- Bảo hành công trình Bảo trì công trình
2.1.3 Các nguyên nhân chính hình thành hiện tượng lún, sụt gây mất ổn định nền đường
ổn định nền đường
Hiện tượng lún, sụt đất đá gây mất ổn định nền đường chỉ có thể xảy ra khi hội tụ đủ các điều kiện bất lợi về địa chất, địa hình v.v. Có thể trực tiếp hay gián tiếp nhưng chủ yếu xuất phát từ các nguyên nhân sau:
- Đặc điểm kiến tạo của địa chất công trình:
+ Trong thực tế thường thấy đá nguyên khối của các loại macma (granit), trầm tích (đá vôi, đá kết tầng dầy) v.v. thì ngay cả trong mùa mưa lũ hiện tượng sụt trượt rất ít xuất hiện. Nhưng nếu là các loại đá phiến sét màu đen, đá phiến xêrisit, sét kết màu nâu, gan trâu thì ở đấy hiện tượng sạt lở, mất ổn định phát sinh trầm trọng.
+ Những nơi có lớp đất phong hóa dầy, thành phần chủ yếu là dăm sạn sắc cạnh, kích thước không đồng đều thường dẹt, dài và xen lẫn đất sét thì cũng thường xuyên hình thành sụt trượt, mất ổn định.
- Đặc điểm về địa hình, địa mạo:
+ Khi mức độ phân cách địa hình mạnh (khe xói nhiều, độ dốc lớn) thì số lượng và khối lượng sụt càng nhiều.
+ Những vùng đồi núi cấu tạo từ đá gốc có thành phần thạch học và cấu trúc đồng nhất như granit, rhyolit, badan v.v. thì sườn dốc tương đối phẳng, địa hình ít bị chia cắt. Do vậy, loại địa hình này thường ít bị sụt hoặc nếu có thì ở dạng trượt sâu hoặc đất đá đổ là chính.
+ Nếu sườn núi là đất đá không đồng nhất về thành phần và cấu trúc như trầm tích, cát kết kẹp sét hoặc sét kết lẫn diệp thạch, vôi sét hoặc đá vôi tầng mỏng thì mặt địa hình gồ ghề, nhiều khe xói với dạng địa hình ”chân chim” và
dạng cơ bản phát triển với mức độ mạnh. Nếu như độ phân cách càng mạnh, độ dốc càng lớn thì khối lượng đất sụt càng nhiều.
- Điều kiện khí hậu: Trong thực tế tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ giữa lượng mưa, các dạng xuất hiện của nước đối với mức độ sụt trượt của taluy nền đường.
+ Nước mặt: Mật độ phân bố dòng chảy, sông suối trên lãnh thổ Việt Nam khá lớn, vì vậy vào mùa mưa dòng nước lớn, gây nên sự phá hủy sườn dốc và làm xói mòn đất đá ở 2 bên sông suối và chân dốc, cuối cùng cả khối núi mất ổn định. Hiện tượng này xảy ra thường xuyên và mãnh liệt, nhất là vào mùa mưa lũ. + Nước mưa: Nước mưa không những là nguồn cung cấp cho nước mặt, mà còn tạo thành những dòng chảy trên bề mặt địa hình, làm bào mòn, cuốn trôi đất đá, những sản vật phong hóa và cả những mảng núi lớn. Kết quả là tạo nên hiện tượng xói sụt và sụt trượt hoặc hình thành những mương xói, rãnh xói sau đó là sụt trượt lớn hoặc lún nền. Ngoài ra, nước mưa còn là nguồn cung cấp cho nước ngầm nhất là những nới có hệ số thấm lớn.
+ Nước ngầm: Ngoài biểu hiện làm biến đổi lâu dài độ bền của đất đá theo một cơ chế giống như quá trình phong hóa vỏ trái đất, nước ngầm ở thời điểm bất lợi có tác dụng: Làm tăng trọng lượng thể tích của khối đất đá, làm giảm sức kháng cắt, tạo áp lực thủy động, gây xói ngầm. Những yếu tố lực học và địa chất này làm góp phần tăng thêm lực Mômen trượt và làm thay đổi điều kiện cân bằng giới hạn của khối đất.
- Sự tác động của con người: Đây là nguyên nhân chủ quan nhưng lại là rất trầm trọng và biểu hiện rõ rệt, cụ thể:
+ Đào, phá vách núi để làm nền đường với độ dốc không hợp lý và không xét đến các yếu tố có ảnh hưởng đến độ bền và độ ổn định của khối đất đá.
+ Dùng mìn quá tiêu chuẩn để phá nổ, gây chấn động làm phá vớ kết cấu nguyên dạng của đất đá.
+ Hiện tượng đốt rẫy bừa bãi để canh tác, nạn phá rừng v.v. làm thay đổi chế độ nước mặt, nước ngầm. Đây là nguyên nhân gây tác động trực tiếp và lâu dài đến sự gắn kết các lớp đất đá.
- Do tác dụng của tải trọng xe chạy.
- Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá cao hoặc đào quá sâu, ta luy quá dốc...
- Do thi công không đảm bảo chất lượng: Đắp không đúng quy cách, loại đất đắp, lu lèn không chặt ...
Ngoài những nguyên nhân trên, các hoạt động tân kiến tạo, động đất và thay đổi hệ thống môi sinh cũng dẫn đến sự phát sinh, phát triển của các hiện tượng sụt trượt, trồi lún làm mất ổn định nền đường.