Danh Mục Bài Viết

Tổng hợp các loại hình tính toán và kiểm toán tường chắn đất theo TCVN 11823

1. Giới thiệu

Tường chắn đất là một thành phần kết cấu quan trọng trong nhiều công trình hạ tầng, giúp giữ đất và đảm bảo ổn định của các khối đất lớn trong xây dựng. Tiêu chuẩn TCVN 11823 quy định các phương pháp tính toán, kiểm toán và phân loại các loại tường chắn đất. Trong bài viết này, chúng ta sẽ tổng hợp các loại tường chắn đất, các phương pháp tính toán và kiểm toán, các trạng thái giới hạn cũng như phạm vi và ứng dụng của chúng. Bài viết cũng sẽ dẫn chứng các file tính toán Excel từ thuvienfile.com để hỗ trợ kỹ sư trong việc thiết kế và kiểm tra kết cấu tường chắn đất.

2. Phạm vi và áp dụng

2.1 Phạm vi

Tiêu chuẩn TCVN 11823 áp dụng cho việc thiết kế và xây dựng các loại tường chắn đất nhằm mục đích bảo vệ công trình khỏi sự dịch chuyển của đất. Các tường chắn đất được áp dụng rộng rãi trong các công trình như:

Hạ tầng giao thông (đường bộ, đường sắt)
Công trình xây dựng dân dụng và công nghiệp
Công trình thủy lợi và bảo vệ bờ biển
Các khu vực có nguy cơ sạt lở, xói mòn

2.2 Ứng dụng

Tùy vào yêu cầu của từng công trình và điều kiện địa chất, các loại tường chắn đất được thiết kế để đảm bảo tính ổn định, an toàn và kinh tế. Các tường chắn có thể là tường cứng (tường bê tông) hoặc tường mềm (tường cọc thép, gỗ, hoặc vật liệu composite), được sử dụng phù hợp với mỗi loại nền đất và điều kiện môi trường.

3. Các phương pháp tính toán và kiểm toán tường chắn

Trong quá trình thiết kế và kiểm toán tường chắn đất, các phương pháp tính toán dựa trên các tiêu chí về ổn định và sức chịu tải của tường. Các yếu tố cần được tính toán bao gồm:

Áp lực đất chủ động và bị động tác động lên tường chắn.
Tải trọng tường chịu được và phân phối áp lực.
Khả năng chịu lực của móng (móng nông hoặc móng sâu).
Tác động của nước ngầm và điều kiện thoát nước.

3.1 Phương pháp tính toán áp lực đất

Phương pháp tính toán áp lực đất là yếu tố quan trọng trong việc thiết kế tường chắn. TCVN 11823 quy định tính toán áp lực đất theo các mô hình sau:

Áp lực đất chủ động: Tính toán dựa trên giả định đất có thể trượt ra khỏi tường.
Áp lực đất bị động: Áp dụng trong trường hợp đất được đẩy vào tường.
Áp lực đất tĩnh: Sử dụng khi tường chắn đất không có sự dịch chuyển đáng kể.

3.2 Phương pháp tính toán ổn định tổng thể

Việc kiểm toán ổn định tổng thể của tường chắn là một bước quan trọng nhằm đảm bảo rằng tường sẽ không bị lật, trượt hoặc sụp đổ dưới tác động của áp lực đất và các tải trọng khác. Các phương pháp kiểm toán bao gồm:

Kiểm toán trượt: Đánh giá nguy cơ trượt của toàn bộ tường chắn trên móng.
Kiểm toán lật: Tính toán để đảm bảo tường chắn không bị lật do áp lực đất chủ động.
Kiểm toán ổn định tổng thể: Đảm bảo kết cấu tường và móng cùng hoạt động ổn định, không bị phá hoại do tải trọng lớn.

4. Các trạng thái giới hạn trong tính toán tường chắn

4.1 Trạng thái giới hạn sức chịu tải (ULS – Ultimate Limit State)

Trạng thái giới hạn sức chịu tải là tình trạng mà công trình hoặc cấu kiện không thể chịu thêm tải trọng mà không bị phá hủy. Để đảm bảo an toàn, tường chắn phải được thiết kế sao cho:

Không bị phá vỡ dưới tác động của tải trọng tối đa (bao gồm áp lực đất và các tải trọng phụ trợ như tải trọng gió, nước).
Tường phải có khả năng chịu tải tối đa mà không vượt quá sức chịu tải của nền móng và vật liệu xây dựng.

4.2 Trạng thái giới hạn sử dụng (SLS – Serviceability Limit State)

Trạng thái giới hạn sử dụng là tình trạng mà tường chắn không còn đảm bảo các yêu cầu về chức năng khi hoạt động dưới các điều kiện bình thường. Các yêu cầu về trạng thái giới hạn sử dụng bao gồm:

Biến dạng giới hạn: Tường chắn không được phép có biến dạng quá mức dẫn đến ảnh hưởng đến chức năng của công trình.
Nứt nẻ giới hạn: Tường chắn phải được kiểm tra để tránh tình trạng nứt do tải trọng hoặc sự dịch chuyển của đất.
Chống thấm: Đảm bảo nước không thấm qua tường chắn, đặc biệt là khi tiếp xúc với nước ngầm hoặc trong môi trường ẩm ướt.

5. Phân loại tường chắn đất theo kết cấu móng và mái tường

5.1 Tường chắn đất với móng nông

Tường chắn móng nông được áp dụng cho các công trình nhỏ và trung bình, khi điều kiện nền đất ổn định và tải trọng không quá lớn.

5.2 Tường chắn đất với móng sâu

Tường chắn móng sâu phù hợp với các công trình lớn và nền đất yếu, giúp tăng độ ổn định và khả năng chịu tải, Kết cấu móng được đặt trên nền móng cọc, gia cố móng..

5.3 Tường chắn đất có mái dốc

Mái tường có độ nghiêng để giảm áp lực đất và tăng tính ổn định.

5.4 Tường chắn đất có mái thẳng đứng

Loại tường này thường sử dụng trong các công trình đô thị, nơi yêu cầu tiết kiệm không gian.

6. Kết luận

Việc tính toán và kiểm toán tường chắn đất theo tiêu chuẩn TCVN 11823 là vô cùng quan trọng để đảm bảo an toàn và hiệu quả cho công trình. Kết hợp các phương pháp tính toán, trạng thái giới hạn và tham khảo các file tính toán từ thuvienfile.com sẽ giúp các kỹ sư có được giải pháp tối ưu trong việc thiết kế và thi công tường chắn đất.

Link tải download excel các bảng tính tường chắn nhiều dạng khác nhau