Nghiên cứu so sánh tiêu chuẩn thiết kế BS-8006 và AASTHO-2005 trong thiết kê tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu mềm Polymeric

Tóm tắt

Bài báo này trình bày các nghiên cứu so sánh thiết kế ổn định nội tại trong tường chắn đất có cốt khi sử dụng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp Polymeric theo tiêu chuẩn BS 8006 và tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2005. Các kết quả phân tích so sánh và ví dụ tính toán cụ thể giúp hiểu rõ hơn về nguyên lý thiết kế tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu mềm từ đó giúp chúng ta có cái nhìn toàn diện hơn cho ứng dụng vật liệu Polymeric trong thiết kế và thi công tường chắn đất có cốt sử dụng cốt liệu mềm tại Việt Nam.

Abstract

This paper presents a comparative study of internal stability design of the reinforced soil walls using Polymeric reinforcement based on the BS 8006 and AASHTO LRFD 2005 Standards. The comparative analysis and example calcultation results help to deeper understand the design concept of the reinforced soil walls using extensible reinforcement and give us a better foreseen of the application of extensible Polymeric reinforcement materials in design and construction of the reinforced soil walls in Vietnam.

Tường chắn đất có cốt là sự kết hợp của tấm mặt tường, lưới gia cường và đất đắp chọn lọc nhằm tạo ra kết cấu chống được áp lực đẩy ngang của nền đất đắp. Loại tường này được xem là một trong những tiến bộ công nghệ về địa kỹ thuật nhằm tạo ra sản phẩm có tính năng kỹ thuật phù hợp với sơ đồ chịu lực của kết cấu, thi công lắp đặt dễ dàng, có tính mỹ thuật cao, hiệu quả sử dụng vật liệu rất cao và trên hết đã chứng minh được hiệu quả ứng dụng và kinh tế trên thế giới. Tại Việt Nam, kể từ năm 2000 khi công trình tường chắn đất có cốt lần đầu tiên được đưa vào Việt nam, trên 50.000m² mặt tường đã được áp dụng thành công cho các công trình đường đầu cầu ^[8]. Bên cạnh việc sử dụng vật liệu gia cường bằng lưới thép đặc chủng, chúng ta cũng ghi nhận các ứng dụng cốt liệu gia cường bằng vật liệu tổng hợp có độ giãn dài nhỏ, ít bị ảnh hưởng của môi trường và có thể sử dụng tường có cốt ngay trong vùng bị ngập nước với tuổi thọ cao. Từ năm 2009, vật liệu tổng hợp Polymeric đã được áp dụng thành công cho cầu Hùng Vương và sau đó là cầu vượt đường sắt Nam Đầm Vạc, đường đầu cầu Nam Hà Tây. Việc áp dụng thành công vật liệu Polymeric trong thiết kế và thi công tường chắn đất có cốt giúp mở ra một giải pháp tường chắn với giá thành thấp, hiệu quả sử dụng cao. Sử dụng vật liệu Polymeric vừa có thể đảm bảo các yêu cầu kỹ thuật, vừa có thể tránh được các vấn đề ăn mòn và tác động ảnh hưởng của môi trường, nhất là trong môi trường ngập nước có nguy cơ ăn mòn cao, điều mà hệ gia cường bằng vật liệu thép thường khó tránh khỏi, từ đó nâng cao sự bền vững của công trình ^{[7], [8], [11]}.

Hiện nay, tiêu chuẩn thiết kế cầu 22TCN 272-05 ^[6] đã có đề cập đến các nội dung thiết kế tường chắn có cốt sử dụng cốt liệu tổng hợp Polymeric, tuy nhiên việc thiết kế vẫn dựa chủ yếu vào tiêu chuẩn BS 8006 ^[1] và tiêu chuẩn AASHTO LRFD 2005^[3]. Do đó, việc nghiên cứu so sánh tính toán theo 2 quy trình này là cần thiết, nó sẽ góp phần chuẩn hóa các nội dung tính toán thiết kế tường chắn có cốt sử dụng cốt liệu gia cường bằng Polymeric và đảm bảo các giải pháp an toàn kỹ thuật, hiệu quả kinh tế cao.