6. Kết quả dự kiến
2.4 Đề xuất các nhóm giải pháp xử lý, gia cố
Đánh giá khái q á hiệ q ả các c ng nh hòng ch ng bả vệ ái a đã 2.4.1
hi c ng ng vùng nghi n cứ :
Trong vùng nghiên cứu đã p dụng nhiều giải ph p phòng chống bảo vệ m i ta luy nh :
- Về gia cố bề m t: hầu nh sự gia cố bề m t r t ít đ c quan tâm, có lẽ dự n đ c phân thành nhiều đoạn thi công xây dựng kh c nhau nên sự quan tâm và thực hiện có kh c nhau, có n i gia cố chắc chắn, nhiều n i ch quan tâm gia cố bề m t tổng thể, còn c c chi tiết nh khe nứt, hào, rãnh bị nứt, lở, sụt thì không đ c gia cố.
Hình trụ lỗ khoan -LK5
Thứ tù
Cao
độ
đáy
§é s©u
đáy BÒ dày líp
Mặt cắt lỗ khoan TL1:50
ThuyÕt minh
địa tầng
Cao độ mực n-ớc d-ới đất X.
Hiện ổn
định
§é s©u lÊy mÉu thí nghiệm
KÕt cÊu xèp
Đá nứt nẽ
Mẫu không nguyên dạng Mẫu nguyên dạng
Cao độ
§é s©u Trạng thái
1/2 cứng
Ký hiệu:
- Về trồng cỏ: ch p dụng tại m t số điểm, song việc trồng cỏ ch mang tính ch t t ng tr ng nên ch a mang lại hiệu quả thực sự.
- Hệ thống tho t n ớc m t, tuy đ c quan tâm, song không đồng b ; phần lớn không có hệ thống rãnh đ nh, ch có hệ thống rãnh tiêu tho t n ớc; có n i hệ thống này ch đ c xây dựng ở ngay phía trên t ờng chắn và 2 rãnh tiêu tho t ở 2 bên khu tr t, không đảm bảo tiêu tho t hết l ng n ớc m t trên toàn khu vực, chính vì vậy, hiệu quả mang lại ch a cao.
- T ờng chắn bằng rọ đ về c bản ch p dụng ở những khu vực sụt đ t đ với quy mô nhỏ, nên ph t huy t c dụng t ng đối tốt.
- Đối với đổ đ và sụt đ : hầu nh trên toàn khu vực nghiên cứu không có m t biện ph p công trình cụ thể nào đ c p dụng nhằm phòng chống đổ đ và sụt đ .
Sạt tr t m i taluy trên c c tuyến đ ờng giao thông miền núi r t đa dạng và phức tạp. Đ ổn định của nó có thể tự nó đạt đ c theo con đ ờng lịch sử tự nhiên, khi mà t c đ ng của c c nguyên nhân gây ra sự ph hủy cân bằng c c khối đ t đ đã bị loại tr . Đ ổn định có thể đạt tới bằng con đ ờng nhân tạo, sau khi thực hiện những biện ph p phòng chống thích h p.
Chính vì vậy, khi lựa chọn giải ph p phòng chống sạt tr t m i taluy cần thực hiện theo m t số nguyên tắc d ới đây:
- Cần xu t ph t t những nguyên nhân đã gây nên sạt tr t và những điều kiện hỗ tr cho sự ph t triển hiện t ng đó mà lựa chọn biện ph p phòng chống thích h p.
C sở khoa học để đề xu t c c giải ph p, biện ph p xử lý, phòng chống phải phù h p với đ ng lực, nguyên nhân, điều kiện làm ph t sinh, ph t triển sạt tr t .
- Thực tiễn phòng chống sạt tr t m i taluy cho th y: ít khi ch sử dụng m t dạng biện ph p nào đó mà làm ổn định. Th ờng phải tiến hành đồng thời tổ h p nhiều biện ph p phòng chống kh c nhau.
- C c giải ph p ho c nhóm c c biện ph p phải đ c xem xét cụ thể về tầm quan trọng công trình, tính thực tiễn, tính kỹ thuật công nghệ, tính khả thi, đảm bảo hiệu quả kinh tế trên c sở so s nh nhiều ph ng n kh c nhau, phù h p với trình đ và điều kiện kinh tế xã h i của đ t n ớc, địa ph ng trên c sở bảo vệ tài nguyên thiên nhiên, môi tr ờng tr nh lãng phí không cần thiết.
Tuy nhiên, cũng cần l u ý rằng đôi khi trong những sự cố đang sắp xảy ra, tr ớc khi quyết định hệ thống c c biện ph p phù h p với những tình hình đã nêu ra ở trên, th ờng sử dụng m t số biện ph p có tính ch t c p b ch, tạm thời để ngăn ng a sự cố,trong tr ờng h p này cũng cần có luận chứng nh t định về c c biện ph p tạm thời với diễn biến của sự kiện, hiện trạng qu trình sạt tr t cụ thể.
Các giải há hi c ng nh:
2.4.2
Để tăng c ờng công t c phòng ng a sạt tr t s ờn dốc và m i dốc, cần thực hiện tốt c c giải ph p cụ thể sau:
- Tăng c ờng gi o dục và truyền thông c ng đồng nhằm nâng cao dân trí và ý
thức tr ch nhiệm của mỗi m t c nhân và c ng đồng xã h i trong việc phòng chống, giảm thiểu sạt tr t s ờn dốc và m i dốc; thực hiện tốt công t c bảo vệ và ph t triển r ng, nh t là r ng đầu nguồn.
- Thực hiện nghiêm c c biện ph p phòng, chống ph r ng, đốt r ng làm n ng rẫy, khai th c kho ng sản b a bãi.
- Nâng cao ch t l ng trong công t c đ nh gi t c đ ng môi tr ờng, đ c biệt là đ nh gi tai biến địa ch t, công t c khảo s t, thiết kế, thi công và duy tu bảo d ỡng, nh t là thiết kế m t cắt hình học tuyến đ ờng h p lý đảm bảo ổn định tr t.
Các giải há c ng nh:
2.4.3
2.4.3.1 Nhóm giải pháp phòng chống xử lý, gia cố đổ đá, đá lăn [17]:
- Thiết kế nền đ ờng đi qua s ờn dốc có đ đổ, đ sụt theo kiểu nền đắp, tr nh đào nền đ ờng ở chân dốc, nếu có đào m t ít thì phải xây t ờng h , t ờng chắn.
- Tiến hành cắt xén và dọn sạch c c tảng và khối đ không ổn định ở m i taluy và vết l tại phần s ờn núi trên cao để ngăn ng a sự ph t sinh sụt, đổ đ .
- Tạo hành lang ở đ ờng đào và nửa đào để bảo vệ nền đ ờng không bị sụt, đổ đ . - Xây dựng sân hứng đỡ ở s t chân m i dốc đ ờng đào và nửa đào nửa đắp có k m theo t ờng viền ho c t ờng ngăn.
nh 2.19. Tường hứng đỡ ở chân mái dốc đường đào và nửa đào nửa đắp
Bề r ng sân hứng đỡ b) đ c tính theo công thức của Greisisev E.K. trên c sở số liệu về đ cao H) và góc dốc m i taluy ):
b = H. (2.1)
- Xây dựng t ờng ốp m t để bảo vệ đ ở m i dốc và vết l tại phần s ờn núi trên cao khỏi bị phong ho và đảm bảo ổn định, an toàn.
nh 2.20. Tường ốp mặt
b
H
H
1
b
2
450
45
1 - Tường ngăn; 2 - Tường viền
- Ph ng ph p dằng đ bằng cọc neo, bằng c c thanh, c c ống dây kim loại...và tạo l ới thép bảo vệ chống dịch chuyển c c khối đ ở trên s ờn dốc.
nh 2.21. Gia cố khối đá không ổn định bằng cọc neo
- Phụt xi măng vào khe nứt của c c khối đ nhằm giữ nguyên khối và ổn định;
cũng có thể khoan xuyên c c tảng đ rồi phun vữa xi măng vào lỗ khoan để liên kết c c tảng cô lập dễ sụt, đổ) xuống đ gốc nhằm ổn định vững chắc.
2.4.3.2 iện pháp xử lý, gia cố thoát nước mặt và phòng hộ bề mặt mái dốc, sườn dốc:
a) San bằng địa hình bề m t khối dịch chuyển bằng c ch cắt xén c c khối nhô, và san l p toàn b c c hố, lỗ trũng, c c hào sụt lún, đứt gãy, c c rãnh, khe nứt trên khu dịch chuyển, đ c biệt là khu tr t và m t phần kề cận nhằm tiêu tho t nhanh dòng chảy của n ớc m a chảy tràn, ngăn ng a đ c hiện t ng tích đọng n ớc trong c c chỗ trũng th p của địa hình, làm giảm hiện t ng th m n ớc và tẩm ớt đ t đ đến mức tối thiểu.
b) Trồng cỏ tạo thảm thực vật che phủ và bảo vệ bề m t s ờn dốc, m i dốc.
Nhằm chống xói mòn đ t và hiện t ng sũng n ớc của đ t đ do n ớc m a gây ra, th ờng đ c thực hiện bằng c ch trồng cỏ, gieo hạt thực vật trên đ t tạo lớp phủ thực vật dày đ c.Tính năng dễ nhận th y nh t là cỏ Vetiver có t c dụng gắn kết c c hạt đ t, hạn chế xói lở, xói mòn bề m t. Khi đ c trồng thành hàng, b rễ sâu của nó liên kết với nhau có t c dụng nh t ờng chắn, ho c neo, giúp hạn chế sụt lở nông.
nh 2.22. ảo vệ bề mặt bằng cỏ Vetiver
2 3 1
1- Đầu cọc neo;
2- cọc neo;
3- đế neo;
Cỏ Vetiver giúp phân t n đều l ng n ớc m t, n ớc ngầm có sẵn trong m i dốc ho c chảy vào m i dốc t bên ngoài. Thông qua đó, m t l ng n ớc r t lớn đ c hút lên và tiêu tho t vào khí quyển góp phần làm khô khối đ t đ và quan trọng h n, nó giúp giải toả p lực n ớc lỗ rỗng trong đ t, đ [15].
c) Thi công hệ thống rãnh chắn rãnh đ nh) và rãnh dẫn tho t n ớc. Hệ thống rãnh này phải đ t n i ổn định. Cần bố trí tuyến rãnh ở n i s ờn dốc có phạm vi tụ n ớc càng lớn càng tốt, đồng thời ít bị uốn l n, ít thay đổi đ dốc. Lòng rãnh cả đ y và m i dốc) phải gia cố đủ để chống xói và để chống n ớc t rãnh ng m vào vùng dịch chuyển. Rãnh phải đ c tính to n về thuỷ văn, thuỷ lực đầy đủ và khi cần có thể làm hai, ba tầng rãnh chắn n ớc...
Hệ thống rãnh đ nh và rãnh dẫn tho t n ớc cần đ c t ch biệt nhau đây là m t thực tế nhiều n i ch a p dụng, th ờng là gắn liền nhau trong 1 mạng l ới), không có liên hệ với nhau và hoạt đ ng đ c lập, bởi vì khi có dịch chuyển, c c công trình dẫn tho t n ớc bố trí ở trên đó sẽ bị biến dạng và hoạt đ ng bình th ờng của chúng sẽ bị ph huỷ.
Kích th ớc, tiết diện và thiết kế hệ thống rãnh, m ng, m ng chắn, thu, tho t n ớc phải đ c tính to n đầy đủ về thuỷ văn và thuỷ lực, hạn chế tối đa l ng n ớc m a chảy tràn và tích đọng trên và trong khu dịch chuyển, đồng thời bảo vệ đ c chân s ờn, bờ sông, suối không bị xói lở.
d) Chống xói lở và bảo vệ chân m i dốc và bờ sông, suối ổn định: Hệ thống c c công trình phải đảm bảo sao cho chân m i dốc và bờ sông suối không bị xói lở, sụt lở.
2.4.3.3 iện pháp phòng chống tác dụng phá hoại của nước dưới đất:
Tiêu tho t n ớc m i dốc là m t trong c c biện ph p chống sạt tr t hiệu quả nếu làm đúng và làm tốt. Tuy nhiên biện ph p này th ờng lại không đ c coi trọng và vì thế không đ c thi công cẩn thận. C c đ n vị thi công hầu nh mới ch để ý đến tiêu tho t n ớc m t, ch a có công nghệ tiêu tho t n ớc d ới đ t.
N ớc d ới đ t có t c dụng th m, tẩm ớt và bôi tr n đ t đ làm giảm góc n i ma s t và lực dính kết của đ t đ đồng thời gây xói ngầm làm giảm hệ số ổn định s ờn dốc, m i dốc.
Khi trên s ờn dốc, m i dốc nền đ ờng có xu t l n ớc ngầm tầng nông, cần phải xây dựng hệ thống tho t n ớc ngầm m ng th m, hào tho t n ớc, rãnh ngầm, hầm tho t n ớc, giếng ngầm...) để hạn chế hiện t ng xói ngầm và tạo khả năng th o khô m i dốc. Ở vùng núi biện ph p tho t n ớc ngầm phổ biến nh t là đào hào, m ng, rãnh tho t n ớc kết h p đ t tầng lọc ng c theo thứ tự t mịn đến thô c t - cu i sỏi - đ h c) đối với v ch phía trên và có kết c u lớp c ch n ớc đối với v ch ở phía d ới, đ y hào yêu cầu không th m n ớc và phải đ t d ới m t tr t khoảng 50 cm.
Tuỳ theo đ sâu cần chắn n ớc ngầm, công trình xử lý n ớc ngầm nhằm ngăn không cho n ớc chảy vào vùng dịch chuyển và hạ th p mực n ớc ngầm có thể là hào chắn n ớc ngầm, hầm tho t n ớc ngầm và giếng thu n ớc ngầm.
C c công trình chắn n ớc ngầm kiểu này nói chung đều bố trí ở phía trên vùng dịch chuyển và th ng góc với h ớng sạt tr t, thành hình vòng cung để n ớc ngầm bị ch n lại và dẫn chảy ra ngoài khu dịch chuyển.
nh 2.23. ố trí hào chắn nước ngầm trên khu trượt [17]
1-Lớp cách nước (sét lèn chặt hoặc trát bê tông); 2- Cấu tạo tầng lọc ngược 3-Tầng chứa nước ngầm; 4-Tầng không thấm nước
Ngoài ra, s t sau l ng t ờng chắn cũng cần bố trí hệ thống rãnh ngầm đóng vai trò là hào chắn n ớc ngầm, n ớc tầng sâu nhằm hạ và tho t n ớc ngầm ra khỏi phạm vi dịch chuyển.
2.4.3.4 Giải pháp giảm tải trọng phía trên khối đất đá dịch chuyển:
Đây là c c biện ph p đ n giản r t hay đ c sử dụng để phòng chống và xử lý sạt tr t. Tuy nhiên, khi sử dụng cũng cần điều tra, nghiên cứu kỹ điều kiện địa ch t công trình của khu dịch chuyển và vùng lân cận để x c định rõ vị trí m t tr t ho c m t tr t dự kiến), đồng thời phải dựa trên c sở tính to n ổn định.
Giảm tải phía trên s ờn dốc, m i dốc tức là đào bỏ đi m t phần khối l ng đ t đ trong phạm vi khối dịch chuyển sao cho có l i về m t cân bằng tĩnh học bằng c ch cắt xén s ờn dốc, m i dốc, tạo nhiều m i dốc phụ bậc thang trên s ờn dốc, m i dốc để nhờ đó giảm lực gây sạt tr t và tăng hệ số ổn định. Muốn vậy phải giảm đúng chỗ, vì nh chúng ta đã biết, nếu đào đ t tuỳ tiện và không đúng chỗ sẽ có thể dẫn đến kết quả ng c lại: làm "m t chân", giảm sức chống đỡ, dẫn đến hậu quả sạt tr t lớn.
Khi đào bỏ đ t trên khối tr t để tạo m i dốc bậc thang thì bề m t bị l ra càng r ng, càng dễ bị xói ho c dễ th m n ớc, nên phải đầm, l n ch t ho c trồng cỏ, phủ thảm thực vật phù h p.
2.4.3.5 Các giải pháp xây dựng công tr nh chống đỡ:
a) Ph ng ph p t ờng chắn có kết c u tho t n ớc
T ờng chắn là m t trong những loại công trình chống đỡ đ c ứng dụng r ng rãi nh t cần đ c thiết kế theo 1 trong 3 hình thức sau đây tuỳ theo tính ch t chịu lực và t c dụng của nó: T ờng đỡ; t ờng ốp m i; t ờng chịu lực.
4 3 2
1
Khi thiết kế t ờng chắn chịu lực chống sạt tr t, ngoài việc tiến hành theo trình tự chung về thiết kế t ờng chắn, còn cần phải kiểm to n về khả năng ổn định chống lật, chống tr t ph ng, về đ bền của t ờng và khả năng ổn định của nền cũng nh khả năng tiêu tho t n ớc.
Biện ph p phổ biến nh t hiện nay là làm t ờng chắn bằng đ xây, rọ đ ho c bê tông, có ho c không có cốt thép. Áp dụng biện ph p này, nếu không đ c thiết kế, tính to n chính x c, cụ thể thì sẽ phản t c dụng gây nên nhiều tốn kém mà không có hiệu quả. Trong m t số tr ờng h p, việc xây t ờng chắn lại tăng nguy c tr t, khi tr t xảy ra bị trôi theo dòng tr t .v.v.
Biện ph p xây dựng t ờng chắn đ c đ nh gi cao và r t hiệu quả khi sử dụng chống tr t ở c c s ờn dốc, m i dốc có m t tr t nằm gọn bên trên m t đ ờng ho c nằm d ới m t đ ờng ở đ sâu không lớn.
T ờng chống đỡ còn có thể đ c xây dựng theo kiểu chồng nề bằng gỗ ho c bằng bê tông cốt thép ở trong đổ đ . Ph ng ph p này có u điểm là xây dựng đ n giản, nhanh, có thể tận dụng vật liệu tại chỗ đ phong hóa, đ đổ, đ sụt...), cho phép tạo kích th ớc tiết diện lớn ho c tạo bậc c p. Do đó, t ờng chắn theo kiểu chồng nề có sức chống đỡ lớn, đồng thời khi bị khối tr t đẩy dù có dịch chuyển cũng không bị ph huỷ nh t ờng chắn xây liền theo kiểu thông th ờng, h n nữa lại có khả năng th m, tho t n ớc sau t ờng tốt. C c loại t ờng nh kiểu chồng nề còn có thể đ c sử dụng để chống xói lở chân m i taluy khi tuyến đ ờng đi s t dọc khe, suối, ho c để gia cố bờ sông, l n đ ờng ra suối hay ra vực.
b) Ph ng ph p bệ, đê phản p
Ph ng ph p này đ c p dụng nhằm làm tăng p lực có hiệu tại m t tr t ở chân khối tr t, tăng sức chống cắt của đ t đ , ngăn cản hiện t ng nén trồi đ t đ .
Khi thiết kế bệ, đê phản p cần dự tính tr ớc việc xây dựng c c công trình tho t n ớc của những lớp đ t nền trên s ờn dốc, m i dốc ở phía trên bệ, đê phản p.
Tuỳ theo điều kiện vật liệu, đê phản p có thể đ c thiết kế bằng đ h c, đ sỏi, bê tông đ h c hay bê tông cốt thép và th ờng đ t d ới chân s ờn dốc, m i dốc để ngăn cản sự dịch chuyển của khối đ t tr t.
Đối với khu vực có đ t bão hoà n ớc, để đảm bảo đ c khả năng tho t n ớc, cần dự tính tr ớc việc dùng đê phản p bằng đ h c, đ sỏi và khi cần thì đ t những ống cống tho t n ớc và tầng lọc ng c trong nền đê phản p.
Khi khối đ t đ sụt, tr t có chiều dày không lớn lắm, cần sử dụng đê phản p ở dạng c t hay dạng băng chạy dọc theo s ờn dốc đ t chủ yếu ở chân s ờn dốc, m i dốc.
Ph ng ph p này ch nên p dụng cho những khu vực có đ t c u tạo đồng nh t và tr t theo m t tr t có dạng cung tròn hình trụ, còn tr t theo m t tr t ph ng nằm nghiêng thì ít có hiệu quả, bởi vì: đó là sự gia tăng tải trọng lên khối tr t, làm giảm hệ số ổn định s ờn dốc, m i dốc.
c) Ph ng ph p k đ [17].
K đ đ c dùng để ngăn ng a hiện t ng sạt tr t m i dốc khi chiều dày tầng phủ nhỏ, khối l ng và khả năng sạt tr t xảy ra không lớn.
d) Ph ng ph p đóng cọc, chốt [17] cọc ngắn không nhô cao tới bề m t của khối tr t) để gia cố khi khối tr t có m t tr t phân bố không sâu và hình thành rõ rệt.
Cọc, chốt đ c phân bố thành dãy ho c dạng bàn cờ cắm sâu vào đ t đ ổn định bên d ới m t tr t, cọc có thể bằng gỗ, tre, bê tông, bê tông cốt thép.
nh 2.24. Cấu tạo thoát nước sau lưng công tr nh chống đỡ
1-T ờng chắn; 2-C u tạo tầng lọc ng c; 3- Lỗ tho t n ớc xuyên t ờng chắn 4-Tầng đ gốc; 5- Lớp chống th m sét đầm ch t + tầng cỏ ho c phủ kín bằng bê tông); 6-Rãnh tho t n ớc m a.
nh 2.25. Sơ đồ gia cố trượt bằng cọc (a) và chốt (b)
Trong tr ờng h p dùng cọc bê tông ở vùng tr t không ổn định thì không nên tiến hành đóng cọc vì sẽ gây ch n đ ng, mà nên dùng ph ng ph p cọc khoan nhồi.
e) Ph ng ph p neo vào đ gốc
Khối tr t đ c phủ bằng m t lớp phủ bê tông ho c bê tông cốt thép và đ c c c thanh neo ho c dây c p neo dạng bê tông cốt thép) neo vào đ gốc.
nh 2.26. Tại đường cao tốc La Sơn – Túy Loan (Khu vục Nam Đông)
1
3 6
4 2 5
b) a)
+ Neo giữ bằng cọc chốt: th ờng sử dụng cho c c khối tr t có m t tr t không sâu và đ t đ t ng đối nguyên khối.
+ Cọc neo: Sử dụng c c cọc đóng sâu qua c c khối tr t vào phần đ gốc bền vững, đầu cọc nhô lên s t bề m t.
+ Chốt neo: C c cọc ngắn, đầu cọc nằm sâu trong khối tr t.
C c cọc neo th ờng đ c đóng theo hàng, dãy ho c dạng bàn cờ, vật liệu có thể là gỗ, bê tông cốt thép, ống sắt…
+ Neo giữ bằng c c vì neo: Đồng thời với việc đóng cọc neo còn có thể kết nối đầu trên của cọc với c c điểm tựa vững chắc nằm ngoài khối tr t bằng dây c p hay thanh kim loại.
C c thanh ống kim loại ho c dây c p mềm thả vào trong những lỗ khoan bố trí dạng bàn cờ ho c thành dãy và đ c gắn bê tông vào tầng đ t đ ở bên d ới m t tr t.
Ở trên m t đ t, ng ời ta gắn chắc đầu mút của c c thanh neo vào c c t m bê tông dày t m phủ bê tông).
f) Ph ng ph p neo, đinh đ t theo Đồng Kim Hạnh 2015), Công nghệ “Soil Nailing trong gia cố m i dốc công trình, Tạp chí Khoa học kỹ thuật thủy lợi và môi trường [18]).
Kh c với công nghệ neo đ t vẫn quen dùng là việc sử dụng c c neo đ n lẻ thi công neo vào đ t ho c neo kết h p với t ờng vây để ổn định m i đ t, công nghệ “soil nailing là việc sử dụng c c cọc vữa xi măng có cốt đ c đóng theo ph ng xiên vào trong c c tầng đ t và hệ cọc này đ c lên kết với nhau bằng hai lớp bê tông bề m t tạo thành m t bàn chông vững chắc ổn định m i đ t.
nh 2.27. Đinh đất nh 2.28. Neo đất
(Theo: Đồng Kim Hạnh, 2015, [18])
Công nghệ “đinh đ t dùng để gia c ờng m i dốc công trình đã đ c nghiên cứu và ứng dụng thành công tại r t nhiều quốc gia trên thế giới, song với Việt Nam đây vẫn là m t công nghệ mới cần nghiên cứu chuyên sâu h n để đ c p dụng vào thực tiễn. Việc mở c c s ờn tầng phục vụ thi công tạo “đinh đ t là công nghệ “top down nên có nhiều u việt so với biện ph p thi công đào cắt toàn b m i dốc theo thiết kế..