Thiết kế neoweb bảo vệ mái Taluy, mái đê

Việc tính toán neoweb khi áp dụng gia cố bảo vệ mái dốc được thực hiện theo trình tự sau:

• Bước 1: Lựa chọn sơ bộ loại neoweb căn cứ theo các thông số của công trình như độ dốc của mái, chiều cao mái dốc, vật liệu chèn vào ô ngăn neoweb.
• Bước 2: Kiểm toán các điều kiện ổn định sau khi áp dụng neoweb, hệ số an toàn tùy theo yêu cầu của công trình được quy định hoặc theo Tư vấn thiết kế.

1.1. Bước 1: lựa chọn sơ bộ loại Neoweb

• Lựa chọn Neoweb loại A,B,C,D phụ thuộc vào độ dốc mái và chiều cao của mái dốc

Đối với từng loại vật liệu chèn vào ô ngăn neoweb có thể tham khảo bảng lựa chọn sơ bộ loại neoweb theo sơ đồ sau:

1.2 Kiểm toán ổn định hệ thống lớp phủ neoweb.

1.2.1. Tính tổng lực gây trượt

        Tổng lực gây trượt, Ta, do tải trọng lớp phủ vật liệu neoweb và hoạt tải bên trên mái dốc gây ra (kN/m) được xác định theo công thức:

Trong đó:

• W_g: Trọng lượng của lớp Neoweb chèn lấp và lớp vật liệu phủ bề mặt (kN/m).
• q_t: Tổng hoạt tải phân bố tác dụng trên mái dốc (kN/m).
• β: Góc nghiêng của mái dốc so với phương ngang (⁰)

1.2.2. Tính tổng lực giữ :

        Tổng lực giữ, R, do ma sát, lực dính giữa các vật liệu chèn với nền đất, hệ thống cọc neo và lực neo giữ trên đỉnh mái dốc (kN/m) được xác định theo công thức sau:

R = R_I + R'_SHL  + R_stake

Trong đó:

• R_I: Lực giữ do ma sát, lực dính giữa các vật liệu chèn với nền đất (kN/m):
• R’SHL: Lực giữ do neoweb được giữ trên đỉnh mái dốc theo phương của mái dốc (kN/m).
• Rstakes: Lực giữ do hệ thống cọc neo sinh ra trên toàn bộ chiều dài mái dốc

Tính lực giữ do ma sát, lực dính giữa các vật liệu chèn với nền đất

Trong đó:

• Na: Thành phần lực vuông góc với mái dốc do trọng lượng lớp đất và hoạt tải (kN/m):

Ta  = (Wg +qt)cosβ

• Lslp: Chiều dài mái dốc (m):
• j: Là góc nội masat của vật liệu mái dốc (0).
• C: Lực dính đơn vị của vật liệu mái dốc (kN/m2).
• k1: Hệ số giảm sức kháng ma sát nhỏ nhất do sử dụng vải địa kỹ thuật:

k1 = min (SG, NG)

• k2: Hệ số giảm sức kháng lực dính nhỏ nhất do sử dụng vải địa kỹ thuật:

k2 = min (SG, NG)

        Trong trường hợp sử dụng kết hợp lớp địa kỹ thuật lót bên dưới thì sức kháng bề mặt tiếp xúc chống trượt bao gồm lực ma sát và lực dính giữa vật liệu neoweb chèn lấp vật liệu với lớp địa kỹ thuật (mặt trên lớp địa kỹ thuật - NG) và giữa lớp địa kỹ thuật với vật liệu dưới mái dốc (mặt dưới lớp địa kỹ thuật - SG). Theo kinh nghiệm thì lấy:

• k1 = 0,8 với lớp lót là vải địa kỹ thuật;
• k1 = 0,6 với lớp lót là màng chống thấm;
• k1 = 1,0 nếu không sử dụng lớp địa kỹ thuật lót nền;
• k2 = k1;

Tính lực giữ do neoweb được giữ trên đỉnh mái dốc theo phương của mái dốc.

        Lực giữ, R’SHL, do neoweb được giữ trên đỉnh mái dốc theo phương của mái dốc (kN/m), được tính toán theo mô hình sau:

Mô hình lớp neoweb được giữ trên đỉnh mái dốc

• R_SHL: Lực giữ lớp neoweb trên đỉnh mái dốc theo phương của đỉnh mái dốc (kN/m), xác định như sau:

• W_SHL: Trọng lượng của lớp đất phủ trên đỉnh mái dốc (kN/m).
• L_SHL: Chiều dài vật liệu neoweb được neo giữ trên đỉnh mái dốc (Tính gần đúng xem như là chỉ phủ bề mặt) (m).
• a: Góc nghiêng lớp neoweb trên đỉnh mái dốc theo phương ngang (⁰).

Tính lực giữ do do hệ thống cọc neo sinh ra trên toàn bộ chiều dài mái dốc.

        Lực giữ, R_stakes, do hệ thống cọc neo sinh ra trên toàn bộ chiều dài mái dốc ở 1 bề rộng đơn vị 1m (kN/m) được tính toán theo mô hình sau:

Mô hình lớp neoweb được giữ do hệ thống cọc neo trên mái dốc

Trong đó:

• R_stake : Lực neo của một cọc đơn (kN/m):

• P_p: Áp lực đất bị động tác dụng lên cọc neo (kN/m²):

• K_p: Hệ số áp lực đất bị động

• K_a: Hệ số áp lực đất chủ động

• Be_stake: Bề rộng có hiệu của cọc neo (chu vi của cọc neo) (m)
• Le_stake: Chiều dài có hiệu của cọc neo cám vào nền đất (m)
• R_eff: Số cọc neo trên 1 m²

• SH - Khoảng cách ngang giữa các cọc trên mái dốc (m)
• SD - Khoảng cách dọc giữa các cọc trên mái dốc (m)
• CH : Khoảng cách ngang giữa các cọc tại vị trí neo trên đỉnh mái dốc (mm)
• TH : Khoảng cách ngang giữa các cọc tại vị trí neo dưới chân mái dốc (mm)

1.3. Kiểm toán hệ số an toàn chống trượt

Hệ số an toàn chống trượt được xác định theo công thức:

Hệ số an toàn yêu cầu  K_yc ³ 1,25 (theo điều 7.7.2 trong TCVN 4054-2005)                      

Trong đó:

• ∑ (R): Tổng lực giữ do ma sát giữa các vật liệu chèn với nền đất, hệ thống cọc neo và lực neo giữ trên đỉnh mái dốc (kN/m):
• ∑ (Ta): Tổng lực gây trượt do tải trọng lớp phủ neoweb và hoạt tải bên trên mái dốc gây ra (kN/m).

1.4. Tính toán ổn định của vật liệu rời chèn lấp trong neoweb dưới tác động của dòng chảy

Phần tính toán này chỉ áp dụng cho vật liệu chèn lấp là vật liệu rời. Mô hình tính toán như sau:

Mô hình tính toán ổn định vật liệu rời trong neoweb

Vật liệu rời chèn lấp neoweb phải có góc nội ma sát đạt yêu cầu sau:

φ_yc ≥ φ                                           

Trong đó:

• φ: Góc nội ma sát thiết kế của vật liệu chèn lấp thiết kế (⁰).
• φ_yc: Góc nội ma sát yêu cầu của vật liệu chèn lấp (⁰), được xác định theo công thức sau.

• β: Góc nghiêng của mái dốc so với phương ngang) (⁰).
• d: Chiều cao thành ô ngăn vật liệu neoweb (m).
• L: Chiều dài neoweb khi căng (m)
• d_e: Chiều sâu chấp nhận được của vật liệu chèn lấp bên trong ô ngăn neoweb, thông thường lấy d_e=1/2d (m)