Nghiên cứu giải pháp gia cố chống sạt lở mái taluy đường miền núi

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHẠM MINH TUẤN NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI CHUYÊN NGÀNH: CẦU, TUYNEN VÀ CÁC CÔNG TRÌNH XÂY DỰNG KHÁC TRÊN ĐƯỜNG ÔTÔ VÀ ĐƯỜNG SẮT MÃ SỐ NGÀNH: 2.15.10 LUẬN VĂN THẠC SĨ T.P HỒ CHÍ MINH, tháng 10 năm 2005 CÔNG TRÌNH ĐƯC HOÀN THÀNH TẠI TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HỒ CHÍ MINH Cán hướng dẫn khoa học : TS LÊ BÁ KHÁNH Cán chấm nhận xét 1: Cán chấm nhận xét : Luận văn thạc só bảo vệ HỘI ĐỒNG CHẤM BẢO VỆ LUẬN VĂN THẠC SĨ TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA, ngày tháng năm 2005 TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA PHÒNG ĐÀO TẠO SĐH CỘNG HOÀ XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP - TỰ DO - HẠNH PHÚC Tp HCM, ngày tháng năm 2005 NHIỆM VỤ LUẬN VĂN THẠC Só Họ tên học viên: Phạm Minh Tuấn Phái: Nam Ngày, tháng, năm Sinh: 10 – 0.6 – 1976 Nơi Sinh: Nghệ An Chuyên Ngành: Cầu, Tuynen Và Các Công Trình Xây Dựng Khác Trên Đường Ô Tô Và Đường Sắt Mã số học viên: 00103033 I TÊN ĐỀ TÀI: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI II NHIỆM VỤ VÀ NỘI DUNG PHẦN I: TỔNG QUAN Chương 1: Tổng quan tượng sạt – trượt lở đường Hồ Chí Minh khu vực tỉnh Quảng Bình giải pháp phòng chống PHẦN II: NGHIÊN CỨU ĐI SÂU VÀ PHÁT TRIỂN Chương 2: Nghiên cứu dạng ổn định phương pháp tính toán ổn định mái mái dốc đường miền núi Chương 3: Nghiên cứu phương pháp tính toán sử dụng neo đất gia cố chống sạt lở mái taluy đường miền núi Chương 4: Ứng dụng tính toán ổn định cho công trình cụ thể gia cố neo đất phương pháp khác dùng thực tế, so sánh đặc tính kỹ thuật , thi công neo đất Chương 5: Kết luận kiến nghị III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 14/10/2004 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: / / 2005 V CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: TIẾN SĨ LỆ BÁ KHÁNH CÁN BỘ HƯỚNG DẪN CN BỘ MÔN QL CHUYÊN NGÀNH TS LÊ BÁ KHÁNH Nội dung đề cương luận văn thạc só Hội đồng chuyên ngành thông qua Ngày TRƯỢNG PHÒNG ĐT - SĐH tháng năm 2005 TRƯỞNG KHOA QL NGÀNH LỜI CẢM ƠN Luận văn thạc só hoàn thành cố gắng thân tác giả mà gia đình Xin bày tỏ lòng biết ơn chân thành đến hai đấng sinh thành hết lòng động viên, khuyến khích tạo điều kiện để tác giả hoàn thành luận văn Xin chân thành bày tỏ lòng biết ơn đến thầy cô truyền đạt kiến thức hướng dẫn giúp đỡ hoàn thành luận văn Xin chân thành cảm ơn Tiến Só Lê Bá Khánh, người thầy tận tình giúp đỡ, dẫn cặn kẽ thời gian làm luận văn để hoàn thành luận văn Xin cảm ơm Tiến Só Đậu Văn Ngọ có bảo, góp ý quý báu giúp đỡ việc tìm tài liệu tham khảo Xin tỏ lòng biết ơn đến lãnh đạo tập thể thầy cô Phòng Đào Tạo Sau Đại Học Trường Đại Học Bách Khoa Thành Phố Hồ Chí Minh tạo thuận lợi suốt khóa học cao học trường Xin chân thành biết ơn bạn, đặc biệt bạn Nguyễn Thị Thu Thuỷ Xí Nghiệp TVTK thuộc tổng Công ty TVTK Cầu Đường Phía Nam (Tedi South) , bạn Phùng Thị Cẩm Vân, tận tình giúp đỡ tạo nhiều điều kiện cho tác giả việc thu thập tài liệu để hoàn thành luận văn TÓM TẮT LUẬN VĂN Trong xây dựng đường miền núi nói chung vấn đề trượt lở đất tượng thường hay xảy gây thiệt hại cho kinh tế Sự trượt lở mái taluy gây hư hỏng – mặt đường làm tắc ngẽn giao thôn, gây tai nạn giao thông Nếu không phòng chống có biện pháp xử lý kịp thời dẫn đến hậu nghiêm trọng, phải tốn nhiều công sửa chữa, khắc phục Đường Hồ Chí Minh, Quốc Lộ 8A .là tuyến đường qua vùng núi bị sạt lở cần quan tâm Công nghệ neo đất giới phát triển từ lâu áp dụng nhiều lónh vực khác nhau: ổn định đê đập, ổn định hố đào, ổn định mái dốc mang lại hiệu kinh tế đảm bảo kó thuật Tuy nhiên, nước ta việc sử dụng neo đất việc mẽ, việc áp dụng neo để gia cường mái dốc công trình cửa hầm đèo Hải Vân Vì vậy, đề tài trọng đến giải pháp neo đất để chống sạt lở taluy cho tuyến đường miền núi vấn đề có ý nghóa thực tiễn yêu cầu cấp bách Cơ sở đánh giá ổn định định mái dốc hay ổn định mái dốc có neo gia cố dựa sở kiểm toán hệ số an toàn ổn định tổng thể mặt trượt nguy hiểm Tuy nhiên, viêïc giải tính toán thủ công khó khăn đề tài tác giả sử dụng phần Slope/W để mô cắt ngang mái dốc tự nhiên công trình trắc ngang có neo gia cố, xác định hệ số an toàn theo phương pháp Bishop, Ordinary Janbu Qua kiểm toán ổn định mái dốc, giới hạn đề tài đoạn Khe Gát - Cầu Khỉ nhánh phía tây – Dự án đường Hồ Chí Minh Km120 - Km157, có neo gia cố phương pháp khác thường dùng thực tế, tác giả rút số kết rằng: Dùng giải pháp neo gia cố chống sạt lở taluy đoạn tuyến đảm bảo an toàn mặt kó thuật, giảm khối lượng đào đắp nhiều từ 70 – 90% so với phương pháp khác đồng thời giữ cảnh quan, không gây hại môi trường có tuyến qua Phạm vi ứng dụng đề tài sở ban đầu giúp cho kỹ sư tư vấn có nhìn sơ để thiết kế giải pháp chống sạt lở mái taluy đường miền núi ABSTRACT In constructing mountainous roads, landslide is a very popular phenomenon and it damages the economy Slopeslide damages the road surface, cause traffic jams and accidents If we don’t implement suitable solutions, we will pay much ressources : money, time, personel to fix the damaged roads Hochiminh Road, National A8 are some of the routes that needs great attention Nail technology has been developed for a long time and it has been applied in many different fields : damp stability, ditch stability, slope stability and it has brought economical and technical effectiveness However, nail usage in Vietnam has still a new thing, just a few construction works with support from developed countries have used soil nailing such as : Haivan Tunnel Entrance Therefore, in this thesis, the author concentrates on the soil nailing methods in order to resist the landslide of mountainous slopes and it is a real and emergency meaningful job Base on stability coefficient of the most dangerous slip surface, they evaluate stability level of the stability of the slope The author has used Slope/W software to model the exsiting section and the nailed section The stability coefficients are determined with methods from Bishop, Ordinaty and Janbu Through the evaluation of the slope in Hochiminh Road km120-km157, from Khe Cat to Cau Khi in the western side; the author comes into a conclusion : with nailing methods to prevent landslide, the works meets engineering stability, reduces soil removals from 70-90%-compare with the other methods and keeps environment clean through the route The thesis can be used as a primary reference for consulting engineers when they have to encounter problems about slopeslide of mountainous roads MUÏC LUÏC & NHIỆM VỤ LUẬN VĂN LỜI CẢM ƠN TÓM TẮT LUẬN VĂN MỤC LỤC CÁC KÍ HIỆU CHƯƠNG TỔNG QUAN VỀ HIỆN TRẠNG SẠT – TRƯT LỞ ĐƯỜNG HỒ CHÍ MINH KHU VỰC TỈNH QUẢNG BÌNH VÀ GIẢI PHÁP PHÒNG CHỐNG Đề mục: Trang: Tổng Quan Về Hiện Tượng Sạt Lở Trên Đường Hồ Chí Minh trang 1.1 Đặc điểm dự án đường Hồ Chí Minh trang 1.2 Hiện trạng sạt lở trang 1.2.1 Nhánh Đông: Đoạn Khe Cò-Cam Lộ Thạnh Mỹ Ngọc Hồi trang 1.2.2 Nhánh Tây: Đoạn Khe Cát – Thạnh Mỹ trang 1.3 Các nguyên nhân gây sạt lở mái taluy đường miền núi trang 1.3.1 Độ dốc chiều cao mái taluy trang 1.3.2 Hoạt động nước mặt nước ngaàm trang 1.4 Môät số giải pháp chống sạt lở mái taluy thực tế trang 1.4.1 Giải pháp sửa mặt bờ dốc mái taluy trang 1.4.2 Giải pháp trồng cỏ, bụi kết hợp với phủ lưới bảo vệ trang 1.4.3 Giải pháp tường chắn đất có cốt trang 10 1.4.4 Giải pháp tường chắn chống sạt lở mái taluy trang 10 a Dùng kết cấu rọ đá bảo vệ taluy chống sạt lở b Dùng kết cấu tường chắn bêtông bảo vệ taluy chống sạt lở 1.4.5 Dùng giải pháp neo đất chống sạt lở mái dốc trang 13 1.5 Nhận xét giải pháp xử lí sạt lở mái taluy đường trang 17 1.6 Kết luận trang 17 1.7 Xác lập nhiệm vụ nghiên cứu trang 18 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU CÁC DẠNG MẤT ỔN ĐỊNH VÀ PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH MÁI MÁI DỐC ĐƯỜNG MIỀN NÚI 2.1 Các dạng dịch chuyển đất đá sườn dốc trang 19 2.2 Các nguyên nhân gây sạt lở mái taluy đường miền núi trang 20 2.2.1 Phân loại tượng sạt lở trang 20 a Sạt lở b Trượt lở c Trượt trôi 2.2.2 Điều kiện khí hậu đặc trưng Việt Nam trang 21 2.2.3 Điều kiện địa chất đặc điểm phong hóa trang 23 2.2.4 Nguyên nhân phát sinh, phát triển gây sạt lở mái taluy trang 25 2.3 Thống kê số liệu địa chất trang 26 2.3.1 Các trị số tiêu chuẩn trang 26 2.3.2 Caùc tiêu tính toán trang 27 2.3.3 Kiểm tra việc phân lớp độ xác số liệu thí nghiệm trang 27 đưa vào tập hợp tính toán thống kê 2.4 Các phương pháp tính toán ổn định mái dốc trang 29 2.4.1 Trượt theo mặt phẳng trang 29 2.4.2 Phương pháp mặt trượt trụ tròn trang 30 a Phương pháp phân mảnh cổ điển (Của Petterson Fellenius) b Phương pháp Bishop 2.4 Kết luận trang 37 CHƯƠNG NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN KHI SỬ DỤNG NEO ĐẤT GIA CỐ CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 3.1 Phân loại neo đất trang 38 3.1.1 Neo dạng sợi dự ứng lực (DƯL) trang 38 3.1.2 Neo dự ứng lực trang 39 3.1.3 Neo dạng sợi Polyme trang 39 3.2 Cấu tạo neo đất trang 40 3.2.1 Các dạng neo đất phạm vi sử dụng trang 42 3.2.2 Vật liệu trang 43 a Thanh neo (thép dự ứng lực) b Cơ cấu định tâm cấu đệm c Hộp nối d Các lớp bảo vệ e Bản đỡ f Xi măng 3.3 Thiết kế neo đất trang 45 3.3.1 Nguyên lí chung trang 45 3.3.2 Phân tích ổn định mái dốc có neo gia cố trang 45 3.3.3 Các dạng phá hoại hệ thống neo trang 47 b Các dạng phá hoại khối đất c Phá hoại đất vữa d Phá hoại vữa neo 3.3.4 Sơ đồ thiết kế hệ thống neo đất trang 49 3.3.5 Hệ số an toàn thiết kếá trang 50 3.3.6 Xác định chiều đoạn dính bám neo trang 50 a Xác định sức chịu tải cực hạn chiều dài bầu neo đất rời b Xác địng sức chịu tải cực hạn chiều dài bầu neo đất dính c Xác định sức chịu tải cực hạn chiều dài bầu neo đá 3.3.7 Thiết kế độ sâu neo đất đảm bảo ổn định chung trang 59 3.3.8 Thiết kế đầu neo đất trang 60 3.3.9 Xaùc định khoảng cách neo trang 61 3.4 Thử tải neo trang 61 3.4.1 Nguyên lí kiểm tra sức kháng vùng dính bám trang 61 3.4.2 Thử tải neo trang 62 a Qui trình thử tải b Tiến hành thử tải c Ứng xử biến dạng từ biến 3.5 Tải trọng khoaù neo trang 67 3.6 Bảo vệ neo trang 68 3.6.1 Ăn mòn ảnh hưởng ăn mòn đến neo đất trang 68 a Cơ chế ăn mòn kim loại b Các Dạng ăn mòn tao thép 3.6.2 Bảo Vệ chống tượng ăn mòn neo trang 69 a Các yêu cầu b Thiết kế hệ thống chống ăn mòn c Thiết kế hệ thống chống ăn mòn d Bảo vệ đoạn không dính bám neo e Bảo vệ đoạn dính bám neo 3.7 Máy thi công trang 76 4.8 Kết luận trang 77 CHƯƠNG ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH CHO MỘT CÔNG TRÌNH CỤ THỂ ĐƯC GIA CỐ BẰNG NEO ĐẤT VÀ CÁC PHƯƠNG PHÁP KHÁC DÙNG TRONG THỰC TẾ, SO SÁNH ĐẶC TÍNH KỸ THUẬT, THI CÔNG NEO ĐẤT 4.1 Mô tả trượt trang 79 4.2 Phân tích trình nguyên nhân trượt trang 80 4.2.1 Hiện trạng tuyến trang 80 4.2.2 Điều tra khảo sát địa chất, thủy văn dọc tuyeán trang 80 4.2.3 Nguyên nhân phát sinh tượng trượt lở đất trang 81 4.3 Các Thông Số Tính Toán trang 82 4.3.1 Địa chất vị trí công trình trang 82 4.3.2 Caét ngang điển hình sườn dốc lí trình Km120 + 655.43 trang 84 4.3.3 Tính chất đặc trưng neo dùng tính toán xử lí trang 85 4.4 Kết kiểm toán ổn định phần mềm slope/w trang 86 4.5 Các giải pháp thiết kế mái taluy đào (phía núi) trang 87 95 Ngoài lực ma sát vữa/dây neo tính toán: Tfs = φ.π.ds.Lb.fbu ≤ Tt Trong đó: (4.4) Tfs – Lực ma sát vữa dây neo (kN) φ – Hệ số ds – Đường kính dây neo (m) Lb – Chiều dài dính bám dây neo (m) fbu – Ma sát vữa dây neo f bu = f u fu – Cường độ chịu nén vữa xi măng (kN/m2) * Xác định ứng lực neo truyền vào kết cấu Sau khoá neo, tải trọng truyền cho neo xảy tượng mát học biến dạng neo Trong trình sử dụng tác dụng tải trọng thép bị chùng dão, mát ứng suất lấy 2% (theo BS 8081) Tính toán mát ứng lực biến dạng neo: Τ ld Trong đó: = ∆l.Ε Αs L (4.5) f Tld – Ứng lực mát biến dạng neo (kN) ∆l – Biến dạng neo (m) Ở ∆l = 0.0016m E – Môđuyn đàn hồi (kN/m2) As – Diện tích neo (m2) Lf – Chiều dài tự neo (m) Tính toán mát ứng lực từ biến: Tlcr = fcr.Teo Trong đó: (4.6) Tlcr – Ứng lực mát từ biến (kN) fcr – Hệ số ma sát từ biến Thông thường chọn fcr = 4% Teo – Tải trọng khoá neo (kN) Từ ta xác định ứng lực dài hạn neo: Tla = Teo - Tld - Tlcr (4.7) NGHIEÂN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 96 Bảng 4.3: Bảng tổng hợp trị số thiết kế neo đất Tên gọi Góc nghiêng neo Đường kính Chiều dài dính bám neo Tổng chiều dài neo Cường độ cực hạn neo Lực căng neo Tải trọng khoá neo Tổng chiều dài neo 100m dài Khoảng cách neo theo cột Khoảng cách neo theo hàng Đường kính bầu neo Kí Đơn Hàng Hàng hiệu vị Hàng Hàng Hàng α ds độ mm 30 32 30 32 30 32 30 32 30 32 Lb m 5.5 5.5 5.5 5.5 5.5 L Pult T Teo m kN kN kN 18 804 300 300 18 804 300 300 18 804 300 300 18 804 300 300 18 804 300 300 Σm m 867 816 765 688.5 586.5 Sc m 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 Sh m 2.0 2.0 2.0 2.0 2.0 mm 110 110 110 110 110 110 e Keát kiểm toán ổn định mái dốc dùng neo đất gia cố Với mái dốc bố trí neo gia cố, đoạn mái đào kiểm toán ổn định phần mềm Slope/W ta thu hệ số an toàn: NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 97 K = 1.536 theo phương pháp Bishop K = 1.471 theo phương pháp Ordinary K = 1.395 theo phương pháp Janbu Tác giả kiểm tra ổn định mái taluy đào trường hợp với dung trọng tự nhiên lớp đất tăng lên lực dính C lớp đất giảm nhiều Hệ số an toàn K > Do phương án khả thi Bảng tổng hợp khối lượng thiết kế neo đất Khối lượng neo Thể tích bêtông phun bầu neo 40 MPa đá 1x2 Khối lượng bêtông phủ 10cm đệm đầu neo 30 cm loại 32MPa Bản đỡ cốt thép gia cường Chiều dài ống nhựa PVC Lưới thép B40 gia cường Σm T 23.5 Vc m3 46.24 Vcpm m3 178.4 Ln SB40 m dài m2 255 12240 1371 4.5.6 Thi công neo đất a Yêu cầu vật liệu * Các neo: neo có đường kính 32mm loại thép gai cường độ cao theo tiêu chuẩn BS4449 với chiều dài đoạn ren cán nguội 150mm Tất neo phải có nêm để giữ cho tâm lỗ khoan Các tăng cường mạ kẽm, khối lượng lớp phủ tối thiểu 600gm/m2 chiều dày lớp phủ tương đương 0.0085 mm Các gia cường mạ kẽm chống Ôxi hóa cách nhúng vào dung dịch Sodium dichromate 2%, việc mạ kẽm để chống tương tác có hại xẩy lớp phủ xi măng Nêm cốt thép có đường kính mm, hàn vào neo Đai ốc loại cấp 8.8 theo tiêu chuẩn BS NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 98 Mối nối phải có khả chuyển toàn tải trọng Tấm thép chịu lực thép 43A theo tiêu chuẩn BS 4360 lỗ chịu lực khoan vuông góc với phương neo tâm lỗ nằm phạm vi 2mm kể từ trọng tâm Khoảng trống neo lỗ chịu lực khan 2mm Các sợi thép dây buộc để cố định neo gioăng neo, trục, ống phun vữa phải làm từ vật liệu khan bị ăn mòn Các neo phụ tùng phải cất giữ điều kiện khô sạch, bảo vệ khỏi mưa nắng không bị hư hại tính chất vật lí chất không chứa chất có hại Các nêm đảm bảo neo giữ tâm lỗ khoan có lớp vữa bọc tối thiểu dầy 10 mm, nêm bước m, nêm cuối cách 200 mm tính từ đầu cuối neo, nêm không gây ảnh hưởng có hại đến hệ thống neo không làm ngăn cản dòng chảy vữa ảnh hưởng đến cường độ chịu cắt * Xi măng: xi măng dùng để phun vữa neo không để lâu tháng sử dụng công trình Bất kì xi măng bị vón cục thành tảng trước trộn phải thu hồi chuyển khỏi công trường * Nước: nước dùng để trộn Bêtông phải nước uống phải không chứa thành phần có hại cho thép vữa xi măng Nước phải dầu, chất hữu chất có hại * Chất phụ gia: chất phụ gia sử dụng vữa điều kiện chúng thử nghiệm chấp thuận văn Thiết kế hỗn hợp vữa phải gồm tất chất phụ gia đề xuất bao gồm: số liệu thí nghiệm, yêu cầu trộn tài liệu liên quan nhà sản xuất * Ống thoát nước ngầm: lỗ thoát nước ngầm có đường kính 75mm NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 99 nghiêng 100 so với phương ngang, toàn chiều dài lỗ đặt ống nhựa khía rãnh, đường kính 50mm nằm lớp vải địa kỹ thuật * Lưới thép: lưới thép gia cường mái dốc phun vữa phải mạ kẽm nhúng nóng (là loại lưới thép B40) * Bêtông phun: bêtông phun loại 32MPa với kích thước cốt liệu lớn 20mm, cấp phối cốt liệu chọn phù hợp với yêu cầu bơm phun Bêtông b Lắp đặt neo * Khái quát Tường neo phải thi công thành nhiều bước, bắt đầu đỉnh mái đào, số lượng bước tương ứng với số hàng neo Bước phần tường tính từ đỉnh mái đào đến độ cao xấp xỉ nằm hàng neo thứ hàng neo thứ hai, mạch ngừng thi công nằm xấp xỉ hàng neo Công việc thực theo bước bao gồm: công tác đào, khoan lỗ lắp đặt neo hàng đó, đặt rãnh thoát nước, cốt thép phun bêtông Các bước tiếp tục cường độ bêtông phần bề mặt đổ trước đạt cường độ 16MPa * Khoan lỗ neo: loại đất gặp phải trình khoan lỗ neo so sánh với loại đất giả định thiết kế, khoan gặp loại đất so với thiết kế phải tính toán lại Máy dùng để khoan lỗ neo bề mặt đá phải dùng kỹ thuật khoan đập Máy khoan dùng nước khoan xói không sử dụng Bởi vì, gây bảo hòa nước cho đất nằm xung quanh neo, dẫn đến không ổn định tường neo Những lỗ khoan không cho phép đặt neo đến hết chiều dài lỗ phải khoan rộng để đặt neo xác, trường hợp mảnh vụn lấy hết khỏi đáy lỗ khoan lỗ neo phải khoan sâu phép đặt toàn neo, trường hợp cần thiết khoan qua NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 100 lớp đấùt bồi, lỗ neo phải cắm ống vách để tránh sụp đổ Các lỗ neo phải khoan với sai số 0.750 Độ thẳng lỗ neo phải cho độ lệch tính từ neo đên đáy 6.0m dài không lệch 75mm, hoàn thành công tác khoan, tất lỗ neo phải bịt lại để tránh tạp chất rơi vào * Đặt neo vào lỗ: neo phải lắp đặt phunvữa sau khoan Không có 20 lỗ neo chưa phun vữa mái đào không để lỗ hệ giá đỡ ngày Tất lỗ phải kiểm tra độ trước đặt neo đặt không đóng làm nhiễu động Các neo phải phun vữa sau cắm vào lỗ khoan sau phải phun vữa liên tục không ngừng toàn chiều dài Các ống phun vữa không rút khỏi lỗ neo phần nhô khỏi lỗ phun vữa cắt sau vữa đông cứng, neo không kịp phun vữa sau cắm vào mà phải để qua đêm phải rút khỏi lỗ neo, kiểm tra lại độ trước cắm lại neo c Phun vữa * Thiết bị: máy phun có thiết bị trộn vữa lỏng với tốc độ cao từ 1500 vòng/phút đến 2000 vòng/phút Máy bơm vữa có áp suất đầu 400kPa gắn với ống nối với bồn khuấy Ống cấp vữa gắn với đồng hồ đo áp suất chia khoảng 20 kPa đo áp suất 1000 kPa * Chất lượng vữa thí nghiệm: thiết kế hỗn hợp vữa với kết bao gồm: trọng lượng riêng, tỉ lệ nước/xi măng, độ chảy loãng cường độ chịu nén đặc trưng vữa sau 28 ngày Vữa phải gồm xi măng, nước chất phụ gia, tỉ lệ tối đa tính theo khối lượng nước xi măng 0.4, trọng lượng riêng không nhỏ 1.90, xi măng đảm bảo yêu cầu tiêu chuẩn AS NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 101 3972 Cường độ chịu nén đặc trưng vữa sau 28 ngày dựa thí nghiệm dùng mẫu đúc khối lập phương kích thước 100mm phải đạt tối thiểu 40MPa Các khuôn đúc thích hợp thép để đúc mẩu thử có kích thước cạnh 100mm trường yêu cầu để thí nghiệm vữa Phải lấy mẫu cho mẻ trộn Vữa sử dụng vòng sau trộn * Thi công: công tác phun vữa phải tiến hành vòng 24 sau đặt neo lỗ, việc phun vữa tiến hành cách phun qua ống phun vữa đặt đáy lỗ neo để lấp đầy lỗ hổng Công tác phun vữa phải liên tục lỗ lấp đầy vữa trào đặc vữa vào ống phun vữa Nếu ống phun vữa rút phun vữa phải rút từ từ để đảm bảo không ảnh hưởng đến liên kết cốt thép, ống bọc vữa Khối lượng vữa bơm vào lỗ khoan phải ghi lại để xác định liệu lỗ neo bị trở ngại hay liệu có lỗ rỗng đường * Ghi chép trình phun vữa: toàn bảng ghi phải giữ cho lần phun vữa lỗ neo Những thông tin danh sách liệu ghi giữ trường: - Loại xi măng - Tuổi xi măng - Tỉ lệ nước/xi măng - Sự cô đặc loại phụ gia (nếu có) - Thiết bị trộn sử dụng - Thời gian trộn - Kích thước ống phun vữa chiều dài ống - p lực phun vữa sử dụng - Khối lựng vữa phun - Các mẫu thí nghiệm lấy Phương pháp phun vữa NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 102 - Các khoảng thời gian hoàn thành khoan lỗ bắt đầu phun vữa - Các đặc tính rỉ nước vữa đo tuân theo tiêu chuẩn AS 2073 - Giá trị xuyên chảy vữa theo tiêu chuẩn AS 2073 * Phủ mặt Bêtông phun: công tác phủ mặt bêtông phun phải thi công bêtông phun loại 32 MPa tiến hành sau hoàn thành công tác chuẩn bị bề mặt mái taluy đào Chiều dày tối thiểu bêtông phủ mặt bêtông bảo vệ cốt thép phải đảm bảo thiết kế Đội thi công phải có kinh nghiệm, với tất thiết bị cần thiết để đảm bảo trộn kỹ, chuyên chở, xả, rải hoàn thiện vật liệu trộn tạo mặt cắt thi công đẹp mắt Các vật liệu rải thừa đổ lại, vật liệu vón cục dọn dẹp chuyển khỏi công trường Những khu vực phun bêtông mà sản phẩm thiếu đầm chặt liên kết, có vết khô, lỗ rổng có túi cát, bị sụt, lún phải bóc làm lại Thí nghiệm độ cứng tiến hành cho bêtông rải hoàn thiện vị trí định trước búa tay bêtông đạt 28 ngày d Gia tải thí nghiệm neo * Thiết bị: gia tải thí nghiệm neo đo hai đồng hồ đặt giá chân cố định với giá đỡ cứng độc lập với hệ kích tường, đồng hồ đo có độ xác 0.01 mm đặt cho tránh sai hướng lệch tâm so với hướng dịch chuyển neo, điều chỉnh (0) sau lắp đặt tải trọng ban đầu chất Đồng hồ đo chịu hành trình tối thiểu độ dãn dài đàn hồi dự kiến neo gia tải tối đa cộng thêm 25mm Hoặc dài 50mm Khi kích thủy lực sử dụng để gia tải kích có bước 150 mm Tải trọng chất lên neo thông qua cầu gia tải (dài tối thiểu 2m) để đảm bảo lực ma sát neo truyền hết lên bề mặt đỉnh neo tạo thành phản lực Tải trọng thí nghiệm đo với độ NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 103 xác ± kN Kích thủy lực đồng hồ đo áp lực (và gia tải sử dụng) phải định cỡ thành gia tải Số liệu định cỡ (tuân thủ theo AS 2193 Grade B) cho kích, đồng hồ đo áp lực, gia tải phải trình lên kỹ sư phê duyệt trước thí nghiệm Các số nhận dạng thiết bị thí nghiệm trường phải khớp vơí số nhận dạng biểu số liệu định cỡ Khi hoàn thành thí nghiệm gia tải, thiết bị thí nghiệm định cỡ kết phải chuyển đến Kỹ sư Phải cẩn thận để đảm bảo gia tải đặt thẳng hàng với trục gia cường kích * Thí nghiệm chịu tải tới hạn: thí nghiệm tới hạn phải thực neo thử để thu thập thông tin đây: - Xác định khả ma sát tới hạn (khi thực phá hoại nhổ) - Kiểm tra hệ số an toàn lực ma sát thiết kế - Xác định lực nhổ giá trị xảy biến dạng dư * Số lượng thí nghiệm yêu cầu: số lượng neo thử đợc xác định dựa yêu cầu thiết kế, thí nghiệm thêm phép có khác đáng kể (căn kết thí nghiệm) * Bố trí thí nghiệm điển hình: kích thước gia cường chọn phải loại có cường độ chịu kéo thiết kế (Cường độ chịu kéo tối thiểu thép x diện tích danh nghóa thanh) lớn lực nhổ dự kiến (cường độ liên kết vữa/đất tới hạn x diện tích liên kết xung quanh) tối thiểu 2.5 lần * Trình tự thí nghiệm: neo thử gia tải với cường độ xấp xỉ 20% lực nhổ dự kiến, lần gia tải thời gian phút, gia tải đến lúc đạt 80% lực nhổ dự kiến Tải trọng sau tăng mức 10%, lần gia tải đầu kéo dìa 10 phút lần gia tải sau kéo dài 50 phút Thí nghiệm tiếp tục cho bước gia tải 10% vượt lực nhổ dự kiến phá hủy neo thử Phá hủy coi xuất độ lệch vượt 0.1% chiều dài liên kết NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 104 neo Độ lệch neo ghi lần gia tải khoảng thời gian gia taûi 0, 0.5, 1, 2, 3, 5, 10, 20, 30 50 phút đến đạt đến tải trọng phá hoại e Các thí nghiệm nghiệm thu: thí nghiệm nghiệm thu cung cấp thông tin cần thiết để đánh giá khả neo thi công chịu an toàn với tải trọng thiết kế mà không gây chuyển vị công trình * Thời gian số liệu thí nghiệm: thí nghiệm nghiệm thu phải thực tối thiểu 5% số lượng neo thi công lắp đặt * Trình tự thí nghiệm: - Vữa phải có cường độ tối thiểu 20 MPa - Các neo thí nghiệm định trường Tải trọng thí nghiệm gấp 1.5 lần tải trọng làm việc neo vónh cửu - Tải trọng thí nghiệm đo đến dộ xác ± kN - Neo gia tải ban đầu tới 20% giá trị tải thí nghiệm giữ thời gian phút Điểm tính số liệu cho số đo độ lệch Tải trọng thí nghiệm lại tăng làm lần giữ vòng phút lần độ lệch ghi lại liên tục Tải trọng thí nghiệm trì 60 phút Thí nghiệm xem đạt yêu cầu độ lệch neo sau ba lần gia tải không vượt 0.1% chiều dài neo f Giám sát đào mái dốc: bao gồm việc lắp đặt thiết bị để giám sát mực nước ngầm chuyển vị ngang mái đào Phần dẫn vẽ thích hợp thiết bị đặc chủng qui mô chúng công tác giám sát dự kiến cần thiết cho công tác thi công an toàn mái đào * Thiết bị: máy đo độ nghiêng: lắp đặt lỗ khoan có đường kính thích hợp đảm bảo thi công khoan vào đá Hệ thống phải có khả đo chuyển vị ngang theo phương vuông góc theo chiều dài lỗ khoan đến độ sâu 15m, theo dẫn Kỹ sư trường NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 105 phạm vi độ nghiêng lỗ khoan 300 so với phương đứng, theo trục lỗ khoan phạm vi bán kính m lớn Độ xác giá trị đọc chuyển vị ngang phải nằm khoảng 0.02% với độ chia vạch 0.01mm nhiệt độ từ 00 – 700C Hệ thống phải gồm ống dẫn cố định vữa vật liệu thích hợp bên lỗ khoan, đoạn đường nối phẳng hay có đường trượt theo hai phương vuông góc nhau, phương vuông góc với phương đào, phương song song với đào Tại miệng lỗ khoan, ống phải bọc bêtông phải có mũ neo khoá lại Một thiết bị thăm dò dạng cầu có khả xuống ống dẫn phải định hướng bánh xe di chuyển đường trượt Thiết bị thăm dò phải có hệ thống cảm nhận, xác định độ dốc theo phương vuông góc Các mốc đo chuyển vị: phải đặt vị trí bề mặt đào bề mặt bêtông phủ Các mốc bao gồm cọc ngắm đo xác định toạ độ xác đến 1mm thiết bị khảo sát xác Sự bố trí liên tục mốc đo độ lún chuyển vị ngang tải trọng đất đắp gây Các mốc phải gồm cọc trụ bêtông chôn 0.5 m vào đất sâu yêu cầu để trì ổn định vị trí tất lực khác tải trọng đất đắp lấp bên trên, bao gồm tác động người thiết bị * Tần suất theo dõi tiêu chuẩn nghiệm thu: tần suất theo dõi tất thiết bị lắp đặt xác định số yếu tố bao gồm tốc độ đào đất, độ lớn tốc độ thay đổi giá trị đo, xuất trở ngại đường đào đất nằm bên Trong thi công, dự kiến số liệu theo dõi yêu cầu hai lần tuần Công tác đọc mốc đo bề mặt, bổ sung thêm quan sát mắt phải tiến hành sở hàng ngày giai đoạn NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 106 4.6 Kết luận Qua việc so sánh phương pháp thường ta thấy rằng: Neo đất phương pháp phù hợp với diều kiện khu vực nêu trên, đảm bảo kỹ thuật thiết kế chi phí xây dựng thích hợp Chiều dài neo khu vực xử lí an toàn từ 18 – 30m, bầu neo đặt lớp đất tốt, ổn định Thiết kế gia cố mái taluy neo đất giải pháp cho phép giảm độ dốc mái đào, giảm khối lượng công tác đào đất từ 70% 90%, tránh đào cắt nhiều vào núi, đảm bảo điều kiện kỹ thuật thiết kế đồng thời giữ cảnh quan, bảo vệ môi trường khu vực có tuyến đường qua Thiết kế gia cố mái taluy neo đất thích hợp với công trình đường cấp quốc gia hay công trình đường từ cấp trở đi, với vận tốc thiết kế Vtk ≥ 60 km/h Bởi vì, liên quan đến kinh phí đầu tư cho công trình ứng với cấp hạng tương ứng Gia cố mái taluy phương pháp neo đất phù hợp với địa hình đồi núi dốc, với độ dốc mái tự nhiên lớn từ 500 trở lên, chiều cao mái dốc tự nhiên 30 – 40m trở lên, với điều kiện địa chất diệp thạch phong hóa có độ rỗng lớn, mà trường hợp sử dụng tường chắn trọng lực để gia cố, tồn mặt trượt sau lưng tường móng tường không đặt đá Để phát huy khả dùng neo đất gia cố mái taluy, cần phải kết hợp thiết kế thoát nước tốt bề mặt mái đào nước mưa thấm vào lớp đất mái dốc, đặc biệt điều kiện mưa kéo dài dễ gây bảo hòa cho lớp đất, làm giảm sức chống cắt đất nhiều làm giảm lực ma sát giao điện đất/vữa, mà đề tài chưa đề cập đến yếu tố NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 107 CHƯƠNG KẾT LUẬN & KIẾN NGHỊ 5.1 Kết luận Vấn đề sạt lở cần quan tâm việc xây dựng đường miền núi Đã có nhiều biện pháp đưa ra, mức độ chống sạt lở mái taluy mà Bởi vì, biện pháp gia cố đưa tượng trượt, sạt lở mái taluy đường xảy Vấn đề xử lí sạt lở mái taluy đường miền núi vấn đề khó khăn phức tạp mặt kỹ thuật Bởi vì, nguyên nhân điều kiện gây trượt, sạt lở thường phức tạp, khó xác định trước thời điểm xây dựng Chỉ sau điều tra xác định rõ nguyên nhân tiềm tàng nguyên nhân tức thời gây sạt lở vị trí công trình cụ thể có tuyến qua đề xuất biện pháp phòng chống xử lí thích hợp Có nhiều biện pháp xử lí, gia cố phòng chống sạt lở taluy đường miền núi như: trồng cỏ mái taluy chống xói lở, cắt giảm tải, tường chắn rọ đá, tường chắn trọng lực, tường chắn cọc khoan nhồi, neo trogng đất kiến nghị Tuy nhiên tùy điều kiện cụ thể địa điểm xây dựng có tuyến qua mà ta chọn giải pháp cho hợp lí đảm bảo yếu tố kỹ thuật, kinh tế Với địa hình, địa chất phức tạp vùng miền núi nước ta việc sử dụng neo đất để gia cố xử lí, phòng chống sạt lở mái taluy giải pháp hợp lí Cho phép giảm độ dốc mái đào, giảm khối lượng công tác đào đất từ 70% - 90%, tránh đào cắt nhiều vào núi, đảm bảo điều kiện kỹ thuật thiết kế, đồng thời giữ cảnh quan khu vực có tuyến đường qua Thiết kế gia cố taluy neo đất thích hợp với công trình đường cấp quốc gia hay công trình đường từ cấp trở đi, với vận tốc thiết kế Vtk ≥ 60 km/h Bởi liên quan đến kinh phí đầu tư cho công trình ứng với cấp hạng tương NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 108 ứng Gia cố mái taluy phương pháp neo đất phù hợp với địa hình đồi núi dốc, với độ dốc mái tự nhiên lớn từ 400 - 500 trở lên, chiều cao mái dốc tự nhiên 30 – 40m trở lên, với điều kiện địa chất diệp thạch phong hóa có độ rỗng lớn, mà trường hợp sử dụng tường chắn trọng lực để gia cố, tồn mặt trượt sau lưng tường móng tường không đặt đá Công nghệ neo đất tổng thể nhiều yếu tố: vật liệu, thí nghiệm, thi công Đánh giá sức kháng cực hạn ma sát giao diện vữa/đất phức tạp, nắm bắt xác trạng thái vật lí giao diện là: chế phá hoại, vùng phá hoại, đặc trưng đất vùng phá hoại, điều kiện ứng suất tác đôïng giao diện phá hoại thời điểm phá hoại Trạng thái phụ thuộc vào nhiều yếu tố: biện pháp thi công lỗ khoan, trình tự bơm vữa, áp lực bơm, trình tự căng kéo neo, đất xung quanh neo Nhiều tác giả, hiệp hội nghiên cứu đă công thức kinh nghiệm xác định sức kháng cực hạn neo nhö: FHWA, BSI 8081 : 1989 nhöng trị số cuối để chọn thiết kế dựa kết thí nghiệm trường Giới hạn đề tài tác giả dùng theo tiêu chuẩn BSI 8081 : 1989 để tính sức kháng cực hạn giao diện vữa/đất với hệ số an toàn FS = 2.0 Đánh giá mát ứng suất dây neo phức tạp đặc biệt mát từ biến Để đánh giá mát dựa vào số liệu đo đạc trường nước để thiết kế Vấn đề chưa phản ánh với điều kiện Việt Nam Bầu neo cần phải đặt vùng địa chất tốt, tránh đặt vào vùng đất yếu, neo tác dụng Do cần có khảo sát địa chất nghiêm túc từ chọn thông số neo cho phù hợp có biện pháp cải tạo địa chất cho hợp lí NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 109 Công việc thi công bao gồm: phun vữa phủ bề mặt chống xói lở, trình tạo lỗ, làm lỗ, thí nghiệm đánh giá sức kháng cực hạn neo: qui trình đặt tải, cấp tải trọng, thời gian giữ tải, giảm tải, khoá neo, đặt cốt thép vào lỗ khoan, bơm vữa áp lực bơm vữa, căng kéo neo tạo ứng suất .rất phức tạp Do vậy, cần phải có chuyên gia thợ lành nghề lónh vực phải tuân thủ qui định qui trình đạt kết thiết kế 5.2 Kiến nghị Trong điều kiện xây dựng đường nước ta neo đất ứng dụng hạn chế Để tạo điều kiện cho việc áp dụng rộng rãi kiến nghị quan chủ quản – Bộ Giao Thông Vận Tải nên sớm có nghiên cứu sâu, soạn thảo qui trình công nghệ neo đất theo điều kiện Việt Nam để làm sở cho việc ứng dụng công nghệ công tác sản xuất, thiết kế, thi công công nghệ có nhiều tính ưu việc Tuổi thọ neo đất phụ thuộc vào biện pháp chống ăn mòn Do cần phải có nghiên cứu lónh vực với điều kiện Việt Nam Thiết kế neo đất nên thiết kế theo hệ số an toàn, không nên thiết kế theo trạng thái giới hạn tính phức tạp nêu NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI ... mái dốc NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 20 2.2 Các nguyên nhân gây sạt lở mái taluy đường miền núi 2.2.1 Phân loại tượng sạt lở a Sạt lở Đây tượng đất đá sườn dốc mái. .. gia cố phòng chống sạt lở taluy đường miền núi như: trồng cỏ mái taluy chống xói lở, cắt giảm tải, tường chắn rọ đá, tường NGHIÊN CỨU GIẢI PHÁP CHỐNG SẠT LỞ MÁI TALUY ĐƯỜNG MIỀN NÚI 17 chắn trọng... vệ taluy chống sạt lở b Dùng kết cấu tường chắn bêtông bảo vệ taluy chống sạt lở 1.4.5 Dùng giải pháp neo đất chống sạt lở mái dốc trang 13 1.5 Nhận xét giải pháp xử lí sạt lở mái taluy đường