Nghiên cứu sử dụng vật liệu EPS trong thi công nền đường đắp ở Việt Nam

Bài viết này giới thiệu về một dự án áp dụng thử nghiệm EPS trong thi công nền đường đắp ở Việt Nam Một số quy định chung trong quản lý chất lượng đối với vật liệu nhẹ EPS và các kết quả thí nghiệm vật liệu cũng sẽ được trình bày.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu sử dụng vật liệu EPS trong thi công nền đường đắp ở Việt NamHội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải NGHIÊN CỨU SỬ DỤNG VẬT LIỆU EPS TRONG THI CÔNG NỀN ĐƯỜNG ĐẮP Ở VIỆT NAM Phạm Hoàng Kiên1,2*, Vũ Anh Tuấn3, Trương Quốc Bảo3 1 Trường Đại học Giao thông Vận tải, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội 2 Trung tâm Nghiên cứu và Phát triển Việt – Nhật, số 3 Cầu Giấy, Hà Nội 3 Học viện Kỹ thuật Quân sự, số 236 Hoàng Quốc Việt, Hà Nội * Tác giả liên hệ: Email: phkien@utc.edu.vn; Tel: 0975474828Tóm tắt. EPS (Expanded Poly-Styrol) là vật liệu nhẹ có tỷ trọng chỉ bằng khoảng1/100 của đất. EPS được sử dụng trong các ngành công nghiệp từ những năm 1950.Tuy nhiên, phải đến năm 1972, EPS mới được lần đầu tiên sử dụng trong lĩnh vực xâydựng cầu đường (dùng làm vật liệu cho một nền đường đắp tại Na Uy). EPS còn có ưuđiểm là có thể thi công nhanh và dễ dàng chỉ bằng sức người mà không cần đến cácmáy móc thi công phức tạp. Ngoài việc rút ngắn thời gian thi công, sử dụng vật liệunhẹ EPS còn có ưu điểm là không ảnh hưởng đến xung quanh, giảm được các chi phíquản lý, duy tu bảo trì kết cấu trong giai đoạn khai thác. Khi sử dụng EPS thay nền đấtđắp sau mố, do vật liệu có tính tự ổn định cao nên nó không gây ra áp lực ngang lênmố cầu. Bài viết này giới thiệu về một dự án áp dụng thử nghiệm EPS trong thi côngnền đường đắp ở Việt Nam Một số quy định chung trong quản lý chất lượng đối vớivật liệu nhẹ EPS và các kết quả thí nghiệm vật liệu cũng sẽ được trình bày.Từ khóa: thi công nền đường đắp, vật liệu nhẹ, EPS, thí nghiệm vật liệu.1. MỞ ĐẦU Ở một số nước phát triển như Mỹ, Nhật Bản, Đức, Na Uy, Niu Di-lân,Malaysia..., khi phải xây dựng công trình trong điều kiện địa chất yếu hoặc tại một số“hạng mục kỹ thuật đặc biệt” như đường đầu cầu, ngoài biện pháp xử lý nền đất yếubằng công nghệ cọc đất xi măng, công nghệ cọc cát đầm chặt hoặc giếng cát, để xử lýtriệt để tình trạng lún người ta có thể dùng một loại vật liệu rất nhẹ EPS (ExpandedPoly-Styrol construction method) để thay nền đất đắp (Hình 1) [1]. EPS là vật liệu nhẹ có tỷ trọng chỉ bằng khoảng 1/100 của đất. EPS được sử dụngtrong các ngành công nghiệp từ những năm 1950. Tuy nhiên, phải đến năm 1972, EPSmới được lần đầu tiên sử dụng trong lĩnh vực xây dựng cầu đường (dùng làm vật liệucho một nền đường đắp tại Na Uy) (Hình 2) [2]. Tại công trình này, đầu tiên người taxây dựng nền đắp bằng vật liệu đất thông thường. Trước khi vật liệu EPS được sửdụng, độ lún trung bình hàng năm của nền đường (trong suốt khoảng thời gian từ 1950đến 1972) là trên 10cm. Đến năm 1972, người ta quyết định thử nghiệm thay thế vậtliệu đấp đắp thông thường bằng vật liệu nhẹ EPS. Kết quả là độ lún của công trình đã-90-Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tảihoàn toàn được khống chế (từ năm 1972 đến năm 1995, tổng độ lún chỉ là 15cm, tức làđộ lún trung bình hàng năm chưa đến 1cm). Kết quả này cho thấy rõ hiệu quả của việcsử dụng vật liệu nhẹ EPS khi xây dựng công trình trên nền địa chất yếu. Sử dụng vậtliệu nhẹ EPS không chỉ giải quyết tốt bài toán lún theo phương thẳng đứng mà còngiúp giảm tải trọng ngang tác dụng lên kết cấu phần dưới (kết cấu mố trụ). Ngoài ra,khi cần giảm tải trọng tác dụng lên các công trình ngầm được chôn trong đất, người tacó thể thay thế lớp đất phía trên công trình bằng vật liệu nhẹ EPS. Vật liệu nhẹ EPS cũng đã được sử dụng từ khá sớm tại Mỹ. Mỹ cũng là nước códự án đã sử dụng khối lượng vật liệu EPS lớn nhất cho một công trình xây dựng(khoảng 100,000 m3 tại dự án xây dựng lại đường liên bang I-15 ở thành phố SaltLake) [3]. Tại Đức, vật liệu nhẹ EPS lần đầu tiên được sử dụng vào năm 1995 để xử lýlún đường đầu cầu của một cầu được xây dựng trên đường cao tốc. Vật liệu nhẹ EPScũng đã được giới thiệu và được sử dụng tại Malaysia từ năm 1992. Hình 1. Sử dụng vật liệu nhẹ EPS thay nền đất đắp (trong điều kiện địa chất yếu) Thay đất đắp thông thường bằng vật liệu nhẹ EPS (năm 1972) Độ lún (cm) Năm Từ năm 1972 –năm 1995 tổng độ lún chỉ là 15cm Hình 2. Sử dụng vật liệu nhẹ EPS tại nền đường đắp ngoại ô Oslo, Nauy Hình 3. Thí nghiệm ngoài hiện trường với mô hình 1:1 tại Nhật Bản -91- Hội nghị Khoa học công nghệ lần thứ XXII Trường Đại học Giao thông vận tải 2. CÁC ĐẶC TÍNH CỦA VẬ ...