BÀI GIẢNG THIẾT KẾ ĐƯỜNG Ô TÔ

Tr- ờng Đại học giao thông vận tải
Khoa công trình bộ môn đ- ờng bộ

Nguyễn quang phúc

Bài giảng

Thiết kế đ- ờng ô tô
Học phần 2
thiết kế nền mặt đ- ờng ô tô

Hà nội, 2007


APPROVED
By Nguyen Quang Phuc at 5:42 pm, 10/21/07

REVIEWED
By Nguyen Quang Phuc at 5:42 pm, 10/21/07


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CễNG TRèNH TRấN NG

phần i

Thiết kế nền đ- ờng
REVISED
By Nguyen Quang Phuc at 5:43 pm, 10/21/07

NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

CHƯƠNG 1

THIẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG THƠNG THƯỜNG
1.1 NHỮNG YÊU CẦU CHUNG ĐỐI VỚI NỀN ĐƯỜNG - CHIỀU SÂU
HOẠT ĐỘNG CỦA ĐẤT NỀN ĐƯỜNG
1.1.1 Những yêu cầu chung đối với nền đường.
Nền đường ô tô là một cơng trình bằng đất (đá) có tác dụng:
- Khắc phục địa hình thiên nhiên nhằm tạo nên một dải đất đủ rộng dọc theo
tuyến đường có các tiêu chuẩn về bình đồ, trắc dọc, trắc ngang đáp ứng được
điều kiện chạy xe an toàn, êm thuận và kinh tế.
- Làm cơ sở cho áo đường: lớp phía trên của nền đường cùng với áo đường chịu
tác dụng của tải trọng xe cộ và của các nhân tố thiên nhiên do đó có ảnh hưởng
rất lớn đến cường độ và tình trạng khai thác của cả cơng trình đường.
Để đảm bảo các yêu cầu nói trên, khi thiết kế và xây dựng nền đường cần phải đáp
ứng được các yêu cầu sau đây:
1. Nền đường phải đảm bảo luôn ổn định tồn khối, nghĩa là kích thước hình học
và hình dạng của nền đường không bị phá hoại hoặc biến dạng gây bất lợi cho việc
thơng xe.
a)

b)

c)

d)

e)

f)

Hình 1.1 Các hiện tượng nền đường mất ổn định toàn khối.
a) Trượt ta luy đắp;

b) Trượt nền đường đắp trên sườn dốc;

d) Trượt trồi trên đất yếu.
10/21/2007

e) Sụt lở ta luy đào;

c) Lún sụt trên đất yếu

f) Trượt ta luy đào
I-1


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Các hiện tượng mất ổn định toàn khối đối với nền đường thường là: trượt lở mái ta
luy nền đường đào hoặc đắp, trượt nền đường đắp trên sườn dốc, trượt trồi và lún
nền đất đắp trên đất yếu,… (Hình 1.1).
2. Nền đường phải đảm bảo có đủ cường độ nhất định, tức là đủ độ bền khi chịu
cắt trượt và không được biến dạng quá nhiều (hay khơng được tích luỹ biến dạng)

dưới tác dụng của tải trọng bánh xe.
3. Nền đường phải luôn đảm bảo ổn định về mặt cường độ, nghĩa là cường độ của
nền đường không được thay đổi theo thời gian, theo điều kiện khí hậu, thời tiết một
cách bất lợi.
Nền đường thường bị phá hoại do các nguyên nhân sau đây:
- Sự phá hoại của thiên nhiên như mưa làm tích nước hai bên đường, làm giảm
cường độ của đất nền đường, gây sạt lở mái dốc ta luy.
- Điều kiện địa chất thủy văn tại chỗ không tốt về cấu tạo tầng lớp và mức độ
phong hoá đất đá, đặc biệt là sự phá hoại của nước ngầm (nước ngầm chảy lơi
theo đất gây hiện tượng xói ngầm và giảm cường độ của đất).
- 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 thường hay bị sạt lở.
- Do thi công không đảm bảo chất lượng: đắp không đúng quy cách, loại đất đắp,
lu lèn không chặt,…
Trong số các nguyên nhân nói trên, tác dụng phá hoại của nước đối với nền đường
là chủ yếu nhất (gồm nước mặt, nước ngầm và cả hơi nước).
1.1.2 Chiều sâu hoạt động của đất nền đường
Cường độ và độ ổn định của nền đường chủ yếu là do các lớp đất tầng trên quyết
định, như vậy cần phải xác định chiều sâu hoạt động của tải trọng.
P

p

Z

0
 + z

za

M

r

z

z



Hình 1.2 Sơ đồ xác định chiều sâu khu vực tác dụng của nền đường
10/21/2007

I-2


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Chiều sâu hoạt động của đất nền đường hay phạm vi hoạt động của đất nền đường
là khu vực chịu tác dụng của tải trọng động (tải trọng xe cộ đi trên đường truyền
xuống). Phạm vi này được xác định bằng chiều sâu za ở hình 1.2.
Trên hình vẽ, ứng suất tại mỗi điểm trong đất do trọng lượng bản thân nền đắp gây
nên là: (xét trường hợp đất đồng nhất)
 = .z

- dung trọng của đất đắp (t/m ); z – chiều sâu tính ứng suất, m.
3

Ứng suất thẳng đứng do tải trọng động của bánh xe P gây ra sẽ phân bố tắt dần
theo chiều sâu theo công thức của Bussinet:

 z  k.

k – hệ số Bussinet k 

3
.
2

1

P
z2

( Điểm nằm trên trục Z thì r=0 và k≈0,5)

  r  2
1    
  Z  
5

2

Giả thiết khi  = nz là có thể bỏ qua ảnh hưởng của tải trọng động thì ta có thể
xác định được chiều sâu z a của khu vực tác dụng theo quan hệ:
 = n z  z a  nk

P
k. n. P
 za  3
2
za


Thường giả thiết n = 5 – 10 và với các tải trọng bánh xe thông thường sẽ tính được
z a = 0,9 – 1,5m.
Như vậy, để nền đường có cường độ và độ ổn định nhất định cần đầm nén chặt đất
nền đường bằng các phương tiện đầm nén.
Đầm nén chặt đất nền đường: là một biện pháp tăng được cường độ và cải thiện
được chế độ thủy nhiệt của nền đường tương đối đơn giản, phổ biến và có hiệu quả
cao.

Hiện nay người ta thường dùng đại lượng dung trọng khô  (g/cm ) của đất để đặc
trưng cho độ chặt của đất được đầm nén thơng qua hệ số đầm nén:
3

K = /0

Trong đó  - là dung trọng khô của đất sau khi được nén chặt trên thực tế và 0 là
dung trọng khơ của loại đất đó nhưng được nén chặt trong điều kiện tiêu chuẩn (độ
chặt lớn nhất – xác định bằng cối Proctor).
1.1.3 Nguyên tắc thiết kế nền đường
1. Phải đảm bảo khu vực tác dụng của nền đường (khi khơng có tính tốn đặc biệt,
khu vực này có thể lấy tới 80 cm kể từ dưới đáy áo đường trở xuống ) luôn đạt
được các yêu cầu sau:
10/21/2007

I-3


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

 Khơng bị q ẩm (độ ẩm không lớn hơn 0,6 giới hạn nhão) và không chịu ảnh
hưởng các nguồn ẩm bên ngoài (nước mưa, nước ngầm, nước bên cạnh nền
đường)
 30 cm trên cùng phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 8 đối với đường
cấp I, cấp II và bằng 6 đối với đường các cấp khác.
 50 cm tiếp theo phải đảm bảo sức chịu tải CBR tối thiểu bằng 5 đối với đường
cấp I, cấp II và bằng 4 với đường các cấp khác.
Ghi chú: CBR xác định theo điều kiện mẫu đất ở độ chặt đầm nén thiết kế và được ngâm bão hòa
4 ngày đêm.

2. Để hạn chế tác hại xấu đến môi trường và cảnh quan, cần chú trọng các nguyên
tắc:
- Hạn chế phá hoại thảm thực vật. Khi có thể nên gom đất hữu cơ trong nền đào
để phủ xanh lại các hố đất mượn, các sườn taluy.
- Hạn chế phá hoại cân bằng tự nhiên. Đào đắp vừa phải. Chú ý cân bằng đào
đắp. Gặp địa hình hiểm trở nên so sánh nền đường với các phương án cầu cạn,
hầm, nền ban công. Chiều cao mái dốc nền đường không nên cao quá 20 m.
- Trên sườn dốc quá 50% nên xét phương án tách thành hai nền đường độc lập.
- Nền đào và nền đắp thấp nên có phương án làm thoải (1:3 ~ 1:6) và gọt trịn để
phù hợp địa hình và an tồn giao thơng.
- Hạn chế các tác dụng xấu đến đời sống kinh tế và xã hội của cư dân như gây
ngập lụt ruộng đất, nhà cửa. Các vị trí và khẩu độ cơng trình thốt nước phải đủ
để khơng chặn dòng lũ và gây phá nền ở chỗ khác, tránh cản trở lưu thông nội

bộ của địa phương, tôn trọng quy hoạch thoát nước của địa phương.

1.2 CÁC LOẠI ĐẤT ĐẮP NỀN ĐƯỜNG – TIÊU CHUẨN ĐẦM NÉN ĐẤT
NỀN ĐƯỜNG
1.2.1 Các loại đất đắp nền đường
Đất, đá là vật liệu chủ yếu để xây dựng nền đường, kết cấu của nền mặt đường và
sự làm việc của cơng trình đường phụ thuộc rất nhiều vào tính chất của đất. Trong
xây dựng nền đường, để hạ giá thành xây dựng thường dùng đất tại chỗ để đắp nền
đường. Cường độ và độ ổn định của nền đường phụ thuộc vào loại đất và cường độ
của đất.
Cỡ hạt đất càng lớn thì đất có cường độ càng cao, tính mao dẫn càng thấp, tính
thấm và thốt nước tốt, ít hoặc khơng nở khi gặp nước cũng như ít hoặc khơng co
khi khơ. Những tính chất này khiến cho loại đất chứa nhiều cỡ hạt lớn có tính ổn
định nước tốt, tuy nhiên nó có nhược điểm lớn là tính dính và tính dẻo kém.
Cỡ hạt đất càng nhỏ thì các tính chất trên ngược lại
10/21/2007

I-4


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Phân loại đất đắp nền đường:
1. Đá : Là loại vật liệu xây dựng nền đường rất tốt. Nền đường đắp bằng đá thì
đảm bảo cường độ và độ ổn định, chống được xói bào mịn và va đập của
dòng nước.
2. Đất lẫn đá: Gồm các hạt đá có kích cỡ lớn hay nhỏ lẫn với cát và sét. Đá
trong đất lẫn đá là đá rắn chắc, khơng bị phong hố, có cường độ cao và

khơng bị mềm trong nước. Loại này dùng đắp nền đường rất tốt
3. Sỏi cuội: Là loại vật liệu đá dưới tác dụng của dòng nước bị chuyển chỗ và
bào mòn, trong thành phần có lẫn cả cát và sét. Loại này đắp nền đường khá
tốt, khi đắp ở nơi khô và quá ẩm ướt cường độ không thay đổi nhiều. Nhược
điểm là sức chống xói mịn kém nên mặt nga của mái dốc cần được gia cố.
4. Cát : Là loại đất vụn, rời rạc, ít dính, kích thước hạt khoảng <2-3mm, nước
thấm qua dễ, độ cao mao dẫn thấp, khi bão hồ nước thì cường độ ít thay
đổi. Vì vậy cát là vật liệu tốt để đắp nền đường, đặc biệt ở các vùng ẩm ướt,
nước đọng hoặc ở nền đường bãi sơng. Tuy vậy, do tính dính kém nên dễ bị
xói lở và bào mịn do nước và gió, cho nên ta luy nền đường cần được gia cố
bảo vệ.
5. Đất cát bột: Cỡ hạt từ 0,25-0,05mm chiếm từ 15-50%, ít dính, khi no nước
cường độ giảm nhiều, khơng thích hợp để đắp nền đường.
6. Đất á cát: Là loại đất tốt để đắp nền đường (lượng cát >50% khối lượng) có
cường độ ổn định, tính dính cao, có khả năng thốt nước nhanh.
7. Đất sét: Là loại đất có tính dính lớn và tính thấm nước rất kém, lâu bão hồ
nước và lâu khơ, chỉ dùng đắp nền đường ở những nơi khô ráo. Ở trạng thái
ẩm ướt đất sẽ mềm nhão và không nén chặt được.
8. Đất á sét: Là loại đất tốt để đắp nền đường, có tính dính lớn chống được xói
lở và làm cho ta luy nền đường ổn định. Cần chú ý nền đường đắp qua bãi
sông bằng loại đất này khi nước rút khơng thốt ra ngay làm tăng áp lực thuỷ
động và gây mất ổn định mái ta luy
9. Đất bột: Là loại đất có những hạt rất nhỏ, cường độ thấp khi khơ thì bong,
khi ướt thì nhão khơng thích hợp để đắp nền đường
10.Đất hữu cơ: Loại này có cường độ thấp, tính trương nở lớn, khơng nên đắp
nền đường.
Cần nắm vững các loại đất và tính chất của đất được phân tích ở trên để tìm cách
xử lý, cải thiện hoặc đề xuất các biện pháp cấu tạo khác (như thoát nước, đắp cao,
gia cố,...) để khắc phục các nhược điểm của mỗi loại đất nhằm thoả mãn các yêu
cầu đối với nền đường một cách tốt nhất

10/21/2007

I-5


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Phân loại đất theo TCVN 5747-1993 theo các bảng 1.1, 1.2 và 1.3 sau:
Bảng 1.1 Phân loại hạt đất theo kích cỡ
Tên hạt
Cuội
Sỏi : Rất to
To
Vừa
Bé

Kích cỡ hạt (mm)
100-40
40-20
20-10
10-4
4-2

Kích cỡ hạt (mm)
2-1
1-0,5
0,5-0,25

0,25-0,05
0,05-0,01
0,01-0,005
< 0,005

Tên hạt
Cát : To
Vừa
Nhỏ
Rất nhỏ (mịn)
Bụi : To
Nhỏ
Sét

Bảng 1.2 Phân loại cát
Loại cát

Tỷ lệ hạt theo kích cỡ

Chỉ số dẻo

Cát sỏi

(% khối lượng)
hạt > 2mm chiếm 25-50%

Khả năng sử dụng để
xây dựng nền đường

<1

Cát to

hạt > 0,5mm chiếm > 50%

<1

Cát vừa
Cát nhỏ
Cát bụi

hạt > 0,25mm chiếm > 50%
hạt > 0,10mm chiếm > 75%
hạt > 0,05mm chiếm > 75%

<1
<1
<1

Rất thích hợp nhưng phải
có lớp bọc mái ta luy
Thích hợp nhưng phải có
lớp bọc mái ta luy
nt
nt
Ít thích hợp

Bảng 1.3 Phân loại đất dính
Loại đất
Á cát nhẹ, hạt to

Á cát nhẹ
Á cát bụi
Á cát bụi nặng
Á sét nhẹ
Á sét nhẹ bụi
Á sét nặng
Á sét nặng bụi
Sét nhẹ
Sét bụi
Sét béo

10/21/2007

Tỷ lệ hạt cát (2-0,05mm) có
trong đất (% khối lượng)

Chỉ số dẻo

> 50
> 50
20-50
< 20
> 40
< 40
> 40
< 40
> 40
Không quy định
- nt -

1-7
1-7
1-7
1-7
7-12
7-12
12-17
12-17
17-27
17-27
> 27

Khả năng sử dụng để
xây dựng nền đường
Rất thích hợp
Thích hợp
Ít thích hợp
Khơng thích hợp
Thích hợp
Ít thích hợp
Thích hợp
Ít thích hợp
Thích hợp
Ít thích hợp
Khơng thích hợp

I-6


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Một số u cầu đối với đất đắp nền đường
1. Đất đắp nền đường lấy từ nền đào, từ mỏ đất, từ thùng đấu. Việc lấy đất phải
tuân thủ nguyên tắc hạn chế tác động xấu đến mơi trường như nói ở điểm 4
điều 6.1.2. Thùng đấu phải thiết kế có hình dáng hình học hồn chỉnh, khơng
làm xấu cảnh quan và khi có thể phải tận dụng được sau khi làm đường.
Đất từ các nguồn phải có thí nghiệm, khơng được đắp hỗn độn mà đắp thành
từng lớp.
Các lớp được đắp xen kẽ nhau nhưng khi lớp bằng đất có tính thốt nước tốt
ở trên lớp đất có tính khó thốt nước thì mặt của lớp dưới phải làm dốc
ngang 2 đến 4% để thoát nước.
2. Không dùng các loại đất lẫn muối và lẫn thạch cao (quá 5%), đất bùn, đất
than bùn , đất phù sa và đất mùn (quá 10% thành phân hữu cơ) để làm nền
đường.
Trong khu vực tác dụng không được dùng đất sét nặng có độ trương nở tự
do vượt q 4%.
Khơng nên dùng đất bụi và đá phong hố để đắp các phần thân nền đường
trong phạm vi bị ngập nước.
Tại chỗ sau mố cầu và sau lưng tường chắn nên chọn vật liệu đắp hạt rời có
góc nội ma sát lớn.
Khi sử dụng vật liệu đắp bằng đá thải, bằng đất lẫn sỏi sạn thì kích cỡ hạt
(hịn) lớn nhất cho phép là 10cm đối với phạm vi đắp nằm trong khu vực tác
dụng 80cm kể từ đáy áo đường và 15cm đối với phạm vi đắp phía dưới; tuy
nhiên, kích cỡ hạt lớn nhất này khơng được vượt quá 2/3 chiều dầy lớp đất
đầm nén (tuỳ thuộc công cụ đầm nén sẽ sử dụng).
3. Không được dùng các loại đá đã phong hoá và đá dễ phong hố (đá sít...) để
đắp nền đường.
4. Khi nền đường đắp bằng cát, nền đường phải được đắp bao cả hai bên mái

dốc và cả phần đỉnh nền phía trên để chống xói lở bề mặt và để tạo thuận lợi
cho việc đi lại của xe, máy thi công áo đường. Đất đắp bao hai bên mái dốc
phải có chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 7; còn đất đắp bao phía trên đỉnh nền
phải có chỉ số dẻo từ 6 đến 10 và nên sử dụng cấp phối đồi. Đất đắp bao
phần trên đỉnh nền không được dùng vật liệu rời rạc để hạn chế nước mưa,
nước mặt xâm nhập vào phần đắp cát.
Bề dầy đắp bao hai bên mái dốc tối thiểu là 1,0m và bề dầy đắp bao phía
đỉnh nền (đáy áo đường) tối thiểu là 0,30m.
1.2.2 Tiêu chuẩn đầm nén đất nền đường:
Theo tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô TCVN 4054-05 và tiêu chuẩn đầm nén đất
TCVN 4201-1995, tiêu chuẩn đầm nén đất quy định như sau:

10/21/2007

I-7


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CễNG TRèNH TRấN NG
Bảng 1.4 Độ chặt quy định của nền đ- ờng

Loại công trình
Khi áo đ- ờng dày trên 60cm
Khi áo đ- ờng dày d- ới 60cm
Nền
Bên d- ới
Đất mới đắp
đắp
chiều sâu kể

Đất nền tự
trên
nhiên (*)
Nền đào và nền không đào không đắp
(đất nền tự nhiên) (**)

Độ sâu tính
từ đáy áo
đ- ờng xuống
(cm)
30
50
cho đến 80
30
30 - 80

Độ chặt k
Đ- ờng ôtô từ
Đ- ờng ôtô
cấp V trở
từ cấp IV trë lªn
xuèng
 0,98
 0,95
 0,98
 0,95
 0,95
 0,93
 0,93

 0,90

 0,98
0,93

095
0,90

Ghi chú bảng 1.1:
(*) Tr- ờng hợp này là tr- ờng hợp nền đắp thấp, khu vực tác dụng 80cm, một phần nằm
vào phạm vi đất nền tự nhiên. Trong tr- ờng hợp đó, phần nền đất tự nhiên nằm trong khu vực tác
dụng phải có độ chặt tối thiểu là 0,90;
(**) Nếu nền tự nhiên không đạt độ chặt yêu cầu quy định ở bảng 23 thì phải đào phạm vi
không đạt rồi đầm nén lại để đạt yêu cầu.

1.3 S NH HNG CA CC IU KIỆN THIÊN NHIÊN ĐẾN NỀN
ĐƯỜNG - CHẾ ĐỘ THUỶ NHIỆT CỦA NỀN ĐƯỜNG.
1.3.1 Sự ảnh hưởng của các điều kiện thiên nhiên đến nền đường
Nền đường trực tiếp chịu ảnh hưởng của các điều kiện thiên nhiên như nhiệt độ,
mưa, gió, bốc hơi,... Trong thiết kế và xây dựng đường cần phải lưu ý hạn chế
những ảnh hưởng bất lợi đó.
1.3.1.1 Ảnh hưởng của nước
Nền đường ơ tơ có thể chịu ảnh hưởng của các nguồn ẩm như hình 1.3

1

4

2

Mức nước ngầm
3
Hình 1.3 Các nguồn ẩm ảnh hưởng đến nền đường
1. Nước mưa; 2. Nước mặt; 3. Nước ngầm; 4. Hơi nước

10/21/2007

I-8


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

1. Nước mưa: thấm qua lề đường và mặt đường vào khu vực đất nền đường. Nếu
mặt đường không thấm nước, lề đường được gia cố và đủ dốc thì ảnh hưởng của
nguồn ẩm này giảm đi rất nhiều.
2. Nước mặt: gồm nước đọng ở thùng đấu, rãnh dọc, nước ngập hay kênh mương,
ao hồ sát đường,… Nước đọng có thể tồn tại lâu dài hoặc từng thời kỳ, nước đọng
ngấm vào nền đường làm cho nền đường luôn bị ẩm ướt và làm giảm cường độ.
3. Nước ngầm: mao dẫn lên thân nền đường từ phía dưới, nhất là nền đường vùng
đồng bằng, vùng lầy. Cịn ở vùng đồi núi thì ảnh hưởng mao dẫn của nước ngầm
đối với nền đường thường không đáng kể.
4. Hơi nước: thường di chuyển trong các lỗ rỗng của đất theo chiều của dịng nhiệt
(từ nóng đến lạnh). Sự thay đổi nhiệt độ theo mùa ở nước ta khá lớn cũng tạo điều
kiện cho hơi nước di chuyển liên tục trong thân nền đường làm cho nền đường
luôn bị ẩm ướt.
1.3.1.2 Ảnh hưởng nhiệt độ
Sự thay đổi của nhiệt độ có ảnh hưởng tới độ ẩm của đất, khi nhiệt độ cao nước
trong đất có khả năng bốc hơi nhiều do độ ẩm của khơng khí giảm

1.3.1.3 Ảnh hưởng của gió
Độ bốc hơi càng lớn khi lực gió càng lớn vì khi gió mạnh, khơng khí chuyển động,
lớp khơng khí ở sát mặt đất khơng bị bão hồ hơi nước nữa
Qua các phân tích trên ta thấy độ ẩm là nhân tố có ảnh hưởng rất lớn đến nền
đường. Độ ẩm càng lớn thì cường độ của nền đường càng giảm và đất càng biến
dạng nhiều. Nói chung người ta thường tìm cách hạn chế tác hại của độ ẩm và luôn
giữ cho đất nền đường ở trạng thái dẻo cứng
1.3.2 Chế độ thủy nhiệt của nền đường.
1.3.2.1 Chế độ thủy nhiệt của nền đường:
Chế độ thủy nhiệt của nền đường hay quy luật tác động của môi trường thiên nhiên
đối với nền đường là quy luật thay đổi và phân bố độ ẩm của các điểm khác nhau
trong khối đất nền đường theo thời gian.
Chế độ thuỷ nhiệt của nền đường phụ thuộc vào quy luật chung của thời tiết, khí
hậu cũng như các yếu tố thiên nhiên địa hình, địa mạo, quang cảnh,... của vùng xây
dựng đường.
Chế độ thuỷ nhiệt của nền đường còn phụ thuộc vào kết cấu nền đường và mặt
đường, cụ thể như biện pháp thoát nước nền mặt đường, chiều cao đào đắp của nền
đường, độ chặt của đất nền đường và loại mặt đường.
Nội dung nghiên cứu chế độ thủy nhiệt của nền đường là nhằm xác định được quy
luật thay đổi và phân bố độ ẩm của đất nền đường theo thời gian đối với các kết
cấu nền mặt đường khác nhau ở các vùng thiên nhiên khác nhau. Nhờ đó có thể
nắm được quy luật phân bố độ ẩm trong thời gian bất lợi nên có thể đề xuất được
10/21/2007

I-9


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

các biện pháp thay đổi tình trạng phân bố đó như ngăn chặn các nguồn ẩm, tăng
cường độ của đất nền đường.
1.3.2.2 Các biện pháp cải thiện chế độ thủy nhiệt của đất nền đường:
Cải thiện chế độ thuỷ nhiệt là áp dụng các biện pháp thiết kế hạn chế tác hại của
của các nguồn ẩm như đắp cao nền đường, mở rộng lề đường, thoát nước mặt, thay
đất hoặc đầm nén chặt đất. Các biện pháp cải thiện chế độ thuỷ nhiệt trước hết cần
phải thực hiện đối với khu vực tác dụng của nền đường.
1. Đầm nén chặt đất nền đường: là một biện pháp tăng được cường độ và cải thiện
được chế độ thủy nhiệt của nền đường tương đối đơn giản, phổ biến và có hiệu quả
cao.
2. Biện pháp đắp cao nền đường:
Đắp cao nền đường trên mức nước ngầm hoặc mức nước đọng thường xuyên là
một biện pháp gần như bắt buộc để cải thiện trạng thái phân bố ẩm bất lợi trong
thân nền đường.
Chiều cao nền đắp cần thiết kể từ mức nước ngầm tính tốn hoặc mức nước đọng
thường xuyên đến bề mặt của mặt đường có thể xác định theo cơng thức:
Hđắp = zmax + za
Trong đó:

z max – chiều cao mao dẫn lớn nhất của mức nước ngầm.
za

– chiều sâu khu vực tác dụng của nền đường.

3. Biện pháp thoát nước và ngăn chặn các nguồn ẩm:
- Thoát nước mặt : Làm các độ dốc ngang mặt đường, lề đường, bố trí hệ
thống rãnh dọc, rãnh tháo
- Ngăn chặn, khống chế ảnh hưởng của nước ngầm
- Dùng các lớp cách nước, cách hơi để ngăn chặn nước ngầm mao dẫn hoặc

hơi nước
- Đắp lề đường đủ rộng để ngăn chặn nước ngập hai bên nền đường di chuyển
vào khu vực tác dụng của nền đường
- Chọn và thiết kế kết cấu áo đường và lề đường hợp lý cũng là một biện pháp
hạn chế tác dụng của các nguồn ẩm. Như dùng loại vật liệu lớp mặt khơng
(ít) thấm nước hoặc dùng các lớp móng cát dễ thoát nước ngang.
1.4 CAO ĐỘ NỀN ĐƯỜNG
Để đảm bảo nền đường luôn khô ráo, đảm bảo ổn định và đủ cường độ thì nền
đường phải đảm bảo có cao độ nhất định. Cao độ thiết kế của nền đường là cao độ
ở tim đường. Khi có hai nền đường độc lập sẽ có hai cao độ thiết kế trên hai mặt
cắt dọc riêng biệt.

10/21/2007

I - 10


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

- Cao độ thiết kế mép nền đường ở những đoạn ven sông, đầu cầu nhỏ, cống, các
đoạn qua các cánh đồng ngập nước phải cao hơn mức nước ngập theo tần suất tính
tốn (có xét đến mức nước dềnh và chiều cao sóng vỗ) ít nhất là 0,5.
Tần suất thiết kế nền đường được quy định :
+ Đường cao tốc :
1%
+ Đường cấp I, II :
2%
+ Đường các cấp khác : 4%

- Cao độ nền đường đắp tại vị trí cống trịn phải đảm bảo chiều cao đất đắp tối
thiểu là 0,5m để cống không bị vỡ do lực va đập của lốp xe ô tụ. Khi chiều dầy áo
đ- ờng dầy hơn 0,5 m, độ chênh cao này phải đủ để thi công đ- ợc chiều dầy áo
đ- ờng. Nu khụng tha món yờu cầu trên thì dùng cống chịu lực như cống bản,
cống hộp,…
- Cao độ đáy áo đường phải cao hơn mực nước ngầm tính tốn (hay mực nước
đọng thường xun) một trị số cao độ ghi trong bảng 1.5
Bảng 1.5 Chiều cao tối thiểu tính từ mực nước ngầm tính tốn (hoặc mức nước đọng thường
xuyên) tới đáy áo đường
Loại đất đắp nền đường
Cát bụi, cát nhỏ, cát pha sét nhẹ.
Cát bột, cát pha sét nặng
Cát pha sét bụi
Sét pha cát bột, sét pha cát nặng, sét béo, sét nặng

Số ngày liên tục duy trì mức nước trong
1 năm
Trên 20 ngày
Dưới 20 ngày
50
30
70
40
120 – 80
50
100 – 120
40

1.5 CẤU TẠO NỀN ĐƯỜNG TRONG TRƯỜNG HỢP THÔNG THƯỜNG.
Các loại trắc ngang nền đường thường gặp bao gồm

- Nền đắp hoàn toàn
- Nền đào hồn tồn
- Nền nửa đào nửa đắp
- Nền đào hình chữ L (Là loại nền đào đặc biệt)
1.5.1 Các trắc ngang định hình nền đường đắp:
Tuỳ chiều cao đắp và loại đất đắp mà có các dạng trắc ngang điển hình cho nền
đắp, như sau:
- Nền đắp thấp có rãnh biên (h≤ 0,5÷0,6m)
- Nền đắp vừa (h=1÷6m)
- Nền đắp cao (h=6÷12m)
- Nền đắp rất cao (h≥ 12m) và nền đường đắp qua bãi sơng
Các dạng trắc ngang định hình nền đắp như hình 1.4.
10/21/2007

I - 11


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

a)
Thùng đấu
1: 5

2-3%

b)
Thùng đấu

,5

K

c)

1,
1:

5

h1

2-3%

1:1

d)

h2

,75
1:1

1:1

,5

0,5

2
1:

Hình 1.4 Các trắc ngang định hình nền đường đắp
a) Nền đắp dưới 1m;
b) nền đắp từ 1 – 6m;
c) Nền đắp từ 6 – 12m;
d) Nền đường đầu cầu và nền đắp dọc sơng
Bề rộng bậc thềm bảo vệ k=0÷4m tuỳ thuộc chiều cao nền đắp

Đối với loại đất đắp thông thường, bằng kinh nghiệm thường cấu tạo mái dốc ta
luy là 1:1,5. Trường hợp chiều cao mái dốc đắp lớn hơn 6-12m thì phải phân tích,
kiểm tốn ổn định để quyết định hình dạng nền đường và độ dốc ta luy. Chiều cao
mái dốc đắp đất không nên quá 16.0m và đắp đá không nên quá 20m.
Tuỳ theo độ cao của mái đắp và loại vật liệu đắp, độ dốc mái đắp theo qui định
trong bảng 1.6
Loại đất đá
Các loại đá phong hố nhẹ
Đá khó phong hố cỡ lớn hơn 25cm xếp khan
Đá dăm, đá sỏi, sạn, cát lẫn sỏi sạn, xỉ quặng.
Cát to và cát vừa, đất sét và cát pha, đá dễ
phong hoá
Đất bụi, cát nhỏ
10/21/2007

Bảng 1.6 Độ dốc mái đường đắp
Chiều cao mái dốc
Chiều cao mái dốc
nền đắp dưới 6m
nền đắp từ 6 đến 12m

1: 1  1: 1,3
1: 1,3  1,5
1: 0,75
1: 1,0
1: 1,3
1: 1,3  1,5
1: 1,5

1: 1,75  2

1: 1,75

1: 1,75  2
I - 12


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Khi mái dốc nền đắp đất tương đối cao thì cứ 8 – 10m cao phải tạo một bậc thềm
rộng 1  3,0m; trên bậc thềm có cấu tạo dốc ngang và rãnh .
Khi xây dựng nền đường trên sườn dốc, tùy theo độ dốc của sườn dốc mà có các
biện pháp xử lý như sau:
- Khi độ dốc của sườn dốc nhỏ hơn 20% thì chỉ cần dãy cỏ hoặc đào bỏ lớp đất
hữu cơ phía trên rồi đắp trực tiếp nền đường trên sườn dốc.
- Khi độ dốc của sườn dốc từ 20 – 50% thì phải đánh cấp (bậc) như hình 1.5. Nếu
thi cơng bằng thủ cơng thì chiều rộng bậc a = 1m; nếu thi cơng bằng máy thì
chiều rộng bậc là a = 3~4 m (bằng chiều rộng lưỡi máy ). Bản chất của đánh
cấp là thay lực ma sát nhỏ giữa nền đắp và sườn dốc bằng sức chống cắt cao

hơn của đất đắp.

a

2-3%

20-50%

Hình 1.5 Cấu tạo nền đắp trên sườn dốc có độ dốc 20 – 50%

- Nếu độ dốc của sườn dốc lớn hơn 50% thì khơng thể đắp đất với mái dốc ta luy
1:1,5 được nữa mà phải dùng các giải pháp chống đỡ để tăng ổn định (kè chân,
kè vai, xếp khan, xây vữa, bê tông xi măng) (Hình 1.6 a, b).
a)

b)
Xếp đá khan

Tường chắn
>50
%

Hình 1.6 Cấu tạo các biện pháp chống đỡ nền đường trên sườn dốc
a) Xếp đá; b) Xây tường chắn

Các chỗ lấy đất để đắp nền đường phải được quy hoạch trước và được sự chấp
nhận của địa phương theo nguyên tắc sau:
- Tận dụng các chỗ hoang hố, có chất lượng đất và điều kiện khai thác thích
hợp;
- Khơng ảnh hưởng môi trường, tiết kiệm đất đai;

- Kết hợp việc khai thác đất với nông, ngư nghiệp (tạo nơi chứa nước, nuôi trồng
thủy sản...)
10/21/2007

I - 13


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

1.5.2 Các trắc ngang định hình nền đường đào:
Bao gồm nền đường đào hồn tồn (Hình 1.7a) và đào chữ L (Hình 1.7b).
a)

b)

m

1:
m

1:

m
1:
Rãnh dọc

Rãnh dọc

Hình 1.7 Cấu tạo nền đường đào
a) Nền đào hoàn toàn; b) Nền đào chữ L

Nền đào khi xây dựng sẽ phá vỡ thế cân bằng của các tầng đất, đá thiên nhiên, vì
vậy mái dốc ta luy đào cần phải có độ dốc nhất định để đảm bảo ổn định cho ta luy
và sườn dốc.
Quyết định độ dốc ta luy đào cần quan sát, phân tích các yếu tố sau:
- Thành phần và tính chất cơ lý của các lớp đất đá
- Thế nằm và sự phát triển các mặt nứt, kẽ nứt
- Ngun nhân hình thành địa chất (sườn tích, đồi tích đá, trầm tích,...)
- Tính chất kết cấu và mức độ phong hoá của đất đá
- Chiều cao mái dốc,...
Độ dốc của mái dốc ta luy nền đường đào c ly nh sau (TCVN 4054-05):
Loại và tình trạng đất đá
- Đất loại dính hoặc kém dính nh- ng ở trạng
thái chặt vừa đến chặt
- Đất rời
- Đá cứng phong hoá nhẹ
- Đá cứng phong hoá nặng
- Đá loại mềm phong hoá nhẹ
- Đá loại mềm phong hoá nặng

Bng 1.7 Độ dốc ta luy đào
ChiỊu cao m¸i dèc (m)
<=12m
> 12m
1: 1,0

1: 1,25

1: 1,50
1: 0,3
1: 1,0
1: 0,75
1: 1,00

1: 1,75
1: 0,5
1: 1,25
1: 1,0
1: 1,25

Ghi chú bảng 1.7: Với nền đào đất, chiều cao mái dốc không nên vượt quá 20 m. Với nền đào
đá mềm, nếu mặt tầng đá dốc ra phía ngồi với góc dốc lớn hơn 25 o thì mái dốc thiết kế nên lấy
bằng góc dốc mặt tầng đá và chiều cao mái dốc cũng nên hạn chế dưới 30m.

Khi chiều cao mái dốc cao hơn 12m thì phải tiến hành phân tích, kiểm tốn ổn định
bằng các phương pháp thích hợp tương ứng với trạng thái bất lợi nhất (đất, đá
phong hố bão hồ nước). Với mái dốc bằng vật liệu rời rạc, ít dính thì nên áp
dụng phương pháp mặt trượt phẳng; với đất có dính kết thì nên dùng phương pháp
mặt trượt trịn. Hệ số ổn định nhỏ nhất phải bằng hoặc lớn hơn 1,25.
10/21/2007

I - 14


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Khi mái dốc qua các tầng, lớp đất đá khác nhau thì phải thiết kế có độ dốc khác
nhau tương ứng, tạo thành mái dốc đào kiểu mặt gẫy hoặc tại chỗ thay đổi độ dốc
bố trí thêm một bậc thềm rộng 1  3,0 m có độ dốc 5 – 10 % nghiêng về phía trong
rãnh; trên bậc thềm phải xây rãnh thốt nước có tiết diện chữ nhật, tam giác đảm
bảo đủ thoát nước đủ thốt nước từ tầng ta luy phía trên.
Tầng đất
1: 1
1 :0,2

Tầng đá gốc

Hình 1.8 Cấu tạo nền đào qua các lớp đất khác nhau

Khi mái dốc đào khơng có các tầng lớp đất, đá
khác nhau nhưng chiều cao lớn thì cũng nên
thiết kế bậc thềm như trên với khoảng chiều cao Tầng đá gốc
giữa các bậc thềm từ 6 – 12m.
Khi đào qua lớp đá cứng chưa bị phong hố thì
có thể dùng dạng đào nửa hầm
Khi mái dốc có cấu tạo dễ bị lở, rơi thì giữa
mép ngồi của rãnh biên tới chân mái dốc nên
có một bậc thềm rộng tối thiểu 1,0m. Khi đã có
tường phịng hộ, hoặc khi mái dốc thấp hơn
12m thì khơng phải bố trí bậc thềm này.
Hình 1.9 Cấu tạo nền đào nửa hầm

Phải thiết kế quy hoạch đổ đất thừa từ nền đào, khơng được tuỳ tiện đổ đất xuống
sườn dốc phía dưới gây mất ổn định sườn dốc tự nhiên, không được đổ xuống
ruộng, vườn, sơng suối phía dưới. Chỗ đổ đất phải được san gạt thành bãi. Trồng
cây cỏ phòng hộ và có biện pháp thốt nước thích hợp.

1.5.3 Cấu tạo nền đường nửa đào nửa đắp:
1 :1

Thường gặp khi nền đường qua
các vùng sườn dốc nhẹ (dưới
50%). Lúc này có thể vận dụng
các cấu tạo nói riêng cho phần đào
và phần đắp.Khi thi công cần tận
dụng vận chuyển ngang đất từ nửa
đào sang nửa đắp (Hình 1.10).

1:1

,5

Hình 1.10 Cấu tạo nền đường nửa đào nửa đắp
10/21/2007

I - 15


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

1.5.4 Cấu tạo nền đường cao tốc (TCVN 5729-97):
Do các yêu cầu đảm bảo xe chạy an toàn, thuận tiện với tốc độ cao, chống đất, đá
lở ở đoạn đường đào và yêu cầu về thiết kế cảnh quan, nền đường cao tốc nên được
thiết kế với mái dốc thoải như bảng 1.8. Trường hợp bị hạn chế về diện tích chiếm
đất thì có thể dùng tường chắn hoặc đắp đá thay cho mái dốc đắp. Đối với ta luy

đào trên các sườn núi có độ dốc ngang lớn, địa hình q khó khăn và với các ta luy
đào đá, đắp đá thì có thể dùng tiêu chuẩn thiết kế đường ô tô công cộng TCVN
4054-05.
Bảng 1.8 Độ dốc ta luy đất nền đường cao tốc
Chiều cao đắp hoặc chiều
sâu đào
đến 1,2m
≥1,2 ÷ 3,0m
≥3,0 ÷ 4,5m
≥4,5 ÷ 6,0m
Trên 6m

Mái dốc nền đắp
1:4 (1:3)
1:3 (1:2)
1:2,5 (1:1,75)
1:2 (1:1,5)
1:2 (1:1,5)

Mái dốc nền đào
1:3
1:2,5 (1:2)
1:2,0 (1:1,5)
1:1,75 (1:1,5)
1:1,5

Ghi chú : Các trị số trong ngoặc áp dụng cho các trường hợ đại hình khó khăn hoặc hạn chế về
diện tích chiếm đất cho phép.

Đỉnh mái dốc đắp nên được gọt tròn với bán kính R=2,5m, chân mái dốc đắp với

R=8,0m; đỉnh mép vai ta luy đào với R=2,5m, đỉnh mái dốc nền đào với R=2H với
H là chiều cao ta luy đào, m
Để hình dạng nền đường phối hợp tốt với cảnh quan, ở đoạn nền đào sâu chuyển
sang nền đắp nên thiết kế độ dốc ta luy đào thoải dần kể từ giữa đoạn ra đến chỗ
bắt đầu chuyển sang đắp (ví dụ từ độ dốc 1:2 ở giữa chuyển dần thành 1:3 rồi 1:5)
1.6 PHÒNG HỘ VÀ GIA CỐ TA LUY NỀN ĐƯỜNG
Mục đích của việc gia cố mái ta luy là để đề phòng ta luy bị phá hoại do tác dụng
của nước mưa, nước mặt, sóng, gió, và các tác dụng khác (như tác dụng phong hoá
bề mặt),... Mùa mưa mái ta luy rất dễ bị xói thành các vệt xói sâu làm bề mặt mái
ta luy bị phá hoại, mái đất lở xuống làm tắc rãnh dọc, xói hổng chân ta luy dẫn đến
sụt lở lớn. Những đoạn nền đường đắp qua bãi sông, ven biển, ven hồ, qua các các
cánh đồng chiêm,... thì mái ta luy thường bị sóng vỗ hoặc nước chảy với tốc độ lớn
gây xói lở, sạt cả đoạn dài. Ở vùng núi, các mái ta luy cao có diện hở lớn càng dễ
bị phong hoá nặng, càng dễ bị ngấm nước nhiều dẫn đến phá hoại. Những mái ta
luy đất ít dính cịn có thể bị phá hoại do gió thổi hoặc do súc vật trèo qua. Do đó,
tuỳ trường hợp cần phải có các biện pháp gia cố mái ta luy thích đáng, nhất là
nhiều trường hợp do bị phá hoại bề mặt lâu dài sẽ dẫn đến cả mái ta luy mất ổn
định tồn khối.
Các hình thức gia cố mái ta luy thơng thường gồm có:
- Đầm nén chặt và gọt nhẵn mái ta luy
10/21/2007

I - 16


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

- Trồng cỏ trên mái ta luy : có thể trồng bằng cách đánh các vầng cỏ găm có

hàng lối lên mái ta luy để cỏ lan dần ra khắp mái, hoặc gieo hạt cỏ giống. Cũng
có thể trồng các loại cây bụi.
Trồng cỏ hoặc cây bụi có tác dụng làm chặt mái ta luy (rễ cỏ), cản trở dòng
chảy, điều tiết độ ẩm của đất, phủ xanh tạo cảnh quan,... do đó nên áp dụng với
mọi trường hợp (trừ những mái ta luy thường xuyên bị ngập nước)
Một số cơng trình như QL18, đường Hồ Chí Minh đã sử dụng các loại cỏ nhập
phù hợp với khí hậu Việt Nam, gia cố ta luy, bước đầu cho kết quả tốt.
Mùc n- íc lị thiÕt kÕ

TÊm cỏ kích th- ớc 25cm x 40cm, dầy 10cm

Đào cấp
1/

nếu i>20%

1 ,5

Đắp đất K>0,95
chi tiết a

Ghim tre 2.5x2.5cm, dài 30cm
1 :1

chi tiết A

.5

Đào hữu cơ
nếu i<20%

chi tiết tấm cỏ

sơ đồ bè trÝ vÇng cá gia cè ta luy

Ghim tre 2.5cmx2.5cm, dài 30cm

mặt đứng
mặt bằng

Hỡnh 1.11 Gia c ta luy nn đường bằng lát cỏ

- Gia cố lớp đất mặt mái ta luy bằng chất liên kết vô cơ (vôi, xi măng,...) hoặc
chất liên kết hữu cơ
- Làm lớp bảo hộ cục bộ hoặc tường hộ để ngăn ngừa tác dụng phong hoá phát
triển, nhất là đối với những đường vùng núi. Tường hộ có thể làm bằng đá xây
25-30cm, đặt trên lớp đá dăm hoặc sỏi dày 10-15cm.
- Làm lớp đất dính đắp bao ta luy đối với nền đường đắp bằng cát. Đất đắp bao
hai bên ta luy phải có chỉ số dẻo lớn hơn hoặc bằng 7 và nên sử dụng cấp phối
đồi. Bề dầy đắp bao hai bên ta luy tối thiểu là 1,0m và ngoài vẫn trồng cỏ .
10/21/2007

I - 17


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

- Làm lớp bảo hộ cục bộ có cấu tạo tầng lọc ngược tại các vị trí trên mặt ta luy

có vết lộ nước ngầm chảy ra. Tác dụng của tầng lọc ngược là để nước ngầm
chảy ra khơng xói cả đất ta luy theo (xói ngầm) do đó góp phần làm cho mái ta
luy ổn định.
Cấu tạo của tầng lọc ngược thường dày tổng cộng 30-50cm, ở sát mặt đất bố trí
lớp cát, rồi đến lớp đá dăm, đá sỏi và ngoài cùng là đá hộc xếp khan.
- Những đoạn nền đắp chịu tác dụng của nước chảy và sóng vỗ thì có thể gia
cố ta luy bằng đá xếp khan trên lớp dăm cát đệm (hoặc thay bằng các lớp vải
địa kỹ thuật, lưới kỹ thuật), rọ đá, bỏ đá, xây đá hoặc các tm bờ tụng ( ti
ch hoc lp ghộp),...
100
Đá hộc xây vữa XM M100 dày 25cm
trên lớp đá dăm đệm dày 10cm
Đào cấp
nếu i>20%
1
,0
/1

Đắp đá

60

100

Đào hữu cơ
nếu i<20%

40

h

MNTT

0,5

Hỡnh 1.12 Gia c ta luy nền đường bằng đá hộc xây

1:2

1,3h

2m

0.5
Hình 1.13 Gia cố ta luy nền đường bằng lát đá 1 lớp
10/21/2007

I - 18


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

1.7 TÍNH KHỐI LƯỢNG CƠNG TÁC NỀN ĐƯỜNG
Khi thiết kế phải xác định được khối lượng cơng tác nền đường để lập dự tốn, tổ
chức thi công hay lập luận chứng so sánh các phương án tuyến.
Khi tính khối lượng cơng tác nền đường, mặt đường, phải căn cứ vào diện tích
(hoặc chiều rộng mặt đường, lề đường, chiều dày các lớp kết cấu,...) trên các mặt
cắt ngang và người ta giả thiết giữa các mặt cắt ngang, sự thay đổi của các yếu tố

trên theo quy luật đường thẳng, bỏ qua phần gồ ghề của mặt đất (nếu có thay đổi
lớn thì đã rải chèn thêm các cọc địa hình).
Hiện nay, việc tính tốn các diện tích đào, đắp, các bề rộng, chiều dày,... nói trên
được thực hiện bằng các chương trình máy tính. Khối lượng cơng tác giữa các mặt
cắt ngang được tính đơn giản bằng cơng thức sau:
V1,2 

F1  F2
2

.L12

Trong đó : V12 là khối lượng cần tính giữa hai mặt cắt 1, 2; F1 và F2 là diện tích (bề
rộng, chiều dày,...) của mặt cắt 1 và 2; L12 là khoảng cách giữa hai cọc 1, 2

L1 2

F2

F1
Hình 1.14 Tính tốn khối lượng nền đường

Các khối lượng cơng tác cần tính trên mặt cắt ngang phụ thuộc vào giải pháp thi
công, có thể là
- Diện tích đào hữu cơ, vét bùn, đánh cấp, đào rãnh,...
- Diện tích đào, đắp đất đá (lại phân chi tiết thành các cấp đất đá, hệ só đầm chặt
K của các lớp đất,...)
- Diện tích, chiều dày và loại vật liệu lớp bù vênh
- Chiều rộng các phần mặt đường (các loại kết cấu khác nhau trên mặt cắt ngang,
kết cấu trên mặt đường cũ, kết cấu cạp mở rộng,...) lề đường (gia cố lề, lề

đất,...) chiều rộng lớp vải địa kỹ thuật,...
- Chiều dày các lớp vật liệu đặc biệt,...
Bảng khối lượng thường được lập cho riêng từng Km và lập bảng tổng hợp khối
lượng cho toàn tuyến.

10/21/2007

I - 19


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CễNG TRèNH TRấN NG

900
100

1.5%

100

700

1.5%

1.5%

1.5%

1/1.5

1/1.5
Đất đắp K >= 0.98

KC I-4

KC II-2
đắp đất đá tận dụng k=95

Đào cấp

ĐàO hữu cơ

Hỡnh 1.15 Ví dụ các loại khối lượng trên mặt cắt ngang nền đường

1.8 TÍNH TỐN ĐÁNH GIÁ SỰ ỔN ĐỊNH CỦA NỀN ĐƯỜNG ĐẮP TRÊN
SƯỜN DỐC.
Khi xây dựng nền đường trên sườn dốc, để đảm bảo điều kiện ổn định toàn khối,
việc thiết kế, tính tốn cần đáp ứng được hai yêu cầu sau:
- Nền đường phải đặt trên một sườn dốc ổn định và bản thân sườn dốc đó vẫn ổn
định sau khi xây dựng nền đường
- Trên cơ sở một sườn dốc chắc chắn ổn định, nền đắp phải khơng bị trượt trên
mặt dốc đó và bản thân mái ta luy của nền đường phải đảm bảo ổn định
Như vậy cần phải kiểm toán điều kiện ổn định theo hai nội dung trên.
1.8.1.1 Trường hợp mặt trượt tương đối
phẳng

h

1.8.1 Đánh giá sự ổn định của sườn dốc

1

Trường hợp này có thể xảy ra khi tầng đất
phủ trên tầng đá gốc phẳng.

- Lực giữ

Fg=Q.cos.f+c.1

Điều kiện ổn định Fg ≥ Ftr hay ta có

Q.c
os



Q


- Lực gây trượt Ftr=Q.sin

Q.s
in



Xét một phân tố đất có kích thước hx1x1:

Q.cos.f+c.1 ≥ Q.sin
Chia cả 2 vế cho Q.cosvà thay

Q=V. = h.1.1. =h.ta có
Hình 1.16 Mặt trượt tương đối phẳng
10/21/2007

I - 20


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Điều kiện ổn định sườn dốc về mặt cơ học được xác định:

if 

c
h cos 

trong đó: i – độ dốc của sườn dốc.
f – hệ số ma sát giữa khối trượt trên mặt trượt.

 - dung trọng đất khối trượt ở trạng thái chứa ẩm lớn nhất, kN/m3.
h – chiều dày trung bình của khối trượt, m.
c – lực dính giữa khối trượt và mặt trượt, kPa.

- góc nghiên của mặt trượt so với mặt phẳng nằm ngang.
1.8.1.2 Trường hợp mặt trượt gãy khúc :
Trình tự tính tốn như sau:
- Tại các chỗ thay đổi dốc của mặt trượt, kẻ các đường thẳng đứng phân khối trượt
thành các đoạn như hình vẽ. Trên mỗi đoạn tính tốn trọng lượng bản thân khối

trượt Qi và chiều dài mặt trượt tương ứng L i.

i n
s
Q

Fi-1
i

i.

Fi+1

i+1

i Qi

i-1

Fi-1

Q i.cosi

Li
Hình 1.17 Mặt trượt gãy khúc phẳng

- Xác định các hệ số an toàn cho các phần khối trượt
Ki 

Fg

Ftr



Qi . cos  i . tan  i  c i .Li
Qi .sin  i  Fi1 .cos( i   i 1 )

với Fi-1 là lực đẩy của khối thứ (i-1) vào khối i
- Qua các trị số Ki của các đoạn khối trượt đánh giá sự ổn định của từng đoạn, nếu
Ki < 1 thì khối có khả năng bị đẩy trơi xuống phía dưới, nhưng bị khối thứ (i+1)
giữ nên tại các mặt tiếp xúc sẽ phát sinh các vết nứt.
10/21/2007

I - 21


NGUY ỄN QUANG PHÚC

THI ẾT KẾ NỀN ĐƯỜNG VÀ CÁC CƠNG TRÌNH TRÊN ĐƯ ỜNG

Cũng có thể tính tốn theo hệ số truyền như sau:
-Lần lượt tính tốn lực gây trượt Fi đối với từng đoạn của khối trượt theo công
thức:
Fi = Q i(K.sini - cosi .tgi ) + Fi-1.cos(i - i-1 ) – c.Li

trong đó: i – độ dốc nghiêng của mặt trượt đoạn i; c,  - lực dính và góc nội ma
2
sát của khối trượt, t/m ; K – hệ số ổn định (1,0 – 1,5) .
- Cuối cùng tính được lực gây trượt của đoạn khối trượt dưới chân dốc Fi+1 . Nếu
Fi+1  0 thì khối trượt ổn định trên sườn dốc và ngược lại.

1.8.1.3 Trường hợp mái sườn dốc có khả năng phát sinh theo mặt trượt quay
(mặt trượt tròn) : trường hợp này thường xảy ra đối với các sườn dốc đất sét đồng
nhất ở trạng thái dẻo mềm, tính tốn ổn định theo phương pháp phân mảnh, xét ở
phần dưới
1.8.2 Đánh giá sự ổn định của bản thân nền đắp
Trên cơ sở một sườn dốc ổn định, đánh giá ổn định của bản thân nền đắp với điều
kiện đảm bảo nền đường không bị trượt trên mặt tiếp xúc giữa nền đắp và sườn dốc
- Lực gây trượt

n

Ftr=Q.sin

Q. si

- Lực giữ
Fg=Q.cos.f
Trong đó Q là trọng lượng nền
đắp, f là hệ số ma sát giữa nền
đắp và sườn dốc



Qi

Q.cos 

Hình 1.18 Đánh giá ổn định của nền đắp trên sườn dốc

Hệ số ổn định K 

Fg
Ftr



Q. cos f
f
 1i  f
Q. sin 
i

Như vậy để nâng cao mức độ ổn định của nền đắp trên sườn dốc phải dùng các
biện pháp cấu tạo đã nêu ỏ các phần trước.
1.9 TÍNH TỐN ỔN ĐỊNH CỦA MÁI DỐC TA LUY NỀN ĐƯỜNG.
Trong trường hợp chiều cao ta luy nền đường lớn hơn 12m thì khi thiết kê cần phải
kiểm toán ổn định mái dốc ta luy nền đường.
1.9.1 Đánh giá ổn định của mái dốc thẳng đứng
Xét một vách đất thẳng đứng, khối đất trên nó sẽ bị mất ổn định và trượt theo một
mặt trượt nào đó (Hình 1.19).
Chia khối đất trượt thành nhiều mảnh nhỏ 1,2, ...i (mảnh có chiều rộng 1-2m)
10/21/2007

I - 22