân bay Khoa Công trình - Trường Đại học GTVT
Tóm tắt: Trên cơ sở phân tích đặc điểm địa hình địa chất, vật liệu xây dựng, hiện trạng
xây dựng đường ô tô ở Lμo, tác giả đề cập vấn đề tính toán, lựa chọn loại hình tường chắn đất hợp lý vμ đặt vấn đề xây dựng bμi toán thiết kề tối ưu tướng chắn đất
Summary: Based on the features of topography, geography, construction material, road
construction existing in Laos; this article proposes the solution for calculating - selecting appropriate types of retaining walls and raising the issue of optimized retaining wall design
i đặc điểm địa hình địa chất vμ hiện
trạng xây dựng đường ô tô ở
chdcnd Lμo
Lào là quốc gia duy nhất ở khu vực
Đông - Nam á không có biển; núi non hiểm
trở chiếm tới 2/3 diện tích cả nước, núi cao
nhất tới 3000m Sông Mê Kông là sông lớn
nhất ở Lào chạy suốt từ Bắc đến Nam có
chiều dài khoảng 1865km, tạo nên vùng bình
nguyên có chiều cao dưới 200m chiếm
khoảng 20% của diện tích cả nước
Để bắt nhịp với trình độ phát triển chung
của khu vực, Nhà nước Cộng hoà dân chủ
nhân dân Lào đang tăng cường đầu tư phát
triển cơ sở hạ tầng giao thông vận tải; nhiều
tuyến đường được làm mới hoặc nâng cấp cải
tạo Do đặc điểm địa hình, các tuyến đường ô
tô ở Lào thường phải bám theo sườn núi, phải
men theo thung lũng sông và do vậy thường
phải đào sâu, đắp cao; mặt khác việc xây
dựng đường còn bị chi phối bởi điều kiện thiên
nhiên nghiệt ngã, các tầng đất đá bị phong
hoá mạnh mẽ cùng với điều kiện địa chất thuỷ
văn bất lợi làm cho hiện tượng sụt trượt xảy ra thường xuyên trên các tuyến đường; đặc biệt trong mùa mưa lũ
Nhằm đảm bảo ổn định của công trình
đường ở Lào đã phải tiến hành xây dựng gần ngàn tường chắn; đa số các tường chắn thường là tường chắn trọng lực đá xây, bê tông cốt thép hoặc rọ đá, trong đó tường chắn
đá xây là loại hình phổ biến hơn cả
Tường chắn thường được bố trí ở những
vị trí trọng yếu của tuyến đường Là công trình chịu tác động bởi rất nhiều điều kiện phức tạp; tuy vậy đến nay ở Lào vẫn chưa có tiêu chuẩn thiết kế tường chắn; ngay đến cả ở Việt Nam thì tiêu chuẩn thiết kế tường chắn trọng lực cũng được ban hành từ năm 1963, các loại tường chắn rọ đá, vải địa kỹ thuật thường được tính toán thiết kế theo hướng dẫn của nhà sản xuất
Nội dung tính toán thiết kế tường chắn chắn đất khá phức tạp, loại hình tường chắn
và kích thước tường chắn cũng rất đa dạng, bởi vậy các kỹ sư tư vấn thường thiết kế theo
định hình, nói chung kích thứơc mặt cắt ngang tường thường khá lớn (với tường cao 5 - 6m bề
Trang 2rộng đáy tường đạt đến 4m? vật liệu đá xây,
mác vữa, đất đắp sau tường cũng chưa được
xét đến chi tiết và đầy đủ khi xác định kích
thước tường; bởi vậy dĩ nhiên sẽ còn lãng phí
và giảm độ tin cậy của đồ án thiết kế Số
lượng công trình tường chắn đất được áp dụng
ở Lào khá lớn, bởi vậy vấn đề nghiên cứu tính
toán, lựa chọn tường chắn đất hợp lý cho
CHDCND Lào lại càng có hiệu quả và là một
vấn đề thực sự có ý nghĩa khoa học và thực
tiễn cấp thiết
ii các loại tường chắn đất thông
dụng trong xây dựng đường ô tô
2.1 Tường chắn trọng lực
Tường chắn trọng lực là loại tường chắn
thông dụng và được áp dụng từ rất lâu đời, bởi
lẽ nó khá đơn giản về mặt cấu tạo, sử dụng
được nhiều loại vật liệu khác nhau như gạch,
đá, bê tông, thường là các vật liệu sẵn có tại
chỗ; có độ bền khá cao, chống chịu tốt các
điều kiện phức tạp của tải trọng, tự nhiên, khí
hậu
Tuy nhiên loại tường này thường yêu cầu
khối lượng vật liệu khá lớn - Chỉ xây dựng
được ở những vùng đất tốt, ở những vùng đất
yếu thì phải có biện pháp xử lý móng; tiến độ
thi công thường chậm, khả năng lọc thấp
2.2 Tường chắn rọ đá
Tường chắn rọ đá được cấu tạo từ việc
liên kết các loại rọ đá khác nhau: Rồng đá, rọ
đá hình trụ, rọ đá 6 cạnh Cấu tạo các rọ đá
là đơn giản để chế tạo và định hình có thể sản
xuất công nghiệp trong các nhà máy Là kết
cấu trọng lực thường bằng đá xếp tường chắn
rọ đá có khả năng chịu lực khá tốt, ngoài ra
còn có đăch tính thấm lọc nước cao và áp
dụng thích hợp khi chịu tác dụng chấn động
Tường chắn rọ đá có giá thành tương đối rẻ,
công nghệ thi công khá đơn giản Tuy nhiên
độ bèn của tường chắn rọ đá không thật cao và
thường bị chi phối bởi độ bền của thép làm rọ
2.3 Tường chắn đất có cốt
Là kết cấu loại neo bao gồm vật liệu là
đất và các phần tử chịu kéo đặt trong đất như cốt bằng thép, bê tông xi măng, lưới thép, lưới vải địa kỹ thuật trong đó phổ biến hơn cả thường là cốt vải địa kỹ thuật Loại tường chắn này có thể được xây dựng trên các loại địa hình khác nhau; tường có cấu tạo khá đơn giản, công nghệ thi công không quá phức tạp, thời gian thi công nhanh, khi phối hợp với các loại hình tường chắn khac nhau, vải địa kỹ thuật còn có chức năng lọc nước tốt; tuy nhiên các lớp vải địa kỹ thuật thường bị lão hoá, không thể bền lâu dưới tác dụng của tia tử ngoại trong ánh sáng mặt trời
III lựa chọn tường chắn đất hợp lý trong xây dựng đường ô tô ở Lμo 3.1 Về lựa chọn loại hình tường chắn hợp lý
3.1.1 Chiều cao tường chắn
Tường chắn có chiều cao dưới 3m
Loại tường chắn đất này, thường áp dụng làm tường phòng hộ để dùng trong trường hợp mái dốc đá nhiều khe nứt, nhiều mặt vỡ và độ dốc tương đối lớn (từ 1 : 0,5 - 1 : 0,1) Tường phòng hộ chịu áp lực đất không lớn mà chủ yếu chịu trọng lượng bản thân như: tường đá xây, tường đá xây bê tông mác thấp và tường
rọ đá
Tường chắn đất có chiều cao từ 3 - 6m Loại tường chắn đất này, thường áp dụng làm tường chắn đất phòng chống sụt trượt cho mái taluy đào và mái taluy đắp của nền đường như: tường chắn xây đá hộc, tường chắn đất
bê tông cốt thép, tường rọ đá và tường chắn
có cốt vải địa kỹ thuật
Lưu ý: Tường xây đá hộc, tường chắn bê
tông cốt thép và tường rọ đá khi áp dụng phải
đặt trên nền ổn định và phải xử lý nền móng cho tốt
Trang 3Tường chắn đất có chiều cao từ 6 - 10m
Loại tường chắn đất này, thường áp dụng
làm tường chắn đất phòng chống sụt trượt cho
mái taluy đào và mái taluy đắp của nền đường
như: tường chắn rọ đá và bê tông cốt thép
(tường bê tông cốt thép ít dùng vì không kinh
tế) áp dụng hai loại tường chắn trên, thì nền
đặt móng
tường phải
rất ổn định
Tường vải
địa kỹ thuật
được áp
dụng cả trên
nền đất yếu
Tường chắn đất có chiều cao từ hơn 10m
Thường được dùng ở nơi có địa hình
tương đối phức tạp cần phải đắp rất cao hoặc
áp dụng trong các công trình đặc biệt, trong
những trường hợp như vậy, người ta có thể áp
dụng phối hợp cả tường chắn trọng lực và vải
địa kỹ thuật
3.1.2 Điều kiện cung cấp vật liệu tại chỗ
Để xây dựng tường chắn đất đòi hỏi một
khối lượng vật liệu khá lớn, do vậy không thể
không lưu ý đến yếu tố ảnh hưởng quan trọng
đến giá thành công trình đó là nguồn cung
cấp vật liệu, khả năng và thiết bị thi công Lào
là một quốc gia có nguồn vật liệu đá khá
phong phú, giao thông còn kém phát triển, bởi
vậy kỹ sư tư vấn khi thiết kế tường chắn đất
rất cần ưu tiên giải pháp áp dụng tường đá
xây, tường rọ đá để tiết kiệm chi phí xây
dựng đường
3.1.3 Về khả năng chịu tải của đất nền
Như đã phân tích trên, tuỳ theo sức chịu
tải của đất nền, loại hình tường chắn được lựa
chọn có thể là tường trọng lực (khi đất nền tốt)
hoặc kết hợp dùng vải địa kỹ thuật (khi đất
nền yếu) Trên cơ sở phối hợp các yếu tố về
chiều cao tường chắn, điều kiện cung cấp vật
liệu tại chỗ (chủ yếu là đá), sức chịu tải đất nền và đặc tính làm việc của các loại hình tường chắn, chúng tôi sơ bộ kiến nghị lựa chọn theo bảng1; (dấu + là kiến nghị sử dụng, dấu - kiến nghị sử dụng nhưng trong điều kiện cần thiết và có sự phân tích lựa chọn, dấu 0 là không kiến nghị sử dụng)
Bảng 1 Kiến nghị áp dụng loại hình tường chắn đất
Loại hình tường
Nơi có nhiều
đá
Nơi hiếm
Trung
Tường chắn có cốt
Để lựa chọn được tường chắn đất hợp lý, người kỹ sư tư vấn thiết kế phải cân nhắc các yếu tố: về tải trọng, cấp hạng kỹ thuật của
đường, chiều cao tường chắn, sức chịu tải của
đất nền, điều kiện tự nhiên, khí hậu, địa hình,
địa chất thuỷ văn, nguồn cung cấp vật liệu tại chỗ, loại đất đắp sau tường, năng lực của các
đơn vị thi công để lựa chọn loại hình tường chắn đất hợp lý; kết hợp tính toán thiết kế để xác định kích thước hợp lý của tường chắn đất Nội dung tính toán như vậy khá phức tạp, đòi hỏi khối lượng tính toán lớn, yêu cầu phải
được giải quyết bằng tự động hoá tính toán; những vấn đề liên quan chúng tôi xin được đề cập chi tiết hơn trong những bài báo tiếp theo
Tài liệu tham khảo
[1] Phan Tường Phiệt áp lực đất và tường chắn
đất NXB Xây dựng Hà nội, 2001
[2] Nguyễn Khánh Tường Rọ đá trong các công
trình thuỷ lợi, giao thông, xây dựng NXB Xây dựng
Hà nội, 2001
[3] UBKTCB Nhà nước Việt nam Quy phạm thiết
kế tường chắn đất QP – 23 – 65 NXB Xây dựng
Hà nội,1965
[4] Xay nha vông Vi khon Nghiên cứu lựa chọn
loại hình tường chắn đất thích hợp trong xây dựng nền đường ô tô vùng núi ở CHDCND Lào Luận văn