Luận văn thạc sĩ Xây dựng công trình thủy: Nghiên cứu biện pháp xử lý sạt trượt mái Ta-luy đường ô tô

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ NÔNG NGHIỆP VÀ PTNT

TRƯỜNG ĐẠI HỌC THUY LỢI

các Giáo sư, Phó Giáo sư, Tién sĩ, và

‘Toi xi chân thinh cảm ơn quỷ thiy

các cần bộ công te tại Khoa Công trình, Phòng Đảo tạo ĐH và SDH đã giúp tôihoàn thành Luận văn cũng như trong quá tình học tập tại Trường Đặc biệt tôi xin

sử li cảm ơn chân thành tới TS Nguyễn Thể Điện đã giúp tôi hoàn thành bản luận

văn này Cuối cùng tôi cũng xin gửi lời cảm ơn tới bạn bè, đồng nghiệp tại Viện.“Thủy công ~ Viện KH Thủy lợi VN cũng như gia đình đã giúp đỡ động viên tôi

luận văn.trong quá trình học tập và thực h

Tác giả

Lê Đình Hùng.

Ngày tháng năm sinh: 25/12/1985

Học viên cao học lớp: CHI9C11, niên khoá 201 1 ~ 2014, Trường Đại học thuỷ lợi.

"Tôi viết bản cam kết này xin cam kết rằng dé tài luận văn “Nghiên cứu biện

pháp xử lý sat trượt mái ta-luy đường 6 tổ1a công tình nghiên cứu của cá nhân

mình Tôi đã nghiêm túc đầu tư thời gian và công sức dưới sự hướng dẫn của TS.Nguyễn Thể Điện dé hoàn thành đề tải theo đúng quy định của nhà trường Nếu

những điều cam kết của tôi có bắt kỳ điểm nào không đúng, Tôi xin chịu hoàn toàn

trách nhiệm và cam kết chịu những hình thức kỷ luật của nhà trường,

Hà Nội, ngày tháng tẫm:

“Cá nhân cam kết

Lê Đình Hùng.

1 Tinh edp tht cia 48 ti 1

2 Mue dich của đề tai 13 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu : « «ae.4 Cách tiếp cận và phương pháp nghiên cứu, 2

CHƯƠNG 1 TONG QUAN VỀ HIỆN TƯỢNG SAT TRƯỢT MAI TA-LUYDUONG GIAO THONG

1.1 Khai niệm hiện tượng sat truot 31.2 Phân loại hiện tượng sat trượt mái ta-luy 3

1.2.1 Trugt dit 3

1.2.2 Sat trugt dit di, 4

1.3 Tình hình sat trượt mái ta luy đường 6 tô ở các tỉnh miễn núi 6124 Các biện pháp xử lý ạt trượt ta-luy đường 6 tô đã và đang ấp dụng các nước.trên thé giới và Việt Nam 1B

15 Kếthậnchương! l

CHƯƠNG 2 TONG QUAN VE NEO TRONG BAT (GROUND ANCHOR)

2.1 Neo Lich sử phát triển neo trong đất 18

2.2 Phần loạineo trong đất 19221 Tổng quan : " : 1922.2 Neo tạo lực kéo 212.2.3, Neo tao lực nén tập chung soe : 22.24 Neo tao lực nón phần bd 23

2.2.8 Cấu tạo neo trong dit 35

23.2 Các nhântổ ảnh hưởng đến sức chịu nh của thanh neo

23.3, Một số công thức tính sức chống nhỗ của neo (giao diện đắt ~ neo)2.3.4 Giao dign vữa - dây neo.

2⁄4 - Ứng dung neo trong dit

24.1 Ngon định tường chắn đắt kh tỉ công hồ dio

32.1 Tổng quất

3⁄22 Các loại ép lực đắt và điều kiện sinh ra chúng

3⁄23 Ấp lực dit ở tạng thải ngưng3.2.4 Áp lực dit do tả trọng chất thêm

3⁄25 Công thức tinh áp lực đất theo thuyết áp lục đất Coulomb mổ rộng

3.3 Phin mém phần tử hữu hạn Plasix 8.2.

35s63760

3.4 Tinh áp lực dt bing phần mém Plas 663.5 Kécluin chuong 3 10CHUONG 4 ĐỀ XUẤT BIEN PHÁP XỬ LÝ SAT TRƯỢT MAI TA-LUY BANGHỆ THONG TƯỜNG NEO.

4.1 — Bàitoánthiếtkể neo tong đất m4.1.1 Xác định vị tri mặt trượt giới hạn 14.1.2 Tinh ton ti trong neo m

4.1.3 Thiết kế đoạn chiều dai không liên kết T34.14, Thiết kế đoạn chiều đãi đoạn liên kết 3

4.1.5, Xác định khoảng cách các neo và góc nghiêng của neo, ®4.1.6, Kiểm tra ổn định chung vi én định cục bộ của hộ thống tường neo 15

42 Thiếtkế neo ổn định cho một mái dốc bằng phần mềm Plasix 8.2 15

42.1, Môhinhbàitoán 154.2.2 Tính toán mật độ và khoảng cách hop lý của hệ hổng tưởng neo 80

43 Kết luận chương4 vs - 99

43.1 Kẩhận 994.3.2 Những tổn tại và hung tip tục nghign cứu 991 Kết luận 10L

2 Kiếnnghi 102‘TALLIEU THAM KHẢO.

DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ

Hình 1.2: Sơ đỗ sat trượt dtd 4Hình 1.3: Sơ đồ xối sat đất đá 5Hình 1.4: Sơ đỗ đá đồ, đá VAM csscsscssesssnsteusnnennnsnonsnnseosanstsnsonetnnsnsnsnnseesanstc 6Hình L.5: Trượt đắt qua xã Bắc hợp ~ Nguyên bình ~ Cao bằng 8Hình 1.6: Trượt dat qua xã Bắc hợp — Nguyên bình — Cao bằng 8Hình 1,7: Sạt trượt đắt đã trên đèo Vi Hương thuộc đường 258 10

Hình 1.8: Xói sat đắt đá tai Kv 70 tuyến đường Chả cang ~ Mường nhé "

Hình 1.9: Diễm x6i sat đất đá trên QL12 thuộc khu vực thị xã Mường Lay tinh DiệnBiên sau trận mưa lớn 12

Hình 1.10; Sat trượt với mức độ nghiêm trọng đã vùi lấp toàn bộ đoạn đường

lớn 2

Hình 2.1: Phân loại neo trong đắt 20

Hình 2.2: Phân loại neo theo phương thức liền kết neo với đắt nên 21

Hình 2.3: Cầu tạo sơ đỗ thay đổi tải trong và biểu đỗ phần bố ma sát của neo tạo lực.

kéo 2

Hình 2.4: Cấu go so đồ thay đi ti trong và biểu đồ phần bố ma sit của neo tạo lựcniên tập chung 23Hình 2.5: Cấu go sơ đồ thay đổi tải trong và biểu đỗ phần bổ ma sắt của neo tạo lực

Hình 2.6: Phân loại neo theo phạm vi sử dung 24Hình 2.7: Mat cit ngang điển hình neo trong đất 26Hình 2.8: Cấp dự ứng lực sử dung trong neo đất 2

Hình 2.9: B trí cửđịnh vị và miếng định tâm, 28Hình 2.10: Nguyên lý chịu lực của thanh neo 29

Hình 2.13: Neo chống lực diy nổi 34Hình 2.14: So sánh tường trọng lực va tường neo ứng dụng khi thi công đường.

dio, 35

Hình 2.15: Ứng dụng neo trong đắt dn định mái đốc chống sat lở, 36

inh 2.16: : Ứng dung neo rong đất khối bể tông chống sat lờ 36Hình 2.17: Ứng dụng công nghệ neo UST (neo OVM Trung quốc) phòng chống sattrượt đèo đá déo đường Hỗ Chí Minh ¬ _~ _ ,,inh 2.18: Thiết kế gia cổ ta uy bằng cáp neo trong dit UST kết hợp khung BTCT

tại Kml88-Km1971236, QL70 37

Hình 2.19: Gia cổ mi ta luy bằng cấp neo trong dit UST kết hợp khung BTCT và

giếng thoát nước tén định mái taluy tại QLD - khu vue cầu Móng Sến 38

ngang mii dốc 39Hình 3.2: Lực tác dung lên phân tổ đất trong trường hợp mặt trượt tụ tn

Hình 3.3: Lực tác dụng lên phân tổ đắt trong trường hợp mặt trượt qua nền đá 42.

inh 3.4: Lực tác dụng lên phân tổ đất trong trường hợp mại trượt gy khúc 2

Hình 3.5: Quan hệcác loại áp lực 47inh 3.6: Phương ứng suit chính lớn nhất và vòng tin Morh ứng sat 4

Hình 3.7: Sơ đồ tinh áp lực đất chủ động va bi động theo Rankine 49

inh 3.8: Sơ đỗ tính áp lực đắt bị động va bị động theo Rankine siHình 3.9: Sơ đồ áp lực đất chủ động của dt ri theo Coulomb, 42Hình 3.10: Sơ đồ áp lực dat chủ động của đất dính theo Coulomb, 53inh 3.11: Sơ đồ tính áp lực đắt chủ động theo đồ giải s

Hình 3.12: Sơ đồ áp lực đắt bị động theo Coulomb 34Hình 3.13:ngang, lung tường thẳng dimg 55

Hình 3.14: Sơ đồ áp lực đắt khi lưng tưởng và mặt đắt đắp nằm nghiêng 56Hình 3.15: Sơ đồ áp lực đất chủ động khi lưng tường và mặt đất dip nằm

Hình 3.22: Các đường đồng mức chảy déo của mô bình HS trong không gian ứngsuất chỉnh 65

inh 3.23: Mặt cắt ngang mô hình 67Hình 3.24: Mô hình tinh toán fing Pasi 68Hình 3.25: Biểu đồ phân bổ ứng suất dọc trục vuông góc và mái taluy ou đ, 68

inh 4.1: Tính toin lực căng neo n

Hinh 4.2: Khoảng cách theo yêu cầu theo phương đứng và phương ngang T5inh 4.3: Mat cắt ngang tính toán 15

Hình 4.4: Mô hình tính toán én định mái đc, ninh 4.5: Kết quả chuyển vị gia ting 18Hình 4.6: Biển dang trượt gia tang 78

inh 4.7: Đường cong My với chuyển vi 19Hình 4.8: Mô hình xác định áp lực đắt ngưng 80inh 4.9: Biểu đồ phân bổ ứng suất doc tre mãi ta lay ox siinh 4.10: Biểu đỗ phân bổ cường độ áp lực đất theo phương đứng siinh 411: So tinh lực căng neo T(N/n, 2

Hình 4.14:Hình 4.15Hình 4.16:Hình 4.17:Hình 4.18

Hình 4.19:Hình 4.20:Hình 421Hình 4.22:

Hình 4.23:Hình 4.24:Hình 425:

Hình 426:Hình 4.27:Hình 4.28:Hình 429:

Hình 4.30:Hình 4.31Hình 4.32:

Giai đoạn 3-Xay đụng tường, lắp đặt vi căng neo cho ting neo 2 87Giải đoạn 4-Xây dựng tường, lắp đặt và căng neo cho tang neo 3 87Biểu đổ phân bổ lực kéo bầu neo I với Nagy = 310,07 kN/m 87Biểu dé phan bố chuyển vị dọc trục bầu neo 1 với U, = 15,03.10° m.88

Biểu đồ phân bổ chuyên vị pháp tuyển bầu neo 1 với U, = 208.10 m

Biểu đồ mô men uốn tường thẳng đứng Mya = 455,47 kNm/m 88Biểu đỗ phi bổ lực kéo bằu neo I với Nag = 31,20 kN/m, 88Biểu đồ phân bố chuyền vị dọc trục bầu neo 1 với U, = 0,64.10° m 88Biểu đồ phân bổ chuyên vi pháp tuyển bầu neo I với U, = 048,10" m

Hình 4.33: Biểu đồ phần bổ lực kéo bằu neo 3 với N„ = 1630 kNim 90inh 4.34: Biểu để phân bổ chuyển vị đọc trục bẫu neo 3 với U, = 3,17.102m, 9IHình 4.35: Biểu đồ phân bổ chuyển vị pháp tuyển bầu neo 3 với U, = 0.70.10°%m

inh 4.36: Biểu đỗ mô men tổn tường thẳng đứng M„ = 1290 kNmim, 91

Bảng 3.1: Bảng chi tu cơ lý của đất

Bảng 3.2: Giá trị áp lực đất lớn nhất hệ số mái tương ứng m =

175 vàBảng 3.3: Giá trì áp lực đất lớn nhất hệ số mãi trong ứng m

Bảng 4.1: Các chi tiêu cơ lý của mô hình tinh toán trong Plasix

Bing 42 Các đặc tring vật liệu của tường chắn.

Bảng 4.3 Các đặc trưng của chiều dai đoạn không liên kết

Bảng 4.4 Các đặc trưng của đoạn liên kết (bằu neo).

Bảng 4.5 Bảng tải trong làm việc va sức chịu tải lớn các trường hợp.

Bang 4.6 Bảng tính toán thiết kế sức chịu tải của neo các trường hợp.

Bing 4.8 Bing chuyển vị tổng các ting neo trường hợp có 3 ting neo.

Bảng 49 Bảng chuyển vị tổng ác ting neo trường hợp có 4 ting neo.

Bang 4.10 Bảng chuyển vị tổng các ting neo trường hợp có 5 ting neo.

ing neo trường hợp có 6 ting neo (I-8m;97

1 Tính cắp thiết của đề tài

diện ích đồi núi chiếm 70% va khí hậu wing nhiệt đối gió mia, thong

đường giao thông của Việt Nam xuất hiện phổ biển hiện tượng sat trượt mai ta-luy

của các tuyển đường vùng núi, đc biệt vào mùa mưa lũ Hiện tượng này gây ra

nhiều thiệt hại như: tăng giá thành công trình, làm châm tiến độ thi công: mắt an

toàn lao động dễ gây thiệt hại về người, nguy hiểm cho phương tiện tham gia ưuthông, thiệt hại ánh tế và kéo theo một loạt hậu qua xấu về mặt xã hội

Các giải pháp thiết kế đã và đang áp dụng hiện nay trong vấn đề xử lý ồnđịnh mái ta-luy vẫn thục sự chua phát huy hét hiệu quả, vẫn xuất hiện nhiều hiện

tượng sat rượt trên các tuyển đường giao thông, Nhằm từng bước giải quyết và tiến

tới đảm bảo xử lý tiệt để én định cho các mấi t-luy đường miễn núi chúng ta cần

hải tiến hành nghiên cứu lý thuyết, the nghiệm, các giả pháp mới trong vấn đểxử lý ôn định, đánh giá và so sánh để chọn ra một giải pháp hợp lý, đảm bảo ổninh lâu dài, có giá thành hợp lý để xây dựng công tình.

2 Mục đích của để tài

Đưa ra giải pháp công trình và phương pháp tinh toán thiết kế để phòng,

chống sạt trượt mãi ta-luy đường ô tô hiệu qua khí xảy ra mưa kếo đãi

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

‘Tim hiểu về thực trang sạt trượt mái ta luy đường 6 tô, nguyên nhân và các

giải pháp công trinh khắc phục lâm cho công trình an toàn và hiểu quả kinh tẾNghiên cứu tổng quan về vẫn đỀ sat trượt tạ luy đường min ni.

Nghiên cứu cơ sở lý luận tính toán ổn định mái dốc (cơ sở lý thuyết về ôn.

định mai dốc, các phương pháp tinh toán ôn định mái đốc thưởng dũng)

a xuất biện pháp xử lý sat trượt a-luy đường miễn nói

quả nghiên cứu của các công trình đã công bố đồng thời dựa trên các tiêu chuẩn.

Dùng phần mém Plaxis đễ tỉnh toán thết kế gia cường mái đốc theo phương,

CHƯƠNG 1

TONG QUAN VE HIỆN TUQNG SAT TRƯỢTMAITA-LUY DUONG Ô TÔ

Ll Kháiệm hiện tượng sat trượt

Sat rượt là các quá tình chuyển động của khối đắc đá về phía chân sườndốc dưới tác dụng của trọng lực

1.2 Phân loại hiện trợng sạt trượt mãi ta-luy

Có nhiều cách phân loại sat trượt mái ta-luy tuy nhiên, tác giả phân loại theonhững tiêu chỉ sau:

~ Ban chit, cơ chế phát sinh, phát tiễn và đặc điểm dịch chuyển của dit đá

trên mái đốc

= Các điềukiện và nguyên nhân chính phát sinh ra hiệ tượng sat rượt

Hiện tượng sat trượt mái ta-luy bao gồm:

131 Trượ đất

“Trượt dat là hiện tượng cả nguyên khối đất đá nằm trên sườn đồi hay mái dốcbị địch chuyển như một cổ thé theo nguyên lý trọng lực, hưởng di chuyển tịnh tiễn

xuống phía dưới trên một mặt liên ye, gly khúc hoặc có dạng cung trồn tong lòng

đất gọi là mặt trượt Đắt đá và cây cối nằm bên rên khối trượt, trong quả trình dich

chuyển không bị xáo trộn Cây cối mọc trên thân khối trượt vẫn còn nguyên nhưng

sẽ bị nghiêng đều theo một hướng (còn gọi là hiện tượng cây say, rừng say ) Trong.đó, đắt đã trên thân khối trượt và phía đưới bé mat trượt vẫn có độ ẩm bình thườngnhưng đất tại mặt trượt lại có đỗ ẩm cao, tăng vọt và trạng thái đắt đã tại đó bị cả

vO nhàu, vỡ vụn

1.2.2 Sat trượt đất đá.

Khối đất sat trượt có xu hướng dich chuyển xuống cuối đốc, đất đã trong

khối trugt bị xáo trộn cùng cây edi, Tốc độ sat trượt thường diễn ra khả nhanh ảnh

hưởng đến độ ôn định của các khối đất kể bên Lượng đất ạt có thé chuyển một thể

tích khá lớn, có thé tran lắp hẳn một đoạn đường Đây là loại sat trượt phổ biến trên

các tuyến đường ở các tỉnh miễn núi nước ta

1.2.3 Xói sat đất đá

Do tác động bio xói của nước mặt và áp lực thủy động của nước ngằm gâyra Đây là hiện tượng biến dạng cục bộ của sườn dồi hoặc mái đốc dưới tác độngtrực tiếp của dòng chảy từ lưu vực phía trên đỗ về hoặc kết hợp với tác động củadang chảy ngằm Đồi với nền đường dio lúc đầu xuất hiện hiện tượng xối đắt và đắt

bị bóc từng mảng ở phía trên đình ta-luy sau đó phát triển mạnh dần xuống phíadưới doc theo đông chảy và ty lệ với lưu tốc dong chảy Mức độ hoạt động gây xóithường chậm, có thé sau hing gi, hàng ngày, hàng twin mới hoàn thành một quá

trình xói sat Khối lượng xói set không lớn vả tùy thuộc vào mức độ phong hóa đất

đá, độ đốc của sườn mái dốc, lượng nước ngằm, nước mặt Hậu quả cuỗi cũng củahiện tượng này thường để lại trên mặt địa hình những rãnh xói, những hang hốc.Sản phẩm của xi sat là những đồng dit đá ở chân dốc, lip mặt đường hoặc lắpsuối

1.2.4 Đá đỗ, đá lăn

Là hiện tượng các tảng, các khối đ từ trên cao sườn đổi hoặc mái đốc bị lởvà rơi tự do xuống mặt đường tạo thình từng dng vụn, từng mảng hoặc thành từngkhối lớn có kích thước vai em đến hàng chục mét, gây mắt ôn định cho mái dốc, cản.

Hình 1.4, Sơ đồ đủ đổ, đã lãm

Tình hình sạt trượt mái ta-luy đường 6 tô ở các tĩnh miễn núi

Các tỉnh miền núi với đặc điểm địa bình đốc, núi cao và địa chất đa dạng

phức tạp cùng mạng lưới thủy văn dày Địa hình núi cao lại bị phân cắt mạnh nên.

các sông thường có độ dốc lớn, cũng hoạt động khai thắc lãnh thổ không hợp lý

những năm gan đây đã xuất hiện rằm rộ các loại hình tai biến địa chất như: sat trượt

mãi t-luy đường giao thông, lũ qut li bin đ, ạt lở bở sông,

Khu vực min ni phía bắc là địa bản kính tế xã hội quan trọng của cả nước.

Tại các tinh của khu vực này thường xuyên diễn ra các tai biển địa chất trong đồ cổ

hiện tượng sạt trượt teluy đường giao thông đặc biệt vio mia mưa gây thiệt hại

nghiêm trọng về kinh tế, xã hội.

Vao thing 6/2005, mưa lớn đã gây sat lở đắt rên các tuyén đường giao thông

liên huyện, liên xã của tinh Cao Bằng Tuyển quốc lộ 34 từ thị xã Cao Bằng đi qua

các huyện Nguyên Binh, Bảo Lạc và Bảo Lâm đã bị sat lở vách đường, sat nền

đường, thiệt hại vú tính 46 ty đồng Các tuyển th lộ 205, 206, 207, 211, 212cũng bj sgt lở vách, giá trị thiệt hại 2,5 tỷ đồng Ké chống xói lở trên tuyển đường.

liên xã từ xã Hoa Thám đến xã Hưng Đạo (huyện Nguyên Binh) dài gin 100 m bị

hỏng nặng, ước tính thiệt hại đến 500 triệu đồng Cũng trong năm 2005, các công.trinh giao thông trên địa bản toàn tinh bị sat lở một khối lượng dit dé rit lớn,

khoảng 160.000 m3, vtrong 9 tháng đầu năm 2006, khdi lượng sat lờ gin 120,000

mã và làm trôi 41 cầu,in sinh.

“Tuyến tinh lộ 206 từ Trùng Khánh đi Hạ Lang dai 68 km: Tại biển trượt lở

“đất đá xây ra chủ yếu trên đoạn đường đi qua các xã Minh Long, Lý Quốc và Đồng

Loan của huyện Ha Lang với chiều dai khoảng 18 km Đoạn đường này di tong

thung lũng kiến tạo hẹp nằm ở mực địa hình thấp có độ cao tuyệt đối khoảng

500-600 m, trig với hệ thống đứt gãy phương TB-DN của déi đút giy sông Quay Sơn.

Đoạn đường di bên cánh của nhân nếp lồi cổ Ha Lang trên nén đá gốc là trim tích

trên đá vôi sét, đá silic của hệ ting Nà Quản (D1-2 ng) Trên đoạn đường nảy đã

lục nguyên cuội kết ct đ phiến sốt của hệ ting Sông Cầ (DI se) vềthống kê được 40 điểm trượt lở với hình thức trượt đất xảy ra chủ yếu trong lớp vỏ.phong hoá diy Kích thước của các khối trượt trên tuyến đường này cũng khác

nhau, nhưng nhìn chung có quy mô nhỏ Chiều rộng của các khối trượt khoảng

20-25 m, cao 20:30 m, cắt sâu vào sườn 2-3 m Các khối trượt xây ra chủ yếu trên vách

dương của đường với độ dốc 400-500 và xảy ra trong lớp vỏ phong hơi bị phá huỷ,

về ahi, vỡ vụn, Đây là đặc rg ig trượt đất

Hink 1.6 Trượt đt trên đoạn đường đi qua xã Minh Long — Ha Lang — Cao BingTỉnh Bắc Kạn cũng là một trong những tỉnh miỄn núi thường xuyên xây rasat trượt ta-luy đường giao thông Trong mùa mưa lũ tháng 8 năm 2012 vừa rồi trêncác tuyển đường trong điểm như Quốc lộ 3B, tinh lộ 257 đều dang thi công dang“đỡ, do gặp mưa bão kéo dai đã gây ra tinh trang sạt lỡ ta luy, mặt đường lẫy lội, dẫn

tới việc giao thông di lại gặp rất nhiều khó khăn Các phương tiện lưu thông trên

tuyển đường Quốc lộ 3B gặp vô vin khó khăn Trên đoạn qua đèo dng Tong với địa

hình đèo cao, vue sâu, mưa lũ kéo dài đã gây sat trượt nhiều điểm, mặt đường nước

mưa chảy xói thành rãnh, đắt bùn lầy lội.

Tai đoạn qua xã Hảo Nghĩa do phải đỗ nâng cao cốt nền đường lại không

được khơi nước nên nước đọng lại thành một đoạn đài lầy lội, nhiều xe chở hàng

qua lại bị mắc lẫy phải thuê xe kéo rất tốn kém Ngoài ra, những đoạn mã chưa thi

công đều rim rap cây cối ven đường, che khuất tằm nhin gây nguy hiểm cho các

phương tiện tham gia giao thông.

“Tuyển đường 257 từ thị xã đi Chg Đồn cũng bị sạt lở nhiễu điểm do ta laydương cao và dựng, mặt đường lay lội khi mưa Nhiéu vị trí ta luy âm, đắt đá sattrượt xuống tin mép sông Cầu Côn tuyển đường 258 thi mặc dù cơ bản đã hoàn

thành nhưng rất nhiều điểm bị sat lở ta luy dương khả nghiêm trọng Cụ thể nhự

trên đèo Vi Hương, đềo Kéo Doọc ạt lỡ đã chiếm hơn phân nữa dign tích mặtđường, khiến cho các phương tiệ tham gia giao thông di qua phải rẻ ra cả mép

Quốc lộ 279 đoạn km0 - km116, Đặc điểm của tuyển đường chủ yếu là đèo dốc,

quanh co hiểm trở dia hình chia cắt, ni cao, vực sâu, thường xuyên bị sat lỡ vào

mùa mưa lũ Quốc lộ 6 và 270 là tuyển đường độc đạo ni TP Điện Biên Phủ với

các tinh miễn xuôi, khả năng phân luồng khi có tỉnh huỗng xảy ra rất khó khăn.

“Trong khi đó, phần lớn tuyển đường mới được bản giao và đưa vio sử dụng trở ei,

do vậy ma ta luy, nền đường chưa én định, nguy cơ sat lở dat đá gây ách tắc giao

thông tại nhiề vị trí

Mùa mưa năm 2012 chịu ảnh hưởng của thời tết mưa nhiều, kéo dài, những

ngày qua, trên tuyển đường Mường Chà - Mường Nhé, nhiều điểm ta luy dương đã

bị nước mưa gây xôi môn làm spt sat, lở đất gây Sch tắc và khó khăn cho người vàcác phương tiện lưu thông trên tuyển đường này.

Hình 1.8 Điểm xói sat đất đá tại Km70 tuyển đường Cha Cang - Mường Nhé

Cũng trong mùa mưa năm 2012 dọc theo tuyển đường mới mở thuộc quốc lộ

Sơn La, tại một số12 đường tránh ngập thuộc dy án dĩ dân tái định cư thủy di

đoạn xuất hiện khá nhiều vị trí tểm ấn nguy cơ sat lở đất, đá, gây tắc đường Saumỗi trận mưa lớn, tại khu vực này thường xuyên xây ra hiện tượng sat lở đất khiến

cho cư dân xung quanh thấp thom, lo sợ Theo những người dân sinh sống tại khu

vực này thi hiện tượng xối lỡ đất sau các đợt mưa lớn đã xuất hiện từ đầu mùa mưakhiến ba con lo lắng Sau mỗi trận mưa lớn, trên tuyển quốc lộ 12 đoạn từ km93 +250 đến km98 + 800 xuất hiện nhiều vết rạn nứt và lượng đất đá không nhỏ rơixuống mặt dường

Một vụ sat rượt ta-luy đường gin đây xây ra trên quốc lộ 6 ( Hà Nội ~ Sơn

La - Điện Biên) ngày 16 ~ 2 — 2012 tai Km138 + 700 thuộc địa phận xã Đồng Bảng

huyện Mai Châu - tinh Hòa Bình một quả núi bắt ngờ sat lỡ xuống đường, vớikhối lượng hàng nghìn m3 đã phủ lắp gin 100m đoạn đường này Vụ sat trượt ta-luy này đã gây thiệt mạng 2 người đang lưu thông trên đường, gây ách tắc giao.thông trên quốc lộ 6 trong nhiễu ngày

Hink 1.10, Sat trượi với mức độ nghiêm trọng đã vài lắp toàn bộ đoạn đường

Qua đây chúng ta thấy với điều kiện địa hình địa chất phức tap như các vùngđổi núi của Việt Nam đặc biệt miền núi phía bắc là một trong nhưng nơi hiểm trởnhất Việt Nam cộng với điều kiện khí hậu mưa nhiều và ảnh hưởng bởi sự biến đổikhí hậu nên tình hình sạt trượt mái ta-luy đường ô tô ngày cảng diễn biến phức tạp.và quy mô lớn gây thiệt hại rit lớn về con người, về kinh tế gây mắt ổn định đời

sống và sự phát triển kinh tế các tinh min núi ni riêng và cả Việt Nam nói chung.

Các biện pháp xử lý sạt trượt mái ta-luy đường ô tô đã và đang áp dụng

sắc nước trên thể giới và Việt Nam.

Các biện pháp thiết kế xử lý sat trượt mái ta-luy phải phù hợp với chủ trương.kỹ thuật do chủ đầu tr để ra, theo đồ phải dip ứng được yêu cầu lựa chọn để thiếtkế biện pháp xử lý có tính tạm thời hay nữa kiên cổ hoặc kiên có hóa, bền vững lâu.dài vi là biện pháp hợp lý nhất đáp ứng yêu cầu về kinh t kỹ thuật, mỗi trường ở

địa phương,

Các giải pháp xử lý sa trượt được phan loại theo góc độ công nghệ và chira 2 loại giả pháp như sau:

Các gidi pháp công nghệ truyền thống:

+ Biện pháp đồng tường cir bằng tr, nứa dan phen,

+ Biện pháp thoát nước mặt,

+ Biện pháp cắt cơ giám tải:

+ Biện pháp xây lát đá gia cổ bể mặt;

+ Biện pháp tường ốp, tường chống và tưởng chỗ;

+ Biện pháp tường chấn dé xây móng nông chịu ấp lực dt

+ Biện pháp tường chắn b tông móng nông chịu áp lực đất~ Các giải pháp công nghệ mới:

+ Biện pháp dim rơi, đầm lan để gia cổ chat b& mặt ta luy:

+ Biện pháp sử dụng ro đá không gi (Terramesh, bọc nhựa, );

+ Biện pháp tưởng đt có cốt dũng Vai địa kỹ thuật và ct liệu khác;

+ Biện pháp trồng có Vetiver có khả năng chẳng xéi cao;

+ Biện pháp gia cổ bé mặt bằng khối xây,

+ Biện pháp hạ mye nước ngằm và thoát nước ng+ Biện pháp tường chắn móng cọc chống trugt sâu:

+ Biện pháp xây dựng hành lang hở (tuy-nel hở):+ Biện pháp tường vòm neo chồng trượt phẳng;+ Biện pháp khung dim neo chẳng trượt sâu

Để lựa chọn được giải pháp xử lý biệu quả ta cổ bảng chỉ dẫn lựa chọn biện

pháp xử lý phụ thud vào tưng điều kiện v tri công tình cu thể

Bảng 1.1 Bang chỉ dẫn lựa chọn biện pháp xử lý sa tet ta-luy

Lai Phân loi Biện pháp xi lý

"Biện phúp xứlý tình thé, có tinh tạm thời

l Lựa chọn các biện pháp tạm thời dé dim bảo giao.Trượt đất

thông có điều kiện như sau:

Biện pháp 1: San lắp tạm thời trên mặt duo

Tri đất quy mô lớn | hin dim bảo độ êm thuận tạm thời và đặt biển báođến rất lớn hiệu

Biện pháp 2: Nếu rug đấ gây stlún quá lớn vànguy hiểm, cin xem xét phương án trính tuyển tạm,

thời hoặc cầu tạm di qua khu vực trượt đất.

‘Tau đất thé hút sat tym 3-4 hing 10 di

chiều cao Không quá 4 m.

‘Trugt đất quy mô nhỏ: Có thể hố ạt hoặc xếp tạm 2-3 rọ đá, với chiều cao

không quá 2m.‘Sat trượt quy mô lớn

Chủ yên hit sat đ đảm bảo giao thônglớn

Sat trượt mm ST Sar trượt quy mô via: | Chi yếu hót sọ để đàm bio giao thôn

da, | Sot awy yếu hót sạ giao thông

Có thể xếp tạm 2-3 hàng ro đã, cao không quá 3m

Set trượt quy mô nhờ: h °

hoặc hót sạt dé dim bảo giao thong

Xối lớn đến rất l

h Chủ yếu hot st đ đảm bảo giao thông

Chủ yêu hột st để đàm bảo gia thông và bồ sung

Xöi sa quy mô vữa

Xbisat Điện phấp thoát nước

airs C6 thé xếp tạm 2-3 hàng rọ đá, cao không quá 3m

+ hoặc hột sạ để đảm bảo giao thông kết hợp tiến

Xéi stquy mô nho: Ma hhành gia cổ bề mặt bằng cổ hoặc trồng cây (nếu có

Sử đụng kat cầu Khung neo, tường neo Tường chin

4 | Truot đắt quy mô lớn ° ue Trượt dit BTCT ming cọc kết hợp cắt cơ giảm tải, gia cổ bể

đến rit lớn

mặt vi thoát nước

Tri đất quy mô vữaXây đựng tường chin BTCT coe khoan nh hoặcsạc ray; Cat cơ giảm ti ếthợp gia cổ BE một và

Sot trượt hợp thoát nước và gia obi mặt (không cắt cơ giảm

aids tin,

“ay đựng hệ thống tường chắn, kết hợp thoát nước

Sat trượt uy mô vữa: | Ym

“Xây đựng hệ thông tường chin, kết hợp thoát nước

Xéi sat | Xói ạt quy mô vừa: | ` TY VME" oe ởđất đá a

XXây tường chin thấp Ket hop các biện pháp gia cô

bề mặt, kể cả biện pháp phủ một lớp đất hữu cơ diy

Xöi sat quy mô nhỏ: l a(0.30 - 0,50 m trên bề mật ta-uy dé trồng cỏ ching

Đã lờ khối lớn đến rấ | Ct cơ kết bgp neo khối đ hoặc xây dựng tường

paaé,as |! neo, Khung neo.

lăn |Đúloqwymôvie: | Xây dmg tường chin két hop khoan neotreolướiĐá lở quy mô nhỏ:XXây đựng tường chẳng hoặc tường chờ

Kết luận chương 1

“Trong chương 1 tác giả đã nêu tổng quan về tinh hình sat trượt mái ta - luyđường 6 tô như khái niệm chung và phân loại các kiểu sat trượt ta - luy phổ biển

xảy ra ở các tinh miỄn núi ở Việt Nam nói chung, Đồng thời tác giả cũng giới thiệu

các giải pháp xử lý hiện hành ở Việt Nam và các trường hợp áp dụng cụ thể củacông trình

CHUONG 2

TONG QUAN VE NEO TRONG DAT (GROUND ANCHOR)

2.1 Neo Lịch sir phat trién neo trong đất

Neo trong dit là hệ thống làm ổn định kết edu, chống lạ dịch chuyển quámức của kết cấu bằng cách tao ra ứng suất trước truyền vào trong đất đá Địnhnghĩa của Littlejohn: “Neo trong đất li tht bi có khả năng truyỄn ti trọng kếo vàocác lớp địa ting”.

Schnabel dự đoán ring các tưởng neo sẽ được ứng dụng rộng rãi nhằm ting

4 n định của tường chin trong xây dựng đường cao tốc so với các tường én địnhbằng cơ học Dự đoán này được căn cứ vào các công trình đã sử dụng hệ thống

tường neo trong đất có giá thành rẻ hơn so với sử dụng kết cấu tung chin thông

thường Cục đường bộ Liên bang Mỹ (FHWA) ước tính hệ thống có sử dụng neo.trong đắt cỏ giá thành thấp hơn xắp xi 1/3 lin so với sử dung kết cấu tường chin

thông thường Hom nữa, hệ thống được neo thường có thời gian thi công nhanh hơn

và không cin làm đường tạm Neo trong đất thường được sử đụng để thay thé cáckết cầu như thp, bê tông, gỗ

Neo trong đất được sử dụng trong xây dựng tường chin và kết cầu chống lạiấp lực đẩy nổi của nước từ thé ky thứ 19 Neo trong đất được sử dụng ở đậpCheurfas, Algeria để neo bể chứa nước vio năm 1938, Sau chiến tranh Thể Giớithứ 2, neo trong đất được ứng dụng rộng rãi hơn trong các lĩnh vực: én định mái

đảo, ôn định mái dốc và chống sat la, gia cổ đạp Châu Âu di đầu trong các ứng

dạng neo trong dit, Vào những năm 1950, neo Bauer sit dung tao cấp cường độ cao

trong lỗ khoan có đường kính nhỏ đã được giới thiệu ở Đức Tiếp theo là Úc và“Thụy Si da sử dụng neo trong đất cho rat nhiều công trình xây dựng.

Vio thập niên 1970, neo trong dit đã được ứng dung rộng rãi ở nhiều nướctrên thé giới Hoa Kỳ sử dung neo trong đắt cho hệ thống chống tạm phục vụ côngtác dio đất và dẫn dẫn phát triển ứng dụng cho các kết cầu vin cứu

6 Việt Nam hiện nay neo trong đất đã được ứng dụng nhiều trong các công

trình xây dựng, giao thông và thủy lợi Tùy theo kết cầu mà có thé có các loại neothường hay ứng suất trước, neo tác dụng tạm thời hay vĩnh cửu Viện Khoa học vàCông nghệ Giao thông vận tải trong những nim 2004 ~ 2006 đã áp dụng thành công,Š Chí Minh ~ đoạn Km551 + 630 -Khi ching trượt ở đèo Đá Béo trên đường

Km551 + 810 với tổng số 9276m cáp neo ứng suất trước, tải trọng thiết kế cho 1

neo từ 60 = 100T, Năm 1999 - 2000 người ta cũng đăng neo để ching trượt bờ đốc

tại các công trinh Nhà máy thủy điện Him Thuận - Da My, Dai Ninh với 7500m

cấp neo ứng suất trước cỏ lực căng neo là 60 - SOT, năm 2004 - 2005 công trìnhthủy điện Ankroet với 25200m cáp neo ứng suit trước cổ tải trọng thiết kể từ $0 -

2.2 Phân loại neo trong đất221, Ting quan

‘Neo trong đất có thể phân loại dựa theo cách liên kết với đất nền, cách lấp

đặt, phương pháp phun vữa, công dung, phương pháp căng kéo thỉnh 2.1).

“Theo mục dich sử dụng, neo được chis thành neo tạm thời và neo cổ định[Neo tạm thời là loại neo cổ thể tháo ra sau khi kết cầu có khả năng chịu lực Neo cổđịnh sử dụng lâu hơn tuỳ vào thời gian tồn tại của công trình, nó tham gia chịu lực

‘Neo tang đi

Pinel neo dựa vo

long hap hin kat voi dit

Nevphickep ) (Noma Ne#e | (Neotm |(Nes

- ae

(al NsWik PEE

Hy Am HW

Wi ye Wau|! l | Lse« Wu

Eade We

ee #E

sisal DNadiuglgdi: dMeoddele

Tình 2.2 Phân loại neo theo phương thức iên kết neo với đắt nên

2.2.2, Neomo lực kéo

Nhược điểm của neo tạo lực kéo là gây nên vết nứt trong lớp vita bảo vệ vàmit tải trọng do từ biển, Do đỏ, trong biểu đồ phân bổ ma sắt (hình 2.3a), đường

phân bố ma sát ban đầu là đường cong (1) Khi ải trong tác dụng đường cong (1) sẽ

bị thay đổi thành đường cong (3)

“Theo biểu đồ thay đổi ải trọng, đường cong ti trọng mong muốn là đường(1), nhưng thực sự, khi tải trọng tập trung hình quạt vượt quá lực kéo cho phép củađất, đường cong bị mất tải trong Nguyên nhân là sự giảm ma sit do tải trong tập

trung

Neo tạo lực nén tập trung sử dung các tao cáp dự ứng lực được bọc bằng ông.PE, to lực nôn lên vit bằng cách gắn chặt cép vào đổi trọng ma sắt riêng Tải tronggiảm do từ biển nhỏ hơn so với neo tạo lực kéo, nhưng phải sử dụng vữa có cườngđộ lớn hơn Nhược điểm là không tạo được lực neo cần thiết trong đốt yêu Khi lựcnến tác dụng lên vữa, ti trong tập trung được tạo ra ở phần cudi của vữa có thể lâmvỡ lớp vữa.

`Neo tạo lực nén tập trung cũng có sự giảm tải trọng như thể hiện trên biểu đồthay đổi tải trong hình 2.4 Nguyên nhân làm giảm tai trọng đột ngột phụ thuộc vào,sự phá hoại do tải trong nén.

"Hình 2.4 Cắu tao, sod thay déi ti trong và bid dé phân bỖ ma sắt của neo tạolực nên tập trung.

2.24, Neo tạo lực nến phân bố

Dé khắc phục những nhược điểm của dang neo tạo lực kếo và neo to lựctập trung, tải trọng tập trung quá giới hạn không được xuất hiện ở trong đất vàkhối vữa, sử dụng cấp bọc ống PE mà không tạo ra giới han cho chiều dài tự do củaneo và phân bổ lực neo vio trong dit đễ ding Để đạt được điều đó, dang neo tạolige nén phân bổ được phát triển và sử dụng Trong trường hợp này, ti trọng truyềnđọc theo chiễu dài neo, i ảnh hưởng đến cường độ vữa, và đảm bảo lục neo cần

thiết rong đ Loại này có thể tạo được tải trọng rất lớn trong các loại đấtthông thường va đắt cát cũng như trong đá

Sit dung loại neo này có tỷ lệ mắt mát ứng suất nhỏ và giữ được tải trọng

theo thời gian.

Loại A: Logi trụ tròn, bơm vữa xi mang hoặc vữa xi mang cát (áp lực bom

0,3- 0,SMPa) vào trong lỗ, thích hợp cho những thanh neo có tính tạm thời, lực kéo.

Loại C: Loại neo có dang như rễ cây nhờ vữa được bơm ép vào tong đất rời

dưới áp lực cao(> 2MPA).

Loại D: Phải có thiết bị mở rộng lỗ đặc bit, dọc theo chiều dai của lỗ mởthành 1 lần hoặc

mắy mở lỗ chuyên dụng, nhờ vào áp lực của cần trung tâm đây dao mở lỗ dẫn dẫnlần thành hình nón cụt có đáy to, loại thanh neo này phải có

mở ra, gọt thành hình lỗ, có thé dùng trong đất sét và đắt không có tinh sét, chịu

cước lực kéo nh khá lớn

2.2.5, Cấu go neo trong đắt

Hình 2.7 thé hiện cấu tạo của neo trong đắt Đoạn chiều dài không liên kết(anbondcd length) li đoạn chiều di tự do, không gn kết với vữa Chiều đãi này cótức dụng trayén tải trong từ đầu neo cho đoạn chiều đài liên kết với vữa Đoạn chiềudài không liên kết phải đủ lớn để nằm ngoài phạm vi mặt trượt giới hạn

Đoạn chiều đài liên kết với vữa (Bonded length) được bao bọc bằng vữa và

trayén tải trọng từ neo vào đắt để xung quanh Doan chiều dải liên kết có chiễu dài

trung bình từ 3.0m đến 10.0m,

Cả thép thanh và cáp dự ứng lực đều có thể được sử dụng làm neo trong đất.

Các qui định về thanh thép và cấp dự ứng lực tuin theo tiêu chun ASTM A722 vàASTM A416 Các thanh thép thường có các đường kính 26mm, 32mm, 36mm,

45mm, 64mm và chiều dài 1 thanh khoảng 18m Tải trong thiết kế của neo xp xỉ

650-1000kN ứng với thanh có đường kính 64mm, Với các neo có chiều dài lớn hơn18m, có thể sử dung hộp nổi để nồi các thanh thép khi cần để đạt chiều dài yêu cầu

So với các tao cáp dự ứng lực, thép thanh dễ tạo ứng suất và có thểchỉnh đượctải trọng sau khi lắp đặt

Các bỏ cáp DUL thường bao gồm nhiều tao cấp 7 sợi xoắn Các tao cấp cóđường kính 12.7mm hoặc 15.2mm Neo sử dụng các tao cáp dự ứng lực không cógiới hạn ‘dai và tải trong Các tao cáp có độ tự chùng thấp được sử dụng đểgiảm mắt mát do cốt thép tự chùng

Hình 28 Cáp die ứng lực sử dung cho neo trong đắt

2.2.7 Cử định ị và miếng định tâm (Spacer and Centralizer)

Cử định vị và miếng định tâm thường đặt cách khoảng 3m đọc theo chiều dàiđoạn liên kết của neo với vữa Với các bó cáp dự ứng lực, miếng định tâm có tácdụng giữ cho khoảng cách tối thiểu giữa các tao cáp từ mm đến 13mm và chiềuđây bao bọc tối thiểu của vữa là 13mm Hình 2.9 thể hiện mặt cắt ngang của neo.trong đắt bing cáp dự ứng lực

Miếng định tâm

Hình 2.9 Bồ trí cử định vị và miếng định tâm

2.2.8 Vita epoxy lắp day khoảng trồng các tao cáp

Va epony lắp diy khoảng tring giữa các tao cáp igo ra lớp bảo vệ chống ăn

môn cho đoạn neo Vita epoxy ngăn không cho nước đi vào khoảng trồng giữa cáctao cấp và ăn môn thép.

2.2.9, Vita xỉ mang

Neo trong đất thường sử dụng vữa nguyên chất (vữa không có cắp phối) tuântheo tiêu chuẩn ASTM C150 Loại vữa xi ming cát cũng có thể sử dụng cho các lỗkhoan có đường kính lớn Máy trộn vữa tốc độ cao thưởng được sử dụng để dambáo sự đồng nhất giữa vữa và nước Tỷ lệ theo khi lượng nước/xi mãng (w/e) trong:khoảng từ 0.40 đến 0.55, Xmăng loại I thường được sử dụng với cường độ nhỏ.

nhất vào thời điểm tao ứng suất là 21MPa Tuy vào đặc điểm của công trình, các

phụ gia có thể được sử dụng dé ting độ sat cho vữa Các chất phụ gia không yêu.cầu sử dụng, nhưng hiệu quả hơn nếu sử dụng phụ gia siêu dẻo khi bơm vữa 6 nhiệtđộ cao và chiều dai bơm lớn.