Tường chắn đất, hay còn gọi là tường chắn, là một loại kết cấu được thiết kế để hỗ trợ. Và giữ vững đất trong các công trình như nền đường hoặc sườn núi. Khi xây dựng tường chắn, cần phải dựa vào các tài liệu liên quan. Cũng như yêu cầu thiết kế để xác định vị trí, hình dáng, cấu trúc của tường và lập sơ đồ bố trí hợp lý.
Nếu có bản vẽ tiêu chuẩn cho tường chắn, chúng ta có thể áp dụng và kiểm tra độ ổn định. Khả năng chống trượt, chống lật, cũng như tính toán ứng suất trong phần thân tường. Việc xác định các lực tác động lên tường chắn là rất quan trọng. Đặc biệt là tính toán áp lực đất chủ động từ khối đất phía sau tường trong những tình huống khác nhau.
Một số điểm cần lưu ý:
- Cần tìm hiểu về cấu tạo của các loại tường chắn đất, đặc điểm và trường hợp sử dụng, cũng như nắm rõ yêu cầu và phương pháp bố trí tường chắn.
- Hiểu rõ nguyên lý tính toán áp lực đất chủ động theo Rankine và Coulomb, cùng với điều kiện áp dụng, đồng thời có khả năng sử dụng sơ đồ ứng suất nén của đất để thực hiện tính toán áp lực đất.
- Nắm chắc các nội dung liên quan đến việc kiểm toán tường chắn và có khả năng tiến hành tính toán cho kết cấu đất có cốt.
Đất có cốt là một công nghệ tiên tiến đang ngày càng được áp dụng rộng rãi trong việc xây dựng tường chắn và mố cầu. Tuy nhiên, cơ cấu chịu lực của đất có cốt khá phức tạp, vì vậy hiện tại vẫn chưa có phương pháp thiết kế thống nhất cho nó.
Các loại tường chắn đất
Tường chắn đất là một cấu trúc quan trọng giúp hỗ trợ mái đất và chịu đựng áp lực ngang từ khối đất phía sau. Chức năng chính của nó là ngăn chặn sự trượt lở của đất, bảo vệ nền đường và mái taluy.
Trong các công trình xây dựng nền đường, tường chắn thường được sử dụng để giải quyết những khó khăn về địa hình hoặc vật liệu xung quanh, giảm thiểu khối lượng đất đá cũng như diện tích chiếm dụng, đồng thời ngăn ngừa tình trạng xói mòn bờ sông và sụt lún.
Tường chắn có thể được phân loại theo vị trí đặt, bao gồm: tường chắn kiểu vai, tường chắn nền đắp và tường chắn nền đào.
Ngoài ra, chúng ta cũng có thể phân loại tường chắn dựa trên vật liệu và cấu tạo. Có rất nhiều loại tường chắn khác nhau, nhưng chủ yếu sử dụng các loại sau:
Tường chắn đất xây bằng đá kiểu trọng lực:
Loại này chủ yếu dựa vào trọng lượng của chính nó để chống lại áp lực từ khối đất phía sau (áp lực đất). Từ đó giữ cho tường luôn ổn định. Thường thì tường được xây bằng đá hộc, nhưng ở những khu vực thiếu đá. Người ta có thể sử dụng gạch hoặc bê tông. Mặc dù việc xây dựng có thể tốn công sức, nhưng kết cấu lại đơn giản và vật liệu dễ tìm, vì vậy nó được sử dụng phổ biến.
Mặt lưng của tường bằng đá kiểu trọng lực
Mặt lưng của tường có thể thiết kế thẳng hoặc gãy để phù hợp với điều kiện địa hình, địa chất và yêu cầu kinh tế khác nhau. Nếu mặt lưng nghiêng ra ngoài, áp lực đất sẽ nhỏ hơn, do đó tiết kiệm được diện tích mặt cắt ngang của tường. Khi áp dụng cho nền đào, mặt lưng và mái đất sẽ liên kết chặt chẽ, giúp giảm thiểu khối lượng đất cần đào và đắp.
Dù áp lực đất thu nhận có thể lớn, nhưng nếu độ dốc của vị trí xây dựng tường quá dốc. Ta có thể thiết kế mặt tường thẳng đứng để giảm chiều cao của tường.
Có thể thu nhỏ diện tích mặt cắt ngang ở phần trên của tường (bao gồm cả chiều cao của tường), thường được sử dụng làm nền để bảo vệ cho tường đào
Ở giữa phần trên và dưới của tường bằng đá kiểu trọng lực
Ở giữa phần trên và dưới của tường có một bậc đối trọng để cân bằng trọng lượng, sử dụng thiết kế tường thẳng đứng. Nhờ vào trọng lực tác động từ khối đất phía trên bậc đối trọng, trọng tâm của tường sẽ được lùi lại. Từ đó giúp tăng cường sự ổn định và giảm kích thước mặt cắt ngang của tường.
Thiết kế này rất phù hợp cho các tường vai nền ở những nơi có địa hình dốc đứng phía sau. Hoặc dùng làm tường chắn cho nền đào và chống đá rơi.
Tường chắn đất bằng đá có thể được xây dựng từ đá tự nhiên hoặc từ các khối đá xếp chồng lên nhau. Tuy nhiên, loại tường xếp khan chỉ thích hợp cho những tường có chiều cao dưới 6 mét. Với điều kiện nền móng phải vững chắc, nằm ở những khu vực không có nguy cơ động đất. Tại các đoạn sông không có tàu thuyền qua lại và không bị ảnh hưởng bởi sự xói mòn của nước.
Tường chắn đất mỏng làm từ bê tông cốt thép:
Có hai loại tường chính là tường hẫng và tường chắn có khung sườn:
Tường chắn hẫng được cấu tạo từ một tấm tường thẳng đứng kết hợp với tấm đáy. Mặt cắt của tường khá mỏng, do đó cần tận dụng trọng lượng của đất đắp phía trên tấm đáy để đảm bảo tính ổn định. Tấm đáy ở phần trước giúp tăng khả năng chống lật và giảm áp lực lên móng. Tấm tường thẳng đứng hoạt động như một dầm hẫng để chống lại áp lực của đất.
Loại tường này thích hợp làm tường vai cho nền đắp trong những khu vực thiếu đá và điều kiện nền móng không tốt. Khi chiều cao của tường lớn, mô men uốn ở phần dưới tường sẽ tăng, dẫn đến việc sử dụng nhiều bê tông và cốt thép hơn, ảnh hưởng đến hiệu quả kinh tế của kết cấu.
Do đó, khi chiều cao vượt quá 6m, để gia tăng độ bền và độ cứng của kết cấu. Ta có thể thêm các sườn (tường cách) liên kết giữa tường cứng và tấm đáy theo từng đoạn dài, tạo thành tường chắn kiểu có sườn.
Tường chắn đất theo kiểu neo:
Tường chắn kiểu neo thanh: Loại này dựa vào lực chống nhổ và lực kéo của các thanh thép neo vào lớp đất đá ổn định hoặc chôn trong khu vực an toàn của vật liệu nền (khu bị động hoặc khu trung hòa) để kháng lại áp lực đất tác động lên tấm chắn. Với ứng suất ở đáy móng thấp, công xây dựng ít, có thể chế tạo sẵn các bộ phận và khi chiều cao lớn có thể phân cấp để thi công (thích hợp cho nền đào).
Tường chắn kiểu cọc ván: Là loại tường được chôn cọc bê tông cốt thép vào lớp đất ổn định và ghép các tấm chắn đất vào. Loại này thích hợp với nền móng yếu, nơi mà lực trượt của khối đất phía sau tường khá lớn, yêu cầu phải chôn cọc sâu. Diện tích đào đất để chôn cọc nhỏ giúp đảm bảo tính ổn định trong quá trình thi công (thích hợp cho tường chắn nền đắp hoặc tường vai).
Tường chắn đất theo kiểu chồng nề:
Tường chắn này thuộc kết cấu mềm, cho phép một mức độ biến dạng nhất định. Nó có thể được xây dựng trên nền móng có khả năng chịu tải thấp. Nhưng nếu đáy móng bị lún không đều thì các thanh bê tông cốt thép có thể bị nứt gãy. Ưu điểm của loại tường này là thi công nhanh chóng, có thể sử dụng làm tường vai hoặc tường chắn cho nền đắp.
Tường chắn đất theo kiểu đất có cốt:
Được cấu thành từ ba phần: mặt tường thẳng đứng (tấm mặt), cốt chịu kéo nằm ngang và đất đắp bên trong. Cấu trúc này giữ cho mặt tường không bị sụp đổ nhờ vào lực ma sát giữa cốt và đất đắp, hình thành một kết cấu phức hợp hoàn chỉnh.
Nó dựa vào trọng lượng của chính nó để kháng lại áp lực đất phía sau tường (Kết cấu này do kỹ sư người Pháp H. Vidal phát minh vào năm 1963).Tường chắn đất có cốt là một giải pháp tiết kiệm vật liệu, dễ thi công và yêu cầu khả năng chịu tải của nền móng không quá cao. Loại tường này có khả năng chống động đất tốt, thường được sử dụng làm tường vai hoặc tường chắn cho nền đắp.
Tường chắn đất bằng rọ đá
Đây là một phương án hiệu quả để xây dựng tường chắn kiểu trọng lực. Thông thường, loại tường này có chi phí thấp hơn so với tường xây bằng đá, đồng thời cũng là một công trình mềm mại, phù hợp cho những khu vực đất dễ bị lún.
Rọ đá thường được áp dụng trong các công trình ven sông hoặc trên những vùng đất dễ bị xói mòn. Để đảm bảo an toàn, cần thiết kế bệ móng mềm nhô ra phía sông đủ rộng, giúp khi xảy ra xói lở, phần bệ móng bằng rọ đá sẽ uốn cong xuống mà vẫn bảo vệ được khu vực đất bên dưới.
Mặc dù tường bằng rọ đá có thể hỗ trợ cho đất rắn chắc, nhưng cần cân nhắc kỹ về ưu điểm và nhược điểm của chúng. Ưu điểm lớn nhất là tính linh hoạt và giá thành rẻ, trong khi nhược điểm là thép trong rọ có thể bị gỉ theo thời gian.
Đối với những tường có chiều cao thấp (dưới 6m), nhược điểm này không quá nghiêm trọng vì việc sửa chữa thường dễ dàng. Tuy nhiên, đối với những taluy cao lớn, vấn đề này cần được xem xét một cách cẩn thận hơn.Thời gian sử dụng của tường rọ đá chủ yếu phụ thuộc vào cách thi công.
Nếu được thực hiện một cách cẩn thận, chúng sẽ hoạt động hiệu quả như những bức tường xếp đá khan và chỉ chịu lực tác động nhẹ lên các lưới kim loại đan rọ, từ đó kéo dài tuổi thọ của công trình.
Ngược lại, nếu lớp lưới phải chịu áp lực lớn, tường rọ có thể bị hỏng và dẫn đến sự sụp đổ hoàn toàn. Thực tế, nhiều người thi công thường làm ẩu vì nghĩ rằng vỏ kim loại đã đủ để giữ đá không bị đổ ra ngoài, do đó không cần phải chú ý đến việc xếp đá cẩn thận.
Sử dụng các loại vải địa kỹ thuật và lưới địa kỹ thuật
Rất quan trọng trong việc ổn định đất, ngăn chặn xói mòn và thoát nước, nhằm bảo đảm sự ổn định cho taluy và tường chắn. Tường chắn đất được củng cố nhờ vào sức ma sát giữa đất và các lớp vải địa kỹ thuật, cho phép tạo ra những taluy dốc lớn hoặc thậm chí dốc đứng.
Một phương pháp khác để tăng cường khối đất là sử dụng lớp vỏ bọc bên ngoài. Bằng cách bố trí các khối vật liệu thành từng lớp dày 50cm bên trong lớp vỏ bọc bằng vải địa kỹ thuật. Được neo giữ chắc chắn vào khối đắp. Để bảo vệ lớp vải khỏi tác động của tia cực tím, bề mặt vải cần được chăm sóc thường xuyên. Chẳng hạn như phun bê tông hoặc trồng cây bên taluy.
Cuối cùng, việc xây dựng lớp vỏ lát bằng khối bê tông đúc sẵn không chỉ giúp bảo vệ vải khỏi tia cực tím. Mà còn đảm bảo các cốt vải địa kỹ thuật được neo giữ chắc chắn trong đất. Mong rằng qua bài viết của thaodo.com trên, đã giúp bạn hiểu rõ hơn về tường chắn đất rồi nhé.
Gợi ý: Bảng giá tháo dỡ nhà, công trình, xưởng trọn gói giá rẻ HCM
