Nghiên cứu giải pháp xây dựng đường vào cầu bằng vật liệu nhẹ Geofoam trên đất yếu

Tóm tắt Nghiên cứu giải pháp xây dựng đường vào cầu bằng vật liệu nhẹ Geofoam trên đất yếu: ... độ ổn định tổng thể. Độ ổn định tổng thể của nền đƣờng đƣợc đánh giá thông qua hệ số ổn định FS, đƣợc định nghĩa là tỷ số giữa mômen chống trƣợt và mômen gây trƣợt với giả thuyết mặt trƣợt dạng cung tròn theo biểu thức (5). Nền đƣờng đƣợc xem là ổn định tổng thể khi FS ≥ 1,2 (nếu phân t...n đƣờng. Hình 3 thể hiện diễn biến lún nền đƣờng trong 50 năm. Hình 2. Mô hình phân tích lún tải trọng nền phân bố đàn hồi tuyến tính Hình 3. So sánh diễn biến độ lún cố kết nền đường trong 50 năm đắp bằng Geofoam và đất 4.3. Ổn định tổng thể Phân tích ổn định tổng thể bằng phần mềm ... định theo phƣơng ngang và phƣơng dọc cầu, FS = 3,9-4,7, phù hợp với kết quả kiểm toán ổn định tổng thể bằng phần mềm GeoStudio Slope/W, và cao hơn hệ số an toàn yêu cầu, FS ≥ 1,4. Do đó, kết cấu công trình đáp ứng đƣợc khả năng chịu tải của đất nền và đảm bảo ổn định tổng thể. Hình 7....

pdf8 trang | Chia sẻ: Tài Phú | Ngày: 21/02/2024 | Lượt xem: 28 | Lượt tải: 0download
Nội dung tài liệu Nghiên cứu giải pháp xây dựng đường vào cầu bằng vật liệu nhẹ Geofoam trên đất yếu, để tải tài liệu về máy bạn click vào nút DOWNLOAD ở trên
hơng cần sử dụng các loại thiết bị đặc 
* Khoa Kỹ Thuật Xây Dựng, trường Đại học Bách Khoa - 
Đại học Quốc gia TP HCM 
biệt, rút ngắn thời gian thi cơng. Geofoam đƣợc 
sản xuất và cung cấp từ các nhà sản xuất mút 
xốp trong nƣớc hồn tồn cĩ thể đáp ứng đƣợc 
nhu cầu về mặt số lƣợng và chất lƣợng. 
Hiện nay ở thị trƣờng trong nƣớc, các khối 
Geofoam đƣợc sản xuất với kích thƣớc 0,6 x 1 x 
2 m và áp dụng chủ yếu cho mục đích cách âm, 
cách nhiệt trong xây dựng nhà dân dụng hay 
làm vật liệu xốp chống sốc bao quanh các thiết 
bị điện - điện tử trong quá trình đĩng gĩi và vận 
chuyển đến nơi tiêu thụ. Các hạn chế và trở ngại 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 46 
đƣa vật liệu mới Geofoam áp dụng cho xây 
dựng cơng trình giao thơng nĩi riêng và các loại 
cơng trình xây dựng khác nĩi chung cĩ thể do: 
(1) Giá thành cao do nhu cầu thị trƣờng cịn ít 
và chƣa cĩ cạnh tranh (khoảng 1,2-1,5 triệu 
đồng/m3); (2) Tiêu chuẩn ngành hƣớng dẫn ứng 
dụng vật liệu nhẹ Geofoam xây dựng cơng trình 
giao thơng chƣa cĩ ở Việt Nam; (3) Định mức 
xây dựng phục vụ cơng tác phân tích dự tốn 
xây dựng cơ bản chƣa đƣợc ban hành; và (4) 
Vật liệu nhẹ Geofoam chƣa đƣợc nghiên cứu 
khoa học bài bản, chuyên nghiệp, và ứng dụng 
thành cơng để minh chứng tính khả thi phù hợp 
với điều kiện đặc thù của Việt Nam. 
Việc phân tích và lên phƣơng án thiết kế 
đƣợc thực hiện dựa trên các tiêu chuẩn ASTM 
của Mỹ, các tài liệu hƣớng dẫn thiết kế của Bộ 
Giao thơng vận tải Mỹ kết hợp với các tiêu 
chuẩn ngành hƣớng dẫn quy trình thiết kế 
đƣờng trên nền đất yếu của Việt Nam. Việc thiết 
kế xây dựng đƣờng vào cầu bằng Geofoam phải 
kết hợp thí nghiệm trong phịng, phân tích lý 
thuyết và lên phƣơng án thiết kế hồn chỉnh. Do 
đĩ, việc sử dụng Geofoam vào cơng trình giao 
thơng ở Việt Nam vẫn chƣa đƣợc nghiên cứu và 
chƣa cĩ ứng dụng thành cơng. Bài báo này tập 
trung phân tích và đƣa ra phƣơng án thiết kế 
đƣờng vào cầu bằng Geofoam. Trình tự thiết kế 
đƣờng vào cầu bằng Geofoam đƣợc thực hiện 
nhƣ sau: 
- Các chỉ tiêu cơ lý của nền đất yếu đƣợc xác 
định thơng qua khảo sát địa chất. Địa hình, thủy 
văn cần đƣợc khảo sát để xác định cao độ địa 
hình, sự thay đổi mực nƣớc ngầm, và dịng chảy 
lũ. Cao độ mực nƣớc dâng lên – hạ xuống là yếu 
tố quan trọng ảnh hƣởng đến cơng trình do áp 
lực nƣớc đẩy nổi tác dụng đến vật liệu nhẹ 
Geofoam. 
- Xác định tải trọng bao gồm tải trọng thƣờng 
xuyên và hoạt tải xe tác dụng. 
- Sử dụng sơ bộ các thơng số của Geofoam 
cĩ khối lƣợng riêng 20 kg/m3 để thiết kế và 
kiểm tra. 
- Kiểm tra khả năng chịu tải của nền đƣờng, 
FS ≥ 1,5. 
- Kiểm tra lún nền đƣờng, S ≤ 0,2 m. 
- Kiểm tra độ ổn định nền đƣờng, FS ≥ 1,4 
(theo phƣơng pháp Bishop). 
- Kiểm tra áp lực nƣớc đẩy nổi, FS ≥ 1,2. 
- Điều chỉnh việc chọn và kết luận loại 
Geofoam phù hợp. 
2. CƠ SỞ LÝ T UY T 
Nền đƣờng đƣợc xem nhƣ đủ khả năng chịu 
tải khi khả năng chịu tải cho phép của nền 
đƣờng (qult) lớn hơn tổng tải trọng tác dụng của 
nền đƣờng (tải trọng đắp tƣơng đƣơng, He.γe và 
hoạt tải xe thiết kế, qs) với hệ số an tồn, FS ≥ 
1,5 nhƣ biểu thức (1) [2, 20]. 
1,5ult
e e s
q
FS
H q
 

 (1) 
Geofoam đƣợc xem đủ khả năng chịu tải khi 
cƣờng độ nén ở biến dạng 1% (quEPS) lớn hơn 
tổng tải trọng tác dụng lên Geofoam (qL) với hệ 
số an tồn, FS ≥ 1,2 theo biểu thức (2) [10, 18]. 
1, 2uEPS
L
q
FS
q
  (2) 
Độ lún tổng thể (S) của nền đƣờng thiết kế 
sau khi thi cơng xong và quá trình khai thác sẽ 
bao gồm độ lún tức thời (Se), độ lún cố kết (Sc), 
và độ lún từ biến (Ss) nhƣ biểu thức (3). Độ lún 
tức thời (Se) của Geofoam xảy ra khi cĩ tải trọng 
mặt đƣờng đặt lên và giá trị tải trọng nhỏ hơn 
cƣờng độ nén nằm trong giai đoạn đàn hồi của 
Geofoam ở biến dạng, ε ≤ 1%. Do vậy, Se đƣợc 
tính tốn và bù lún trong quá trình thi cơng để 
đảm bảo cao độ thiết kế ngay khi hồn thành, 
nghiệm thu cơng trình và đƣa vào sử dụng. Độ 
lún cố kết (Sc) cịn lại sau 15 năm của nền 
đƣờng sau khi hồn thành cơng trình ứng với 
đƣờng cấp 60 trở xuống phải thỏa điều kiện, Sc 
≤ 0,2 m nhƣ biểu thức (4) [2, 20]. Độ lún từ biến 
xảy ra sau khi lún cố kết kết thúc và xảy ra rất 
chậm trong thời gian nhiều năm nên đƣợc xem 
xét bỏ qua trong trƣờng hợp này. 
e c sS S S S   (3) 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 47 
0,2 
1
c
o
e
S H m
e

 

 (4) 
Cơng trình sau thi cơng hồn thiện phải đảm 
bảo độ ổn định tổng thể. Độ ổn định tổng thể 
của nền đƣờng đƣợc đánh giá thơng qua hệ số 
ổn định FS, đƣợc định nghĩa là tỷ số giữa 
mơmen chống trƣợt và mơmen gây trƣợt với giả 
thuyết mặt trƣợt dạng cung trịn theo biểu thức 
(5). Nền đƣờng đƣợc xem là ổn định tổng thể 
khi FS ≥ 1,2 (nếu phân tích theo phƣơng pháp 
Phân mảnh cổ điển) và FS ≥ 1,4 (nếu phân tích 
theo phƣơng pháp Bishop đơn giản) [2, 4, 20]. 

Mômen chống trượt
FS
Mômen gây trượt
 (5) 
Trọng lƣợng riêng của Geofoam khoảng 0,2 
kN/m
3, nhỏ hơn khoảng 50 lần so trọng lƣợng 
riêng của nƣớc (10 kN/m3). Do đĩ, đƣờng vào 
cầu đƣợc đắp bằng Geofoam đƣợc xem là ổn 
định trong điều kiện ngập nƣớc khi tỷ số giữa 
tổng tải trọng khối đắp (ΣN) và áp lực nƣớc đẩy 
nổi của mực nƣớc dâng cao nhất trong mùa mƣa 
lũ (ΣU) khi FS ≥ 1,2 theo biểu thức (6) [10, 19]. 
1, 2
N
FS
U
 


 (6) 
3. P ƢƠNG P P NG ÊN CỨU 
Khả năng chịu tải của vật liệu Geofoam cĩ 
khối lƣợng riêng 20 kg/m3, biến dạng tức thời 
và biến lúc phá hoại theo kết quả nghiên cứu 
[14, 15, 16]. Khả năng chịu tải, độ lún, và ổn 
định tổng thể của nền đất đƣợc phân tích bằng 
phƣơng pháp giải tích dựa trên chỉ tiêu cơ lý 
đất nền tại khu vực đất yếu ở Khu cơng nghiệp 
Hiệp Phƣớc, xã Hiệp Phƣớc, huyện Nhà Bè, 
TP. HCM kết hợp phƣơng pháp mơ phỏng 
bằng phần mềm GeoStudio Slope/W 2012 và 
Plaxis V8.6. 
3.1. ịa chất 
Căn cứ tài liệu khảo sát địa chất đƣợc thực 
hiện năm 2012, các đặc trƣng của đất nền trong 
phạm vi khảo sát đến độ sâu 70 m của mặt cắt 
tại vị trí nghiên cứu đƣợc trình bày ở Bảng 1. 
 ảng 1. Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất tại Khu cơng nghiệp iệp Phƣớc [12] 
Tên lớp đất 
Chiều 
dày 
lớp 
(m) 
Trọng 
lƣợng 
riêng, 
γsat 
(kN/m
3
) 
Gĩc 
ma sát 
trong, 
υ 
(
o
) 
Sức chống 
cắt khơng 
thốt nƣớc 
Cu 
(kN/m
2
) 
 ệ 
số 
rỗng 
e0 
Chỉ 
số 
nén, 
Cc 
Chỉ 
số 
nở 
Cr 
 ệ số 
cố kết 
Cv 
(m
2
/s) 
Lớp 1: Bùn 
sét, chảy 
29 14,8 0,18 17,8 1,989 0,58 0,077 0,185x10
-7
Lớp 2: Sét, 
dẻo chảy 
22,3 15,8 0,27 41,84 1,787 0,713 0,112 0,155x10
-7
Lớp 3: Cát 
pha sạn, dẻo 
4,4 20 0,25 36,15 0,591 0,061 0,009 2,624x10
-7
Lớp 4: 
Sét, cứng 
>14,3 20,8 0,35 187,12 0,575 0,251 0,066 0,128x10
-7
3.2. Mực nƣớc 
Cao độ mực nƣớc ứng với đỉnh triều lịch sử 
theo báo cáo thống kê tại trạm Phú An và trạm 
Nhà Bè đến năm 2020 [21] 
- Cao độ mực nƣớc ngầm xấp xỉ mặt đất: 
+1,45 m. 
- Cao độ mực nƣớc cao nhất: +1,78 m. 
3.3. Tải trọng 
Tải trọng tính tốn bao gồm hoạt tải và tĩnh 
tải của cơng trình xây dựng. Hoạt tải thiết kế là 
tải trọng tiêu chuẩn H30 [1], loại xe tải cĩ tải 
trọng 30 tấn thƣờng đƣợc sử dụng ở Việt Nam, 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 48 
kích thƣớc xe đƣợc thể hiện nhƣ Hình 1. Tĩnh 
tải bao gồm kết cấu mặt đƣờng bằng bê tơng cốt 
thép dày 0,2 m, tƣờng chắn bằng thép tấm, vật 
liệu đắp Geofoam, và cát san lấp tạo phẳng. 
- Hoạt tải xe: 25,56 kN/m2. 
- Kết cấu mặt đƣờng: 5 kN/m2. 
- Kết cấu tƣờng chắn: 1,06 kN/m2. 
- Geofoam: 0,44 kN/m
2
. 
- Cát san lấp: 1,5 kN/m2. 
Hình 1. Kích thước xe tải 30 tấn 
4. K T QUẢ VÀ T ẢO LUẬN 
Đƣờng vào cầu đƣợc thiết kế đắp bằng 
Geofoam cĩ kích thƣớc dài x rộng x cao là 25 m 
x 3 m x 2,5 m với độ dốc dọc 10%. Đƣờng vào 
cầu đƣợc thiết kế gồm: Phần đƣờng dẫn đƣợc 
đắp bằng cát cao 1 m, dài 10 m, phía trên bố trí 
thép tấm dày 6 mm; phần đƣờng đắp bằng 
Geofoam cao 2,3 m, chiều dài 15 m, mặt đƣờng 
phía trên đƣợc thiết kế bằng tấm bê tơng cốt 
thép M300, dày 0,2 m. Geofoam đƣợc chọn sơ 
bộ cĩ khối lƣợng riêng 19,3 kg/m3 do cĩ các chỉ 
tiêu cơ lý phù hợp nhƣ cƣờng độ chịu nén, mơ 
đun đàn hồi, biến dạng tức thời, và giá thành vật 
liệu phù hợp để đƣa vào thiết kế. Xung quanh 
đƣờng vào cầu bố trí tƣờng chắn bằng tấm dày 6 
mm bảo vệ Geofoam, tƣờng chắn đƣợc gia 
cƣờng bằng thép V50x50x5 dạng khung hình 
tam giác với mái dốc thanh xiên 1:1, khoảng 
cách gia cƣờng đều 1,5 m. 
4.1. Khả năng chịu tải của nền đƣờng 
- Trong giai đoạn thi cơng: qult = 30,5 > qe = 
7,4 kN/m
2
. 
- Trong giai đoạn khai thác: qult = 61,0 > qo = 
33,0 kN/m
2
. 
- Sức chịu tải của Geofoam: quEPS = 58,6 > 
1,2qL = 36,7 kN/m
2
. 
4.2. ộ lún của nền đƣờng 
Mơ hình phân tích lún tải trọng nền phân bố 
theo lý thuyết đàn hồi tuyến tính (Hình 2). Kết 
quả phân tích lún và độ lún của nền đất sau 15 
năm, Sc = 0,127 m, nhỏ hơn độ lún yêu cầu 0,2 
m [2], đảm bảo yêu cầu về độ lún của nền 
đƣờng. Hình 3 thể hiện diễn biến lún nền đƣờng 
trong 50 năm. 
Hình 2. Mơ hình phân tích lún tải trọng nền 
phân bố đàn hồi tuyến tính 
Hình 3. So sánh diễn biến độ lún cố kết nền 
đường trong 50 năm đắp bằng Geofoam và đất 
4.3. Ổn định tổng thể 
Phân tích ổn định tổng thể bằng phần mềm 
GeoStudio Slope/W để xác định hệ số ổn định 
FS sau khi hồn thiện cơng trình và đƣa vào 
khai thác đƣợc thể hiện ở Hình 4 và Hình 5 với 
thơng số vật liệu đầu vào ở Bảng 2. 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 49 
 ảng 2. Thơng số vật liệu đầu vào dùng ph n t ch ổn định tổng thể 
Thơng số 
Giá trị 
Cát san lấp BTCT Geofoam Tƣờng chắn 
Khối lƣợng riêng, γ (kN/m3) 15 25 0,193 78,5 
Chiều dày, h (m) 0,1 0,2 2,3 0,06 
Tải trọng đắp, q (kN/m2) 1,5 5 0,44 0,47 
Tải trọng đắp tƣơng đƣơng, qe (kN/m
2
) 7,41 
Tải trọng xe, qs (kN/m
2
) 25,56 
Theo phƣơng ngang, khi hoạt tải xe đặt trên 
phần đƣờng dẫn đắp bằng cát, hệ số an tồn là 
nhỏ nhất, FS = 1,79. Khi hoạt tải xe đặt tại đỉnh 
đƣờng dẫn đƣợc đắp bằng Geofoam thì hệ số an 
tồn tăng lên, FS = 2,43. Xét theo phƣơng dọc, 
hoạt tải xe nằm trên phần đƣờng dẫn đƣợc đắp 
bằng cát, hệ số an tồn FS = 2,52. Khi hoạt tải 
xe đặt tại đỉnh đƣờng dẫn thì hệ số an tồn, FS = 
8,35. Trong tất cả các trƣờng hợp, hệ số FS > 
1,4. Do đĩ, cơng trình đƣợc xem là đảm bảo ổn 
định tổng thể với mơ hình thiết kế trên. 
Hình 4. Phân tích ổn định theo phương ngang 
Hình 5. Phân tích ổn định theo phương dọc 
4.4. Ổn định đẩy nổi 
Phân tích ổn định do áp lực nƣớc đẩy nổi 
đƣợc xác định bởi hệ số an tồn, FS sau khi thi 
cơng và khai thác. Hình 6 thể hiện mơ hình phân 
tích áp lực truyền xuống nền đƣờng và áp lực 
nƣớc đẩy nổi. Hệ số an tồn theo phân tích, FS 
= ∑N / ∑U = 1,26 > 1,2, đƣờng đảm bảo ổn 
định đẩy nổi. 
H nh 6. Mơ h nh phân tích ổn định do áp lực 
nước đẩy nổi 
4.5. Mơ phỏng bằng phần mềm Plaxis 2D 
Áp lực tác dụng lên cơng trình do tải trọng xe 
gây ra đƣợc xem xét ở 4 trƣờng hợp: (1) Xét áp 
lực phân bố do tải trọng tồn bộ xe gây ra; (2) 
Áp lực phân bố của tải trọng 2 trục sau xe; (3) 
Áp lực phân bố của tải trọng 1 trục sau xe; (4) 
Áp lực phân bố của tải trọng 1 cụm bánh xe sau 
(Bảng 3). Kết quả ứng suất theo phƣơng đứng 
tại mặt cắt dƣới tải trọng bánh xe với áp lực, p = 
363,6 kN/m
2
 truyền xuống Geofoam và nền đất 
là lớn nhất trong 4 trƣờng hợp theo cả 2 phƣơng 
ngang và dọc. Ứng suất trên Geofoam σ’ = 19,3-
32,4 kN/m
2, phù hợp với kết quả tính tốn bằng 
phƣơng pháp giải tích, qL = 30,6 kN/m
2, và nhỏ 
hơn cƣờng độ nén trong giai đoạn đàn hồi của 
Geofoam, quEPS = 58,6 kN/m
2. Ứng suất tác 
dụng lên nền đất, σ’ = 12,1-36,6 kN/m2, phù 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 50 
hợp với kết quả tính tốn bằng phƣơng pháp 
giải tích, qo = 33,0 kN/m
2, và nhỏ hơn khả 
năng chịu tải của nền đất trong giai đoạn khai 
thác, qult = 61 kN/m
2. Biểu đồ phân bố ứng suất 
tại mặt cắt dƣới bánh xe đƣợc thể hiện nhƣ 
Hình 7 và 8. 
 ảng 3. p lực do tải trọng xe tác dụng lên nền đƣờng trong các trƣờng hợp 
Thơng số 
Giá trị tải trọng 
Tồn bộ xe 2 trục sau 1 trục sau 1 cụm bánh sau 
Tổng số xe thiết kế, n (xe) 1 1 1 1 
Tổng tải trọng phân tích, Qs (kN) 300 240 120 60 
Bề rộng vệt bánh xe ngồi cùng từ 
trái qua phải, Bs (m) 
2,4 2,4 2,4 0,55 
Chiều dài vệt bánh xe trƣớc đến 
bánh xe sau, Ls (m) 
4,89 1,3 0,3 0,3 
Áp lực do tải trọng xe tác dụng lên 
nền đƣờng, qe (kN/m
2
) 
25,56 76,9 166,7 363,6 
Kết quả chuyển vị theo phƣơng đứng tại mặt 
đƣờng và Geofoam dƣới tải trọng bánh xe là 
nhỏ, giá trị từ 7-9 mm. Do mặt đƣờng bê tơng 
cốt thép phân tán lực tập trung dƣới bánh xe 
thành lực phân bố đều dàn trải trên bề mặt 
Geofoam. Do đĩ, áp lực tác dụng trên bề mặt 
Geofoam nhỏ, nằm trong giai đoạn đàn hồi với 
biến dạng nhỏ hơn 1% (23 mm), phù hợp với 
kết quả nghiên cứu ứng xử nén của Geofoam [3, 
5, 11, 14, 16]. 
Chuyển vị theo phƣơng ngang của tƣờng 
chắn khơng đáng kể, giá trị tối đa 0,04 mm. 
Mơmen lớn nhất của tƣờng chắn xung quanh 
đƣờng dẫn là 0,07 kN.m. Do Geofoam là vật 
liệu nhựa tổng hợp, cĩ cấu trúc xốp, khơng khí 
chiếm tới 98% [7, 9, 11], với hệ số Poisson nhỏ, 
ν = 0,093 cho EPS-19 [14, 16]. Khi tác dụng tải 
trọng lên Geofoam theo phƣơng đứng, biến 
dạng đứng tăng lên nhƣng biến dạng ngang tăng 
lên khơng đáng kể, làm giảm áp lực tác dụng lên 
tƣờng chắn phù hợp với các kết quả nghiên cứu 
[5, 8, 13, 17, 19]. Hệ số an tồn khi phân tích ổn 
định theo phƣơng ngang và phƣơng dọc cầu, FS 
= 3,9-4,7, phù hợp với kết quả kiểm tốn ổn 
định tổng thể bằng phần mềm GeoStudio 
Slope/W, và cao hơn hệ số an tồn yêu cầu, FS 
≥ 1,4. Do đĩ, kết cấu cơng trình đáp ứng đƣợc 
khả năng chịu tải của đất nền và đảm bảo ổn 
định tổng thể. 
Hình 7. Bi u đồ phân bố ứng suất trong kết cấu 
đường và nền đất theo phương ngang 
Hình 8. Bi u đồ phân bố ứng suất trong kết cấu 
đường và nền đất theo phương dọc 
ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 51 
5. K T LUẬN 
Phƣơng án thiết kế đƣờng vào cầu bằng vật 
liệu nhẹ Geofoam đƣợc thiết kế kích thƣớc cao 
2,5 m, rộng 3 m, dài 25 m với độ dốc dọc 10% 
trên nền đất yếu tại Khu Cơng nghiệp Hiệp 
Phƣớc, TP.HCM. Đƣờng đắp bằng Geofoam 
khối lƣợng riêng 19,3 kg/m3 cao 2,3 m, mặt 
đƣờng phía trên đƣợc thiết kế bằng tấm bê tơng 
cốt thép dày 0,2 m. Kết quả kiểm tốn bằng 
phƣơng pháp giải tích và phƣơng pháp mơ 
phỏng đạt đƣợc nhƣ sau: 
(1) EPS Geofoam cĩ khối lƣợng riêng 21 ± 1 
kg/m
3
 sản xuất ở trong nƣớc phù hợp để ứng 
dụng xây dựng đƣờng vào cầu trên nền đất yếu. 
(2) Độ cao đƣờng vào cầu tối đa khi đắp bằng 
cát 1,7 m và đắp bằng Geofoam lên đến 150 m. 
(3) Chuyển vị đứng tức thời tại mặt đƣờng và 
Geofoam dƣới tải trọng bánh xe từ 7-9 mm. 
Hoạt tải giảm dần từ 363 kN/m2 ở mặt đƣờng 
đến Geofoam từ 30-31 kN/m2, nền đất từ 20-21 
kN/m
2
, và bằng 0 kN/m2 ở độ sâu -0,5 m. 
(4) Kết quả phân tích mặt đƣờng vào cầu cĩ 
1, 2, và 4 làn xe bằng phần mềm Plaxis thì độ 
lún tức thời, sự phân bố hoạt tải và tĩnh tải theo 
chiều sâu gần nhƣ khơng thay đổi. 
(5) Chiều cao đắp đƣờng vào cầu càng lớn 
với giả thiết cao 3 m, 6 m, và tối đa 150 m, 
chuyển vị đứng vị tức thời trên mặt Geofoam 
tăng lên. Ứng suất phân bố trên mặt Geofoam 
khơng đổi 30-31 kN/m2, ứng suất truyền xuống 
nền đất giảm dần. 
(6) Nền đƣờng trong giai đoạn thi cơng và 
khai thác đều đảm bảo yêu cầu khả năng chịu tải 
theo 22TCN 262-2000. 
(7) Tải trọng tác dụng lên Geofoam nhỏ hơn 
cƣờng độ nén của Geofoam với hệ số an tồn, 
FS > 1,2, đảm bảo khả năng chịu tải và biến 
dạng nằm trong giai đoạn đàn hồi của vật liệu. 
(8) Phƣơng án thiết kế đƣờng vào cầu bằng 
Geofoam đảm bảo yêu cầu về độ lún tức thời 
khi cĩ hoạt tải xe và độ lún cố kết cho phép của 
nền đƣờng trong chu kì 15 năm theo 22TCN 
262-2000. 
(9) Khả năng ổn định tổng thể của đƣờng vào 
cầu đảm bảo theo 22TCN 262-2000 với hệ số an 
tồn, FS > 1,4. 
(10) Đƣờng vào cầu đƣợc đắp bằng 
Geofoam đảm bảo ổn định đẩy nổi với hệ số 
an tồn, FS > 1,2. 
LỜ CẢM ƠN 
Đề tài nghiên cứu này đƣợc thực hiện 
với nguồn kinh phí cấp từ Sở Khoa học và 
Cơng nghệ Thành phố Hồ Chí Minh (Hợp 
đồng số 45/2018/HĐ-SKHCN và 50/HĐ-
ĐHBK-KHCN&DA). Các tác giả chân thành 
cảm ơn sự hỗ trợ này trong suốt quá trình thực 
hiện nghiên cứu. 
TÀ L ỆU T AM K ẢO 
[1]. Bộ Giao thơng vận tải. “Quy trình thiết 
kế cầu cống theo trạng thái giới hạn”. Tiêu 
chuẩn xây dựng Việt Nam, 22TCN 18-79, 295 
trang, 1979. 
[2]. Bộ Giao thơng vận tải. “Quy trình khảo 
sát thiết kế nền đƣờng ơ tơ đắp trên đất yếu”. 
Tiêu chuẩn xây dựng Việt Nam, 22TCN 262-
2000, 51 trang, 2000. 
[3]. M. Duskov. “Materials Research on 
EPS-20 and EPS-15 Under Representative 
Conditions in Pavement Structure”, Geotextiles 
and Geomembranes, vol. 15, pp. 147-181, 1997. 
[4]. M.B. Das and K. Sobhan. Principles of 
Geotechnical Engineering, 8
th
 ed. Stemford, 
USA: Cengage Learning, 770 pages, 2012. 
[5]. A.F. Elragi. Selected Engineering 
Properties and Applications of EPS Geofoam. 
Softoria, 39 pages, 2006. 
[6]. Hoang-Hung Tran-Nguyen and Vinh P. 
Phan. “Investigation of Compressive 
Behaviors of Geofoams Made in Vietnam”, in 
Proceedings of the International Conference 
on Sustainable Civil Engineering and 
Architecture, Ho Chi Minh City, Vietnam, pp. 
539-546, 2019. 
 ĐỊA KỸ THUẬT SỐ 1 - 2021 52 
[7]. J.S. Horvath. “Emerging Trends in 
Failures Involving EPS-Block Geofoam Fills”, 
Journal of Performance of Constructed 
Facilities, Vol. 24, No. 4, 8 pages, 2010. 
[8]. J.S. Horvath. Concepts for Cellular 
Geosynthetics Standards with an Example for 
EPS-Block Geofoam as Lightweight Fill for 
Roads. USA: Center for Geotechnology, 
Research Report No. CGT-2001-4, 92 
pages, 2001. 
[9]. J.S. Horvath. “Lateral Pressure 
Reduction on Earth-Retaining Structures Using 
Geofoams: Correcting Some 
Misunderstandings”, in ER2010: Earth 
Retention Conference 3, USA, 8 pages, 2010. 
[10]. D. Leshchinsky, J.S. Horvath, T.D. 
Stark, and D. Arellano. Guideline and 
Recommended Standard for Geofoam 
Applications in Highway Embankments. 
Washington, D.C: TRB, NCHRP Report 529, 
70 pages, 2004. 
[11]. A. Mohajerani, M. Ashdown, L. 
Abdihashi, and M. Nazem. “Expanded 
polystyrene geofoam in pavement construction”, 
Construction and Building Materials, vol. 157, 
pp. 438-448, 2017. 
[12]. Nguyễn Quốc Khánh. Báo cáo kết quả 
khảo sát địa chất cơng tr nh Xây dựng cầu Rạch 
Rộp I – Khu cơng nghiệp Hiệp Phước (giai 
đoạn 2), xã Hiệp Phước, huyện Nhà Bè, TP. 
HCM. Trung tâm nghiên cứu cơng nghệ và thiết 
bị cơng nghiệp, 675 trang, 2012. 
[13]. A. Ossa and M.P. Romo. “Micro- and 
macro-mechanical study of compressive 
behavior of expanded polystyrene geofoam”, 
Geosynthetics International, vol. 16, pp. 327 – 
338, 2009. 
[14]. Phan Phƣớc Vĩnh và Trần Nguyễn 
Hồng Hùng. “Nghiên cứu các đặc trƣng cơ học 
Geofoam sản xuất ở Việt Nam”, Tạp chí Giao 
thơng vận tải, số 11/2019, trang 50-54, 2019. 
[15]. Phan Phƣớc Vĩnh và Trần Nguyễn 
Hồng Hùng. “Nghiên cứu các đặc trƣng lý-hĩa 
Geofoam sản xuất ở Việt Nam”, Tạp chí Giao 
thơng vận tải, số 01/2020, trang 62-67, 2020. 
[16]. Phan Phƣớc Vĩnh và Trần Nguyễn 
Hồng Hùng. “Nghiên cứu ứng xử nén EPS 
Geofoam sản xuất ở Việt Nam”, Tạp chí Địa kỹ 
thuật, số 01/2020, trang 37-45, 2020. 
[17]. S. Srirajan, D. Negussey, and N. 
Anasthas. Creep behavior of EPS geofoam. 12 
pages, 2001. 
[18]. T.D. Stark, J.S Horvath, and D. 
Leshchinsky. Geofoam Applications in the 
Design and Construction of Highway 
Embankments. Washington D.C.: TRB, NCHRP 
Web Document No. 65, 793 pages, 2004. 
[19]. T.D. Stark, S.F. Bartlett, and D. 
Arellano. Expanded Polystyrene (EPS) 
Geofoam Applications & Technical Data. 
Crofton, MD: The EPS Industry Alliance, 36 
pages, 2012. 
[20]. Trần Nguyễn Hồng Hùng. Cơng nghệ 
xĩi trộn vữa cao áp (Jet Grouting). Thành phố 
Hồ Chí Minh: Nhà xuất bản trƣờng Đại học 
Quốc gia, 368 trang, 2016. 
[21]. Trần Nhật Tân. Dữ liệu bảng triều tại 
trạm Phú An và trạm Nhà Bè. Viện Kỹ thuật 
biển, tháng 7/2020. 
Người phản biện: PGS, TS NGUYỄN VIỆT KỲ 

File đính kèm:

  • pdfnghien_cuu_giai_phap_xay_dung_duong_vao_cau_bang_vat_lieu_nh.pdf
Ebook liên quan