NỘI DUNG đề CƯƠNG CHI TIẾT

NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾTCHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VẬT LIỆU NEOWEB VÀ CÁC ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG • Bản chất, cơ chế làm việc và lịch sử phát triển của vật liệu Neoweb • Bản chất và cơ chế l

NỘI DUNG ĐỀ CƯƠNG CHI TIẾT

CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VẬT LIỆU NEOWEB VÀ CÁC ỨNG DỤNG

TRONG XÂY DỰNG

• Bản chất, cơ chế làm việc và lịch sử phát triển của vật liệu Neoweb

• Bản chất và cơ chế làm việc của vật liệu Neoweb

Neoweb được hiểu là hệ thống gia cường bằng các ô lưới (Cellular Confinement Systems) được công nhận rộng rãi trong ngành công nghiệp xây dựng, xem như là lựa chọn tốt nhất cho việc ổn định đất lâu dài được sử dụng cho rất nhiều các ứng dụng bao gồm: Kiểm soát xói mòn, ổn định đất trên các sườn dốc, kè với hệ thống lót bọc khá linh hoạt góp phần ổn định mái taluy, làm việc như tường chắn, hỗ trợ khả năng chịu lực của kết cấu nền mặt đường, giữ lại cấu trúc bề mặt tự nhiên của đất và bảo vệ hệ thực vật trên sườn dốc

Thông thường, các tấm Cellular Confinement Systems (CCS) thường được gọi

là "geocells," bao gồm các dải Polyethylene có tỷ trọng cao (High Density Polyethylene), có trọng lượng nhẹ, liên kết với nhau để tạo thành một ma trận ba chiều dạng tổ ong có thể được lấp đầy bởi đất, cát, đá, hay bê tông Các dải polymer sẽ giữ vật liệu đắp và cung cấp độ bền kéo, tăng hiệu quả sức kháng cắt

và sự gắn kết của vật liệu đắp Các tấm (CCS) tương đối nhẹ được vận chuyển và

xử lý một cách dễ dàng, sau khi được tháo dỡ tại nơi thi công kích thước các tấm này sẽ mở rộng Các tấm thường đi kèm với nhiều các kích cỡ khác nhau, và trong

đó có dạng đục lỗ và không đục lỗ Sau khi mở rộng các ô đến kích tối đa và được lấp đầy bằng đất hoặc sỏi, CCS trở nên nguyên khối, góp phần tăng cường khả năng chịu lực đối với vật liệu không được gắn kết với nhau nằm trong các ô đơn

lẻ khác nhau của hệ thống CCS và ngăn ngừa sự chuyển động của các vật liệu đó ngay cả trên các sườn dốc, hoặc cũng từ lực kéo đáng kể như tác dụng bởi dòng chảy và làm giảm tốc độ dòng chảy, vận chuyển bùn cát bởi ô đất bên trong

“geocells”

Các ô gia cường được liên kết nối với nhau bằng thủy lực và (CCS) đạt độ thẩm thấu tốt, tạo điều kiện cho sự hấp thu nước trong mưa, làm giảm dòng chảy bề mặt

do xói mòn Nhờ các hệ thống này mà có thể cải thiênj được cấu trúc đất và tăng cường khả năng hổ trợ tải trọng Chiều dày của lớp sỏi, đá có thể khác nhau tùy thuộc vào điều kiện của của bề mặt đất tự nhiên tại vị trí gia cố “Geocell” được thiết kế để giữ lại đất tại những nơi mà có độ dốc lơns hơn góc ma sát của đất Đặt

hệ thống trên các sườn dốc, dải polymer cung cấp một lực kéo tăng hiệu quả sự liên kết của các vật liệu và hoạt động như đập tràn nhỏ để giảm thiểu chảy sạt trượt và mất đất “Geocell” được xem là vật liệu thân thiện với môi trường, do có

độ thẩm thấu cao cho phép nước mưa thoát qua nên ta có thể tạo một lớp thảm thực vật trên các ô lưới gia cố đóng vai trò là màng lớp lót mỏng để bảo vệ hệ thống dưới những tác động cơ học Sử dụng “Geocell” có thể làm giảm đáng kể số lượng hoặc chất lượng của cốt liệu cần thiết để ổn định đất có khả năng chịu tải kém và làm giảm sự hình thành của các rãnh xói nhỏ, rãnh hoặc các con kênh Nếu xây dựng tuyến đường tạm phục vụ cho thi công giống như một con đường lâu dài, việc sử dụng CCS rất có lợi cho thiết kế phần đường sau này Lưu ý rằng việc

sử dụng (CCS) cho các ứng dụng tạm thời và vĩnh viễn ở cùng một vị trí cài đặt đòi hỏi phải được thiết kế phù hợp thể hiện trên bản vẽ xây dựng của dự án và các bản vẽ kiểm soát sự ô nhiễm nước

Bên cạnh những ưu điểm thì vật liệu Neoweb cũng có một số hạn chế đó là các chi phí khá tốn kém so với các biện pháp kiểm soát xói mòn khác do chi phí lao động và nguyên vật liệu vì vậy vật liệu này được sử dụng tại những vị trí đặc biệt Trong trường hợp điều kiện vận tốc của dòng chảy lớn (lớn hơn 4 – 6 ft/s) đặc biệt khi sử dụng đất làm vật liệu để lấp đầy trong các ô lưới gia cường thì hê thống CCS được coi là không phù hợp để bảo về bờ dốc của kênh Các ứng dụng vĩnh cữu của CCS trong điều kiện dòng chảy có thể được chấp nhận khi được thiết kế phù hợp Không được sử dụng trên sườn núi đá rắn, độ dốc tối đa là 1:1 Đối với các vật liệu đắp trong các ô lưới gia cố có thể bị rửa trôi trong trường hợp công trình có độ dốc lớn dưới tác dụng của dòng chảy hay nước mưa Hiệu quả kiểm soát xói mòn phụ thuộc rất nhiều vào việc lắp đặt, đòi hỏi phải có chân và neo thích hợp để đảm bảo hệ thống được giữ nguyên tại vị trí, vật liệu này không có khả năng tái sử dụng

• Lịch sử phát triển của vật liệu Neoweb

Ban đầu, mái taluy giả “geocell” được nghiên cứu và phát triển bởi các kỹ sư thuộc lục quân Hoa Kỳ (USACE) phục vụ mục đích quốc phòng cho việc xây dựng đường trên nền đất yếu và cát USACE phát triển các hướng dẫn thử nghiệm vật liệu đầu tiên cho (CCS) trong báo cáo kỹ thuật của họ GL-86-19 Hiện nay CCS có sẵn thông qua một số nhà phân phối độc quyền và được sản xuất bởi một vài công ty, một số trong đó sản xuất sản phẩm này được cấp giấy phép bằng sáng chế từ hiệp hội USACE

• Phân loại và cấu tạo vật liệu Neoweb

• Phân loại:

Trên thế giới hiện nay vật liệu Neoweb bao gồm các loại sau:

• Geoproducts – Envirogrid

• Mirafi – Miraweb

• Presto – Geoweb

• Tenax – TenWeb

• Webtec - TerraCell

• Cấu tạo

• Geoproducts – Envirogrid

Geoproducts được phân phối như một hệ thống lưới gia cố, các geocell có khối lượng nhẹ và có thể co giãn mở rộng được nhờ đó mà tạo ra một rào ngăn cản xói mòn hoặc kết cấu móng Nhờ hệ thống này chậm lại năng lượng thủy lực, hạn chế lực tác dụng trong hoặc dưới các ô Các geocell rất hữu ích với hàng loạt các ứng dụng đóng vai trò như một rào chắn hay kết cấu móng cho các bờ dốc, mái taluy, các con kênh, và ổn định mặt đất

Vật liệu chế tạo Geoproducts – Envirogrid :

Polyme được sử dụng để sản xuất các “geocell” phải nguyên chất Các geocell sản xuất phải phù hợp với hàng loạt các yêu cầu kỹ thuật, và sẽ không có các khiếm khuất bao gồm, nốt sần hoặc khuyết tật khác mà có thể ảnh hưởng đến khả năng làm việc của sản phẩm

Hình 2.1 Geoproducts – Envirogrid

Hệ thống gia cố bằng các ô lưới GeoProducts bao gồm các linh kiện như sau:

• Vải địa kỹ thuật: sử dụng khi đất nền rất mềm hoặc ẩm ướt, khi vật liệu đắp với nhiều lớp móng khác nhau

• Lưới, mạng lưới: Được sử dụng để liên kết bề mặt

• Kim bấm và các đoạn: Chấp nhận được sử dụng khi cần thiết khi hệ thống neo còn yếu

• Neo: Được sử dụng hầu cho tất cả các ứng dụng, loại và kích thước phụ thuộc vào ứng dụng của dự án

• Gân (hệ thống neo): được sử dụng khi dốc lớn hoặc điều kiện môi trường tự nhiên phức tạp như nền đất quá yếu, dưới tác động của dòng chảy

Geocell tiêu chuẩn được sản xuất từ 58 dải HDPE, một block của geocell bao gồm theo chiều dài gồm 29 ô, theo chiều rộng là 5 ô Tấm Geocell có thể được cung cấp theo 3 kích cỡ tiêu chuẩn của các ô khác nhau, với chiều cao mỗi ô 2 ", 3", 4 ", 6", và 8 ", và có thể được đục lỗ hoặc không đục lỗ

Bảng 2.1 Các thông số kỹ thuật của Geoproducts – Envirogrid

• Mirafi – Miraweb

Mirafi’s Miraweb Cellular Confinement System đã được thiết kế để cung cấp các giải pháp ổn định đất dài hạn cho công trình Miraweb được sản xuất từ nhựa bền cao polyethylene (HDPE) để cung cấp hiệu suất làm việc tốt hơn trên hàng loạt các ứng dụng

Hình 2.2 Mirafi – Miraweb

Mặt bên của sản phẩm đục lỗ để cung cấp cho khả năng thoát nước và tăng ma sát

bề mặt giữa các ô gia cố với các vật liệu đắp, nhiều kích thước ô, chiều cao và màu sắc bề mặt khác nhau

Bảng 2.2 Các thông số kỹ thuật của Mirafi – Miraweb

• Presto – Geoweb

Presto – Geoweb được thiết kế gồm nhiều thành phần bao gồm các Geoweb đục

lỗ, vật liệu đắp tiêu chuẩn, và dựa các tiêu chí quan trọng khác Làm bằng dải polyethylene có độ bền cao khi mở rộng, tạo ra một ma trận dạng tổ ong Ma trận

này làm tăng cường đáng kể hiệu suất làm việc của vật liệu đắp khác nhau bao gồm cả đất, cốt liệu và bê tông

Hình 2.3 Presto – Geoweb Bảng 2.3 Các thông số kỹ thuật của Presto – Geoweb.

• Tenax – TenWeb

Tenax – TenWeb geocells là những cấu trúc dạng tổ ong với chiều cao ô dao động từ 3 đến 4 inch (75 đến 100mm), được sản xuất liên tục bằng polyethylene (PE) và không có bất kỳ mối hàn nào Cấu trúc mở ra giống như một “accordion”

và do đó có thể được vận chuyển và lưu trữ với không gian tối thiểu và một khi đã

mở trong khi lắp đặt thì tạo ra hàng loạt các kết nối với nhau hoàn toàn, các ô gia cường hình trứng thông thường (đường kính từ 4 inch đến 12 inch)

Hình 2.4 Tenax – TenWeb

Các “geocells” kiểm soát xói mòn phải là một cấu trúc tổ ong nguyên khối, sản xuất từ polyethylene có tỉ trọng cao, có màu xanh lá cây Các mối nối giữa các dải theo chiều dọc sẽ là một phần của cấu trúc geocell và trong mọi trường hợp cấu trúc trên thu được bằng cách dệt, đan hoặc liên kết các liên dải đơn lẻ lại với nhau Các mối nối sẽ được mở theo chiều dọc để cho phép dòng chảy thủy lực giữa các ô lân cận

Các tấm geocell kiểm soát sự xói mòn được xác định theo tiêu chuẩn ISO 10320 tiêu chuẩn và được sản xuất phù hợp với tiêu chuẩn ISO 9001 (hệ thống đảm bảo chất lượng) Các geocell phải được chứng nhận "CEMARKING" phù hợp với các yêu cầu của EN 13.253 (đặc điểm cần thiết để sử dụng trong các công trình kiểm soát xói mòn)

Các geocells kiểm soát xói mòn được thực hiện đầy đủ với các đặc điểm kỹ thuật sau đây:

Bảng 2.4 Các thông số kỹ thuật của Tenax – TenWeb.

Các phần tử gia cố trong hệ thống phải trơ (không phản ứng) với tất cả các hóa

chất tự nhiên được tìm thấy trong đất và sẽ không có dung môi ở nhiệt độ môi trường xung quanh Nó sẽ không dễ bị thủy phân, sẽ có khả năng chống lại dung dịch muối, axit và chất kiềm, sẽ không phân hủy và phải có biện pháp phù hợp để ngăn chặn sự tấn công của ánh sáng cực tím Hệ số độ bền / lão hóa nhỏ nhất cho HDPE “geocells” kiểm soát xói mòn sẽ là 1,0

• Webtec – TerraCell

TerraCell, nói chung gọi là "geocell," ranh giới riêng hoặc chọn vật liệu đắp và là thành phần không thể thiếu của một hệ thống gia cố bằng các ô lưới TerraCell có trọng lượng nhẹ, linh hoạt và làm bằng polyethylene (HDPE) tỷ trọng cao Những dải này được liên kết với nhau để tạo thành một cấu hình dạng tổ ong cực kỳ mạnh

mẽ Hàng loạt các vật liệu đắp có thể được đặt trong hệ thống TerraCell: đất, cát,

đá, bê tông Việc sử dụng các TerraCell và vật liệu đắp thích hợp cho các ứng dụng bao gồm: ổn định mặt đất, độ dốc và bảo vệ kênh TerraCell có sẵn với chiều cao khác nhau và ba kích thước khác nhau hoặc đục lỗ (để cho phép thoát nước giữa các ô) Lỗ có thể được thực hiện trong TerraCell để tạo điều kiện cho một hệ thống neo cho một số ứng dụng khác TerraCell có thể sản xuất với kích thước tùy chỉnh cho các yêu cầu cụ thể

Hình 2.5 Webtec – TerraCell Bảng 2.5 Các thông số kỹ thuật của Webtec – TerraCell.

• Các ứng dụng của vật liệu Neoweb trong xây dựng

• Các dự án ứng dụng vật liệu Neoweb đã tiến hành ở Việt Nam

• Kết luận chương 2

CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NEOWEB TRONG GIA CỐ TALUY NỀN ĐƯỜNG

• Phương pháp tính toán thiết kế

• Tiêu chuẩn kỹ thuật và các yêu cầu kỹ thuật thi công

• Xác định mục đích sử dụng của công trình là tạm thời hay vĩnh cữu

• Xác định loại ứng dụng và so sánh với các hệ thống khác, các vật liệu dựa vào các điều kiện để xác định chi phí hiệu quả nhất

• Phân tích ổn định cho các ứng dụng theo độ dốc

• Xác định độ dày hoặc chiều sâu yêu cầu của hệ thống gia cố bằng các ô lưới (CCS)

• Chuẩn bị mặt bằng thi công, vải địa kỹ thuật lót/lớp phủ trên bề mặt dưới theo yêu cầu

• Xem xét điều kiện thủy lực của dòng chảy ( lưu lượng và vận tốc dòng chảy dự kiến) Xác định khu vực thượng nguồn sẽ góp phần tập trung dòng chảy đến CCS

• Chuẩn bị vật liệu (đất, sỏi)

• Khoảng cách chốt neo và hệ thống neo

Các yêu cầu kỹ thuật thi công

• Tính toán áp dụng Neoweb xử lý ổn định mái taluy trên một đoạn tuyến cụ

thể

• Kết luận và kiến nghị