CHƯƠNG 2: CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.3. NGHIÊN CỨU CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT CẤU 1. Phân tích lựa chọn các thông số
3.4.2. Nhận xét kết quả tính toán
- Từ 2 đồ thị ta nhận thấy khi φ, C tăng thì số lượng lớp cốt và chiều dài cốt tương ứng giảm; tuy nhiên đối với mỗi độ cao H khác nhau thì sự thay đổi của chiều dài và số lớp cốt tương ứng với φ, C là khác nhau.
- Việc tăng loại vải lọc có cường độ chịu kéo lớn hơn không làm thay đổi chiều dài cần thiết phải bố trí vải trong kết cấu.
- Chiều dài vải thay đổi trong trường hợp tính toán bình thường và trường hợp tính toán đặc biệt.
- Trong ứng dụng phương pháp đất có cốt để gia cường mái dốc, loại vải HS100/50 chỉ nên sử dụng với chiều cao mái dốc H≤7m; Đối với chiều cao H=9m sử dụng vải địa kỹ thuật HS100/50 để thì cần điều kiện về tính chất của đất: φ ≥ 20P0P; C≥15 kN/mP2P; đối với H=11m sử dụng vải HS100/50 thì điều kiện về tính chất của đất: φ ≥ 20P0P; C≥20 kN/mP2Ptrường hợp không thỏa mãn điều kiện này nên lựa chọn loại vải có sức bền chịu kéo lớn hơn.
- Việc lựa chọn loại vải địa kỹ thuật làm cốt rất quan trọng, có tính chất quyết định tới số lượng lớp cốt và khoảng cách lớp cốt cần bố trí. Căn cứ vào bảng tính toán trên tùy vào địa chất công trình cụ thể, chiều cao công trình cần tính toán, tính chất cơ lý của đất đắp trong phạm vi cốt và đất đắp trở lại mà lựa chọn sức bền chịu kéo của vải lọc một cách hiệu quả nhất về mặt kinh tế và kỹ thuật.
- Sử dụng biểu đồ trên ta có thể giải quyết bài toán thiết kế gia cường mái dốc đứng với chiều cao H≤9m nền đất tốt C=25 kN/mP2P; φ =20P0P; tùy từng trường hợp cụ thể với các tính chất của đất đắp khác nhau, loại vải sử dụng khác nhau, chiều cao khác nhau ta có thể lựa chọn được số lượng, chiều dài và cách bố trí cốt vải địa kỹ thuật để có một mái dốc đứng ổn định.
3.5. ỨNG DỤNG TÍNH TOÁN, LỰA CHỌN CHO CÔNG TRÌNH THỰC TẾ 3.5.1. Giới thiệu công trình thực tế và các trường hợp tính toán
3.5.1.1. Giới thiệu công trình thực tế:
Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng
Lang Chánh là một huyện miền núi tỉnh Thanh hóa, cách trung tâm Tp Thanh Hóa khoảng 100km về phía đông. Toàn huyện Lang Chánh gồm có 10 xã, 1 thị trấn – dân số khoảng 50 nghìn người. Tính đến năm 2009, toàn huyện có 4411 hộ nghèo, chiếm tỉ lệ 46%. Đường giao thông đi về trung tâm huyện, về trung tâm các xã rất xấu và xuống cấp nhiều.
Hai xã Tam văn, Lâm phú nằm cách trung tâm huyện Lang Chánh khoảng 30 km; 70% số hộ trong hai xã là hộ nghèo, nhiều nơi không có sóng điện thoại và nước sinh hoạt chủ yếu là nước lấy từ khe suối. đời sống nhân dân và giao thông đi lại rất khó khăn. Tuyến đường Tam Văn - Lâm Phú (Lang Chánh) tỉnh Thanh hóa thuộc Dự án “xây dựng đường giao thông vào các xã chưa có đường ô tô” không chỉ mang ý nghĩa là đường giao thông mà còn mang ý nghĩa “cách mạng”, là 1 trong những thay đổi lớn, bước đầu đặt nền tảng, tạo điều kiện cho sự phát triển của chính quyền và nhân dân trong vùng, từng bước phát triển, nâng cao chất lượng đời sống vật chất và tinh thần cho nhân dân, từng bước xóa đói giảm nghèo.
Tuyến đường được triển khai xây dựng cuối năm 2007, thời gian hoàn thành cuối năm 2010, do Công ty cổ phần Xây dựng Sơn Trang trúng thầu thi công với chiều dài 9,236 km, giá trị xây lắp 30 tỷ đồng. Triển khai thi công trong điều kiện nhiều đoạn trên tuyến phải xẻ núi để mở đường.
Tháng 10 năm 2007 tình hình mưa lũ kéo dài, nước ngấm vào mái taluy dương của đường gõy phỏ hoại cấu trỳc tự nhiờn dẫn đến hiện tượng sạt trượt. Cụ thể các
đoạn sạt trượt như sau:
- Đoạn Km4+825.60 -:- Km5+876.10 - Đoạn Km5+073.60 -:- Km5+168.40 - Đoạn Km8+989.40 -:- Km9+065.70 - Đoạn Km10+289.00 -:- Km10+315.80 - Đoạn Km10+922.30 -:- Km10+993.50 - Đoạn Km11+530.50 -:- Km11+609.60 - Đoạn Km12+919.00 -:- Km13+032.90
Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng
- Đoạn Km13+139.00 -:- Km13+249.80 - Đoạn Km13+285.00 -:- Km13+383.80 - Đoạn Km13+996.50 -:- Km14+032.40
Ngoài ra trên tuyến còn có các điểm sạt trượt nhỏ, không tạo thành cung trượt.
Hình 3.13: Một vị trí sạt trượt trên tuyến đường Tam Văn – Lâm phú Vị trí sạt lở đoạn Km8+989.40 là một trong những vị trí sạt lở điển hình mái taluy dương dốc đứng và đã bị sạt trượt lở, giải pháp đưa ra là: dọn phần sạt trượt để gia cố đường không hợp lý vì độ dốc của mái ta luy dương rất lớn và vẫn có thể xảy ra hiện tượng sạt lở tiếp theo gây nguy hiểm cho người dân tham gia giao thông trên tuyến đường. Nếu cân chỉnh lại mái taluy thì khối lượng đào đắp lớn và rất tốn kém.
Nếu điều chỉnh tuyến đường lệch xa vị trí sạt lở thì sẽ tăng khối lượng đất đắp và phải làm tuyến đường mới cũng là giải pháp không kinh tế và lãng phí. Vì vậy để tận dụng được khối đất bị sạt trượt, tăng ổn định cho mái ta luy dương và không thay đổi cả tuyến đường đoạn qua vị trí Km8+989.40 tác giả lựa chọn giải pháp gia cố mái dốc đứng mái dốc đứng bằng vải địa kỹ thuật
Góc mái dốc α = 75P0 P, chiều cao từ chân mái đến đỉnh mái là 7m. Tải trọng trên đỉnh mái là 20 kN/mP2P. Các chỉ tiêu cơ lý của đất và địa chất đất nền sau khảo sát ở Bảng 3.9. Yêu cầu tính toán bố trí cốt một cách hợp lý để xử lý sạt trượt đảm bảo an toàn cho mái dốc.
Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng
Sử dụng phần mềm ReSlope (4.0) để tính toán và tính theo BS 8006:1995. Cốt được sử dụng chọn loại cốt vải địa kỹ thuật chịu kéo (Woven Geotextiles Strength)- HS100/50 là loại vải dệt trong nhóm vải địa kỹ thuật của hãng UCO- GEOTEXTILES. Các thông số tính toán thiết kế được phân tích cho trường hợp:
Mái dốc trên nền đất tốt và làm việc khi chịu áp lực nước do lượng mưa kéo dài. Dự kiến bố trí công trình sau xử lý thể hiện trên Hình 3.13 và Hình 3.14.
Bảng 3.6: Các chỉ tiêu cơ lý đất dùng trong tính toán
Tên đất Trọng lượng riêng tự nhiên γ (KN/mP3P)
Góc ma sát trong ϕ (độ)
Lực dính đơn vị C (KN/mP2P) Đất trong phạm vi cốt
(Reinforced Soil) 19 23 18
Đất đắp trở lại (Backfill Soil) 18 23 18
Đất nền (Foundation Soil) 19 25 20
3 2
1
363.44 363.44 367.74 367.54 367.54 367.64 367.54 367.84 368.94 371.44 375.64 383.5 390.46
5.05 5.50 1.70 1.00 1.75 1.30 1.10 2.70 5.00 2.00 4.00 8.00 8.00
3% 4%
1:1
0.00
364 368 372 376 380
374.56
Tỷ lệ bản vẽ: 1/200
Đỉnh sạt Khối đất sạt trượt
Km:9+00 Cọc:KM9
Cao độ thiên nhiên Khoảng cách mia
Hình 3.14: Mặt cắt địa chất khu vực xử lý công trình
Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng
Km:9+00 Cọc:KM9
Cao độ thiết kế Khoảng cách lẻ thiết kế
Cao độ thiên nhiên Khoảng cách mia
363.44 363.44 367.74 367.54 367.54 367.64 367.54 367.84 368.94 371.44 375.64 377.94 383.04
5.05 5.50 1.70 1.00 1.75 1.30 1.10 2.70 5.00 2.00 4.00 8.00
1.75 0.75 3.50 8 2 9.42
0.00
364 368 372 376 380
1.2
Km:9+00 Cọc:KM9
3% 4%
1:1
0.00
374.56
Tỷ lệ bản vẽ
3 2
1
Hình 3.15: Mặt cắt dự kiến bố trí công trình
3% 4%
1:1
0.00
374.56
3 2 1
0.00
Hình 3.16: Chi tiết dự kiến bố trí công trình
Luận văn thạc sĩ Nghiên cứu đề xuất các dạng kết cấu gia cường cho mái dốc đứng
3.5.1.2. Trường hợp tính toán
+ Mực nước ngầm ở cao trình +374,56 m do mưa kéo dài sử dụng vải HS100/50;
+ Mực nước ngầm ở cao trình +374,56 m do mưa kéo dài sử dụng vải HS150/50;
3.5.2. Kết quả tính toán công trình thực tế