Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9844:2013 quy định các yêu cầu kỹ thuật về thiết kế, thi công và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu. Đây là văn bản kỹ thuật cốt lõi giúp định hướng cho các kỹ sư, đơn vị thiết kế và nhà thầu thi công trong việc ứng dụng vật liệu địa kỹ thuật nhằm đảm bảo tính ổn định, chống sụt lún và tăng cường tuổi thọ cho các công trình hạ tầng giao thông, thủy lợi.
- Phạm vi áp dụng của tiêu chuẩn (Điều 1)
- Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về thiết kế, thi công và nghiệm thu lớp vải địa kỹ thuật được đặt tại vị trí tiếp xúc giữa đất tự nhiên yếu và nền đắp, hoặc giữa các lớp vật liệu đắp khác nhau.
- Đối tượng áp dụng trực tiếp bao gồm các công trình đường bộ, đường sắt, đê đập, bãi kho bãi và các công trình xây dựng khác có nền đắp trên nền đất yếu.
- Tiêu chuẩn không áp dụng cho các trường hợp sử dụng vải địa kỹ thuật với mục đích làm tường chắn đất, gia cố mái dốc dốc đứng hoặc các kết cấu gia cố đặc biệt khác trừ khi có các chỉ dẫn kỹ thuật riêng biệt được cấp có thẩm quyền phê duyệt.
- Hệ thống tài liệu viện dẫn kỹ thuật (Điều 2)
Để áp dụng tiêu chuẩn này một cách chính xác, người sử dụng cần phối hợp chặt chẽ với các tiêu chuẩn quốc gia hiện hành về phương pháp thử nghiệm vải địa kỹ thuật, bao gồm:
- Các tiêu chuẩn xác định đặc tính vật lý: Phương pháp xác định định lượng (khối lượng trên đơn vị diện tích), chiều dày định danh và độ dày dưới các áp lực khác nhau.
- Các tiêu chuẩn xác định đặc tính cơ học: Phương pháp thử nghiệm sức chịu kéo giật và độ giãn dài khi đứt, sức bền chọc thủng mối nối (CBR), sức chịu xé rách hình thang và cường độ chịu kéo của mối nối (đường may).
- Các tiêu chuẩn xác định đặc tính thủy lực: Phương pháp xác định kích thước lỗ lọc hiệu dụng (O95) và hệ số thấm xuyên dưới áp lực thủy tĩnh không đổi.
- Các thuật ngữ và định nghĩa cốt lõi (Điều 3)
Tiêu chuẩn làm rõ các khái niệm chuyên ngành để thống nhất cách hiểu và áp dụng trong thực tế:
- Vải địa kỹ thuật (Geotextile): Là loại vật liệu polyme thấm nước, được chế tạo dưới dạng tấm phẳng, mỏng, cuộn lại được, sử dụng để tiếp xúc với đất, đá hoặc các vật liệu địa kỹ thuật khác trong xây dựng công trình.
- Vải địa kỹ thuật dệt (Woven Geotextile): Được sản xuất bằng cách dệt các sợi (sợi màng phẳng, sợi tròn hoặc sợi phức hợp) theo hai hướng vuông góc, đặc trưng bởi cường độ chịu kéo cao và độ giãn dài thấp.
- Vải địa kỹ thuật không dệt (Non-woven Geotextile): Được cấu tạo từ các sợi polyme sắp xếp ngẫu nhiên và liên kết với nhau bằng phương pháp xuyên kim, liên kết nhiệt hoặc hóa học, đặc trưng bởi tính thấm, lọc tốt và độ giãn dài cao.
- Đất yếu (Soft Soil): Là loại đất không có đủ khả năng chịu tải trọng của bản thân nền đắp hoặc tải trọng xe chạy, dễ bị biến dạng, lún lớn và có hệ số thấm nhỏ (như đất sét mềm, bùn, than bùn).
- Chức năng phân cách (Separation): Ngăn ngừa sự trộn lẫn giữa đất yếu bên dưới và vật liệu đắp bên trên, giữ nguyên vẹn đặc tính hình học và cơ lý của từng lớp vật liệu.
- Chức năng gia cường (Reinforcement): Tăng cường độ ổn định của hệ thống đất - vải địa kỹ thuật bằng cách phân bố lại ứng suất kéo phát sinh trong nền đắp, hạn chế biến dạng ngang.
- Chức năng lọc và thoát nước (Filtration and Drainage): Cho phép nước đi qua theo hướng vuông góc hoặc dọc theo mặt phẳng của vải trong khi vẫn giữ lại các hạt đất mịn, ngăn ngừa hiện tượng xói ngầm và giảm áp lực nước lỗ rỗng.
- Quy định chung về chức năng và lựa chọn vải địa kỹ thuật (Điều 4)
Điều khoản này thiết lập các nguyên tắc nền tảng cho việc ứng dụng vật liệu trong thực tế thiết kế:
- Xác định chức năng chủ đạo: Thiết kế phải làm rõ vải địa kỹ thuật được sử dụng cho mục đích phân cách, lọc thoát nước, gia cường hay kết hợp đồng thời các chức năng này để lựa chọn chủng loại vải phù hợp.
- Yêu cầu khảo sát địa chất: Việc lựa chọn thông số kỹ thuật của vải địa kỹ thuật phải dựa trên kết quả khảo sát địa chất công trình chi tiết, xác định rõ chiều dày lớp đất yếu, chỉ số sức kháng cắt không thoát nước, mực nước ngầm và đặc tính của vật liệu đắp.
- Yêu cầu về độ bền môi trường: Vải địa kỹ thuật phải có khả năng kháng phân hủy sinh học, kháng hóa chất trong đất và nước ngầm, đồng thời có khả năng chống chịu tia cực tím (UV) trong thời gian lưu kho và thi công ngoài trời.
- Nguyên tắc tính toán ổn định: Khi sử dụng vải địa kỹ thuật với chức năng gia cường, phải tính toán kiểm tra ổn định trượt tổng thể, ổn định chống lún sụt cục bộ và khả năng chịu kéo của vải dưới tác động của tải trọng đắp và tải trọng khai thác.
YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU VẢI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU
Requirements of design, construction and acceptance of geotextiles in embankment construction on soft ground
Lời nói đầu
TCVN 9844 : 2013 được xây dựng trên cơ sở tham khảo 22 TCN 248-98 Vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu - Tiêu chuẩn thiết kế, thi công và nghiệm thu.
TCVN 9844 : 2013 do Tổng cục Đường bộ Việt Nam biên soạn, Bộ Giao thông vận tải đề nghị, Tổng cục Tiêu chuẩn Đo lường Chất lượng thẩm định, Bộ Khoa học và Công nghệ công bố.
YÊU CẦU THIẾT KẾ, THI CÔNG VÀ NGHIỆM THU VẢI ĐỊA KỸ THUẬT TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐẮP TRÊN ĐẤT YẾU
Requirements of design, construction and acceptance of geotextiles in embankment construction on soft ground
Tiêu chuẩn này quy định các yêu cầu về tính toán thiết kế, công nghệ thi công, kiểm tra và nghiệm thu vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đường đắp trên đất yếu với các chức năng chính của vải địa kỹ thuật như sau:
- Lớp phân cách dưới nền đắp;
- Lớp lọc thoát nước;
- Cốt gia cường tăng ổn định chống trượt.
Các tài liệu viện dẫn sau rất cần thiết cho việc áp dụng tiêu chuẩn này. Đối với các tài liệu viện dẫn ghi năm công bố thì áp dụng bản được nêu. Đối với các tài liệu không ghi năm công bố thì áp dụng phiên bản mới nhất bao gồm cả các sửa đổi, bổ sung (nếu có).
TCVN 8220, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định độ dày danh định;
TCVN 8221, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích;
TCVN 8222, Vải địa kỹ thuật - Quy định chung về lấy mẫu và xử lý thống kê;
TCVN 8871-1, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật;
TCVN 8871-2, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực xé rách hình thang;
TCVN 8871-3, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực xuyên thủng CBR;
TCVN 8871-4, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định lực kháng xuyên thủng thanh;
TCVN 8871-5, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định áp lực kháng bục;
TCVN 8871-6, Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Xác định kích thước lỗ biểu kiến bằng phép thử sàng khô;
ASTM D 4355, Standard Test Method for Deterioration of Geotextiles by Exposureto Light, Moisture and Heat in Xenon Arc Type Apparatus (Phương pháp thử nghiệm độ hư hỏng của vải địa kỹ thuật dưới tác động của ánh sáng, độ ẩm và hơi nóng trong thiết bị Xenon Arc);
ASTM D 4491, Standard Test Method for Water Permeability of Geotextile by Permittivity (Phương pháp thử xác định khả năng thấm đứng của vải địa kỹ thuật bằng thiết bị Permittivity);
ASTM D 4595, Standard Test Method for Tensile Properties of Geotextiles by the Wide-Width Strip Method (Phương pháp thử xác định độ bền kéo của vải địa kỹ thuật theo bề rộng của mảnh vải);
ASTM D 4716, Standard Test Method for Determining (in-plane) Flow Rate per Unite Width and Hydralic Transmissivity of Geosynthetic Using a Constant Head (Phương pháp thử xác định tỷ lệ chảy trên đơn vị diện tích và độ thấm thủy lực của vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp sử dụng cột nước không đổi);
ASTM D4884, Standard Test Method for Strength of Sewn of Bonded Seams of Geotextiles (Phương pháp thử xác định cường độ đường may của vải Địa kỹ thuật).
3.1. Vải địa kỹ thuật (geotextile)
Viết tắt là "vải", được sản xuất từ polyme tổng hợp, khổ rộng, dạng dệt, dạng không dệt hoặc dạng phức hợp, có chức năng gia cố, phân cách, bảo vệ, lọc, tiêu thoát nước. Vải được sử dụng cùng với các loại vật liệu khác như: đất, đá, bê tông… trong xây dựng công trình.
3.2. Vải không dệt (non woven geotextile)
Vải gồm các sợi vải phân bố ngẫu nhiên (không theo một hướng nhất định nào). Các sợi vải được liên kết với nhau theo phương pháp xuyên kim gọi là vải không dệt - xuyên kim, theo phương pháp ép nhiệt gọi là vải không dệt - ép nhiệt, bằng chất kết dính hóa học gọi là vải không dệt - hóa dính;
3.3. Vải dệt (woven geotextile)
Vải được sản xuất theo phương pháp dệt, trong đó các sợi vải hoặc các bó sợi được sắp xếp theo hai phương vuông góc với nhau;
3.4. Vải phức hợp (composite geotextile)
Vải được kết hợp bởi các bó sợi polyester, có cường độ chịu kéo cao và độ giãn dài kéo đứt nhỏ với một lớp vải không dệt, có khả năng thấm nước tốt;
3.5. Vải phân cách (separation geotextile)
Vải được đặt giữa 2 lớp vật liệu đắp hoặc giữa lớp vật liệu đắp và đất tự nhiên, có chức năng chính là ngăn ngừa sự trộn lẫn giữa 2 loại vật liệu có cấp phối khác nhau.
3.6. Vải gia cường (geotextile reinforcement)
Vải có cường độ chịu kéo cao và biến dạng kéo đứt nhỏ, có chức năng chính là cốt chịu kéo nhằm tăng khả năng chịu kéo của kết cấu, tăng khả năng chống trượt và giảm biến dạng của công trình.
4.1. Yêu cầu về vải
4.1.1. Các loại sợi dùng để sản xuất vải phải bao gồm không ít hơn 95% theo trọng lượng là polymer tổng hợp loại polypropylene, polyamide hoặc polyester.
4.1.2. Vải phải có các đặc trưng kỹ thuật thỏa mãn các yêu cầu thiết kế.
4.1.2.1. Vải làm lớp phân cách phải thỏa mãn các yêu cầu tại bảng 1.
Bảng 1 - Yêu cầu kỹ thuật của vải phân cách
| Tên chỉ tiêu | Mức | Phương pháp thử | |||
| Vải loại 1 | Vải loại 2 | ||||
| eg < 50 % | eg ≥ 50 % | eg < 50 % | eg ≥ 50 % | ||
| Lực kéo giật, N, không nhỏ hơn | 1400 | 900 | 1100 | 700 | TCVN 8871-1 |
| Lực kháng xuyên thủng thanh, N, không nhỏ hơn | 500 | 350 | 400 | 250 | TCVN 8871-4 |
| Lực xé rách hình thang, N, không nhỏ hơn | 500 | 350 | 400 | 250 | TCVN 8871-2 |
| Áp lực kháng bục, kPa, không nhỏ hơn | 3500 | 1700 | 2700 | 1300 | TCVN 8871-5 |
| Kích thước lỗ biểu kiến, mm | ≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm | TCVN 8871-6 | |||
| ≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 | |||||
| ≥ 0,075 với đất có d50 < 0,075 mm | |||||
| Độ thấm đơn vị, s-1 | ≥ 0,50 với đất có d15 > 0,075 mm | ASTM D4491 | |||
| ≥ 0,20 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 | |||||
| ≥ 0,10 với đất có d50 < 0,075 mm | |||||
| CHÚ THÍCH: eg là độ giãn dài kéo giật khi đứt (tại giá trị lực kéo giật lớn nhất) theo TCVN 8871-1; d15 là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 15 % theo trọng lượng; d50 là đường kính hạt của đất mà các hạt có đường kính nhỏ hơn nó chiếm 50 % theo trọng lượng. | |||||
4.1.2.2. Vải địa kỹ thuật làm cốt gia cường nhằm tăng ổn định chống trượt phải thỏa mãn các yêu cầu nêu tại bảng 2.
Bảng 2 - Yêu cầu kỹ thuật của vải gia cường
| Các chỉ tiêu thử nghiệm | Mức | Phương pháp thử |
| Cường độ kéo, kN/m, không nhỏ hơn | Fmax tính toán theo công thức (2) | ASTM D4595 |
| Độ bền kháng tia cực tím 500 h, %, không nhỏ hơn | 70 | ASTM D4355 |
| Kích thước lỗ biểu kiến O95 | ≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm ≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 ≤ 0,22 với đất có d50 < 0,075 mm | TCVN 8871-6 |
| Độ thấm đơn vị, s-1, không nhỏ hơn | 0,02 | ASTM D4491 |
4.1.2.3. Vải địa kỹ thuật làm tầng lọc thoát nước phải thỏa mãn các yêu cầu nêu tại Bảng 3.
Bảng 3 - Yêu cầu kỹ thuật của vải làm tầng lọc thoát nước
| Tên chỉ tiêu | Mức | Phương pháp thử | |
| eg < 50 % | eg ≥ 50 % | ||
| Lực kéo giật, N, không nhỏ hơn | 1100 | 700 | TCVN 8871-1 |
| Lực kháng xuyên thủng thanh, N, không nhỏ hơn | 400 | 250 | TCVN 8871-4 |
| Lực xé rách hình thang, N, không nhỏ hơn | 400 | 250 | TCVN 8871-2 |
| Áp lực kháng bục, kPa, không nhỏ hơn | 2700 | 1300 | TCVN 8871-5 |
| Độ bền kháng tia cực tím 500 h, %, không nhỏ hơn | 50 | ASTM-D4355 | |
| Kích thước lỗ biểu kiến, mm | ≤ 0,43 với đất có d15 > 0,075 mm ≤ 0,25 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 ≤ 0,22 với đất có d50 < 0,075 mm | TCVN 8871-6 | |
| Độ thấm đơn vị, s-1 | ≥ 0,5 với đất có d15 > 0,075 mm ≤ 0,2 với đất có d50 ≥ 0,075 mm ≥ d15 ≤ 0,1 với đất có d50 < 0,075 mm | ASTM-D4491 | |
4.2. Bao bì và bảo quản vải
4.2.1. Mỗi cuộn vải phải được dán nhãn cho thấy rõ ràng tên nhà sản xuất, tên chủng loại, số hiệu lô hàng và số hiệu cuộn vải.
4.2.2. Mỗi cuộn vải phải được bao gói bằng vật liệu phù hợp để bảo vệ cho vải không bị hư hỏng do vận chuyển hoặc do tác dụng của nước, ánh nắng mặt trời và các chất nhiễm bẩn khác.
4.3. Quy định về chỉ khâu vải
Chỉ khâu vải phải là chỉ khâu chuyên dùng có đường kính từ 1,0 mm đến 1,5 mm, lực kéo đứt của 1 sợi chỉ không nhỏ hơn 40 N.
5.1. Vải địa kỹ thuật làm lớp phân cách
5.1.1. Nguyên tắc thiết kế
5.1.1.1. Vải phân cách phải được tính toán và lựa chọn phù hợp với đặc điểm địa chất nền, loại kết cấu áo đường, vật liệu nền đắp và tải trọng tác dụng trong quá trình thi công và vận hành.
5.1.1.2. Với đường có tầng mặt cấp cao thì bỏ qua ảnh hưởng của vải phân cách khi tính toán chiều dày kết cấu của các lớp móng, chỉ xem xét ảnh hưởng của vải trong tính toán chiều dày tối thiểu của lớp đắp đầu tiên trên mặt vải nhằm đảm bảo đất nền không bị xáo động hoặc phá hoại cục bộ dưới tác dụng của thiết bị thi công.
5.1.1.3. Chiều rộng rải vải khi thiết kế phải lớn hơn chiều rộng của nền đường không nhỏ hơn 1,0 m để cuốn phủ lên lớp thứ nhất của lớp cát thoát nước ngang (thay thế tầng lọc ngược hai bên nền đường).
5.1.2. Lựa chọn loại vải làm lớp phân cách
Căn cứ trên chỉ số sức chịu tải CBR hoặc sức kháng cắt không thoát nước Su của đất nền bên dưới mặt vải, chiều dày của lớp đầm bên trên mặt vải và áp lực của bánh xe tác dụng lên lớp đắp đầu tiên trên mặt vải để lựa chọn loại vải quy định tại Bảng 4.
Bảng 4 - Lựa chọn loại vải phân cách
| CBR, % hoặc Su, kPa | CBR < 1 | 1 ≤ CBR ≤ 3 | CBR > 3 | |||
| Su < 30 | 30 ≤ Su ≤ 90 | Su > 90 | ||||
| Áp lực bánh xe, kPa | > 350 | ≤ 350 | > 350 | ≤ 350 | > 350 | ≤ 350 |
| Chiều dày lớp đầm trên mặt vải, mm |
|
|
|
|
|
|
| 100 | C | C | L1 | L1 | L2 | L2 |
| 150 | C | C | L1 | L1 | L2 | L2 |
| 300 | C | L1 | L2 | L2 | L2 | L2 |
| 450 | L1 | L1 | L2 | L2 | L2 | L2 |
| CHÚ THÍCH: Su: Sức kháng cắt không thoát nước của đất; CBR: chỉ số sức chịu tải của đất; C: cần phải tăng chiều dày lớp đầm hoặc phải có giải pháp kỹ thuật khác; L1: vải loại 1 nêu trong Bảng 1; L2: vải loại 2 nêu trong Bảng 1. | ||||||
5.2. Vải làm cốt gia cường
5.2.1. Nguyên tắc thiết kế
5.2.1.1. Vải gia cường có thể bố trí một hoặc nhiều lớp. Nếu bố trí nhiều lớp thì khoảng cách giữa các lớp phải bằng bội số của chiều dày lớp đắp.
5.2.1.2. Chiều rộng vải gia cường khi thiết kế phải lớn hơn chiều rộng của nền đường mỗi bên, đảm bảo để cuốn phủ lên lớp đắp thứ nhất trên nó và nằm dưới lớp đắp tiếp theo không nhỏ hơn 1,0 m.
5.2.1.3. Nếu vải gia cường có kết hợp chức năng phân cách và thoát nước cho nền đất yếu thì nên chọn loại vải phức hợp.
5.2.1.4. Cần hạn chế đến mức ít nhất số lượng mối nối trên phương chịu lực chính của vải gia cường.
5.2.2. Xác định các thông số liên quan đến vải gia cường khi tính toán ổn định trượt nền đường đắp trên đất yếu
5.2.2.1. Các yêu cầu về ổn định
Mức độ ổn định dự báo theo kết quả tính toán đối với mỗi đợt đắp (đắp nền và đắp gia tải trước) và đối với nền đắp theo thiết kế (có xét đến tải trọng xe cộ dừng xe tối đa trên nền) phải bằng hoặc lớn hơn mức độ ổn định tối thiểu theo yêu cầu của dự án.
CHÚ DẪN:
I - Vùng hoạt động (khối trượt);
II - Vùng bị động (vùng vải địa kỹ thuật đóng vai trò neo giữ);
F - Lực giữ khối trượt của vải gia cường (kN/m);
Y - Cánh tay đòn của lực F đối với tâm trượt nguy hiểm nhất (m);
R - Bán kính cung trượt nguy hiểm nhất;
h - Chiều cao đất đắp (m);
hi - Chiều cao lớp đất đắp thứ I (m);
l1 và l2 - Chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động và vùng bị động (m).
Hình 1 - Bố trí vải địa kỹ thuật giữa đất yếu và nền đắp
5.2.2.2. Tính toán ổn định trượt sâu của nền đường đắp trên đất yếu có vải gia cường
Khi bố trí vải giữa đất yếu và nền đắp như ở Hình 1, ma sát giữa đất đắp và mặt trên của vải địa kỹ thuật sẽ tạo được một lực giữ khối trượt F (bỏ qua ma sát giữa đất yếu và mặt dưới của vải) và nhờ đó mức độ ổn định của nền đắp trên đất yếu sẽ tăng lên.
Sử dụng giải pháp này, khi tính toán thiết kế phải bảo đảm điều kiện sau:
F ≤ Fcp (1)
trong đó:
F là lực giữ khối trượt của vải gia cường (kN/m);
Fcp là cường độ kéo cho phép của vải (kN/m).
5.2.2.3. Lực kéo cho phép của vải gia cường
Tính toán lực kéo cho phép của vải gia cường được xác định theo các điều kiện sau:
a) Điều kiện bền của vải gia cường:
(2)
trong đó:
Fcp là cường độ kéo cho phép của vải gia cường (kN/m);
Fmax là cường độ kéo đứt của vải (kN/m); xác định theo ASTM D 4595
k là hệ số an toàn; lấy k = 2 khi vải gia cường làm bằng polyester và k = 5 nếu vải gia cường làm bằng polypropylene hoặc polyamide.
b) Điều kiện về lực ma sát cho phép đối với lớp vải gia cường rải trực tiếp trên đất yếu:
(3)
(4)
trong đó:
l1 và l2 là chiều dài vải trong phạm vi vùng hoạt động và vùng bị động (xem Hình 1);
γd là khối lượng thể tích của đất đắp (kN/m3);
f' là hệ số ma sát giữa đất đắp và vải gia cường cho phép dùng để tính toán;
hi là chiều cao đắp trên vải gia cường (thay đổi trong phạm vi l1 và l2, từ hi = h đến hi = 0, (xem Hình 1);
Lực ma sát trên vải gia cường trong phạm vi vùng hoạt động và vùng bị động:
(5)
trong đó:
f' là hệ số ma sát giữa đất đắp và vải gia cường cho phép dùng để tính toán;
φ là góc ma sát trong của đất đắp xác định tương ứng với độ chặt thực tế của nền đắp hoặc của tầng đệm cát nếu có (độ);
k' là hệ số dự trữ về ma sát, lấy bằng 0,66.
Việc xác định trị số l1 và l2 được tiến hành đồng thời với việc tính toán mức độ ổn định yêu cầu tại các mặt cắt đối với từng trường hợp kết cấu cụ thể. Giả thiết lực F để đảm bảo hệ số ổn định nhỏ nhất không nhỏ hơn theo yêu cầu rồi nghiệm lại điều kiện ở công thức (2) sao cho thỏa mãn đồng thời cả công thức (2), công thức (3) và công thức (4); nếu thỏa mãn thì căn cứ vào trị số Fcp nhỏ nhất theo các quan hệ nói trên để chọn vải gia cường có Fmax tương ứng.
5.2.2.4. Vải gia cường dùng để tăng cường ổn định cho nền đắp trên đất yếu có thể được bố trí một hoặc nhiều lớp, mỗi lớp vải gia cường xen kẽ cát đắp dày từ 15 cm đến 30 cm tùy theo khả năng lu lèn. Tổng cường độ chịu kéo đứt của các lớp vải gia cường phải chọn bằng trị số Fmax được xác định tại 5.2.2.3.
CHÚ THÍCH: Các lớp vải gia cường phía trên nằm trong cát đắp (mặt trên và mặt dưới đều tiếp xúc với cát) thì trị số Fcp tính theo công thức (3) và công thức (4) được nhân 2, từ đó tính ra tổng lực ma sát cho phép của các lớp vải gia cường.
5.2.3. Lựa chọn vải gia cường
Căn cứ trên kết quả tính toán thiết kế để lựa chọn vải gia cường thỏa mãn các yêu cầu thiết kế về cường độ chịu kéo và hệ số an toàn của vải (xem 5.2.2.3).
5.3. Vải làm tầng lọc thoát nước
5.3.1. Nguyên tắc thiết kế
Vải phải bố trí trên lớp đất sao cho nước dần chảy xuống hệ thống thoát nước dưới bề mặt và giữ lại đất tại chỗ.
5.3.2. Lựa chọn vải làm tầng lọc thoát nước
Vải cần phải có kích thước lỗ biểu kiến phù hợp để ngăn chặn không cho các hạt đất cần bảo vệ đi qua, đồng thời kích thước lỗ biểu kiến cũng phải đủ lớn để có khả năng thấm nước bảo đảm cho nước được thoát nhanh (xem bảng 3).
6.1. Thi công
6.1.1. Bảo quản vải
Trong thời gian lưu kho ngoài công trường, các cuộn vải phải được bao gói và để cao khỏi nền đất ẩm ướt và có biện pháp che đậy phù hợp để ngăn ngừa những hư hỏng do các tác động tại công trường, do bức xạ tia cực tím, do các hóa chất, lửa hoặc do bất cứ điều kiện môi trường nào khác có thể làm ảnh hưởng đến các tính chất cơ lý của vải.
6.1.2. Công tác trải vải
Công tác trải vải và thi công trên mặt vải được tiến hành như minh họa ở Hình 2 theo trình tự sau:
Mặt bằng trước khi trải vải cần phải được phát quang và dọn sạch gốc cây, bóc bỏ hữu cơ và các vật liệu không phù hợp khác, đào đắp đến cao độ thiết kế.
Khi sử dụng vải với mục đích ngăn cách nên trải theo chiều cuộn của vải trùng với hướng di chuyển chính của thiết bị thi công. Khi sử dụng vải với mục đích gia cường phải trải theo chiều cuộn của vải có hướng thẳng góc với tim đường. Các nếp nhăn và nếp gấp phải được kéo thẳng, nếu cần phải dùng bao cát hoặc ghim sắt (hoặc cọc gỗ) để cố định các mép vải nhằm bảo đảm các tấm vải không bị nhăn hoặc dịch chuyển trong quá trình trải vải và đắp đất trên mặt vải.
Trước khi đắp đất phải kiểm tra và nghiệm thu công tác trải vải, nếu vải bị hư hỏng và tùy theo sự chấp thuận của tư vấn giám sát, có thể sửa chữa bằng cách thay thế hoặc trải thêm một lớp vải trên chỗ bị hư hỏng với chiều rộng phủ ra ngoài phạm vi hư hỏng không nhỏ hơn chiều rộng chồng mí quy định tại Bảng 5.
Nếu không có quy định cụ thể trong đồ án thiết kế, thì thời gian tối đa kể từ khi trải vải cho đến khi đắp phủ kín mặt vải không được quá 7 ngày. Không cho phép thiết bị thi công đi lại trực tiếp trên mặt vải.
Nếu không có quy định cụ thể trong đồ án thiết kế, thì chiều dày lớp đắp đầu tiên trên mặt vải không nên nhỏ hơn 300 mm. Cần phải lựa chọn trọng lượng của thiết bị thi công phù hợp với điều kiện thực tế của đất nền sao cho vết hằn bánh xe trên lớp đắp đầu tiên không lớn hơn 75 mm để giảm thiểu sự xáo động hoặc phá hoại của nền đất yếu bên dưới.
Lớp đắp đầu tiên trên mặt vải phải được đầm sơ bộ bằng bánh xích (của máy ủi) sau đó đầm bằng lu rung cho đến khi đạt được hệ số đầm chặt yêu cầu. Hệ số đầm chặt của lớp đầm đầu tiên trên nền đất yếu nên được lấy nhỏ hơn so với hệ số đầm chặt của các lớp bên trên khoảng 5 %.
6.1.3. Nối vải
Khi sử dụng vải phân cách và lọc thoát nước, tùy theo điều kiện thi công và đặc điểm của đất nền, các tấm vải có thể được nối may hoặc nối chồng mí như sau:
Nối chồng mí: chiều rộng chồng mí tối thiểu theo mép biên cuộn vải và giữa các đầu cuộn vải phải được lựa chọn theo điều kiện của đất nền tại Bảng 5.
Nối may:
- Chỉ may phải là sợi tổng hợp loại polypropylene, polyamide hoặc polyester như yêu cầu tại 4.3.
- Cường độ kéo mối nối (thử nghiệm theo ASTM D 4884) phải lớn hơn hoặc bằng 50 % cường độ kéo vải (thử nghiệm theo ASTM D 4595).
- Khoảng cách tối thiểu từ mép vải đến đường may ngoài cùng không được nhỏ hơn 25 mm. Trong trường hợp đường may đôi, khoảng cách giữa hai đường may không được nhỏ hơn 5 mm.
- Đường may phải nằm ở mặt trên để có thể quan sát và kiểm tra chất lượng đường may sau khi trải vải. Khoảng cách mũi chỉ từ 7 mm đến 10 mm.
Khi sử dụng vải làm lớp phân cách trong trường hợp thi công cắm bấc thấm, giếng cát, cọc cát phải may nối. Cường độ kéo mối nối (thử nghiệm theo ASTM D 4884) không nhỏ hơn 70% cường độ kéo vải (thử nghiệm theo ASTM 4595).
Khi sử dụng vải gia cường phải may nối. Cường độ kéo mối nối không nhỏ hơn 50% cường độ kéo vải đối với chiều khổ vải và không nhỏ hơn 70 % đối với chiều cuộn vải, thử nghiệm theo ASTM D 4595.
Bảng 5. Yêu cầu về chiều rộng chồng mí
| Điều kiện đất nền | Chiều rộng chồng mí tối thiểu |
| CBR > 2 % hoặc su > 60 kPa | 300 mm ÷ 400 mm |
| 1 % ≤ CBR ≤ 2 % hoặc 30 kPa ≤ su ≤ 60 kPa | 600 mm ÷ 900 mm |
| 0,5 % ≤ CBR < 1 % hoặc 15 kPa ≤ su < 30 kPa | 900 mm hoặc nối may |
| CBR < 0,5 % hoặc su < 15 kPa | phải nối may |
| Tất cả mối nối ở đầu cuộn vải | 900 mm hoặc nối may |
Hình 2 - Trình tự thi công vải địa kỹ thuật
6.2. Kiểm tra và nghiệm thu
6.2.1. Kiểm tra trước khi trải vải
Trước khi trải vải phải kiểm tra mặt bằng thi công, thiết bị thi công và vật liệu vải:
- Kiểm tra và nghiệm thu kích thước hình học và cao độ của nền trước khi trải vải theo hồ sơ thiết kế.
- Kiểm tra chứng chỉ chất lượng do nhà sản xuất công bố trong đó nêu rõ tên nhà sản xuất, tên sản phẩm, chủng loại, thành phần cấu tạo của sợi vải và các thông tin cần thiết liên quan đến quy định kỹ thuật của hồ sơ thiết kế.
- Thí nghiệm kiểm tra các đặc trưng kỹ thuật yêu cầu của vải với số lượng không ít hơn 1 mẫu thử nghiệm cho 10.000 m2 vải. Khi thay đổi lô hàng đưa đến công trường phải thí nghiệm một mẫu quy định tại 4.1. Quy trình lấy mẫu phải tuân thủ theo tiêu chuẩn TCVN 8222.
- Kiểm tra chỉ may, máy may nối, thí nghiệm kiểm tra cường độ kéo mối nối và lưu giữ mối nối mẫu để so sánh kiểm tra trong quá trình trải vải xem 4.3 và 6.1.3.
6.2.2. Kiểm tra trong quá trình trải vải
Trong quá trình trải vải, cần phải kiểm tra:
- Phạm vi trải vải đúng theo đồ án thiết kế.
- Chất lượng các mối nối bao gồm chiều rộng chồng mí, khoảng cách từ đường may đến mép vải, khoảng cách và sự đồng đều giữa các mũi kim so với mối nối mẫu quy định tại 6.1.3.
- Chất lượng công tác trải vải bao gồm các nếp gấp, nếp nhăn, trong trường hợp có các lỗ thủng hoặc hư hỏng trên mặt vải cần phải có giải pháp khắc phục.
6.2.3. Kiểm tra sau khi trải vải
- Kiểm tra công tác trải vải trước khi đắp.
- Thời gian tối đa cho phép kể từ khi trải vải cho đến khi đắp phủ trên mặt vải quy định tại 6.1.2.
- Chiều dày tối thiểu của lớp đắp đầu tiên trên mặt vải quy định tại Bảng 4.
6.2.4. Trước khi nghiệm thu nhà thầu phải
Tự kiểm tra chất lượng các hạng mục thi công theo các quy định tại 6.2.1 đến 6.2.3.
Chuẩn bị đầy đủ và hoàn chỉnh hồ sơ nghiệm thu theo đúng các thủ tục về quản lý dự án.
6.2.5. Kiểm tra phục vụ cho việc nghiệm thu
- Kiểm tra các biên bản đã thực hiện trong quá trình thi công.
- Kiểm tra các yếu tố hình học theo hồ sơ thiết kế.
Kết quả kiểm tra các nội dung chưa đạt yêu cầu theo hồ sơ thiết kế, phải yêu cầu nhà thầu bổ sung, sửa chữa cho đến khi kiểm tra đạt mới ra văn bản nghiệm thu.
6.2.6. Nghiệm thu
Việc nghiệm thu hạng mục công trình vải địa kỹ thuật phải thực hiện theo các quy định hiện hành.
(tham khảo)
Các dạng mối nối vải địa kỹ thuật
A-1. Một số dạng mối nối may của vải địa kỹ thuật
| Ký hiệu | Loại đường may | |
|
| Đặc điểm | Hình dạng |
| A - 1.1 Sử dụng cho vải gia cường | ||
| DDT1 | Mối nối dạng hình bướm |
|
| DDT2 | Mối nối cuộn chữ J |
|
| DDT3 | Mối nối đan vào nhau |
|
| DDT4 | Mối nối đơn hình chữ J |
|
| DDT5 | Mối nối hình chữ Z |
|
| SF2 | Mối nối hình chữ J |
|
| A - 1.2 Sử dụng cho vải phân cách | ||
| SSA-1 | Đường may đơn |
|
| SSA-2 | Đường may đôi |
|
| SSD-1 | Đường may bướm khóa đơn |
|
| SSD-2 | Đường may bướm khóa đôi |
|
| SSN-1 | Đường may chữ J khóa đơn |
|
| SSN-2 | Đường may chữ J khóa đôi |
|
A-2. Tính cường độ kéo tại mối nối
Cường độ kéo tại các mối nối nằm trên phương chịu kéo của vải gia cường phải thỏa mãn điều kiện kéo thiết kế, được xác định như sau:
Nối chồng mí ma sát: với vải cường độ cao, mối nối may có thể không thỏa mãn cường độ kéo yêu cầu, trong trường hợp này cần phải nối chồng mí ma sát, chiều dài chồng mí được tính toán như sau:
Hình A-1. Mối nối chồng mí ma sát
L ≥ Fcp.Fs/2t (A-1)
t = σv' tanfg + cg (A-2)
σ'v = γh (A-3)
trong đó:
L là chiều dài chồng mí, (m);
t là sức kháng cắt tại mặt tiếp xúc giữa đất và vải gia cường, (kN/m2);
σ'v là ứng suất pháp hữu hiệu tác dụng trên mặt vải tại mối nối, (kN/m2);
γ là khối lượng thể tích ướt của đất đắp trên mặt vải, (kN/m3);
h là chiều dày của đất đắp trên mặt vải, (m);
Fcp là cường độ kéo cho phép, tính theo công thức (2), (kN/m);
Fs là hệ số an toàn của mối nối, Fs ≥ 1,5;
cg là lực dính đơn vị tại mặt tiếp xúc giữa đất và vải gia cường, (kN/m2);
fg là góc ma sát tại mặt tiếp xúc giữa đất và vải gia cường.
MỤC LỤC
1. Phạm vi áp dụng
2. Tài liệu viện dẫn
3. Thuật ngữ và định nghĩa
4. Yêu cầu chung
5. Tính toán thiết kế
6. Thi công và nghiệm thu
- 1 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8220:2009 về vải địa kỹ thuật − phương pháp xác định độ dày danh định
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8221:2009 về vải địa kỹ thuật − Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8222:2009 về vải địa kỹ thuật − Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê
- 4 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-6:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 6: Xác định kích thước lỗ biểu kiến bằng phép thử sàng khô
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-5:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 5: Xác định áp lực kháng bục
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-4:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 4: Xác định lực kháng xuyên thủng thanh
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-3:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định lực xuyên thủng CBR
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-2:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 2: Xác định lực xé rách hình thang
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-1:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật
- 1 Tiêu chuẩn ngành 22TCN 248:1998 về vải địa kỹ thuật trong xây dựng nền đắp trên đất yếu
- 2 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8220:2009 về vải địa kỹ thuật − phương pháp xác định độ dày danh định
- 3 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8221:2009 về vải địa kỹ thuật − Phương pháp xác định khối lượng trên đơn vị diện tích
- 4 Tiêu chuẩn Việt Nam TCVN 8222:2009 về vải địa kỹ thuật − Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê
- 5 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-6:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 6: Xác định kích thước lỗ biểu kiến bằng phép thử sàng khô
- 6 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-5:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 5: Xác định áp lực kháng bục
- 7 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-4:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 4: Xác định lực kháng xuyên thủng thanh
- 8 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-3:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 3: Xác định lực xuyên thủng CBR
- 9 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-2:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 2: Xác định lực xé rách hình thang
- 10 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 8871-1:2011 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp thử - Phần 1: Xác định lực kéo giật và độ giãn dài kéo giật
- 11 Tiêu chuẩn ngành 14TCN91:1996 về Vải địa kỹ thuật - Quy định chung về lấy mẫu, thử mẫu và xử lý thống kê
- 12 Tiêu chuẩn quốc gia TCVN 9907:2014 về Vải địa kỹ thuật - Phương pháp xác định độ bền vi sinh bằng phép thử chôn trong đất