Đang tải... (xem toàn văn)
Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu hệ thống hóa đầy đủ một cách khoa học về nguyên nhân, cơ chế gây ra sụt trượt và đề xuất những phương án xử lý sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang.Đề tài nghiên cứu góp phần xác định rõ những nguyên nhân và cơ chế gây ra sụt trượt, đồng thời đề xuất một hệ thống các giải pháp xử lý sụt trượt phù hợp giúp cho việc lựa chọn các phương pháp xử lý sụt trượt ở địa phương đạt hiệu quả và kinh tế. Những phương án xử lý được hệ thống hóa trên cơ sở kế thừa các phương pháp chống sụt trượt ở Việt Nam và thế giới, đặc biệt là các giải pháp sử dụng vật liệu địa kỹ thuật rất thân thiện với môi trường, không chiếm dụng diện tích lòng sông và mang lại hiệu quả cao.
1 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CHỐNG SỤT TRƯỢT CHO ĐOẠN TUYẾN TỪ KM88 ĐẾN KM89 TRÊN QUỐC LỘ 91, TỈNH AN GIANG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT TP Hồ Chí Minh - Năm 2014 2 MỤC LỤC Trang Trang phụ bìa i Bảng cam đoan ii Lời cảm ơn iii Mục lục iv Tóm tắc luận văn vii Danh mục hình ảnh viii Danh mục bảng biểu ix MỞ ĐẦU 1 Chương 1 TỔNG QUAN CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SỤT TRƯỢT VÀ CÁC CƠ SỞ LÝ LUẬN 1.1. Khái niệm và phân loại các hiện tượng mất ổn định của mái dốc 5 1.2. Các nguyên nhân chung gây mất ổn định của mái dốc 19 1.3. Các phương pháp phổ biến hiện nay khi tính ổn định của mái dốc 24 1.4. Các biện pháp thường dùng để gia cố mái dốc 34 1.5. Kết luận chương 36 Chương 2 NGHIÊN CỨU, ĐÁNH GIÁ CHUNG VỀ VẤN ĐỀ SỤT TRƯỢT TRÊN TUYẾN QUỐC LỘ 91, TỈNH AN GIANG 2.1. Đặc điểm điều kiện tự nhiên 38 2.1.1. Điều kiện địa hình 39 2.1.2. Điều kiện địa chất 39 2.1.3. Điều kiện khí tượng, thủy văn 44 2.2. Tình hình sụt trượt đoạn tuyến nghiên cứu 48 2.3. Kết luận chương 52 Chương 3 PHÂN TÍCH NGUYÊN NHÂN VÀ CƠ CHẾ GÂY SỤT TRƯỢT ĐOẠN TUYẾN TỪ KM88 ĐẾN KM89 TRÊN QUỐC LỘ 91, TỈNH AN GIANG 3.1. Phân tích nguyên nhân gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km 89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang 53 3.2. Cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang 57 3.2.1. Tác động của nước mặt và nước ngầm 61 3.2.2. Tác động của dòng chảy 61 3 3.2.3. Tác động của các hoạt động do con người 62 3.2.4. Ảnh hưởng của địa chất 63 3.2.5. Ảnh hưởng của khí hậu 63 3.3. Kết luận chương 65 4 Chương 4 NGHIÊN CỨU XÁC ĐỊNH VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP ÁP DỤNG XỬ LÝ CHO VỊ TRÍ NGHIÊN CỨU 4.1. Phân tích và hệ thống hóa các giải pháp gia cố ổn định cho mái dốc 67 4.2. Đề xuất các giải pháp gia cố ổn định cho mái dốc tại vị trí nghiên cứu 73 4.2.1. Giải pháp tường chắn 73 4.2.2. Giải pháp gia cố mái dốc 76 4.2.3. Giải pháp thoát nước 81 4.2.4. Giải pháp làm thoải mái dốc 90 4.2.5. Giải pháp cắt cơ, giảm tải và tạo dốc với mái dốc hợp lý 94 4.2.6. Giải pháp gia cố mái dốc bằng cách neo 98 4.2.7. Giải pháp xử lý bằng các công trình đặc biệt 101 4.3. Một số vị trí được xử lý điển hình trên đoạn tuyến nghiên cứu 110 4.4. Phân tích, đánh giá các giải pháp gia cố đã áp dụng 113 4.5. Kết luận chương 114 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ. 1. Kết luận 115 2. Kiến nghị 117 5. TÀI LIỆU THAM KHẢO 118 5 TÓM TẮC LUẬN VĂN Tên đề tài: “Nghiên cứu đề xuất phương án chống sụt trượt cho đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang” Tóm tắc: Nguyên cứu tổng quan về vấn đề sụt trượt và cơ sở lý luận. Kết hợp giữa nghiên cứu về lý thuyết với việc nghiên cứu nguyên nhân tìm hiểu thực tế, cơ chế gây sụt trượt dựa trên cơ sở lý luận phân tích, tính toán kết hợp với mô phỏng dùng hai phần mềm Slope/W2005 và Plaxis 2D v8.5 để tìm nguyên nhân và cơ chế gây sạt lở. Trên cơ sơ đó đề xuất các giải pháp xử lý áp dụng cho xử lý sụt trượt trên đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang . 6 DANH MỤC BẢNG BIỂU 1.1. Phân loại tốc độ sạt lở 10 1.2. Mức độ tàn phá của khối trượt 11 1.3 Nguyên nhân dẫn đến sự trượt đất/đá 21 2.1. Bảng tóm tắc số liệu địa chất tại khu vực nghiên cứu 43 2.2. Tốc độ dòng chảy lớn nhất 47 2.3. Phân phối lưu tốc dòng sông kiệt 47 3.1. Kết quả phân tích hệ số ổn định/Fs nhỏ nhất tại vị trí nghiên cứu 58 4.1. Bảng tổng hợp những phương pháp sử dụng để xử lý và ngăn chặn sụt trượt (Abramson et al 2002) 69 7 DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 1.1. Những nét đặc trưng của sạt lở đất 7 Hình 1.2. Kích thước hình học của sụt trượt đất 9 Hình 1.3. Sụt trượt đất đá dạng đá rơi 12 Hình 1.4. Sụt trượt đất đá dạng đá đổ 12 Hình 1.5. Sụt trượt đất đá dạng trượt 13 Hình 1.6. Sụt trượt đất đá dạng trượt trôi 13 Hình 1.7. Sụt trượt đất đá dạng trượt dòng 14 Hình 1.8. Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt trôi 16 Hình 1.9. Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt dòng 16 Hình 1.10. Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến: trượt khối 17 Hình 1.11. Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến: trượt miếng 17 Hình 1.12. Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến: trượt phức tạp 18 Hình 1.13. Các phương pháp xác định hệ số an toàn 25 Hình 1.14. Phương pháp phân tích ổn định bằng phương pháp phân mảnh cổ điển 28 Hình 1.15. Phương pháp phân mảnh đơn giản hóa của Bishop 31 Hình 1.16. Phân tích ổn định có xét đến thấm trong mái dốc 33 Hình 2.1. Bản đồ thể hiện vị trí địa lý xã Bình Mỹ, huyện Châu Phú, tỉnh An Giang 41 Hình 2.2. Hình dạng lòng sông vị trí khu vực nghiên cứu trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang 42 Hình 2.3. Diễn biến mực nước dòng sông Hậu 46 Hình 2.4(a, b). Hình ảnh sạt lở QL91 tại Km 88+937, đoạn xã Bình Mỹ 50 Hình 2.4(c). Hình ảnh sạt lở QL91 tại Km 88+937, đoạn xã Bình Mỹ 51 Hình 3.1. Mặt cắt ngang sông tại vị trí mô phỏng 55 Hình 3.2. Mô phỏng trượt lở theo chu kỳ 55 Hình 3.3. Nguyên nhân và các nhân tố ảnh hưởng đến hiện tượng sụt trượt bờ sông 56 Hình 3.4. Mô hình xác định hệ số ổn định dùng Slope/W2005 59 Hình 3.5. Mô hình xác định hệ số ổn định bằng FEM dùng phần mềm Plaxis 2D v85 60 Hình 4.1. Lực tác dụng lên mái dốc 68 Hình 4.2. Hệ thống hóa các giải pháp chống sụt trượt ổn định mái dốc 72 Hình 4.3. Giải pháp sử dụng cừ ván BTCT DUL có 1 tầng neo 75 Hình 4.4. Trải vải địa kỹ thuật làm tầng lọc mái kè 79 8 Hình 4.5. Giải pháp sử dụng VĐKT gia cường mái dốc kết hợp tường cừ ván BTCT DUL chống xói chân và trượt sâu 80 Hình 4.6. Kết cấu tường rọ đá 83 Hình 4.7. Thi công cọc xi măng đất bằng phương pháp trộn khô 87 Hình 4.8. Thi công cọc xi măng đất bằng phương pháp trộn ướt 98 Hình 4.9. Giải pháp sử dụng kết cấu rọ đá thoát nước, VĐKT kết hợp tường cọc xi măng đất 89 Hình 4.10. Phương pháp giảm tải tác dụng bằng giải pháp làm thoải mái dốc 90 Hình 4.11. Bảo vệ bờ sông bằng thảm rọ đá hộc 92 Hình 4.12. Trồng cỏ Vetiver bảo vệ bờ sông 92 Hình 4.13. Giải pháp sử dụng bao tải cát kết hợp thảm đá hộc làm thoải mái dốc 93 Hình 4.14. Giải pháp giảm tác dụng bằng giải pháp đánh cấp mái dốc 95 Hình 4.15. Giải pháp sử dụng đá hộc xây và thảm đá hộc, cắt cơ kết hợp cừ tràm làm thoải mái dốc 96 Hình 4.16. Giải pháp sử dụng đá hộc xếp khan chít mạch, thảm đá hộc lưới thép PVC, cắt cơ kết hợp cọc BTCT chống xói chân làm thoải mái dốc 97 Hình 4.17. Phương pháp neo trong đất 98 Hình 4.18. Hệ thống ô ngăn cách trong công nghệ NeoWEB TM 102 Hình 4.19. Bảo vệ bờ sông bằng NeoWEB TM 103 Hình 4.20. Kết cấu thảm FS 105 Hình 4.21. Bảo vệ bờ sông bằng thảm túi cát và kè bằng thảm túi cát 105 Hình 4.22. Kè bảo vệ bờ sông bằng GeoTube 107 Hình 4.23. Một số loại thảm bê tông túi khuôn 108 Hình 4.24. Kè bảo vệ bờ sông bằng thảm túi cát 108 Hình 4.25. Bảo vệ bờ sông bằng cừ Lasen bản nhựa 109 Hình 4.26. Hình ảnh xử lý trên QL91 để đảm đảm bảo giao thông 111 Hình 4.27. Một số vị trí được xử lý điển hình 112 9 MỞ ĐẦU 1. Lý do chọn đề tài: Đồng bằng Sông Cửu Long là vùng có nhiều sông, kênh chằng chịt, có đặc điểm đường giao thông chạy dọc theo sông, kênh tạo thành hệ thống giao thông thủy, bộ rất thuận lợi trong việc đi lại và vận chuyển hàng hóa. Trong những năm gần đây, tình hình sạt lở ở các tỉnh Đồng bằng sông Cửu Long luôn là vấn đề nóng xảy ra đến mức báo động nhất là vụ sụt trượt xảy ra đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang và đang tiếp tục 10 diễn ra gây bất an cho nhân dân, ảnh hưởng đến chất lượng cuộc sống, việc đi lại của nhân dân và lưu thông hàng hoá của điạ phương. Hiện nay việc nghiên cứu về nguyên nhân, cơ chế và giải pháp xử lý đoạn tuyến bị sụt trượt nêu trên chưa được hệ thống hóa đầy đủ một cách khoa học, những nhân tố gây sụt trượt chưa được điều tra nghiên cứu một cách khoa học chỉ dừng lại ở những nhân tố chính như độ xói sâu ở chân ta luy và do tốc độ dòng chảy lớn trong mùa lũ. Bên cạnh đó, các giải pháp khắc phục và phòng ngừa mang tính giải pháp tình thế chưa đa dạng thiếu tính chất bền vững và không mang lại hiệu quả. Xuất phát từ tình hình thực tế trên, việc nghiên cứu hệ thống hóa nguyên nhân, cơ chế gây sụt trượt và đề xuất các phương án chống sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang phù hợp với điều kiện ở An Giang là cần thiết và có ý nghĩa không chỉ xử lý có hiệu quả ở đoạn tuyến được nghiên cứu mà còn có ý nghĩa cho vị trí khác ở tỉnh An Giang và các tỉnh vùng đồng bằng sông Cửu Long nhằm giảm thiểu thiệt hại, tiết kiệm chi phí cho ngân sách nhà nước, góp phần phát triển kinh tế - xã hội của tỉnh An Giang và vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Vì vậy Đề tài “Nghiên cứu đề xuất phương án chống sụt trượt cho đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang” là hợp lý, cần thiết và cấp bách. 2. Mục tiêu nghiên cứu Mục tiêu của đề tài là nghiên cứu hệ thống hóa đầy đủ một cách khoa học về nguyên nhân, cơ chế gây ra sụt trượt và đề xuất những phương án xử lý sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang. Đề tài nghiên cứu góp phần xác định rõ những nguyên nhân và cơ chế gây ra sụt trượt, đồng thời đề xuất một hệ thống các giải pháp xử lý sụt trượt [...]... gồm các phần sau: + Mở đầu + Chương 1 Tổng quan chung về vấn đề sụt trượt và các cơ sở lý luận + Chương 2 Nghiên cứu, đánh giá chung về vấn đề sụt trượt trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang + Chương 3 Phân tích ngun nhân và cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang + Chương 4 Nghiên cứu xác định và đề xuất các giải pháp áp dụng xử lý cho vị trí nghiên cứu + Kết luận. .. 6 Kết cấu của đề tài Để đạt được mục tiêu nghiên cứu của đề tài, luận văn này được cấu trúc gồm 4 chương chính về tổng quan chung về vấn đề sụt trượt và các cơ sở lý luận, phân tích đánh giá về ngun nhân, cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang và đề xuất các phương án xử lý cho đoạn tuyến nghiên cứu Đề tài được hồn thành trên cơ sở đề cương luận văn đã được Viện... trên cơ sở sử dụng các số liệu tự nhiên khảo sát đo đạc tại địa phương và tham khảo tài liệu tại khu vực nghiên cứu kết hợp kiểm chứng tính khả thi các phương án đề xuất thực hiện tại An Giang và điạ phương nơi cơng tác để minh chứng cho phương án đề xuất chọn 5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn Việc nghiên cứu về ngun nhân, cơ chế sụt trượt và đề xuất giải pháp xử lý chống sụt trượt cho đoạn từ Km88 đến. .. được đề xuất từ đề tài đồng thời kết hợp kiểm chứng tính khả thi của các phương án đề xuất đã được thực hiện tại An Giang và địa phương nơi cơng tác 12 4 Phương pháp nghiên cứu Sử dụng phương pháp nghiên cứu tổng hợp: Kết hợp giữa nghiên cứu về lý thuyết với việc nghiên cứu ngun nhân, cơ chế gây sụt trượt và đề xuất phương án xử lý Việc thực hiện vấn đề nghiên cứu được dựa trên cơ sở lý luận phân tích,... trượt cho đoạn từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang là cần thiết và rất có ý nghĩa thực tiễn Về mặt khoa học đề tài nghiên cứu góp phần hệ thống hóa những ngun nhân gây ra sụt trượt và đề xuất các phương án xử lý phù hợp với điều kiện ở An Giang và vùng Đồng bằng sơng Cửu Long Qua đó, giúp cho việc lựa chọn các phương án phòng chống sụt trượt tại tỉnh An Giang và vùng Đồng bằng sơng Cửu Long... Về mặt thực tiễn đề tài nghiên cứu góp phần ứng dụng thực hiện khơi phục lại đoạn tuyến bị sụt trượt từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang đảm bảo ổn định cho tuyến đường và an tồn cho nhân dân đang sinh sống dọc bên bờ sơng Hậu Đồng thời, kết quả của đề tài có thể được xem xét ứng dụng cho cơng tác phòng chống sụt trượt đối với sơng, kênh vùng Đồng bằng sơng Cửu Long và địa phương nơi cơng... vi đề tài nghiên cứu tập trung nghiên cứu lý thuyết thơng qua bài tốn mơ phỏng, tính tốn sử dụng số liệu địa chất của địa phương và tài liệu tham khảo tại khu vực nghiên cứu nhằm xác định ngun nhân cơ chế gây sụt trượt và đề xuất các phương án xử lý phù hợp với điều kiện ở tỉnh An Giang và khơng thực hiện trực tiếp ở hiện trường để kiểm chứng tính hiệu quả của các phương án chống sụt trượt được đề xuất. .. Hình 1.8: Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt trơi Hình 1.9: Sụt trượt đất đá dạng trượt cung tròn: trượt dòng 26 Hình 1.10: Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến: trượt khối Hình 1.11: Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến; trượt miếng 27 Hình 1.12: Sụt trượt đất đá dạng trượt tịnh tiến: trượt phức tạp 28 1.2 Các ngun nhân chung gây mất ổn định của mái dốc Hiện nay có nhiều nghiên cứu về những... Đổ (3) Trượt (4) Trượt trơi (5) Trượt dòng Hình dạng chi tiết các dịch chuyển bờ dốc theo động học khối trượt được mơ tả ở Hình 1.3 21 Hình 1.3: Sụt trượt đất dạng đá rơi Hình 1.4: Sụt trượt đất đá dạng đổ 22 Hình 1.5: Sụt trượt đất đá dạng trượt Hình 1.6: Sụt trượt đất đá dạng trượt trơi 23 Hình 1.7: Sụt trượt đất đá dạng trượt dòng 24 Hai loại trượt (1) và (2) thường xảy ra các bờ dốc đá, các loại... giúp cho việc lựa chọn các phương pháp xử lý sụt trượt ở địa phương đạt hiệu quả và kinh tế Những phương án xử lý được hệ thống hóa trên cơ sở kế thừa các phương pháp chống sụt trượt ở Việt Nam và thế giới, đặc biệt là các giải pháp sử dụng vật liệu địa kỹ thuật rất thân thiện với mơi trường, khơng chiếm dụng diện tích lòng sơng và mang lại hiệu quả cao 3 Phạm vi nghiên cứu Do thời gian nghiên cứu có . GIANG 3.1. Phân tích nguyên nhân gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km 89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang 53 3.2. Cơ chế gây sụt trượt đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang. TẠO NGHIÊN CỨU ĐỀ XUẤT CÁC PHƯƠNG ÁN CHỐNG SỤT TRƯỢT CHO ĐOẠN TUYẾN TỪ KM88 ĐẾN KM89 TRÊN QUỐC LỘ 91, TỈNH AN GIANG Chuyên ngành: Kỹ thuật xây dựng công trình giao thông LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ. - xã hội của tỉnh An Giang và vùng Đồng bằng sông Cửu Long. Vì vậy Đề tài Nghiên cứu đề xuất phương án chống sụt trượt cho đoạn tuyến từ Km88 đến Km89 trên Quốc lộ 91, tỉnh An Giang là hợp lý,