Luận văn Ứng dụng lưới địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt cho công trình đường dẫn đầu cầu kênh nước mặn - Huyện Cần Đước, tỉnh Long An

rlock” .............................................................................................. 13 Hình 2-5: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” ........................................................................... 13 Hình 2-6: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” .......................................................................... 13 Hình 2-7: Mô hình hoá cơ chế “ interlock” .......................................................................... 14 Hình 2-8: Dàn trải tải trọng khi không dùng lưới .................................................................. 14 Hình 2-9: Dàn trải tải trọng khi gia cường bằng lưới. ........................................................... 15 Hình 2-10: Mặt cắt ngang mái dốc. ..................................................................................... 16 Hình 2-11: Thi công mái dốc ở Trung Quốc. ........................................................................ 17 Hình 2-12: Mái dốc sau khi hoàn thiện ở Trung Quốc. ......................................................... 17 Hình 2-13: Thi công mái dốc tạo giải pháp xanh ở Hàn Quốc. ............................................. 18 Hình 2-14: Tường chắn có bề mặt là gạch block Dự án ở Trung Quốc. ................................ 18 Hình 2-15: Tường chắn có bề mặt là tấm bê tông panel đúc sẵn cao 7.5m Dự án giao lộ Avenue- New Delhi- Ấn Độ. ................................................................................................ 19 Hình 2-16: Tải lưới trên đầm lầy của Anh. ........................................................................... 19 Hình 2-17: Xe cơ giới không vào được khi không có lưới. ................................................... 20 Hình 2-18: Xe cơ giới vào dễ dàng khi có lưới. ................................................................... 20 Hình 2-19: Hạng mục đường băng sân bay Riga - Latvia. ..................................................... 21 Hình 2-20: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Bình Dương. ....................................... 22 Hình 2-21: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Hải Phòng. .......................................... 23 Hình 2-22: Thi công tường chắn ở khu công nghiệp Tân Cảng Sóng Thần. .......................... 24 Hình 3-1: Cấu trúc tường chắn có cốt. ................................................................................. 25 Hình 3-2:Biến dạng trượt ngang. ......................................................................................... 27 Hình 3-3: Biến dạng lật. ...................................................................................................... 27 Hình 3-4: Nền chịu tải. ......................................................................................................... 28 Hình 3-5: Trượt tổng thể ...................................................................................................... 29 Hình 3-6: Kéo đứt lưới ......................................................................................................... 30 Hình 3-7: Kéo tuột lưới ........................................................................................................ 31 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN vi Hình 3-8: Cửa sổ quản lý phần mềm MSEW ........................................................................ 32 Hình 3-9: Thông số bề mặt tường ......................................................................................... 32 Hình 3-10: Tính toán thông số mối nối ................................................................................. 33 Hình 3-11: Sức bền mối nối ................................................................................................. 33 Hình 3-12: Thông số đất ...................................................................................................... 34 Hình 3-13: Nhập thông số của 3 loại đất............................................................................... 34 Hình 3-14: Nhập số loại lưới sử dụng – loại vật liệu ............................................................. 35 Hình 3-15: Nhập thông số kỹ thuật của lưới ......................................................................... 35 Hình 3-16: Kết quả chiều cao, dài, loại lưới ......................................................................... 36 Hình 3-17: Bảng hiệu chỉnh thong số đầu vào ...................................................................... 36 Hình 3-18: Tính toán thong số đất gia cố theo loại lưới sử dụng ........................................... 37 Hình 3-19: Tính toán áp lực đất ............................................................................................ 37 Hình 3-20: Xác định áp lực đất............................................................................................. 38 Hình 3-21: Cửa sổ quản lý phần mềm .................................................................................. 38 Hình 3-22: Kết quả kiểm định các hệ số an toàn ................................................................... 39 Hình 3-23: Kết quả tính toán chi tiết áp lực lưới ................................................................... 39 Hình 4-1: Hiện trạng hiện hữu .............................................................................................. 40 Hình 4-2. Phương án tường bê tông cốt thép ........................................................................ 41 Hình 4-3: Phương án tường chắn có cốt ............................................................................... 42 Hình 4-4: Bề mặt tường các phương án thiết kế .................................................................... 43 Hình 4-5: Thi công các phương án ...................................................................................... 46 Hình 4-6: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4,6m. ........................................................................... 50 Hình 4-7: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4m. .............................................................................. 54 Hình 4-8: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 3m. .............................................................................. 59 Hình 4-9: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 4,4m. ........................................................................... 63 Hình 4-10: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 3,8m. ......................................................................... 68 Hình 4-11: Sơ đồ bố trí lưới ở độ cao 2,8m. ......................................................................... 72 Hình 4-12: Hình dạng và thông số kỹ thuật của lưới ĐKT 1 trục .......................................... 76 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN vii DANH SÁCH BẢNG BIỂU Bảng 1-1. Chỉ tiêu cơ lý của phụ lớp 2 ................................................................................. 6 Bảng 1-2. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 ........................................................................................ 7 Bảng 1-3. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 ........................................................................................ 8 Bảng 1-4. Chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 ........................................................................................ 9 Bảng 4-1: So sánh tổng hợp hai phương án thiết kế ............................................................. 44 Bảng 4-2: Phân chia chiều cao tường chắn từng nhánh ........................................................ 46 Bảng 4-3: Bố trí lưới cho nhánh phải ................................................................................... 47 Bảng 4-4: Bố trí lưới cho nhánh trái .................................................................................... 48 Bảng 4-5: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,6m ...................................... 49 Bảng 4-6: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,6m .................................................................... 49 Bảng 4-7: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,6m ....................................... 50 Bảng 4-8: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,6m ..................................... 51 Bảng 4-9: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,6m ................................................... 51 Bảng 4-10: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới cho chiều cao 4,6m .................................. 52 Bảng 4-11: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,6m ......................................... 52 Bảng 4-12: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,6m ........................................ 53 Bảng 4-13: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,0m .................................... 53 Bảng 4-14: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,0m .................................................................. 54 Bảng 4-15: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,0m ..................................... 55 Bảng 4-16: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,0m ................................... 55 Bảng 4-17: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,0m ................................................. 56 Bảng 4-18: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 4,0m ........................ 56 Bảng 4-19: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,0m ......................................... 57 Bảng 4-20: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,6m ........................................ 57 Bảng 4-21: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 3,0m .................................... 58 Bảng 4-22: Cách bố trí lưới cho chiều cao 3,0m .................................................................. 58 Bảng 4-23: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 3,0m ..................................... 59 Bảng 4-24: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 3,0m ................................... 60 Bảng 4-25: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 3,0m ................................................. 60 Bảng 4-26: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 3,0m ........................ 61 Bảng 4-27: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 3,0m ......................................... 61 Bảng 4-28: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 3,0m ........................................ 62 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN viii Bảng 4-29: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 4,4m .................................... 62 Bảng 4-30: Cách bố trí lưới cho chiều cao 4,4m .................................................................. 63 Bảng 4-31: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 4,4m ..................................... 64 Bảng 4-32: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 4,4m ................................... 64 Bảng 4-33: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 4,4m ................................................. 65 Bảng 4-34: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 4,4m ........................ 65 Bảng 4-35: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 4,4m ......................................... 66 Bảng 4-36: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 4,4m ........................................ 66 Bảng 4-37: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 3,8m .................................... 67 Bảng 4-38: Cách bố trí lưới cho chiều cao 3,8m .................................................................. 67 Bảng 4-39: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 3,8m ..................................... 68 Bảng 4-40: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 3,8m ................................... 69 Bảng 4-41: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 3,8m ................................................. 69 Bảng 4-42: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 3,8m ........................ 70 Bảng 4-43: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 3,8m ......................................... 70 Bảng 4-44: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 3,8m ........................................ 71 Bảng 4-45: Thông số địa chất của từng loại đất cho chiều cao 2,8m .................................... 71 Bảng 4-46: Cách bố trí lưới cho chiều cao 2,8m .................................................................. 72 Bảng 4-47: Bảng kết quả tính toán sức chịu tải cho chiều cao 2,8m ..................................... 73 Bảng 4-48: Bảng kết quả kiểm toán trượt ngang cho chiều cao 2,8m ................................... 73 Bảng 4-49: Bảng kết quả kiểm toán lật cho chiều cao 2,8m ................................................. 74 Bảng 4-50: Bảng kết quả kiểm toán kéo đứt lưới ngang cho chiều cao 2,8m ........................ 74 Bảng 4-51: Bảng kết quả kiểm toán mối nối cho chiều cao 2,8m ......................................... 75 Bảng 4-52: Bảng kết quả kiểm toán kéo tuột cho chiều cao 2,8m ........................................ 75 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN ix LỜI MỞ ĐẦU Giai đoạn hiện nay, đất nước đang trên đà phát triển mạnh mẽ. Một đòi hỏi cấp thiết của quá trình công nghiệp hoá hiện đại hoá đất nước là phải xây dựng cơ sở hạ tầng hoàn chỉnh và hiện đại. Với đặc điểm đất yếu phân bố rộng rãi ở nước ta nhất là các tỉnh phía nam, việc xây dựng cơ sở hạ tầng gặp rất nhiều khó khăn. Do đó, một vấn đề cấp bách được đặt ra là phải làm sao chọn những giải pháp xử lý nền đất yếu phù hợp đáp ứng yêu cầu kỹ thuật của công trình và tránh ảnh hưởng đến những công trình xung quanh. Hiện nay, việc áp dụng công nghệ mới là hướng đi phù hợp với xu thế của thời đại. Do đó, nhiều giải pháp kỹ thuật tiên tiến đang từng bước đưa vào áp dụng trong điều kiện VN. Một trong những giải pháp đó là áp dụng Lưới địa kỹ thuật trong thiết kế, thi công các công trình xây dựng. Với hướng nghiên cứu trong đề tài của mình, sinh viên muốn làm sáng tỏ những vấn đề về cơ sở lý thuyết, cách tính toán thiết kế lưới địa kỹ thuật nhằm mục đích đưa lưới địa kỹ thuật vào những ứng dụng rộng rải hơn trong ngành xây dựng. Sinh viên đã cố gắng hoàn thành luận văn này một cách tốt nhất, tuy nhiên những sai sót là không thể tránh khỏi. Kính mong các thầy cô và các bạn chân thành góp ý để sinh viên có thể khắc phục những thiếu sót của mình, hoàn thiện vấn đề nghiên cứu được tốt hơn. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN x TÓM TẮT LUẬN VĂN Luận văn nghiên cứu về việc ứng dụng lưới địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt. Nội dung của luận văn đi sâu tìm hiểu về cơ sở lý thuyết và những ưu điểm khi thiết kế tường chắn có cốt sử dụng lưới địa kỹ thuật và áp dụng tính toán cho công trình đường dẫn vào đầu cầu Kênh Nước Mặn – huyện Cần Đước – tỉnh Long An. Luận văn gồm 5 chương  Chương 1: Khái quát về tỉnh Long An Trong chương này, sinh viên tập trung giới thiệu sơ lược về tỉnh Long An và điều kiện địa chất công trình của khu vực.  Chương 2: Giới thiệu về lưới Địa kỹ thuật Trong chương này, sinh viên giới thiệu về lưới địa kỹ thuật, những tính chất, ưu điểm và những ứng dụng của lưới địa kỹ thuật trong kỹ thuật xây dựng nói chung và trong thực tế xây dựng Việt Nam nói riêng.  Chương 3: Cơ sở tính toán thiết kế lưới Địa kỹ thuật Trong chương này, sinh viên trình bày cơ sở lý thuyết trong tính toán tường chắn có cốt.  Chương 4: Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong thiết kế tường chắn có cốt cho công trình đường dẫn đầu cầu Kênh Nước Mặn. Trong chương này, sinh viên sẽ trình bày quá trình tính toán thiết kế tường chắn có cốt gia cố bằng lưới địa kỹ thuật E’GRID cho đường dẫn vào cầu tại Mố 2 của cầu Kênh Nước Mặn.  Chương 5: Kết luận và kiến nghị. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 1 CHƯƠNG I: KHÁI QUÁT VỀ TỈNH LONG AN 1.1. Vị trí địa lý. Long An là một tỉnh thuộc đồng bằng song Cửu Long, miền nam Việt Nam, được giới hạn bởi tọa độ địa lý: Từ 10°21'00” đến 12°19'00” vĩ độ Bắc Từ 105°30'00” đến 106°59'00” kinh độ Đông Phía Bắc giáp tỉnh Tây Ninh và Vương quốc Campuchia trên chiều dài biên giới 137,5 km, phía nam giáp tỉnh Tiền Giang, phía tây giáp tỉnh Đồng Tháp, phía đông giáp Thành phố Hồ Chí Minh. 1.2. Địa hình. Tỉnh Long An mang đặc điểm địa hình đồng bằng thấp với bề mặt khá bằng phẳng. Độ cao địa hình thay đổi từ 0,5 – 5m. Dù được xếp vào vùng đồng bằng sông Cửu Long nhưng Long An là phần đất chuyển tiếp giữa Đông Nam Bộ và Tây Nam Bộ, nên địa hình có xu hướng thấp dần từ phía Bắc - Đông Bắc xuống phía Tây - Tây Nam. Phía Bắc và Đông Bắc tỉnh có một số gò đồi thấp, giữa tỉnh là vùng đồng bằng và phía tây nam tỉnh là vùng trũng Đồng Tháp Mười (gồm có 6 huyện chiếm 66,4% diện tích tự nhiên toàn tỉnh) thường xuyên bị ngập hang năm, trong đó có khu rừng tràm ngập phèn rộng 46.300 ha. Địa hình Long An bị chia cắt nhiều bởi hệ thống sông và kênh rạch chằng chịt với tổng chiều dài lên tới 8.912 km. Trong đó có mặt các dạng địa hình sau: Địa hình tích tụ các trầm tích Holocen, địa hình này xuất hiện dưới dạng bãi bồi dọc theo hệ thống song Vàm Cỏ tạo ra các đồng bằng tích tụ sông – biển hỗn hợp. Trên bề mặt của dạng địa hình này phát triển hệ thống sông rạch chằng chịt. Dạng địa hình này phân bố chủ yếu ở phía Bắc của tỉnh. Các đồng bằng tích tụ sông – đầm lầy phân bố chủ yếu ở phía Tây của tỉnh. Dạng địa hình này cũng bị chia cắt bởi hệ thống sông và kênh rạch chính trong vùng. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 2 Hình 1-1: Sơ đồ vị trí tỉnh Long An 1.3. Khí hậu. Tỉnh Long An chịu ảnh hưởng của khí hậu nhiệt đới gió mùa, có hai mùa rõ rệt là mùa mưa và mùa nắng. Mùa mưa kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, mùa nắng kéo dài từ tháng 12 đến tháng 4 năm sau. Sau đây là vài nét đặc trưng về khí hậu của tỉnh Long An. 1.3.1. Nhiệt độ Long An có nhiệt độ trung bình hàng năm vào khoảng 27,4°C. Thường vào tháng 4 có nhiệt độ trung bình cao nhất là 28,9°C, tháng 1 có nhiệt độ trung bình thấp nhất là 25,2°C. Nhiệt độ cao nhất tuyệt đối là 37,7°C và thấp nhất tuyệt đối là 16,8°C. 1.3.2. Độ ẩm Độ ẩm trong vùng thay đổi theo mùa trong năm. Mùa mưa độ ẩm trung bình từ 79% đến 86% và mùa nắng từ 70% đến 79%. Độ ẩm trung bình hàng năm khoảng 80% đến 82%. 1.3.4. Lượng mưa Mùa mưa trong vùng kéo dài từ tháng 5 đến tháng 11, lượng mưa rơi chiếm từ 90-94% lượng mưa cả năm, lượng mưa cao nhất vào tháng 8 và tháng 9. Lượng mưa trung bình hàng năm là 1.620mm, lượng mưa năm nhiều nhất là 1.698,8 mm, lượng mưa năm thấp nhất là 1.349,8 mm. Lượng mưa phân bố không đều, giảm dần từ khu vực giáp ranh thành phố Hồ Chí Minh xuông phía Tây và Tây Nam. Các huyện phía LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 3 Đông Nam gần biển có lượng mưa thấp nhất. Cường độ mưa lớn là xói mòn ở vùng gò cao, kết hợp với triều cường gây ra lũ ngập úng ở những vùng trũng ảnh hưởng đến sản xuất và đời sống của nhân dân. 1.3.4 Lượng bốc hơi Lượng bốc hơi cũng thay đổi theo mùa, về mùa mưa lượng bốc hơi thấp, mùa nắng lượng bốc hơi cao. Tài liệu khí tượng tại trạm tân An cho thấy lượng bốc hơi cao nhất là 1.240 mm/năm và thấp nhất là 857 mm/năm. 1.4. Diện tích Long An có diện tích tự nhiên khoảng 4.491,87 km². Trong đó: - Đất ở: 99000.7 ha - Đất nông nghiệp: 331.286 ha - Đất lâm nghiệp: 1000 ha - Đất chuyên dùng: 28.574 ha - Đất chưa sử dụng: 32.985 ha Tỉnh có 6 nhóm đất chính, nhưng phần lớn là dạng phù sa bồi lắng lẫn nhiều tạp chất hữu cơ, cấu tạo bở rời, tính chất cơ lý kém, nhiều vùng bị chua phèn và tích tụ độc tố. 1.5. Cơ sở hạ tầng. Trên địa bàn tỉnh Long An có hai loại hình giao thồn chính đó là giao thông đường bộ và giao thông đường thủy.  Giao thông đường bộ. Nhìn chung hệ thống giao thông bộ được ưu tiên tập trung đầu tư, góp phần tích cực trong việc phát triển sản xuất và cải thiện đời sống dân cư. Tuy nhiên cũng còn một số tuyến chưa đáp ứng được nhu cầu vận chuyễn, thiếu tính đồng bộ giữa đường và cầu, chưa tạo được các tuyến nhánh liên hoàn. Mạng lưới giao thông khu vực phía Nam hầu như không tăng thêm, chủ yếu là cải tạo, nâng cấp, mở rộng, ngoại trừ một số tuyến giao thông nông thôn. Khu vực phía Bắc mạng lưới giao thông phát triển khá nhanh góp phần khai hoang phục hóa, phân bổ lại dân cư. Tuy nhiên, đến nay khu vực này đường giao thông còn khá thưa thớt, đường tỉnh chỉ có một vài tuyến độc đạo ô tô đi qua, các tuyến nhánh đi vào các cụm LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 4 dân cư chưa được xây dựng hết nên đã ảnh hưởng đến sự đi lại và việc tổ chức cuộc sống người dân nông thôn. Hiện nay hầu hết các tuyến chính từ tỉnh xuống huyện và các tuyến vào các khu công nghiệp hệ thống cầu và đường đã được xây dựng đồng bộ về tải trọng. Tuy nhiên vẫn còn một số tuyến có các cầu tải trọng thấp, làm hạn chế rất nhiều trong việc khai thác và vận chuyển hàng hóa. Các tuyến giao thông vành đai biên giới trong nhiều năm qua tuy đã được đầu tư nhưng chủ yếu là các tuyến giao thông nông thôn, quy mô nhỏ, cầu đường chưa đồng bộ, đã ảnh hưởng đến việc phòng thủ quốc gia và chống buôn lậu. Xây dựng giao thông nông thôn trong nhiều năm qua trở thành phong trào rộng lớn, kết hợp từ nguồn vốn ngân sách và đóng góp của dân cư. Hiện nay có 156 trên tổng số 188 xã có đường ô tô đến trung tâm (chiếm 83%), còn 32 xã thuộc 7 huyện chưa có đường ô tô đến trung tâm bao gồm 18 tuyến đường với tổng chiều dài 126 km và 140 cầu/6637md. Đầu tư cho ngành giao thông trong thời gian qua không ngừng tăng lên qua các năm. Tuy nhiên nguồn vốn ngân sách cho việc duy tu bảo dưỡng được bố trí hàng năm còn thấp nên chất lượng đường mau xuống cấp. Các chuyên gia kinh tế khuyến cáo cần ưu tiên vốn cho duy tu bảo dưỡng hơn là đầu tư xây dựng mới sẽ mang lại hiệu quả về mặt kinh tế – xã hội lớn hơn nhiều. Đánh giá khái quát chung hệ thống đường bộ trong thời gian qua được tỉnh quan tâm tập trung đầu tư nhưng nhìn chung còn chưa rộng khắp và chưa đồng bộ, ảnh hưởng đến thu hút đầu tư phát triển kinh tế xã hội của tỉnh.  Giao thông đường thủy. Mạng lưới giao thông thủy hầu như không tăng từ năm 1995 đến nay với quy mô 2.559 km. Mật độ đường thủy theo diện tích là 0,59 Km/Km2 và theo dân số là 1,8 Km/vạn dân với các tuyến đường thủy chính là Sông Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông, Vàm Cỏ Tây, sông Rạch Cát… Ngoài ra các tuyến đường thủy nông thôn nhất là các huyện thuộc vùng Đồng Tháp Mười người dân có thể dùng ghe, tàu đi lại từ nhà này sang nhà khác, từ khu vực này sang khu vực khác và ghe tàu chính là phương tiện đi lại, làm ăn sinh sống của LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 5 nhiều hộ gia đình vùng Đồng Tháp Mười. Các xã chưa có đường ô tô đến được trung tâm thì chủ yếu đi lại bằng đường thủy. Tuy nhiên hiện nay mạng lưới đường thủy vẫn chủ yếu dựa vào lợi thế tự nhiên, chưa khai thác được hết tiềm năng hiện có, hệ thống hỗ trợ như phao tiêu, báo hiệu đường thủy nội địa còn thiếu. Hiện tượng lấn chiếm dòng chảy, luồng chạy của tàu, vi phạm hành lang bảo vệ đường thủy nội địa như xây dựng nhà ở, các bến bãi chứa vật liệu xây dựng, họp chợ… chưa được ngăn chặn kịp thời. Nhiều tuyến đường thủy qua khai thác nhiều năm có độ bồi lắng lớn nhưng chưa được nạo vét làm ảnh hưởng đến khả năng đi lại của phương tiện. Long An có tiềm năng về đường thủy rất lớn nhưng lại là một trở ngại cho xây dựng giao thông đường bộ. Hệ thống cấp nước tự nhiên của Long An qua dòng chảy của sông Vàm Cỏ, Vàm Cỏ Đông và Vàm Cỏ Tây trong tình trạng nhiễm phèn và nhiễm mặn. Tính đến cuối năm 2004 trên phạm vi toàn tỉnh có 100% xã (188/188) có điện lưới quốc gia về đến trung tâm và có 92,7% hộ dân cư có điện thắp sáng. Nhìn chung, các trạm biến áp của tỉnh đều trong tình trạng thừa tải, các nguồn diesel dự phòng chỉ có thể đáp ứng một phần nhu cầu điện năng cho các hộ sử dụng điện ưu tiên trong lúc mất điện . 1.6. Đặc điểm địa chất khu vực nghiên cứu. 1.6.1. Đặc điểm địa chất công trình khu vực. Theo hồ sơ khảo sát địa chất, khu vực Mố 2 chia thành 5 lớp đất từ trên xuống dưới như sau:  Lớp 1 : Phần đất mặt của khu vực gồm có 2 loại như sau: - Đất đắp gồm lớp mặt là sỏi sạn laterit lẫn sét cứng màu nâu đỏ (nền đường hiện hữu), tiếp theo là lớp sét màu xám vàng, xám xanh, trạng thái dẻo mềm – dẻo cứng . Hai lỗ khoan LKT1 và LKT15 có vị trí thuộc điểm đầu và điểm cuối của dự án, nằm trên Hương Lộ 23 hiện hữu. - Đất mặt là lớp sét màu xám xanh, xám vàng, trạng thái dẻo mềm - dẻo cứng. Lớp gặp ở lỗ khoan còn lại (trừ 2 lỗ khoan dưới nước LKC4 và LKC5). LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 6 Lớp 1 gặp ở tất cả các lỗ khoan trừ 2 lỗ khoan dưới nước LKC4 và LKC5. Bề dày của lớp thay đổi từ 0,5m (LKT5) đến 2,0m (LKT1). Cao độ đáy lớp thay đổi từ 0,66m (LKC2) đến -0,90m (LKT9).  Lớp 2 : BÙN SÉT màu xám xanh. Phụ lớp này được gặp tất cả các lỗ khoan, trừ lỗ khoan LKC4. Các lỗ khoan từ T1 đến T9 (từ điểm đầu tuyến đến bờ kênh), đến độ sâu 10m kết thúc lỗ khoan, bề dày của phụ lớp chưa được khoan qua hết. Bề dày của phụ lớp thay đổi từ 1,6m (LKC5) đến 10,0m (LKC2). Cao độ đáy phụ lớp này thay đổi từ - 8,2m (LKC6) đến -9,6m (LKC1). Bảng 1-1. Chỉ tiêu cơ lý của phụ lớp 2. Thành phần hạt Hàm lượng % hạt cát: 3.9 Hàm lượng % hạt bột: 48.6 Hàm lượng % hạt sét: 47.5 Độ ẩm W = 85.1% Dung trọng ướt w = 1.49 g/cm 3 Tỷ trọng  = 2.69 Hệ số rỗng e0 = 2.363 Giới hạn chảy Wl = 65.1% Giới hạn dẻo Wp = 31.2 % Chỉ số dẻo Ip = 33.9 Độ sệt B = 1.59 Góc ma sát trong  = 4026’ Lực dính C = 0.073 kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 0 – 4  Lớp 3 : SÉT màu xám vàng, xám nâu trạng thái dẻo cứng – nửa cứng. Phụ lớp này được gặp ở các lỗ khoan từ LKC4 đến LKC8, LKT10 đến LKT15. Các lỗ khoan từ T10 đến T15 (từ điểm bề kênh phía Long Hựu đến điểm cuối tuyến), đến độ sâu 10m LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 7 kết thúc lỗ khoan, bề dày của lỗ khoan chưa được khoan qua hết. Bề dày của phụ lớp thay đổi từ 4,2m (LKC7) đến 9,0m (LKT4). Cao độ đáy phụ lớp này thay đổi từ - 13,0m (LKC7 và LKC8) đến - 18,0m (LKC4). Bảng 1-2: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 3 Thành phần hạt Hàm lượng hạt sỏi sạn : 1.8 % Hàm lượng hạt cát : 18.6 % Hàm lượng hạt bột : 33.8 % Hàm lượng hạt sét : 45.8 % Độ ẩm W = 35.0 % Dung trọng ướt w = 1.83g/cm 3 Tỷ trọng  = 2.70 Hệ số rỗng e0 = 1.000 Giới hạn chảy Wl = 33.0% Giới hạn dẻo Wp = 21.7% Chỉ số dẻo Ip = 11.3 Độ sệt B = 1.18 Góc ma sát trong  = 19039’ Lực dính C = 0.081kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 3- 4  Lớp 4: CÁT SÉT, màu xám vàng, đôi chỗ kẹp sét, trạng thái dẻo. Lớp này gặp ở lỗ khoan C1,C3 đến C8. Bề dày lớp thay đổi từ 1,7m (LKC3) đến 8,3m (LKC8). Cao độ đáy lớp thay đổi từ - 19,0m (LKC7) đến – 31,0m (LKC1). LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 8 Bảng 1-3: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 4 Thành phần hạt Hàm lượng hạt sỏi sạn : 3.6% Hàm lượng hạt cát : 37.9% Hàm lượng hạt bột : 25.2% Hàm lượng hạt sét : 33.3% Độ ẩm W = 18.7% Dung trọng ướt w = 2.04 g/cm 3 Tỷ trọng  = 2.73 Hệ số rỗng e0 = 0.589 Giới hạn chảy Wl = 31.5 % Giới hạn dẻo Wp = 16.5 % Chỉ số dẻo Ip = 15.0 Độ sệt B = 0.15 Góc ma sát trong  = 16015’ Lực dính C =0.994 kG/cm2 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 19- 39  Lớp 5 : CÁT hạt nhỏ đôi chỗ hạt trung lẫn ít sạn sỏi hay bột sét, kết cấu chặt vừa – chặt. Lớp này gặp ở tất cả các lỗ khoan cầu. Tại lỗ khoan LKC1, LKC2, LKC7, bề dày lớp chưa được khoan qua hết. Bề dày của lớp thay đổi tu7226,2m (LKC4) đến 39,3m (LKC6). Cao độ đáy lớp từ - 53,0m (LKC6) đến - 58,0m (LKC8). LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 9 Bảng 1-4: Chỉ tiêu cơ lý của lớp 5 Thành phần hạt Hàm lượng hạt sỏi sạn : 3.0 % Hàm lượng hạt cát : 81.1 % Hàm lượng hạt bột : 7.9 % Hàm lượng hạt sét : 8.0 % Độ ẩm W = 18.5 % Tỷ trọng  = 2.67 Góc nghỉ khi ướt d = 37 0 Góc nghỉ khi khô w = 27 0 Hệ số rỗng lớn nhất emax = 1.27 Hệ số rỗng nhỏ nhất emin = 0.556 Giá trị N của SPT (Búa/30cm) 25 – 50 Đặc biệt có một số vị trí trong lớp 5, giá trị SPT là 17 hay 18 búa – xem cụ thể trong phần hình trụ các lỗ khoan. 1.6.2. Đặc điểm địa chất thủy văn.  Nước mặt Kênh Nước Mặn nối liền sông Rạch Cát và Vàm Cỏ, đây là vùng chịu ảnh hưởng nhiều của mưa lũ và của chế độ thủy triều của biển Đông – chế độ bán nhật triều. Mực nước cao xuất hiện vào mùa mưa, còn lại là thời kỳ mực nước thấp.  Nước dưới đất Mực nước ngầm đo được trong các lỗ khoan nằm nông và thay đổi theo mùa. Cụ thể cao độ mực nước biến thiên từ - 0,3m (LKT8) đến - 0,8m (LKT9). LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 10 CHƯƠNG 2: KHÁI QUÁT VỀ LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT 2.1. Lịch sử phát triển. Đất chịu kéo rất yếu và do đó khái niệm gia cường đất từ vật liệu sợi tự nhiên đã có từ thời Babylon. Ví dụ, sậy được bộ tộc Sivalk sử dụng để gia cố cho bùn từ 5000 năm trước công nguyên. Hoặc là từ xa xưa dân ta cũng dùng rơm để trộn với bùn xây nên những búc tường bằng đất sét vững chắc. Ngay cả loài vật, chim cũng biết sử dụng kỹ thuật này như dùng rơm trộn với đất để làm tổ. Mặc dù có nhiều bằng chứng chứng minh rằng gia cường đất xuất hiện từ rất lâu, thế nhưng việc phát triển những khái niệm trên dựa theo những tính toán khoa học lại thuộc về một kỹ sư người Pháp, Henry Vidal. Vidal đã đưa ra công thức tính toán đầu tiên vào năm 1967. Phương pháp này đã phát triển đến hơn 3000 loại kết cấu gia cường đất ở hơn 30 quốc gia. Vài năm trước đây, hầu hết các kết cấu gia cường đất đều sử dụng những thanh thép. Thế nhưng tuổi thọ của các kết cấu này phụ thuộc nhiều vào các yếu tố ăn mòn trong đất và khí hậu của từng quốc gia. Do đó như một tất yếu của tự nhiên, các sản phẩm gia cường bằng nhựa không bị ăn mòn sẽ thay thế dần các thanh thép. Hiện nay có rất nhiều vật liệu nhựa tổng hợp dùng để gia cường đất. Trong đó Lưới địa kỹ thuật là một vật liệu tiên tiến và ngày càng được sử dụng rộng rải để gia cường đất. Lưới địa kỹ thuật được sản xuất đầu tiên năm 1978 tại Anh, bởi công ty Netlon (và hiện giờ là tập đoàn Tensar International). Sau đó đến Stabilenka của Hà Lan. 2.2. Cấu tạo và đặc điểm. 2.2.1. Cấu tạo. Lưới địa kỹ thuật giống như tờ bìa dày có lỗ, có thể cuộn tròn lại. Kích thước lỗ có thể thay đổi tuỳ theo loại lưới địa kỹ thuật rộng vừa đủ để cài chặt với đất, sỏi xung quanh. SV 11 Hình 2-1: Lưới địa kỹ thuật. Lưới địa kỹ thuật được làm bằng chất polypropylen (PP), polyester (PE) hay bọc bằng polyetylen-teretalat (PET) vói phương pháp ép và dãn dọc. Vật liệu dùng làm lưới địa kỹ thuật có sức chịu kéo đứt rất lớn 40.000 psi (so với sắt là 36.000 psi). Các lưới địa kỹ thuật thường làm bằng chất liệu polyetylen có tỷ trọng cao HDPE (high density polyethylên) giúp cho lưới bền vững dưới các tác động của môi trường, tia cực tím. Do đó, điều kiện bảo quản sản phẩm rất dễ dàng, có thể để trực tiếp ngoài công trường mà không cần phải che chắn. Hình 2-2: Lưới địa kỹ thuật được để ngoài công trường. Hàm lượng Cacbonblack trong lưới địa kỹ thuật thường lớn hơn 2% giúp cho lưới có thể chịu được mọi tác nhân của môi trường. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 12 Lưới địa kỹ thuật được chia thành 3 nhóm: Lưới 1 trục Lưới 2 trục Lưới 3 trục Hình 2-3: Các loại lưới địa kỹ thuật. Lưới 1 trục (uniaxial geogrid) có sức chịu kéo theo một hướng dọc máy, thường để gia cố mái dốc, tường chắn v.v Lưới 2 trục (biaxial geogrid) có sức kéo cả hai hướng, thường dùng để gia có nền đường, nền móng công trình v.v... Trái với vải, hướng ngang máy có sức chịu kéo lớn hơn dọc máy. Lưới 3 trục (triaxial geogrid) có sức chịu kéo theo cả hai hướng, dùng để gia cố nền đất yếu. 2.2.2. Đặc điểm. Lưới địa kỹ thuật một trục được sản xuất từ polietilen có tỷ trọng cao, HDPE (high density polyethylen) còn lưới hai trục làm bằng polietilen hoặc polipropilen hoặc cả hai. Các loại lưới địa kỹ thuật đều có những đặc điểm sau: - Sức chịu kéo lớn không thua kém gì các thanh kim loại. - Tính cài chặt với vật liệu chung quanh, tạo nên một lớp móngvững chắc, nhất là chống lại sự trượt của đất đắp dùng làm đê đập, tường chắn đất. - Tính đa năng: hầu như thích hợp với mọi loại đất, đá. - Giản dị: thi công dễ dàng, không cần máy móc, chỉ 2 người là có thể trải lưới. - Lâu dài: ít bị hủy họai bởi thời tiết, tia tử ngoại, bởi môi trường chung quanh như đất có axít, kiềm, và các chất độc hại khác. 2.3. Cơ chế hoạt động. 2.3.1. Cơ chế interlock. Cơ chế này giúp giữ các hạt đất ở bên trong ô lưới nhằm ngăn ngừa chuyển vị ngang của đất. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 13 Hình 2-4: Cơ chế “ interlock”. Mô hình hoá cơ chế interlock của lưới địa kỹ thuật như sau: - Các hòn bi có thể sắp xếp được thành kim tự tháp do các bệ cứng ở phía dưới cùng. Chính bệ cứng này ngăn ngừa chuyển vị ngang của các hòn bi đảm bảo sự bền vững của kết cấu. Nếu rút bệ cứng ra thì các hòn bi rơi xuống. Hình 2-5: Mô hình hoá cơ chế “ interlock”. Hình 2-6: Mô hình hoá cơ chế “ interlock”. SV 14 - Các ô lưới cũng có tác dụng như các bệ cứng nói trên giữ các hạt đất trong các ô lưới. Khi có tải trọng thẳng đứng tác dụng, dưới sự hỗ trợ của các ô lưới các hạt đất được sắp xếp thành hình chóp và sự tương hỗ của các ô lưới liền nhau giúp cố định vị trí của chúng không cho chuyển vị ngang xuất hiện. Hình 2-7: Mô hình hoá cơ chế “ interlock”. 2.3.2. Phân bố tải trọng. Cơ chế này giúp dàn trải tải trọng thẳng đứng thành tải trọng ngang giúp tăng sức chịu tải của nền đất. Theo những nghiên cứu của viện Địa kỹ thuật Tensar, nếu không sử dụng lưới địa kỹ thuật tải trọng thẳng đứng được phân bố thành tải trọng nằm ngang dưới một góc 380. Hình 2-8: Dàn trải tải trọng khi không dùng lưới. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 15 Khi nền đất được gia cường bằng lưới địa kỹ thuật, tải trọng thẳng đứng được phân bố thành tải trọng nằm ngang dưới một góc 450. Như vậy, áp lực tác dụng lên nền đất sẽ giảm đi và do đó gia tăng được sức chịu tải cho nền. Hình 2-9: Dàn trải tải trọng khi gia cường bằng lưới. 2.4. Hiệu quả của việc sử dụng lưới địa kỹ thuật. Với hai cơ chế hoạt động nêu trên, lưới địa kỹ thuật đem lại những lợi ích thiết thục như sau: 2.4.1. Giảm độ dày lớp vật liệu. Giảm bề dày lớp vật liệu khoảng 33%, từ một công trình tiêu chuẩn, nhà thầu có thể dễ dàng giải quyết các vấn đề lắp đặt tại hiện trường và tiết kiệm khoảng 25% chi phí sử lý nền móng. 2.4.2. Tăng vòng đời công trình. Cải tạo nâng cấp công trình đường, đặc biệt là phải thi công toàn bộ móng công trình là hạng mục tốn kém đối với bất kỳ chủ đầu tư nào. Nếu sử dụng một lớp gia cố cơ học, vòng đời mặt đường sẽ tăng gấp ba lần hoặc lâu hơn và nhờ vậy giảm chi phí duy tu bảo dưỡng hằng năm do phải thay lớp áo nhựa đường. 2.4.3. Tăng khả năng chịu lực. Trên các lớp móng yếu, chẳng hạn như nền đất bùn, có lúc cần thi công đoạn đường tạm có khả năng chịu lực lớn. Đưa cần cẩu vào lắp đặt công trình là một ví dụ điển hình. Điều này đòi hỏi phải tăng khả năng chịu lực của nền đất và thiết kế sao cho đảm bảo hoạt động an toàn tại công trường. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 16 2.4.4. Kiểm soát lún chênh lệch. Nhiều công trình thi công tại các khu vực có nền móng không ổn định và các lớp mặt đường dễ bị lún cục bộ gây phá vỡ kết cấu công trình. Việc sử dụng lưới địa kỹ thuật sẽ giúp kiểm soát hiện tượng lún lệch đảm bảo an toàn cho công trình sử dụng. 2.5. Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong xây dựng. 2.5.1. Ứng dụng của lưới Địa kỹ thuật 1 trục. a. Thi công các mái Taluy dốc đứng. - Độ an toàn cao, bền vững với môi trường, vòng đời thiết kế 120 năm. - Thời gian thi công nhanh chóng. - Tiết kiệm được chi phí so với các kết cấu trọng lực và bê tông gia cố truyền thống. - Tận dụng vật liệu tại chỗ. - Cho phép máy móc hạng nặng hoạt động gần khu vực mép mái dốc để đầm chặt đều. - Sử dụng giải pháp trồng cỏ trên mặt mái dốc tạo cảnh quan và thân thiện với môi trường. Hình 2-10: Mặt cắt ngang mái dốc. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 17 Hình 2-11: Thi công mái dốc ở Trung Quốc. Hình 2-12: Mái dốc sau khi hoàn thiện ở Trung Quốc. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 18 Hình 2-13: Thi công mái dốc tạo giải pháp xanh ở Hàn Quốc. b. Thi công tường chắn. - Độ an toàn cao, bền vững với môi trường, vòng đời thiết kế 120 năm. - Có thể thiết kế và thi công tường chắn đặt đến độ cao 45 met. - Thời gian thi công nhanh chóng. - Tiết kiệm được chi phí so với các kết cấu trọng lực và bê tông gia cố truyền thống. - Tận dụng vật liệu tại chỗ. - Nhiều lựa chọn cho bề mặt tường chắn, đảm bảo tính thẩm mỹ của công trình. Hình ảnh thi công Bề mặt tường Hình 2-14: Tường chắn có bề mặt là gạch block dự án ở Trung Quốc. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 19 Hình ảnh thi công Bề mặt tường Hình 2-15: Tường chắn có bề mặt là tấm bê tông panel đúc sẵn cao 7.5m Dự án giao lộ Avenue- New Delhi- Ấn Độ. 2.5.2. Ứng dụng của lưới Địa kỹ thuật 2 trục và 3 trục. a. Thi công đường tạm khu vực nền đất yếu. Do sự gia tăng sức chịu tải của nền đất của lưới Địa kỹ thuật nên có thể thi công những đường tạm trên nền đất yếu cho xe cư giới và xe siêu cường (cẩu lắp) vào khu vực thi công. Ứng dụng này giúp cho thời gian thi công nhanh chóng và đảm bảo an toàn cho các phương tiện thi công. Hình 2-16: Tải lưới trên đầm lầy của Anh. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 20 Hình 2-17: Xe cơ giới không vào được khi không có lưới. Hình 2-18: Xe cơ giới vào dễ dàng khi có lưới. b. Thi công đường. Trong thiết kế và thi công, tác dụng gia tăng sức chịu tải của nền, dàn trải tải trọng và kiểm soát lún lệch có thể giúp giảm bề dày lớp móng đường, đẩy nhanh tiến độ thi công và đảm bảo an toàn kết cấu. Do đó, lưới Địa kỹ thuật được ứng dụng trong những kết cấu đường chịu tải trọng lớn như đường băng sân bay, bãi container… LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 21 Hình 2-19: Hạng mục đường băng sân bay Riga - Latvia. 2.5.3. Ứng dụng lưới Địa kỹ thuật trong điều kiện Việt Nam. a. Khu vực đất yếu Đối với điều kiện địa chất Việt Nam, tầng đát yếu phân bố phổ biến và tương đối dày. Điều đó gây khó khăn trong xây dựng công trình và tiềm ẩn nguy cơ lớn. Chính vì vậy. việc sử dụng lưới địa kỹ thuật ở Viêt Nam là cần thiết. Nó giúp rút ngắn thời gian thi công công trình và đảm bảo an toàn kết cấu đồng thời đảm bảo một chi phí hợp lý. b. Khu vực đồi núi Sạt lở mái dốc đang là hiện tượng đáng báo động ở đường Hồ Chí Minh. Nó không chỉ gây thiệt hại về vật chất, con người mà còn làm gián đoạn giao thông ảnh hưởng đến nền kinh tế khu vực Miền Trung và Tây Nguyên. Ngoài đường Hồ Chí Minh, Việt Nam còn rất nhiều khu vực khác nhất là ở Miền Bắc. Để phát triển kinh tế những vùng đầy tiềm năng đó, không còn cách nào khác là phải mở những con đường giao thông huyết mạch. Tường chắn là một trong những yêu cầu bắt buộc nếu muốn mở những con đường như vậy. Với những ứng dụng của lưới địa kỹ thuật cho giải pháp mái dốc, tường chắn sẽ giúp đảm bảo sự an toàn của công trình, tiết kiệm chi phí. Vì những lý do trên, cần thiết phải nghiên cứu và ứng dụng lưới địa kỹ thuật trong kỹ thuật xây dựng ở Việt Nam. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 22 c. Một số công trình ứng dụng lưới Địa kỹ thuật ở Việt nam  Khu du lịch Đại Nam (tỉnh Bình Dương). - Vị trí: tỉnh Bình Dương. - Chủ đầu tư: Công ty cổ phần du lịch Đại Nam. - Hạng mục: gia cố nền bãi đậu xe và đường nội bộ. Hình 2-20: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Bình Dương. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 23  Metro Hải Phòng. - Vị trí: thành phố Hải Phòng. -Chủ đầu tư: tập đoàn Metro. - Hạng mục: sàn làm việc cho nhà xường. Hình 2-21: Công trình ứng dụng lưới địa kỹ thuật ở Hải Phòng. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 24  Kho chứa container khu công nghiệp Tân Cảng Sóng Thần. - Vị trí: tỉnh Bình Dương. -Chủ đầu tư: ICD Tân Cảng – Sóng Thần. - Hạng mục: tường chắn. Hình 2-22: Thi công tường chắn ở khu công nghiệp Tân Cảng Sóng Thần. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 25 CHƯƠNG 3: CƠ SỞ LÝ THUYẾT 3.1. Giới thiệu Hình 3-1: Cấu trúc tường chắn có cốt. Tường chắn đất gia cố bằng lưới địa kỹ thuật gồm 4 thành phần: - Facing: bề mặt tường ( panel, block…) - Reinforced Soil: đất được gia cố - Retained Soil: đất sau tường - Foundation Soil: đất nền Lưới có nhiệm vụ neo khối đất dễ bị trượt vào khối đất tự nó đã ổn định, còn bề mặt tường chỉ có tác dụng làm đẹp và giữ cho đất khỏi bị xói mòn. Nguyên tắc tính toán Phương pháp thiết kế dựa trên hai yếu tố chính để xác định loại lưới, chiều dài lưới và khoảng cách các lớp lưới. - Kiểm toán ổn định bên ngoài: tương tự như các kết cấu tường chắn đất khác - Kiểm toán ổn định nội bộ. Hiện nay, có nhiều tiêu chuẩn trên thế giới về thiết kế tường chắn có cốt. Trong nội dung của luận văn này, sinh viên sử dụng tiêu chuẩn AASHTO 2002/NHI 043 - ASD của Hoa Kỳ để thực hiện thiết kế của mình. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 26 3.2. Xác định thông số cơ bản 3.2.1. Hệ số áp lực của đất (Coulomb): - Đối với góc dốc bề mặt nhỏ hơn 8º: = tan (45 − φ 2 ) (3.1) - Đối với góc dốc bề mặt lớn hơn 8º: = sinθ + φ sinθ sin(θ − δ) 1 + sin(φ+ δ) sin(φ − β) sin(θ − δ) sin(θ + β) (3.2) 3.2.2. Thông số tường: - Áp lực tĩnh thẳng đứng: V = γHL (3.3) - Áp lực động thẳng đứng: V = qL (3.4) - Tổng áp lực thẳng đứng: R = V1 + V2 (3.5) - Áp lực tĩnh ngang: F = 1 2 γ HK (3.6) - Áp lực động ngang: F = qHK (3.7) 3.3. Kiểm toán ổn định bên ngoài 3.3.1. Kiểm định an toàn trượt ngang bên ngoài: Là biến dạng của toàn bộ khối đất được gia cố bị đẩy về phía trước do áp lực hông của đất. Hệ số an toàn (HSAT) chống lại trượt ngang là tỉ số giữa lực chống trượt và lực gây trượt. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 27 Hình 3-2: Biến dạng trượt ngang - Hệ số an toàn trượt ngang: = Lực kháng trượt Lực gây trượt = Vtanφ (F + F) (3.8) Hệ số an toàn trượt ngang được lấy nhỏ nhất là 1,5. 3.3.2. Kiểm định an toàn ổn định lật bên ngoài: Hình 3-3: Biến dạng lật - Hệ số an toàn lật: = M M (3.9) - Moment chống lật: M = V L 2 (3.10) - Moment gây lật: M = F H 3 + F H 2 (3.11) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 28 Hệ số an toàn ổn định lật được lấy nhỏ nhất là 1,5. 3.3.3. Kiểm định sức chịu tải của đất nền: Quan niệm đế của tường chắn như móng nông thì hợp lực các lực khác (R) sẽ tác dụng nghiêng và lệch tâm một đoạn là e. Dựa trên quan điểm phân bố ứng suất xuống đáy móng của Mayerhof, trường hợp tải tác dụng lệch tâm thì kích thước móng sẽ thu nhỏ lại đến giá trị quy ước L-2e. Hình 3-4: Nền chịu tải. - Hệ số sức chịu tải của đất nền: = q σ (3.12) Hệ số sức chịu tải được lấy nhỏ nhất là 1,5. - Sức chịu tải tới hạn: q = cN + 0,5(L − 2e)γNγ (3.13) q = 0,5L ′γ Nγ (3.14) - Độ lệch tâm: e = L 2 − (M − M) V + V ≤ L 6 - Kích thước móng quy ước: L’ = L – 2e (3.15) - Áp lực mang tải tác dụng tối đa: σ = V + V L′ (3.16) LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 29 3.3.4. Kiểm định trượt tổng thể: Hình 3-5: Trượt tổng thể Hệ số an toàn trượt tổng thể được lấy nhỏ nhất là 1,5. 3.4. Kiểm toán ổn định bên trong Để có sự ổn định nội bộ, lưới và đất của tường chắn đất phải liên kết với nhau và có sự chống đỡ dưới tác dụng của tải trọng bản thân và những lực bên ngoài. Điều đó được thực hiện qua sự truyền lực từ đất đến lưới địa kỹ thuật. Lưới phải được lựa chọn và bố trí thế nào chống lại sự kéo đứt và kéo tuột ra khỏi khối đất ở bên kia mặt trượt. - Chiều dài nhánh lưới hiệu chỉnh: V1 = d1+ ½ (d2 – d1) (3.17) V2 = ½ (d2 – d1) + ½ (d3 – d2) Vi = ½ (di – di-1) + ½ (di+1 – di) Vend = ½ (dend – dend-1) + (H – dend) 3.4.1. Kiểm toán kéo đứt lưới Lưới địa kỹ thuật chịu lực kéo gây ra bởi tải trọng bản thân và tải trọng bên ngoài. Những lực kéo này được tính độc lập và tổng hợp lại thành lực kéo tổng tác dụng lên từng lớp lưới. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 30 Hình 3-6: Kéo đứt lưới. - Áp lực ngang: σ = Kσ + ∆σ = K(γd + q) (3.18) Trong đó: σ = γZ + σ + q + ∆σ (3.19) - Đối với góc dốc bề mặt nhỏ hơn 8º: K = tan (45 − φ ) (3.20) - Đối với góc dốc bề mặt lớn hơn 8º: K = sin(θ + φ ) sinθ 1 + sinφ sinθ (3.21) - Lực kéo: T = σS = σV (3.22) - Lực chịu kéo thiết kế: T = T RF. RF. RF (3.23) Trong đó: Tp : Lực kéo thiết kế lý thuyết : Hệ số chiết giảm độ bền : Hệ số ảnh hưởng bởi quá trình thi công : Hệ số biến dạng từ biến - Hệ số an toàn kéo đứt lưới: LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 31 = T T ≥ 1,5 3.4.2. Kiểm toán kéo tuột lưới Hình 3-7: Kéo tuột lưới. T ≤ 1 F∗γZLCRα (3.24) Trong đó: : Hệ số bao phủ : Sức ép quá tải : Chiều dài chôn của mỗi lớp gia cố nếu ≤ 1 lấy giá trị là 1 nếu > 1 lấy giá trị : Hệ số kéo tuột, có giá trị bằng 2 (đối với lưới Địa kỹ thuật) : Chỉ số hiệu chỉnh kích cỡ : Lực kéo - Lực chống kéo tuột: F∗ = tanφ C (3.25) với Ci là hệ số tương tác giới hạn kéo tuột, có giá trị là 0,8 - Hệ số an toàn kéo tuột: ≥ 1,5 3.4.3. Kiểm toán mối nối = Cường độ chịu lực mối nối Lực kéo đứt mối nối = T T ≥ 1,5 LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 32 3.5. Sử dụng phần mềm MSEW thiết kế Để thuận lợi trong việc tính toán cũng như rút ngắn thời gian thiết kế, người ta đã ứng dụng phần mềm MSEW trong việc thiết kế lưới Địa kỹ thuật. Về cơ bản, lý thuyết thiết kế mà MSEW sử dụng giống như đã giới thiệu trong phần 2.3.1, trong phần này, sinh viên chỉ đưa ra một số hình ảnh giới thiệu cách sử dụng phần mềm. Hình 3-8: Cửa sổ quản lý phần mềm MSEW. Hình 3-9: Thông số bề mặt tường. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 33 Hình 3-10: Tính toán thông số mối nối. Hình 3-11: Sức bền mối nối. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 34 Hình 3-12: Thông số đất. Hình 3-13: Nhập thông số của ba loại đất. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 35 Hình 3-14: Nhập số loại lưới sử dụng – loại vật liệu. Hình 3-15: Nhập thông số kỹ thuật của lưới. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 36 Hình 3-16: Kết quả chiều cao, dài, loại lưới Hình 3-17: Bảng hiệu chỉnh thông số đầu vào LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 37 Hình 3-18: Tính toán thông số đất gia cố theo loại lưới sử dụng Hình 3-19: Tính toán áp lực đất LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 38 Hình 3-20: Xác định áp lực đất. Hình 3-21: Cửa số quản lý phần mềm LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 39 Hình 3-22: Kết quả kiểm định các hệ số an toàn Hình 3-23: Kết quả tính toán chi tiết các lớp lưới LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 40 CHƯƠNG IV: ỨNG DỤNG LƯỚI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN CÓ CỐT CHO CÔNG TRÌNH ĐƯỜNG DẪN ĐẦU CẦU KÊNH NƯỚC MẶN 4.1. Quy mô hạng mục thiết kế. Hạng mục: thiết kế tường chắn có cốt gia cố bằng lưới địa kỹ thuật E’GRID cho đường dẫn vào cầu tại Mố 2. - Nhánh phải: dài 62.2 m. - Nhánh trái: dài 58.2 m. Hiện trạng hiện hữu: Mố 2: đường dẫn đầu cầu được đặt trên nền đường đã được xử lý bằng cọc cát. Điều kiện vận chuyển vật liệu, thiết bị thi công thuận lợi. Mố 2 (A) Mố 2 (B) Hình 4-1: Hiện trạng hiện hữu 4.2. Giới thiệu dự án Cầu Kênh Nước Mặn là một công trình nằm trên đoạn đường huyết mạch nối Tp. Hồ Chí Minh với các tỉnh miền Tây Nam Bộ. Căn cứ vào điều kiện địa chất công trình cũng như điều kiện địa chất thủy văn khu vực thiết kế, sinh viên đưa ra hai phương án thiết kế cho hạng mục đường dẫn vào đầu cầu Kênh Nước Mặn. LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 41 4.2.1. Phương án 1: Tường chắn bằng bê tông cốt thép. (a) (b) Hình 4-2. Phương án tường bê tông cốt thép (a): Tường dạng chữ U (b): Tường dạng chữ L MAËT CAÉT NGANG ÑAÏI DIEÄN PHÍA MOÁ M2 PHAÏM VI TÖÔØNG CHAÉN KEÁT HÔÏP SAØN GIAÛM TAÛI PHAÏM VI TÖÔØNG CHAÉN BTCT CHÖ? L - LOAÏI II LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP GVHD: TS. NGUYỄN ĐÌNH TỨ SVTH: ĐẶNG QUÝ TÂN 42 4.2.2. Phương án 2:Tường chắn có cốt gia cố bằng lưới địa kỹ thuật, bề mặt gạch block BOSTD. Đây là một trong những giải pháp sử dụng loại vật liệu địa kỹ thuật tiên tiến, với rất nhiều ưu điểm của mình, giải pháp này đang được ứng dụng tại nhiều quốc gia trên thế giới. (a) (b) Hình 4-3: Phương án tường chắn có cốt (a): Tường dạng chữ U (b): Tường dạng chữ L MAËT CAÉT NGANG ÑAÏI DIEÄN PHÍA MOÁ M2 PHAÏM VI TÖÔØNG CHAÉN CHÖ? L - LOAÏI II