Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 1/19

giới thiệu một số vật liệu mới và công nghệ tiên
tiến trong xây dựng đ=ờng ô tô và sân bay
GS.,TS., Vũ Đình Phụng
Tr-ờng Đại Học Xây Dựng

Bài báo này nhằm cung cấp cho độc giả tìm hiểu và áp dụng một số vật liệu
mới và công nghệ tiên tiến đang đ-ợc sử dụng rộng rãi ở ngoài n-ớc và bắt đầu
đ-ợc sử dụng ở trong n-ớc trong các công trình xây dựng đ-ờng và sân bay.

Phần 1: giới thiệu một số vật liệu mới dùng trong
xây dựng công trình
I. Vải địa kĩ thuật (Geotextiles) và các chức năng chính của nó.
Theo công nghệ chế tạo VĐKT có 2 loại: VĐKT dệt (Woven Geotextiles)
và VĐKT không dệt (Non Woven Geotextiles). Hình 1 trình bày 2 loại VĐKT này.

Hình 1. Hai loại VĐKT

Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 2/19

Ngày 20.10.2003 lần đầu tiên VĐKT không dệt đ-ợc sản xuất ở Việt Nam
do Công Ty Dệt vải công nghiệp Hà Nội (HAICANTEX). Còn VĐKT không dệt
đến nay vẫn phải nhập ngoại.
Bảng 1. Giới thiệu 9 chỉ tiêu kỹ thuật của VĐKT.

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 4/19 Hình 4. V Đ KT bảo vệ chống xói mòn mái taluy nền đ-ờng, đê, đập, đê lấn biển
VĐKT gia cố chống xói mái dốc của các hồ, gia cố chống xói mòn th-ợng
hạ l-u sông tại các vị trí cầu. Ví dụ: VĐKT đã đ-ợc dùng để gia cố th-ợng hạ l-u
của cầu Phù Đổng trên sông Đuống, Cầu Nh- Nguyệt qua sông Cầu, Cầu S-ơng
Giang qua sông Th-ơng và gia cố mái của 3 hồ điều hòa ở Trung tâm hội nghị
quốc gia- Hà Nội v v.
4. VĐKT làm cốt cho t-ờng chắn đất có cốt mềm ở đ-ờng đắp cao dẫn lên cầu
hoặc các t-ờng chắn trên các đ-ờng cao tốc, nh- Đài Loan, chiều cao của t-ờng
chắn loại cốt VĐKT cao tới gần 50m. Hình 5 thể hiện hình ảnh t-ờng chắn VĐKT.

Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 5/19

5. Hạ mực n-ớc ngầm ở các công trình xây dựng nhà cao tầng có các tầng
hầm, hạ mực n-ớc ngầm tại nền đ-ờng đào ở các nơi có mực n-ớc ngầm cao, dùng
trong hệ thống làm khô ở các đ-ờng băng sân bay, sân vận động, sân gol có mực
n-ớc ngầm cao. Thi công đơn giản, hiệu quả tốt, đảm bảo công trình ổn định, giá
thành thấp.

Hình 6.a

Hình 6.b
Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải


dài 50m, 6 ống đ-ờng kính 2m
dài 100m và 10 ống đ-ờng kính 2
m
dài 300
m
để chống lại sự phá huỷ do dòng
EnNino gây ra năm 1997-1998 đạt kết quả tốt. Công nghệ ống VĐKT cũng đ-ợc
xử lý thành công cho việc thoát n-ớc thải của x-ởng thuộc da vùng Mid Atlanfic
đạt kết quả tốt. X-ởng không phải di dời mà vẫn hoạt động trong điều kiện tối -u,
thoả mãn các yêu cầu nghiêm ngặt về điều kiện môi tr-ờng.
II. Các loại màng mỏng PVC (Geomembrence) sử dụng trong các công trình xây
dựng.
Hiện nay có 3 loại màng mỏng đang đ-ợc sử dụng rộng rãi trong các công
trình xây dựng.
+ Màng mỏng bằng chất dẻo (Thermoplastic Polyester): PVC ( Polyvinyl
cholorid), polyethylen (LDPE, LLĐPE, HDPE), CPE (Cholorinated polyethylene),
PA (Polyamide).
+ Màng mỏng loại cao su (Thermoset Polymer)
+ Chất tổng hợp: PCV (Caosu nifric), PE-EPDM, CPE (Crosslinked) CSPE
(Cholorosulfenate polyethylene)
Chức năng của các màng mỏng:
+ Gia c-ờng mái ta luy nền đắp.
Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 8/19 Hình 8
+ Neo giữ đất đắp và


H×nh 12
Hiệp hội T- vấn Xây dựng Việt Nam - VECAS
Hội thảo ứng dụng khoa học công nghệ trong ngành giao thông vận tải

GS.TS Vũ Đình Phụng - Tr-ờng ĐHXDựng Trang 12/19

ở Việt nam đã sử dụng LĐKT lần đầu tiên vào năm 1995 để gia c-ờng nền
đất dẫn lên cầu Quán Toàn trên QL5 của Hải Phòng. Năm 1998 LĐKT lại đ-ợc
dùng để gia cố nền đ-ờng dẫn lên 2 đầu cầu Phủ Đổng, Cầu Đáp Cầu trên QL1.
Năm 2005 LĐKT đ-ợc sử dụng để gia c-ờng tầng th-ợng của nền đ-ờng trong hệ
thống đ-ờng của Trung Tâm Hội Nghị Quốc Gia.
L-ới sợi thuỷ tinh xuất hiện lần đầu tiên vào những năm cuối thế kỷ 20. Nó
đ-ợc sử dụng rất rộng rãi vào những năm đầu của thế kỷ 21 ở Đức, Mỹ , Canada.
L-ới sợi thuỷ tinh dùng để làm cốt (có thể thay thế cốt thép ) cho mặt đ-ờng bê
tông xi măng trong đ-ờng ôtô và sân bay đạt hiệu quả cao, giảm giá thành, tăng
đ-ợc tuổi thọ của đ-ờng. ( Hình 12)
IV. Rọ đã công nghệ mới so với rọ đá kiểu cũ thì rọ đá này mới cả về vật liệu và
công nghệ chế tạo. Vật liệu là l-ới thép c-ờng độ cao mạ kẽm bằng ph-ơng pháp
nhúng nóng với trọng l-ợng lớp thép phủ từ 200- 280 g/m2 và ngoài thép mạ đ-ợc
bọc một lớp nhựa PVC có chiều dày tối thiểu 0.5mm cho một mặt. Điểm mới nữa
là kích th-ớc hình học cũng rất đa dạng: khối lập ph-ơng, khối chữ nhật, khối trụ,
thảm có đuôi và cả những dạng đặc biệt theo yêu cầu của ng-ời đặt hàng
Rọ đá công nghệ mới đã và đang sử dụng rộng rãi và có hiệu quả trong các
công trình xây dựng cầu đ-ờng, thuỷ lợi, xây dựng dân dụng, công nghiệp ở mọi
địa hình ngay tại nơi điều kiện môi tr-ờng khắc nghiệt nh- các công trình biển
đảo, vùng núi cao đất đá phong hoá và cả nơi có động đất nh- làm t-ờng chắn đất
ở nền đ-ờng đào, chống xói mòn nền đ-ờng đắp dọc theo sông, hồ, ven biển. Rọ
đá này còn đ-ợc dùng để lát kênh đào khi tốc độ n-ớc chảy trong kênh lớn.
Từ năm 2003-2005 rọ đá này đã đ-ợc dùng để làm t-ờng chắn trên đ-ờng


Phần hai : Giới thiệu một số công nghệ mới trong các
công trình xây dựng

Đi đôi với việc tạo ra các vật liệu mới, cũng là lúc xuất hiện nhiều các thiết
bị và công nghệ tiên tiến ra đời. Do khuôn khổ của báo cáo, tác giả chỉ giới thiệu
tóm tắt một số công nghệ tiên tiến đang đ-ợc sử dụng rộng rãi ở thế giới và bắt đầu
sử dụng ở trong n-ớc.
I. Các công nghệ sử lý nền đắp (nền đ4ờng, đê, đập ) trên đất yếu .
1. Công nghệ thi công bấc thắm (PVD-Phabricated Vertical Drainage), giếng
cát (SWD-Sandy Well Drainage), Cọc cát (SP-Sandy pipe) có gia tải tr-ớc ( Pre-
load) để xử lý nền đất trên đất yếu.
Trong khoảng 10 năm trở lại đây, các công nghệ PVD, SWD và SP đã và
đang đ-ợc dùng để xử lý nền đ-ờng đắp trên đất yếu ở n-ớc ta đạt hiệu quả tốt
nh-: QL5(1995), QL1(1998), đ-ờng Chới Vũ Oai _ Quảng Ninh (2001), đ-ờng
tránh thành phố Vinh _Ql1A (2002), đ-ờng cao tốc Trung L-ơng-Thành phố Hồ
Chí Minh (2004), đ-ờng cao tốc Giẽ-Ninh Bình 2006vv.Độc giả có thể tham
khảo lý thuyết tính toán ở các tài liệu [1,2]
2. Công nghệ cọc đất gia cố xi măng.
Tuỳ theo công nghệ thi công khác nhau, cọc đất gia cố xi măng có 2 loại:
Công nghệ trộn khô (D.M_ Drymixing) hay còn gọi là trộn cơ học
(MM_Mechanical.mixing )
+ Trộn khô (DM)-Sử dụng cần khoan có gắn các cánh cắt đất hoặc cần
khoan xoắn dạng ruột gà. Tr-ớc hết khoan đến chiều sâu thiết kế, tiếp sau vừa rút
cần khoan lên vừa bơm xi măng khô theo trục khoan vừa cắt đất và trộn đất với xi
măng. Đ-ờng kính cọc th-ờng từ 30-80cm, chiều dài cọc xử lý thích hợp từ 10-20
m

(tối đa 25
m

gia c-ờng nằm sâu trong n-ớc. Chiều sâu CXMĐ tới 50m, D=300cm, hàm l-ợng
xi măng có thể đạt 500kg/m3 chỉ 1 lần khoan . Nếu cần có thể dễ dàng thêm phụ
gia vào. Chất l-ợng đồng đều. Có thể thi công với diện tích mặt bằng chật hẹp
trong vùng đô thị đông đúc. Nh-ợc điểm chính của loại trộn -ớt là l-ợng xi măng
nhiều hơn trộn khô vì có xi măng theo dòng trào ng-ợc, thiết bị thi công phức tạp,
đòi hỏi ng-ời điều khiển phải thành thạo.
Công nghệ CĐXM đã đ-ợc sử dụng rộng rãi ở nhiều n-ớc trên thế giới :
Trung Quốc bắt đầu dùng CĐXM từ 1978, riêng công nghệ DM đến nay đã
tới 1triệu m3 để xử lý nền đ-ờng đắp trên đất yếu của các đ-ờng cao tốc đạt chất
l-ợng tốt trong thi công và khai thác.
ở Nhật, cho đến năm 2005 l-ợng đất gia cố theo công nghệ DM vào
khoảng 23,6 triêu m3 cho các dự án ngoài biển, trong đất liền có khoảng 300 dự
án . Hàng năm ở Nhật đã dùng khoảng 2 triệu m3 .
Tại Mỹ Công nghệ CĐXM để xử lý và nâng cấp các đập đất nhằm đáp ứng
mục tiêu an toàn vận hành và ngăn ngừa hiện t-ợng thấm qua thân đập. Để kiểm
soát dòng thấm các t-ờng bằng đất-xi măng đ-ợc cắm vào đá gốc xuyên qua thân
đập đất và lớp trầm tích với chiều dày đất- xi măng 60
cm
, dài 50-60
m
, sâu tới 43
m
.
C-ờng độ nén của đất xi măng đạt 2254kPa, hệ số thấm 1x10
-6
cm/s, hàm l-ợng xi
măng 350-550 kg/m3. Ví dụ ở hồ Jacksơn (Jacksơn Lake) t-ờng chống thấm Bê
tông đất xây dựng để chống thấm và ngăn ngừa nền có khả năng hoá lỏng khi có
động đất. Đập Lockingtôn_ t-ờng bê tông đất đảm bảo an toàn chống thấm cho lõi
đập.

khối đất xung quanh nó. Đất đá mái ta luy phát sinh biến dạng sẽ bị hạn chế nhờ
mô đun đàn hồi lớn của khối vữa có cốt nên hạn chế biến dạng của khối đất đá ta
luy, làm ổn định khối đất đá này. Bản đệm đầu ngoài thanh neo sẽ có tác dụng lớn
đối với biến dạng của khối đất.
Có nhiều loại thanh neo dùng để gia cố: thanh neo thông th-ờng, thanh neo
tự khoan, cáp neo ứng suất tr-ớc.
Công nghệ cáp neo có trong đất đ-ợc sử dụng rất rộng rãi trong các công
trình xây dựng nhà cao tầng, xây dựng đ-ờng hầm và xây dựng nền đ-ờng đào có
mái ta luy đào cao .
Lần đầu tiên khoảng 8-2004 công nghệ cáp neo ứng suất tr-ớc của OVN đã
đ-ợc thực hiện thí điểm ở đ-ờng Hồ Chí Minh đoạn Đá Đèo _Quảng Bình từ lý
trình Km 511+630 đến Km 511+810(180
m
).
Đây là công trình thử nghiệm đầu tiên cáp neo ứng suất tr-ớc của OVM để
gia cố mái ta luy nền đào cao. Qua hơn 2 năm theo dõi sự làm việc của cáp neo cho
thấy nền đ-ờng ổn định tốt, không thấy sự biến dạng hay sụt tr-ợt. Chi tiết về tính
toán thiết kế, công nghệ thi công, yêu cầu về vật liệu cốt và vữa xi măng cho công
nghệ cáp neo của OVM đ-ợc trình bày chi tiết ở các công trình [1] HiÖp héi T- vÊn X©y dùng ViÖt Nam - VECAS
Héi th¶o øng dông khoa häc c«ng nghÖ trong ngµnh giao th«ng vËn t¶i

GS.TS Vò §×nh Phông - Tr-êng §HXDùng Trang 17/19
H×nh 13