B GIÁO D C VÀ ÀO T O
TR

NG

B NÔNG NGHI P VÀ PTNT
I H C TH Y L I

TR N TH THO

NGHIÊN C U GI I PHÁP T
NG
T CÓ B N M T
BÊ TÔNG L P GHÉP S D NG L
I
A K THU T
GIA C
NG, NG D NG CÔNG TRÌNH KÈ SI MA CAI –
LÀO CAI.
Chuyên ngành: Xây d ng công trình th y
Mã s : 605.802.02

LU N V N TH C S
Ng

ih

ng d n: TS. HOÀNG VI T HÙNG

Hà N i - 2015


ho ch đã đ ra.
Mong mu n c a h c viên là góp ph n nh bé vào vi c nghiên c u ng
d ng t

ng đ t có c t cho các công trình t i Vi t Nam nói chung và các công

trình th y l i nói riêng. Tuy nhiên vì s hi u bi t c a b n thân và th i gian th c
hi n lu n v n có h n cùng v i s thi u th n v trang thi t b nên n i dung c a
lu n v n không tránh kh i nh ng thi u sót. R t mong nh n đ

c nh ng ý ki n

đóng góp, ch b o c a các th y, cô đ nâng cao s hi u bi t và có đi u ki n phát
tri n thêm n i dung nghiên c u c a lu n v n sau này.
H c viên xin bày t lòng c m n sâu s c đ n TS. Hoàng Vi t Hùng, ng
đã tr c ti p h

i

ng d n, ch b o t n tình, cung c p các ki n th c khoa h c cho tôi

trong su t th i gian qua. Qua đây tôi g i l i c m n chân thành đ n các th y, cô
giáo trong b môn

a K Thu t, Khoa công trình, Phòng đào t o

Sau đ i h c tr

i h c Th y L i đã giúp đ và t o m i đi u ki n thu n l i


PH N M

U ........................................................................................................1

1.Tính c p thi t c a đ tài. .....................................................................................1
2.M c đích c a đ tài. ............................................................................................1
3.Cách ti p c n và ph
4.K t qu đ t đ
CH

ng pháp nghiên c u. ........................................................2

c. ................................................................................................2

NG 1 T NG QUAN V V T LI U

T CÓ C T ....................................3

1.1. L ch s hình thành...........................................................................................3
1.2. Các lo i c t trong đ t và ng d ng. ................................................................4
1.2.1. Khái quát v đ t có c t.............................................................................4
1.2.2. V i đ a k thu t- Geotextibers: .................................................................4
1.2.3. L

i đ a k thu t - Geogrids ....................................................................6

1.2.4. Màng đ a k thu t - Geomembranes ........................................................6
1.2.5.

ng d ng đ t có c t khi xây d ng công trình đ t....................................7

a k thu t 1 tr c. .................................................15

1.4.2.

ng d ng c a l

i

a k thu t 2 tr c và 3 tr c. ..................................18

1.4.3.

ng d ng l

a k thu t trong đi u ki n Vi t Nam. ........................19

i


1.5. K t lu n ch
CH

ng 1 .........................................................................................20

NG 2 C S LÝ THUY T TÍNH TOÁN C T TRONG

T. ................21

2.1. Nguyên t c tính toán c t trong công trình đ t...............................................21
2.1.1. Bài toán v l c neo l n nh t...................................................................21


n đ nh mái d c có c t.................................40

2.3.2. Tính toán s b chi u cao n đ nh c a mái d c khi ch a b trí c t ......42
2.3.3. Ph

ng pháp phân m nh đ tính toán m t tr

t tròn trong mái d c đ p

có c t ................................................................................................................42
2.3.4. Nh ng quy đ nh BS8006:1995 đ xu t..................................................52
2.4. K t lu n ch
CH

ng 2 .........................................................................................63

NG 3 TÍNH TOÁN

NG D NG CÔNG TRÌNH KÈ SIMACAI - LÀO

CAI ...........................................................................................................................64
3.1. Gi i thi u v công trình. ...............................................................................64
3.1.1. Tên d án................................................................................................66
3.1.2. M c tiêu c a d án kè Simacai ..............................................................66


3.1.3. Gi i pháp k t c u....................................................................................66
3.2. Phân tích đi u ki n ng d ng – mô ph ng bài toán b ng ph n m m
MSEW3.0 .............................................................................................................69


3.4. Nh ng u đi m c a ph
3.4.1. Gi m đ

i đ a k thu t ............80

ng án 2 so v i ph

c v t li u d t ti n và hi n tr

ng án 1..................................90
ng b trí m t b ng thi công ....90

3.4.2. T ng tính n đ nh c a công trình ...........................................................90
3.4.3. Công ngh thi công đ n gi n .................................................................90
3.4.4. Th i gian và kinh phí thi công gi m ......................................................91
3.5. K t lu n ch

ng 3 .........................................................................................91

K T LU N VÀ KI N NGH ..................................................................................93
1. Nh ng k t qu đ t đ

c ...............................................................................93

2. T n t i ..........................................................................................................94
3. Ki n ngh ......................................................................................................94
TÀI LI U THAM KH O........................................................................................95




ng ch n có b m t là t m bê tông panel đúc s n cao 7.5m D

án giao l Avenue- New Delhi- n
Hình 1.10: Tr i l

........................................................17

i trên đ m l y c a Anh..................................................18

Hình 1.11: Xe c gi i vào d dàng khi có l
Hình 1.12: Công trình ng d ng l
Hình 1.13: Thi công t

ng ch n

i............................................18

i đ a k thu t

Bình D

ng. .............19

khu công nghi p Tân C ng Sóng Th n 20

Hình 2.1 : S đ xác đ nh v trí m t tr

t kh d .........................................22




Hình 2.10: Ph

ng pháp phân m nh v i m t tr

t tròn đ tính n đ nh mái

đ c trong đ t có c t ......................................................................................43
Hình 2.11. Ph

ng pháp phân m nh v i m t tr

t tròn c a Bishop ...........48

Hình 2.12. S đ tính toán kho ng cách th ng đ ng gi a các l p c t ........52
Hình 2.13. S đ tính toán ki m tra đ t c t.................................................60
Hình 2.14. S đ tính toán ki m tra t t c t..................................................62
Hình 3.1: S đ phân b các ki u tr

t l huy n Si Ma Cai, Lào Cai ........65

Hình 3.2 : Ph

ng án 1 ................................................................................67

Hình 3.3: Ph

ng án 2 .................................................................................68



Hình 3.16 : Chia l
Hình 3.17 : K t qu
t

i ph n t c a ph
n đ nh t ng th tr

ng án 1...........................................78
ng h p không có t i trên đ nh

ng.............................................................................................................78


Hình 3.18 : K t qu tính toán n đ nh tr
không có n

ng h p làm vi c bình th

c ng m ....................................................................................79

Hình 3.19 : K t qu tính toán n đ nh tr
n

ng,

ng h p làm vi c bình th

ng, có



t đi n hình cho t

ng ph

ng án 2..............87

Hình 3.31: B ng t ng h p h s an toàn n đ nh t ng th ...........................88
Hình 3.32: Phân b ph n l c c a đ t n n v i kh i tr
Hình 3.33: K t qu tính n đ nh t

ng ph

t .............................88

ng án 2 ...................................89


DANH M C B NG BI U
B ng 1.1. Nh ng tính ch t c a rào đ a k thu t hai tr c Tensar……….. ...11
B ng 2.1. Tr s

góc θ đ xác đ nh m t tr

t kh d trong các tr

ng h p

góc mái d c khác nhau .................................................................................25
B ng 2.2. Xác đ nh tr s KK v i các tr

Tkéo

L c kéo neo

Ta

C

ng đ ch u kéo tính toán c a c t

σkéo

C

ng đ kéo (l n nh t) t i đ sâu đ t c t z hay là c

ng

ng đ áp

l c đ t t i đ sâu z
Kđ

t

H s an toàn v đ t c t

Kt

t


ng đ ch u kéo) thi t k ;

TD

b n kéo ( c

Tu

b n kéo c c h n c a c t ( đ b n c b n c a c t);

fm

h s v t li u riêng ph n cho c t
b n(c

TCR
TCS

ng đ ) kéo đ t t bi n ngo i suy

cu i tu i th thi t k ;

L c kéo trong ngo i suy d a trên bi n d ng t bi n
k .

Tj

L c kéo l n nh t trong c t



c s d ng cho m t s công trình vài
ng pháp t o c t cho t

ng pháp dùng l

ng ch n là

i đ a k thu t k t h p

v i đ a k thu t.
K tc ut

ng ch n đ t có c t v i nhi u u đi m nh có th đ t đ

c

chi u cao l n, đáp ng t t khi n n lún không đ u ho c n n y u, giá thành
gi m t 30% đ n 50% so v i các gi i pháp t
t

ng ch n bê tông c t thép. Hi n nay xu h

ng ch n bê tông tr ng l c ho c
ng s d ng k t c u này trong

vi c ch n gi các kh i đ p trong xây d ng đang ngày càng nhi u.
M t khác, tr

c yêu c u v s phát tri n m nh m c a các đô th , m t đ



2

Nghiên c u ng d ng công ngh đ t có c t đ thi t k công trình ch n
gi đ t thay th t

ng ch n truy n th ng.

3. Cách ti p c n và ph

ng pháp nghiên c u.

- Th ng kê tài li u: Thu th p và t ng h p các tài li u đã có v v t li u đ t
có c t, các ng d ng t i Vi t Nam và trên th gi i
- Tính ng d ng cho công trình th c t .
- T ng h p đánh giá k t qu nghiên c u và các ng d ng.
4. K t qu đ t đ

c.

- Nghiên c u t ng quan v v t li u đ t có c t; các lo i c t và ng d ng
- C s lý thuy t khi tính toán kh i đ p có c t và không có c t
-

ng d ng ph n m m MSEW(3.0) đ tính toán cho công trình có liên h

v i tiêu chu n Anh BS-8006-1995 - Tiêu chu n th c hành v v t li u đ t có
c t dung trong xây d ng
- Các k t lu n, ki n ngh

i Pháp đã đ su t ý t

ng ng

ng

dùng đ t có c t đ xây d ng các công trình. Ngày 7-3-1966 ông đã báo cáo
tr

c H i đ ng C h c đ t và N n móng n

c Pháp và sau đó ông đã giành

đ

c b n quy n v phát minh này. Cho đ n nay khái ni m v đ t có c t và

nh ng ng d ng c a nó trong các công trình xây d ng đã tr nên quen thu c
v i các k s c u đ

ng, k s xây d ng

kh p n i trên th gi i.

t có c t là m t lo i v t li u t h p, th c ch t v n là dùng đ t thiên
nhiên đ xây d ng công trình nh ng trong đ t có b trí các l p c t b ng v t
li u ch u l c kéo theo các h

ng nh t đ nh. Thông qua s c neo bám (do ma



ng đa d ng t o c m giác êm d u cho môi tr

l n( có ch t i 30 m) nh ng n n t

ng

ng. Chi u cao t

ng khá

ng h u nh không ph i x lý. V công


4

d ng lo i t

ng này v n phát huy công d ng nh b c t

nh ng u đi m v

ng truy n th ng

t tr i c v kinh t , k thu t và m thu t.

T ngày s i t ng h p ra đ i, các công trình đ t có c t đ

c xây d ng


có tính b n dai c a c t, nên th

ng đ

c a chu ng làm g ch, làm vách ng n

trong nhà. S làm vi c đ ng th i gi a đ t và c t có th đem l i hi u qu cao
v kinh t , vì đã phát huy t i đa s c ch u nén, ch u c t c a đ t và s c ch u kéo
c a c t.
1.2.2. V i đ a k thu t- Geotextibers[4]:
Có nhi u cách phân lo i, đây là cách phân lo i theo công ngh ch t o:

1.2.2.1 Lo i v i đan (d t ) - woven geoxtiles


5

Công ngh ch t o lo i v i này gi ng nh ch t o v i may m c thông
th

ng. V i g m m t h th ng s i d c (warp) và ngang (wefl) vuông góc v i

nhau. S i d t v i đ a k thu t có th là s i kép ho c s i đ n có ti t di n tròn
ho c d t, đ

ng kính l n t 100 ÷ 300μm.

V i d t g m s i d c c ng trên khung d t và s i ngang đ
các s i d c theo cách dàn. Nói chung th



ng chéo góc.

1.2.2.2. Lo i th m (v i) không d t - non woven geoxtiles
V i đ a k thu t không d t (th m): G m các s i v i dàn ( theo cách làm
c t áo bông kép). S i v i dàn thành l p dày m ng dày t 0.5 mm đ n vài mm
v i s s p x p s i v i không theo qui t c mà theo xác su t t nhiên ho c có
đ nh h

ng theo m t ph

ng nào đó có ch đích. C ng nh l p bông dàn, l p

s i dàn thành l p h u nh không có s c ch u kéo nên r t x c x ch, th
dùng cho các yêu c u t ng l c, phân cách, tiêu n

ng

c. Còn dùng đ gia c đ t

nói chung, hay chính là làm c t cho đ t, là các lo i v i đ a k thu t d t, đan và
l

i.
Lo i này ít khi g p

các lo i v i may m c. Công ngh ch t o lo i th m

không d t g m 3 giai đo n: ch t o s i, dàn s i thành th m, c đ nh s i sau
khi dàn thành th m.

i s i thép. L

i c t b ng thép đ

ng bê tông xi m ng đúc s n. Tr

c liên k t v i t m

ng h p, n u c t có d ng l

thép thì có th u n cong đo n ngoài c a m i l p c t đ làm m t t

is i

ng và cho

n i ch p vào l p c t phía trên ho c c ng có th liên k t v i t m bê tông xi
m ng m t t

ng đúc s n. L

t o thành b ng ph
th cu n l t l
t

ng đ cao có th đ

i v t li u t ng h p c

c

ng dùng cho

c. Còn dùng đ gia c đ t nói chung,

hay chính là làm c t cho đ t, là các lo i v i đ a k th t d t, đan và l
theo yêu c u c th mà dùng v i d t, v i đan hay l

i.

i. Tu


7

M t s lo i v i, màng, l

i đ a k thu t

Water-proof Complex Mat

Three-dimensional
Plant-covering Net

Soft Drainpipe

Polyester Continuous
Filament Needle-Pu

Genapping Geotextile



c đ p trên móng là thân cây

và cành cây nh quai đê l n bi n trên vùng phù sa non Nga S n, H u L c
(Thanh Hoá) C n Thoi, Bình Minh (Ninh Bình). R i theo th i gian công ngh


8

đ t có c t đ

c phát tri n, đ t đ

c gia c

ng không ch b ng r m, x cây, và

cây c khác, ..., mà còn b ng thép, và đ c bi t ph bi n g n đây là l

iđak

th t ch t o t ch t d o t ng h p. Nh ng lo i c t nhân t o này có kh n ng
ch u kéo cao và t

ng tác r t hi u qu v i đ t, hình thành m t v t li u t ng

h p b n v ng.
K s Henry Vidal (Pháp) đã nghiên c u c t là d i kim lo i thép không
g đ


v i vi c ch t o l

i ch t d o b n v ng nh Tensar và Tenax có kh n ng

ch u giãn cao và ch ng đ

c n mòn c t đã làm cho vi c s d ng c t l

iv i

đ t đ p ma sát dính phát tri n.
1.2.5.1. Trong xây d ng dân d ng
T

ng ch n đ t có c t; gia c mái d c có c t ; gia c

ng n n đ t có c t.

1.2.5.2. Trong giao thông
N nđ

ng có gia c c t; sân bay; đ

ng s t; c u c ng…

1.2.5.3. Trong th y l i
Kênh m

ng, công trình bi n, đ p ho c các công trình gi n



v i đ t, s i xung quanh.
L

i đ a k thu t đ

c làm b ng ch t polypropylen (PP), polyester (PE)

hay b c b ng polyetylen-teretalat (PET) vói ph
li u dùng làm l

ng pháp ép và dãn d c. V t

i đ a k thu t có s c ch u kéo đ t r t l n 40.000 psi (so v i

s t là 36.000 psi). Các l

i đ a k thu t th

ng làm b ng ch t li u polyetylen

có t tr ng cao HDPE (high density polyethylen) giúp cho l
các tác đ ng c a môi tr

i b n v ng d

i

ng, tia c c tím. Do đó, đi u ki n b o qu n s n ph m


i 1 tr c (uniaxial geogrid) có s c ch u kéo theo m t h

ng đ gia c mái d c, t
L

ng d c máy,

ng ch n v.v

i 2 tr c (biaxial geogrid) có s c kéo c hai h

gia có n n đ

ng.

c chia thành 3 nhóm:

Hình 1.2: Các lo i l
L

c đ ngoài công tr

ng, th

ng, n n móng công trình v.v... Trái v i v i, h

ng dùng đ

ng ngang máy



ng, m t l tròn đ c s n

ng ho c hai h

ng. Kéo giãn m t

t m polime s giãn dài thành l hình elip (t l

hai tr c 8 : 1); kéo giãn hai h

ng vuông góc, l tròn thành hình vuông c nh

cong hay hình ch nh t c nh cong góc tròn.
B ng 1.1 trình bày tính ch t m t s lo i rào đ a k thu t th
nhãn hi u Tensar, lo i rào đ a k thu t hai tr c th

ng ph m

ng dùng làm c t cho các

công trình đ t có c t.
B ng 1.1. Nh ng tính ch t c a rào đ a k thu t hai tr c Tensar
Rào đ a k thu t
Tính ch t

Kích th

BX1000


r ng di n tích

70% (t i thi u)

Ch n i:
0,09 in (g n đúng) 0,11 in (g n đúng)

- Chi u dày

0,16 in (g n đúng)

Modunl kéo:
- Theo h

ng kéo c a máy

12.500 lb/ft (t i 14.000 lb/ft (t i 15.000 lb/ft (t i
thi u)

- Theo h

ng ngang máy

thi u)

thi u)

12.500 lb/ft (t i 20.000 lb/ft (t i 30.000 lb/ft (t i




T i thi u: minimum
Theo h

ng kéo c a máy: machine direction

Theo h

ng ngang c a máy: cross – machine direction

1 in = 2,54 cm

1.3.2.
Các lo i l

1 lb/ft = 14,593 N/m

c đi m[3]
i đ a k thu t đ u có nh ng đ c đi m sau:

- S c ch u kéo l n không thua kém gì các thanh kim lo i.
- Tính cài ch t v i v t li u chung quanh, t o nên m t l p móng v ng
ch c, nh t là ch ng l i s tr

t c a đ t đ p dùng làm đê đ p, t

ng ch n đ t.

- Tính đa n ng: h u nh thích h p v i m i lo i đ t, đá.
- Gi n d : thi công d dàng, không c n máy móc, ch 2 ng


13

ph

ng l c kéo v i đ t gài vào l h ng c a l

i đ a k thu t ph c t p h n

nhi u so v i c t v i đ a k thu t.
1.3.3.1. C ch interlock.
C ch này giúp gi các h t đ t

bên trong ô l

i nh m ng n ng a

chuy n v ngang c a đ t.

Hình 1.3: C ch “ interlock”.
Mô hình hoá c ch interlock c a l
- Các hòn bi có th s p x p đ
phía d

i đ a k thu t nh sau:

c thành kim t tháp do các b c ng

i cùng. Chính b c ng này ng n ng a chuy n v ngang c a các hòn bi


ngang d

a k thu t Tensar, n u không s

i đ a k thu t t i tr ng th ng đ ng đ

c phân b thành t i tr ng n m

i m t góc 380.

Hình 1.5: Dàn tr i t i tr ng khi không dùng l
Khi n n đ t đ
đ

c gia c

ng b ng l

i.

i đ a k thu t, t i tr ng th ng đ ng

c phân b thành t i tr ng n m ngang d

i m t góc 450. Nh v y, áp l c

tác d ng lên n n đ t s gi m đi và do đó gia t ng đ

Hình 1.6: Dàn tr i t i tr ng khi gia c