View Categories

Chương 5 – Các chi tiết tường MSE

Việc chú ý đúng mức đến chi tiết của các bộ phận khác nhau là yếu tố quyết định để triển khai thành công các dự án tường MSE. Chương này trình bày các chi tiết khác nhau liên quan đến các bộ phận sau của tường MSE:

  • Các chi tiết ở đỉnh tường như tấm đỉnh (coping), barrier giao thông và nắp màng địa kỹ thuật (geomembrane cap)
  • Các chi tiết ở chân tường như bản đệm (leveling pad)
  • Các bộ phận thoát nước như lớp lọc (filter), rãnh (drain)ống thoát (pipe)
  • Các bộ phận bên trong như chướng ngại vật trong khối đất có cốt và các khe trượt (slip joint)
  • Khởi đầu và kết thúc tường
  • Hình thức, thẩm mỹ

Các chi tiết ví dụ trình bày trong chương này đã được sử dụng thành công trong các dự án thực tế. Tuy nhiên, các chi tiết này có thể cần được điều chỉnh để phù hợp với yêu cầu của từng dự án cụ thể. Do đó, người sử dụng nên xem các chi tiết trong chương này như là hướng dẫn ban đầu và điều chỉnh cho phù hợp trước khi áp dụng thực tế cho một dự án và cho một loại sản phẩm cụ thể.

5.1 Các bộ phận ở đỉnh tường

Đỉnh tường quan trọng cả về mặt thẩm mỹ lẫn kỹ thuật. Về thẩm mỹ, đỉnh của tường MSE cần tạo được đường nét êm, phẳng. Về kỹ thuật, đỉnh tường cần liên kết với các bộ phận của đường như mặt đường, barrier giao thông và các chi tiết thoát nước.

5.1.1 Tấm đỉnh (Copings)

Mục đích của coping là tạo ra một đường mép phẳng và đẹp về mặt thẩm mỹ ở đỉnh tường MSE. Coping có thể được đổ tại chỗ hoặc đúc sẵn. Thông thường coping đúc sẵn có thể thi công nhanh hơn coping đổ tại chỗ. Hình 5-1a đến 5-1c trình bày các chi tiết điển hình của coping đổ tại chỗ và đúc sẵn cho các khối mặt tường bê tông lắp ghép từng đoạn. Hình 5-1d minh họa chi tiết điển hình của một coping đúc sẵn đặt trên khối môđun đỉnh tường.

Bất kể coping được đổ tại chỗ hay đúc sẵn, coping phải có khe hở xuyên suốt chiều dày, nghĩa là cốt thép không được liên tục qua các khe. Hướng dẫn chung cho coping như sau:

  • Đối với các cấu kiện mặt bê tông đúc sẵn lắp ghép, các khe nối của mũ tường (coping) đổ tại chỗ phải thẳng hàng với các khe nối đứng trên mặt tường MSE, với bước bố trí không vượt quá 10 ft (3 m) (tính theo tim), và tốt nhất là theo mỗi bề rộng tấm. Khoảng cách giữa các khe nối có thể tăng lên 20 ft (6 m) nếu lún chênh lệch (differential setlenent) không phải là mối quan ngại.
    \(\\\)
  • Đối với các cấu kiện mặt bằng khối lắp ghép (modular block), các khe nối của mũ tường đổ tại chỗ phải thẳng hàng với các khe nối đứng trên mặt, với bước bố trí không vượt quá 5 ft (1.5 m) hoặc nhỏ hơn nếu cần để trùng với mạch khối. Khoảng cách giữa các khe nối có thể tăng lên 10 ft (3 m) nếu lún chênh lệch không phải là mối quan ngại. Mũ tường đúc sẵn phải có bề rộng bằng bề rộng của một khối modular và phải được liên kết với khối modular trên cùng bằng vữaliên kết chốt (pin connection). Không nên dùng keo dán cho các công trình vĩnh cửu, trừ khi cơ quan quản lý sẵn sàng thực hiện bảo trì liên tục để kiểm tra và dán lại các khối mũ khi cần. Bảo hành về hiện tượng tách rờidịch chuyển của các khối mũ dán keo, trong trường hợp tốt nhất, thường chỉ vào khoảng 10 năm, và còn giả định rằng các khối đáp ứng các điều kiện lắp đặt theo yêu cầu của nhà sản xuất keo dán; ví dụ, các khối sạch, khô, và được dán ở nhiệt độ dưỡng hộ theo yêu cầu.

Mũ tường (coping) đổ tại chỗ có thể tạo bề mặt hoàn thiện nhẵn và có thể điều chỉnh để phù hợp với cao độ đỉnh tường cuối cùng sau khi đã xảy ra lún. Mũ tường đổ tại chỗ cũng được khuyến nghị trong các trường hợp tường có độ cong theo phương ngang hoặc phương đứng với bán kính nhỏ hơn 100 ft (30 m).

Do các đoạn mũ tường đúc sẵn được đúc với đầu vuông, các khe nối giữa các đoạn mũ tường, khi nhìn từ phía trước tường, có thể cần mở rộng hoặc thu hẹp tùy theo việc điểm tâm bán kính nằm phía trước hay phía sau mặt tường (tương ứng). Cần dùng mũ tường đổ tại chỗ được gia công/lắp đặt theo kích thước phù hợp tại các điểm gãy hướng (kink points)góc của tường, cũng như tại khe nối trượt (slip joints), để chuyển vị trong mặt phẳng ở hai phía của khe nối trượt có thể được “nhả” mà không làm ảnh hưởng đến chức năng của khe nối trượt.

Trước khi lắp mũ tường đúc sẵn, đỉnh tường phải nhẵn và không có bậc hoặc chỗ gồ ghề. Để đạt được điều này, lớp bê tông level-up được đổ trên đỉnh các cấu kiện mặt tường. Cao độ hoàn thiện nhẵn của lớp bê tông này phải thấp hơn cao độ đỉnh mũ tường khoảng 9 in. (225 mm).

Các cấu kiện mặt tường ở đỉnh (top facing units) dùng để lắp mũ tường đúc sẵn có thể có các thanh chờ (dowels) nhô lên và neo vào bê tông level-up. Các thanh chờ được lắp hiện trường sao cho nhô lên 1 đến 2 in. (25 đến 50 mm) phía trên đỉnh lớp bê tông level-up trước khi đổ bê tông level-up.

Hình 5-1. Ví dụ tấm đỉnh (coping) cho tường MSE.

5.1.2 Rào chắn giao thông (Traffic Barriers)

Hình 5-2 trình bày nhiều cấu hình khác nhau của hệ rào chắn giao thông. Thông thường, chiều dài bản móng (hoặc bản mô men) tối thiểu là 20 ft (6 m) và được liên kết với các bản kề cận bằng thanh chốt chịu cắt (shear dowels). Bề rộng thường thay đổi từ 4 ft (1.2 m) đến 6 ft (1.8 m). Kích thước thực tế của rào chắn giao thông phải phù hợp với AASHTO (2007).

Trong mọi trường hợp, bản móng phải được xác định kích thước để ngăn ngừa lật đổtrượt của hệ rào chắn trong quá trình va chạm. Khi bản móng vươn qua đỉnh các cấu kiện mặt tường để tạo thành một mũ tường (coping), phải thiết kế một hốc lõm (recess) ở mặt dưới của bản, nơi các cấu kiện mặt tường sẽ “lọt” vào; đồng thời phải bố trí lớp/chi tiết phá dính (bond breaker) để bảo đảm cách ly hệ rào chắn với các cấu kiện mặt tường.

Cần có cả khe phá dính theo phương đứngphương ngang để tránh truyền tải va chạm trực tiếp lên cấu kiện mặt tường và để ngăn tải trọng xô/đẩy (prying loads) tác dụng lên các tấm đỉnh trong quá trình chịu tải giao thông. Nếu sử dụng lan can/rào chắn đúc sẵn hoặc lắp ghép đúc sẵn, đỉnh tường phải nhẵn và không có bậc hoặc chỗ gồ ghề. Để đạt được điều này, lớp bê tông level-up được đổ trên đỉnh các cấu kiện mặt tường (tương tự như trường hợp mũ tường).

Hình 5-2. Ví dụ dải phân cách giao thông cho tường MSE.
(a) Barrier phía sau tấm đỉnh
(b) Barrier đặt trên đỉnh các tấm mặt
(c) barrier đặt trên đỉnh các khối môđun.

5.1.3 Lan can tường (Parapets)

5.1.3 Parapets

Trong trường hợp chỉ dự kiến có tải trọng của người đi bộ hoặc xe đạp, lan can an toàn có thể ở dạng parapet bê tông cho người đi bộ. Parapet là lan can bê tông đổ tại chỗ hoặc đúc sẵn, được bố trí trực tiếp hoặc gần như trực tiếp trên đỉnh các cấu kiện mặt tường.

Mặc dù không được thiết kế cho tải trọng xe chạy, các parapet chịu tải trọng người đi bộ vẫn có thể dùng bản mô men để đảm bảo ổn định. Bản mô men cũng có thể đồng thời làm vỉa hè. Bản mô men phải đủ khả năng chịu cường độ danh định (trạng thái giới hạn cường độ) của parapet dành cho người đi bộ.

Trong trường hợp có khả năng xuất hiện tải trọng xe chạy, parapet phải được bảo vệ bằng một bó vỉa không leo (non-mountable curb) ở mép phần đường xe chạy, hoặc parapet phải được thiết kế để chịu tải trọng va chạm.

5.1.4 Rào chắn dạng cột và dầm (Post and Beam Barriers)

Khi sử dụng các rào chắn dạng cột và dầm như hệ guardrail, các cột sẽ được đóng trực tiếp vào khối đất gia cường hoặc được lắp đặt trong khuôn (ống/khoang) đổ bê tông được đặt trong quá trình rải và đầm chặt đất đắp.

Các cột phải được bố trí cách mặt tường tối thiểu 3 ft (1 m), được đóng xuống ít nhất 5 ft (1.5 m) dưới mặt đất, và các lớp cốt gia cường nên được bố trí sao cho tránh vị trí các cột (nếu có thể).

Nếu không thể tránh các lớp cốt gia cường, tường phải được thiết kế để xét đến sự hiện diện của vật cản như sẽ được thảo luận ở phần sau của Chương này.

5.1.5 Các cấu kiện đỉnh tường liên quan đến thoát nước

Khi có thể, bề mặt đỉnh tường nên được tạo dốc sao cho nước thoát ra xa khỏi tường. Có thể bố trí rãnh trũng có phủ cỏ (grassed swale) hoặc rãnh bê tông phía sau mặt tường để thu gom và thoát nước.

Tuy nhiên, khi không thể thực hiện điều này, tùy theo cấu hình của mái dốc phía sau so với đỉnh tường và các cân nhắc thủy văn địa phương, có thể cần áp dụng một số chi tiết khác nhau xét theo góc độ thoát nước. Các cấu kiện này được thảo luận trong Mục 5.3.

5.2 Các bộ phận ở chân tường

Cấu kiện dưới cùng chủ yếu của tường là leveling pad. Hình 5-3 trình bày các chi tiết thông dụng của leveling pad. Dưới đây là một số lưu ý đối với leveling pad:

  • Đối với tường chịu lực, leveling pad nên được thi công bằng bê tông “lean” (ví dụ 2500 psi (17.2 MPa)), không cốt thép. Cường độ và chiều dày phải đủ để cho phép leveling pad nứt khi xảy ra lún chênh lệch (nếu cần) nhằm giảm tập trung ứng suất có thể phát sinh. Đối với tường không chịu lực (ví dụ tường phục vụ cảnh quan), có thể cho phép dùng lớp đệm sỏi.
    \(\\\)
  • Chiều dày thông dụng của leveling pad là 6 in. (150 mm). Bề rộng leveling pad phải sao cho vươn ra ít nhất 3 in. (75 mm) so với bề dày của cấu kiện mặt tường. Vì vậy, ví dụ nếu cấu kiện mặt bê tông đúc sẵn lắp ghép dày 6 in. (150 mm), thì bề rộng leveling pad phải ít nhất 12 in. (300 mm). Tại các đoạn cong gấp, có thể tăng bề rộng leveling pad đối với các cấu kiện mặt bê tông đúc sẵn lắp ghép thường rộng 5 ft (1.5 m) hoặc 10 ft (3 m), sao cho toàn bộ tấm tựa trên leveling pad và có phần nhô ra của leveling pad ít nhất 3 in. (75 mm) ở mỗi bên của cấu kiện mặt tường.
    \(\\\)
  • Để thuận tiện thi công và tránh lệch khớp các khe nối, cao độ đỉnh leveling pad trong bất kỳ đoạn nào không được chênh quá 1/8 in. (3 mm) trên mỗi 10 ft (3 m) chiều dài.
    \(\\\)
  • Mọi khe hở giữa các bậc của leveling pad phải được lấp đầy hoàn toàn sau khi lắp dựng hàng tấm đầu tiên. Khi khe hở rộng hơn 3 in. (75 mm), ưu tiên lấp bằng bê tông lean đổ tại chỗ không cốt thép. Với các khe hở nhỏ hơn, có thể dùng vải lọc địa kỹ thuật (geotextile filter) với phần chồng phủ đủ lên tấm mặt và đất nền để lấp các khe hở.

Khi có đường giao thông nằm ngay sát chân tường, nên bố trí rào chắn bảo vệ chống va chạm để bảo vệ tường khỏi tác động của xe cộ. Kích thước và cấu hình của rào chắn này phụ thuộc vào kích thước xetốc độ giới hạn trên tuyến đường phía trước tường. Một phương án thay thế cho rào chắn chống va chạm là bó vỉa không leo (tức là bó vỉa cao) tại mép phần xe chạy nằm kề tường.

Hình 5-3. Leveling pads:
(a) kích thước điển hình
(b) chi tiết bậc cho các tấm mặt tường bê tông đúc sẵn
(c) chi tiết bậc cho các khối môđun mặt tường.

5.3 Thoát nước

Hệ thống thoát nước tốt là yếu tố thiết yếu để tường MSE làm việc đúng yêu cầu. Có hai nhóm vấn đề thoát nước đối với tường MSE: thoát nước nội tại thoát nước ngoài khối. Các xem xét về thoát nước nội tại liên quan đến việc kiểm soát nước mặt hoặc nước ngầm có thể thấm vào khối đất gia cường. Thoát nước nội tại của tường MSE phụ thuộc vào đặc tính của đất đắp sử dụng trong khối đất gia cường. Các xem xét về thoát nước ngoài khối xử lý lượng nước có thể chảy tràn bên ngoài hoặc xung quanh mặt tường, ảnh hưởng đến thoát nước nội tại và/hoặc gây ra xói mòn ngoài khối. Thoát nước ngoài khối phụ thuộc vào vị trí của tường MSE so với các yếu tố thủy văn địa phương và nhìn chung là việc hướng dòng chảy ra xa khỏi công trình đất gia cường.

Bất kể nguồn nước là gì (nội tại hay ngoài khối), quy tắc then chốt trong thiết kế tường MSE (cũng như các loại tường khác) là cho phép nước chảy qua tường không bị cản trởthu gom, thoát nước trước khi nước đi vào vùng ảnh hưởng của tường, nhằm ngăn ngừa các hiện tượng sau:

  • tích tụ áp lực thủy tĩnh làm tăng áp lực ngang,
  • piping, tức xói ngầm làm đất bị cuốn chuyển từ vị trí này sang vị trí khác, tạo ra các đường dẫn cho dòng nước bổ sung,
  • tắc nghẽn cốt liệu thoát nước, và
  • xói mòn đất bên ngoài tại chân tường, quanh các mép hoặc tại đỉnh tường.

Khuyến nghị rằng cần yêu cầu các cấu tạo thoát nước đầy đủ cho tất cả các tường, trừ khi kỹ sư xác định rằng các cấu tạo này không cần thiết cho một dự án cụ thể. Khi xác định nhu cầu về các cấu tạo thoát nước, kỹ sư phải xem xét cả nước ngầm (ví dụ: nước ngầm tự do, nước treo, ngập lụttác động vùng thủy triều) và nước thấm từ bề mặt (ví dụ: mưa, dòng chảy do mưa, và tuyết tan).

Ảnh hưởng của hạt mịn đến thoát nước

Các hạt đất có kích thước nhỏ hơn sàng U.S. No. 200 (0.075 mm) được gọi là “fines”. Tính thấm của khối đất nói chung bị ảnh hưởng đáng kể bởi hàm lượng fines. Nói chung, đất có dưới 3% đến 5% fines không dẻo (tính theo khối lượng) được xem là thoát nước tốt, và nước có thể dễ dàng chảy qua khối đất ngay cả khi gradient thủy lực nhỏ.

Đối với tường MSE, khối đất gia cường có dưới 3% đến 5% fines không dẻo sẽ cho phép nước thoát không bị cản trở, với điều kiện tính thấm của đất đắp gia cường lớn hơn tính thấm của Retained backfill, và tường không bị tác động bởi các sự kiện nước đáng kể như ngập lụt, tác động vùng thủy triều, hoặc tuyết tan lớn.

Khi hàm lượng fines lớn hơn 3% đến 5%, tính thấm bị giảm đáng kể và cần đánh giá cẩn thận các yêu cầu thoát nước, vì nước ngầm và/hoặc nước mặt thấm vào có thể gây tích tụ lực thấm/áp lực thủy tĩnh trong khối đất gia cường. Nước mặt khi thấm vào khối đất gia cường sẽ có xu hướng dịch chuyển về phía mặt thấm của tường MSE và có thể gây mất ổn định do khả năng tăng áp lực thấm (Terzaghi et al., 1996; Cedergen, 1989). Điều kiện này có thể xảy ra trong các trận mưa lớn, nếu tính thấm của đất đắp bằng hoặc nhỏ hơn khoảng 0.002 cm/s (Terzaghi et al., 1996; Cedergen, 1989). Vì vậy, cần tích hợp các cấu tạo thoát nước tốt vào thiết kế nếu dùng đất gia cường có tính thấm thấp, tức là nếu đất gia cường có hơn 3% đến 5% fines không dẻo. Cũng cần đặc biệt thận trọng đối với thi công sườn dốc (hillside construction) do khả năng nước thấm có thể chảy qua các khe nứt/đới yếu trong đất bị chắn (retained soil) và các khe nứt của đá, các đứt gãy và các mặt tiếp giáp, mà có thể không nhận thấy trong quá trình khảo sát dưới bề mặt và khi thi công.

Các chi tiết thoát nước nội tạingoài khối (thể hiện thoát nước tốt) lần lượt được trình bày trong các Mục 5.3.1 5.3.2. Thiết kế tốt các cấu tạo thoát nước đòi hỏi xem xét đúng tính năng lọc của các vật liệu địa kỹ thuật tổng hợp khác nhau ở trong và ngoài tường MSE, cũng như các bộ phận thoát nước được lựa chọn kích thước phù hợp để loại bỏ hiệu quả mọi lượng nước thấm. Các cấu kiện thoát nước, bao gồm tiêu chí lọcyêu cầu đối với cấu kiện thoát nước, được trình bày trong Mục 5.3.3.

5.3.1 Hệ thống thoát nước nội tại

hai dạng cụ thể của thoát nước nội tại như thể hiện trong Hình 5-4:
(a) thoát nước gần mặt tường do nước mặt thấm vào ở khu vực gần mặt tường, và
(b) thoát nước phía sau và bên dưới khối đất gia cường do nước ngầm.

Nước ngầm có thể tồn tại ở cao độ cao hơn đáy tường và sẽ chảy vào tường MSE từ hố đào phía sau (excavation backcut); hoặc cũng có thể tồn tại bên dưới đáy tường MSE. Một mặt nước ngầm (groundwater surface) bên dưới tường MSE có thể dâng lên và đi vào khối đất gia cường, tùy theo điều kiện thủy văn của khu vực.

Nước mặt có thể thấm vào khối đất gia cường từ phía trên hoặc từ mặt trước của tường, trong trường hợp có dòng nước chảy phía trước công trình.

Hình 5-4. Các nguồn nước tiềm năng và đường dòng chảy

Thoát nước nội tại gần mặt tường

Bố trí lớp lọc tại tất cả các khe nối đứngkhe nối ngang trên mặt tường để ngăn fines di chuyển từ khối đất gia cường thoát ra qua các khe nối. Vị trí và cấu hình của lớp lọc phụ thuộc vào loại cấu kiện mặt tường như sau:

  • Đối với các cấu kiện mặt tường đúc sẵn lắp ghép, lớp lọc thường ở dạng vải địa kỹ thuật (geotextile) được đặt phủ qua tất cả các khe nối ngang và đứng như thể hiện trong Hình 5-5. Vải địa kỹ thuật phải vươn tối thiểu 4 in. (100 mm) về mỗi phía của khe nối và kéo lên đến mũ tường (coping) để ngăn đất dịch chuyển vòng quanh vải địa kỹ thuật. Các chỉ tiêu lọc của vải địa kỹ thuật phải phù hợp với đất đắp trong khối đất gia cường như đã nêu trong Mục 5.3.3.
    \(\\\)
  • Các cấu kiện mặt tường dạng khối lắp ghép (MBW) thường được thi công với một vùng cốt liệu thoát nước tự do bố trí sát mặt sau của khối. Bề rộng tối thiểu của vùng cốt liệu này thường là 1 ft (300 mm). Ngoài chức năng tạo mặt thoát nước phía sau, vùng cốt liệu này còn cần thiết để đảm bảo độ cứng của mặt tườngtính thi công, tức là việc rải và đầm chặt đất đắp tường có thể khó khăn tùy theo cấu hình của các khối MBW.
    Cột cốt liệu này thường là sỏi cấp phối tốt có tính thấm cao, như đã thảo luận trong Mục 5.3.3. Thành phần cấp phối hạt của cốt liệu phải được dùng để xác định khoảng cách đứng lớn nhất cho phép giữa các khối MBW, theo tiêu chí đất lọc nêu trong Phương trình 5-8 tại Mục 5.3.3.
    Cấu hình của lớp lọc sỏi phụ thuộc vào việc khối modular là khối đặc hay khối rỗng lõi (hollow-core):
     Đối với khối đặc, sỏi cấp phối tốt phải có bề rộng ít nhất 1 ft (300 mm) như minh họa trong Hình 5-6a.
     Đối với khối rỗng lõi, sỏi cấp phối tốt phải có bề rộng ít nhất 1 ft (300 mm), với thể tích tối thiểu 1 ft³ trên mỗi ft² (0.3 m³/m²) diện tích mặt tường, như minh họa trong Hình 5-6b.
    Cấp phối hạt của sỏi lọc phải được lựa chọn sao cho tương thích với cấp phối của đất đắp tường gia cường trong khối đất gia cường, tức là thỏa tiêu chí đất lọc như đã nêu trong Mục 5.3.3. Ngoài ra, có thể dùng vải địa kỹ thuật (geotextile) đặt giữa sỏi và đất đắp gia cường để đáp ứng các yêu cầu lọc, như minh họa trong Hình 5-6b.
    Cuối cùng, cần quy định trình tự thi công để bảo đảm hệ thống thoát nước làm việc hiệu quả.
    \(\\\)
  • Hình 5-7 trình bày một chi tiết thông dụng về thoát nước mặt tường đối với trường hợp tường có mặt bằng lưới thép. Trong trường hợp này, vải địa kỹ thuật lọc (geotextile filter) được đặt giữa lớp đá mặt tườngkhối đất gia cường.
Hình 5-5. Ví dụ bố trí vải lọc tại các khe giữa các tấm mặt bê tông đúc sẵn (segmental precast facing units).
Hình 5-6. Bố trí vải thoát nước và vật liệu đắp thoát nước ở mặt tường
đối với các khối môđun (modular block units). (Collin và cộng sự, 2002).

Thoát nước nội tại phía dưới và phía sau tường MSE

Đối với các tường ở những vị trí mà nước ngầm có thể gây tích tụ lực thấm/áp lực thủy tĩnh trong phạm vi chiều cao của khối đất gia cường và/hoặc dự kiến có nước mặt thấm vào, khuyến nghị mạnh mẽ phải bố trí blanket drain để thoát nước bên dưới tường MSE và một blanket drain phía sau hoặc chimney drain để thoát nước phía sau khối đất gia cường, nhằm bảo đảm khả năng làm việc đúng yêu cầu lâu dài của tường MSE. Điều này là vì, như đã nêu trước đó, đất đắp gia cường có hơn 3% đến 5% fines không dẻo thì không phải là đất thoát nước tự do (“free draining”).

Blanket drainback drain phải được thiết kế để thu gom và thoát nước ngầm trước khi nước đi vào khối đất gia cường, đồng thời cho phép nước thấm ưu tiên chảy xuống dướivề phía sau tường, tránh xa mặt tường. Một ví dụ về hệ thống thoát nước như vậy được minh họa trong Hình 5-8 cho kết cấu dùng cấu kiện mặt đúc sẵn lắp ghép. Hình 5-6a cho thấy một chi tiết thông dụng cho các kết cấu dùng mặt bằng khối lắp ghép (modular block unit).

Hình 5-9 Hình 5-10 trình bày các hệ thống thoát nước thay thế, bao gồm geocomposite drainsblanket drains, thay cho các lớp thoát nước bằng sỏi cấp phối hở (open-graded gravel drains) kết hợp với vải địa kỹ thuật lọc hoặc lớp lọc đất cấp phối tốt (well-graded soil filter).

Thông tin về các loại thoát nước khác nhau nhằm giải phóng áp lực thủy tĩnh được trình bày dưới đây. Thiết kế blanket drain, back drain và các cấu kiện của hệ thống thoát nước được trình bày trong Mục 5.3.3.

Hình 5-7. Ví dụ bố trí vải địa kỹ thuật lọc gần mặt tường đối với các tấm mặt tường bằng lưới thép hàn.
Hình 5-8. Ví dụ chi tiết lớp thoát nước dạng “blanket” phía sau khối đất retained backfill.
Hình 5-9. Ví dụ chi tiết thoát nước sử dụng tấm thoát nước geocomposite.
Hình 5-10. Ví dụ chi tiết thoát nước dùng lớp thoát nước dạng blanket kết hợp với rãnh đứng (chimney drain) (Collin và cộng sự, 2002).

Tường có khả năng bị ngập nước

Đối với các tường có khả năng bị ngập (inundation), như các tường bố trí kề sông, kênh, detention basin hoặc retention basin, khi thiết kế theo trận lũ thiết kế, phải xét áp lực thủy tĩnh tối thiểu tương đương với 3 ft (1 m) tại mực nước cao. Trong các tính toán ổn định nội tại ngoài khối, phải sử dụng dung trọng hữu hiệu bắt đầu từ các cao trình ngay bên dưới mặt tương đương của đường cột nước áp lực.

Khi tường chịu ảnh hưởng của dao động mực nước, tường phải được thiết kế cho điều kiện rút nước nhanh (rapid drawdown), có thể gây ra chênh áp thủy tĩnh lớn hơn 3 ft (1 m). Thay cho việc thiết kế theo điều kiện rút nước nhanh, có thể sử dụng cốt liệu thô No. 57 theo AASHTO M 43 làm Reinforced backfill cho toàn bộ vùng gia cường của tường và đến cao độ ngập tối đa của tường.

Cần bố trí vải địa kỹ thuật lọc (geotextile filter) tại:
 (1) bề mặt tiếp giáp giữa cốt liệu thô No. 57Reinforced backfill phía trên nó,
 (2) bề mặt tiếp giáp với Retained backfill phía sau nó, và
 (3) bề mặt tiếp giáp giữa sỏi thônền đường (subgrade) phía dưới, trừ khi cốt liệu thô thỏa tiêu chí đất lọc đối với các loại đất kề cận (xem Mục 5.3.3). Vải địa kỹ thuật phải thỏa các tiêu chí về lọckhả năng chịu đựng trong thi công trong Mục 5.3.3.

Hình 5-11. Ví dụ chi tiết tường có thể bị ngập nước.

5.3.2 Thoát nước ngoài khối

Thoát nước bề mặt là một nội dung quan trọng để bảo đảm tường MSE làm việc đúng yêu cầu và phải được xem xét trong quá trình thiết kế. Các biện pháp thích hợp nhằm ngăn nước mặt thấm vào đất đắp sau tường phải được đưa vào thiết kế của tất cả tường MSE. Việc này thường đòi hỏi phải phối hợp với các kỹ sư thiết kế của các hạng mục khác trong dự án.

Trong quá trình thi công tường MSE, nhà thầu phải tạo dốc bề mặt đất đắp tường hướng ra xa mặt tường vào cuối mỗi ngày thi công để ngăn nước ứ đọng phía sau tường và làm bão hòa đất. Ngoài việc làm mềm yếu nền (subgrade), nước mặt chảy vào phần đất đắp của tường đang thi công dở có thể mang đất hạt mịn vào khu vực thi công đất đắp phía sau tường và làm nhiễm bẩn cục bộ đất đắp hạt thô thoát nước tốt bằng fines. Nếu sử dụng đất đắp hạt mịn hơn làm đất đắp gia cường, tình trạng bão hòa có thể gây chuyển vị của phần tường đang thi công dở.

Khi có thể, việc tạo dốc hoàn thiện tại đỉnh tường nên bảo đảm thoát nước dương hướng ra xa tường để ngăn hoặc giảm thiểu nước mặt thấm vào đất đắp gia cường. Nếu khu vực phía trên tường được lát/pave, thường dùng bó vỉa và rãnh dọc (curb and gutter) để hướng dòng chảy ra xa tường. Có thể dùng rãnh trũng thoát nước (swale) được lót bê tông hoặc nhựa asphalt để thu gom và xả nước mặt. Có thể dùng swale phủ thực vật tại những nơi cao độ hoàn thiện có phủ cây xanh dốc về phía tường.

Nếu dòng dòng chảy do mưa chảy tràn qua đỉnh tường trong trường hợp đất đắp phía sau dốc về phía tường, có thể gây xói mòn phía sau đỉnh tường và khoét chân/làm suy yếu tường. Dòng chảy này cũng có thể gây ố bẩn mặt tường do đất bị cuốn theo nước. Thi công một rãnh thu nước gần tường sẽ giúp ngăn dòng chảy tràn qua đỉnh tường. Dòng chảy bề mặt sẽ tập trung tại các điểm trũng của cao độ hoàn thiện phía sau mặt tường và gây ứ nước, dẫn đến hiện tượng thấm nước không mong muốn vào đất đắp sau tường và làm tăng tính nén lún do đất đắp bị mềm hóa.

Các rãnh thu nước và dẫn nước phải ngăn hiện tượng tràn qua đỉnh tường đối với cơn mưa thiết kế. Các sự kiện cực đoan như mưa lớn trong thời gian ngắn đã được ghi nhận có thể gây hư hỏng đáng kể cho các công trình giữ đất do xói mòn và khoét chân, ngập, và/hoặc tăng áp lực thủy tĩnh cả trong và sau khi thi công. Điều này đặc biệt đúng đối với các vị trí mà dòng thoát nước bề mặt chảy về phía tường và nơi sử dụng đất đắp hạt mịn.

Nếu việc tạo dốc bề mặt có khả năng làm nước mặt chảy về phía công trình MSE, thì nước phải được thu gom vào rãnh (gutter) hoặc một cấu tạo thu nước khác thuộc hệ thống thoát nước của khu vực. Các cấu tạo thoát nước mặt của khu vực được thiết kế theo một trận mưa thiết kế giả định hoặc được quy định. Đối với tường MSE, trận mưa thiết kế nên dựa trên tối thiểu tần suất 100 năm.

Tuy nhiên, có thể xảy ra các sự kiện cực đoan tạo ra dòng chảy trong thời gian ngắn, ví dụ 1 đến 3 giờ, và vượt đáng kể khả năng thiết kế của hệ thống quản lý nước mưa. Khi các sự kiện như vậy xảy ra, ngập úng tại khu vực có thể gây tràn qua đỉnh tường, xói mòn và khoét chân, và làm tăng lực thủy tĩnh trong và phía sau khối đất gia cường.

Vì vậy, bố trí mặt bằngkết cấu tường cần bao gồm các cấu tạo để xử lý lưu lượng lớn hơn lưu lượng của trận mưa thiết kế, tương tự như cách thường làm khi thiết kế tràn xả lũ cho đập. Kỹ sư xây dựng của dự án cần xem xét các lưu lượng vượt tiềm năng và phối hợp với kỹ sư thiết kế tường. Cần cân nhắc đưa vào thiết kế tường các chi tiết của cấu tạo tràn (overflow features), chẳng hạn spillway, đối với các vị trí mà nước mặt chảy về phía tường.

Một ví dụ về cấu tạo tràn được trình bày trong Hình 5-12. Các vấn đề về bảo trì nêu trong Mục 5.3.4 cũng cần được giải quyết để bảo đảm tất cả các cấu tạo thoát nước của khu vực hoạt động đầy đủ.

Hình 5-12. Ví dụ ngưỡng xả tràn trên đỉnh tường MSE.

Rãnh trũng thoát nước (drainage swale) ở đỉnh tường

Rãnh trũng thoát nước (drainage swale) là một chỗ trũng do con người tạo trên bề mặt đất, dùng để chặn/đón nước mặtdẫn nước một cách có kiểm soát đến điểm xả. Rãnh trũng thoát nước cũng có thể được dùng để giảm khả năng nước mặt tràn qua đỉnh tường. Hình 5-13 trình bày các chi tiết điển hình của rãnh trũng thoát nước cho mặt tường bằng bê tông đúc sẵn lắp ghép dạng segmental và mặt tường bằng khối lắp ghép.

Khi sử dụng rãnh trũng thoát nước, kỹ sư xây dựng của dự án và kỹ sư thiết kế tường cần xem xét và thể hiện chi tiết cửa xả của rãnh. Ví dụ, rãnh có thể được cấu tạo để xả nước ở đầu mút của tường hoặc tại các điểm tràn thấp dọc theo chiều dài tường. Các điểm tràn phải được thể hiện chi tiết trên bản vẽ thi công. Người thiết kế cần dự liệu và xử lý trong thiết kế/triển khai chi tiết khả năng dòng chảy do các sự kiện cực đoan sẽ vượt rãnh trũng thoát nước và chảy dọc mặt tường, trừ khi các rãnh được tính toán kích thước riêng cho các sự kiện này. Đối với đất đắp phía sau có độ dốc, kỹ sư thiết kế tường cũng cần xem xét việc thu gomhướng dòngđỉnh mái dốc. Nước mặt chảy tràn từ khu vực phía trên mái dốc phía sau không được hướng về phía mái dốc sau tường MSE.

Các rãnh trũng phủ thực vật như minh họa trong Hình 5-13b có thể tạo hình thức thẩm mỹ. Tuy nhiên, cần đánh giá hiệu quả của lớp đất tính thấm thấp trong việc ngăn nước di chuyển vào khối đất gia cường và lớp cốt liệu thoát nước. Các vết nứt co ngót trong đất tính thấm thấp trong thời kỳ khô hạn kéo dài có thể làm tăng tính thấm của lớp này đến mức nó không còn là lớp chắn hiệu quả. Vì vậy, nên dùng màng chống thấm (geomembrane) bên dưới mọi rãnh trũng phủ thực vật.

Hình 5-13. Ví dụ rãnh thoát nước (drainage swale) gần đỉnh tường. ((b) Collin và cộng sự, 2002)

Geomembrane Barriers

Một lớp chắn geomembrane có thể được sử dụng để ngăn nước mặt thấm vào và các lực thấm liên quan có thể xảy ra khi dùng đất đắp gia cường thoát nước kém. Ngoài ra, cốt gia cường đất bằng thép ở phần trên của tường MSE khi tiếp xúc với dòng chảy do mưa có chứa muối khử băng sẽ bị ăn mòn với tốc độ cao hơn so với mức được xác định bởi các mô hình tốc độ ăn mòn hiện hành. Vì vậy, lớp chắn geomembrane nên được đặt bên dưới lớp móng đườngngay phía trên lớp cốt gia cường đất đầu tiên. Geomembrane phải được liên kết với một hệ thống thoát nước để thu gom và xả dòng chảy.

Theo Điều 11.10.8 của AASHTO (2007), nên sử dụng geomembrane PVC, HDPE hoặc LLDPEbề mặt nhám, với chiều dày tối thiểu 30 mil (0.75 mm). Tất cả các đường nối của màng phải được dán hoặc hàn để ngăn rò rỉ.

Một chi tiết ví dụ về việc dùng lớp chắn geomembrane để ngăn dòng chảy thấm vào khối đất gia cường được minh họa trong Hình 5-14a. Như thể hiện trong Hình 5-14a, geomembrane phải được tạo dốc để thoát nước ra xa mặt tường về một ống/rãnh thoát nước dọc (longitudinal drain) dạng chặn (intercepting) và xả ra ngoài khối đất gia cường. Việc lắp đặt lớp chắn thấm bằng geomembrane được minh họa trong Hình 5-14b và Hình 5-14c. Các yêu cầu thiết kế đối với geomembrane được trình bày trong Mục 5.3.3.

Độ thấm và dòng chảy tràn của mặt đường

Mặt đường là các kết cấu có lỗ rỗng. Nước mặt chảy qua các vết nứt của mặt đường nhựa và qua các khe nốivết nứt của mặt đường bê tông để đi vào lớp móng mặt đường. Lượng nước thấm vào lớp móng có thể đáng kể: có thể tới 50% lượng nước rơi trên mặt đường tìm đường đi xuống lớp móng, và còn nhiều hơn nữa nếu mặt đường có vết nứt; ví dụ, theo AASHTO (1986), trên 97% sẽ chảy qua một vết nứt rộng 1/8 in. (3 mm).

Sau đó, lượng nước này làm bão hòa nền đường (subgrade) vì cốt liệu lớp móng có tính thấm tương đối cao khiến nước ứ đọng phía trên tường MSE. Tình trạng càng nghiêm trọng hơn nếu cao độ khu vực và cao độ mặt đường dốc về một điểm trũng như minh họa trong Hình 5-15. Kỹ sư thiết kế tường MSE cần phối hợp với kỹ sư xây dựng của dự án để bảo đảm tình huống này được giảm thiểu, và bố trí các biện pháp thoát nước dương để thu gom nước thoát của mặt đường thông qua việc tạo dốc thích hợp ra xa tường và bố trí thoát nước mép đường (edge drains). Cũng cần cân nhắc sử dụng chi tiết geomembrane trong Hình 5-14 để chặnxả lượng nước thấm qua các vết nứt của mặt đường.

Dòng chảy mặt trên mặt đường khi tràn qua đỉnh tường có thể gây khoét chân/làm suy yếu tường. Tạo dốc phần đường xe chạy về phía rãnh là một cách phổ biến để hạn chế hiện tượng nước tràn qua đỉnh tường. Cách này đôi khi cũng được gọi là tạo dốc mặt đường kiểu “in sloping”.

Hình 5-14.
(a) Ví dụ chi tiết hàng rào geomembrane,
(b) Lắp đặt geomembrane làm lớp ngăn nước chảy tràn có muối chống đông,
(c) Lắp đặt geomembrane quanh vị trí xuyên qua của hố ga.
Hình 5-15. Ví dụ thấm nước không mong muốn qua mặt đường do cao độ, độ dốc bố trí không phù hợp (Collin và cộng sự, 2002).

Tạo dốc tại chân tường và hai đầu tường

Cao độ hoàn thiện cuối cùng tại chân tường (toe)hai đầu tường, cả theo thiết kế và theo thi công thực tế, là một yếu tố quan trọng đối với điều kiện dòng chảy. Dòng chảy nước mặt dọc theo chân một tường MSE có thể xảy ra quanh các đầu tường hoặc dọc theo mặt tường và có khả năng gây xói mòn đất. Một ví dụ về hư hỏng do nước được minh họa trong Hình 5-16. Xói mòn đất tại chân tường về lâu dài có thể khoét chân các cấu kiện mặt tường MSE. Vì vậy, các chi tiết thiết kế và thi công thông thường cần hướng dòng chảy ra xa chân tường. Điều này có thể thực hiện bằng việc tạo dốc địa hình và bố trí một gờ đất (berm) hoặc mái dốc tại chân tường.

Cần có các chi tiết kiểm soát xói mòn tại những nơi nước sẽ chảy sát chân tường. Nên sử dụng riprap lót vải địa kỹ thuật (geotextile lined riprap stone) hoặc các biện pháp khác để ngăn xói do dòng chảy. Người thiết kế cũng có thể lựa chọn chôn tường sâu hơn (tức là hạ thấp cao trình móng) tại các vị trí có nguy cơ xói ở chân tường. Cũng cần cân nhắc việc bẻ hướng tường vào trong 90° so với mặt tường.

Các đầu tường kết thúc trong hoặc giao cắt với mái taluy nền đắp cũng cần được bảo vệ chống xói mòn. Đối với các tường kết thúc trong mái dốc, cần neo/“khóa” tường vào mái dốc ở mức phù hợp và dùng swale để hướng dòng ra xa các đầu tường nhằm giảm xói. Tường cánh (wing walls) cho phần nền đắp đường dẫn cũng phải được thiết kế sao cho nước không chảy dọc theo mái dốc ở phía sau mặt tường. Tương tự, có thể dùng swale để hướng dòng và bề mặt mái dốc cần được tạo dốc để thúc đẩy nước chảy ra xa tường.

Hình 5-16. Ví dụ xói do dòng chảy mặt tại chân tường MSE.

5.3.3 Yêu cầu đối với các cấu kiện của hệ thống lọc và thoát nước

Thi công một tường MSE có thể liên quan đến nhiều loại đất khác nhau. Dòng chảy nước ngầm từ loại đất này sang loại đất khác, rồi đến hệ thống thoát nước và điểm xả, phải không bị cản trở. Các yêu cầu về lọc đấttính thấm phải được thỏa mãn tại các vùng tiếp giáp giữa các loại đất khác nhau để ngăn hiện tượng cản trở dòng chảy hoặc piping. Các cặp lớp đất kề nhau cần quan tâm trong hệ tường MSE bao gồm:

  • đất đắp gia cường (reinforced fill) và các lớp thoát nước (nếu có),
  • đất đắp gia cường, các cấu kiện mặt tường như khe nối và/hoặc cốt liệu thoát nước mặt, và vải địa kỹ thuật phủ lên các khe nối,
  • đất đắp gia cườngRetained fill,
  • đất đắp gia cườngđất nền móng, và
  • đất đắp gia cườngđất đắp nền đường phía trên tường, cũng như lớp đất bề mặt có tính thấm thấp có thể được dùng để giảm thấm.

Các lớp lọc có thể ở dạng đất hạt rời cấp phối (graded granular soil) hoặc vải địa kỹ thuật (geotextile). Thiết kế cho cả lớp lọc đấtlớp lọc vải địa kỹ thuật được trình bày dưới đây. Thiết kế geocomposite drains, dòng vào/dòng ra của hệ thoát nước, hệ thu nước và ống xả, và lớp chắn geomembrane cũng được thảo luận.

Lớp lọc bằng đất (Soil Filters)

Khi nước chảy từ vùng đất này sang vùng đất khác, lớp đất phía hạ lưu phải thỏa tiêu chí đất lọc để ngăn hiện tượng piping của lớp đất phía thượng lưu. Ngoài ra, lớp đất phía hạ lưu phải có tính thấm đủ lớn so với lớp đất thượng lưu kề bên. Do đó, lớp đất phía hạ lưu phải có dải cấp phối hạt phù hợp để làm việc đúng chức năng như một lớp lọc.

Các yêu cầu về cấp phối của lớp lọc cũng phụ thuộc vào cấp phối của đất phía thượng lưu, vì khả năng thoát nước thiết kế của lớp lọc sẽ không đạt được nếu đất thượng lưu bị piping chui vào lớp đất hạ lưu. Kích thước lỗ rỗng trong đất lọc phải đủ nhỏ để giữ lại các hạt có kích thước lớn hơn của đất (và các hạt lớn này tiếp tục giữ lại các hạt nhỏ hơn của lớp đất được giữ). Kích thước lỗ rỗng của lớp lọc về mặt toán học là một hàm của kích thước hạt khống chế của nó.

Các tiêu chí thiết kế cho lớp lọc đất được tóm tắt dưới đây và dựa trên cấp phối của hai lớp đất kề nhau. Các kích thước hạt dùng trong thiết kế là D₁₅, D₅₀, và D₈₅ (chỉ số dưới biểu thị tỷ lệ phần trăm theo khối lượng của vật liệu có đường kính nhỏ hơn giá trị đó). Các tiêu chí này áp dụng cho các lớp đất kề nhau có đường cong cấp phối xấp xỉ song song. Các phương trình không áp dụng cho đất thiếu cấp phối (gap-graded), hỗn hợp đất–đá, dòng chảy không ổn định, và các loại đất có đường cong cấp phối không xấp xỉ song song. Khi các tiêu chí không áp dụng, thiết kế lớp lọc phải dựa trên thí nghiệm lọc trong phòng. Người đọc được giới thiệu xem Cedergen (1989) để có thảo luận toàn diện về lọc đất.

Tiêu chí lọc đất để ngăn piping (tức là giữ lại/retention) đất thượng lưu chui vào lớp lọc là:

\[
\frac{D_{15(\text{filter})}}{D_{85(\text{soil})}} < 5 \tag{5-1}
\]

Để đảm bảo độ thấm đủ lớn cho vật liệu lọc, tỷ số giữa D15 của lớp lọc và D15 của đất phía thượng lưu phải nằm trong khoảng:

\[
4 < \frac{D_{15(\text{filter})}}{D_{15(\text{soil})}} < 20 \tag{5-2}
\]

Một tiêu chí bổ sung để ngăn chuyển dịch của các hạt đất đi vào hoặc đi xuyên qua lớp lọc được nêu trong Phương trình 5-3. Đối với đất loại CLCH không có các hạt cát hoặc bột (silt), kích thước D₁₅ của lớp lọc theo Phương trình 5-2 có thể lớn tới 0.016 in. (0.41 mm) và có thể không cần xét Phương trình 5-3.

Tuy nhiên, nếu đất phía thượng lưu (tức Retained fill hoặc đất backcut) chứa các hạt cát mịnbột không dẻo có kích thước đồng đều, thì lớp lọc phải được thiết kế để thỏa các tiêu chí này.

\[
\frac{D_{50(\text{filter})}}{D_{50(\text{soil})}} < 25 \tag{5-3}
\]

Lớp lọc bằng vải địa kỹ thuật (Geotextile Filters)

Vải địa kỹ thuật (geotextile) thường được dùng làm lớp lọc giữa một lớp đất hạt mịn hơn và một lớp đất có tính thấm lớn hơn. Vải địa kỹ thuật phải giữ lại lớp đất hạt mịn, đồng thời cho phép nước dễ dàng đi qua vào lớp đất thấm hơn, và làm việc trong suốt tuổi thọ của công trình giữ đất. Vì vậy, thiết kế vải địa kỹ thuật phải xét đến khả năng giữ đất (retention), tính thấm, và tắc nghẽn (clogging). Vải địa kỹ thuật cũng phải chịu được quá trình lắp đặt/thi công.

Các bước thiết kế dưới đây được trích từ FHWA Geosynthetic Design and Construction Guidelines Manual (Holtz et al., 2008).

Bước 1. Xác định cấp phối hạt của vật liệu cần được tách/lọc. Vật liệu được lọc nằm ngay phía thượng lưu hoặc hạ lưu của lớp lọc vải địa kỹ thuật đối với lớp thoát nước. Xác định D₈₅, D₁₅, Cᵤ = D₆₀/D₁₀tỷ lệ lọt sàng No. 200 (0.075 mm). Khi đất chứa các hạt có kích thước 1 in. (25 mm) trở lên, chỉ sử dụng cấp phối của phần đất lọt sàng No. 4 (4.75 mm) để lựa chọn vải địa kỹ thuật (tức là loại bỏ phần vật liệu +No. 4 (+4.75 mm)).

Bước 2. Xác định tính thấm của vật liệu phía thượng lưu hoặc hạ lưu cần được lọc. Các vật liệu này bao gồm đất đắp gia cường, đất nền móng, Retained fillđất tự nhiên trong mái đào.

Bước 3. Áp dụng các tiêu chí thiết kế về khả năng giữ đất (retention), tính thấm, và khả năng chống tắc nghẽn (clogging resistance) để xác định các yêu cầu về kích thước lỗ mở biểu kiến (AOS), tính thấm (k)độ thấm xuyên (permittivity, ψ) của vải địa kỹ thuật (theo Holtz et al., 2008). Các giá trị AOS, k và ψ của vải địa kỹ thuật được xác định bằng các thí nghiệm ASTM tiêu chuẩn và thường là các giá trị do nhà sản xuất/nhà cung cấp vải địa kỹ thuật công bố. Chỉ sử dụng vải địa kỹ thuật không dệt xuyên kim (needlepunched nonwoven) hoặc vải địa kỹ thuật dệt sợi đơn (monofilament woven) (tức là không được dùng vải địa kỹ thuật dệt kiểu slit film).

A. Tiêu chuẩn giữ đất – Dòng thấm ổn định (Retention Criteria – Steady State Flow)

Dùng D85 và Cᵤ xác định ở Bước 1 để xác định kích thước lỗ lớn nhất cho phép như sau:
\[
\text{AOS} \le B D_{85} \tag{5-4}
\]
trong đó:
* AOS = kích thước lỗ biểu kiến của vải địa kỹ thuật,
* B = hệ số không thứ nguyên,
* D85 = kích thước hạt đất mà 85% khối lượng nhỏ hơn.

Giá trị AOS của vải địa kỹ thuật được xét chọn được xác định từ thí nghiệm ASTM D4751 và thường là giá trị do nhà sản xuất/cung cấp công bố. Hệ số B thay đổi từ 0.5 đến 2 và là hàm của đất hạt mịn phía thượng lưu, loại vải địa kỹ thuật và/hoặc điều kiện dòng chảy. Đối với cát, cát sỏi, cát bụi và đất sét pha cát (tức đất có ít hơn 50% lọt sàng No. 200), B là hàm của hệ số không đồng nhất Cᵤ (Cᵤ = D60/D10) của đất phía thượng lưu. Bảng 5-1 cho các giá trị B ứng với các giá trị Cᵤ khác nhau.

Nếu đất phía thượng lưu có chứa hạt mịn, chỉ dùng phần đất lọt sàng No.200 để chọn vải địa kỹ thuật. Đối với đất sét và đất sét bụi (hơn 50% lọt sàng No.200), B là hàm của loại vải địa kỹ thuật, như nêu trong Bảng 5-2.

Các tiêu chuẩn giữ đất này áp dụng cho các đất ổn định nội bộ và điều kiện dòng thấm ổn định theo thời gian. Đối với đất không ổn định, cần tiến hành các thí nghiệm đánh giá hiệu suất trong phòng. Với đất có Cᵤ > 20, có thể xảy ra dòng thấm không ổn định. Đối với điều kiện dòng thấm động và chu kỳ, cần dùng AOS < 0.5 D85. Có thể tham khảo Holtz và cộng sự (2008) để biết thêm thông tin về các điều kiện dòng thấm động, như thí nghiệm mô phỏng sóng.

Bảng 5-1. Giá trị B tương ứng với các giá trị Cu khác nhau đối với đất có ít hơn 50% lọt sàng No. 200.

Cu B
Cu ≤ 2 1
2 ≤ Cu ≤ 4 0.5 Cu
4 < Cu < 8 8 / Cu
Cu ≥ 8 1

Bảng 5-2. Giá trị B và AOS cho đất có hơn 50% lọt sàng No. 200 theo loại vải địa kỹ thuật.

Loại vải địa kỹ thuật B AOS
Vải dệt sợi đơn (woven monofilament) B = 1 AOS ≤ D85
Vải không dệt (nonwoven) B = 1.8 AOS ≤ 1.8 D85
Cả vải dệt và không dệt AOS ≤ 0.012 in. (0.3 mm)

B. Tiêu chuẩn về độ thấm (permeability) / lưu lượng đơn vị (permittivity)

Đối với dòng chảy ổn định, gradien thủy lực nhỏ và đất phía thượng lưu được cấp phối tốt hoặc tương đối đồng đều, các tiêu chuẩn về độ thấm và lưu lượng đơn vị là:

Về độ thấm
\begin{aligned}
k_{\text{geotextile}} & \ge k_{\text{soil}} \quad \text{(ít nghiêm ngặt / ít nguy hiểm)} \ \ \ \ \ \ \ \text{(5-5a)}\\
k_{\text{geotextile}} & \ge 10 k_{\text{soil}} \quad \text{(nghiêm ngặt / nguy hiểm)}
\end{aligned}
Về lưu lượng đơn vị ψ
\begin{aligned}
\psi & \ge 0.5\ \text{sec}^{-1} \quad \text{cho < 15% lọt sàng No.200} \ \ \ \ \ &\text{(5-5b)}\\
\psi & \ge 0.2\ \text{sec}^{-1} \quad \text{cho 15% đến 50% lọt sàng No.200} \ \ \ \ &\text{(5-5c)}\\
\psi & \ge 0.1\ \text{sec}^{-1} \quad \text{cho > 50% lọt sàng No.200} \ \ \ \ \ &\text{(5-5d)}
\end{aligned}
trong đó:
* \(k\) = hệ số thấm (hoặc hệ số dẫn nước);
* \(\psi\) = lưu lượng đơn vị (permittivity) của vải địa kỹ thuật, bằng \(k_{\text{geotextile}}/t_{\text{geotextile}}\).

Các ứng dụng “nghiêm ngặt” hoặc “nguy hiểm” được mô tả trong Holtz và cộng sự (2008) và, như nêu trong Phương trình 5-5a, trong các trường hợp đó nên dùng vải địa kỹ thuật có độ thấm gấp 10 lần độ thấm của đất. Giá trị permittivity của vải được xác định từ thí nghiệm ASTM D4491.

C. Tiêu chuẩn chống tắc nghẽn (clogging criteria)

a. Đối với dòng chảy ổn định, gradien thủy lực nhỏ và đất phía thượng lưu được cấp phối tốt hoặc tương đối đồng đều, tiêu chuẩn chống tắc là:
\[
\text{AOS} \ge 3 \ D_{15(\text{upstream soil})} \ \ \ \ \ \ \ \text{(5-6)}
\]
Công thức này áp dụng cho đất có \(C_u > 3\). Với đất có \(C_u \le 3\), nên chọn vải địa kỹ thuật có AOS lớn nhất nhưng vẫn thỏa tiêu chuẩn giữ đất (retention).

b. Các điều kiện bổ sung:
* Vải địa kỹ thuật không dệt: độ rỗng (porosity) của vải ≥ 50%.
* Vải địa kỹ thuật dệt: diện tích lỗ hở ≥ 4%.

c. Lựa chọn khác: tiến hành thí nghiệm lọc, đặc biệt cho các ứng dụng nghiêm ngặt và nguy hiểm.

Bước 4. Để làm việc hiệu quả, vải địa kỹ thuật cũng phải chịu được quá trình lắp đặt/thi công. AASHTO M288 (2006) đưa ra các tiêu chí về cường độ vải địa kỹ thuật cần thiết để chịu được thi công đường, như thể hiện trong Bảng 5-3. Sử dụng vải địa kỹ thuật Cấp 2 (Class 2) khi yêu cầu mức khả năng chịu đựng trong thi công ở mức trung bình (ví dụ: vải địa kỹ thuật lọc tại mặt tường và trên back drains). Vải địa kỹ thuật Cấp 1 (Class 1) được khuyến nghị khi sử dụng thiết bị thi công nặng và/hoặc khi vật liệu đắp góc cạnh sẽ được đổ trực tiếp phía trên hoặc phía dưới vải địa kỹ thuật (ví dụ: vải địa kỹ thuật lọc cho base drains).

Cần luôn duy trì tối thiểu 6 in. (150 mm) lớp base/subbase giữa bánh xe và vải địa kỹ thuật trong mọi thời điểm.

Bảng 5-3. Yêu cầu về khả năng chịu thi công (survivability) của vải địa kỹ thuật (AASHTO M 288, 2006).

Thí nghiệm Tiêu chuẩn thí nghiệm Đơn vị Cấp vải địa kỹ thuật Class 1 Cấp vải địa kỹ thuật Class 2
< 50%* ≥ 50%* < 50%* ≥ 50%*
Cường độ kéo
(Grab Strength)
ASTM D4632 N 1400 900 1100 700
(lb) (315) (200) (250) (157)
Cường độ đường may
(Seam Strength)
ASTM D4632 N 1200 810 990 630
(lb) (270) (180) (220) (140)
Cường độ xé
(Tear Strength)
ASTM D4533 N 500 350 400 250
(lb) (110) (80) (90) (56)
Cường độ xuyên thủng
(Puncture Strength)
ASTM D6241 N 2750 1925 2200 1375
(lb) (620) (433) (495) (309)
Độ bền tia cực tím
(giữ được cường độ)
ASTM D4355 % Tại các khe mặt tường – còn lại 70% sau 500 giờ phơi sáng
Chôn trong tường – còn lại 50% sau 500 giờ phơi sáng
*Ghi chú: Độ giãn dài được đo theo ASTM D4632 với < 50% là điển hình cho vải địa kỹ thuật dệt,
và ≥ 50% là điển hình cho vải địa kỹ thuật không dệt. (1 N = 0.22 lb, 1 kPa = 0.145 psi).

Bước 5. Lấy mẫu vải địa kỹ thuật, đất đắp gia cường và đất đắp giữ tại thời điểm thi công để kiểm tra chấp nhận.

Bước 6. Giám sát việc lắp đặt trong quá trình thi công.

Bước 7. Theo dõi hiệu quả của hệ thống thoát nước trong và sau các trận mưa bão.

Để có thảo luận chi tiết hơn về thoát nước bằng vải địa kỹ thuật (geotextile drains), xem Holtz et al. (2008).

Geocomposite Drain

Một hệ thống thoát nước bằng vật liệu địa tổng hợp (geocomposite), hoặc hệ thống thoát nước đúc sẵn, bao gồm một lớp lọc bằng vải địa kỹ thuật và một lõi thu gom và dẫn nước. Các lõi này có chức năng dẫn nước và thường được làm từ các tấm nhựa dạng vỉ (plastic waffles), lưới hoặc thảm ba chiều (3D meshes/mats), các tấm nhựa đùn và có rãnh, hoặc các loại lưới.

Hiện nay có rất nhiều loại vật liệu địa tổng hợp khác nhau trên thị trường. Đối với thiết kế tường chắn đất có cốt (tường MSE), chỉ nên sử dụng các loại vật liệu địa tổng hợp cho phép dòng chảy hai phía (nghĩa là nước có thể chảy vào hệ thống thoát nước từ cả hai mặt). Tuy nhiên, các đặc tính lọc và dòng chảy, các yêu cầu chi tiết và khuyến nghị lắp đặt thường thay đổi và có thể không được xác định rõ ràng đối với một số sản phẩm.

Lớp vải địa kỹ thuật của vật liệu địa tổng hợp cần được thiết kế để đáp ứng các yêu cầu về khả năng lọc và độ thấm đã được thảo luận ở phần trước. Khả năng thoát nước của các hệ thống thoát nước địa tổng hợp có thể được xác định bằng cách sử dụng các quy trình mô tả trong tiêu chuẩn ASTM D4716. Ngoài ra, cần xem xét các ứng suất nén dài hạn và tải trọng lệch tâm tác động lên lõi vật liệu địa tổng hợp trong quá trình thiết kế và lựa chọn sản phẩm.

Tường MSE có thể gây ứng suất đáng kể lên lớp geocomposite. Vì vậy, áp lực thiết kế tác dụng lên lõi geocomposite nên được giới hạn theo một trong các tiêu chí sau:

  • áp lực lớn nhất mà lõi chịu được trong thí nghiệm với thời gian duy trì tối thiểu 10000 giờ; hoặc
  • áp lực nghiền của lõi, được xác định bằng một thí nghiệm gia tải nhanh, sau đó chia cho hệ số an toàn bằng 5.

Cuối cùng, tương tự như với bất kỳ hệ thống thoát nước nào, cần xem xét các yếu tố làm việc của hệ thống như khoảng cách giữa các điểm xả, gradient thủy lực của các lớp thoát nước, khả năng tắc nghẽn do động vật nhỏ, đóng băng, v.v. Các khía cạnh thiết kế khác của thoát nước geocomposite được trình bày trong Holtz et al. (2008).

Các chi tiết lắp đặt, như nối các đoạn geocomposite kề nhauliên kết với các điểm xả, thường phụ thuộc vào từng sản phẩm. Các khác biệt theo sản phẩm cần được xem xét và thể hiện trong phần thiết kế, chỉ dẫn kỹ thuật, triển khai chi tiết và giai đoạn thi công của dự án. Các yêu cầu chung về chỉ dẫn kỹ thuật thi công sẽ được xem xét trong Chương 10. Đối với các hạng mục quan trọng, nên cân nhắc kiểm tra sau lắp đặt lõi/đường thoát nước bằng camera nội soi.

Yêu cầu thiết kế dòng vào và dòng ra của hệ thống thoát nước

Để thiết kế đúng các hệ thống thoát nướcphía sau hoặc ở đáy khối đất gia cường, cần đánh giá lưu lượng nước chảy vào hệ thống và dòng chảy trong ống/rãnh thoát nước. Các điều kiện dòng chảy này được thảo luận dưới đây và áp dụng cho cả hệ thoát nước bằng sỏi hoặc geocomposite.

Cedergren (1989) và Huntington (1957) trình bày phân tích chi tiết hơn về các áp lực phát sinh do ảnh hưởng của nước ngầmdòng thấm tác dụng lên các tường chắn, cũng như về thiết kế thoát nước.

Dòng chảy vào hệ thống

Lưu lượng dự kiến chảy vào hệ thống thoát nước có thể được ước tính bằng định luật Darcy. Lưu lượng bằng:

\[
q = k \ i \ A \tag{5-7}
\]

trong đó:

  • \(q\) = lưu lượng thấm,
  • \(k\) = độ thấm hữu hiệu của đất retained backfill,
  • \(i\) = gradien thủy lực trung bình trong đất retained backfill,
  • \(A\) = diện tích mặt cắt đất vuông góc với phương dòng chảy.

Phân tích lưới dòng thấm (flow net) theo phương pháp thông thường có thể được dùng để tính gradient thủy lực.

Một số hệ thoát nước gồm cốt liệu thoát nước bao quanh một ống đục lỗ, và bên ngoài cốt liệu thoát nước có một lớp lọc (thường là vải địa kỹ thuật) bao quanh. Dòng chảy vào lớp cốt liệu thoát nước có thể được tính theo Phương trình 5-7. Dòng chảy từ cốt liệu thoát nước vào ống đi qua các lỗ tròn hoặc khe rãnh.

Ống HDPE gân xoắn (corrugated)đục lỗ được chế tạo với diện tích lỗ vào tối thiểu xấp xỉ 1 in² trên mỗi 1 ft chiều dài ống (20 cm² trên mỗi mét chiều dài) đối với ống tiêu chuẩn (AASHTO M252, 2006). Ống tiêu chuẩn nhìn chung là đủ cho hầu hết các ứng dụng thoát nước ngầm.

Cần kiểm tra đường kính lỗ hoặc bề rộng khe rãnh so với kích thước của cốt liệu thoát nước bao quanh để bảo đảm giữ đất. Đối với lỗ dạng khe, có thể dùng Phương trình 5-8 để kiểm tra khả năng giữ đất.

\[
\frac{D_{85(\text{drain fill})}}{\text{Bề rộng khe}} > 1.2 \text{ đến } 1.4 \tag{5-8}
\]

Đối với lỗ tròn, có thể dùng Phương trình 5-9 để kiểm tra điều kiện giữ đất:

\[
\frac{D_{85(\text{drain fill})}}{\text{Đường kính lỗ}} > 1.0 \tag{5-9}
\]

Khả năng thoát nước của hệ thoát nước.

Khả năng thoát nước trong các lớp thoát nước bằng cốt liệu có thể được ước tính theo Phương trình 5-7, sử dụng ki của vật liệu thoát nước dạng đất/cốt liệu. Khả năng thoát nước trong các lớp thoát nước geocomposite được biểu diễn theo bề rộng đơn vị bằng dạng sau của định luật Darcy.

\[
q = \lambda \ i \ B \tag{5-10}
\]

trong đó:

  • \(q\) = lưu lượng
  • \(\lambda\) = tính truyền dẫn (transmissivity) của lớp thoát nước geocomposite
  • \(i\) = gradient thủy lực trong lớp thoát nước
  • \(B\) = bề rộng của lớp thoát nước geocomposite

Tính truyền dẫn của geocomposite phải được đánh giá bằng thí nghiệm mô hình trong phòng phù hợp. Tính truyền dẫn dài hạn của sản phẩm cần được xác định tại áp lực thiết kế dự kiến (hoặc lớn hơn) và theo thời gian để đánh giá khả năng giảm năng lực dẫn nước do creep (tức là creep của vải địa kỹ thuật lấn vào kênh dòng chảy).

Khả năng thoát nước của ống thoát nước.

Khả năng dẫn nước trong ống thoát nước, khi chảy đầy, có thể được tính bằng phương trình Manning. Lưu lượng bằng:

\[
q = \frac{0.463}{n} \ d^{8/3} \ s^{1/2} \tag{5-11}
\]

trong đó:

  • \(q\) = lưu lượng (cfs),
  • \(n\) = hệ số nhám, hay hệ số Manning,
  • \(d\) = đường kính ống (feet),
  • \(s\) = độ dốc đường năng lượng (ft/ft).

Các ống thu và ống xả nước

Các ống thu gom và ống xả thường được sử dụng kết hợp với hệ thống thoát nước đặt ngay sau các khối mặt tường và tại mặt sau của khối đất có cốt. Ví dụ về các hệ thống thoát nước này được trình bày trong Hình 5-85-10.

Các đường ống thường được đặt theo độ dốc yêu cầu, với độ dốc tối thiểu là 2% để đảm bảo khả năng thi công và dòng chảy thông suốt. Các cửa xả thường được bố trí dựa trên khả năng thoát nước của ống, hoặc có thể đặt với khoảng cách ngang tối đa từ 6 m (20 ft) đến 15 m (50 ft), và được bảo vệ như đã lưu ý trong phần thảo luận về bảo trì sau này. Các ống xả nên là loại ống thành trơn (không đục lỗ) và chảy tự nhiên theo trọng lực (ví dụ: độ dốc tối thiểu 2%) để dẫn nước ra ngoài lộ thiên hoặc vào hệ thống thoát nước mưa.

Geomembrane Barriers

Thiết kế và chỉ dẫn kỹ thuật đối với geomembrane dùng làm lớp chắn muối khử băng phải xem xét các yêu cầu về lắp đặt. Geomembrane phải có khả năng chịu được các tác động khắc nghiệt trong quá trình lắp đặt để bảo đảm tính toàn vẹn của lớp chắn.

Vật liệu nền (subgrade), công tác chuẩn bị nền, phương pháp trải geomembrane, loại đất phủ lên trên, và việc rải – đầm chặt lớp đất phủ đều ảnh hưởng đến khả năng chịu đựng trong thi công của lớp chắn geosynthetic. Các chỉ tiêu khuyến nghị của lớp chắn geomembrane (Koerner, 1998) được trình bày trong Bảng 5-4. Chiều dày tối thiểu 30 mil (0.75 mm) được khuyến nghị cho geomembrane bố trí phía trên tường MSE.

Ba hạng mục thi công then chốt để lắp đặt thành công gồm:

  • chuẩn bị subgrade;
  • bốc xếp/lắp đặt, bao gồm nối mép tại hiện trường (field seaming); và
  • bịt kín quanh các vị trí xuyên qua và các kết cấu kề cận.

Subgrade phải đủ khả năng đỡ lớp chắn geosynthetic và hạn chế tải trọng tập trung. Subgrade phải được đầm chặt tốt và loại bỏ các khối đất lớn, đá sắc cạnh, cọc gỗ (grade stakes), v.v. có thể đâm thủng lớp chắn geosynthetic. Nói chung, không được để các vật thể nhô lên khỏi subgrade đã chuẩn bị lớn hơn 1/2 in. (12 mm) (Daniel và Koerner, 1993).

Chỉ dẫn bốc xếp và lắp đặt đối với geomembrane và các lớp chắn geosynthetic khác tối thiểu phải phù hợp với khuyến nghị của nhà sản xuất. Tất cả các đường nối của màng phải được dán hoặc hàn để ngăn rò rỉ. Các yêu cầu riêng của dự án đối với geomembrane cần được nêu rõ trong chỉ dẫn kỹ thuật thi côngbản vẽ.

Bảng 5-4. Các giá trị tối thiểu khuyến nghị cho khả năng chịu thi công chung của geomembrane (Koerner, 1998).

Thuộc tính và phương pháp thí nghiệm Mức độ chịu thi công yêu cầu
Trung bình1 Rất cao2
Bề dày, mil (mm) – ASTM D5199 hoặc ASTM D5994 đối với loại bề mặt nhám 30 (0.75) 40 (1.00)
Cường độ xé (khuôn C), lbf (N) – ASTM D1004 10 (45) 20 (90)
Cường độ xuyên thủng, lbf (N) – ASTM D4833 32 (140) 45 (200)

Ghi chú:

  • 1. “Trung bình” áp dụng cho geomembrane đặt trên nền được san bằng máy với tải trọng trung bình. Kích thước hạt lớn nhất của lớp đất đắp phủ không vượt quá 3/4 in.
  • 2. “Rất cao” áp dụng cho geomembrane đặt trên nền được san bằng máy nhưng kết cấu bề mặt rất xấu. Lớp đất đắp phủ có kích thước hạt lớn nhất lớn hơn 3/4 in.

Việc lựa chọn geomembrane cũng cần xem xét các chi tiết lắp đặt, bao gồm chi tiết liên kết với mặt tường MSE và các chi tiết quanh các vị trí xuyên qua. Các chi tiết thi công quanh các vị trí xuyên qua và các kết cấu kề cận phụ thuộc vào vật liệu geosynthetic được chọn và thiết kế của dự án. Do đó, các chi tiết này phải được thiết kế và triển khai riêng cho từng trường hợp. Ví dụ, các thanh nẹp (batten strips)liên kết cơ khí (mechanical fasteners) đã được sử dụng với geomembrane HDPE dày 30 mil (0.75 mm) như thể hiện trong Hình 5-14c. Nhà sản xuất geosynthetic và các sổ tay về công trình chứa chất thải có thể cung cấp hướng dẫn thiết kế.

Một nội dung thiết kế khác có thể cần xét đến là sức kháng ma sát của geomembrane. Theo Điều 11.10.8 của AASHTO (2007), thông thường nên dùng geomembrane PVC, HDPE hoặc LLDPEbề mặt nhám, với chiều dày tối thiểu 30 mil (0.75 mm). Các loại geomembrane nhám như vậy hiện có sẵn trên thị trường.

5.3.4 Bảo trì hệ thống thoát nước

Các cấu tạo nhằm giảm thiểu dòng nước chảy vào tường MSE và các cấu tạo nhằm duy trì khả năng thoát nước của tường MSE cần được bảo trì trong suốt tuổi thọ công trình. Ví dụ, các vết nứt trên mặt đường phía trên tường MSE cần được trám kín. Lún chênh lệch và các vết nứt mặt đường quanh hố ga thu nước (catch basins) cần được sửa chữa để giảm khả năng nước chảy vào khối đất gia cường hoặc khối đất giữ. Các hạng mục bảo trì này thuộc các cấu tạo không phải của tường, nên kỹ sư thiết kế tường có thể ít kiểm soát được. Tuy nhiên, khi phối hợp với các kỹ sư thiết kế các hạng mục khác của dự án, cần trao đổi về nhu cầu bảo trì các hạng mục có thể ảnh hưởng đến tường.

Một hạng mục bảo trì mà kỹ sư thiết kế tường có thể kiểm soát là (các) điểm xả của hệ thoát nước. Cần lắp đặt và bảo trì lưới chắn tại các cửa xả ống thoát nước. Lưới chắn dùng để ngăn động vật nhỏ làm tổ và gây tắc ống. Các lưới chắn cửa xảcửa thăm/điểm vệ sinh (cleanouts) để tiếp cận và xử lý khi hệ thống thoát nước bị tắc cần được thể hiện chi tiết trên bản vẽ thi công tường chắn.

Cần thể hiện thêm các hạng mục khi các cửa xả nằm trong nền đắp đất phía dưới tường MSE. Hệ thoát nước sẽ không hiệu quả nếu các cửa xả không được bảo trì, tức là không bị tắc. Các cửa xả trong nền đắp đất nên xả lên một bản/sân hứng bê tông (apron) (thường là đúc sẵn) và nên được đánh dấu bằng một cọc mốc kim loại cố định. Bản hứng và cọc mốc giúp giảm khả năng cửa xả bị xe cắt cỏ cán qua làm vỡ, hoặc bị che lấp trong các hoạt động thi công về sau. Bản hứng và cọc mốc cần được thể hiện chi tiết trên bản vẽ thi công tường.

5.4 Các chi tiết nội tại

Có một số chi tiết nội tại phải được thiết kế và thi công đúng để đảm bảo hệ tường MSE làm việc thỏa đáng trong suốt tuổi thọ thiết kế. Mục này trình bày các chi tiết nội tại thường gặp.

5.4.1 Tiếp xúc giữa các kim loại khác loại

Trong khối đất đắp gia cường thường có nhiều loại phần tử kim loại khác nhau như cọc thép và ống thoát nước. Các kim loại dùng trong những phần tử này khác với kim loại dùng cho cốt thép đất. Ăn mòn có thể xảy ra khi các kim loại khác nhau tiếp xúc với nhau do hiện tượng ăn mòn điện hoá (galvanic). Vì vậy, tất cả cốt gia cường đất bằng thép phải được tách khỏi các phần tử kim loại khác ít nhất 3 in. (75 mm).

5.4.2 Vật cản thẳng đứng trong khối đất gia cường

Vật cản thẳng đứng (vertical obstructions) là các kết cấu được chôn trong hoặc vươn theo phương đứng xuyên qua khối đất gia cường. Ví dụ gồm: hố ga thu nước (catch basin), miệng thu dạng song chắn rác (grate inlet), móng biển báo, móng cầu, cột đèn, cột guardrail, hoặc cống.

Tuyệt đối không được để bất kỳ thanh cốt đất nào không được nối với mặt tường hoặc bị cắt/uốn tùy tiện ngoài hiện trường chỉ để tránh vật cản. Mọi thay đổi thiết kế nhằm tránh vật cản phải được xem xétphê duyệt bởi kỹ sư thiết kế tường chịu trách nhiệm (designer of record).

Cũng cần xem xét thêm đối với các vật cản tác dụng tải lên tường (ví dụ: móng sâu, tác dụng lật của biển báo và cột đèn). Các trường hợp này có thể cần bổ sung cốt gia cườnggia cường/đỡ mặt tường để kháng lại sự tăng cục bộ của ứng suất ngang.

Tương tự, do chuyển vị của tường, tường có thể gây áp lực đất ngang hoặc ứng suất kéo xuống theo phương đứng (vertical downdrag) lên vật cản; các hệ quả của điều này đối với thiết kếkhả năng làm việc của vật cản cũng phải được đánh giá.

Giải pháp thiết kế tốt nhất là điều chỉnh vị trí của vật cản và/hoặc bố trí cốt gia cường để không xảy ra xung đột. Trong một số trường hợp, khi không thể tránh xung đột giữa vật cản đứng và cốt gia cường đất, thiết kế tường ở khu vực gần vật chướng ngại có thể được điều chỉnh theo một trong các phương án thay thế sau đây.

Phương án 1Bố trí cốt gia cường đất vòng quanh vật cản mà không cắt cốt, như thể hiện trong Hình 5-17. Trong phương án này, các cấu kiện mặt tường gần vật cản được bố trí bổ sung các vị trí liên kết với mặt để cốt gia cường đất có thể được liên kết tại các vị trí cách xa vật cản đứng.

Ví dụ, như thể hiện trong Hình 5-17a, một tấm mặt rộng 5 ft (1.5 m) cần một bar mat 4 sợi có thể được bố trí 8 vòng clevis (clevis loop); và tại hiện trường, bar mat có thể được gắn vào bất kỳ 4 vòng clevis liên tiếp nào tùy theo vị trí của vật cản đứng.

Tương tự, như thể hiện trong Hình 5-17b, với một tấm mặt 5 ft (1.5 m) mà vật cản che khuất 2 dải cốt (strip reinforcements), có thể dùng một strongback (dầm/giằng tăng cứng) bằng thép góc mạ kẽm để bắc qua hai tấm. Khi đó strongback cho phép hai dải cốt bị lệch vị trí được liên kết ở hai phía của vật cản.

Trong trường hợp cốt gia cường đất không nằm giữa tấm mặt, cần đánh giá tải lệch tâm của tấm mặt xét theo khả năng chịu lực của mặt tường để kháng lại mô men uốn tăng lên và nguy cơ xoay mặt tường.

Trong trường hợp cốt dạng dải (strip reinforcements) dùng liên kết đai ốc – bu lông (nut and bolt connection), có thể xòe các dải cốt vòng quanh vật cản như thể hiện trong Hình 5-17c. Khi đó, góc xòe nên nhỏ hơn 15°khả năng chịu kéo của dải cốt bị xòe phải được giảm theo cos của góc xòe. Góc xòe được định nghĩa là góc đo trong mặt phẳng ngang, tính từ một đường vuông góc với mặt tường.

Do liên kết kiểu clevis loop hoặc liên kết tương tự đối với bar mat, việc xòe lớn hơn khoảng 3° đến 5°không thể nếu không tạo ra mô men tại liên kết và gây phân bố tải không đều lên các bộ phận liên kết clevis loop. Trong mọi trường hợp, không được cắt bar mat để ép các sợi thép dọc uốn vòng quanh vật cản đứng, vì sẽ tạo ra mô men gây hư hại tại các mối hàn của thanh ngang, đồng thời gây bất lợi tại liên kết với mặt tường và có thể làm nứt lớp mạ kẽm. Không nên xòe bar mat nếu cơ chế liên kết không cho phép sự xòe như vậy mà không cần cắt các thanh ngang.

Nếu các lớp cốt gia cường được bố trí vòng tránh quanh vật cản đứng, cần chú ý cân bằng lực trên mặt tường để bảo đảm các tấm mặt không bị xoay lật ra ngoài. Các cấu kiện mặt tường có khe nối nằm phía trước vật cản đứng có thể được liên kết kết cấu bắc qua khe như minh họa trong Hình 5-17, hoặc có thể xem xét dùng tấm dài hơn, ví dụ 10 ft (3 m) thay vì tấm rộng 5 ft (1.5 m). Liên kết kết cấu không nên bắc qua quá một khe nối, tức là không vượt quá 2 tấm. Nếu xuất hiện điều kiện như vậy, thì cần áp dụng Phương án 2Phương án 3 cho phù hợp.

Phương án 2 – Giả sử việc bố trí lại cốt gia cường đất theo Phương án 1 là không thể, và các lớp cốt gia cường phải bị cắt đứt một phần hoặc hoàn toàn tại vị trí của vật cản, thì các lớp cốt gia cường xung quanh phải được thiết kế để chịu phần tải bổ sung vốn dĩ sẽ do các lớp cốt bị cắt đứt đảm nhận.

Trong phương án này, phần mặt tường nằm phía trước vật cản phải được làm ổn định đối với dạng phá hoại lật (overturning) hoặc trượt.

Hình 5-17. Ví dụ tránh vật cản thẳng đứng mà không phải cắt các lớp cốt gia cường đất.

Phương án 3 – Có thể bố trí một khung kết cấu xung quanh vật cản, khung này có khả năng truyền tải từ phần mặt tường ở phía trước vật cản đến các lớp cốt gia cường được liên kết với khung kết cấu ở phía sau vật cản. Nội dung này được minh họa trong Hình 5-18a, Hình 5-18b và Hình 5-19. Khung kết cấu và các liên kết phải được thiết kế theo Mục 6 (“Steel Structures”) của AASHTO (2007) đối với lực kéo lớn nhất tại bất kỳ cao trình nào của các lớp cốt trong khối đất gia cường. Khung kết cấu phải được thiết kế sao cho không phát sinh mô men trong cốt gia cường đất hoặc tại liên kết ở mặt tường.

Lưu ý rằng, như thể hiện trong Hình 5-18c, có thể kết nối trực tiếp cốt gia cường đất vào vật cản tùy theo loại cốtđặc điểm của vật cản. Hình 5-20 trình bày các chi tiết ví dụ cho tường MSE dùng khối lắp ghép (modular block units) với các vật cản đứng có chiều cao hạn chế, như hố ga thu nước hoặc móng cột hàng rào, nằm gần mặt tường.

Hình 5-18. Các vật cản thẳng đứng trong khối đất gia cường với các đơn vị mặt tường panel bê tông đúc sẵn theo từng đoạn.
Hình 5-19. Ví dụ khung kết cấu bao quanh vật cản thẳng đứng
(a) với mặt tường panel bê tông đúc sẵn lắp ghép – lưu ý các lớp cốt gia cường liền kề theo phương đứng phải được cách nhau tối thiểu 3 in. (75 mm),
(b)-(c) với mặt tường bằng khối xây modular – lưu ý chi tiết góc.
Hình 5-20. Ví dụ chi tiết bố trí cốt gia cường quanh các vật cản thẳng đứng trong khối đất gia cường với các khối xây modular.

5.4.3 Các vật cản nằm ngang trong khối đất gia cường

Vật cản ngang (horizontal obstructions) là các kết cấu được chôn trong hoặc chạy xuyên theo phương ngang qua khối đất gia cường với một chiều dài đáng kể dọc theo tường. Các vật cản ngang thường do các công trình hạ tầng kỹ thuật, chẳng hạn ống thoát nước mưa, gây ra. Cần tránh bố trí vật cản ngang trong khối đất gia cường vì không chỉ gây khó khăn thi công, mà các vật cản như ống kỹ thuật cũng có thể rất tốn kém để sửa chữa và bảo trì do có thể phải tháo dỡ hệ tường. Nếu không thể tránh vật cản ngang, có thể xem xét các hướng dẫn thiết kế sau:

  • Đối với cốt không giãn (inextensible reinforcements), có thể tránh vật cản ngang nếu có thể bẻ hướng cốt một cách êm thuận đến 15° theo phương đứng (vertical skew) như thể hiện trong Hình 5-21. Độ bẻ lớn hơn 15° có xu hướng làm nứt lớp mạ kẽm và có thể làm giảm khả năng chịu kéosức kháng kéo tuột của cốt không giãn.
  • Hướng dẫn cho cốt giãn (extensible reinforcements) như geogrids được trình bày trong Hình 5-22.
  • Trong các trường hợp không thể định hướng cốt như thể hiện trong Hình 5-21Hình 5-22, có thể cân nhắc sử dụng tấm mặt phụ (back-up panels) như thể hiện trong Hình 5-23.
  • Không khuyến nghị buộc/liên kết cốt gia cường vào ống. Cần phát triển các chi tiết đặc biệt để bố trí vật cản mà không gắn vào nó.
  • Các ống kỹ thuật trong khối gia cường có khả năng xảy ra lún chênh lệch do đất đắp lún trong quá trình thi công. Cần dự liệu ứng suất kéo xuống (downdrag) tại các vị trí ống giao cắt mặt tường hoặc giao với kết cấu đứng như hố thu dạng giếng (drop inlet). Đã ghi nhận rằng rò rỉ nước đáng kể chảy vào tường MSE có thể gây các vấn đề, bao gồm phá hoại. Do đó, hệ thống kỹ thuật chỉ nên đặt trong các hệ “tường đôi (double wall)”, ví dụ đặt ống trong box culvertshành lang kiểm tra, hoặc dùng ống hai lớp (double wall pipe)thiết bị quan trắc để phát hiện rò rỉ. Chỉ dùng khe nối chống rò (leak proof joints) cho các ống thoát nước. Khi dự kiến có chuyển vị chênh lệch và ứng suất downdrag, cần dùng các liên kết mềm và thiết kế để chịu được chuyển vị và ứng suất ước tính.
  • Không nên bố trí đường ống cấp nước có áp (pressurized water mains) bên trong kết cấu tường MSE.
Hình 5-21. Bố trí vượt qua vật cản nằm ngang trong tường MSE với các lớp cốt không giãn.
Chiều sâu bổ sung
cần thiết, d (in.)
Khoảng cách tối thiểu X
để đạt được đoạn cong êm, in.
3 27
6 39
9 48
12 60
15 72
Hình 5-22. Bố trí vượt qua vật cản nằm ngang trong tường MSE với các lớp cốt giãn.
Hình 5-23. Ví dụ sử dụng các tấm panel phía sau (backup panel) cho các vật cản nằm ngang lớn.

5.4.4 Ống xuyên qua mặt tường

Trong một số trường hợp, các đường ống phải xuyên qua tường MSE hoặc đi qua Retained backfill. Các vị trí xuyên qua khối đất gia cường và/hoặc các cấu kiện mặt tường có thể tạo thành góc xiên (skew) hoặc vuông góc so với mặt tường.

Nếu một ống phải xuyên qua mặt tường, các cấu kiện mặt tường cần được thiết kế để ôm quanh ống sao cho các cấu kiện mặt tường vẫn ổn định và đất đắp sau tường không bị lọt qua mặt tường tại vị trí tiếp giáp với vật cản. Cần dự liệu chuyển vị chênh lệch giữa mặt tường và đất đắp gia cường và xem xét ứng suất kéo xuống (downdrag) liên quan trong thiết kế. Vì vậy, việc chèn lấp khô (dry packing) quanh ống nên thực hiện sau khi tường đã gần hoàn thành.

Các chi tiết điển hình cho đường ống xuyên qua mặt tường bằng cấu kiện đúc sẵn lắp ghép dạng segmental và mặt tường bằng khối lắp ghép lần lượt được thể hiện trong Hình 5-24Hình 5-25. Trong các chi tiết này chưa thể hiện lớp kê (bedding)vật liệu lấp lại (backfill) cho ống. Vật liệu kê dạng hạt (granular bedding) có thể có tính thấm lớn hơn đáng kể so với đất đắp gia cường và/hoặc Retained backfill. Khi đó, lớp kê ống có thể trở thành đường dẫn đưa nước vào công trình tường MSE. Vì vậy, cần bố trí tường đầu ống (headwall) tại đầu ống để ngăn nước đi vào lớp kê. Dòng chảy tiềm năng này cần được xử lý trong các chi tiết tường.

Cần thể hiện một đường dòng chảy rõ ràng, trong đó các tiêu chí về lọc được thỏa, từ lớp kê ống và đất lấp lại đến lớp cốt liệu thoát nước. Có thể cần bố trí lỗ thoát nước (weep holes) xuyên qua cột mặt tường bê tông để thoát nước cho lớp kê ống và đất lấp lại.

Hình 5-24. Ví dụ ống xuyên qua các tấm mặt tường panel bê tông đúc sẵn dạng phân đoạn.
Hình 5-25. Ví dụ ống xuyên qua các khối mặt tường dạng modular.

Hố ga thu nước (catch basins)giếng thăm (manholes) có thể xuyên theo phương đứng qua đất đắp gia cường hoặc Retained backfill. Đất lấp quanh các giếng thăm này có thể là đất hạt rời. Nếu đất lấp quanh giếng thăm thấm hơn đất đắp của tường, thì lớp đất lấp quanh giếng thăm có thể trở thành đường dẫn tiềm năng cho dòng nước chảy và tập trung. Kỹ sư thiết kế tường cần xử lý khả năng này, vì các biện pháp thoát nước được bố trí nếu đất đắp tường xung quanh kém thấm hơn.

Đối với các tường quan trọng, kỹ sư thiết kế tường có thể cân nhắc khả năng ống bị rò rỉ làm bão hòa đất xung quanh. Nếu đây là mối lo ngại, có thể bố trí một loại đất thấm cao (so với đất đắp tường) bao quanh đường ống và dẫn đến một hệ thoát nước hoặc điểm xả, nhằm tạo một đường thoát an toàn cho dòng chảy.

5.4.5 Các khe trượt (Slip Joints)

Khi điều kiện dưới nền và/hoặc hình dạng tuyến tường thay đổi đột ngột, có thể xảy ra lún chênh lệch đáng kể tại mặt tường, kèm theo các vấn đề như mở khe nốitiếp xúc giữa các cấu kiện mặt (unit-to-unit contact). Trong các trường hợp đó, có thể cân nhắc sử dụng slip joint (là khe trượt) – tức là khe nối đứng liên tục.

Slip joint khác với khe nối đứng thông thường giữa các tấm ở chỗ: nó có một khe tách theo phương đứng giữa các cấu kiện mặt kề nhau và khe này chạy suốt toàn bộ chiều cao tường. Do cấu tạo như vậy, phần tường ở mỗi bên khe sẽ làm việc độc lập.

Các điều kiện sau đây cần cân nhắc dùng slip joint:

  • Khi dự kiến lún chênh lệch đột ngột lớn hơn 1% (0.01).
  • Khi có thay đổi đột ngột về chiều cao tường từ 5 ft (1.5 m) trở lên.
  • Khi tường nằm trên một yếu tố tương đối cứng như móng mố cầu hoặc đá gốc.
  • Khi một kết cấu cứng nhẹ như cống hộp (box culvert) cắt qua mặt tường MSE.
  • Khi tường kết thúc vào một kết cấu đổ tại chỗ (cast-in-place) (xem Mục 5.5 để biết thêm).
  • Khi xuất hiện các đường cong nằm bán kính nhỏ.

Hình 5-26 trình bày các chi tiết khe trượt (slip joint) phổ biến cho các đơn vị mặt ngoài bằng bê tông đúc sẵn theo phân đoạn. Như được thể hiện trong hình, thiết kế khe trượt sử dụng một tấm khe trượt lộ ra ngoài có thành phần gia cố đất riêng, hoặc một tấm “dự phòng” ẩn nằm trong phần đất đắp phía sau tấm mặt ngoài. Trong cả hai trường hợp, liên kết thông thường giữa hai tấm bị ngắt bỏ và sự chuyển vị độc lập ở mỗi bên của khe trượt là có thể thực hiện được. Hình 5-27 trình bày chi tiết khe trượt cho tường chắn dạng khối xếp (modular block).

5.4.6 Đoạn cong của tường

Đoạn cong của tường được mô phỏng bằng các dây cung có chiều dài bằng bề rộng danh định của đơn vị mặt tường. Vì vậy, các đơn vị mặt tường nhỏ hơn như khối xây modular có thể “đi theo” các đoạn cong gắt tốt hơn các panel bê tông đúc sẵn kích thước lớn. Tương tự, các panel bê tông đúc sẵn rộng 5 ft (1.5 m) có thể bố trí theo đoạn cong gắt hơn so với các panel rộng 10 ft (3 m). Đối với panel bê tông đúc sẵn, có thể đạt được bán kính cong nhỏ tới 50 ft (15 m) với panel rộng 5 ft (1.5 m) và khe nối 3/4 in. (19 mm).

Bất kể loại mặt tường nào, việc cung cấp chi tiết cho bố trí tường cong là rất quan trọng. Cần thể hiện rõ mối quan hệ giữa hướng tuyến tường và hướng tuyến đường giao thông. Trên bản vẽ thiết kế phải chỉ rõ các kích thước bù trừ (offset) so với các mốc tim tuyến và liệu các bù trừ này được đo đến đỉnh tường hay chân tường, đặc biệt trong trường hợp móng bậc.

Hình 5-28 thể hiện một chi tiết điển hình để bố trí cốt geogrid cho tường cong sử dụng khối xây modular. Các lớp geogrid thường được bố trí phủ kín 100% diện tích mặt tường, trong khi các cốt thép thường là rời rạc và có thể đặt vuông góc với mặt tường tại đoạn cong. Đối với các tường dùng geosynthetic, nếu bố trí geogrid quá cong có thể làm giảm đáng kể sức kháng nhổ vì tiếp xúc giữa geosynthetic và đất mịn hơn so với tiếp xúc giữa geosynthetic và cốt thô. Do đó, khuyến cáo bố trí một lớp đất mịn dày tối thiểu 3 in. (75 mm) giữa geosynthetic và đá hộc trong vùng chồng chéo, như đã nêu trong Hình 5-28.

Hình 5-26. Ví dụ mối nối trượt cho mặt tường bằng tấm bê tông đúc sẵn từng đoạn.
Hình 5-27. Ví dụ mối nối trượt cho tường mặt bằng khối môđun.
Hình 5-28. Ví dụ bố trí cốt geogrid cho tường có đoạn cong.

5.4.7 Góc tường

Khi hai đoạn tường MSE giao nhau tạo thành một góc “ngoài” (ví dụ 90 độ) hoặc “trong” (ví dụ 270 độ), cả hai đoạn tường có xu hướng dịch chuyển ngang sao cho góc tường có xu hướng “mở” ra. Các cấu kiện góc nên được bố trí như trên Hình 5-26a và 5-26b để bù lại các chuyển vị khác nhau, ngăn không cho đất đắp di chuyển qua khe nứt, và bảo đảm yêu cầu thẩm mỹ.

Hình 5-29. Ví dụ các chi tiết góc tường.

Các góc nhọn

Các góc ngoài của tường với góc nhỏ hơn 70 độ, tức là góc nhọn, cần tránh vì khó khăn trong thi công, ví dụ đầm chặt ở vùng góc và bố trí cốt. Tuy nhiên, nếu không thể tránh được tình huống này thì góc tường phải được thiết kế dựa trên các lưu ý sau:

  • Góc nhọn nên được thiết kế như một tường dạng thùng (bin wall) cho chiều dài đoạn tường mà tại đó không thể bố trí đủ chiều dài cốt mà không chạm vào mặt tường phía đối điện. Trong đoạn tường dạng thùng này, các phần tử cốt được liên kết kết cấu với cả hai mặt tường tạo thành góc nhọn, hoặc chồng lấn nếu có đủ không gian để phát huy lực kéo nhổ yêu cầu.
  • Các mối nối trượt đứng toàn chiều cao phải được bố trí tại vị trí tiếp giáp với góc nhọn và sau hàng tấm panel cuối cùng nơi có thể bố trí cốt toàn chiều dài.
  • Cốt đất nối với các mối nối trượt phải được bố trí vuông góc với các tấm panel tại mối nối trượt và có chiều dài thiết kế đầy đủ.
  • Cần xem xét sử dụng bê tông nhẹ như một giải pháp thay thế cho việc đắp và đầm chặt đất.
  • Phải đánh giá cẩn thận sự tương thích biến dạng giữa đoạn tường dạng thùng và phần còn lại của kết cấu tường MSE.

5.4.8 Mặt tường hai giai đoạn

Tường MSE với hệ mặt tường hai giai đoạn có thể sử dụng khi dự kiến sẽ có lún không đều đáng kể (ví dụ > 1/100), và việc dùng mối nối trượt, khe nối lớn hơn và/hoặc xử lý nền không khả thi để giảm tác động bất lợi của lún không đều. Trong tường MSE với mặt tường 2 giai đoạn, tường MSE chính được xây dựng với mặt tường mềm, ví dụ mặt lưới thép hoặc geosynthetic. Sau khi mặt tường mềm giai đoạn thứ nhất được xây dựng, nó được giữ nguyên trong một khoảng thời gian xác định trước để cho phép xảy ra lún. Khi lún nằm trong giới hạn cho phép, các đơn vị mặt tường cứng được lắp đặt ở giai đoạn thứ hai (giai đoạn cuối). Hình 5-30 trình bày một số chi tiết khái niệm của hệ 2 giai đoạn đã được áp dụng trong thực tế; có thể phát triển các chi tiết tương tự khác. Dưới đây là một số lưu ý chung cho hệ tường MSE hai giai đoạn:

  • Mặt tường giai đoạn 2, thường là các tấm bê tông, phải có bản kê/nền móng với các cơ chế căn chỉnh/chống chuyển vị như chốt hoặc chốt neo để nhận và căn chỉnh các đơn vị mặt tường, đồng thời truyền lực chống đỡ.
  • Ngoài các mối nối thông thường giữa các đơn vị mặt tường, ví dụ mối nối âm–dương, có thể cần thêm các chi tiết liên kết như chốt neo, tùy theo loại đơn vị mặt tường.
  • Các loại liên kết dùng tăng-đơ được sử dụng giữa mặt tường lưới thép giai đoạn 1 và các tấm bê tông giai đoạn 2. Kích thước và loại tăng-đơ, cũng như số lượng liên kết, phụ thuộc vào kích thước tấm mặt tường, khoảng cách giữa hai hệ mặt tường, loại vật liệu đắp giữa hai mặt tường, cũng như lượng lún tương đối dự kiến giữa hai hệ mặt tường sau khi hoàn thiện mặt tường giai đoạn 2. Cần thực hiện phân tích và thiết kế kết cấu chi tiết cho các mối nối này.
  • Trình tự thi công phải được thể hiện rõ ràng trên bản vẽ.

5.5 Khởi đầu và kết thúc tường

Việc khởi đầu và/hoặc kết thúc một tường MSE có thể nối vào các kết cấu khác, mái dốc hoặc nền hiện hữu. Các vị trí nối tiếp giữa tường MSE với các kết cấu khác là những vị trí thường thấy xuất hiện hư hỏng như các đơn vị mặt tường bị lệch, rò rỉ đất đắp và xói mòn. Vì vậy, cần bố trí chi tiết thích hợp tại các vị trí này. Một số khuyến nghị cho việc khởi đầu và kết thúc tường như sau:

  • Mối nối giữa tường MSE và kết cấu bê tông toàn khối phải được thiết kế để ngăn chặn mất hạt mịn và phải cho phép lún lệch giữa hai kiểu kết cấu. Các cấu hình điển hình cho các đơn vị mặt tường đúc sẵn theo từng tấm được thể hiện trên Hình 5-31. Có thể dùng vật liệu trám mối nối nhựa bitum như trên Hình 5-5a hoặc hệ thanh chèn (backer rod) và keo bịt kín như trên Hình 5-31. Một chi tiết thường dùng cho tường mặt khối MBW được thể hiện trên Hình 5-32.
  • Một kết cấu bê tông toàn khối có thể bố trí gờ (lip) để che mối nối như trên Hình 5-31c. Cần bố trí khoảng cách đủ giữa mặt tường và gờ để cho phép mặt tường dịch chuyển ra ngoài trong quá trình thi công. Cần dùng một lớp geotextile phía sau tường để giữ đất. Vật liệu chèn mối nối như xốp polystyren giãn nở có thể được dùng giữa mép đơn vị mặt tường và kết cấu bê tông toàn khối.
  • Cần tránh thay đổi đột ngột chiều cao tường tại các điểm khởi đầu và kết thúc tường. Điều này sẽ gây ra lún lệch và làm mặt tường quay ra ngoài không mong muốn do ứng suất kẹp tại các vị trí đó giảm. Có thể xem xét không làm bậc bản leveling pad trong phạm vi 10 ft (3 m) tính từ đầu hoặc cuối tường.
  • Khi bắt đầu hoặc kết thúc tường vào mái dốc và nền hiện hữu, tường phải được bảo vệ khỏi xói mòn bằng thảm thực vật và gia cố thích hợp. Trong trường hợp tường nằm cạnh mái dốc dốc đứng hoặc suối, cần có lớp đá lát geotextile hoặc vật liệu lọc thích hợp. Nên bố trí rãnh dẫn nước để chuyển hướng nước chảy từ cuối tường như đã trình bày ở Mục 5.3.3.
Hình 5-31. Các chi tiết mối nối điển hình giữa các tấm mặt tường bê tông đúc sẵn và các kết cấu C.I.P.
Hình 5-32. Mối nối điển hình giữa các khối block mặt tường môđun và các kết cấu C.I.P. đổ tại chỗ.

5.6 Thẩm mỹ

Một trong những đặc điểm hấp dẫn của tường MSE là yếu tố thẩm mỹ có thể dễ dàng được tích hợp vào các đơn vị mặt tường đúc sẵn. Một số ví dụ về xử lý thẩm mỹ mặt tường được thể hiện trên Hình 5-33. Lựa chọn các phương án xử lý thẩm mỹ gần như không giới hạn, tuy nhiên cần nhận thấy rằng mọi xử lý thẩm mỹ phải tương thích với quy trình đúc sẵn và dung sai thi công. Dưới đây là một số hướng dẫn chung cần xem xét khi phát triển các phương án thẩm mỹ:

  • Chi phí cho các phương án yêu cầu khuôn tạo hình đặc biệt phải được tính trong dự toán vì khuôn tạo hình cần chế tạo riêng và số lần sử dụng có hạn.
  • Nói chung, độ lồi của phần hoa văn nhô ra không nên vượt quá 1.5 in. (38 mm).
  • Không treo các chi tiết thẩm mỹ nặng từ mặt tường trừ khi các đơn vị mặt tường và cốt đất bên trong được thiết kế để chịu được lực từ các chi tiết trang trí và các tác động môi trường như gió, tuyết, v.v.
  • Cần xét đến dung sai thi công của mặt tường trong quá trình chế tạo khuôn tạo hình.
  • Cần xét đến sự tương thích giữa dung sai thi công của tường với dung sai của các chi tiết thẩm mỹ kề bên. Các hoa văn nổi rất khó duy trì khi tường MSE nằm cạnh một kết cấu bê tông toàn khối, như minh họa trên Hình 5-33(a), và điều này không được khuyến khích. Các hoa văn nổi giữa các kết cấu nên được ngắt quãng bởi cột giả hoặc chi tiết khác, như trên Hình 5-33(b).
  • Các hoa văn nằm ngang song song với mối nối ngang giữa các tấm panel có thể không còn thẳng hàng sau khi thi công do lún lệch.
  • Nên cân nhắc sử dụng các hoa văn bất quy tắc như kiểu đá Ashlar giúp che khuất các sai lệch không tránh khỏi tại các mối nối giữa các đơn vị mặt tường.
  • Cần xét đến góc chiếu sáng tại vị trí tường. Ở các thời điểm khác nhau trong ngày, ánh sáng mặt trời sẽ làm nổi bật hơn các chi tiết thẩm mỹ. Ảnh hưởng của các sai lệch xuất hiện do dung sai thi công thông thường lên các chi tiết trang trí có thể bị phóng đại, dẫn đến cảm nhận sai lệch về mức độ hư hỏng và/hoặc chất lượng mỹ thuật kém.
  • Cân nhắc sử dụng các màu sắc phù hợp với vật liệu mặt tường và sự phong hóa của bảng màu đó.
  • Các xử lý thẩm mỹ có thể sử dụng các chướng ngại, góc nhọn và các chi tiết xuyên qua mặt tường để tạo hiệu ứng, nhưng những chi tiết này đòi hỏi phải xem xét thiết kế cẩn thận và tăng cường công tác kiểm tra.
Hình 5-33. Ví dụ về tính thẩm mỹ của tường MSE.
Hình 5-34. Ví dụ về chuyển tiếp giữa mố C.I.P. và các tấm tường MSE,
(a) không có chi tiết chuyển tiếp giữa kết cấu C.I.P. và các tấm bê tông đúc sẵn nên khó khớp các đường nét, (b) một cột giả giữa C.I.P. và các tấm bê tông đúc sẵn che đi các đường nét có thể không trùng khớp.