Nghiên cứu giải pháp tường đất có bản mặt bê tông lắp ghép sử dụng lưới địa kỹ thuật gia cường, ứng dụng công trình kè si ma cai lào cai

TR N TH THO

công trình kè Si Ma Cai - Lào Cai.” h c viên đã nh n đ c s giúp đ c a các

th y, cô giáo tr ng i H c Th y L i, đ c bi t là s h ng d n tr c ti p c a

TS Hoàng Vi t Hùng n này tôi đã hoàn thành lu n v n th c s theo đúng k

ho ch đã đ ra

Mong mu n c a h c viên là góp ph n nh bé vào vi c nghiên c u ng

d ng t ng đ t có c t cho các công trình t i Vi t Nam nói chung và các công trình th y l i nói riêng Tuy nhiên vì s hi u bi t c a b n thân và th i gian th c

hi n lu n v n có h n cùng v i s thi u th n v trang thi t b nên n i dung c a

lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót R t mong nh n đ c nh ng ý ki n đóng góp, ch b o c a các th y, cô đ nâng cao s hi u bi t và có đi u ki n phát tri n thêm n i dung nghiên c u c a lu n v n sau này

H c viên xin bày t lòng c m n sâu s c đ n TS Hoàng Vi t Hùng, ng i

đã tr c ti p h ng d n, ch b o t n tình, cung c p các ki n th c khoa h c cho tôi trong su t th i gian qua Qua đây tôi g i l i c m n chân thành đ n các th y, cô giáo trong b môn a K Thu t, Khoa công trình, Phòng đào t o i h c và Sau đ i h c tr ng i h c Th y L i đã giúp đ và t o m i đi u ki n thu n l i

đ tôi hoàn thành lu n v n Th c s này

Hà n i, ngày…….tháng…… n m 2015

H c viên

Tr n Th Tho

Tôi là tác gi c a bài lu n v n này, tôi xin cam đoan đây là công trình nghiên c u c a riêng tôi Các n i dung và k t qu nghiên c u là trung th c, ch a

t ng đ c công b trong b t k công trình nào khác

Tác gi

Tr n Th Tho

1.Tính c p thi t c a đ tài .1

2.M c đích c a đ tài .1

3.Cách ti p c n và ph ng pháp nghiên c u .2

4.K t qu đ t đ c .2

CH NG 1 T NG QUAN V V T LI U T CÓ C T 3

1.1 L ch s hình thành 3

1.2 Các lo i c t trong đ t và ng d ng .4

1.2.1 Khái quát v đ t có c t 4

1.2.2 V i đ a k thu t- Geotextibers: 4

1.2.3 L i đ a k thu t - Geogrids 6

1.2.4 Màng đ a k thu t - Geomembranes 6

1.2.5 ng d ng đ t có c t khi xây d ng công trình đ t 7

1.3 Công trình đ t có c t l i (rào) đ a k thu t - Geogrids 9

1.3.1 C u t o 9

1.3.2 c đi m 12

1.3.3 C ch ho t đ ng c a đ t đ p có c t l i đ a k thu t 12

1.3.4 Hi u qu c a vi c s d ng l i đ a k thu t 15

1.4 ng d ng l i a k thu t trong xây d ng 15

1.4.1 ng d ng c a l i a k thu t 1 tr c .15

1.4.2 ng d ng c a l i a k thu t 2 tr c và 3 tr c .18

1.4.3 ng d ng l i a k thu t trong đi u ki n Vi t Nam .19

2.1 Nguyên t c tính toán c t trong công trình đ t 21

2.1.1 Bài toán v l c neo l n nh t 21

2.1.2 Nguyên t c b trí c t đ a k thu t 27

2.2 C ch phá ho i kh i đ p có c t trên n n đ t 30

2.2.1 Các c ch t ng tác gi a đ t và c t 30

2.2.2 C ch gia c ng đ t trong t ng ch n và mái d c 32

2.2.3 T ng tác gi a đ t và c t 34

2.2.4 nh h ng c a đ c ng d c tr c c a c t m m đ i v i t i tr ng 35

2.2.5 Các nhân t nh h ng đ n tính ch t ch u kéo c a c t 36

2.3 Các ph ng pháp tính n đ nh kh i đ p có c t 39

2.3.1 Các tr ng thái gi i h n v n đ nh mái d c có c t 40

2.3.2 Tính toán s b chi u cao n đ nh c a mái d c khi ch a b trí c t 42

2.3.3 Ph ng pháp phân m nh đ tính toán m t tr t tròn trong mái d c đ p có c t 42

2.3.4 Nh ng quy đ nh BS8006:1995 đ xu t 52

2.4 K t lu n ch ng 2 63

CH NG 3 TÍNH TOÁN NG D NG CÔNG TRÌNH KÈ SIMACAI - LÀO CAI 64

3.1 Gi i thi u v công trình .64

3.1.1 Tên d án 66

3.1.2 M c tiêu c a d án kè Simacai 66

MSEW3.0 69

3.2.1 Kh n ng mô hình hóa c a ph n m m MSEW 3.0 69

3.2.2 M t s bài toán ng d ng c a ch ng trình 75

3.2.3 Các b c thi t l p bài toán 76

3.3 Tính toán thi t k 77

3.3.1 Ph ng án 1: T ng ch n b ng bê tông c t thép 77

3.3.2 Ph ng án 2: T ng ch n có c t gia c b ng l i đ a k thu t 80

3.3.3 K t qu tính toán c t cho ph ng án 2 s d ng MSEW3.0 : 81

3.3.4 Ki m tra n đ nh t ng ch n b ng ph n m m RESSA 85

3.3.5 K t lu n ph ng án ch n : 89

3.4 Nh ng u đi m c a ph ng án 2 so v i ph ng án 1 90

3.4.1 Gi m đ c v t li u d t ti n và hi n tr ng b trí m t b ng thi công 90

3.4.2 T ng tính n đ nh c a công trình 90

3.4.3 Công ngh thi công đ n gi n 90

3.4.4 Th i gian và kinh phí thi công gi m 91

3.5 K t lu n ch ng 3 91

K T LU N VÀ KI N NGH 93

1 Nh ng k t qu đ t đ c 93

2 T n t i 94

3 Ki n ngh 94

TÀI LI U THAM KH O 95

Hình 1.2: Các lo i l i đ a k thu t 10

Hình 1.3: C ch “ interlock” 13

Hình 1.4: Mô hình hoá c ch “ interlock” 13

Hình 1.5: Dàn tr i t i tr ng khi không dùng l i 14

Hình 1.6: Dàn tr i t i tr ng khi gia c ng b ng l i 14

Hình 1.7: Mái d c sau khi hoàn thi n 16

Hình 1.8: T ng ch n có b m t là g ch block 17

Hình 1.9: T ng ch n có b m t là t m bê tông panel đúc s n cao 7.5m D án giao l Avenue- New Delhi- n 17

Hình 1.10: Tr i l i trên đ m l y c a Anh 18

Hình 1.11: Xe c gi i vào d dàng khi có l i 18

Hình 1.12: Công trình ng d ng l i đ a k thu t Bình D ng 19

Hình 1.13: Thi công t ng ch n khu công nghi p Tân C ng Sóng Th n20 Hình 2.1 : S đ xác đ nh v trí m t tr t kh d 22

Hình 2.2 : S đ l c tác d ng lên kh i tr t ABC theo mô hình tính toán h th ng neo 23

Hình 2.3: S đ xác đ nh l c kéo neo Tkéo 26

Hình 2.4: C ch gia c ng t ng và mái d c b ng c t 29

Hình 2.5: Tác d ng c a c t đ i v i đ t 31

Hình 2.6: C ch gia c ng t ng và mái d c b ng c t 33

Hình 2.7: Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh ngoài 40

Hình 2.8: Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh n i b 41

Hình 2.9: Các tr ng thái gi i h n phá ho i v n đ nh h n h p 41

Hình 2.11 Ph ng pháp phân m nh v i m t tr t tròn c a Bishop 48

Hình 2.12 S đ tính toán kho ng cách th ng đ ng gi a các l p c t 52

Hình 2.13 S đ tính toán ki m tra đ t c t 60

Hình 2.14 S đ tính toán ki m tra t t c t 62

Hình 3.1: S đ phân b các ki u tr t l huy n Si Ma Cai, Lào Cai 65

Hình 3.2 : Ph ng án 1 67

Hình 3.3: Ph ng án 2 68

Hình 3.4: Mô hình t ng ch n 68

Hình 3.5 Giao di n ph n m m MSEW(3.0) 70

Hình 3.6 : L a ch n các thông s cho bài toán 71

Hình 3.7 : Thông s đ u vào cho bài toán 72

Hình 3.8 : Thông s hình h c và t i tr ng 72 Hình 3.9 : D li u đ t - Soil Data 73

Hình 3.10 : Reinforcement (Geotextile) - Ki u l i + s l p l i 74

Hình 3.11 : Thông tin c a lo i l i s d ng 74

Hình 3.12: Kích th c kh i block bê tông (20x20x30cm) 74

Hình 3.13 : H s n đ nh 75

Hình 3.14 Mô hình m t t ng đ n gi n 75

Hình 3.15 Mô hình m t t ng ph c t p 76

Hình 3.16 : Chia l i ph n t c a ph ng án 1 78

Hình 3.17 : K t qu n đ nh t ng th tr ng h p không có t i trên đ nh t ng 78

Hình 3.19 : K t qu tính toán n đ nh tr ng h p làm vi c bình th ng, có

n c ng m 79

Hình 3.20: S đ tính toán 81

Hình 3.21: K t qu b trí chi u dài c t và kho ng cách gi a các l p c t 82

Hình 3.22: K t qu n đ nh nghiêng l t t ng 83

Hình 3.23: K t qu tính toán n đ nh tr t 83

Hình 3.24: K t qu tính toán đ b n c t 84

Hình 3.25: K t qu tính toán đ b n m i n i 84

Hình 3.26: K t qu tính toán đ b n kéo t t c t 85

Hình 3.27: Giao di n ph n m m RESSA3.0 86

Hình 3.28: K t qu tính n đ nh cho t ng ph ng án 2 86

Hình 3.29: K t qu tính n đ nh cho t ng ph ng án 2 87

Hình 3.30: V trí 10 cung tr t đi n hình cho t ng ph ng án 2 87

Hình 3.31: B ng t ng h p h s an toàn n đ nh t ng th 88

Hình 3.32: Phân b ph n l c c a đ t n n v i kh i tr t 88

Hình 3.33: K t qu tính n đ nh t ng ph ng án 2 89

B ng 1.1 Nh ng tính ch t c a rào đ a k thu t hai tr c Tensar……… .11

B ng 2.1 Tr s góc θ đ xác đ nh m t tr t kh d trong các tr ng h p góc mái d c khác nhau 25

B ng 2.2 Xác đ nh tr s KK v i các tr ng h p góc d c 27

B ng 2.3 Các h s riêng ph n dùng trong thi t k mái d c 58

τneo C ng đ ch ng kéo t t neo

q T i trong phân b trên m t đ t

TCR b n ( c ng đ ) kéo đ t t bi n ngo i suy cu i tu i th thi t k ;

TCS L c kéo trong ngo i suy d a trên bi n d ng t bi n cu i tu i th thi t

k

Tj L c kéo l n nh t trong c t m c j trong mái d c;

PH N M U

1 Tính c p thi t c a đ tài

Công ngh s d ng t ng ch n đ t có c t đã đ c s d ng ph bi n cho các công trình xây d ng trên th gi i t nh ng n m 1970 n c ta, công ngh này còn khá m i m và ch m i đ c s d ng cho m t s công trình vài

n m tr l i đây Vi t Nam có hai ph ng pháp t o c t cho t ng ch n là

ph ng pháp dùng c t thép và ph ng pháp dùng l i đ a k thu t k t h p

v i đ a k thu t

K t c u t ng ch n đ t có c t v i nhi u u đi m nh có th đ t đ c chi u cao l n, đáp ng t t khi n n lún không đ u ho c n n y u, giá thành

gi m t 30% đ n 50% so v i các gi i pháp t ng ch n bê tông tr ng l c ho c

t ng ch n bê tông c t thép Hi n nay xu h ng s d ng k t c u này trong

vi c ch n gi các kh i đ p trong xây d ng đang ngày càng nhi u

M t khác, tr c yêu c u v s phát tri n m nh m c a các đô th , m t đ dân c ngày càng t ng, đòi h i h th ng c s h t ng đô th ngày càng phát tri n và đ c nâng c p Tuy nhiên, qu đ t dành cho xây d ng c s h t ng ngày càng h n h p Vì v y, vi c nghiên c u áp d ng công ngh thi công

t ng ch n đ t có c t trong thi công t ng ch n nh m s d ng t i u qu đ t, không gian trong đô th là m t v n đ r t thi t th c và c p thi t Hi n nay, đa

s các quy trình tính toán, các b ng tính thi t k đ u theo tiêu chu n n c ngoài K t qu nghiên c u nh m phân tích v công ngh t ng đ t có c t s

d ng b n m t bê tông l p ghép trong x lý n đ nh công trình đ t Vi c thay

đ i công ngh xây d ng đ đ m b o tính k thu t h ng t i gi m giá thành và thân thi n môi tr ng là v n đ c p bách, có tính th c ti n

2 M c đích c a đ tài

Nghiên c u ng d ng công ngh đ t có c t đ thi t k công trình ch n

- C s lý thuy t khi tính toán kh i đ p có c t và không có c t

- ng d ng ph n m m MSEW(3.0) đ tính toán cho công trình có liên h

v i tiêu chu n Anh BS-8006-1995 - Tiêu chu n th c hành v v t li u đ t có

c t dung trong xây d ng

- Các k t lu n, ki n ngh

kém, đ c bi t là không ch u đ c kéo kh c ph c nh c đi m này, ngoài

nh ng bi n pháp gia c đ t b ng các ch t liên k t (vô c , h u c , hóa ch t), t

n m 1963, Henri Vidal, m t k s c u đ ng ng i Pháp đã đ su t ý t ng

dùng đ t có c t đ xây d ng các công trình Ngày 7-3-1966 ông đã báo cáo

tr c H i đ ng C h c đ t và N n móng n c Pháp và sau đó ông đã giành

đ c b n quy n v phát minh này Cho đ n nay khái ni m v đ t có c t và

nh ng ng d ng c a nó trong các công trình xây d ng đã tr nên quen thu c

v i các k s c u đ ng, k s xây d ng kh p n i trên th gi i

t có c t là m t lo i v t li u t h p, th c ch t v n là dùng đ t thiên

nhiên đ xây d ng công trình nh ng trong đ t có b trí các l p c t b ng v t

li u ch u l c kéo theo các h ng nh t đ nh Thông qua s c neo bám (do ma

sát, dính và neo bám) gi a đ t v i v t li u c t mà lo i v t li u t h p đ t có

c t này có đ c kh n ng ch u kéo (gi ng nh v t li u bê tông c t thép có kh

n ng ch u kéo, trong đó b n thân bê tông ch u kéo kém)

Nh ti n b khoa h c công ngh v v t li u đ t có c t, b c t ng ch n

truy n th ng đã đ c thay th b ng nh ng v t li u u vi t h n mà v n đ m

b o đ c tính n ng c a t ng ch n ó là lo i t ng đ t có c t Lo i t ng

này đã t o đ c b m t t ng m m m i, u n l n theo đ a hình, màu s c b

m t t ng đa d ng t o c m giác êm d u cho môi tr ng Chi u cao t ng khá

l n( có ch t i 30 m) nh ng n n t ng h u nh không ph i x lý V công

d ng lo i t ng này v n phát huy công d ng nh b c t ng truy n th ng

nh ng u đi m v t tr i c v kinh t , k thu t và m thu t

T ngày s i t ng h p ra đ i, các công trình đ t có c t đ c xây d ng nhi u h n vì các lý do sau:

- Nh nh t trong các lo i công trình vì công trình làm b ng đ t t i ch

- M m nh t vì là công trình đ t

- Có th dùng v i đ a k thu t, l i đ a k thu t, s i t ng h p đ làm c t thay th c t thép không g đ t ti n

1.2 Các lo i c t trong đ t và ng d ng

1.2.1 Khái quát v đ t có c t[4]

t có c t là lo i đ t xây d ng có b trí gia c ng thêm b ng v i đ a k thu t (Geotextiles), màng đ a k thu t (Geomembranes), l i đ a k thu t (Geogrids), l i thép đ a k thu t đ t ng c ng kh n ng n đ nh c a công trình đ t

t có c t không ph i là v t li u hoàn toàn m i m , mà t xa x a con

ng i đã dùng toocsi (torchi, Pháp), m t lo i v t li u k t h p đ t dính nhão

Có nhi u cách phân lo i, đây là cách phân lo i theo công ngh ch t o:

1.2.2.1 Lo i v i đan (d t ) - woven geoxtiles

Công ngh ch t o lo i v i này gi ng nh ch t o v i may m c thông

th ng V i g m m t h th ng s i d c (warp) và ngang (wefl) vuông góc v i nhau S i d t v i đ a k thu t có th là s i kép ho c s i đ n có ti t di n tròn

đó có tính d h ng theo các ph ng chéo góc

1.2.2.2 Lo i th m (v i) không d t - non woven geoxtiles

V i đ a k thu t không d t (th m): G m các s i v i dàn ( theo cách làm

c t áo bông kép) S i v i dàn thành l p dày m ng dày t 0.5 mm đ n vài mm

v i s s p x p s i v i không theo qui t c mà theo xác su t t nhiên ho c có

đ nh h ng theo m t ph ng nào đó có ch đích C ng nh l p bông dàn, l p

s i dàn thành l p h u nh không có s c ch u kéo nên r t x c x ch, th ng dùng cho các yêu c u t ng l c, phân cách, tiêu n c Còn dùng đ gia c đ t nói chung, hay chính là làm c t cho đ t, là các lo i v i đ a k thu t d t, đan và

l i

Lo i này ít khi g p các lo i v i may m c Công ngh ch t o lo i th m không d t g m 3 giai đo n: ch t o s i, dàn s i thành th m, c đ nh s i sau khi dàn thành th m

Theo chi u dài s i, v i đ a k thu t còn đ c chia làm hai lo i, v i s i

ng n và v i s i (dài) liên t c

1.2.3 L i đ a k thu t – Geogrids[4]

L i ô vuông làm b ng kim lo i ho c v t li u ch t d o có tính n ng ch u kéo, đ c đ t n m ngang trong kh i v t li u đ p Nh có l c kháng b đ ng

c a đ t đ i v i các thanh c t ngang và l c ma sát gi a v t li u đ p v i b m t

c a l i nên ch ng l i đ c s di chuy n ra phía ngoài c a đ t có c t Có th dùng l i thép ho c l i s i thép L i c t b ng thép đ c liên k t v i t m

m t t ng bê tông xi m ng đúc s n Tr ng h p, n u c t có d ng l i s i thép thì có th u n cong đo n ngoài c a m i l p c t đ làm m t t ng và cho

n i ch p vào l p c t phía trên ho c c ng có th liên k t v i t m bê tông xi

m ng m t t ng đúc s n L i v t li u t ng h p c ng đ cao có th đ c

t o thành b ng ph ng pháp kéo dãn polyeste ho c polyetylen m t đ cao Có

th cu n l t l i lên trên đ làm v m t t ng ho c liên k t l i v i t m m t

t ng bê tông xi m ng hay liên k t v i r đá c a m t t ng

1.2.4 Màng đ a k thu t – Geomembranes[4]

Màng đ a k thu t là lo i t m m m cách khí và cách n c (H s th m vào kho ng 10-11 ÷ 10-13 cm/s)

Các s n ph m v i đ a k thu t nêu trên (v i, th m, l i) th ng do yêu

c u v n chuy n hay yêu c u thi công mà ch t o v i chi u r ng t 5 ÷ 5,5m

và chi u dài t 50 ÷ 200m tu lo i và cu n thành cu n

Trong ng d ng, lo i v i đ a k th t không d t (th m) th ng dùng cho các yêu c u t ng l c, phân cách, tiêu n c Còn dùng đ gia c đ t nói chung, hay chính là làm c t cho đ t, là các lo i v i đ a k th t d t, đan và l i Tu theo yêu c u c th mà dùng v i d t, v i đan hay l i

và cành cây nh quai đê l n bi n trên vùng phù sa non Nga S n, H u L c (Thanh Hoá) C n Thoi, Bình Minh (Ninh Bình) R i theo th i gian công ngh

đ t có c t đ c phát tri n, đ t đ c gia c ng không ch b ng r m, x cây, và cây c khác, , mà còn b ng thép, và đ c bi t ph bi n g n đây là l i đ a k

c n thi t gi a đ t đ p và c t Ph ng pháp này đã đ c áp d ng l n đ u tiên

t i M n m 1972 trong vi c gia c t ng ch n đ t t i mi n nam bang California Trong tr ng h p đ t đ p là đ t t i ch , tác gi khuyên có th s

1.2.5.1 Trong xây d ng dân d ng

T ng ch n đ t có c t; gia c mái d c có c t ; gia c ng n n đ t có c t

1.2.5.2 Trong giao thông

N n đ ng có gia c c t; sân bay; đ ng s t; c u c ng…

1.2.5.3 Trong th y l i

Kênh m ng, công trình bi n, đ p ho c các công trình gi n c…

1.2.5.4 Kh n ng ng d ng công ngh ph n m m vào tính toán v t li u

đ t c t

Kh n ng ng d ng ph n m m đ tính toán v t li u đ t có c t ph bi n

nh GEOSLOPE, PLAXIS, MSEW

1.3.1 C u t o[11]

L i đ a k thu t đ c s n xu t đ u tiên n m 1978 t i Anh, b i công ty Netlon (và hi n gi là t p đoàn Tensar International) Sau đó đ n Stabilenka

c a Hà Lan

L i đ a k thu t gi ng nh t bìa dày có l , có th cu n tròn l i Kích

th c l có th thay đ i tu theo lo i l i đ a k thu t r ng v a đ đ cài ch t

v i đ t, s i xung quanh

L i đ a k thu t đ c làm b ng ch t polypropylen (PP), polyester (PE) hay b c b ng polyetylen-teretalat (PET) vói ph ng pháp ép và dãn d c V t

li u dùng làm l i đ a k thu t có s c ch u kéo đ t r t l n 40.000 psi (so v i

s t là 36.000 psi) Các l i đ a k thu t th ng làm b ng ch t li u polyetylen

có t tr ng cao HDPE (high density polyethylen) giúp cho l i b n v ng d i các tác đ ng c a môi tr ng, tia c c tím Do đó, đi u ki n b o qu n s n ph m

r t d dàng, có th đ ngoài công tr ng mà không c n ph i che ch n

Hình 1.1: L i đ a k thu t đ c đ ngoài công tr ng

L rào có th có d ng elip dài ho c ch nh t tròn góc Rào đ a k thu t

th ng ph m có gân dày kho ng 0,02 - 0,06in (0,5 – 1,5mm) và ch n i dày 0,1 - 0,2in (2,5 – 5mm) L rào r ng kho ng 1 - 6in (25 – 150mm r ng

di n tích c a rào đ a k thu t th ng l n h n 50%

Rào đ a k thu t th ng làm b ng các lo i polime có modun bi n d ng

l n nh polime polypropylene có ph gia ch ng UV Công ngh ch t o rào

đ a k thu t là công ngh kéo giãn m t h ng ho c hai h ng Kéo giãn m t

h ng, m t l tròn đ c s n t m polime s giãn dài thành l hình elip (t l hai tr c 8 : 1); kéo giãn hai h ng vuông góc, l tròn thành hình vuông c nh cong hay hình ch nh t c nh cong góc tròn

B ng 1.1 trình bày tính ch t m t s lo i rào đ a k thu t th ng ph m nhãn hi u Tensar, lo i rào đ a k thu t hai tr c th ng dùng làm c t cho các công trình đ t có c t

Rào đ a k thu t Tính ch t

BX1000 BX1100 BX1200 Kích th c l :

- Theo h ng kéo c a máy

-Theo h ng ngang c a máy

- r ng di n tích

1 in (g n đúng) 1,3 in (g n đúng) 70% (t i thi u)

1 in (g n đúng) 1,3 in (g n đúng) 74% (g n đúng)

1 in (g n đúng) 1,3 in (g n đúng) 77% (g n đúng)

Ch n i:

- Chi u dày 0,09 in (g n đúng) 0,11 in (g n đúng) 0,16 in (g n đúng) Modunl kéo:

- Theo h ng kéo c a máy

- Theo h ng ngang máy

12.500 lb/ft (t i thi u)

12.500 lb/ft (t i

14.000 lb/ft (t i thi u)

20.000 lb/ft (t i

15.000 lb/ft (t i thi u)

30.000 lb/ft (t i

thi u) thi u) thi u) Nguyên li u:

- Polypropylen

- Than đen

97% (t i thi u) 2% (t i thi u)

99% (g n đúng) 1% (g n đúng)

99% (g n đúng) 1% (g n đúng) Chú thích: than đen: Carbon black (ch t ph gia ch ng lão hóa do UV)

G n đúng: nominal (g n đúng thiên v nh )

T i thi u: minimum

Theo h ng kéo c a máy: machine direction

Theo h ng ngang c a máy: cross – machine direction

1 in = 2,54 cm 1 lb/ft = 14,593 N/m

1.3.2 c đi m[3]

Các lo i l i đ a k thu t đ u có nh ng đ c đi m sau:

- S c ch u kéo l n không thua kém gì các thanh kim lo i

- Tính cài ch t v i v t li u chung quanh, t o nên m t l p móng v ng

r ng di n tích l n h n, hàng lo t h t đ t xen k và gài vào kho ng tr ng c a

l i đ a k thu t nên c ch t ng tác gi a các gân, các gi ng vuông góc v i

ph ng l c kéo v i đ t gài vào l h ng c a l i đ a k thu t ph c t p h n nhi u so v i c t v i đ a k thu t

đ m b o s b n v ng c a k t c u

Hình 1.4: Mô hình hoá c ch “ interlock”

- Các ô l i c ng có tác d ng nh các b c ng nói trên gi các h t đ t trong các ô l i Khi có t i tr ng th ng đ ng tác d ng, d i s h tr c a các

Hình 1.5: Dàn tr i t i tr ng khi không dùng l i

Khi n n đ t đ c gia c ng b ng l i đ a k thu t, t i tr ng th ng đ ng

đ c phân b thành t i tr ng n m ngang d i m t góc 450

Nh v y, áp l c tác d ng lên n n đ t s gi m đi và do đó gia t ng đ c s c ch u t i cho n n

Hình 1.6: Dàn tr i t i tr ng khi gia c ng b ng l i

1.3.4 Hi u qu c a vi c s d ng l i đ a k thu t[3]

1.3.4.1 Gi m đ dày l p v t li u

Gi m b dày l p v t li u kho ng 33%, t m t công trình tiêu chu n, nhà

th u có th d dàng gi i quy t các v n đ l p đ t t i hi n tr ng và ti t ki m kho ng 25% chi phí s lý n n móng

Trên các l p móng y u, ch ng h n nh n n đ t bùn, có lúc c n thi công

đo n đ ng t m có kh n ng ch u l c l n a c n c u vào l p đ t công trình

là m t ví d đi n hình i u này đòi h i ph i t ng kh n ng ch u l c c a n n

đ t và thi t k sao cho đ m b o ho t đ ng an toàn t i công tr ng

1.3.4.4 Ki m soát lún chênh l ch

Nhi u công trình thi công t i các khu v c có n n móng không n đ nh và các l p m t đ ng d b lún c c b gây phá v k t c u Vi c s d ng l i đ a

k thu t s giúp ki m soát hi n t ng lún l ch đ m b o an toàn cho công trình

1.4.1 ng d ng c a l i a k thu t 1 tr c

a Thi công các mái Taluy d c đ ng

- an toàn cao, b n v ng v i môi tr ng, vòng đ i thi t k 120 n m

- Th i gian thi công nhanh chóng

- Ti t ki m đ c chi phí so v i các k t c u tr ng l c và bê tông gia c truy n th ng

- an toàn cao, b n v ng v i môi tr ng, vòng đ i thi t k 120 n m

- Có th thi t k và thi công t ng ch n đ t đ n đ cao 45 met

- Th i gian thi công nhanh chóng

- Ti t ki m đ c chi phí so v i các k t c u tr ng l c và bê tông gia c truy n th ng

- T n d ng v t li u t i ch

- Nhi u l a ch n cho b m t t ng ch n, đ m b o tính th m m c a công trình

Hình 1.8: T ng ch n có b m t là g ch block

Hình nh thi công B m t t ng

Hình 1.9: T ng ch n có b m t là t m bê tông panel đúc s n cao 7.5m

D án giao l Avenue- New Delhi- n

1.4.2 ng d ng c a l i a k thu t 2 tr c và 3 tr c[3]

a Thi công đ ng t m khu v c n n đ t y u

Do s gia t ng s c ch u t i c a n n đ t có l i đ a k thu t nên có th thi công nh ng đ ng t m trên n n đ t y u cho xe c gi i và xe siêu c ng (c u

l p) vào khu v c thi công ng d ng này giúp cho th i gian thi công nhanh chóng và đ m b o an toàn cho các ph ng ti n thi công

đ m b o an toàn k t c u Do đó, l i a k thu t đ c ng d ng trong

nh ng k t c u đ ng ch u t i tr ng l n nh đ ng b ng , bãi container

1.4.3 ng d ng l i a k thu t trong đi u ki n Vi t Nam[3]

a Khu v c đ t y u

i v i đi u ki n đ a ch t Vi t Nam, t ng đ t y u phân b ph bi n và

t ng đ i dày i u đó gây khó kh n trong xây d ng công trình và ti m n nguy c l n Chính vì v y vi c s d ng l i đ a k thu t Viêt Nam là c n thi t Nó giúp rút ng n th i gian thi công công trình và đ m b o an toàn k t

Kho ch a container khu công nghi p Tân C ng Sóng Th n

Hình 1.13: Thi công t ng ch n khu công nghi p Tân C ng Sóng Th n

Gi i pháp đ t có c t có th đ c áp d ng trong nhi u công trình, trong

đó chia hai lo i nh ng trình đ t có c t v i ch c n ng ch n đ t bao g m t ng,

t ng - mái, mái, và nh ng công trình kh i đ p nh n n đ ng, thân đê, thân

đ p Nhìn chung, gi i pháp đ t có c t là lo i công trình m m, chi phí không

l n nên g n nh là ph ng án t t c n ch n khi l a ch n gi i pháp công trình

kè d ng t ng ch n

Rào đ a k thu t là m t d ng c t đ a k thu t v i m t l i th a Nguyên

t c tính rào đ a k thu t c ng t ng t nguyên t c tính c t đ a k thu t M t

s đ c đi m n i tr i c a rào đ a k thu t đã đ c trình bày trên

Trong ph n ti p theo c a lu n v n, tác gi s đi sâu vào ph n lý thuy t

c a v t li u đ t có c t, các đ c tính, c ch phá ho i, nguyên t c tính toán và

b trí và các ph ng pháp tính toán n đ nh c a công trình đ t có c t

CH NG 2

2.1 Nguyên t c tính toán c t trong công trình đ t

Công trình đ t có c t là lo i công trình v a nh v a h n ch lún và t ng

kh n ng ch ng tr t c bi t có th thi t k t ng v i mái d c nh , gi m

đ c di n tích chi m đ t.Do v y dùng công trình đ t có c t là gi i pháp h u

hi u

Khi tính toán ki m tra n đ nh c a mái đ t c n dùng các ph ng pháp

phân tích n đ nh chính xác v mô hình v t lý Các mô hình v t lý th ng

2.1.1 Bài toán v l c neo l n nh t[4]

S phá h ng kh i đ t nói chung và kh i đ t có c t nói riêng đ u có c

ch c a s tr t c a kh i tr t ( theo m t m t g i là m t tr t hay m t phá

ho i) K t qu nghiên c u th c nghi m đã có k t lu n r ng: m t tr t kh d

trong kh i đ t có c t th ng trùng v i đ ng l c kéo max

Tr ng h p v t li u làm c t là kim lo i c ng thì m t phá ho i có d ng

cong logarit, nh ng đ i v i c t dãn dài nhi u, nh v i đ a k thu t, l i đ a k

thu t b ng polime thì l i khác Theo John và nnk (1983), Juran và Christopher

(1989) v i thí nghi m mô hình v t ng ch n đ t có c t là nh ng d i làm

b ng polime polyeste đã nh n th y r ng đ ng l c kéo l n nh t có xu th d ch

chuy n càng g n v i đ ng th ng tr t c a Coulom n u d i làm c t có tính dãn dài càng l n

Dù do t t neo hay do đ t neo thì s phá ho i kh i đ t v n theo c ch

tr t kh i đ t trên m t phá ho i có d ng cong logarit Kh i đ t có đ t c t n m ngang b ng v i đ a k thu t hay l i đ a k thu t có th coi nh m t ch nh

th Do v y khi phân tích có th coi kh i đ t tr t ng x nh m t ch nh th

V n đ đ t ra đây là xác đ nh l c neo c n thi t đ neo gi kh i đ t tr ng thái cân b ng gi i h n trên m t tr t

Hình 2.1 : S đ xác đ nh v trí m t tr t kh d

Hình 2.2 : S đ l c tác d ng lên kh i tr t ABC theo mô hình tính toán

h th ng neo Tách m t mét dài công trình đ t có c t đ xét s cân b ng gi i h n c a

kh i đ t ABC ng x nh m t v t th hoàn ch nh Hình 2.4.a là mô hình tính toán và hình 2.2.b là s đ l c tính toán Trong hình 2.2.b các đ i l ng đ c xác đ nh l n l t nh sau:

Ti và T là l c neo (ho c l c kéo) c a m i l p c t và t ng l c neo đ c xác đ nh theo công th c:

T=ΣTi (i=1,2,3, ,n) (2.1)

R - ph n l c c a vùng neo lên kh i đ t ABC

C - l c dính tác d ng lên m t BC, xác đ nh theo công th c:

θ

cos

.B C c H c

(2.3)

xác đ nh l c neo T (công th c 2.1), chi u h l c tác d ng vào kh i

đ t ABC lên ph ng U vuông góc v i ph n l c R

ΣU = -Gsin(θ-ϕ) + Tcos(θ-ϕ) + C.cosϕ = 0 (2.4)

T các bi u th c 2.2, 2.3, 2.4 suy ra đ c bi u th c tính t ng l c neo T

( )θ

γH K T

θ θ

θ

tg tg

tg K tg K K K

+

+ +

= 0 1 2 2 (2.6) Trong đó:

L u ý: Các công th c nêu trên v i gi thi t m t tr t ph ng cho t ng,

t ng mái và mái (b ng 2.1) có giá tr trong thi t k s b các công trình đ t

có c t Sau khi đã có b n thi t k s b , công trình đ t có c t còn ph i đ c

ki m tra n đ nh theo m t tr t cong chính xác h n do quy ph m qui đ nh

- Neo kh i đ t tr t vào mi n neo, chi u dài c t ph i đ dài đ ch ng l i

l c kéo neo Tkéo Vì v y ph i xác đ nh l c kéo neo g i t t là l c kéo

tr ng thái cân b ng gi i h n, l c kéo neo do kh i đ t tr t gây nên có

tr s b ng l c neo Tmax nh ng có chi u ng c l i

Hình 2.3: S đ xác đ nh l c kéo neo Tkéo

Do v y l c kéo neo, ký hi u là Tkéo làm h th ng neo có nguy c b t t,

đ c xác đ nh theo công th c:

k a

α α

α ϕ

cos 2

45

2 0

cos cos 2

0

α ϕ γ

tr ng l ng riêng c a đ t đ p Tr s KK trong công th c (2.11) ng v i các

lo i công trình đ t có c t đ c trình bày trong b ng 2.2

+ Phát huy t i đa kh n ng ch u kéo c a l i đ a k thu t dùng làm c t + Phù h p v i công ngh thi công đ p đ m ch t t ng l p đ t

+ B trí đ u nhau trong ph m vi chi u cao t ng- mái d c, mái d c ho c

là đ u nhau th a trong ph m vi c a n a trên c a t ng và đ u nhau g n trong

ph m vi n a d i c a t ng, mái d c đ ti n thi công và c t c t

2.1.2.2 Kho ng cách đ ng h p lý gi a các l p c t và đi u ki n không

đ t c t

tr ng thái gi i h n, l c kéo l n nh t c t ch u đ ng ph i tho mãn đi u

ki n:

≤ a kéo

đứt

T T

K và T kộo = σkộo (2.13) Trong đú:

Tkộo- l c kộo l n nh t trong c t m c j trong mỏi d c;

2.1.2.3 Chi u dài neo (l neo ) và l c neo T neo

Theo c ch làm vi c c a c t, chi u dài lneo ph n c t chụn ngàm vào

mi n đ t bờn ph i m t tr t kh d ( hỡnh 2.3) làm vi c nh cụng c neo

T đi u ki n cân b ng gi a l c kéo và l c ma sát phát sinh trên chi u dài

lneo có đ ng th c sau đây (có xét đ n h s an toàn kéo t t c t)

Kt t.σkéo.h = 2.σvtgϕv.lneo

suy ra lneo =σ

σ ϕkÐo tôt

v v

.h.K

2 tg (2.17) Trong đó:

Kt t- h s an toàn kéo t t neo, l y trong kho ng 1.3 đ n 1.5;

σv- tính theo bi u th c: σv= γz, z- là chi u cao c t đ t tính t m t

đ t đ n n i đ t c t đang xét;

ϕv- góc ma sát gi a đ t và v i, tr s này đ c xác đ nh b ng thí nghi m kéo tr t v i trong đ t d i các áp l c khác nhau trong phòng thí nghi m

L c neo: Tneo = 2lneo.τneo (2.18) Trong đó:

τneo - c ng đ ch ng kéo t t neo ( KN/m2

) xác đ nh theo đ ng quan h τneo ∼σ ( áp su t) có t thí nghi m kéo neo;

2.1.2.4 i u ki n không t t c t neo

T đi u ki n không t t c t neo đ c xác đ nh theo t s :