Với giới xây dựng thì việc thiết kế tường chắn đất là một điều vô cùng quan trọng để bảo vệ an toàn công trình. Vì vậy, khi bắt tay vào xây dựng tường chắn, dân xây dựng cần có hiểu biết sâu về áp lực đất lên tường chắn. Vậy áp lực đất lên tường chắn là gì và phải thiết kế tường chắn như thế nào để đảm bảo an toàn kỹ thuật cho công trình, hãy cùng tìm hiểu một số chia sẻ sau nhé!
Tường chắn và những điều cần biết
Tường chắn hay có thể gọi một cách khác là tường chắn đất nhìn từ góc độ chuyên môn thì đây là loại công trình giữ cho những dự án, công trình đất đắp hoặc những công trình hố đào không bị sạt lỡ, trơn tuột đất đá, sụp đổ… Hiểu một cách đơn giản tường chắn đất là bức tường được xây dựng với mục đích chắn đất, hạn chế, ngăn chặn tối đa hiện tượng sạt lỡ khi thực hiện các công trình xây dựng.
Tường chắn đất được xem là một loại công trình thiết yếu được sử dụng rộng rãi trong các ngành xây dựng, thủy lợi, giao thông ở những địa hình dốc, sâu, dễ sạt lỡ…
Dựa vào những tiêu chuẩn như độ cứng của đất, chiều cao, góc nghiêng của tường và chất liệu xây dựng, giới chuyên môn phân chia tường chắn đất thành nhiều loại khác nhau. Và căn cứ vào tính chất đặc thù của từng công trình, địa hình, người ta sẽ thiết kế một loại tường chắn phù hợp nhất.
Trên thực tế thì loại tường chắn đất bằng bê tông cốt thép được lựa chọn thiết kế và sử dụng nhiều nhất. Bởi khả năng chịu được áp lực, tải trọng tốt, độ bền cao, mang lại hiệu quả kinh tế tối ưu. Với một số công trình đặc thù và tùy theo yêu cầu của chủ đầu tư, người ta cũng có thể chọn tường chắn thiết kế sử dụng vật liệu là đá.
Một điều đáng quan tâm là dù thiết kế và sử dụng vật liệu là gì đi nữa thì người thiết kế cũng đặc biệt chú ý và tính toán kỹ lưỡng áp lực đất lên tường chắn để đảm bảo rằng công trình của mình đạt được độ an toàn cao nhất.
Áp lực đất lên tường chắn như thế nào?
Trước khi tìm hiểu về áp lực đất lên tường chắn, chúng ta cần hiểu áp lực đất là gì? Áp lực đất hiểu nôm na là những tác động của bề mặt đất và bên trong lòng đất lên công trình xây dựng. Áp lực này có thể xuất phát từ nhiều nguyên nhân như: mất cân bằng trong lòng đất, sự dịch chuyển, trương nở của đất do yếu tố thời tiết chẳng hạn…
Trong các công trình thi công tường chắn cho nhà ở, hố sâu, công trình giao thông, thủy lợi, bờ kè…lưng tường chắn sẽ tiếp xúc với khối đất sau tường và chắc chắn một điều rằng tường chắn bắt buộc phải chịu áp lực từ khối đất này.
Khi nói đến áp lực đất lên tường chắn, người ta thường quan tâm nhiều đến áp lực chủ động của đất lên tường chắn. Áp lực này được giới chuyên môn chia làm 2 loại gồm: loại thứ nhất: áp lực chủ động của đất lên tường chắn trong trường hợp đất rời; loại thứ hai: áp lực chủ động của đất lên tường chắn trong trường hợp đất dính, mái đất phẳng.
Tính toán áp lực đất lên tường chắn là một việc làm tương đối phức tạp. Và với mỗi một loại đất người ta sẽ có những cách thức tính áp lực đất lên tường chắn phù hợp.
Thiết kế tường chắn ra sao?
Bài toán áp lực đất lên tường chắn được xem là “cánh cửa” để mở đường cho việc thiết kế tường chắn diễn ra dễ dàng hơn. Việc thiết kế tường chắn sẽ được thực hiện theo các bước sau đây:
Bước 1: Chọn mặt cắt cho tường chắn. Trong đó cần quan tâm đến các chỉ số về chiểu cao tường chắn, độ cao móng, độ rộng móng, bể rộng đỉnh tường chắn và góc nghiêng của lưng tường.
Bước 2: Xác định những tải trọng tác dụng lên tường chắn và tổ hợp tải trọng tác dụng lên tường chắn. Khi tính toán, cần tiến hành đối với ba tổ hợp tải trọng và tác động gồm: tổ hợp cơ bản, tổ hợp đặc biệt và tổ hợp tải trọng trong thời kì thi công.
Bước 3: Tính toán tường chắn theo trạng thái giới hạn thứ nhất nhằm đảm bảo cho kết cấu không bị phá vỡ bởi các tác động thời gian, thời tiết, tác động từ nền đất…Ngoài ra, cần phải tính toán kỹ để đảm bảo tường chắn không bị mất ổn định về hình dạng:
- Đối với những tường chắn đất có nền đất thì cần tính toán ổn định tường
chắn theo sơ đồ tính toán về trượt: trượt phẳng, trượt hỗn hợp, trượt sâu.
- Đối với những tường chắn đất có nền là đá thì cần tính toán chi tiết với sơ đồ trượt phẳng và sơ đồ lật của tường quanh chân tường trước.
Bước 4: Tính toán tường chắn theo trạng thái giới hạn thứ hai nhằm đảm bảo cho sự làm việc bình thường của kết cấu. Trong bước này cần phải đảm bảo rằng tường chắn được thiết kế: không hình thành cũng như mở rộng vết nứt quá mức hoặc vết nứt dài hạn; không có những biến dạng vượt quá giới hạn cho phép như độ võng, góc xoay, góc trượt, dao động và cả vấn đề sụt lún…
Kết lời
Thiết kế tường chắn cho một công trình xây dựng là cả một quá trình dài, cần sự tính toán kỹ lưỡng của giới chuyên môn mà một yếu tố trọng trong đó cần quan tâm đặc biệt đó chính là áp lực đất lên tường chắn. Bài toán áp lực được giải quyết đóng vai trò “trụ cột” trong việc đảm bảo cho công trình hoạt động an toàn, ổn định, bền lâu. Trong khuôn khổ có hạn của bài viết, hy vọng những chia sẻ của chúng tôi sẽ mang đến cho bạn những điều cần biết cơ bản nhất về áp lực đất lên tường chắn.
