Khả năng áp dụng cát biển trong xây dựng nền đường ô tô với các chiều cao đắp nền khác nhau

Nghiên cứu này giới thiệu bổ sung giải pháp đắp nền bằng cát biển có sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố, giúp hạn chế được các đặc tính dễ bị rửa trôi, mất ổn định cục bộ của cát biển. Nghiên cứu chỉ ra rằng, giải pháp đắp nền đường bằng cát biển gia cố vải địa kỹ thuật có hệ số ổn định cao hơn so với giải pháp đắp bằng đất đắp chọn lọc.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Khả năng áp dụng cát biển trong xây dựng nền đường ô tô với các chiều cao đắp nền khác nhau Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng, ĐHXDHN, 2023, 17 (4V): 1–10 KHẢ NĂNG ÁP DỤNG CÁT BIỂN TRONG XÂY DỰNG NỀN ĐƯỜNG Ô TÔ VỚI CÁC CHIỀU CAO ĐẮP NỀN KHÁC NHAU Thái Hồng Nama,∗, Nguyễn Việt Phươnga , Vũ Ngọc Trụa , Hoàng Tùnga a Khoa Cầu Đường, Trường Đại học Xây dựng Hà Nội, 55 đường Giải Phóng, quận Hai Bà Trưng, Hà Nội, Viê ̣t Nam Nhận ngày 13/7/2023, Sửa xong 24/10/2023, Chấp nhận đăng 31/10/2023 Tóm tắt Nghiên cứu này giới thiệu bổ sung giải pháp đắp nền bằng cát biển có sử dụng vải địa kỹ thuật để gia cố, giúp hạn chế được các đặc tính dễ bị rửa trôi, mất ổn định cục bộ của cát biển. Bên cạnh đó, nghiên cứu cũng tiến hành kiểm toán ổn định của nền đường với các giải pháp khác nhau, chiều cao đắp khác nhau (Hđ = 3, 6, 12 m). Nghiên cứu chỉ ra rằng, giải pháp đắp nền đường bằng cát biển gia cố vải địa kỹ thuật có hệ số ổn định cao hơn so với giải pháp đắp bằng đất đắp chọn lọc. Trong quá trình thi công thực tế, cần có so sánh luận chứng về kinh tế - kỹ thuật để lựa chọn được giải pháp đắp phù hợp. Đồng thời, cần phải có thêm các nghiên cứu để xác định khả năng nhiễm mặn của môi trường xung quanh khi sử dụng cát biển đắp nền đường trước khi áp dụng thi công thực tế. Từ khoá: cát sông; cát biển; vật liệu thay thế; xây dựng nền đường; kiểm toán ổn định. THE POSSIBLE APPLICATION OF SEA SAND FOR HIGHWAY EMBANKMENT CONSTRUCTION WITH DIFFERENT EMBANKMENT HEIGHTS Abstract This study introduces a supplementary solution for highway embankment construction using sea sand, rein- forced with geotextile fabric, helping to limit the easily washed out and locally unstable characteristics of sea sand. Additionally, the study conducts stability audits of the highway embankment with different solutions and varying heights of embankment (Hđ = 3, 6, 12 m). This study showed that the solution of using sea sand with geotextile reinforcement for highway embankment provides a higher stability coefficient compared to the so- lution of using selected soil. During the actual construction process, it is necessary to conduct a comparative analysis of the economic and technical aspects in order to select the appropriate embankment solution. Besides, more research is needed to determine the possibility of the salinity of the surrounding environment when using sea sand for road embankments before applying it to actual construction. Keywords: river sand; sea sand; alternative material; highway embankment construction; stability audit. https://doi.org/10.31814/stce.huce2023-17(4V)-01 © 2023 Trường Đại học Xây dựng Hà Nội (ĐHXDHN) 1. Giới thiệu chung Kết cấu hạ tầng, bao gồm cả kết cấu hạ tầng giao thông, đóng vai trò cực kỳ quan trọng trong quá trình phát triển kinh tế - xã hội của Việt Nam. Vì lẽ đó, trong những năm gần đây, Chính phủ Việt Nam đã ưu tiên cao việc đầu tư nguồn vốn từ ngân sách để xây dựng một hệ thống kết cấu hạ tầng giao thông hiện đại và toàn diện. Quá trình xây dựng kết cấu hạ tầng giao thông như vậy đòi hỏi sử dụng một lượng lớn nguồn vật liệu xây dựng. Vì vậy, việc sử dụng đa dạng các nguồn vật liệu khác nhau nhằm đảm bảo đủ nguồn cung vật liệu xây dựng là rất cần thiết. Thông thường, các vật liệu xây dựng đường được khai thác từ các nguồn tự nhiên như đá vôi, sỏi, cát, đất. Đối với việc đắp nền đường, thường sử dụng các loại đất có tính chất cơ lý tốt. Cát sông là một trong số các loại vật liệu thường ∗ Tác giả đại diện. Địa chỉ e-mail: namth@huce.edu.vn (Nam, T. H.) 1 Nam, T. H., và cs. / Tạp chí Khoa học Công nghệ Xây dựng được sử dụng để đắp nền đường tại Việt Nam. Thống kê cho thấy cả nước hiện có khoảng 330 mỏ cát sông với tổng trữ lượng lên tới 2,3 tỷ m3 . Trong những năm gần đây nhu cầu sử dụng cát tăng cao, ví dụ theo thống kê của Bộ Xây dựng, trong năm 2015, nhu cầu sử dụng cát chỉ vào khoảng 92 triệu m3 nhưng năm 2020 nhu cầu này đã tăng lên đến 160 triệu m3 . Nhiều vùng trong cả nước, lượng cát dự trữ không đủ để đáp ứng nhu cầu sử dụng. Tại Đồng bằng sông Cửu Long, trữ lượng cát chỉ còn 37 triệu m3 , đáp ứng 77% nhu cầu xây dựng các dự án hạ tầng giao thông. Các dự án cao tốc Bắc Nam và nhiều dự án đang và sẽ triển khai trong thời gian tới sẽ gặp khó khăn nhất định khi nguồn cát sông làm vật liệu san lấp, xây dựng khan hiếm. Theo Bộ GTVT, 10 dự án thành phần từ Hà Tĩnh đến Khánh Hòa có nhu cầu khoảng 17,1 triệu m3 đá, 8,95 triệu m3 cát và khoảng 45,3 triệu m3 đất đắp nền. Tuy nhiên, khả năng khai thác, cung ứng vật liệu theo giấy phép chưa đáp ứng theo tiến độ thi công của các dự án. Cụ thể, còn thiếu khoảng 7,5 triệu m3 đá, 3 triệu m3 cát và khoảng 1,9 triệu m3 đất đắp nền. Tương tự, với cao tốc đoạn Cần Thơ - Hậu Giang và Hậu Giang - Cà Mau, tổng nhu cầu khoảng 1,37 triệu m3 đá các loại và khoảng 1,7 triệu m3 đất đắp. Theo kết quả khảo sát các nguồn vật liệu tại các địa phương lân cận, lượng cát đắp nền cho hai dự án này đang thiếu khoảng 18,5 triệu m3 . Do đó, nếu không có giải pháp sử dụng các vật liệu khác để thay thế, tiến độ xây dựng của các dự án giao thông trên cả nước sẽ bị kéo dài. Bên cạnh đó, giá của vật liệu xây dựng, đặc biệt giá cát sông liên tục tăng trong thời gian gần đây. Điều này dẫn tới tổng mức đầu tư của các công trình xây dựng nói chung, công trình giao thông nói riêng tăng lên đáng kể. Trước tình trạng thiếu hụt vật liệu xây dựng, Việt Nam đã và đang nghiên cứu sử dụng các loại vật liệu khác để thay thế vật liệu truyền thống. Trong lĩnh vực xây dựng đường, một số nghiên cứu gần đây đã nghiên cứu sử dụng các vật liệu tái chế từ chất thải xây dựng [1–5] làm vật liệu xây dựng các lớp móng đường, sử dụng tro bay làm vật liệu đắp nền [6, 7], sử dụng ...