Tiêu chuẩn ngành 22TCN 171-87 quy định những điều khoản về khảo sát địa chất công trình (ĐCCT) trong vùng có hoạt động trượt, sụt bở và về thiết kế những biện pháp ổn định có thể vận dụng được để làm cơ sở tiếp tục thiết kế và thi công các công trình cụ thể để ổn định nền đường sau này.
TIÊU CHUẨN NGÀNH 22 TCN 171-87 QUY TRÌNH KHẢO SÁT ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH VÀ THIẾT KẾ BIỆN PHÁP ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG VÙNG CÓ HOẠT ĐỘNG TRƯỢT, SỤT LỞ (Ban hành theo Quyết định số 2259-KHKT ngày 11 – 12 - 1987) QUY ĐỊNH CHUNG 1.1 Nội dung phạm vi áp dụng tiêu chuẩn Sau giai đoạn khảo sát tổng hợp để thiết kế kỹ thuật tuyến đường (đường sắt, đường tơ) q trình khai thác đường, phát thấy khu vực có tượng trượt, sụt lở có khả uy hiếp điều kiện khai thác tuyến quan thiết kế quản lý cơng trình thiết phải có biện pháp xây dựng cơng trình phịng hộ đặc biệt để đảm bảo ổn định lâu dài tuyến Tiêu chuẩn quy định điều khoản khảo sát địa chất cơng trình (ĐCCT) vùng có hoạt động trượt, sụt bở thiết kế biện pháp ổn định vận dụng để làm sở tiếp tục thiết kế thi cơng cơng trình cụ thể để ổn định đường sau Trong tiêu chuẩn không đề cập đến nội dung công tác khảo sát ĐCCT thông thường thiết kế cụ thể cơng trình phịng hộ trọng điểm cần đảm bảo ổn định nêu tiêu chuẩn khảo sát, thiết kế hành Nhà nước ngành GTVT Tiêu chuẩn có hiệu lực ngành đường sắt, đường ô tô với ngành đường sông trường hợp tương tự 1.2 Những vấn đề cần kiểm tra sơ trước tiến hành công tác cụ thể Trước khảo sát ĐCCT thiết kế biện pháp ổn định đường vùng có hoạt động trượt, sụt lở, cần tìm kiếm điểm sau đây: - Các đặc điểm công trình khu vực có hoạt động trượt sụt lở (nền đào, đắp, cống, đầu cầu, cửa hầm…) - Các tác nhân có ảnh hưởng trực tiếp đến hoạt động trượt sụt lở (như ảnh hưởng nước mặt, nước ngầm khu vực chấn động thi công máy, mìn) - Quá trình diễn biến phát triển trượt sụt tác nhân ĐCCT động lực - Vấn đề môi sinh khu vực - Tiến độ thiết kế thi cơng cơng trình 1.3 u cầu kỹ thuật cần đạt khảo sát ĐCCT Công tác khảo sát ĐCCT cần giải số yêu cầu kỹ thuật sau đây: - Xác định phạm vi khu vực sụt, trượt có ảnh hưởng tới cơng trình cần bảo vệ thể bình đồ tỷ lệ 1/500 - Xác định chi tiết mặt trượt nhờ thiết bị khoan đào, địa vật lý, trắc địa - Xác định tính chất lý đất, đá thân trượt, chế độ hoạt động nước ngầm tính chất - Xác định điểm lộ nước đất, lưu lượng chảy theo mùa, nguồn cung cấp nước - Thu thập số liệu di chuyển khối trượt - Phân tích thu thập tư liệu cần thiết như: Điều kiện khí hậu, thủy văn tác nhân khác (canh tác, thủy lợi, đào đắp đất, chất dỡ tải v.v…) có ảnh hưởng tới khối trượt - Xác định rõ nguyên nhân gây trượt, sụt lở 1.4 Xây dựng phương án triển khai công tác khảo sát ĐCCT Để đảm bảo yêu cầu khảo sát ĐCCT khu vực có hoạt động trượt, sụt lở, lập kế hoạch triển khai công tác lập dự toán khảo sát, cần xây dựng phương án kỹ thuật cụ thể vấn đề sau đây: - Thu thập, đối chiếu, phân tích tổng hợp tài liệu cũ có (kể tài liệu khảo sát thăm dò tổng hợp tài liệu lưu trữ có liên quan) - Xác định phạm vi cần khảo sát (bao trùm khu vực khối trượt, sụt 50 m phía) - Tổ chức đo vẽ ĐCCT, địa chất thủy văn (trên đồ địa hình giai đoạn lập luận chứng kinh tế kỹ thuật theo tỷ lệ 1/100.000 – 1/50.000 giai đoạn thiết kế kỹ thuật theo tỷ lệ 1/1000 – 1/500) - Bố trí mạng lưới mặt cắt thăm dò tổ chức thăm dò - Tổ chức tổng kết số liệu thu để xây dựng báo cáo kỹ thuật kết khảo sát ĐCCT Trong báo cáo kỹ thuật phải nêu đầy đủ tình hình địa chất, thủy văn số liệu thí nghiệm thu q trình khảo sát để xác định rõ nguyên nhân gây trượt, sụt lở, đồng thời phải đề xuất tiêu lý, hóa cần thiết để phục vụ cho cơng tác thiết kế cơng trình phòng hộ đảm bảo ổn định đường sau 1.5 Yêu cầu cần đạt công tác thiết kế biện pháp ổn định đường vùng có hoạt động trượt, sụt lở Từ kết khảo sát ĐCCT, công tác thiết kế biện pháp ổn định đường phải nhằm đạt mục tiêu sau đây: - Đánh giá khả ổn định đường mà chủ yếu ổn định mái dốc khu vực có trượt, sụt lở Việc đánh giá phải dựa theo phương pháp tính tốn hành (sẽ nêu mục 3.6) để kiểm toán ổn định mái dốc - Xác lập biện pháp phòng hộ hợp lý đảm bảo ổn định đường (nếu thấy cần thiết) để có sở thiết kế cơng trình cụ thể sau Tùy tình hình xét chọn biện pháp phòng hộ liệt kê bảng (thuộc chương lll) Các tiêu tính tốn ĐCCT, địa chất thủy văn tiêu khác dùng thiết kế phải lấy theo kết thí nghiệm đất đá, thí nghiệm địa chất thủy văn đo đạc, quan trắc sụt, trượt (nêu mục cuối chương 2) nhân thêm với hệ số m=0,75 ÷ 1,00 để xét đến điều kiện nằm đất đá, đến biến đổi tính ngoại cảnh, điều kiện làm việc Ranh giới khối trượt (đỉnh trượt, thân trượt, chân trượt) điểm thay đổi địa hình, điểm lộ nước ngầm, vách đá, khe xói lở phải thể đầy đủ trắc ngang bình đồ Để khẳng định biện pháp xét chọn để ổn định đường, thuyết minh thiết kế, cần nêu rõ vấn đề sau đây: - Luận chứng kinh tế kỹ thuật chung kết cấu đường biện pháp phịng hộ áp dụng để đảm bảo tính ổn định chung cục tuyến, đảm bảo thời hạn khả khai thác tuyến bình thường yếu tố kinh tế khác khu vực - Cơ sở để tính tốn thiết kế phương án phòng hộ - So sánh phương án với phương án xét chọn - Các điểm cần lưu ý thi cơng, quản lý, khai thác cơng trình phòng hộ tuyến đường KHẢO SÁT, ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH A THỊ SÁT KHU VỰC CĨ HOẠT ĐỘNG TRƯỢT, SỤT LỞ 2.1 Mục sát - Quan sát, điều tra bước đầu địa điểm, phạm vi, mức độ ảnh hưởng vùng có hoạt động trượt, sụt tuyến đường cơng trình xây dựng khác - Kiểm tra tài liệu thu khảo sát tổng hợp tuyến đường tài liệu khác trọng điểm sụt, trượt cần nghiên cứu xử lý - Quyết định phương án tổ chức công tác khảo sát: Phạm vi đo vẽ tuyến thăm dị, số lượng điểm khoan, đào… 2.2 Nội dung cơng tác thị sát: - Quan sát mô tả khu vực (bằng máy hay chụp ảnh) theo lộ trình khảo sát sơ họa số trắc ngang địa hình đại diện để ghi số liệu vẽ địa chất thị sát - Khoan đào xuyên thăm dò điện vài vị trí thấy cần thiết - Tổng hợp tài liệu lập báo cáo kỹ thuật 2.3 Báo cáo kết thị sát: Trong báo cáo kết công tác thị sát, phải nêu điểm sau đây: - Xác định dạng sụt, trượt trình phát sinh, phát triển sụt trượt - Phạm vi phân bố trình tượng trượt, sụt, lở, trạng hậu - Đánh giá sơ điều kiện nguyên nhân - Vị trí (đoạn, điểm) cần nghiên cứu chi tiết để theo dõi thiết kế biện pháp phòng hộ - Đề xuất sơ giải pháp trước mắt để khắc phục phòng chống B ĐO VẼ ĐỊA CHẤT CƠNG TRÌNH 2.4 Hướng lộ trình đo vẽ: Ngồi u cầu phải thẳng góc với ranh giới cấu trúc địa chất, hướng lộ trình đo vẽ cịn cần phải thẳng góc với mép, vách trượt sụt, thân trượt sụt Bản đồ địa hình dùng cho cơng tác đo vẽ phải có tỷ lệ không nhỏ 1/500 2.5 Nội dung công tác đo vẽ ĐCCT Nội dung chi tiết công tác đo vẽ ĐCCT cần bố trí thích hợp để thể điểm sau đây: - Mô tả tên phân loại đất, đá vùng trượt, sụt - Thế nằm đá gốc (góc dốc, phương vị tầng đá) có kèm theo mơ tả thạch học cấu tạo - Chiều dày vị trí tầng phủ, lớp suy yếu - Vị trí độ cao vết lộ nước ngầm - Lưu lượng mạch nước ngầm lộ - Độ dốc sườn dốc, mái dốc (hiện trạng theo tài liệu kỹ thuật cũ) - Kích thước chiều cao, độ dốc vách trượt, sụt lở - Kích thước, vị trí hệ thống kẽ nứt đá cấu tạo sườn dốc, mái dốc - Vị trí, diện tích đất mặt thân trượt bị lầy hóa - Màu sắc đất đá, kích thước, mật độ đá lăn (nếu có) - Lưu lượng nước chảy diện tụ nước (qua chiết khấu rãnh đường, rãnh nước tự nhiên) - Tình trạng cối, cỏ lau khu vực 2.6 Xử lý kết quan sát từ máy bay: Trong giai đoạn đầu, có điều kiện tiến hành quan sát mắt thường chụp ảnh từ máy bay khu vực có trượt, sụt lở Kết đo quan sát từ máy bay kết giải đoán ảnh chụp phải dùng để xác định phạm vi thân trượt, điều kiện địa chất cơng trình khu vực 2.7 Lấy mẫu đất đá thí nghiệm Khi đo vẽ ĐCCT, tùy theo yêu cầu có khả thực tế, cần lấy số mẫu đất đá có đặc trưng để nghiên cứu sơ tính chất lý hóa đất đá phục vụ cho việc đánh giá tình hình trượt, sụt báo cáo kỹ thuật sau Khi lấy mẫu, quy cách số lượng mẫu phải tuân theo quy định hạng mục thí nghiệm cần thực 2.8 Báo cáo kết đo vẽ ĐCCT Để rút kết luận từ tài liệu thu thập định hướng công tác khảo sát ĐCCT tới, báo cáo kết đo vẽ ĐCCT phải nêu rõ điểm sau đây: - Đánh giá điều kiện địa chất cơng trình mặt đoạn vị trí sụt, trượt thuyết minh rõ đặc trưng đất, đá trình động lực chúng - Nhận định sơ khả phát triển tượng trượt, sụt lở - Soạn thảo đề cương công tác thăm dị khoan đào, thăm dị điện, thí nghiệm (ngồi trời, phịng), theo dõi diễn biến trượt, sụt lở nêu dẫn, quy định cần thiết, yêu cầu kỹ thuật mặt công tác - Đề xuất phương án tổ chức thăm dị, thí nghiệm ĐCCT C THĂM DỊ BẰNG KHOAN ĐÀO 2.9 Mục đích thăm dị khoan đào Cơng tác thăm dị trực tiếp khoan đào nhằm mục đích: - Trực tiếp lấy mẫu đất đá nước đất để xác định tiêu tính chất chúng phịng thí nghiệm - Thiết lập mặt cắt ĐCCT khu trượt, sụt bao gồm tầng phủ, chiều dầy thân trượt, đới thừa ẩm, đới nứt nẻ, phong hóa, tầng đá gốc - Đặt dụng cụ quan trắc chuyển vị, dụng cụ thí nghiệm quan trắc nước đất dụng cụ đo chế độ nhiệt đất đá - Kiểm tra kết thăm dò điện thăm dò phương pháp gián tiếp khác thực 2.10 Hướng thăm dò số lượng cơng trình thăm dị Các cơng trình thăm dị cần bố trí thành tuyến thẳng góc với yếu tố trượt, sụt, tương tự mục 2.4 nơi có yếu tố địa hình, địa chất đặc trưng Số lượng cơng trình thăm dị (rãnh thăm dò, hào, hố thăm dò, hố khoan) tùy thuộc quy mô khối trượt, sụt phải đảm bảo xác lập kích thước thân trượt để phục vụ cho tính tốn thiết kế cơng trình phịng hộ Thơng thường, cần bố trí số lượng lỗ khoan đủ để vẽ mặt cắt ĐCCT dọc tim thân trượt (tức mặt cắt ngang đường) mặt cắt ĐCCT ngang thân trượt (tức mặt cắt song song với tim đường) Cần bố trí thêm số cơng trình thăm dị vị trí dự kiến xây dựng cơng trình phịng hộ sau Trong khu trượt, sụt lớn cần phải khoan đào theo chiều mặt cắt ngang khoảng cách chúng khơng lấy nhỏ 50m 2.11 Loại chiều sâu cơng trình thăm dị Phải lựa chọn chiều sâu cơng trình thăm dị đủ để nghiên cứu tồn diện mặt cắt địa chất phạm vi phát triển q trình trượt sụt lở Phải bố trí số cơng trình thăm dị có độ sâu nằm mặt trượt m đới đá tảng để xuyên qua lớp đất xáo trộn thân trượt, lớp bùn dễ cháy, cát cháy, lớp sườn tích đới nứt nẻ Tùy theo mục đích thăm dị, sử dụng loại cơng trình thăm dị sau đây: - Rãnh thăm dị, sâu không 0,6m, áp dụng trường hợp chiều dày tầng phủ tàn tích, sườn tích khơng q 0,5m - Hào, hố thăm dị, sâu khơng q 3m, dùng để nghiên cứu tầng phủ dày không 1,5m, trường hợp này, phải có biện pháp đề phịng, chống sập hào - Hố khoan, sâu từ đến 10m tùy theo yêu cầu để nghiên cứu địa tầng đặt thiết bị thí nghiệm cần thiết để theo dõi diễn biến khối trượt, sụt 2.12 Những yêu cầu công tác khoan Trong khu vực trượt, sụt lở, áp dụng phương pháp khoan xoay, dập, khoan nén, khoan tay dạng khoan khơ với đường kính khoan phù hợp với đường kính tiêu chuẩn mẫu đất nguyên dạng hành (điều kiện ống mẫu nhỏ 91) để trực tiếp lấy mẫu đất, đá nhằm xác định tiêu lý, hóa đất, đá, nước bên khối trượt sụt Khi khoan, cần xác định tốc độ khoan tích hợp với loại đất đá xác định tỷ lệ lấy lõi mẫu theo độ sâu với tỷ lệ 1m khoan lấy mẫu chuyển tầng lấy liên tục, vào khoảng 0,5 m khoan lấy mẫu Cần ghi nhận dấu hiệu khoan đến tầng suy yếu, tầng thừa ẩm D THĂM DÒ ĐIỆN 2.13 Nội dung phương pháp thăm dò điện để khảo sát ĐCCT vùng trượt sụt Thăm dò điện phương pháp thăm dị địa vật lý áp dụng để khảo sát ĐCCT khu vực có tượng trượt, sụt lở, đất đá đổ, đặc biệt khu vực: có khối lượng lớn, khơng có đủ điều kiện thăm dị tồn trực tiếp khoan, đào Bằng thiết bị chuyên dùng, thăm dò điện cho phép xác định thông số điện trở suất biểu kiến đất đá, nhờ xác định mặt cắt địa chất đồ cấu tạo khác vùng trượt, sụt thơng qua việc phân tích đường cong đo đưa vào hệ thống đường cong chuẩn lập sẵn cho phương pháp đo Tiêu chuẩn quy định việc chọn phương pháp thăm dò cụ thể tiến hành triển khai thăm dị trường mà khơng đề cập đến việc phân tích kết đo nêu tài liệu chuyên khảo cho phương pháp đo, thiết bị đo cụ thể 2.14 Mục đích thăm dò điện vùng trượt, sụt lở đất đá đổ Việc thăm dị điện vùng có hoạt động trượt phải đạt yêu cầu sau đây: - Xác định hình dáng đặc trưng mặt trượt - Xác định vùng thừa ẩm mặt trượt nguồn nước đất cung cấp cho thân trượt - Xác định chiều dày đới nứt nẻ đất đá sườn dốc - Xác định chiều dày tầng phủ đá gốc khu vực Việc thăm dò diện vùng có sụt lở đất đá để lại nhằm đạt yêu cầu cụ thể sau: - Xác định nằm mặt đá gốc - Nghiên cứu cấu trúc sụt - Xác định chiều dày phong hóa sườn dốc - Phát theo dõi nước ngầm đất 2.15 Những phương pháp thăm dò điện sử dụng Trong vùng trượt sử dụng phương pháp thăm dò sau đây: Đo sâu cực, đo sâu đối xứng, đo sâu đối cực, đo mặt cắt điện độ sâu, đo mặt cắt đối xứng đo vòng Phương pháp điện trường áp dụng cần xác định nguồn nước đất có tác động vào thân trượt Trong vùng có tượng sụt lở đất đá đổ, sử dụng phương pháp: Đo sâu điểm đối xứng, đo sâu điện cực hai chiều, đo mặt cắt điện độ sâu Phương pháp điện trường thiên nhiên dùng có nước ngầm khối sụt lở 2.16 Phạm vi thăm dị bố trí mặt cắt thăm dị vùng trượt Phạm vi thăm dị điện phải bao trùm tồn độ sâu trượt diện tích vùng trượt Muốn vậy, phải bố trí điện cực phát A B cho ABmax = 10H, AB khoảng cách điện cực phát H chiều cao thân trượt đường dòng xuyên suốt môi trường nằm thân trượt với tỷ lệ S2/S1, S2;S1 điện trở suất đới đới Vị trí điện cực nguồn A, B khơng vượt ngồi phạm vi thân trượt Các mặt cắt thăm dị cần bố trí men theo sườn núi, tức theo hướng song song với tim đường Trên khu vực trượt, cần bố trí mặt cắt thăm dị, có mặt cắt nằm khu vực trượt phạm vi trượt Khoảng cách mặt thăm dò, điểm đo sâu khoảng cách lớn điện cực phát phụ thuộc vào phân loại quy mơ trượt theo diện tích phân bố trượt quy định bảng Bảng Quy mô trượt Trượt nhỏ Chiều rộng Diện tích phân Khoảng cách Khoảng cách Khoảng cách mặt cắt trung bố trượt (m2) mặt điểm lớn bình khu trượt thăm dị (m) đo sâu (m) điện cực phát (m) (m) (A) (B) (A) (B) 50 0,25x104 10 20 10 20 20 50 100 50 50 100 Trượt nhỏ 250 6,25x10 Trượt trung bình 1000 100x104 200 400 200 200 400 1000 200 400 200 200 400 Trượt lớn Trong bảng 1: 100x10 Cột (A) vịng trượt Cột (B) ngồi vịng trượt Khi cần thăm dò chi tiết dạng trượt trung bình trượt lớn, số lượng mặt cắt cần phải lấy gấp đôi số lượng quy định (tức có mặt cắt khu vực trượt mặt cắt khu vực trượt) 2.17 Phạm vi thăm dị bố trí mặt cắt thăm dị vùng sụt, lở a) Trong khối sụt lở ngừng hoạt động, cần bố trí mặt cắt thăm dị, có mặt cắt khối sụt lở mặt cắt phía khối sụt lở theo tầng đá gốc Mặt cắt điện cần bố trí dọc theo sườn dốc, khoảng cách mặt cắt điểm đo tùy thuộc vào quy mô sụt lở quy định bảng Bảng Quy mô, sụt lở Khoảng cách Khoảng cách Khoảng cách đỉnh sụt lở (m) mặt cắt thăm dò (m) điểm đo sâu (m) Sụt lở nhỏ 250 50 50 Sụt lở trung bình 1000 200 200 Sụt lở lớn 1000 200 200 Mặt cắt thăm dò dọc theo tầng đá gốc cần đặt cách điểm bắt đầu khối sụt lở 50-100m b) Trong khối sụt lở hoạt động, điểm đo sâu điện cần đặt đoạn vững khu vực sụt lở cần bố trí mạng thăm dị cho phù hợp với tình hình thực tế Nếu khơng đảm bảo an tồn, khơng tiến hành thăm dò điện khối sụt lở hoạt động c) Khi thăm dò điện, dù theo phương pháp nào, cần xác định tỷ lệ khối lượng cốt liệu lớp phủ vật liệu lớp nhét nằm địa tầng phủ sườn dốc dọc khối sụt lở (lớp phủ bồi tích, sườn tích mái dốc) E THÍ NGHIỆM ĐCCT VÀ ĐỊA CHẤT THỦY VĂN 2.18 Các tiêu thí nghiệm Cần thực đầy đủ cơng tác thí nghiệm đất đá địa chất thủy văn cần thiết để xác hóa kết khảo sát thu qua thăm dò khoan đào hay thăm dò điện xác định rõ tính chất lý, khả chịu lực, biến dạng đất đá nằm tự nhiên khu vực trượt sụt nhằm xác định tiêu phân loại tiêu tính tốn, thiết kế cơng trình phịng chống sụt, trượt kèm theo Khuyến khích đẩy mạnh việc áp dụng phương pháp thí nghiệm trường Những tiêu có liên quan đến đặc trưng ĐCCT khu vực trượt, sụt lở, bao gồm: - Đối với đất: Thành phần hạt, độ ẩm tự nhiên, khối lượng thể tích, trọng lượng riêng, số đảo, độ lún ướt tương đối, áp lực lún ướt ban đầu, hệ số nén lún, độ nhớt, sức kháng cắt phần đất lớp nhét (thí nghiệm trạng thái tự nhiên bão hịa), hệ số phong hóa, hàm lượng hữu cơ, thành phần muối hòa tan - Đối với đá: Cường độ chịu nén khơ bão hịa nước, hệ số hóa mềm, hệ số phong hóa - Đối với tác động nước: Độ trương nở tương đối, áp lực trương nở, hệ số tan rã đất, hệ số thấm, suất hút nước, lưu lượng nước ngầm Khi xác định tiêu độ chặt, độ ẩm phải áp dụng phương pháp đo cắt, thí nghiệm phịng phải điều chỉnh lại độ ẩm, khối lượng thể tích theo hàm lượng hạt thơ ( ≥ 5mm) công thức hành Trong tiêu kể trên, quan trọng độ bền, sức kháng cắt, hệ số thấm, khối lượng thể tích đất tự nhiên đất no nước Đối với sức kháng cắt cần xét chọn phương pháp thí nghiệm thích hợp cắt nhanh, cắt chậm… tùy theo mục đích sử dụng số liệu thí nghiệm Cần vào loại đất đá khu trượt sụt (đất lẫn sạn, đất hịn khơ, đất thơng thường, đất bùn, cát chảy…) vào dự kiến giải pháp kỹ thuật áp dụng để quy định tiêu cần thiết nghiệm thích hợp 2.19 Các phương pháp thí nghiệm cần thực trường Khi khảo sát vùng trượt, sụt lở, cần thực phương pháp thí nghiệm trường sau đây: a) Về địa chất cơng trình: - Phương pháp cắt hố đào - Phương pháp nén sập - Phương pháp đẩy ngang - Phương pháp đo áp lực lỗ rỗng cảm biến - Phương pháp thấm ướt đất hố móng Khi thí nghiệm sức kháng cắt (của phần đất lớp nhét) phải áp dụng phương pháp độ ẩm độ chặt Khi thí nghiệm nén sập, đẩy ngang, cắt hố đào, phải tạo cho độ ẩm trạng thái bão hịa Vì tính chất phức tạp tốn thí nghiệm nén sập nên thực phương pháp phải xác định số lượng thí nghiệm tiến hành thí nghiệm cẩn thận b) Về địa chất thủy văn: - Phương pháp đo hệ số thấm - Phương pháp đổ nước thí nghiệm đơn tổ hợp hố đào, lỗ khoan - Phương pháp ép thí nghiệm đơn tổ hợp hố đào, lỗ khoan - Quan trắc mức nước đo đạc thị màu Trình tự thí nghiệm phương pháp phải theo quy định tiêu chuẩn thí nghiệm hành tài liệu hướng dẫn kỹ thuật tương ứng G ĐO ĐẠC, THỐNG KÊ MÁI DỐC ĐỂ TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH 2.20 Điều kiện u cầu cần đo đạc, thống kê mái dốc ổn định tuyến đường Công tác đo đạc, thống kê mái dốc ổn định đoạn khác tuyến đường cần tiến hành theo điều kiện tự nhiên có để làm sở cho việc thiết kế kết cấu đường hợp lý ổn định thiết kế cơng trình phịng hộ cần thiết Trước đo đạc cụ thể yếu tố hình học trắc ngang đường (sẽ quy định mục 2.30) cần phải phân đoạn tuyến thành nhiều đoạn có điều kiện ĐCCT địa chất thủy văn tương tự dựa theo tài liệu đăng ký tuyến đường hồ sơ thiết kế có kèm theo tiêu Trường hợp khơng có tài liệu, cần khảo sát, thí nghiệm bổ sung Đối với đoạn có điều kiện ĐCCT địa chất thủy văn tương tự, cần đo đạc 25 điểm (25 trắc ngang đường) để có đủ số liệu thống kê, đánh giá tình hình Trong trình đo đạc, thống kê, phải ghi rõ tuyến đường khai thác, nâng cấp, làm mới, vị trí bị bom mìn xử lý, đoạn đắp đất yếu, đắp bị xói lở, đắp sườn dốc lớn, đoạn có áp lực thủy động gây sụt, trượt Các công cụ đo đạc chủ yếu cần sử dụng máy kinh vĩ, máy cao đạc, địa bàn 2.21 Các yếu tố cần đo phạm vi đo trắc ngang đường Ở trắc ngang đường, cần đo yếu tố: chiều cao mái dốc H, độ dốc mái độ dốc mặt đất đỉnh mái Trong mặt cắt ngang, thay đổi lấy trị số trung bình chúng Đối với đường nửa đào, nửa đắp, chiều cao đắp theo mặt mái dốc phụ thuộc bề rộng đường, đặc trưng lý đất đất đắp phải đo thêm bề rộng nửa mặt đường B/2, hình chiếu mặt mái a, phải tính tỷ số tải trọng với khối lượng thể tích đất p Tại mặt cắt ngang, mái dốc cấu tạo từ đất dính phải đo rộng khoảng 1,5H đỉnh dốc khoảng H phía chân dốc, mái dốc cấu tạo từ đất rời phải đo rộng khoảng H 0,8H 2.22 Thống kê yếu tố mái dốc theo nhóm phân loại Sau đo đạc, cần xếp số liệu thu từ đoạn có điều kiện ĐCCT địa chất thủy văn tương tự theo nhóm sau để xử lý thống kê: - Đối với H: 2-4m, 4-6m, 6-8m, 8-10m, 10-12m, 12m : 0-100, 10-200, 20-300 > 300; - Đối với - Đối với B/2: 3m; 3,75m; 4,25m; - Đối với a: 2m; 4m; 6m - Đối với p : 1, 2, 2.23 Phương pháp tính tốn để xử lý thống kê Khi số liệu thống kê nhỏ 25 dùng phương pháp trung bình số học để tính tốn kết quả, số liệu lớn 25 dùng phương pháp bình phương tối thiểu Để thu mối tương quan trung bình tương đối chặt thống kê nhóm, phải loại bỏ số liệu phân tán chịu ảnh hưởng trực tiếp biến đổi lớn địa hình, ĐCCT 2.24 Thống kê biện pháp gia cố đá áp dụng Cùng với việc đo đạc, thống kê mái dốc ổn định, cịn phải thống kê dạng cơng trình phịng, chống sụt, trượt có hiệu rãnh nước, tường chắn cho đào biện pháp gia cố nền, biện pháp thi công đắp ổn định H QUAN TRẮC DIỄN BIẾN TRƯỢT, SỤT 2.25 Mục tiêu nội dung công tác quan trắc Cần tiến hành công tác quan trắc để phát phát sinh phát triển tượng trượt, sụt q trình thi cơng, khai thác quản lý cơng trình tuyến Nội dung cơng tác quan trắc nhằm ghi nhận dấu hiệu biến đổi trình tượng địa chất vật lý, địa chất thủy văn chế độ thủy nhiệt khác xảy đất, mục tiêu cuối việc quan trắc phải xác định trình chuyển động theo phương (ngang đứng) khối trượt, sụt 2.26 Phương pháp quan trắc: Để ghi nhận diễn biến xảy ra, tùy theo điều kiện khả cụ thể, cho phép sử dụng phương pháp dọi, mốc đo tương đối, phương pháp trắc đạc, dụng cụ đo xiên kiểu cầu SGI, kiểu lắc, dụng cụ báo động còi để quan trắc trượt, sụt Trong phương pháp kể trên, cần khởi đầu phương pháp quan trắc mắt thường để ghi nhận trực tiếp tính chất trường diễn biến Khi ghi chép nhật ký quan trắc, cần ý đến yếu tố thời tiết, hoạt động nơng lâm nghiệp, hoạt tải tàu xe, sóng vỗ… 2.27 Bố trí màng lưới cọc mốc thời gian quan trắc Trong điều kiện chưa có thiết bị tự ghi, cho phép dùng máy cao đạc đo chuyển vị đứng ngang khối trượt, sụt theo thời kỳ quan trắc với hệ thống cọc mốc khối trượt, sụt sau: - Cọc mốc dài hay ngắn tùy theo mặt trượt sâu hay nông, đẩy cọc mốc gần mặt trượt tốt, mặt trượt khoảng 0,5 – 2,0m Các cọc mốc bố trí thành tuyến ngang dọc, theo mạng lưới 10x10m – 25x25m toàn khu vực trượt (quá mép trượt từ 20 đến 50m, qua lý trình đầu cuối 50m) - Mốc cố định đặt khu vực trượt từ 100 đến 200 m đặt nơi có tầm nhìn tốt với vị trí đặt máy cố định mạng lưới cọc mốc kể Về thời gian quan trắc, cần thực đề cương công tác vạch cho yêu cầu cụ thể Ở nơi phát sinh trượt, trượt nhanh, cần quan trắc theo Ở nơi có sụt phát triển chậm, quan trắc theo ngày, theo tháng Ở nơi cần theo dõi diễn biến lâu dài, phải định kỳ quan trắc tùy theo mùa (mùa khô, mưa) 2.28 Yêu cầu giao nộp tài liệu quan trắc Sau kết thúc đề cương quan trắc, cần giao nộp đủ hồ sơ quan trắc bao gồm: - Mạng lưới cọc mốc bình đồ 1/200 – 1/500 - Thuyết minh phương pháp quan trắc - Nhật ký quan trắc - Các biểu đồ chuyển vị (với yêu cầu đo chuyển vị đứng ngang xác đến 1/10mm) - Các trắc ngang tương ứng với thời kỳ quan trắc THIẾT KẾ BIỆN PHÁP ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG A ĐÁNH GIÁ KHẢ NĂNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC 3.1 Yêu cầu chung Trong công tác thiết kế thi công tuyến đường, cần phải đánh giá khả ổn định đường mà chủ yếu ổn định mái dốc xác lập để đề xuất biện pháp xây dựng cơng trình phịng hộ gia cố mái dốc nhằm đảm bảo độ ổn định cần thiết mái dốc đường, khu vực chạy qua vùng có hoạt động trượt, sụt lở Trong đánh giá, cần phân biệt rõ khả ổn định chung với khả ổn định cục (sẽ nêu mục 3.7 3.8) để có biện pháp xử lý thích hợp 3.2 Những vị trí cần kiện tồn ổn định mái dốc Việc tính tốn khả ổn định mái dốc cần tiến hành trường hợp sau đây: - Đường sắt đắp cao 12m đất to đất chất sét cứng nửa cứng, đắp cao 6m đất chất sét dẻo cứng, đắp cao 20m đá - Đường ô tô đắp cao 12 m đất - Đường sắt đắp qua vùng lầy loại l lll sâu 4m loại ll sâu 3m, đắp mặt đáy bùn 1/10 loại l, 1/15 loại ll 1/20 loại lll, đắp qua bùn có độ sệt khác không phân loại - Đường ô tô đắp qua lầy 4m đầm lầy nông đắp không đẩy vét bùn, đắp qua đầm lầy có độ dốc ngang đáy > 1/10 - Đường đắp qua đoạn có thiên nhiên yếu (theo cách phân chia đường sắt đường ô tô) có điểm đặt cơng trình nước vặn tháo nước - Đường đắp qua vùng ngập lụt tạm thời cắt qua hồ, đầm chứa nước - Đường sắt đắp sườn dốc 1/5 đá cứng phức tạp - Đường đào qua đất có mái dốc cao 12m có mái dốc 16m có điều kiện ĐCCT bất lợi - Đường đào mái dốc 0,25) - Đất có số dẻo Wn ≤ 12 - Đất có tính trương nở từ vừa đến mạnh - Đất khác thường (như đất hóa mặn mạnh, có chứa ơxyt sắt…) có xu hướng chịu ảnh hưởng mạnh phong hóa hóa học Để đánh giá khả ổn định cục bộ, cần xác định rõ yếu tố sau đây: - Chiều dày tầng phong hóa - Sự thay đổi trạng thái tính chất đất theo chiều sâu tầng phong hóa - Chiều sâu thấm nước mùa mưa - Độ rời rạc, vỡ vụn đất mùa nắng Việc đánh giá ổn định cục mái dốc cần phải tiến hành riêng biệt cho dạng phá hoại xảy như: Trượt tầng phủ, (trượt bề mặt mái dốc), trượt chảy lở hay xói ngầm học theo phương pháp tính tốn nêu bảng mục 3.6 3.9 Nghiên cứu biện pháp xử lý phòng ngừa ổn định mái dốc Sau q trình tính toán, điều kiện nêu mục 3.1 khơng thỏa mãn phải nghiên cứu đề xuất biện pháp phòng hộ cần thiết (được nêu phần chương này) để đảm bảo ổn định mái dốc đường B THIẾT KẾ BIỆN PHÁP PHÒNG HỘ ĐỂ ỔN ĐỊNH NỀN ĐƯỜNG 3.10 Các biện pháp nâng cao ổn định mái dốc vận dụng Sau xác định điều kiện, nguyên nhân gây nên ổn định mái dốc kiểm tốn khả ổn định theo sơ đồ tính tốn phương pháp tính tốn thích hợp, phát thấy không đảm bảo khả ổn định phải lập luận chứng kinh tế - kỹ thuật, để so sánh xét chọn đưa vào sử dụng biện pháp nâng cao khả ổn định mái dốc, nêu bảng Việc lựa chọn phương án hợp lý tùy thuộc vào tác dụng, điều kiện phạm vi áp dụng nó, cần ý thích đáng đến khả thi công, điều kiện nguyên vật liệu chỗ cần ưu tiên áp dụng tổ hợp biện pháp để mang lại hiệu cao nhất, vững bền Trong bảng nêu tương đối đầy đủ biện pháp kết cấu công nghệ khai thác để nâng cao khả ổn định mái dốc Trong phạm vi tiêu chuẩn này, đề cập đến biện pháp kết cấu Trong trường hợp đặc biệt phép sử dụng biện pháp khác không nêu tiêu chuẩn phải thuyết minh đầy đủ khả thích nghi với thực tế hiệu kinh tế Bảng Loại biện pháp Tác dụng biện pháp Biện pháp kết cấu a) Xây dựng cơng trình chống đỡ - Tường chắn xây đá Chống dỡ áp lực đất thiết lập cân tăng cường ổn định chung, hạn chế tốc độ, hậu phong hóa - Tường chắn bê tông BTCT - Tường ốp mái - Đê phản áp chống trượt, trôi - Kè đá cắm cọc - Cọc ghìm BTCT, cọc thép, cọc ray - Đất có cốt - Tường neo cố - Phun vữa xi măng, phun bê tông b) Giảm tải mái dốc - Thiết lập mặt cắt hình học hợp lý mái dốc Ngăn ngừa xóa bỏ khả phát sinh trượt sụt tăng hệ số ổn định Kmin - Đặt mái dốc theo kết tính tốn xử lý cơng trình thực tế - Hạn chế chiều cao mái dốc - Đánh cấp trước đắp sườn dốc c) Thoát nước mặt chống xói bề mặt Điều chỉnh thơng nước mặt hạn chế khử tác dụng bào xói nước - Rãnh dính hệ thống nước mặt - Bậc nước - Dốc nước - Chống thấm bề mặt mái dốc - Cách ly nước chống xói d) Thoát nước ngầm - Rãnh hở hầm thoát nước Chống xói ngầm, giảm gradient thủy lực nước ngầm - Giếng ngầm - Gia cường thoát nước ngầm - Rãnh, mương thấm, mương hạ mực nước ngầm e) Bảo vệ bề mặt mái dốc Tăng cường ổn định chung - Gia cố cỏ - Ván lật bê tông BTCT - Thả đá chân mái dốc lát đá - Rọ đá - Nền chặt gia cố đất mái dốc Biện pháp công nghệ + Tổ chức thi công: - Thiết lập sơ đồ bước thi công hợp lý Hạn chế khả phát sinh biến dạng cục q trình thi cơng - Bảo đảm chế độ, liều lượng sử dụng thuốc mìn - Thốt nước tốt thi cơng + Gia cố đất (cải tạo đất) Nâng cao độ bền độ ổn định đất - Nền chặt đất - Gia cố xi măng - Phủ bề mặt bê tông Biện pháp khai thác - Bảo đảm chế độ làm việc bình thường mái dốc theo yêu cầu đồ án thiết kế Ngăn ngừa tượng biến dạng cục ảnh hưởng đến ổn định chung - Bảo dưỡng thường xuyên hệ thống thoát nước - Phòng hộ gia cố bổ sung q trình quản lý đường C XÂY DỰNG CƠNG TRÌNH CHỐNG ĐỠ 3.11 Tác dụng phân loại cơng trình chống đỡ Cơng trình chống đỡ có tác dụng ngăn ngừa khả đất, đá trượt, sụt, tăng cường ổn định mái dốc, chống lại dịch chuyển đất đá Phải theo hình loại, kích thước khối đất sụt, chiều dày tầng tàn tích phủ, trạng thái đặc điểm nằm đá gốc, điều kiện ĐCCT, địa chất thủy văn, khả vật liệu sẵn có địa phương, khả thi cơng… để định hình loại, kết cấu, kích thước vị trí xây dựng cơng trình chống đỡ Cơng trình chống đỡ đất sụt, trượt sử dụng cách độc lập hay phối hợp với cơng trình xử lý khác Về bản, cơng trình chống đỡ bao gồm dạng loại: Tường chắn, đê phản áp kè đá 3.12 Tường chắn: Tường chắn loại cơng trình chống đỡ ứng dụng rộng rãi cần thiết kế theo hình thức sau theo tính chất chịu lực tác dụng nó: - Tường đỡ - Tường ốp mái - Tường chịu lực Việc tính tốn thiết kế tường chắn phải tiến hành theo phương pháp trạng thái giới hạn phù hợp với sơ đồ tính tốn ứng với tổ hợp lực bất lợi quy định tiêu chuẩn hành Khi thiết kế tường chịu lực chống trượt, ngồi việc tiến hành theo trình tự chung thiết kế tường chắn, cịn cần phải kiểm tốn khả ổn định chống lật, chống trượt phẳng, độ bền tường khả ổn định 3.13 Đê phản áp: Đê phản áp đất đá đặt vùng bị động mái dốc trượt để ngăn cản dịch chuyển khối đất trượt loại cơng trình chống đỡ phổ biến tin cậy Khi thiết kế đê phản áp cần dự tính trước việc xây dựng cơng trình nước lớp đất sườn dốc phía để phản áp Kích thước mặt cắt ngang đê phản áp xác định theo cấu tạo phải kiểm toán ổn định chung, ổn định mái dốc đê phản áp Giá trị tiêu chuẩn hệ số ổn định K đê phản áp cần phải lấy khoảng từ 1,10 đến 1,25 tùy theo cấp đường, kích thước chiều dài sườn dốc trượt, mức độ tin cậy số liệu có đất phương pháp tính Tùy theo điều kiện vật liệu, đê phản áp thiết kế đá hộc, đá sỏi, bê tông đá hộc hay BTCT Đối với khu vực có đất bão hịa nước, để đảm bảo khả nước, cần dự tính trước việc dùng để phản áp đá hộc, đá sỏi cần đặt ống cống nước tầng lọc ngược đê phản áp Khi khối đất sụt có chiều dày khơng lớn lắm, cần sử dụng đê phản áp dạng cột hay dạng băng chạy dọc theo sườn dốc đặt chủ yếu chân mái dốc 3.14 Kè đá: Kè đá dùng để ngăn ngừa tượng sụt lở, sụt trượt mái dốc chiều dày tầng có khả trượt khơng lớn Khi thiết kế kè đá kích thước, chiều sâu kè, khoảng cách chúng phải thỏa mãn điều kiện khống chế - Không cho phép di chuyển đất kè - Không cho phép khối đất trượt cắt kè - Khơng cho phép hình thành mặt trượt nằm thấp chân kè D GIẢM TẢI TRÊN MÁI DỐC 3.15 Các hình thức giảm tải mái dốc Qua kiểm toán ổn định mái dốc, biện pháp giảm tải mái dốc để xóa bỏ ngăn ngừa khả phát sinh sụt, trượt thực cách cắt bỏ phần hay toàn đất phạm vi mái dốc trượt, cải thiện kích thước hình học mái dốc hay tạo nên bậc thềm mái dốc Khi quy mô khối đất trượt không lớn lắm, tốt dự tính đến việc cắt bỏ tồn khối đất ổn định E THỐT NƯỚC MẶT 3.16 Các hình thức nước mặt vận dụng Việc thu thoát nước mặt phạm vi sụt trượt để chủ động ngăn chặn khả phát sinh tượng sụt trượt nước thâm nhập vào biện pháp thiếu cơng trình tổ hợp để xử lý trượt, sụt Để đảm bảo thoát nước mặt ngồi việc xây dựng cơng trình nước hệ thống rãnh đỉnh, rãnh dọc, cịn cần phải dự tính đến việc san bạt bề mặt mái dốc, bù đắp chỗ trũng, nứt nẻ phủ kín bề mặt mái dốc lớp chống thấm nhựa đường, đất sét 3.17 Rãnh đỉnh rãnh dọc Các đoạn có mái dốc sườn dốc sụt trượt, sụt lở, trượt đất xói sụt, cần phải bảo vệ rãnh đỉnh Khi lựa chọn vị trí đặt rãnh đỉnh, cấu tạo rãnh hình thức gia cố đáy rãnh phải hạn chế tới mức tối đa khả nước thấm vào khối trượt, sụt Đáy mái dốc phía hạ lưu rãnh đỉnh phải phủ vật liệu chống thấm, cịn mái dốc phía thượng lưu gia cố vật liệu thô, cho phép nước ngầm thấm vào rãnh Việc nối tiếp rãnh đỉnh hệ thống rãnh dọc cần thực hình thức, bậc nước, dốc nước, hố tiêu năng… Cần dựa vào lưu lượng tính tốn để xác định kích thước mặt cắt ngang rãnh đỉnh rãnh dọc G THỐT NƯỚC NGẦM 3.18 Các tài liệu cần có để thiết kế thoát nước ngầm Khi mái dốc đường có nước ngầm, cần phải xây dựng hệ thống thoát nước ngầm (mương thấm, rãnh ngầm, hầm thoát nước, giếng ngầm…) để hạn chế tượng xói ngầm tạo khả tháo khô mái dốc Để phục vụ cơng tác thiết kế nước ngầm, cần có tài liệu sau đây: - Bình đồ địa hình khu vực có ghi rõ vệt lộ nước ngầm hướng thoát nước dự kiến - Các mặt cắt dọc ngang ĐCCT có ghi yếu tố địa chất thủy văn phát thăm dò dự đoán - Các tiêu lý tổng hợp đất, đá sườn dốc, mái dốc - Số liệu điều tra lưu lượng nước ngầm thành phần hóa học nước 3.19 Các loại cơng trình nước ngầm Khi thiết kế, cần dựa theo bảng để lựa chọn loại cơng trình nước ngầm hợp lý tùy theo ý nghĩa công dụng loại Bảng Loại cơng trình - Rãnh, máng hở Ý nghĩa – công dụng Thu nước độ sâu tới 2m thoát nước nơi trũng - Rãnh nước kiểu hào (khơng có ống cống, Thu nước ngầm nằm độ sâu từ đến 5m có ống cống cống thấm) - Hầm thoát nước Khi nước ngầm sâu 5m - Giếng ngầm (khoan đào) Thoát nước thẳng đứng - Phối hợp loại cơng trình nước khác Thu thoát nước ngầm điều kiện ĐCCT phức tạp Khi phát thấy khả mái dốc bị trượt cục hay tồn áp dụng biện pháp cơng trình liên hợp “tường chắn-mương thấm” Lúc đó, móng tường chắn phải đặt vào tầng đất để ổn định mương thấm nên làm theo kiểu hình nhánh 3.20 Mương thấm Mương thấm đặt nơi đất bị ẩm ướt đặt thẳng góc với tim đường Khoảng cách mương lấy theo cấu tạo từ 15 đến 20 m Nước từ hệ thống mương thấm tập trung rãnh biên cống ngầm Nếu lưu lượng nước ngầm tương đối lớn, vào khoảng 0,5m3/ngđ 1m dài mái dốc lại có khả trượt, sụt cục cần áp dụng loại mương thấm hình vịm, hình vng, hình tam giác H BẢO VỆ BỀ MẶT MÁI DỐC 3.21 Các hình thức bảo vệ mái dốc Việc gia cố bảo vệ bề mặt mái dốc chống lại tác dụng bào mịn nước hay sóng vỗ nói chung tiến hành theo cấu tạo Tùy theo tính chất chịu lực, tình trạng bề mặt mái dốc, áp dụng hình thức sau đây: - Trồng cỏ - Lát cỏ - Thả đá lát đá - Dùng rọ đá kè chân mái dốc - Lát bề mặt bê tông hay bê tông cốt thép - Nền chặt gia cố đất mái dốc Hình thức gia cố đất nên áp dụng nơi dễ kiếm vật liệu thích hợp loại đất chất kết dính (chủ yếu xi măng) Khi tính tốn bảo vệ, cần vào lưu tốc dịng chảy, lực va sóng vỗ yếu tố ảnh hưởng có liên quan khác để lựa chọn hình thức bảo vệ hợp lý ... ≥ Ktc Trong đó: Kơđ giá trị hệ số ổn định tính tốn K tc giá trị hệ số ổn định tiêu chuẩn 3.5 Hệ số ổn định tiêu chuẩn Ktc Hệ số Ktc xác định theo biểu thức: Ktc = K1 K2 K3 K4 K5 Kp với: - K1... cao khả ổn định mái dốc Trong phạm vi tiêu chuẩn này, đề cập đến biện pháp kết cấu Trong trường hợp đặc biệt phép sử dụng biện pháp khác không nêu tiêu chuẩn phải thuyết minh đầy đủ khả thích... trượt sụt nhằm xác định tiêu phân loại tiêu tính tốn, thiết kế cơng trình phịng chống sụt, trượt kèm theo Khuyến khích đẩy mạnh việc áp dụng phương pháp thí nghiệm trường Những tiêu có liên quan đến