NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU NEOWEB TRONG GIA CỐ TALUY NỀN ĐƯỜNG Luận văn tốt nghiệp cao học, đã sửa

Tên đề tài: NGHIÊN CỨU VỀ ỨNG DỤNG CỦA VẬT LIỆU NEOWEB TRONG GIA CỐ TALUY NỀN ĐƯỜNG Chuyên ngành: Xây dựng đường ô tô thành phố Mã số: 62.58.30 Học viên: Đồng Minh Khánh Giáo viên hướng dẫn Lời cảm ơn Tôi xin gửi lời cảm ơn chân thành đến cô giáo hướng dẫn, PGS TS Trần Thị Kim Đăng tận tình hướng dẫn, giúp đỡ tạo điều kiện thuận lợi cho trình làm luận văn vừa qua Tôi xin cảm ơn thầy giáo, cô giáo Bộ môn Đường Công ty Cổ phần JIVC cung cấp cho tài liệu chuyên sâu để hoàn thiện luận văn Tôi xin cảm ơn gia đình, bạn bè, đồng nghiệp giúp đỡ, động viên khóa học MỤC LỤC Mục lục…………………………………………………………………… ĐẶT VẤN ĐỀ………………………………………………………… CHƯƠNG 1: VẤN ĐỀ SẠT LỞ MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG VÀ TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TA LUY NỀN ĐƯỜNG…………………………………………………………………………… … 1.1 Vấn đề sạt lở mái dốc taluy đường Việt Nam………………… 1.2 Các giải pháp xử lý ổn định bề mặt mái ta luy đường…………… 1.2.1 Sửa mặt mái taluy……………………………………… 1.2.2 Thoát nước cho taluy………………………………………………… 1.2.3 Giữ cho taluy khỏi bị phong hóa…………………………………… 1.2.4 Làm đất đá………………………………………… 1.2.5 Các công trình chống trượt………………………………………… 1.2.6 Các biện pháp đặc biệt…………………………………… 1.3 Các phương pháp tính toán ổn định chống sụt trượt mái dốc taluy đường.……………………………………………… 1.3.1 Tính toán ổn định toán phẳng, mặt trượt thẳng………… 1.3.1.1 Mái ta luy có mặt trượt………………………… 1.3.1.2 Mái ta luy có hai mặt trượt……………………………………… 1.3.1.3 Mái taluy có nhiều mặt trượt…………………………………… 1.3.2 Tính toán ổn định toán phẳng, mặt trượt trụ tròn………… 1.3.2.1 Phương pháp toàn khối………………………………………… 1.3.2.2 Phương pháp phân mảnh ……………………………………… 1.3.2.3 Phương pháp biểu đồ tra bảng……………………………… 1.3.3 Tính toán ổn định toán không gian……………………… 1 6 7 10 10 12 12 13 13 18 20 21 21 26 27 32 1.3.4 Phương pháp phân tích trạng thái ứng suất – biến dạng…………… 1.4 Kết luận chương 1……………………………………………………… CHƯƠNG 2: GIỚI THIỆU VẬT LIỆU NEOWEB VÀ CÁC ỨNG DỤNG TRONG XÂY DỰNG……………………………………………………………… 2.1 Bản chất vật liệu lịch sử phát triển vật liệu Neoweb………… 2.1.1 Bản chất vật liệu………………………………………………… 2.1.2 Lịch sử phát triển vật liệu Neoweb………………… 2.2 Cấu tạo phân loại vật liệu…………………………………………… 2.2.1 Cấu tạo Neoweb……………………………………………………… 2.2.2 Phân loại ký hiệu kích thước…………………………… 2.2.2.1 Cách phân loại Neoweb………………………………………… 2.2.2.2 Loại ký hiệu kích thước……………………………………… 2.2.2.3 Ký hiệu quy ước vật liệu Neoweb phải phù hợp TCVN……………………………………………………………………… 2.3 Các ứng dụng vật liệu Neoweb xây dựng………………… 2.4 Các dự án ứng dụng vật liệu Neoweb tiến hành Việt Nam………………………………………………………………………… 2.4.1 Dự án tường chắn Neowed -TP Đà lạt, Lâm đồng………………… 33 34 2.4.2 Dự án gia cố mái dốc Neoweb- Đà Nẵng…………………………… 2.4.3 Dự án gia cố mái dốc Neoweb- Mê Linh, Hà Nội…………………… 2.4.4 Dự án gia cố mái kênh tưới - Phú Thọ…………………… 2.4.5 Dự án tường chắn bảo vệ mái dốc Neoweb- TP Đà Lạt, Lâm đồng………………………………………………………………………… 2.4.6 Dự án tường chắn bảo vệ mái dốc Neoweb- Tapao, Bình Thuận……………………………………………………………………… 2.5 Kết luận chương 2………………………………………… CHƯƠNG 3: ỨNG DỤNG VẬT LIỆU NEOWEB TRONG GIA CỐ TA LUY NỀN ĐƯỜNG……………………………………………………… 3.1 Phương pháp tính toán thiết kế………………………………………… 3.1.1 Thiết kế cấu tạo chung.……………………………………………… 3.1.2 Lựa chọn vật liệu…………………………………………………… 3.1.2.1 Lựa chọn vật liệu Neoweb……………………………………… 3.1.2.2 Lựa chọn vật liệu khác…………………………………………… 3.1.3 Tính toán thiết kế…………………………………………………… 3.1.3.1 Tính toán ổn định công trình…………………………………… 3.1.3.2 Tính toán ổn vật liệu chèn lấp ô ngăn Neoweb tác động dòng chảy………………………………………………………… 3.1.3.3 Tính toán lựa chọn loại Neoweb………………………………… 3.2 Tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu kỹ thuật thi công………………… 3.2.1 Các tiêu chuẩn kỹ thuật vật liệu Neoweb…………………… 3.2.2 Vật liệu khác………………………………………………………… 3.2.3 Các thiết kế định hình……………………………………………… 41 43 44 46 35 35 35 37 37 37 38 39 39 39 39 40 40 47 49 51 51 51 51 51 51 52 52 55 56 56 56 57 57 3.2.4 Thi công, kiểm tra nghiệm thu công trình…………… 3.2.4.1 Yêu cầu vật liệu thiết bị……………………………… 3.2.4.2 Công nghệ thi công……………………………………………… 3.2.4.3 Kiểm tra nghiệm thu………………………………………… 3.3 Tính toán áp dụng Neoweb xử lý ổn định mái taluy đoạn tuyến cụ thể……………………………………………… 3.3.1 Giới thiệu công trình…………………………………………… 3.3.2 Chọn địa điểm xử lý………………………………………………… 3.3.3 Kiểm toán ổn định mái dốc……………………………………… 3.3.4 Tính toán thiết kế Neoweb bảo vệ mái taluy………………………… 3.3.4.1 Giải pháp Neoweb……………………………………………… 3.3.4.2 Loại ô ngăn Neoweb lựa chọn…………………………… 3.3.4.3 Đặc trưng vật liệu chèn lấp mái taluy…………… 3.3.4.4 Đặc trưng hình học mái taluy…………………………………… 3.3.4.5 Mô hình tính toán ổn định lớp phủ mái taluy…………………… 3.3.4.6 Xác định lực gây trượt……………………………… 3.3.4.7 Xác định lực chống trượt lực neo…………………………… 3.4 Kết luận chương 3………………………………………… KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………… 1) Các kết nghiên cứu chính…………………………………………… 2)Kết luận kiến nghị…………………………………………………… Tài liệu tham khảo………………………………………………………… 63 63 63 65 66 66 67 67 68 68 68 68 68 69 69 70 70 72 72 73 75 MỤC LỤC HÌNH VẼ Hình 1-1 Làm thoải taluy – Bóc bỏ lớp đất đá đỉnh taluy…………… Hình 1-2 Làm ta luy có nhiều bậc nhỏ……………………………………… Hình 1-3 Đắp bệ phản áp phía chân ta luy………………………………… Hình 1-4 Ta luy đá dùng lưới thép phủ bê tông xi măng ngoài………… Hình 1-5 Ứng dụng Mantay ray tường chắn có cốt………………… Hình 1-6 Tường chắn xếp rọ đá…………………………………………… Hình 1-7 Tính toán ổn định theo R.N.Morgenstern……………………… Hình 1- Tính toán ổn định theo C.Culmann……………………………… Hình 1- Tính toán ổn định theo Z.Sobotka……………………………… Hình 1-10 Phương pháp phân mảnh đơn giản……………………………… Hình 1-11 Phương pháp đa giác lực G.M.Sakhunhjanxh……………… Hình 1-12 Phương pháp tải thừa…………………………………… Hình 1-13 Ta luy có nhiều mặt trượt……………………………………… Hình 1-14 Tính toán ổn định ta luy đất đồng ( ϕ = )………………… Hình 1-15 Xác định tâm cung trượt nguy hiểm ( ϕ = )……………… Hình 1-16 Tính toán ổn định kể đến ảnh hưởng khe nứt……………… Hình 1-17 Tính toán ổn định cho ta luy đất đồng (điều kiện ϕ = ) có kể đến động đất…………………………………………………………… Hình 1-18 Xác định tâm trượt nguy hiểm ta luy đất đồng có ϕ > …………………………………………………………………… Hình 1-19 Xác định vùng tâm cung trượt nguy hiểm nhất………………… Hình 1-20 Tính toán ổn định phương pháp phân mảnh thông thường Hình 1-21 a) Mặt trượt qua mặt nghiêng; b) Mặt trượt qua chân; c) Mặt trượt qua điểm giữa………………………………………………………… 8 10 11 11 13 15 15 18 19 20 21 22 23 24 24 25 26 26 28 Hình 1-22 Biểu đồ ổn định Taylor, ϕ = ………………………… Hình 1-23 Biểu đồ ổn định Taylor, ϕ > ………………………… Hình 2-1 Vật liệu chèn lấp neoweb ……………………………………… Hình 2-2 Cấu tạo ô ngăn hình mạng Neoweb……………………………… Hình 2-3 Phân loại Neoweb theo màu sắc………………………………… Hình 2-4 Các ứng dụng tiêu biểu ô ngăn hình mạng Neoweb Hình 2-5 Dự án tường chắn Neowed -TP Đà lạt, Lâm đồn……………… Hình 2-6 Dự án gia cố mái dốc Neoweb- Đà Nẵng……………………… Hình 2-7 Dự án gia cố mái dốc Neoweb- Mê Linh, Hà Nội……………… Hình 2-8 Dự án gia cố mái kênh tưới - Phú Thọ…………………………… Hình 2-9 Dự án tường chắn bảo vệ mái dốc Neoweb- TP Đà Lạt, Lâm đồng………………………………………………………………………… Hình 2-10 Dự án tường chắn bảo vệ mái dốc Neoweb- Tapao, Bình Thuận………………………………………………………………… Hình 2-11 Một số tồn sạt lở bề mặt ta luy………………………… Hình 2-12 Gia cố mái dốc “XANH”……………………………………… Hình 3-1 Kết cấu Neoweb bảo vệ mái dốc………………………………… Hình 3-2 Mô hình tính toán kết cấu Neoweb bảo vệ mái dốc……………… Hình 3-3 Tính toán mái dốc gia cố đỉnh…………………………………… Hình 3-4 bảo vệ mái dốc với hệ thống neo………………………………… Hình 3-5 Mô hình kiểm toán ổn định vật liệu chèn lấp…………………… Hình 3-6 Các bước thi công………………………………………………… Hình 3-7 Sơ đồ tính hệ số ổn định theo W.Fellenius……………………… MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng 2-1 Loại ký hiệu kích thước……………………………………… Bàng 3-1: Thuộc tính lý - độ cứng cường độ………………………… Bảng 3-2: Độ ổn định hình dạng kích thước……………………………… Bảng 3-3: Đặc trưng làm việc nhiệt độ cao……………………………… Bảng 3-4: Độ bền Oxi hoá quang hoá…………………………………… Bảng 3-5 Chọn số lượng ghim……………………………………………… Bảng 3-6 Khoảng cách cọc neo……………………………… … Bảng 3-7 Bảng tính hệ số ổn định mái taluy…………………………… Bảng 3-8 Lựa chọn ô ngăn Neoweb………………………………………… Bảng 3-9 Bảng thống kê vật liệu chèn lấp mái taluy…………………… Phụ lục 01: Thiết kế điển hình ứng dụng Neoweb gia cố mái dốc………… BV-1 Thiết kế điển hình gia cố mái dốc chèn đất trồng……………… BV-2 Thiết kế điển hình gia cố mái dốc chèn lấp đá dăm…………… Phụ lục 02: Hướng dẫn lựa chọn sơ loại Neoweb gia cố mái dốc 29 30 35 39 39 40 41 42 44 45 47 48 49 50 51 52 53 54 55 65 67 38 56 56 56 57 63 63 67 68 68 57 58 59 60 ĐẶT VẤN ĐỀ Hiện tượng sạt lở, sụt trượt mái ta luy đường ô tô xảy phổ biến tuyến đường ô tô, đặc biệt vùng địa hình miền núi, miền Bắc Việt Nam Sạt nở mái ta luy đường không làm suy giảm chất lượng khai thác tuyến đường, gây ách tắc tuyến đường, mà nhiều trường hợp rủi ro dẫn đến tai nạn giao thông Sụt trượt mái ta luy đường tượng hư hỏng nghiêm trọng, phạm vi ảnh hưởng lớn tuyến đường, chí dẫn đến việc phá hủy đoạn tuyến Sạt trượt mái ta luy đường đắp làm cho đường ổn định, gây nên vết rạn nứt cho đường, làm cho đường bị biến dạng nguyên nhân giảm lực thông hành Biến dạng nền- mặt đường gây cảm giác khó chịu cho người tham gia giao thông, hư tổn xe cộ, phá hỏng hàng hóa Ngoài ra, biến dạng nền- mặt đường làm phát sinh tải trọng xung kích, trùng phục phụ thêm tác dụng lên mặt đường, gây tốn kinh phí cho công tác tu bảo dưỡng gây an toàn giao thông Đã có nhiều giải pháp truyền thống sử dụng để gia cố bề mặt giảm xói, sạt nở ta luy đường, từ đơn giản trồng cỏ đến gia cố lát đá, xây đá, đổ bê tông,… Hiện nay, giải pháp kết hợp kỹ thuật với biện pháp sinh học để đồng thời gia cố học bề mặt ta luy, phối hợp với giữ đất bề mặt trồng cỏ, bụi Đề tài tập trung nghiên cứu giải pháp kỹ thuật Neoweb, hệ thống gia cố vải địa kỹ thuật thiết kế theo dạng ô sợi để gia cố chống xói bề mặt mái ta luy đường CHƯƠNG 1: VẤN ĐỀ SẠT LỞ MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG VÀ TỔNG QUAN VỀ CÁC GIẢI PHÁP XỬ LÝ ỔN ĐỊNH MÁI DỐC TA LUY NỀN ĐƯỜNG 1.1 Vấn đề sạt lở mái dốc taluy đường Việt Nam Các chuyển dịch bờ dốc, nhiều ảnh hưởng tới sản xuất, sinh hoạt người nhiều chuyển dịch xảy mãnh liệt, gây tác hại lớn cho kinh tế quốc dân; phá hủy đất trồng, rừng cây, đồi cỏ; tàn phá nhà cửa, xưởng máy, công trình giao thông công cộng…và nhiều cướp mạng sống nhiều người Ở nước ta, sạt lở taluy đường giao thông vấn đề thời cấp bách, có sức ảnh hưởng lớn đến kinh tế quốc dân tầm quan trọng tuyến đường giao thông, chi phí tu sửa hàng năm sau vụ sạt lở…Trên tuyến Quốc lộ 3, Quốc lộ 6, đường Hồ Chí Minh, Quốc lộ 12, Quốc lộ 4D, Quốc lộ 279…hàng năm xảy nhiều vụ sạt lở nhiều đoạn đường Đặc biệt tuyến đường lên vùng núi phía Bắc thường có độ dốc lớn, địa chất phức tạp, hệ thống thuỷ văn lớn không ổn định, Quốc lộ Quốc lộ Hai tác nhân gây vụ sạt lở tuyến đường miền núi tác động mạnh mẽ dòng chảy mặt, mưa lớn kết cấu thiếu vững đất đá [12] Vì giải pháp để giảm thiểu nguy sạt lở cần giảm tác động dòng chảy mặt, giảm động hạt mưa, đồng thời cải tạo gắn kết hạt đất hai bên ta luy tuyến đường Trước thực trạng đòi hỏi cần phải có nghiên cứu đưa biện pháp phù hợp, hiệu để giảm thiểu thiệt hại sạt lở gây 1.2 Các giải pháp xử lý ổn định bề mặt mái ta luy đường Hiện để đề phòng chống trượt mái taluy dùng nhiều biện pháp khác người ta thường phân chúng thành nhóm cách phân loại K.Terzaghi (1948), X.K.Abramov (1951), E.P.Iemelianova (1968); I.Taniguchi (1972); T.Mahr (1973)… Theo nguyên tắc thực nguyên lý tác dụng phương pháp chống trượt mái taluy chia làm nhóm: sửa mặt bờ dốc; thoát nước bờ dốc; giữ bờ dốc không bị phong hóa, làm đất đá, làm công trình chống trượt, biện pháp đặc biệt Trong nhón lại có nhiều biện pháp cụ thể khác nhau, trình bày biện pháp thường dùng có hiệu [1] 1.2.1 Sửa mặt mái taluy Sửa mặt mái taluy tức làm thay đổi hình dáng bên taluy để mái taluy ổn định Việc làm thường làm theo nguyên tắc làm giảm nhẹ đỉnh taluy làm nặng thêm trọng lượng phần chân taluy [1] Muốn người ta dùng số biện pháp sau: - Làm thoải taluy (hình 1-1a) - Bóc bỏ lớp đất đá đỉnh taluy (hình 1-1b) - Làm taluy có nhiều bậc nhỏ (hình 1-2) - Đắp bệ phản áp phía chân taluy (hình 1-3) b) (a) Hình 1-1 Làm thoải taluy – Bóc bỏ lớp đất đá đỉnh taluy Hình 1-2 Làm ta luy có nhiều bậc nhỏ Hình 1-3 Đắp bệ phản áp phía chân ta luy Những biện pháp đơn giản đem lại hiệu rõ ràng V.Mencl tính cần giảm thể tích khối lượng 4% phần taluy làm hệ số ổn định bờ dốc tăng thêm 10%: Việc thực biện pháp tiến hành phương tiện thủ công hay giới Với taluy đá dùng phương pháp nổ mìn tạo biên người ta làm nhà máy sửa chữa tàu biển Phà Rừng hay nhà máy thủy điện Hòa Bình… 1.2.2 Thoát nước cho taluy Nước mặt nước ngầm ảnh hưởng lớn đến độ ổn định mái dốc taluy Để giữ cho taluy ổn định, phải nước không thấm vào khu vực taluy phải hướng nước ngầm chảy xa taluy [1] - Thoát nước mặt Để ngăn chặn nước thấm vào taluy, phải nhanh chóng dẫn nước mưa hay nước mặt từ vùng cao chảy xuống khỏi taluy Muốn thực số biện pháp sau: + Làm mương, rãnh thoát nước + Lấp chặt khe nứt, lỗ rỗng để ngăn nước vào + Che phủ khe nứt màng chất dẻo + Tạo màng chống thấm phủ lên mái taluy để chống nước thấm vào taluy - Thoát nước ngầm Việc thoát nước ngầm có hiệu nắm vững điều kiện địa chất thủy văn cấu trúc địa chất khu vực mái taluy Để thoát nước ngầm dùng số biện pháp sau: + Khoan giếng khoan tập trung nước, sau dùng bơm hút nước + Dùng lỗ khoan nghiêng biện pháp có hiệu hay dùng Tuy bắt đầu áp dụng từ năm 1939 Mỹ, sau nhanh chóng áp dụng nhiều nước tỷ lệ sử dụng tới 90% trường hợp chống trượt Khoan lỗ khoan nghiêng với độ nghiêng khoảng – 20% so với phương nằm ngang, đặt ống lọc đường kính từ 50 – 170mm, làm giảm mực nước ngầm nhiều Tuy nhiên hiệu phương pháp phụ thuộc vào nhiều hệ số thấm đất đá Khi hệ số thấm k > 1m/ngày đêm, hiệu thoát nước thể rõ ràng + Kết hợp lỗ khoan nghiêng với giếng thu nước rút ngắn chiều dài lỗ khoan nghiêng Từ giếng thu nước, nước hút lên hay lại chảy theo lỗ khoan nghiêng khác 1.2.3 Giữ cho taluy khỏi bị phong hóa Biện pháp nhằm giữ cho đặc trưng học đất đá mặt taluy không bị giảm đất đá không bị phong hóa tác động tác nhân phong hóa [1] Với ta luy đất dùng lớp phủ thực vật Với ta luy đá dùng lớp phủ bi tum, xi măng hay dùng lớp lưới thép nhỏ bên gắn chặt với đá bu lông ngắn phủ xi măng Hình 1-4 Ta luy đá dùng lưới thép phủ bê tông xi măng Biện pháp đơn giản, dễ làm cần phải ý tới nước khe nứt bên đất đá Với lưu lượng lớn, chúng làm cho mái taluy bị trượt với lớp phủ 1.2.4 Làm đất đá Nguyên tắc biện pháp làm tăng sức chống trượt đất đá, góp phần làm tăng lực bị dộng, làm mái taluy ổn định thêm Để khối lượng đất đá nhiều lỗ rỗng, nứt nẻ ổn định, phải lấp kín lỗ rỗng, khe nứt vật liệu liên kết, tạo nên liên kết nhân tạo khối với Tùy theo tính chất đất đá , mức độ lỗ rỗng nứt nẻ, khối lượng đất đá cần phải làm mà người ta dùng hỗn hợp bi tum, silicat hay hỗn hợp xi măng, cát, sét để bơm vào lỗ khoan Các hỗn hợp chọn với tỷ 10 61 62 3.2.4 Thi công, kiểm tra nghiệm thu công trình 3.2.4.1 Yêu cầu vật liệu thiết bị: - Vật liệu Neoweb: Vật liệu Neoweb dùng để xây dựng bảo vệ mái dốc phải đảm bảo tuân thủ yêu cầu phần 2.2.1.2 3.2.1 - Ghim nối Sử dụng ghim nối chuyên dụng bề rộng ghim 12,7mm, chiều dài 1015mm Tuỳ theo loại Neoweb mà sử dụng loại ghim số lượng ghim theo chiều cao Neoweb Bảng 3-5 Chọn số lượng ghim STT Chiều cao Neoweb Số lượng ghim ≤ 100 mm ≤150 mm ≤ 200 mm - Cọc neo: Cọc neo thép xây dựng Φ 10-12mm, đựoc sơn chống rỉ, chiều dài từ 50-80cm theo thiết kế - Lớp vật liệu đắp Neoweb phải đảm bảo yêu cầu theo thiết kế 3.1.2.1 - Ngoài máy móc thiết bị dùng xây dựng đường phải có máy dập ghim chuyên dụng để nối Neoweb Máy dập ghim chuyên sử dụng ghim chuyên dụng theo quy định ghim nối 3.2.4.2 Công nghệ thi công: - Thiết kế trước sơ đồ trải Neoweb ghim nối Neoweb theo nguyên tắc tổng chiều dài nối ngắn - Chuẩn bị mặt trước trải Neoweb + Dọn gốc cây, cỏ rác vật liệu khác + Đào đất đến cao độ thiết kế trải vải + Chuẩn bị mái dốc đảm bảo ổn định kích thước hình học độ chặt bên đất đắp mái + Trường hợp có thiết kế lớp vải địa kỹ thuật để lóp bên Neoweb Tiến hành thi công Vải địa kỹ thuật theo Quy trình hành - Đóng cọc định vị + Trước trải Neoweb, tiến hành đóng hàng cọc neo đỉnh mái dốc để định vị hệ thống Neoweb + Căng dây để xác định vị trí xác cọc neo + Cọc neo phải cắm sâu, chắn vào lớp đất cứng đường + Khoảng cách cọc neo: Tuỳ thuộc vào loại Neoweb Bảng 3-6 Khoảng cách cọc neo Khoảng cách cọc neo hàng ( ± 3%) Theo chiều vuông góc với Theo chiều dọc tuyến Đơn STT tuyến vị PRS PRS PRS PRS PRS PRS PRS PRS 356 445 660 712 356 445 660 712 260 340 500 520 224 290 420 448 mm 63 - Trải nối Neoweb ( bước thi công xem hình 3.6) + Sau tạo mặt bằng, đóng cọc định vị, tiến hành nối căng Neoweb + Việc nối Neoweb phải tiến hành máy dập ghim chuyên dụng Bao gồm có nối đầu nối thành với + Chú ý: Các Gim nối so le dọc theo mối nối Đảm bảo ghim xuyên qua hết chiều dày nối + Đảm bảo hướng căng: Chiều nhỏ ô ngăn theo hướng vuông góc với tuyến chiều dài ô ngăn dọc theo tuyến + Đóng tiếp cọc neo dọc theo mái dốc với mật độ cọc neo theo thiết kế - Đắp Neoweb: + Sau trải Neoweb xong tiến hành đắp vật liệu Neoweb vật liệu quy đinh điều 3.1.2.2 + San vật liệu đắp đảm bảo chiều cao lớp vật liệu san lấp phải cao Neoweb tối thiểu 5cm + Sau san vật liệu tiến hành lu đầm bàn máy xúc vỗ gàu + Trong trình thi công không để máy thi công di chuyển trực tiếp mặt Neoweb - Thi công đường cong: + Thay đổi độ mở cho ô ngăn cách mở rộng ô ngăn phía có hẹp lại ô ngăn phía tuỳ thuộc vào loại đường cong lồi hay lõm + Các ô ngăn căng theo trục dọc trục ngang tường + Kích thước ô ngăn ép dẹp lại hay phình a không vượt 15% so kích thường thông thường Nếu vượt giá trinh cho phép phải cắt Neoweb thành dạng hình thang hay tam giác ghim nối lại - Sơ đồ công nghệ thi công Các bước thi công sử dụng Neoweb cho gia cố mái dốc thực sau: Bước 1: Chuẩn bị mặt mái dốc Bước 2: Thi công lớp vải ĐKT lót ( có) 64 Bước 3: Đóng cọc neo định vị Bước 4: Rải Neoweb dọc theo tuyến Bước 5: Nối Neoweb với Bước 6: Căng hệ thống Neoweb Bước 7: Chèn lấp vật liệu Bước 8: Lu lèn Hình 3-6 Các bước thi công 3.2.4.3 Kiểm tra nghiệm thu - Kiểm tra trước thi công bao gồm công tác kiểm tra mặt thiết bị, vật liệu theo yêu cầu 3.2.4.1 + Nghiệm thu kích thước theo hình học cao độ thiên nhiên trải Neoweb có chúng kiến tư vấn giám sát 65 + Đối với Neoweb phải kiểm tra tiêu nói điểm 2.2.1.2, 3.2.1 Khối luợng kiểm tra 10.000m2/1 mẫu thay dổi lô hàng nhập + Kiểm tra máy dập ghim ghim theo yêu cầu điểm Ghim nối Lớp vật liệu đắp Neoweb phải đảm bảo yêu cầu theo thiết kế 3.1.2.1 - Kiểm tra thi công: + Kiểm tra tiếp xúc Neoweb với + Vật liệu chèn lấp kiểm tra theo điểm 3.1.2.2 Khối lượng kiểm tra 1000m3/1 mẫu + Kiểm tra mối nối Neoweb mắt, phát mối nối có lỗi phải làm lại dảm bảo theo điều Trải nối Neoweb + Kiểm tra kích thước ô ngăn căng tiêu chuẩn theo điều 2.2.1.2 + Kiểm tra độ chặt đắp theo quy trình thi công đường hành - Kiểm tra nghiệm thu thi công Tiến hành quy trình thi công đường hành 3.3 Tính toán áp dụng Neoweb xử lý ổn định mái taluy đoạn tuyến cụ thể 3.3.1 Giới thiệu công trình Tên công trình: khắc phục hậu bão , lụt, đảm bảo giao thông bước 1, đợt năm 3013 tuyến đường ĐT.258, tỉnh Bắc Kạn Công trình đầu tư xây dựng với mục tiêu bảo vệ thông suốt tuyến đường, bảo vệ mái taluy, kết cấu mặt đường, tạo điều kiện thuận lợi cho người phương tiện tham gia giao thông lại tuyến thuận lợi an toàn Trên tuyến đường ĐT.258 nhiều vị trí ta luy dương, ta luy âm bị sạt lở, đất đá tràn lấp mặt đường, rãng dọc: + Một số vị trí ta luy dương bị sạt lở với khối lượng lớn như: Km1+90, Km4+290, Km4+700 Km4+700, Km4+785, Km5+740, Km6+00, Km6+150, Km6+400, Km6+700, Km6+750, Km7+395, Km9+90, Km11+750, Km11+860, Km12+250, Km14+170, Km15+105, Km17+830, Km17+940, Km18+450, Km19+400, Km24+900, Km28+150… + Một số vị trí sạt lở ta luy âm làm xói phần lề đường như: Km6+100; Km29+780, Km29+820 + Một số vị trí có địa chất không ổn định mái ta luy không ổn định Km14+170 Km41+10 + Căn vào thực tế vị trí sạt lở, để đảm bảo cho phương tiện tham gia giao thông việc lại nhân dân đường thông suốt, bảo vệ nền, mặt đường không bị hư hỏng, giữ tuổi thọ cho công trình tuyến cần thiết Nên phải hót toàn khối lượng đất, đá sạt lở xác minh, vận chuyển đổ vị trí xác định, bạt sửa mái ta luy, lề đường, đào trả lại rãnh dọc, thông lại cống bị tắc, xếp kè rọ đá vị trí sạt lở vị trí taluy dương, taluy âm vị trí địa chất mái ta luy không ổn định 66 3.3.2 Chọn địa điểm xử lý: Căn vào vị trí công trình, vào hồ sơ vẽ, chọn địa điểm thiết kế vật liệu Neoweb từ lý trình Km41+72.65- Km41+92.45 Tại khu vực mái ta luy dương có tượng ổn định đất, đá có cường độ lực dính góc nội ma sát nhỏ ( c = 9.3kN / m ; ϕ = 20.50 ; γ = 17.8kN / m3 ) 3.3.3 Kiểm toán ổn định mái dốc Căn vào địa hình, chọn sơ độ nghiêng mái dốc 1:1.5 chiều cao mái ta luy 5,5m Tìm hệ số ổn định nhỏ mái ta luy theo W.Fellenius Với độ O O O η O nghiêng mái dốc 1:1,5 tra bảng O O 0 β = 33.69 ; β1 = 26 ; β = 35 Ứng với β bán kính cung trượt xác định β h hệ số ổn định η lập β bảng sau: 2 h 4,5h Hình 3.7 Sơ đồ tính hệ số ổn định theo W.Fellenius Bảng 3-7 Bảng tính hệ số ổn định mái taluy Khoảng cách từ tâm tới đỉnh (m) Bán kính (m) Hệ số ổn định 11.6 12.04 1.3 11.8 12.17 1.29 12.0 12.31 1.28 12.2 12.44 1.28 12.4 12.57 1.27 12.6 12.71 1.26 12.8 12.84 1.26 13 12.98 1.25 13.2 13.13 1.25 13.4 13.27 1.25 13.6 13.42 1.25 13.8 13.56 1.26 14 13.71 1.26 14.2 13.85 1.27 14.4 14.01 1.27 14.6 14.16 1.28 14.8 14.31 1.29 67 15 14.46 1.3 Căn vào bẳng tính toán ta thấy ηmin = 1.25 Vậy chọn độ nghiêng mái taluy 1:15 đảm bảo ổn định 3.3.4 Tính toán thiết kế Neoweb bảo vệ mái taluy 3.3.4.1 Giải pháp Neoweb Ứng dụng: Hệ thống bảo vệ mái taluy Neoweb Loại mái dốc: Ốp mái bảo vệ chống xói bề mặt mái taluy mặt tuyến đường Đt.258 từ lý trình Km41+72.65Km41+92.45, tỉnh Bắc Kạn Nguyên lý thiết Mái taluy gia cố bảo vệ hệ thống Neoweb ốp kế: mái để chống xói bề mặt tạo điều kiện trồng cỏ để khôi phục cảnh quan môi trường đảm bảo độ thẩm mỹ công trình Phần tính toán thiết kế đề cập đến phân tích ổn định chống trượt bề mặt hệ thống Neoweb ốp mái ổn định điều kiện thoát nước 3.3.4.2 Loại ô ngăn Neoweb lựa chọn Mái taluy đề nghị ốp mái hệ thống Neoweb đặt đất, chén đất trồng để thuận lợi việc trồng cỏ đảm bảo tính thẩm mỹ cho công trình Vật liệu Neoweb: NeowebTM PRS 445-100_Thành ô đục lỗ tạo nhám màu nâu, chiều cao ô ngăn 100mm, khoảng cách mối nối hàn 445mm Bảng 3-8 Lựa chọn ô ngăn Neoweb Ký hiệu loại Neoweb Kích thước ô ngăn (mm) Chiều dài (L) Chiều rộng (W) Chiều cao (D) NeowebTM PRS 445-100 340 290 100 - Tiêu chuẩn vật liệu Neoweb: Chi tiết loại ô ngăn vẽ thiết kế Hợp chất polymeric NeowebTM Thành ô đục lỗ tạo nhám Độ dày vách ngăn: 1mm ± 10% Cường độ chịu kéo đứt tới hạn: 3390N (150mm) 3.3.4.3 Đặc trưng vật liệu chèn lấp mái taluy Bảng 3-9 Bảng thống kê vật liệu chèn lấp mái taluy Vật liệu chèn Neoweb Nền móng Mô tả Đất trồng địa phương Vật liệu chỗ Trọng lượng riêng 16.5 17.8 kN/m3 Góc nội ma sát 22 20.5 (0) Lự dính đơn vị 2.2 9.3 kN/m2 3.3.4.4 Đặc trưng hình học mái taluy Chiều cao mái taluy: H = 5.5m Góc nghiêng mái taluy: β = 33.690 1: 1.5 68 Tải trọng bên bề mặt mái: q = kN/m Lớp đất phủ bề mặt: Zt = 0.02m 3.3.4.5 Mô hình tính toán ổn định lớp phủ mái taluy Kết cấu lớp phủ Neoweb mái taluy phân tích tác dụng lực sau: Lực gây trượt bao gồm trọng lượng lớp Neoweb chèn lấp vật liệu lớp đất phủ bề mặt Lực giữ gồm lực ma sát bề mặt vật liệu chèn lấp đất taluy, lực giữ hệ thống dây chằng cọc neo đỉnh Hệ số an toàn chống trượt: FS sl = 1.25 3.3.4.6 Xác định lực gây trượt Lực gây trượt bao gồm trọng lượng lớp Neoweb chèn lấp vật liệu lớp đất phủ bề mặt Tính toán cho 1m bề rộng mái taluy sau: H 5.5 Chiều dài mái taluy: Lslp = sin β = sin 33.69 = 9.92m Trọng lượng lớp Neoweb chèn lấp lớp phủ bề mặt: Wg = Lslpγ i ( D + Z t ) = 9.92*16.5* ( 0.1 + 0.02 ) = 19.64kN / m Tổng tải trọng mặt mái taluy: qT = q * Lslp = 0kN / m Thành phần lực vuông góc với mái taluy: N a = ( Wg + qT ) cosβ = ( 19.64 + ) cos33.690 = 16.34kN / m 69 (Lực gây trượt): Ta = ( Wg + qT ) sin β = ( 19.64 + ) sin 33.69 = 10.89kN / m Hệ số an toàn chống trượt nhỏ nhất: FS sl = 1.25 Lực gây trượt thiết kế là: Tad = Ta * FS sl = 1.25*10.89 = 13.61kN / m 3.3.4.7 Xác định lực chống trượt lực neo * Tính sức kháng bề mặt tiếp xúc chống trượt Sức kháng bề mặt tiếp xúc chống trượt bao gồm lực ma sát lực dính lớp Neoweb chèn lấp vật liệu với đất mái taluy Hệ số giảm sức kháng ma sát nhỏ nhất: k1 = ( SG, NG ) Φ = Hệ số giảm sức kháng lực dính nhỏ nhất: k2 = ( SG, NG ) C = Sức kháng bề mặt tiếp chống trượt: RI = N a tan ( k1φ ) + k2 Lslp C = 16.34 tan ( 1* 22 ) + 1*9.92* 2.2 = 28.43kN / m Kiểm tra ổn định: Tad = 13.61kN / m < RI = 28.43kN / m Hệ số an toàn: FS sl = 28.43 = 2.61 > 1.25 10.89 ⇒ Vậy bố trí hệ thống cọc neo Kết cấu Neoweb bảo vệ mái taluy ổn định 3.4 Kết luận chương Gia cố taluy- mái dốc “Xanh” có ưu điểm: - Kết cấu nhẹ, ổn định liên kết thành hệ thống liên tục đảm bảo ổn định chống xói lở mái dốc - Với khả thoát nước theo phương, Neoweb làm tăng cường khả thấm hạn chế thủy lực tĩnh - Thi công nhanh, đơn giản không yêu cầu thiết bị đặc biệt - Tận dụng vật liệu chỗ vật liệu địa phương - Tăng chất dinh dưỡng, chất hữu độ xốp cho đất tạo thuận lợi cho thực vật phát triển Duy trì khôi phục cảnh quan tự nhiên tốt Tổng hợp so sánh cụ thể giải pháp gia cố mái dốc Neoweb thông thường ST Nội dung so sánh Giải pháp thông Giải pháp NeowebTMT thường PRS - Neoweb liên kết thành hệ thống bền vững, Khó kiểm soát chất Yêu cầu kỹ thuật, kiểm soát chất lượng lượng trình KS chất lượng vật liệu chèn lấp thi công - Thân thiện với môi trường Tuổi thọ trung Tùy thuộc vào chất Lâu dài, vật liệu Neoweb bình lượng thi công bảo hành 30 năm Thi công lâu kết cấu Thi công nhanh, 50% Thi công nhiều lớp, nhiều loại so với thông thường, vật liệu điều kiện thời tiết 70 Phương án Neoweb giảm 30% so với phương án thông thường Đơn giản sử dụng Đơn giản sử dụng Tiết bị giải thiết bị thi công thiết bị thi công thông pháp thi công thông thường thường Tuy nhiên vật liệu Neoweb có số hạn chế trường hợp điều kiện vận tốc dòng chảy lớn ( v ≥ 1, 22 − 1,83m / s ) đặc biệt sử dụng đất làm vật liệu để lấp đầy ô lưới gia cường thống CCS coi không phù hợp để bảo bờ dốc kênh Không sử dụng sườn núi đá rắn, độ dốc tối đa 1:1 Giá thành KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ 71 1) Các kết nghiên cứu Kết nghiên cứu tổng quan lý thuyết: - Bản chất vật liệu lịch sử phát triển vật liệu Neoweb - Cấu tạo phân loại vật liệu Neoweb - Phương pháp tính toán thiết kế - Tiêu chuẩn kỹ thuật yêu cầu kỹ thuật thi công Kết nghiên cứu công nghệ Neoweb khả ứng dụng xây dựng công trình giao thông: - Tăng cường sức chịu tải cho móng đường cấp cao - Làm lớp mặt cho đường cấp thấp đường cấp phối - Tăng ổn định cho đường qua vùng đất yếu - Tăng cường sức chịutair cho móng đường sắt - Tăng cường sức chịu tải cho kết cấu móng băng tường chắn - Làm tường chắn giữ đất - Bảo vệ taluy mái dốc chống sạt lở… Bản chất vật liệu Neoweb mạng lưới ô ngăn hình mạng dạng tổ ong đục lỗ tạo nhám Khi chèn lấp vật liệu, kết cấu liên hợp địa kỹ thuật bao gồm vách ngăn vật liệu tạo ra, với đặc tính – lý địa kỹ thuật tăng cường Là kết cấu linh động chịu biến đổi lớn nhiệt độ môi trường từ -70 oC đến +90oC Độ bền cao đạt từ 50 - 100 năm môi trường khắc nhiệt Các ứng dụng công nghệ Neoweb: - Xây dựng kết cấu áo đường ô tô, gia cố đường sắt, gia cố sân bay, sân kho hay móng nông đất yếu v.v - Gia cố hệ thống kênh mương, mái đê bờ kè v.v - Bảo vệ mái dốc chống sạt lở xây dựng tường chắn đất v.v - Gia cố xây dựng hồ chứa nước v.v Trong đề tài nghiên cứu vật liệu Neoweb ứng dụng làm lớp bảo vệ bề mặt taluy Vật liệu Neoweb có tác dụng chống sạt lở bề mặt mái dốc nhờ thoát nước chảy qua lỗ thành vách ô ngăn, nén chặt đất bảo vệ ô ngăn kết hợp với thành ô ngăn làm giảm vận tốc dòng chảy bề mặt Trong trình làm việc đất ô ngăn, đất nén chặt tạo ma sát đất với thành ô ngăn với đất bề mặt mái dốc kết hợp với hệ thống cọc neo làm cho hệ thống Neoweb ổn định mái taluy Công nghệ gia cố đất phương pháp ô ngăn hình mạng Neoweb có tính thân thiện với môi trường cao Khả thích ứng với môi trường khắc nhiệt, thay đổi mà không bị ảnh hưởng, không tác động đến số kỹ thuật môi trường khí hậu, không gây ô nhiễm, hủy hoại môi trường xung quanh Tất vật liệu thi công từ vật liệu chế tạo sẵn đến vật liệu chèn lấp thích ứng với môi trường, không ảnh hưởng tác động xấu đến môi trường xung quanh, sức khỏe người Sau thời gian thi công 72 vật liệu Neoweb trêm taluy thảm thực vật lại khôi phục, tạo mái dốc “XANH” thân thiện với môi trường Nguyên lý tính toán thiết kế: - Mái taluy gia cố bảo vệ hệ thống Neoweb ốp mái để chống xói bề mặt tạo điều kiện trồng cỏ để khôi phục cảnh quan môi trường đảm bảo độ thẩm mỹ công trình - Phần tính toán thiết kế đề cập đến phân tích ổn định chống trượt bề mặt hệ thống Neoweb ốp mái ổn định điều kiện thoát nước Kết tính toán thu được: Tính toán ổn định trượt toàn khối Neoweb bảo vệ mái dốc với hệ số an toàn chống trượt cho phép quy định FOS SL ≥ 1,2 Trình tự thi công đơn giản, không đòi hỏi thiết bị máy móc phức tạp, sử dụng lao động vật liệu chèn lấp địa phương Với vật liệu NeowebTM PRS 445-100 tính toán gia cố taluy bảo vệ chống xói bề mặt mái taluy mặt tuyến đường Đt.258 từ lý trình Km41+72.65- Km41+92.45, tỉnh Bắc Kạn đảm bảo ổn định bề mặt mái dốc 2) Kết luận kiến nghị Phương phương gia cố taluy ô ngăn hình mạng Neoweb có khả chống sạt lở bề mặt mái dốc, kết cấu nhẹ, tính toán thiết kế đơn giản, sử dụng nguồn vật liệu địa phương, tạo mái dốc “XANH” thân thiện với môi trường, phù hợp với địa hình đồi núi hay khu vực có bề mặt bị xói lở Đối với nước ta đặc biệt với tỉnh miền núi tỉnh Bắc Kạn, công tác thiết kế xử lý bề mặt mái dốc chưa cao gặp nhiều khó khăn điều kiện kinh tế xã hội, địa hình núi đồi thời tiết thất thường Phương pháp gia cố mái dốc công nghệ ô ngăn hình mạng Neoweb TM công nghệ phù hợp với tỉnh Bắc Kạn nói riêng tỉnh miền núi nói chung Công nghệ không phức tạp thiết kế, thi công khả cung ứng vật liệu nguồn nhân lực đơn giản, tận dụng vật liệu địa phương, vật liệu có sẵn giúp giảm giá thành sản phẩm, thích hợp với tỉnh chưa phát triển kinh tế, mức đầu tư, công trình giá trị chưa cao mà đảm bảo hiệu mặt sử dụng bảo trì Không thế, thi công công nghệ Neoweb đơn giản, rút ngắn thời gian thi công, thích hợp với điều kiện khí hậu mưa nắng thất thường tỉnh miền núi nước ta, mặt khác giảm thời gian thi công giảm giá thành xây dựng, lợi không nhỏ Tính hữu dụng công nghệ thể chỗ thích hợp cao với địa hình miền núi, nơi có nhiều đồi, vách cao, sông ngòi ngoằn nghèo hiểm trở, mái dốc taluy, độ dốc cao phức tạp Để áp dụng Neoweb giải pháp chống trượt taluy đường, với chức Neoweb cốt tường chắn đất Về mặt cấu tạo: 73 Hệ thống Neoweb hệ thống ô ngăn hình mạng dạng tổ ong đục lỗ tạo nhám tạo từ hỗn hợp gồm nhiều polyme xếp cách đồng chèn lấp vật liệu, kết cấu liên hợp địa kỹ thuật bao gồm vách ngăn vật liệu tạo ra, với đặc tính – lý địa kỹ thuật tăng cường Về phương pháp tính: Tính toán thiết kế phải tuân thủ tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-98 tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô cao tốc TCVN 5729-97 Ngoài dùng Neoweb với chức bảo vệ mái dốc phải tính toán thêm vấn đề sau: -Tính toán ổn định công trình: Tính toán ổn định trượt toàn khối Neoweb bảo vệ mái dốc với hệ số an toàn chống trượt cho phép quy định FOS SL ≥ 1,2 - Tính toán ổn vật liệu chèn lấp ô ngăn Neoweb tác động dòng chảy Vật liệu chèn lấp phải có góc ma sát đạt yêu cầu: Φ yeucau ≥ Φ - Tính toán lựa chọn loại Neoweb Về công nghệ thi công: - Thiết kế trước sơ đồ trải Neoweb ghim nối Neoweb theo nguyên tắc tổng chiều dài nối ngắn - Chuẩn bị mặt trước trải Neoweb - Đóng cọc định vị - Trải nối Neoweb - Đắp Neoweb: - Thi công đường cong: 74 Tài liệu tham khảo: [1] ỔN ĐỊNH BỜ DỐC – NGUYỄN SỸ NGỌC (2003) - Trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội [2] CƠ HỌC ĐẤT – TẬP I – WILLOW [3] CƠ HỌC ĐẤT – TẬP II – WILLOW [4] GS TSKH BÙI ANH ĐỊNH (2001) Cơ học đất – Trường Đại học Giao thông vận tải Hà Nội [5] Đánh giá công nghệ Neoweb gia cố mái dốc – V01-10102012 [6] Tổng kết dự án Neoweb tiêu biểu – V03 – 18032013 [7] Báo cáo Công nghệ Neoweb - V06-04092013 [8] TCCS Neoweb gia cố Mái dốc_V02-28112013 [9] TMTK Neoweb gc Taluy va Tuong chan - TTUDCNKTHNCNC - LD - V01-03112012 [11] Tong hop so sanh - V04-20092013 [12]luanvan.net.vn/ /luan-van-nghien-cuu-lua-chon-loai-cay-trongchong-s [13] CTSW-RT-06-137-20-1 [14] cauduong.edu.vn › › BỘ MÔN ĐƯỜNG [15] www.lemenbros.com/2011/12/cong-nghe-gia-co-nen-at neoweb.html [16] www.jivc.vn/ /d-an-tng-chn-va-bo-v-mai-dc-neoweb-tapao-binhthun 75 ... trượt lực neo…………………………… 3.4 Kết luận chương 3………………………………………… KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ…………………………………………………… 1) Các kết nghiên cứu chính…………………………………………… 2)Kết luận kiến nghị……………………………………………………... có nhiều biện pháp cụ thể khác nhau, trình bày biện pháp thường dùng có hiệu [1] 1.2.1 Sửa mặt mái taluy Sửa mặt mái taluy tức làm thay đổi hình dáng bên taluy để mái taluy ổn định Việc làm thường... β − α ) sin α sin β (1-8) Chiều cao giới hạn mái taluy trạng thái cân giới hạn: hC = 4c sin β cosϕ γ − cos( β − ϕ ) (1-9) 15 Năm 1956, Z.Sobotka sử dụng chiều cao giới hạn mái dốc trường hợp