Tóm tắt:
Mục tiêu đề tài nghiên cứu thí nghiệm một số chỉ tiêu cơ lý của vật liệu nhẹ địa kỹ thuật phù hợp với yêu cầu, làm cơ sở phân tích khả năng triển khai ứng dụng giải pháp sử dụng Geofoam cho nền đường đất yếu trong điều kiện thực tế thiết kế và thi công của Việt Nam; xây dựng tính toán ứng dụng EPS để xử lý nền đắp đường theo quy trình hướng dẫn tính toán thiết kế nền đường do Ban Nghiên cứu Đường bộ Mỹ; xây dựng phần mềm thiết kế ứng dụng vật liệu EPS để xử lý nền đắp đối với các công tình nền đắp cao sử dụng vật liệu Geofoam; xây dựng mô hình thực nghiệm, tính toán thiết kế ứng dụng nguyên liệu Geofoam đang sản xuất ở Việt Nam cho ứng dụng xử lý nền đường trên đất yếu để xử lý sạt lở đường vào cầu Cần Câu tại tỉnh Long An và đánh giá khả năng thực tế ứng dụng Geofoam.

Cầu Cần Câu thuộc huyện Tân Hưng, nằm trên tuyến đường Tân Hưng – Thạnh Hưng – Hưng Hà, trong quá trình thi công đắp đất mố cầu bị lún trượt đất nền do tải trọng đất đắp lớn trên nền đất yếu, nền đường đầu cầu chưa ổn định, phải xử lý tiếp giáp giữa mố cầu và phần đường đầu cầu.

Giải pháp hiệu quả xây dựng nền đường và công trình đắp cao trên nền đất yếu là sử dụng vật liệu đắp siêu nhẹ. Geofoam chủ yếu là xốp nhựa tổng hợp, là vật liệu siêu nhẹ được ứng dụng phổ biến nhất trên thế giới và được đánh giá là giải pháp đem lại hiệu quả tốt nhất về kinh tế kỹ thuật và xã hội.
Qua nghiên cứu khảo sát thì ảnh hưởng điều kiện tự nhiên tác động đến công trình nghiên cứu: Các thông số về điều ​kiện tự nhiên khu vực công trình nghiên cứu có nhiều bất lợi cho nền đường đắp cao; nền đường trên nền địa chất yếu, chiều dày đất yếu khá sâu từ 14 - 21m gây bất lợi, nền đường chạy dọc theo kênh đắp cao trên 4m dễ gây mất ổn định phía kênh; điều kiện thủy văn phức tạp mùa nước lũ dâng cao, mùa khô xuống thấp, chênh lệch mực nước cao nhất và thấp nhất khoảng 4 m, cường độ đất nền có thể suy giảm trong mùa lũ, giai đoạn nước rút sẽ tạo thêm áp lực thủy tĩnh gây bất lợi cho nền đường.

Về triển khai áp dụng vật liệu EPS : vật liệu EPS sản xuất trong nước thông dụng có tỷ trọng nhỏ từ 7,5 – 15 kg/m3, EPS có tỷ trọng lớn hơn 30 kg/m3 chưa được sản xuất rộng rải phải nhập nước ngoàivới giá thành cao; Việt Nam chưa xây dựng tiêu chuẩn kiểm định về vật liệu EPS sử dụng thay thế các vật liệu truyền thống trên các công trình đắp cao trên nền đất yếu; thiết kế áp dụng tiêu chuẩn của nước ngoài nên chưa phù hợp với điều kiện khí hậu và địa hình phức tạp của Việt Nam; các thiết bị chuyên dùng phục vụ cho thi công phải nhập.

Kết quả đã xây dựng mô hình chiều dài phần đường xử lý mỗi bên mố là 26 m, chiều rộng là 4,5 m, lan can phòng hộ mỗi bên là 0,25m, tấm Geofoam có kích thước 1000 x 2000 x 660 mm, có hiện tượng lún trượt tại mố A, nhưng mố B vẫn ổn định và đang khai thác, đây là cơ sở cho việc vận dụng giải pháp để xử lý các công trình xây dựng trên nền đất yếu trong điều kiện ở Việt Nam. Đây là công trình ứng dụng vật liệu mới Geofoam đầu tiên được áp dụng vào thiết kế, thi công đường vào cầu ở Long An nói riêng và Đồng bằng Sông Cữu Long nói chung nên kinh nghiệm trong thiết kế, thi công còn hạn chế, ảnh hưởng nhất định đến thành công của đề tài.

Khả năng sử dụng vật liệu mới Geofoam sản xuất trong nước làm vật liệu đắp siêu nhẹ cho công trình nền đường giao thông là cần thiết, có thể thế vật liệu truyền thống có khối lượng thể tích lớn không thích hợp cho việc xử lý nền đất yếu. Tuy nhiên để áp dụng và triển khai đem lại hiệu quả cần rất nhiều kinh nghiệm từ việc tính toán đến thực nghiệm cũng như ban hành các quy trình, quy phạm, đơn giá áp dụng; giải pháp ứng dụng vật liệu siêu nhẹ Geofoam mang lại hiệu quả kinh tế cao, rút ngắn tiến độ thi công, giảm diện tích xây dựng, giảm giá thành xây dựng.