NGHIấN CU GII PHP GIA CNG N NH CHO MI T DC NG BNG VI A K THUT Lờ Xuõn Khõm1 Nguyn Trng i2 Nguyn Mai Chi1 Túm tt: Trong thc t, cú nhiu mỏi dc t mt n nh dc quỏ ln Vỡ vy nghiờn cu gii phỏp gia cng n nh cho mỏi dc ng l cn thit Cú nhiu gii phỏp gia cng n nh mỏi dc ng, ú gii phỏp gia cng bng vi a k thut cú nhiu u im thun li cho vic tra cu gii phỏp gia cng n nh mỏi dc ng, bi bỏo bc u xõy dng mi quan h gia cỏc ch tiờu c lý ca t vi chiu cao mỏi dc, cỏc thụng s ca vi a k thut v kim nghim kt qu thụng qua mt cụng trỡnh thc t T khoỏ: Mỏi dc ng, ct, vi a k thut, gia cng, thụng s T VN Khi thit k mỏi dc t thỡ mỏi dc phi c thit k n nh mi trng hp, song mt iu d thy l mỏi dc cng xoi thỡ n nh cng cao Thc t cho thy, cú nhiu trng hp khụng cho phộp thit k mỏi dc cú dc nh vỡ mỏi dc xoi chim nhiu din tớch, kinh phớ tn kộm hoc mun tn dng din tớch trờn nh thỡ ngi ta phi thit k mỏi dc ng (mỏi ng l mỏi dc cú gúc so vi phng nm ngang l 450 900) [1] Tuy nhiờn cha cú cỏc gii phỏp k thut tha ỏng gia cng n nh i vi mỏi dc ng nờn cú nhiu mỏi dc b st l, nht l v ma, gõy nhng hu qu rt ln v kinh t, xó hi, thm nguy him n tớnh mng ngi Vic nghiờn cu gii phỏp gia cng cho mỏi dc ng s em li nhiu li ớch ln V k thut, s lm tng cng cho t (c bit l i vi t phi gia c li sau b st l) dn n vic m bo mỏi dc n nh cỏc iu kin tớnh toỏn V kinh t, mỏi dc ng s gim tit din mt ct dn n gim lng o p cho cỏc cụng trỡnh, tit kim c khụng gian xõy dng, tit kim c vt liu bo v b mt Trng i hc Thy li S Nụng nghip & PTNT tnh Thanh Húa 100 mỏi v tiờu thoỏt nc b mt nhanh hn Bờn cnh ú mỏi dc ng s to m quan v thõn thin vi mụi trng cú ti liu tra cu s b gia c mỏi dc ng bng vi a k thut thỡ cn thit phi xõy dng c cỏc quan h gia ch tiờu c lý ca t vi chiu cao ca mỏi dc, khong cỏch v chiu di vi hp lý ca cỏc lp vi Vỡ vy bi bỏo ny tỏc gi s gii thiu s b cỏc quan h ny, t ú lm c s ng dng tớnh toỏn cho mt cụng trỡnh thc t C S Lí THUYT 2.1 Cỏc c ch tng tỏc gia t v ct t cú ct phỏt huy hiu qu thỡ ct phi tng tỏc vi t tip thu nhng ng sut v bin dng thng gõy phỏ hoi t khụng cú ct C ch ca s phỏt sinh tng tỏc ph thuc vo cỏc c trng ca t (c t nn t nhiờn v t p), cỏc c trng ca ct v quan h gia hai nhúm c trng ny Khi t v ct lm vic (tng tỏc t/ct) s xy hai s phỏ hoi Th nht l trng thỏi phỏ hoi v trt thng l phỏ hoi t ct v phỏ hoi neo bỏm gia t vi ct (ma sỏt gia t vi ct) Trng thỏi gii hn th hai l trng thỏi s dng, xy quỏ trỡnh s dng, bin dng ca t cú ct hoc bin dng ca ct vt quỏ gii hn quy nh [2] Khi ti trng c truyn t t vo ct thỡ c ch truyn ti t t vo ct v ngc li thc hin thụng qua sc neo bỏm t/ct i KHOA HC K THUT THY LI V MễI TRNG - S 39 (12/2012 vi t kộm dớnh, sc neo bỏm ny l ma sỏt t/ct ph thuc vo t, ct v mc thụ nhỏm trờn b mt ca nú Cũn i vi t dớnh, sc neo bỏm ny chớnh l lc dớnh gia ct vi t S liờn kt gia cỏc ht t vi cỏc k h ca li ct cú th xut hin, ú sc neo bỏm cú th b khng ch bi bn khỏng ct vi t ch cỏch mt tip xỳc t ct mt khong cỏch nh ln ca sc neo bỏm ny b chi phi bi c tớnh tng quan ca t v ct, c th l bn khỏng ct ca t v nhỏm b mt ca ct S tng tỏc gia ct mm vi t l s tip thu lc kộo dc trc tng kh nng chu ti kộo v tin thi cụng cỏc ct mm c t nm ngang tng, mỏi dc v di nn p trựng vi trc bin dng kộo chớnh t khụng cú ct Cỏc lc dc trc tip thu bi ct mm c xỏc nh theo phng phỏp tnh, ú, tớnh toỏn thit k, ta phi xỏc nh cỏc lc kộo dc trc m ct phi tip nhn vựng ch ng v s phõn b chỳng vo vựng khỏng 2.2 C ch gia cng t v mỏi dc Hỡnh th hin mỏi dc t ri khụ nghiờng gúc (l gúc ln hn gúc ma sỏt ca t) so vi phng ngang Nu khụng cú tỏc ng ca ct, mỏi t ó b trt Tuy nhiờn nh kt hp vi t v ct mỏi t ó n nh Vic kho sỏt c ch gia cng c bn ó chng t mỏi dc gm hai vựng riờng bit: vựng ch ng v vựng khỏng trt (vựng b ng) Nu khụng cú ct, vựng ch ng s mt n nh, dch phớa trc v trt xung so vi vựng khỏng Nu t ct ngang qua hai vựng, ct cú th lm cho vựng ch ng n nh Hỡnh th hin mt lp ct n cú chiu di Laj vựng ch ng v Lej vựng khỏng Trong thc t thng b trớ ct gm nhiu lp, to cho ct cú c c ch neo bỏm thớch hp v cú cng chng kộo thớch hp thỡ ct s tip thu c bin dng kộo xut hin t vựng ch ng (vựng hot ng) Bin dng kộo c truyn i t t sang ct nh vo c ch neo bỏm ct - t Bin dng on ct thuc vựng ch ng lm tng tng ng lc kộo ca ct vựng ny Hỡnh C ch gia cng tng v mỏi dc bng ct Nu tng chiu di ct b gii hn bi Laj thỡ quỏ trỡnh truyn ti trng t t vo ct khụng ngn chn hin tng trt ca vựng ch ng cú kh nng chng trt, phn t ct phi c kộo di thờm on Lej vo vựng gi (vựng b ng) Gi thit rng ct cú lc kộo chu c ti trng kộo tip thu t vựng ch ng, lc ny s c phõn tỏn vo t vựng khỏng Trong vựng ch ng, ti trng truyn t t vo ct cng thụng qua c ch neo bỏm t - ct, lc kộo ct phõn b khụng u theo chiu di gim dn v phớa u t ca chiu di Lej k t b mt mỏi dc hay b mt tng vỡ ti trng c phõn phi dn vo t Ti u t ca ct vựng khỏng, lc kộo ct bng khụng 2.3 Nguyờn tc b trớ ct a k thut chn khong cỏch ng gia cỏc lp ct cn xột n nhng tiờu chun sau: Phỏt huy ti a kh nng chu kộo ca vi, li a k thut dựng lm ct; phự hp vi cụng ngh thi cụng p m cht tng lp t; b trớ u phm vi chiu mỏi dc hoc l u tha phm vi ca na trờn ca mỏi dc v u gn phm vi na di ca mỏi dc tin thi cụng v ct vi [3] Trỡnh t thi cụng cỏc mỏi dc thụng thng gm cỏc bc nh sau: Chun b mt bng múng; dng giỏ tm theo gúc mt mỏi dc theo yờu cu; o v t lp ct ỏy vi mt on tha ngoi mt mỏi dc bc cun v lt tr li phớa vo t p; p v m nộn trờn ct phự hp vi cỏc ch c lý thit k; cun phn cui ca ct lt tr li vo t p bc cun t; kộo cng phn ct bc KHOA HC K THUT THY LI V MễI TRNG - S 39 (12/2012) 101 cun gi cht mt mỏi dc (xem hỡnh 2) Góc mái dốc Vỏ mặt, đất phủ lớp vỏ Cốt Vật liệu đắp Hỡnh S b trớ vi a k thut kho thit k s b hoc x lý cỏc im st trt cú mỏi dc ng Mt thc t cho thy cỏc mỏi dc ng b st trt (vớ d cỏc mỏi taluy õm, dng ca ng) thỡ cn phi dựng nhiu bin phỏp gia c li mỏi dc, ú cú th dựng vi a k thut tn dng li t ó b st trt gia c li, t loi ny ch yu l tn sn tớch Nhiu on ng i qua vựng sn i nhng khụng th o sn i lm ng thỡ cng cn phi dựng vi a k thut gia c Theo s liu thng kờ [4] thỡ t tn - sn tớch nc ta núi chung cú cỏc ch tiờu c bn nh bng MT S CC YU T NH HNG N N NH MI DC NG Cể CT Mc ớch ca vic phõn tớch cỏc yu t nh hng xõy dng c bng biu dựng tham Bng Giỏ tr trung bỡnh cỏc ch tiờu c lý ca t tn sn tớch Lc dớnh Tờn Loi Dung trng Gúc ma H s C nhúm ỏ gc t sỏt rng n t Khụ c kG/cm2 % g/cm g/cm3 H s thm K cm/s Xõm nhp axit Sột pha Cỏt pha Phun tro mafic Sột pha Sột Sột en Bin cht Sột pha Sột Trm tớch v kt Sột pha Sột Trm tớch Sột pha kt phun tro Sột Trm tớch sinh Sột húa ỏ ong 1.78 1.45 1.52 1.55 1.76 1.78 1.78 1.88 1.80 1.76 1.76 1.70 2.35 1.42 1.32 1.14 1.12 1.25 1.45 1.36 1.55 1.40 1.42 1.32 1.22 2.16 Bng l giỏ tr trung bỡnh ch tiờu c lý ca t tn sn tớch s c ly lm c s cho vic tớnh toỏn sau ny Vi mc ớch nh ó nờu, bi bỏo ch trung nghiờn cu mỏi dc ng cú gúc nghiờng ph bin l = 750 Theo tiờu chun thit k p t m nộn 157 2005 i vi p t, chiu cao p t 10 15 m nờn b trớ c i vi mỏi dc ang nghiờn cu vi cao quỏ ln (10 15m) m phi lm c s khụng xột ti, vỡ chiu cao ny s khú khn cho vic thi cụng bng ct vi a k thut Vỡ vy bi bỏo ny, tỏc gi ch trung phõn tớch mỏi dc cú cao nh hn 15m, c th ch xột cỏc loi mỏi dc 102 48 50 60 61 54 47 51 43 49 48 51 56 24 0.18 0.09 0.20 0.31 0.46 0.28 0.41 0.26 0.45 0.33 0.47 0.38 26 30 26 24 10 24 22 23 19 25 20 23 1.2x10-5 4.3x10-4 3.7x10-4 3.0x10-4 2.5x10-7 1.6x10-6 3.1x10-6 1.2x10-6 4.7x10-6 4.9x10-6 8.3x10-5 cú chiu cao khong t 11m, giỏ tr chiu cao mỏi dc c a vo tớnh toỏn l H = 7m, H = m v H = 11m Cn c vo bng ly cỏc ch tiờu c lý i din, c th l xột cỏc yu t nh hng ca gúc ma sỏt õy tỏc gi chn cỏc giỏ tr thay i l = 100, = 150, = 200, lc dớnh C = 15 kN/m2 (cn c vo bng 1, ly giỏ tr lc dớnh C thiờn v an ton) v dung trng t nhiờn = 18 KN/m3 Ct c s dng chn loi ct vi a k thut chu kộo (Woven Geotextiles Strength), loi: HS100/50 v HS150/50, õy l loi vi dt nhúm vi a k thut ca hóng UCO- KHOA HC K THUT THY LI V MễI TRNG - S 39 (12/2012 GEOTEXTILES Cỏc thụng s tớnh toỏn thit k c phõn tớch cho trng hp mỏi dc trờn nn t tng i tt cú = 200, C = 25 kN/m2 v = 18 KN/m3; ti trng hot ti trờn nh dc ti trng q = 20kN/m2 Cỏc trng hp tớnh toỏn: Trng hp mỏi dc va thi cụng xong, trng hp cú mc nc ngm ma kộo di, trng hp cú ng t Hỡnh S tớnh toỏn vi H = 7m Trong khuụn kh bi bỏo, tỏc gi ch gii thiu kt qu tớnh toỏn vi trng hp cú mc nc ngm ma kộo di, õy cng l trng hp hay gp thc t S dng phn mm ReSlope(4.0) tớnh toỏn õy l phn mm chuyờn dng ca cụng ty ADAMA-Engineering Hoa K dựng thit k mỏi dc ng (gúc dc 450 900) ca cụng trỡnh t, cú s dng ct a k thut tng n nh cho cụng trỡnh Chng trỡnh cú kh nng mụ phng mỏi dc cụng trỡnh t chu ti trng trờn mỏi, trờn c hay trờn nh mỏi v cng xột ti ti trng ng t Vt liu ct s dng cú th l vi a k thut, li nha a k thut hay li thộp a k thut Chng trỡnh ng dng lý thuyt n nh mỏi dc ca Bishop (Phng phỏp trt cung trũn) v lý thuyt ca Spencer (Trt nờm) Kt qu tớnh toỏn cho phộp xỏc nh n nh tng th ca mỏi dc, n nh cc b (kộo tt ct hoc t ct), la chn khong cỏch t ct ti u cho tng lp ct, tớnh tng lng ct ó s dng v giỏ thnh ca nú Bng nh hng ca gúc ma sỏt n n nh mỏi dc (dựng loi vi HS100/50) Gúc ma Chiu sỏt cao tng H = 7m 10 15 20 H = 9m 10 15 20 H = 10 11m 15 20 S lp ct 16 14 11 22 20 18 29 27 25 Chiu di ct ln nht(m) 14.58 9.68 6.73 21.17 13.75 9.34 26.97 17.67 11.79 Chiu di ct nh nht(m) 9.91 6.92 4.74 14.11 9.66 6.4 18.13 12.3 8.46 Chiu di ct trung bỡnh(m) 12.24 8.3 5.73 17.64 11.71 7.87 22.55 14.96 10.12 H s n nh tng th Fs 3.15 1.76 1.67 2.7 2.3 1.71 1.91 2.63 1.88 S lp cú h Fs