Thuyết trình nghiên cứu lựa chọn giải pháp bảo vệ mái taluy dương dự án đường

+ Đề xuất một số giải pháp bảo vệ mái taluy trên tuyến đường Trường Sơn Đông cho một đoạn tuyến cụ thể MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU... CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NG

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG

MÃ SỐ: 60 58 02 05

CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS, TS PHẠM CAO THĂNG

TS HOÀNG QUỐC LONG

HỌC VIÊN THỰC HIỆN: KS PHAN VĂN THẾ

HÀ NỘI - 2015

NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ MÁI TALUY DƯƠNG DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG ĐOẠN TUYẾN ĐƯNG K NỚ, LẠC

DƯƠNG LÂM ĐỒNG

NỘI DUNG LUẬN VĂN

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC BẢO ĐẢM

ỔN ĐỊNH MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC BẢO ĐẢM

ỔN ĐỊNH MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG DỰ ÁN ĐƯỜNG TSĐ VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Từ thực tế khai thác áo đường mềm ở Việt Nam cho thấy do sự tăng trưởng quá nhanh về lưu lượng giao thông trong khi công tác quản lý khai thác còn nhiều bất cập, tình trạng khai thác trục xe quá tải xảy ra trên hầu hết các tuyến đường, các giải pháp kỹ thuật về kết cấu, về vật liệu chưa phù hợp với điều kiện Việt Nam, công tác kiểm soát chất lượng thi công còn chưa chặt chẽ Đây chính là các nguyên nhân gây hư hỏng công trình đường, trong đó có tình trạng hư hỏng HLVBX.

Biến dạng HLVBX xuất hiện làm mất mỹ quan giao thông, giảm chất lượng khai thác đường, HLVBX lớn sẽ gây nguy hiểm cho người và các phương tiện tham gia giao thông

Tình trạng HLVBX trên các tuyến quốc lộ, tỉnh lộ đang là vấn đề nhức nhối và cấp bách trong hoàn cảnh lưu lượng giao thông ngày càng tăng, đòi hỏi phải có sự nghiên cứu chuyên sâu để đưa ra giải pháp cụ thể nhằm kiểm soát HLVBX

Từ thực tế khai thác áo đường mềm ở Việt Nam cho thấy do sự tăng trưởng quá nhanh về lưu lượng giao thông trong khi công tác quản lý khai thác còn nhiều bất cập, tình trạng khai thác trục xe quá tải xảy ra trên hầu hết các tuyến đường, các giải pháp kỹ thuật về kết cấu, về vật liệu chưa phù hợp với điều kiện Việt Nam, công tác kiểm soát chất lượng thi công còn chưa chặt chẽ Đây chính là các nguyên nhân gây hư hỏng công trình đường, trong đó có tình trạng hư hỏng HLVBX

Biến dạng HLVBX xuất hiện làm mất mỹ quan giao thông, giảm chất lượng khai thác đường, HLVBX lớn sẽ gây nguy hiểm cho người và các phương tiện tham gia giao thông

Tình trạng HLVBX trên các tuyến quốc lộ, tỉnh lộ đang là vấn đề nhức nhối và cấp bách trong hoàn cảnh lưu lượng giao thông ngày càng tăng, đòi hỏi phải có sự nghiên cứu chuyên sâu để đưa ra giải pháp cụ thể nhằm kiểm soát HLVBX

ĐẶT VẤN ĐỀ

+ Đánh giá và phân tích thực trạng xây dựng tuyến đường Trường Sơn Đông hiện nay.

+ Khảo sát, đánh giá nguyên nhân mất ổn định, sụt trượt taluy trên tuyến Trường Sơn Đông

+ Đề xuất một số giải pháp bảo vệ mái taluy trên tuyến đường Trường Sơn Đông cho một đoạn tuyến cụ thể

MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.1 Tổng quan chung

-Giới thiệu về DA: Đường TSĐ

xuất phát từ Thị trấn Thạnh Mỹ,

huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam

nối với đường Hồ Chí Minh tại

Km245 +950 (lý trình đường HCM)

đi qua các tỉnh Quảng Nam, Quảng

Ngãi, Kon Tum, Gia Lai, Phú Yên,

Đắc Lắk và điểm cuối nối vào Tỉnh

huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam

nối với đường Hồ Chí Minh tại

Km245 +950 (lý trình đường HCM)

đi qua các tỉnh Quảng Nam, Quảng

Ngãi, Kon Tum, Gia Lai, Phú Yên,

Đắc Lắk và điểm cuối nối vào Tỉnh

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

- Điều kiện khí hậu, thủy văn khu vực tuyến đường:

Tuyến khảo sát nằm trong một nền chung của khối khí hậu vùng Trung Trung Bộ Vùng khí hậu ở đây bao gồm phần đông Trường Sơn, trải dài từ phía Nam đèo Hải Vân (dãy Bạch Mã) đến phía Bắc đèo Cả (dãy Vọng Phu)

Do điều kiện địa hình khu vực xây dựng tuyến có sự phân hóa đa dạng

từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông đã quyết định đến sự hình thành dòng chảy sông ngòi và sự phân hóa khí hậu một cách rõ rệt:

+ Hướng chảy của sông ngòi theo hướng địa hình, dốc từ Tây sang Đông, sông ngắn, dốc và không điều hòa, thường gây lũ lụt vào mùa mưa + Khí hậu KV có sự phân hóa rõ rệt từ Bắc tới Nam, có thể chia vùng TTB thành hai KV là: KV Quảng Nam - Quảng Ngãi và KV Bình Định - Phú Yên, ranh giới là Bồng Sơn (14oC) KV thứ nhất tương đối ẩm ướt,có mùa Đông tương đối lạnh, KV thứ 2 tương đối khô và ít mưa, có mùa đông hoàn toàn ẩm

- Điều kiện khí hậu, thủy văn khu vực tuyến đường:

Tuyến khảo sát nằm trong một nền chung của khối khí hậu vùng Trung Trung Bộ Vùng khí hậu ở đây bao gồm phần đông Trường Sơn, trải dài từ phía Nam đèo Hải Vân (dãy Bạch Mã) đến phía Bắc đèo Cả (dãy Vọng Phu)

Do điều kiện địa hình khu vực xây dựng tuyến có sự phân hóa đa dạng

từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông đã quyết định đến sự hình thành dòng chảy sông ngòi và sự phân hóa khí hậu một cách rõ rệt:

+ Hướng chảy của sông ngòi theo hướng địa hình, dốc từ Tây sang Đông, sông ngắn, dốc và không điều hòa, thường gây lũ lụt vào mùa mưa + Khí hậu KV có sự phân hóa rõ rệt từ Bắc tới Nam, có thể chia vùng TTB thành hai KV là: KV Quảng Nam - Quảng Ngãi và KV Bình Định - Phú Yên, ranh giới là Bồng Sơn (14oC) KV thứ nhất tương đối ẩm ướt,có mùa Đông tương đối lạnh, KV thứ 2 tương đối khô và ít mưa, có mùa đông hoàn toàn ẩm

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

*Nhiệt độ:

+ Nhiệt độ biến thiên rõ rệt theo độ cao địa hình: càng lên cao nhiệt độ càng giảm

+ Nhiệt độ thay đổi rõ rệt giữa các mùa, mùa hè nhiệt độ cao TB trên 29

độ C Tuy nhiên mùa đông lại khá lạnh nhiệt độ TB thấp dưới 20 độ C

+ Nhiệt độ dao động giữa ngày và đêm không nhiều, trung bình từ 6 đến 8 độ C

*Mưa:

+ Lượng mưa hằng năm tương đối lớn có thể lên tới 3000mm/năm, đặc biệt trên các vùng rẻo cao

+ Số ngày mưa trong năm nhiều khoảng 120 đến 140 ngày

+ Mùa mưa kéo dái 6 tháng từ tháng 8 đến tháng 1 sang năm, mùa mưa

+ Nhiệt độ thay đổi rõ rệt giữa các mùa, mùa hè nhiệt độ cao TB trên 29

độ C Tuy nhiên mùa đông lại khá lạnh nhiệt độ TB thấp dưới 20 độ C

+ Nhiệt độ dao động giữa ngày và đêm không nhiều, trung bình từ 6 đến 8 độ C

*Mưa:

+ Lượng mưa hằng năm tương đối lớn có thể lên tới 3000mm/năm, đặc biệt trên các vùng rẻo cao

+ Số ngày mưa trong năm nhiều khoảng 120 đến 140 ngày

+ Mùa mưa kéo dái 6 tháng từ tháng 8 đến tháng 1 sang năm, mùa mưa

ít từ tháng 2 đến tháng 7, ít nhất là tháng 2 lượng mưa từ 80 đến 90mm và

sô ngày có mưa khoảng 8 ngày, tuy nhiên có 1 số cơn mưa lớn và có thể gây lũ tiểu mãn

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

*Gió:

+ Hướng gió chính vào mùa Đông là hướng TB, B, ĐB với tần suất khoảng 80 đến 90% Vào mùa hạ, hướng gió chính là hướng TN, T với tần suất từ 40 đến 50%

+ Tốc độ gió trung bình từ 2 đến 2.5 m/s Vào mùa đông tốc độ lên tới

15 đến 20m/s Vào mùa mưa bão thậm trí có thể lên tới 35 đến 40m/s

*Độ ẩm:

+ Khu vựa tuyến có độ ẩm cao, trung bình từ 85 đến 88%

+ Mùa ẩm kéo dài từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau độ ẩm trung bình trên dưới 90%

+ Mùa khô nóng từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm trung bình là 75 %

* Nhận xét:

*Gió:

+ Hướng gió chính vào mùa Đông là hướng TB, B, ĐB với tần suất khoảng 80 đến 90% Vào mùa hạ, hướng gió chính là hướng TN, T với tần suất từ 40 đến 50%

+ Tốc độ gió trung bình từ 2 đến 2.5 m/s Vào mùa đông tốc độ lên tới

15 đến 20m/s Vào mùa mưa bão thậm trí có thể lên tới 35 đến 40m/s

*Độ ẩm:

+ Khu vựa tuyến có độ ẩm cao, trung bình từ 85 đến 88%

+ Mùa ẩm kéo dài từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau độ ẩm trung bình trên dưới 90%

+ Mùa khô nóng từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm trung bình là 75 %

* Nhận xét:

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

- Điều kiện địa chất khu vực tuyến đường:

Đặc điểm địa chất khu vực tuyến đi qua chủ yếu là vùng chịu ảnh hưởng của núi lửa Đất đá hình thành từ biến đổi các hoạt động phun trào của núi lửa

+ Đất: Đặc điểm chung là đất sét có tỷ lệ hạt nhỏ lớn (dạng tro bay)

Đây là loại đất có khả năng chịu lực cao, như ng rất dễ bị phong hoá, đặc biệt là xói mòn bề mặt nếu vận tốc dòng chảy lớn Khi được lu lèn chặt, đất không bị thấm nước sẽ cho cường độ cao

+ Đá: Đá chủ yếu hình thành từ nhiệt độ cao (đá hoả thành) và dạng

phún xuất Đặc điểm là đá có cường độ cao, cứng và giòn (Rn = 1200 daN/cm2) Rất hiếm đá vôi và các loại đá khác Trong thi công khi lu lèn rất khó chặt và cần phải bổ sung chất dính kết bề mặt

- Điều kiện địa chất khu vực tuyến đường:

Đặc điểm địa chất khu vực tuyến đi qua chủ yếu là vùng chịu ảnh hưởng của núi lửa Đất đá hình thành từ biến đổi các hoạt động phun trào của núi lửa

+ Đất: Đặc điểm chung là đất sét có tỷ lệ hạt nhỏ lớn (dạng tro bay)

Đây là loại đất có khả năng chịu lực cao, như ng rất dễ bị phong hoá, đặc biệt là xói mòn bề mặt nếu vận tốc dòng chảy lớn Khi được lu lèn chặt, đất không bị thấm nước sẽ cho cường độ cao

+ Đá: Đá chủ yếu hình thành từ nhiệt độ cao (đá hoả thành) và dạng

phún xuất Đặc điểm là đá có cường độ cao, cứng và giòn (Rn = 1200 daN/cm2) Rất hiếm đá vôi và các loại đá khác Trong thi công khi lu lèn rất khó chặt và cần phải bổ sung chất dính kết bề mặt

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG

TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Một số hình ảnh về đặc điểm địa chất tuyến

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.2 Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án

Với các chỉ tiêu kỹ thuật

chi tiết xem bảng 1.2

Với các chỉ tiêu kỹ thuật

chi tiết xem bảng 1.2

Trắc ngang đại diện tuyến

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG

TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.3 Các loại mặt đường phê duyệt và đang triển khai thi công

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.4 Một số hư hỏng nền đường trên tuyến đường TSĐ

- Với những những đặc điểm về điều kiện địa chất, địa hình, thủy văn đặc thù của tuyến đường đi qua trong quá trình xây dựng đã xảy ra nhiều hư hỏng của nền đường trên tuyến Về hư hỏng của nền đường thì

hư hỏng chính trên các mái taluy dương và taluy âm là:

+ Sạt lở, sụt lái taluy âm, taluy dương

+ Nền đường nhiều đoạn do sạt lở đất từ mái taluy dương đã

biến con thường thành những vũng bùn lầy lội

+ Sạt lở gây lấp nền đường khai thác hoặc đang thi công ảnh

hưởng lớn đến chất lượng và tiến độ thi công

1.4 Một số hư hỏng nền đường trên tuyến đường TSĐ

- Với những những đặc điểm về điều kiện địa chất, địa hình, thủy văn đặc thù của tuyến đường đi qua trong quá trình xây dựng đã xảy ra nhiều hư hỏng của nền đường trên tuyến Về hư hỏng của nền đường thì

hư hỏng chính trên các mái taluy dương và taluy âm là:

+ Sạt lở, sụt lái taluy âm, taluy dương

+ Nền đường nhiều đoạn do sạt lở đất từ mái taluy dương đã

biến con thường thành những vũng bùn lầy lội

+ Sạt lở gây lấp nền đường khai thác hoặc đang thi công ảnh

hưởng lớn đến chất lượng và tiến độ thi công

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG

TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Một số hình ảnh về các hư hỏng trên tuyến

Hư hỏng nền đường do mưa Sạt lở mái taluy dương tại Đưng

K’Nớ Sạt lở mái taluy dương tại Đưng

K’Nớ

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG

TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

Một số hình ảnh về các hư hỏng trên tuyến

Sạt lở taluy âm nền đường Sạt lở mái taluy dương nền đường

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

1.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến hư hỏng nền đường trên tuyến đường TSĐ

- Công tác khảo sát thiết kế:

+ Công tác khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn và một số công tác điều tra chất lượng còn chưa cao, chưa nghiêm túc, số liệu cung cấp

về phòng độ chính xác không cao dẫn đến thiết kế chưa phù hợp với thực tế

+ Công tác thiết kế: Việc đề suất một số giải pháp kỹ thuật chưa đạt phương án tối ưu, các thiết kế mang tính định hình, dập khuôn, chưa linh hoạt, việc áp dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại chưa được cao

- Công tác quản lý: Chồng chéo giữa nhiều bộ phận, dẫn đến

việc xử lý mất nhiều thời gian và không được kịp thời, việc cắt bỏ bớt một số hạng mục với hồ sơ thiế kế dẫn đến sự mất ổn định của công trình

- Công tác thi công: Năng lực máy móc con người còn tồn tại

nhiều hạn chế Chất lượng vật liệu đầu vào chưa đảm bảo

1.6 Các nhân tố ảnh hưởng đến hư hỏng nền đường trên tuyến đường TSĐ

- Công tác khảo sát thiết kế:

+ Công tác khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn và một số công tác điều tra chất lượng còn chưa cao, chưa nghiêm túc, số liệu cung cấp

về phòng độ chính xác không cao dẫn đến thiết kế chưa phù hợp với thực tế

+ Công tác thiết kế: Việc đề suất một số giải pháp kỹ thuật chưa đạt phương án tối ưu, các thiết kế mang tính định hình, dập khuôn, chưa linh hoạt, việc áp dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại chưa được cao

- Công tác quản lý: Chồng chéo giữa nhiều bộ phận, dẫn đến

việc xử lý mất nhiều thời gian và không được kịp thời, việc cắt bỏ bớt một số hạng mục với hồ sơ thiế kế dẫn đến sự mất ổn định của công trình

- Công tác thi công: Năng lực máy móc con người còn tồn tại

nhiều hạn chế Chất lượng vật liệu đầu vào chưa đảm bảo

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH

MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

2.1 Cơ sở bảo đảm ổn định nền đường trong xây dựng

*Sức chịu tải của đất: Khái niệm: Sức chịu tải của nền đất là sức kháng

của nền đất với tải trọng bên ngoài hay nói cách khác là khả năng chịu tải trọng của nền đất, dưới tác dụng của tải trọng đó nền đất vẫn an toàn

và ổn định về mặt chống phá hoại cắt

- Sức chịu tải của nền đất được đặc trưng bởi mô đun đàn hồi và mô đun biến dạng của nền đất Đánh giá sức chịu tải của nền đất thực chất là xác định giá trị của mô đun đàn hồi và mô đun biến dạng so với các giá trị cho phép

*Ổn định của nền đường: Nền đường là nền tảng vững chắc của phần

xe chạy nên nền đường phải ổn định trong suốt quá trình khai thác sử dụng Như vậy, phải đảm bảo cho nền đường luôn duy trì được sự ổn định toàn khối, có nghĩa là nền đường không bị biến dạng hay chuyển dịch so với vị trí ban đầu Cụ thể là kích thước hình học luôn đảm bảo hình dáng, kích thước và cao độ theo yêu cầu

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH

MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH

MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

*Các nguyên nhân gây mất ổn định: Các nguyên nhân có thể kể tới như

-Đặc điểm kiến tạo của địa chất công trình: Địa chất có cấu tạo từ đá trầm tích, đất đá bị phong hóa mạnh rất dễ mất ổn định

-Đặc điểm địa hình địa mạo: Địa hình dốc, mức độ phân cách địa hình mạnh thì số lượng và khối lượng sụt càng nhiều

-Điều kiện khí hậu: Trong thực tế tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ giữa lượng mưa, các dạng xuất hiện của nước đối với mức độ sụt trượt của

taluy nền đường

-Sự tác động của con người: Các hoạt động đào, đắp diễn ra bừa bãi,

không có sự tính toán và chuẩn bị kĩ lưỡng

- Do tác dụng của tải trọng xe chạy

- Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá cao hoặc đào quá sâu, ta luy quá dốc

- Do thi công không đảm bảo chất lượng: Đắp không đúng quy cách, loại đất đắp, lu lèn không chặt

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH

MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

2.2 Tính toán ổn định nền đường

*Trình tự tính toán ổn định trượt của nền đường gồm:

- Tổng hợp các số liệu đầu vào:

-Xác định mặt trượt nguy hiểm và tâm quay

-Xác định hệ số ổn định của mái dốc ứng với mặt trượt nguy hiểm nhất

*Các phương pháp tính toán ổn định trượt mái dốc nền đường: Lý

thuyết cân bằng giới hạn khối rắn, phương pháp phân mảnh, phương pháp của Goldstein