HNI 21/10

CHƯƠNG 14. THIẾT KẾ TƯỜNG CHẮN VÀ KẾT CẤU GIỮ ĐẤT

CHUYÊN ĐỀ ĐÀO TẠO XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH NHÀ TRÊN NÚI Tác giả: Henry Le – Lê Đình Hải

1. Vai trò của tường chắn trong xây dựng công trình trên núi

Tường chắn và các kết cấu giữ đất là những hạng mục quan trọng trong xây dựng công trình trên địa hình dốc. Chúng có nhiệm vụ giữ ổn định khối đất phía sau, bảo vệ nền móng, hạn chế nguy cơ sạt lở cục bộ và tạo mặt bằng phục vụ xây dựng, giao thông hoặc cảnh quan.

Trên địa hình miền núi, sự thay đổi cao độ lớn, điều kiện địa chất phức tạp và lượng nước mưa có thể gây ra những tác động bất lợi lên kết cấu giữ đất. Nếu thiết kế không phù hợp, tường chắn có thể bị trượt, lật, lún không đều, nứt thân tường hoặc mất ổn định cùng với toàn bộ sườn dốc.

Vì vậy, thiết kế tường chắn không chỉ là bài toán tính toán một kết cấu bê tông hay đá xây. Đây là nhiệm vụ tổng hợp giữa địa kỹ thuật, kết cấu công trình, thủy văn và phân tích ổn định mái dốc.

2. Phân tích áp lực đất tác dụng lên tường chắn

Áp lực đất là cơ sở quan trọng để xác định kích thước, cấu tạo và khả năng chịu lực của tường chắn. Giá trị áp lực phụ thuộc vào loại đất, dung trọng, góc ma sát trong, lực dính, hình dạng bề mặt đất phía sau tường, độ cứng của kết cấu và điều kiện chuyển vị của tường.

Trong tính toán, cần xác định trạng thái áp lực đất phù hợp, bao gồm áp lực chủ động, áp lực bị động hoặc áp lực đất ở trạng thái tĩnh. Không nên mặc định rằng mọi tường chắn đều có thể huy động đầy đủ áp lực chủ động, bởi điều đó phụ thuộc vào khả năng chuyển vị của tường và điều kiện làm việc thực tế.

Đối với tường chắn có chiều cao lớn hoặc địa hình phía sau nghiêng, phân bố áp lực có thể phức tạp hơn trường hợp đất nằm ngang. Thiết kế phải xem xét đặc điểm phân lớp đất, sự thay đổi dung trọng và các lớp đất yếu có khả năng gây trượt.

Ngoài áp lực đất thông thường, cần tính đến tải trọng phía sau tường như nhà ở, đường giao thông, xe cơ giới, kho vật liệu, thiết bị thi công và các công trình lân cận. Những tải trọng này có thể làm tăng áp lực ngang, gây biến dạng tường hoặc ảnh hưởng đến ổn định tổng thể của mái dốc.

3. Ảnh hưởng của nước và yêu cầu thoát