Công Nghệ Đường Sắt - Xây Dựng Nền Đường Sắt Phần 9 pdf

Nđs.299
;1
11
22



dW
LRCdW
K
o
(6-3)
Trong đó:
W
1
, W
2
- trọng lượng khối trượt ở hai bên trục OA;
C
0
- lực dính tổng hợp ở điều kiện cân bằng giới hạn.
L - chiều dài cung trượt;
S = C
0
L với S là tổng cường độ.
Hình 6.5. Mặt trượt dạng trụ tròn.
Hình 6-6. Mặt trượt gãy khúc.
Đối với mặt trượt hình gãy khúc (hình 6-6), có thể chia khối trượt thành nhiều
mảnh để tính toán. Hệ số ổn định K được xác định theo công thức sau:





C
R
T
ST
K
;1
cossin
)coscos(cossin
0




 
jjj
jjiiiii
W
LLCW
K


(6-4)
Trong đó:
T
r
, T
c
- hình chiếu bằng của lực gây trượt và lực chống trượt

của đoạn trượt và đoạn chống trượt;
S - tổng cường độ của mặt trượt;
Nđs.300
W
i
, W
j
- trọng lượng của khối đất trên đoạn bị trượt và trên đoạn
chống trượt;

i
, 
j
- góc nghiêng mặt trượt trên đoạn trượt và trên đoạn chống
trượt;
L
i
, L
j
- chiều dài mặt trượt đoạn bị trượt và đoạn chống trượt.
Từ đó có thể tính ngược giá trị C
0
của mặt trượt.
b) Phương pháp tổng hợp

:
Khi đất trượt có lực dính rất nhỏ, cường độ chống cắt của đất trượt chủ yếu là
lực ma sát, có thể coi C = 0, tính ngược để tìm góc ma sát trong tổng hợp  của đất,
gọi như vậy nghĩa là trong  có bao hàm cả một ít lực dính C. Phương pháp này thích
hợp đối với loại đất trượt có tầng cát bị xáo động hoặc đất trượt là do đá sỏi phong

hoá vỡ vụn rơi xuống, hoặc là loại đất tàn tích của đá cứng bị phong hoá, hàm lượng
hạt thô trong khối đất trượt rất lớn nên cường độ chống cắt chủ yếu do lực ma sát.
c) Phương pháp giá trị C,

:
Khi đất bị trượt, phải xét cả lực dính và lực ma sát trong thì ta có thể dùng một
số phương pháp sau để xác định C, :
1) - Trong cùng một lần trượt, tìm ra hai mặt trượt tính toán . Thiết lập 2 công
thức tính ngược, giải ra C, .
2) Căn cứ vào mặt trượt tính toán ở cùng một vị trí, bị trượt ở 2 thời điểm khác
nhau nhưng thời gian chuyển động trượt gần như nhau, thiết lập 2 công thức tính
ngược và giải ra C, .
3) Căn cứ vào điều kiện đất ở mặt trượt và độ ẩm của khối đất trượt tức thời,
đối chiếu các số liệu có liên quan khi tình hình địa chất tương tự để chọn một chỉ
tiêu, tính ngược để tìm ra giá trị của chỉ tiêu còn lại.
Dùng phương pháp tính ngược chỉ có thể tìm ra một nhóm giá trị C, , nó có
thể đại diện cho chỉ tiêu bình quân của cả mặt trượt. Đối với loại đất sụt nhiều lần,
tính chất của các đoạn mặt trượt khác nhau, nếu chỉ dùng một nhóm giá trị C,  sẽ có
những sai số nhất định. Để hạn chế điều đó, khi tính ngược, đầu tiên có thể dùng
phương pháp thí nghiệm hoặc dùng các số liệu kinh nghiệm xác định chỉ tiêu của
đoạn trên và dưới (tức đoạn dẫn kéo và đoạn chống trượt), chỉ tính ngược chỉ tiêu của
đoạn trượt chính tương đối lớn và sâu. Cách xác định chỉ tiêu theo phương pháp tính
ngược nói trên chỉ có thể dùng cho các mặt trượt cũ, với các sườn dốc sẽ xảy ra trượt,
nên dùng các chỉ tiêu thấp hơn một chút.
Nếu có thể đánh giá mức độ ổn định của đất sụt hiện tại, tức là ước tính được
giá trị của hệ số ổn định hiện tại, thì cũng có thể dùng phương pháp tính ngược như
trên để xác định chỉ tiêu của đất trượt hiện tại, đương nhiên, để phán đoán được mức
độ ổn định như vậy, cần phải có nhiều kinh nghiệm.
3. Dùng số liệu kinh nghiệm để xác định chỉ tiêu cường độ chống cắt của đất
trượt

Kinh nghiệm cho thấy rằng, đất sụt xảy ra theo một qui luật nhất định. Ví dụ,
về mặt cấu tạo, đất sụt thường do một số tầng đất mềm yếu tạo thành, như tầng đá
Nđs.301
bùn phong hoá, tầng sét chứa thạch cao, hoặc các tầng đất đá cứng mềm xen kẽ, khối
trượt bị ngấm nước với độ ẩm nhất định hoặc mặt trượt bị ngâm ướt. Vì vậy, có thể
căn cứ vào độ ẩm và cấu tạo của khối trượt, kết hợp với các số liệu tích luỹ được từ
điều trị đất sụt, so sánh với các đặc điểm của khối đất sụt để tham khảo và chọn chỉ
tiêu.
Thông thường, để xác định chỉ tiêu chống cắt của dốc trượt, người ta phải xác
định theo cả 3 phương pháp trên, sau đó phân tích, điều chỉnh rồi mới chọn chỉ tiêu
cần dùng.
6.2.2. Xác định hệ số an toàn (Hệ số ổn định yêu cầu)
Khi tính toán, phải đảm bảo dốc trượt có lượng dự trữ an toàn nhất định, biểu
thị bằng hệ số an toàn K. Việc xác định hệ số an toàn K nên căn cứ vào từng trường
hợp cụ thể và phải đảm bảo sự hợp lý về kinh tế.
Khi xem xét lựa chọn hệ số an toàn K, nên căn cứ vào các nhân tố sau:
1) Độ tin cậy của phương pháp tính toán và các chỉ tiêu tính toán.
2) Mức độ hiểu biết về nguyên nhân, tính chất của khối đất sụt.
3) Mức độ nguy hiểm của đất sụt có thể gây ra.
4) Tính chất của biện pháp xử lý đất sụt.
Trong những trường hợp thông thường, khi tính lực đẩy trượt, có thể dùng K =
1,10  1,25.
Nếu khi tính toán đã xem xét tất cả các nhân tố bất lợi, tức là không những xét
đến tác dụng của lực chủ, mà còn xét cả tác dụng của các lực phụ, hoặc là trong các
trường hợp dốc trượt có qui mô không lớn, lại dễ dàng xác định hình thái, tính chất
và nguyên nhân trượt, hướng chuyển động hiện tại và sau này có thể khống chế dễ
dàng, dốc trượt được chữa trị là của các công trình tạm thời hoặc phụ thuộc, dốc
trượt có tính nguy hại tương đối nhỏ hoặc trường hợp đã nắm được các tư liệu đáng
tin cậy của dốc trượt thì hệ số an toàn có thể lấy nhỏ hơn một chút. Ngược lại, với
các dốc trượt có qui mô tương đối lớn, trong tính toán chỉ xem xét đến lực chủ, hoặc

trong trường hợp chưa nắm được toàn bộ các tính chất của dốc trượt thì hệ số an toàn
nên lấy lớn hơn một chút. Tóm lại, để đảm bảo an toàn cho công trình và hợp lý về
mặt kinh tế, khi chọn hệ số an toàn nên cố gắng phù hợp với thực tế.
6.3. Công trình thoát nước và phòng hộ
Nước có tác hại rất lớn đối với tính ổn định của nền đường. Thực tiễn cho thấy
rằng, tuyệt đại đa số dốc trượt đều do nước mưa ngấm ướt và thoát nước không tốt
gây ra. Các hư hỏng của nền đường cũng thường phát sinh nhiều trong mùa mưa. Vì
vậy phải làm tốt các công trình thoát nước và các công trình phòng hộ chống xói lở
chân ta luy sườn dốc.
6.3.1. Công trình thoát nước dốc trượt
1. Điều tiết và thoát nước mặt
Nđs.302
Việc điều tiết và thoát nước mặt ở trong và ngoài phạm vi dốc trượt có thể
phòng trừ nước thấm và xói lở đối với dốc trượt, đặc biệt khi sự xói lở và thấm
xuống của nước mặt là nguyên nhân chủ yếu gây nên sự mất ổn định của dốc trượt.
Nội dung của công trình điều tiết và thoát nước mặt như sau:
ở ngoài phạm vi đất trượt, bố trí một hoặc nhiều rãnh để chặn và dẫn thoát
nước chảy vòng ra xa, không cho nước chảy vào trong khu đất trượt. Mặt cắt rãnh
xác định theo lưu lượng, thường dùng mặt cắt rãnh như hình 6-7.
Khoảng cách từ rãnh đến đường biên của dốc trượt không nên nhỏ hơn 5m.
Trong phạm vi dốc trượt, cần phải xây dựng một cách hoàn chỉnh hệ thống tập
trung điều tiết nước và dẫn thoát nước mặt, nhằm làm giảm tối đa lượng nước thấm
xuống đất và hạn chế hiện tượng xói lở bề mặt do nước gây ra.
Hình 6-7. Mặt cắt rãnh thoát nước
Khi thiết kế hệ thống rãnh thoát nước trong khu đất sụt, phải căn cứ vào đặc
điểm của đất đá, điều kiện địa thế và địa chất thuỷ văn để có thể dẫn nước mặt nhanh
chóng thoát ra khỏi khu vực đất sụt. Nên lợi dụng các khe rãnh tự nhiên, có thể bố trí
hệ thống rãnh nhánh theo dạng cây ngay trong phần trung tâm đất sụt (hình 6-8).
Các khe rãnh tự nhiên phải tiến hành tu sửa, gia cố và xây lát không cho nước
thấm vào khối trượt. Các rãnh nhánh nên lệch với hướng trượt một góc 30 45

0
để
tránh cho rãnh bị phá hoại khi khối trượt di chuyển.
Khi có dòng chảy hoặc đất ướt lộ ra trong phạm vi dốc trượt, nên dùng rãnh hở
dẫn vào rãnh thoát nước.
Nđs.303
1. Rãnh xây hoặc rãnh tự nhiên;
2. Nơi mạch nước lộ hoặc đất ướt;
3. Rãnh cắt nước; 4. Rãnh hở;
5. Rãnh thấm; 6. Cống
Hình 6-8. Hệ thống thoát nước dạng cây.
Khi xây rãnh trong khu vực đất sụt, cần gia cố đáy rãnh, tránh hiện tượng gãy
các rãnh xây do lún.
Ngoài việc xây dựng hệ thống rãnh thoát nước, cần phải tiến hành san, lấp bề
mặt, khi cần, phải ngăn cách mặt dốc trượt với nước mưa. Nội dung việc san lấp
gồm: gạt các mô đất, lấp những chỗ đất lõm hoặc các khe xói có thể ứ đọng nước,
nói chung là tạo cho mặt dốc trượt tương đối phẳng và dễ thoát nước.
Việc lấp đất cần phải dùng vật liệu chống thấm như đất sét mịn và phải đầm
nén chặt. Đất thừa phải được dọn sạch, chuyển đi hoặc đổ xuống phía dưới chân dốc
để tăng sức chống trượt.
Ngoài ra, có thể trồng cây, lát vầng cỏ trong phạm vi dốc trượt, chống xói lở
mặt dốc.
2. Thoát nước ngầm
Khi trong khu vực dốc trượt có nước ngầm hoạt động thì cần đặc biệt chú ý tới
các biện pháp thoát nước ngầm. Các công trình thoát nước ngầm có tác dụng làm khô
đất, giảm trọng lượng khối trượt, nâng cao cường độ chống cắt của đất, tiêu trừ áp
lực thuỷ động và nâng cao tính ổn định của dốc trượt.
Ngoài phạm vi đất sụt, đặt công trình chắn nước ngầm để cắt và thoát nước
ngầm ra xa. Các công trình này nên đặt ở nơi nước ngầm không sâu lắm, móng của
nó nên đặt trên tầng không thấm nước, vách đón nước làm tầng phản lọc, vách sau

của nó nên làm tầng chống thấm, không cho nước ngấm vào khối trượt.
Trong phạm vi đất sụt nên đặt công trình thoát nước ngầm để dẫn thoát nước
ngầm từ trong dốc trượt ra ngoài, tường sau và vách của công trình này không làm
tầng chống thấm mà chỉ làm tầng phản lọc để nước ngầm chảy vào.
Những công trình thoát nước ngầm thường dùng gồm có: rãnh ngầm hở, rãnh
ngầm thấm nước, rãnh thấm cắt nước, rãnh thấm ta luy, rãnh thấm chống đỡ, đường
hầm thoát nước v.v…
a) Rãnh ngầm hở:
Loại rãnh ngầm hở dùng để thoát nước mặt và thoát nước ngầm ở những mặt
trượt tương đối nông. Loại này gồm có loại rãnh hở có mặt cắt hình thang được đào
sâu đến lớp đất không chứa nước và loại máng nước hình chữ nhật, máng nước được
xây dựng bằng đá hộc hoặc bằng bê tông, thành máng có lỗ thấm nước, phía ngoài
thành máng lấp một lớp cát thô hoặc cuội sỏi để ngăn không cho các hạt đất bị cuốn
Nđs.304
trôi vào máng. Khi rãnh sâu tới 3 m thì có thể dùng máng nước để giảm khối lượng
đào.
Loại này thi công và bảo dưỡng tương đối thuận tiện, nhưng độ sâu không nên
quá lớn.
b) Rãnh thấm nước.
Rãnh thấm nước còn gọi là rãnh ngầm kín, dùng để chắn, thoát nước ngầm ở
tầng tương đối sâu, làm khô khối đất trượt hoặc hạ thấp mức nước ngầm. Chiều sâu
rãnh thấm có thể tới hơn 10m, vì vậy phạm vi ứng dụng tương đối rộng.
Rãnh thấm có thể phân làm hai loại: rãnh có ống cống và loại không có ống
cống.
Khi lưu lượng tính toán chảy vào rãnh Q
tt
 0,5 lít/phút thì dùng loại rãnh thấm
có ống cống. Nếu phạm vi thoát nước ngầm nhỏ, lượng nước ngầm ít, có thể dùng
loại rãnh thấm không có ống cống. Khi rãnh thấm tương đối dài, nên bố trí giếng
kiểm tra. Trường hợp rãnh thấm qúa sâu, giá thành tương đối cao, phạm vi dốc trượt

tương đối lớn thì không nên dùng loại rãnh ngầm thấm nước.
Nếu căn cứ vào tác dụng của rãnh thấm và vị trí đặt rãnh, có thể phân thành
loại rãnh thấm cắt nước, rãnh thấm đặt trên ta luy, rãnh thấm tường chắn…
1) Rãnh thấm cắt nước:
Khi ngoài phạm vi đất trượt có nhiều nước ngầm tầng sâu hoạt động, có thể
dùng rãnh thấm cắt nước để chắn và dẫn thoát nước ra xa khu vực dốc trượt.
Rãnh thấm cắt nước nên đặt vuông góc với hướng chảy của nước ngầm, trên
bình diện, nên bố trí thành đường gãy khúc hoặc dạng vòng (hình 6-9).
Để thuận tiện cho việc duy tu, cứ cách 30  50m đặt một giếng kiểm tra. Kích
thước mặt cắt rãnh chủ yếu do điều kiện thi công quyết định. Chiều rộng đáy rãnh
thường lớn hơn 1m. Dùng cuội, sỏi, đá dăm hoặc cát thô đã được rửa sạch làm vật
liệu lấp rãnh.
Hình 6-9. Bố trí rãnh thấm cắt nước.
Nđs.305
Tầng cách nước dày 30cm được xây bằng đá hộc hoặc dùng đất sét. Chiều dày
tầng phản lọc thường là 45 60cm. Đỉnh rãnh cũng làm tầng cách nước. Mặt cắt rãnh
thấm cắt nước xem hình 2- 8
2) Rãnh thấm taluy:
Rãnh thấm ta luy được đặt trên taluy nền đào hoặc trên sườn dốc ở mép trước
khối đất sụt để làm khô đất. Trên bình diện, có thể bố trí rãnh thấm ta luy theo dạng
đơn, dạng phân nhánh, dạng vòm… Rãnh thấm ta luy phân nhánh dạng lưới dùng ở
ta luy có nước ngầm phân bố tương đối đều, hoặc khi ta luy bị ướt theo phiến lớn,
mạch nước ngầm không lộ rõ. Các vòm của rãnh thấm ta luy dạng vòm nối liền với
nhau làm tắc nghẽn cục bộ, gây tác hại không lớn, tuy nhiên, phần vòm dễ bị biến
dạng, công tác duy tu tương đối nhiều.
Khoảng cách giữa các rãnh thấm taluy thường từ 6 10m, chiều sâu không nhỏ
hơn 2m, chiều rộng lớn hơn 1,3m, mặt cắt rãnh thường là hình chữ nhật, đáy rãnh
xây thành dạng bậc thang.
3) Rãnh thấm chống đỡ:
Loại rãnh này có tác dụng chủ yếu là chống đỡ, kiêm cả tác dụng thoát nước

ngầm và làm khô đất. Chiều sâu rãnh từ vài mét đến hơn 10m. Nên bố trí rãnh ở nơi
có mạch nước ngầm lộ ra và nơi có nhiều nước ngầm, hướng của rãnh nên thuận theo
hướng trượt, đáy rãnh phải đặt dưới mặt trượt. Thông thường, đặt một đường rãnh
chủ tại trục chính của dốc trượt, khi cần thiết, có thể cho rãnh rẽ sang hai bên để có
thể thoát được nhiều nước ngầm. Hiệu quả tiết nước của rãnh tuỳ thuộc vào khả năng
tầng phản lọc có bị tắc nghẽn hay không.
Rãnh thấm chống đỡ có thể sử dụng độc lập, cũng có thể sử dụng kết hợp với
tường chắn chống trượt.
3. Hầm thấm nước
Hầm thấm nước còn gọi là hầm tiết nước. Khi rãnh ngầm sâu quá 10m thì làm
đường hầm thấm nước sẽ kinh tế hơn.
Theo tác dụng của hầm thấm nước, có thể phân làm 3 loại là hầm cắt nước,
hầm thoát nước và hầm làm khô. Vị trí bình diện của đường hầm nên căn cứ vào sự
phân bố của nước ngầm, điều kiện địa hình và yêu cầu đặt hầm để quyết định, nên
cho đường hầm theo đường thẳng. Có tương đối nhiều loại mặt cắt hầm, có thể căn
cứ vào điều kiện cụ thể và các tư liệu có liên quan để chọn. Phần nửa trên của hầm có
tác dụng tụ nước và làm khô, máng rãnh ở nửa dưới của hầm dùng để thoát nước.
Khi hầm đặt ở ngoài dốc trượt, phần đáy của nó nên đặt dưới tầng cách nước.
Hầm đặt trong phạm vi dốc trượt nên đặt dưới mặt trượt ít nhất 0,5m. Để nước
trong khối trượt có thể thấm xuống thoát ra, có thể lắp đặt giếng thấm hoặc ống thấm
trên đỉnh vòm của hầm. Khi xây dựng hầm, thường xây giếng kiểm tra trước để kiểm
tra số liệu địa chất, xác định vị trí và chiều dày tầng chứa nước, bảo đảm chắc chắn
hiệu qủa thoát nước của hầm. Để nâng cao hiệu qủa thoát nước, ngoài việc xây hầm
chủ ra, có thể xây thêm các hầm nhánh theo các tầng chứa nước khác. Khi khu vực
đất sụt có nhiều nước ngầm hoạt động, có thể lắp đặt giếng thấm hoặc ống thấm
thẳng đứng nối liền với hầm.
Nđs.306
Đường hầm thoát nước có độ dốc là 5%0. Chiều dày vỏ hầm xác định theo lý
thuyết thiết kế hầm. Tuỳ theo chiều dài hầm và cấu tạo địa chất, có thể đặt một hoặc
2 cửa ra vào.

4. Thoát nước lỗ phẳng
Thoát là thoát nước bằng lỗ khoan phẳng là một biện pháp phòng chống đất sụt
có hiệu qủa kinh tế, nó khắc phục được nhược điểm khi dùng các loại rãnh thấm là
khối lượng đào và khối lượng xây dựng lớn.
Phương pháp này dùng máy khoan lỗ phẳng, theo tầng chứa nước của dốc
trượt, khoan các lỗ phẳng có góc nghiêng không lớn, sau đó, cắm một ống thép hoặc
ống nhựa vào lỗ khoan để dẫn, thoát nước ngầm, làm khô khối đất trượt.
Ưu điểm của phương pháp này là không cần đào ở dốc trượt, có thể đảm bảo
chắc chắn an toàn trong thi công, giá thành thấp, thời gian thi công ngắn, hiệu quả
nhanh, vị trí bố trí lỗ khoan linh hoạt, nếu trong đó có một vài lỗ không có hiệu qủa
cũng không ảnh hưởng đến cả công trình thoát nước, ta có thể kịp thời bổ sung các lỗ
thay thế.
Khi dùng phương pháp này, cần chuẩn bị một bộ máy khoan lỗ phẳng có công
suất cao, yêu cầu kỹ thuật thi công tương đối cao. Khi các mắt lỗ ở thành ống bị tắc,
có thể dùng bơm siêu cao áp phụt nước làm thông các lỗ này.
Tuỳ tình hình độ ẩm của đất sụt, có thể bố trí các lỗ khoan theo dạng song song
nhau hoặc có thể bố trí theo các tia hình quạt. Phương hướng của lỗ khoan nên thuận
theo hướng trượt. Trên mặt đứng, có thể bố trí lỗ khoan thành 1 tầng hoặc nhiều tầng.
Bố trí lỗ khoan phẳng tầng đơn (hình 4-16). Vị trí các lỗ khoan phải nằm dưới mức
nước ngầm. Khoảng cách giữa các lỗ khoan được xác định căn cứ vào hệ số thấm
của tầng chứa nước và mức độ làm khô yêu cầu, nói chung thường dùng từ 5  15m.
5. Giếng tụ nước kết hợp lỗ khoan phẳng
Khi nước ngầm trong khu vực dốc trượt nằm tương đối sâu, hoặc có nhiều tầng
chứa nước thì dùng giếng loại lớn (đường kính có thể tới 3,5m) kết hợp với lỗ khoan
phẳng để thoát nước.
Đầu tiên, bố trí nhiều giếng thẳng đứng trên dốc trượt, chiều sâu giếng thường
nhỏ hơn 30m, sau đó, căn cứ vào vị trí bộ phận cần thoát nước, đóng các lỗ khoan
theo tia bán kính. Có thể đóng 1 tầng, 2 tầng hoặc 3 tầng, cho nước tập trung vào
giếng đứng, sau đó thông qua lỗ khoan phẳng cho nước thoát ra (hình 4-17). Chiều
dài thoát nước thường từ 50  70m, khi quá dài, có thể đóng thêm giếng tụ nước.

6.3.2. Công trình phòng hộ ta luy bờ
Nền đường đắp ở bãi sông, qua hồ hoặc ven biển thường bị sóng đánh làm
chân taluy bị xói lở. Đối với nền đào ở sườn núi có hiện tượng sụt trượt không ổn
định, đất bị lở xuống rãnh biên làm nước bị ứ đọng, ảnh hưởng đến mặt nền đường.
Để bảo vệ ta luy, người ta thường dùng các biện pháp phòng hộ mặt taluy và phòng
hộ chống xói lở.
Các biện pháp phòng hộ mặt taluy thường dùng là: Phòng hộ thực vật, trát mặt,
phụt vữa, trát các khe nứt, tưới vữa và xây tường phòng hộ v.v…
Phòng hộ chống xói lở là một công việc khó khăn, khối lượng công trình lớn,
dễ thất bại nên cần phải xem xét một cách thận trọng. Căn cứ vào tính chất của nó, có
Nđs.307
thể phân thành 3 loại: phòng hộ bờ, công trình điều tiết dòng chảy và công trình cải
dòng.
Công trình phòng hộ bờ dùng để bảo vệ taluy nền đường hoặc bờ sông, thường
dùng các biện pháp chống xói lở sau:
1) Bảo hộ thực vật: lát cỏ, trồng rừng bảo vệ.
2) Thả đá hộc: Đối với nền đường đang khai thác bị nước xói nghiêm trọng,
có thể dùng biện pháp thả đá hộc để tạm thời bảo vệ chân taluy. Việc thi
công thả đá đơn giản, khi tốc độ dòng chảy không lớn lắm thì hiệu qủa
tương đối tốt.
3) Xây đá hộc bảo vệ chân ta luy: biện pháp này cho phép vận tốc dòng chảy
cao.
4) Bảo vệ ta luy bằng rọ đá: Rọ đá được đan bằng dây thép hoặc bằng tre. Đá
được xếp vào các rọ có cạnh thừa ra ngoài để trực tiếp chịu sóng vỗ đỡ cho
sợi thép. Các rọ đá được xếp ở chân ta luy, sau một thời gian, đất phù sa
lắng đọng lấp đầy các khe hở giữa các hòn đá, tạo thành một kết cấu vững
chắc bảo vệ ta luy. Ngoài ra còn dùng các tấm bản bê tông để chống xói lở
chân ta luy.
Công trình điều tiết dòng chảy làm cho dòng chảy chính cách xa ta luy bờ,
tránh cho ta luy bờ bị sóng vỗ và xói lở. Thường xây dựng kè để điều tiết dòng chảy

(hình 6-10).
a- công trình kè dẫn dòng ở thượng lưu và hạ lưu,
b- kè dọc và kè ngang, c - kè bao,
d- kè chắn dọc kết hợp cải dòng,
e- kè chữ T, g- kè chắn nửa dòng
Hình 6-10. Sơ đồ các công tình điều tiết dòng chảy.
Công trình cải tạo cục bộ dòng sông có hiệu qủa khá tốt để phòng hộ ta luy bờ,
tuy nhiên cần phải nghiên cứu kỹ tính chất dòng chảy, Các đặc điểm của tác dụng tạo
lòng và qui luật diễn biến của dòng chảy thì mới có thể tránh được thất bại.
Nđs.308
Khi dốc trượt do xói lở chân dốc gây ra, cần căn cứ vào điều kiện cụ thể để
chọn biện pháp phòng chống xói lở, khống chế không cho đất đá bị trượt.
6.4. Công trình tường chắn và các biện pháp khác
Trong việc chữa trị đất sụt, người ta thường căn cứ vào nguyên nhân gây ra đất
sụt để chọn dùng biện pháp thoát nước hoặc biện pháp phòng hộ ta luy bờ, tuy nhiên
trong thực tế, người ta còn sử dụng nhiều biện pháp khác như:
Dùng loại tường chắn chống trượt, cọc chống trượt, bạt dốc giảm trọng lượng
khối trượt, biện pháp cải thiện tính chất của đất trượt hoặc dùng dây neo chống trượt.
6.4.1. Tường chắn chống trượt
Tường chắn chống trượt là một trong những biện pháp có hiệu qủa dùng để
chữa trị đất sụt, có thể chỉ sử dụng tường chắn, cũng có thể kết hợp dùng tường chắn
và rãnh thấm, hoặc dùng tường chắn chống trượt làm công trình phù trợ để chịu một
phần lực đẩy trượt.
Tường chắn sử dụng kiểu trọng lực và thường được đặt ở mép trước dốc trượt.
Móng tường chắn phải chôn sâu trong tầng đất ổn định dưới mặt trượt. Ưu điểm của
tường chắn trọng lực là có thể dùng vật liệu tại chỗ, yêu cầu về máy móc thiết bị
không cao, thi công thuận tiện. Lực đẩy trượt tác dụng lên tường chắn có hướng song
song với mặt trượt sau tường được coi là lực phân bố đều ở lưng tường. Rõ ràng
rằng: khi khối lượng đất trượt và góc nghiêng của mặt trượt tăng thì diện tích mặt cắt
tường cũng phải tăng. Nếu thể tích xây tường lớn thì khối lượng đào nhiều, thi công

kéo dài, không có lợi cho sự ổn định của đất sụt và an toàn thi công. Hiện nay, người
ta thường kết hợp xây tường chắn với các công trình khác.
Để tăng ổn định chống
trượt, thường thiết kế tường
chắn có dạng hình chiếc
ủng, đáy móng tường có
dạng hình răng cưa có hai
cấp nghiêng, gót chân tường
có lưỡi cân bằng trọng lực
1 2m (hình 6-11). Chiều
cao tường xác định thông
qua kiểm toán theo mặt trượt
của đất sụt cũ khi có tường
chắn đỡ, bảo đảm không
phát sinh mặt trượt mới qua
đỉnh tường hoặc dưới móng tường.
Trước khi thi công
tường chắn, cần làm tốt việc
thoát nước mặt, tránh hiện
tượng tích nước trong hố móng khi thi công. Để tránh gây chuyển biến xấu cho sự ổn
định của dốc trượt, hố móng nên phân đoạn để đào và không đổ đất hoặc vật liệu ở
phía trên, tránh phát sinh trượt mới do thi công không đúng.
Hình 6.11. Tường chắn đất chống
trượt.
Nđs.309
Khi kiểm toán chống trượt, dưới tác dụng của lực đẩy trượt, phải đảm bảo khả
năng chống trượt và chống nghiêng đổ của thân tường, đạt được hệ số an toàn qui
định.
Trên hình 6-12 giới thiệu một số dạng mặt cắt tường chắn chống trượt được sử
dụng trên các tuyến đường sắt của Trung Quốc.

Hình 6-12. Một số dạng mặt cắt tường chắn đất chống trượt.
6.4.2. Cọc chống trượt
Cọc chống trượt còn gọi là cọc cố định mỏ neo. Nó là một dạng mới của tường
chắn chống trượt được ứng dụng rộng rãi trong hơn 20 năm trở lại đây ở Trung
Quốc.
Cọc chống trượt chôn trong lòng trượt ổn định, lực đẩy trượt truyền qua cọc
đến tầng đất ổn định. Cọc có thể cải thiện trạng thái đất sụt, hình thức chôn cọc
chống trượt như hình 6-13.
Về vật liệu và phương pháp thi công, cọc chống trượt và cọc thông thường
dùng với móng không có sự khác biệt rõ rệt. Hiện nay, ngành đường sắt Trung Quốc
thường dùng cọc chống trượt bằng bê tông cốt thép đổ tại chỗ, có mặt cắt hình chữ
nhật, lỗ đổ bê tông cọc được đào
bằng thủ công.
Nđs.310
Hình 6-13. Cọc chống trượt.
Theo điều kiện biến dạng của cọc, có thể phân cọc chống trượt làm 2 loại là
cọc cứng và cọc đàn hồi. Cọc cứng, dưới tác dụng của lực đẩy trượt, biến dạng uốn
cong của cọc rất nhỏ, có thể bỏ qua, chỉ xét chuyển vị theo hướng sườn của cọc. Cọc
đàn hồi, dưới tác dụng của lực đẩy trượt thì chỉ xét biến dạng uốn của thân cọc.
Theo trạng thái chịu lực của cọc, có thể phân cọc chống trượt làm 2 loại là cọc
chôn toàn bộ và cọc tay treo. Khi mặt trước và mặt sau cọc đều chịu tác dụng của
ngoại lực được gọi là cọc chôn toàn bộ, nếu phần trên mặt trượt phía trước cọc không
có lực tác dụng lên cọc thì được gọi là cọc tay treo.
Dùng cọc chống trượt có những ưu điểm sau:
So với tường chắn chống trượt, khả năng chống trượt của cọc lớn, khối lượng
xây trát nhỏ, vị trí đặt cọc tương đối linh hoạt, có thể tập trung lắp đặt, cũng có thể
phân cấp lắp đặt, có thể sử dụng độc lập, cũng có thể phối hợp với công trình tường
chắn . Khi thi công, do phạm vi bị phá hoại nhỏ nên nó không đủ để thay đổi trạng
thái ổn định của dốc trượt, việc thi công lại đơn giản, do thi công đồng thời các phân
đoạn nên có thể bố trí nhân lực dễ dàng, giảm thời gian thi công, sau khi thi công

xong, cọc có thể phát huy tác dụng ngay, có lợi cho sự ổn định của dốc trượt. Việc
thi công lại không bị hạn chế theo mùa, trong quá trình thi công đào lỗ cọc, có thể dễ
dàng kiểm tra số liệu địa chất, vì vậy có thể kịp thời thay đổi thiết kế khi cần thiết.
Khi dùng cọc chống trượt để xử lý đất sụt, có thể không cần làm các công trình thoát
nước ngầm phức tạp, do vậy nó đã được ứng dụng rộng rãi.
Ngoài ra, cọc chống trượt còn được dùng để gia cố ta luy nền đường, đề phòng
khối đắp trượt theo đáy nền, hoặc có thể dùng để gia cố thành các công trình tường
chắn, đường hầm để ngăn chặn các khe nứt mở rộng.
Cọc chống trượt thường được bố trí thành hàng, đặt vuông góc với hướng trượt
chính tại mép trước đất sụt.
Nội dung thiết kế cọc chống trượt gồm: xác định khoảng cách hợp lý giữa các
cọc, kích thước mặt cắt cọc, chiều dài cọc, chiều sâu cố định mỏ neo, tính toán lực
tác dụng đối với thân cọc, nội lực của cọc và thiết kế bố trí cốt thép… Lực đẩy trượt
của đất sụt tác dụng trên cọc có thể tính toán theo phương pháp hệ số truyền. Sự phân
bố lực đẩy trên cọc có thể căn cứ vào tính chất của khối trượt để xác định. Khi khối
trượt là đất sét có lực dính tương đối lớn, hoặc là đất lẫn đá, hoặc là tầng đá tương
đối hoàn chỉnh, cả khối trượt di động xuống dưới thì có thể coi lực đẩy phân bố đều
trên thân cọc theo hình chữ nhật. Khi khối trượt là thể rời rạc, có thể coi lực đẩy phân
bố theo hình tam giác. Khi khối trượt không thuộc hai trường hợp trên mà ở giữa 2
loại đó, có thể coi nó phân bố theo dạng parabol hoặc giản hoá thành hình thang.
Nđs.311
Trên thực tế, sự phân bố lực đẩy trên cọc còn phụ thuộc vào nhiều nhân tố khác
như: tính biến dạng của cọc, tính chất kháng lực của khối trượt trước cọc, tính chất
của mặt trượt, tốc độ trượt và góc nghiêng trượt… đây là một vấn đề tương đối phức
tạp cần tiếp tục nghiên cứu.
Hình dạng và kích thước mặt cắt cọc có liên quan đến phương pháp thi công.
Cọc đào lỗ dùng mặt cắt hình chữ nhật, cọc được bố trí thuận theo hướng trượt có
chiều dài nhỏ nhất là 1,25m, còn thường dùng cọc dài từ 24m. Khoảng cách giữa
các cọc phải đảm bảo dưới tác dụng của khối trượt ở phía trên, cọc không bị trượt đi.
Khi có số liệu thí nghiệm thì nên căn cứ vào các số liệu đó để xác định, còn trường

hợp không có số liệu thí nghiệm, có thể tham khảo và đối chiếu với các số liệu kinh
nghiệm để xác định. Khi khối trượt tương đối hoàn chỉnh, đất tương đối chặt thì
khoảng cách giữa các cọc có thể lấy lớn hơn một chút.
Chiều dài của cọc và chiều sâu cố định mỏ neo phải qua tính toán xác định. Sau
khi xác định vị trí của cọc, toàn bộ chiều dài cọc bằng tổng chiều dày khối trượt và
chiều sâu cố định mỏ neo. Khi chiều sâu cố định mỏ neo không đủ, cọc có thể bị
nguy hiểm do lật đổ, nếu mỏ neo được cố định quá sâu thì vừa tăng khó khăn cho thi
công, lại vừa không kinh tế. Chiều sâu cố định mỏ neo thường vào khoảng
2
1

3
1
toàn bộ chiều dài cọc.
Tải trọng tác dụng lên cọc chống trượt gồm có lực đẩy trượt và kháng lực của
móng. Lực đẩy trượt truyền qua cọc cân bằng với kháng lực của móng. Nhưng kháng
lực của móng là một đại lượng chưa biết, trị số và sự phân bố của nó có liên quan
đến tính chất của đất móng, lượng biến dạng của cọc… Khi biến dạng của móng
xung quanh cọc ở giai đoạn đàn hồi, kháng lực của móng tính theo kháng lực đàn
hồi. Khi biến dạng của móng ở giai đoạn dẻo, kháng lực của móng được tính theo lực
hông cho phép của móng, khi ở giai đoạn dẻo mà phạm vi biến dạng tương đối lớn,
thì nên sử dụng phương pháp cân bằng giới hạn để xác định giá trị kháng lực của
móng. Trong điều kiện thông thường , có thể tính theo kháng lực đàn hồi.
Theo lý thuyết đàn hồi, giả định đất là môi trường đàn hồi, kháng lực của móng
tỉ lệ thuận với chuyển vị của cọc (theo E.Winkler). Khi kháng lực xung quanh cọc
được tính theo hệ số móng, ta có:
P = C. B
p
. X
y

.
Trong đó:
P - kháng lực của móng;
C- hệ số tỉ lệ, thay đổi theo chiều sâu, còn gọi là hệ số kháng lực đàn
hồi;
B
p
- chiều rộng tính toán của cọc.
Cọc có mặt cắt hình chữ nhật:
B
p
= b + 1, với b là chiều dài hình chữ nhật.
Cọc có mặt cắt hình tròn:
B
p
= 0,9 (d+1) , với d là đường kính cọc.
Nđs.312
X
y
- lượng chuyển vị ở vị trí y của cọc.
Hệ số C là một đại lượng vật lý của đất móng. Do tính khả biến (có thể thay
đổi) và tính phức tạp của đất, qui luật biến đổi của nó theo chiều sâu tương đối phức
tạp. Có thể xác định hệ số C theo công thức của Trung Quốc như sau:
C = m (y
o
+ y)
n
.
Trong đó:
m - hệ số móng, tuỳ thuộc hệ số tỉ lệ thay đổi theo chiều sâu.

n, y
o
- số và hằng số liên quan đến loại đất đá.
Khi n = 0, thì C là hằng số, tức C = K
Phương pháp tính kiểu giả định này gọi là phương pháp K. Khi n = 1, giá
trị của C thay đổi theo qui luật hình thang, tức C = my, gọi là phương pháp m.
Phương pháp K sử dụng thích hợp với tầng đá mềm, đất sét cứng chưa bị xáo
trộn, hoặc tầng nửa đất nửa đá. Phương pháp m sử dụng thích hợp với các loại đất
dẻo cứng như loại đất á sét nửa cứng, đất sỏi hoặc tầng đất có mật độ tăng theo chiều
sâu.
Tính toán cọc chống trượt có thể căn cứ vào điều kiện biến dạng của cọc để
tính theo cọc cứng hay cọc đàn hồi.
Thực tiễn chứng minh rằng: dùng cọc chống trượt để xử lý đất sụt là có hiệu
qủa. Lý thuyết thiết kế và phương pháp tính toán không ngừng được cải thiện. Hình
thức kết cấu cũng được cải tiến liên tục. Để tăng cường tính ổn định và sức chống đỡ,
người ta dùng những kết cấu cọc cải tiến như: cọc chống trượt kiểu bản do cọc và các
tấm bản kết hợp thành (hình 6-14).
Cọc chống trượt kiểu bệ: do nhiều đầu cọc cùng liên kết với một bệ bằng bê
tông hoặc bê tông cốt thép thành một tổ hợp cùng chống trượt. Trên bình diện, bệ có
hình chữ nhật, hình chữ T, hình vòm, có thể liên kết 3 cọc hoặc 4,5 cọc, khả năng
chống trượt lớn, thi công đơn giản.
Hình 6-14. Cọc chống trượt kiểu bản cọc.
Nđs.313
Khi trên bệ có đặt bản vòm hoặc tường chắn đất sẽ tạo thành tường cọc dạng
ghế.
Cọc chống trượt kiểu giá mảng do hai cọc thẳng đứng và hai dầm ngang liên
kết thành, nó có độ cứng lớn, lắp đặt đơn giản, điều kiện chịu lực của nó được cải
thiện rõ rệt.
6.4.3. Công trình dây neo
Cọc mỏ neo trong công trình gia cố

sườn dốc và đường hầm, dùng để gia cố
dốc trượt là tầng đá hoặc khối đá không
ổn định cục bộ, chiều sâu thường từ 3 
5m; Dùng dây mỏ neo kết hợp với cọc
chống trượt có thể giảm bớt tiết diện cọc,
giảm độ chôn sâu và tăng khả năng
chống trượt của cọc. Chiều dài cọc mỏ
neo thường không vượt quá 30m. Cọc
mỏ neo và cọc, bản tạo thành kết cấu loại
nhẹ của tường chắn đất cọc mỏ neo.
Cùng với sự phát triển về kỹ thuật
của cọc mỏ neo, công trình mỏ neo cũng
được sử dụng nhiều để xử lý đất sụt. Kết cấu của nó như hình 6-15.
Hình 6-16. Cọc chống trượt mỏ neo.
Chiều dài mỏ neo có thể tới 30m, phần đầu mỏ neo là một đầu kim loại hình
dùi nhọn, chiều dài đoạn mỏ neo có thể đến 10m, đoạn dây neo còn lại được luồn
trong ống nhựa, dây neo lệch xuống khoảng 30
0
để dễ tưới vữa, kích thước miếng bê
tông cốt thép đệm ở đầu mỏ neo thường là 2,0m x2,0m x0,8m. Khoảng cách giữa các
dây neo nói chung là 3,0m, dùng dầu nhựa đường tưới vào trong ống nhựa để chống
rỉ cho dây neo. Gần đây, để cải thiện trạng thái chịu lực của cọc chống trượt, giảm
nội lực và chuyển vị của cọc, ở Trung Quốc đã dùng loại cọc gia cố bằng cáp neo dự
ứng lực xuyên qua khối trượt , neo cố định vào trong tầng đá, thân cọc dùng loại lỗ
khoan để giảm bớt khối lượng đào, tăng nhanh tốc độ thi công. Loại này do cọc lỗ
khoan, cáp neo dự ứng lực và mỏ neo tạo thành kết cấu chống trượt, gọi là cọc chống
trượt mỏ neo dự ứng lực (hình 6-15). Ngoài ra, cũng có thể dùng tấm bản bê tông cốt
Hình 6-15. Công trình mỏ neo xử lý
dốc trượt
Nđs.314

thép và dây neo dự ứng lực gia cố dốc trượt, tạo thành kết cấu bản dây neo dự ứng
lực.
6.4.4. Giảm trọng và gia tải chống trượt
Khi khối đất trượt có hai
bộ phận: phần phía trên dốc có
qui mô tương đối lớn, mặt trượt
tương đối dốc, phần phía dưới
nhỏ hơn và mặt trượt lại thoải
hơn. Trong trường hợp này, nên
đào bỏ bớt một phần khối đất ở
phía trên, giảm trọng lượng gây
ra lực đẩy trượt, gia tải đoạn
chống trượt ở phần dưới chân
dốc để tăng thêm lực chống
trượt.
Hình 6-17. Kết hợp giảm trọng và gia tải
Hình 6-17 là ví dụ đồng thời sử dụng giảm trọng và gia tải, lợi dụng việc dùng
đất đào bỏ ở phía trên để đắp thêm cho đoạn chống trượt ở phía chân dốc.
Vị trí và khối lượng đất san bỏ đi phải căn cứ vào thăm dò và tính toán quyết
định.
Khi bạt xong, cần san phẳng mặt dốc và làm tốt các công trình thoát nước và
chống thấm, tránh để nước ứ đọng trên mặt đất. Đất đắp gia tải cần chú ý vấn đề
ngấm ướt của đất sụt, nói chung, có thể dùng loại đất thấm xây dựng phần đất đắp
gia tải hoặc dùng rãnh thấm để dẫn thoát nước.
Giảm trọng và gia tải thường là biện pháp phụ trong xử lý đất sụt.
6.4.5. Biện pháp cải thiện tính chất của khối đất trượt
Có thể dùng biện pháp xử lý đất sụt bằng cách thay đổi tính chất của đất, nâng
cao chỉ tiêu cường độ của nó để tăng tính ổn định của dốc trượt.
Các biện pháp này gồm: Phương pháp đun sấy, phương pháp tưới vữa, phương
pháp phá nổ rồi tưới vữa bê tông vào đáy lỗ…

Phương pháp đun sấy dùng để xử lý dốc trượt là đất sét, bố trí hầm dẫn để dùng
lửa đun sấy đất trượt, nhiệt độ đạt tới trên 800
0
C, làm cho đất sét có cường độ chống
cắt và tính chống thấm giống như gạch.
Phương pháp tưới vữa: Dùng vữa tưới vào trong đất trượt để bịt kín các khe
nứt, nâng cao cường độ và ổn định của đất sụt. Có thể dùng vữa là dung dịch vữa vôi,
xi măng, đất sét.
Phương pháp phá nổ rồi tưới vữa bê tông vào đáy lỗ: dùng lỗ khoan xuyên vào
đất trượt, phá nổ trong lỗ khoan, làm tăng các khe nứt trong tầng đá để nước trong
Nđs.315
khối trượt thấm xuống phần dưới thoát ra, đồng thời, sau khi phá nổ, tưới vữa bê
tông vào các lỗ khoan để tăng thêm khả năng chống trượt.
Câu hỏi ôn tập chương 6
Câu 1. Công trình thoát nước và phòng hộ
Câu 2. Công trình tường chắn và các biện pháp khác gia cố
318Nđs.
.
Chương 7
Nền đường khu vực điều kiện đặc biệt
7.1. Nền đường ngâm nước
7.1.1. Phân loại nền đường ngâm nước và đặc điểm công trình
Nền đường ngâm nước theo điều kiện không giống nhau của nền đường, có thể
phân làm hai loại là nền đắp ven sông, bãi sông và nền đường ở đập nước.
7.1.1.1. Đặc điểm chủ yếu của công trình nền đắp ven sông và bãi sông
Nền đắp ven sông là chỉ xây dựng men theo bờ sông và chỉ có một bên ta luy
ngâm nước, nền đường chịu tác động xói lở của dòng nước
Vượt qua bãi sông, nền đắp vuông góc hoặc giao chéo với hướng dòng nước,
bộ phận thích hợp giữa nó có công trình cầu, hai mặt ta luy ngâm nước và chịu tác
động của dòng chảy gọi là nền đắp bãi sông.

Nền đắp bãi sông và nền đắp ven sông dựa vào điều kiện ngâm nước của nó, có
thể phân thành: Nền ngâm nước quanh năm tức là nền đắp ngâm nước thường xuyên;
nền đắp chỉ bị ngâm nước vào mùa lũ, tức là nền đắp ngâm nước tính chu kỳ hoặc
nền đắp ngâm nước theo mùa.
Đặc điểm chủ yếu của công trình nền đắp ven sông và bãi sông như sau:
1. Thể đất nền đắp phải chịu tác dụng của áp lực thẩm thấu do sự thẩm thấu của
dòng nước sinh ra.
Sau khi nền đắp ngâm nước bão hoà, giới hạn của đất bão hoà mặt cắt nền đắp
ngâm nước và đất không bão hoà gọi là đường cong ngâm ướt. Khi mực nước hạ
thấp nhanh hoặc mực nước hai bên nền đắp bãi sông ngâm nước không bằng nhau,
thì nước trong khe rỗng thể đất bão hoà nền đắp sẽ thẩm thấu theo phương hướng của
ta luy, đường cong ngâm ướt hạ xuống. Nước trong đất thấm chảy sinh ra áp lực
thẩm thấu (còn gọi là áp lực nước động).Do nước thẩm thấu theo hướng ta luy nên áp
lực thẩm thấu ảnh hưởng đến ta luy, điều này đối với sự ổn định của ta luy là rất bất
lợi.
2. Nếu mực nước tồn tại ở hai bên nền đường có sự chênh lệch tương đối lớn
thì sản sinh tác dụng thấm chuyển từ mặt có mực nước cao đến mặt có mực nước
thấp.
Dòng nước thẩm thấu xuyên qua nền đắp, ngoài việc sản sinh áp lực thẩm thấu
chỉ hướng mặt có mực nước thấp ra, khi tốc độ thấm chảy đủ để di chuyển các hạt
nhỏ trong thể đất dòng thấm sẽ mang các hạt nhỏ đi và dần dần mở rộng hình thành
hiện tượng ống thông phá hoại ổn định của bên ta luy mực nước thấp.
319Nđs.
Khi đáy móng ta luy là tầng thấm nước, dưới tác dụng của mức nước hai bên
nền đắp chênh lệch nhau sẽ phát sinh tác dụng thấm chảy thông qua đáy móng, như
vậy cũng bất lợi đối với ổn định nền đắp.
3. Nền đắp sử dụng đất sét thông thường để xây đắp, do ngâm nước cường độ
chống cắt của thể đất hạ thấp, còn dung trọng của đất cũng do tác dụng của lực nước
đẩy nổi mà giảm nhỏ, làm cho tính ổn định của nền đường ở vào trạng thái bất lợi.
4. Khi một bên hoặc hai bên của nền đắp bãi sông và ven sông chịu tác động

xói lở, làm uy hiếp nghiêm trọng đến tính ổn định của nền đắp. Đối với dòng sông
rộng, sâu có sóng tương đối lớn, còn xem xét các tác động phá hoại của sóng đối với
ta luy nền đắp.
Lựa chọn vật liệu cho nền đắp ven sông và bãi sông nên căn cứ vào điều kiện
ngâm nước của nó, ưu tiên chọn dùng vật liêu hạt thô có tính ổn định, tính ép lún
nhỏ, tính thẩm thấu mạnh như đá dăm, đá cuội, đá nổi, đá dăm và đá sỏi không dễ
phong hoá để giảm nhỏ tác dụng của áp lực thẩm thấu. Tiếp đến có thể chọn dùng cát
thô, cát vừa. Đất sét thông thường cũng có thể dùng làm vật liệu, nhưng thi công nên
đối chiếu nghiêm ngặt yêu cầu đạt đến mật độ đầm nén khá cao. Hàm lượng cát của
đất sét thông thường lấy 50% ~ 75% là tốt nhất.
Đất sét bùn lắng có lượng lớn chất hữu cơ, đất mùn, đất đầm lầy và đất phèn có
chứa lượng lớn muối, do gặp nước thì cường độ giảm đi hoặc dễ sinh ra đông nở
hoặc tạo thành hố lún nghiêm trọng đều không thể dùng để xây đắp nền đắp ngâm
nước.
Cát bột bão hoà dưới tác động của chấn động tồn tại khả năng hoá lỏng. Đây là
do dưới tác động của tải trọng chấn động, áp lực khe rỗng trong đất tăng lên, khi áp
lực khe rỗng đạt đến toàn bộ ứng suất của đất, hạt cát bột nhỏ trong đất ở trạng thái
hoá lỏng. Đường sắt ở nước ngoài đã từng phát sinh sự cố nền đắp cát bột nhỏ ngâm
nước dưới tác động của tải trọng đoàn tầu đột nhiên hoá lỏng. Nghiên cứu đường sắt
Trung Quốc cho thấy, sự sản sinh áp lực nước trong khe rỗng dưới tác động của tải
trọng chấn động của cát bột nhỏ bão hoà là do sự thay đổi mật độ cát bột nhỏ dưới
tác động chấn động gây ra. Nếu có đủ độ đầm chặt thì hiện tượng trên sẽ không phát
sinh. Nói cách khác tương ứng với cường độ chấn động nhất định (độ gia tốc chấn
động) thì có độ ổn định chấn động tương ứng với nó nên không phát sinh áp lực khe
rỗng, như thế cũng có nghĩa là không thể xuất hiện hiện tượng hoá lỏng. ứng dụng
nguyên lý này trong thi công và thiết kế nền đắp ngâm nước cát bột nhỏ, xử lý biện
pháp tương ứng, làm cho mật độ đất đắp đạt tới yêu cầu về độ ổn định chấn động,
bảo đảm chắc chắn ổn định của nền đắp.
Để đảm bảo ổn định của nền đắp ven sông và bãi sông nên tuân theo nguyên lý
thiết kế dưới đây:

- Độ dốc ta luy của phần nền đắp ngâm nước, trường hợp thông thường có thể
tham khảo độ dốc ta luy của điều kiện không ngâm nước rồi cho nhỏ hơn 1 cấp. Khi
nền đắp sử dụng vật liệu có tính ổn định kém để xây dựng hoặc thường xuyên ngâm
nước tương đối sâu, cần xem xét hạ thấp cường độ chống cắt của đất đắp ngâm nước
và áp lực thẩm thấu, tiến hành kiểm toán tính ổn định để xác định độ dốc ta luy.
320Nđs.
- Sử dụng vật liệu hạt thô xây dựng ta luy nền đường ngâm nước, do áp lực
thẩm thấu rất nhỏ mà cường độ vật liệu cũng không vì ngâm nước mà hạ thấp rõ rệt,
có thể tính toán theo độ dốc ta luy nền đắp không ngâm nước nói chung.
- Căn cứ vào mức độ nguy hiểm của dòng chảy đối với ta luy nền đắp cùng với
điều kiện địa hình, địa chất, sử dụng biện pháp phòng hộ thích hợp, phòng trừ tác
động xói lở của dòng nước. Chiều cao phòng hộ so với mực nước thiết kế và chiều
cao sóng trườn cao hơn 0.5m. Nền đắp bãi sông đầu cầu còn cần xem xét khi dốc dọc
dòng chảy khá lớn, bãi sông tương đối rộng, dốc ngang mặt nước trước cầu dâng cao.
Nơi mặt đỉnh phòng hộ ta luy ngâm nước, nên đặt đường phòng hộ rộng 1 ~ 2m, để
tăng cường phần trọng tâm nền đắp và làm thành đường thông chống lũ.
- Khi mực nước hai bên nền đắp chênh lệch nhau lớn, do khả năng sinh ra hiện
tượng ống thông nên căn cứ vào tình hình cụ thể sử dụng biện pháp có hiệu quả
tương ứng để phòng chống.
7.1.1.2. Đặc điểm công trình nền đường ở đập nước
Nền đường xây dựng men theo bờ đập hoặc vượt qua dòng nhánh của nó gọi là
nền đường ở đập nước.
Nền đường ở đập nước chịu ảnh hưởng của các tác động như: Mực nước của
đập lên xuống và thẩm thấu, sóng xói lở, sụt lở, mực nước ngầm dâng lên và sự tích
tụ của đập nước
Điều kiện của nền đường ở đập nước không giống các nền đường khác, nó có
đặc điểm công trình sau:
1. Biện pháp xử lý công trình mà phần ta luy ngâm nước lâu năm và có khả
năng phát sinh biến dạng thẩm thấu của nền đắp ở đập nước, đều làm theo biện pháp
xử lý công trình nền đường ngâm nước đã trình bày.

2. Do nền đường ở đập nước ngâm nước lâu năm, nước ngầm dâng lên sau khi
đập nước tích nước cũng có khả năng tạo thành sự lún xuống của nền đường. Do vậy
nên tận dụng khả năng sử dụng đất thấm nước có lượng lún nhỏ và vật liệu có tính ổn
định tương đối tốt. Khi đáy móng là tầng đất xấu, nên sử dụng biện pháp gia cố xử lý
trước. Phòng trừ trong thời gian vận doanh tiếp tục có khả năng lún xuống, khi cần
thiết (như ngâm no nước sâu) nên dự tính trước mở rộng chiều rộng nền đường.
3. Sự xói lở của sóng và sự lắng đọng của đập nước đều ảnh hưởng đến tính ổn
định của ta luy nền đường ở đập nước, do vậy khi ta luy nền đường ở hố nước tồn tại
vấn đề xói lở của sóng và lắng đọng, nên dự tính phòng hộ. Nếu nước chảy tồn tại và
dòng nước xói lở nghiệm trọng, cũng nên sử dụng biện pháp phòng hộ.
4. Bờ đập nước dưới tác dụng của sóng, ta luy bờ dễ bị xói lở, ăn mòn, di
chuyển, phát sinh biến dạng sinh ra sụt lở, tính ổn định của nền đường trong phạm vi
bờ sụt cũng chịu ảnh hưởng, do vậy nên sử dụng biện pháp tiến hành phòng hộ bờ.
7.1.2. Kiểm toán tính ổn định nền đường ta luy ngâm nước
Nền đắp bãi sông và ven sông ngâm nước quanh năm hoặc ngâm nước theo
mùa, có những đặc điểm như sau:
1. Do mực nước lên xuống, ảnh hưởng đến tính ổn định của ta luy nền đắp.
Nền đắp sau khi ngâm nước, nước từ ta luy thẩm thấu vào phần trong thể đất nền
321Nđs.
đắp, sau một thời gian nhất định là khi thể đất nền đắp ngâm no nước đạt đến trạng
thái bão hoà, đường ngâm ướt trong nền đắp (đường phân giới của thể đất bão hoà và
không bão hoà trong nền đắp) và mực nước hai bên nền đắp bằng nhau. Trên thực tế,
phạm vi ảnh hưởng của ngâm nước do tác dụng của ống mao dẫn còn cao hơn một
chút. Mà chiều cao tăng lên của nước mao dẫn tuỳ theo tính chất không giống nhau
của đất đắp. Đất sét nói chung có thể đạt trên 1.5m, cát hạt nhỏ có thể đạt trên dưới
0.15~1m, đất hạt thô thì không có tác dụng mao dẫn. Khi mực nước bỗng nhiên hạ
xuống, nước trong nền đắp không kịp thoát ra ngay lập tức sẽ sản sinh áp lực nước
động thẩm thấu vào ta luy, điều này bất lợi cho tính ổn định của ta luy .
Hình 7-1. Nền đắp có sự chênh lệch mực nước hai bờ tương đối lớn.
Thiết kế ta luy của nền đắp ngâm nước nên xem xét tính ổn định của ta luy nền

đắp dưới ảnh hưởng bất lợi nhất của mực nước hai bên nền đắp (hình 7-1, 7-2). Để
làm cho tính toán đơn giản, thông thường giả định đường cong ngâm nước như
đường thẳng. Độ dốc I
p
của tuyến ngâm nuớc tức là độ dốc thuỷ lực bình quân của
dòng thấm, I
p
có liên quan đến tính chất của đất, tính toán theo công thức (7-1).
Hình 7-2. Nền đắp có mực nước đột nhiên hạ thấp.
k
I
P
3000
1

(7-1)
Trong đó k là hệ số thẩm thấu của đất (m/s)
Độ dốc thuỷ lực thẩm thấu bình quân I
p
cũng có thể sử dụng số liệu trong (bảng
7.1).
Nghiệm toán tính ổn định của ta luy nền đắp ngâm nước, nên xem xét tình
huống bất lợi nhất của mực nước lũ thiết kế bỗng nhiên hạ xuống đột ngột (tốc độ hạ
xuống lớn hơn 3m/ ngày đêm).
Độ dốc thuỷ lực bình quân của dòng chảy
322Nđs.
Bảng 7-1
Loại đất
Độ dốc bình quân của dòng chảy I
p

Cát thô
0,0025 ~ 0,005
Cát vừa
0,005 ~ 0,015
Cát nhỏ
0,015 ~ 0,020
Cát bột
0,020 ~ 0,050
Đất cát sét
0,020 ~ 0,050
Sét cát
0,050 ~ 0,120
Sét
0,120 ~ 0,150
Sét nặng
0,150 ~ 0,200
Bùn
0,020 ~ 0,120
2. Nền đắp sử dụng vật liệu là đất sét sau khi ngâm no nước, do hàm lượng
nước của đất tăng lên đến bão hoà, cường độ của thể đất nền đắp sẽ giảm xuống rõ
rệt. Đồng thời dung trọng của đất dựa theo bộ phận ngâm nước, bộ phận nước mao
dẫn và bộ phận không ngâm nước, phân biệt sử dụng dung trọng nổi, dung trọng bão
hoà và dung trọng tự nhiên.
Trong (hình 7-3), đường cong ngâm ướt và mực nước sau khi nước lũ hạ xuống
sẽ phân thể trượt kiểm toán thành 2 bộ phận: thể đất trên tuyến ngâm ướt ở vào trạng
thái khô ráo chưa thấm nước ; thể đất dưới tuyến ngâm ướt và mực nước sâu khi
nước lũ hạ xuống ở vào trạng thái chịu tác dụng của lực đẩy nổi. Do vậy trong kiểm
toán tính ổn định ta luy, nên tiến hành phân biệt, chọn dùng chỉ tiêu cường độ và
dung trọng đất thích ứng với trạng thái của nó.
Chỉ tiêu nói trên cần thông qua thí nghiệm nếu khi không có tư liệu thí nghiệm,

chỉ tiêu cường độ ngâm nước bão hoà có thể sử dụng công thức kinh nghiệm sau:
cc
tgftg
5.0'
.75,0''



(7-2)
Trong đó:
f’ , c’ và f , c phân biệt là hệ số ma sát và lực dính kết trong thể đất
dưới điều kiện sau khi ngâm nước và chưa ngâm nước.
Trong kiểm toán ổn định ta luy nền đắp ngâm nước xem xét tác động của áp
lực nước động thẩm thấu D.
323Nđs.
Hình 7-3. áp lực nước động và
đường cong ngâm ướt của nền đắp ngâm nước
Hình 7-4.
Nguyên lý
tính toán
áp lực nước động của nền đắp ngâm nước.
Hình 7-4 biểu thị đường chảy của sự thấm chảy qua nền đắp. Điểm a, b trong
hình biểu thị hai điểm nào đó trên đường lấy diện tích cắt ngang của hai điểm a, b là
một đoạn đất nhỏ của dF để phân tích áp lực nước động thẩm thấu. Vì thể nước áp
lực của điểm a đối với điểm b là dh, điều này cho thấy hướng chảy điểm b từ điểm a
là dòng thấm chảy được sản sinh dưới tác dụng của thế nước áp lực dh . 
w
: trong đó

w

là dung trọng của nước, thì áp lực được sản sinh trên diện tích dF là:
dP = 
w
. dh . dF (7-3)
dP là áp lực thẩm thấu do dòng thấm sản sinh, nó tác dụng trên đoạn đất nhỏ
thể tích dV = dF. dl
Do vậy thể tích đơn vị chịu áp lực thẩm thấu là:
w
w
dl
dh
dldF
dFdh
dldF
dP
dV
dP


.
.
.
.

(7-4)
dl
dh
là độ dốc thuỷ lực I
p
của điểm a đối với điểm b, nếu lấy d biểu thị

dV
dP
thì
có thể được công thức áp lực thẩm thấu trong thể tích đơn vị là:
d = 
w
. I
p
.
Trong hình 7-3 thể đất dưới đường cong ngâm ướt cung trượt tròn sản sinh thể
tích đất của áp lực nước động thẩm thấu là V thì:
V = l .  ( hướng dọc nền đắp lấy 1m tính)
Tổng áp lực thẩm thấu nước D là:
D = d . V = 
w
. I
p
. l .  (7-5)
Trong đó:

w
- dung trọng của nước (kN/ m
3
);
I
p
- độ dốc thuỷ lực bình quân của dòng thấm( sử dụng dốc bình
quân của đường cong ngâm ướt hạ thấp);
324Nđs.
 - diện tích ở trên cung trượt tròn dưới đường ngâm ướt (m

2
).
Như vậy hệ số ổn định K của ta luy nền đắp ngâm ướt có thể tính theo công
thức dưới đây:
 
RTrDTR
TlctgNNlctgNR
K
sii
iiisiiiii

''')()(




(7-6)
Bởi vì
1
R
r
cho nên
 
sii
iiisiiiii
T
R
r
DT
TlctgNNlctgN

K



.
''')()(

Trong đó:
K - hệ số ổn định taluy, quy định K
min
 1.25;
N
i
- phân lực pháp tuyến của trọng lượng miếng đất trên đường
cong ngâm nước trên mặt cung trượt tròn tương ứng;
N
si
- miếng đất trên mặt cung trượt tròn dưới đường cong ngâm
ướt tại phân lực vuông góc của trọng lượng bộ dưới nước;
 , c
i
- góc ma sát trong và lực dính đơn vị của đất ở trên đường
cong ngâm nước;
’ , c
i
’ - góc ma sát trong và lực dính đơn vị của đất ở dưới đường
cong ngâm nước;
T
i
- phân lực cắt của trọng lượng miếng đất trên mặt trượt trụ tròn

ở trên đường cong ngâm ướt men hướng trượt;
T
si
- phân lực cắt của trọng lượng miếng đất trên mặt trượt trụ tròn
ở dưới đường cong ngâm ướt men hướng trượt;
T
i
’ - phân lực cắt của trọng lượng miếng đất trên mặt trượt trụ
tròn ở trên, dưới đường cong ngâm ướt men hướng chống trượt;
l
i
- chiều dài đoạn cung trượt tròn ở trên tuyến ngâm ướt;
l
i
’ - chiều dài đoạn cung trượt tròn ở dưới tuyến ngâm ướt
Các lý luận khác đều giống như trước.
7.2. Nền đường khu vực động đất
7.2.1. ảnh hưởng của động đất đối với tính ổn định nền đường
Động đất là do trong phạm vi giới hạn nào đó của trái đất bỗng nhiên phóng ra
năng lượng dẫn đến hiện tượng chấn động địa chất ở lớp ngoài vỏ đất. Khi thiết kế
nền đường ở khu vực động đất, ngoài việc tuân theo “quy phạm thiết kế đường sắt”
ra, cũng nên căn cứ theo quy định có liên quan trong “ quy phạm thiết kế chống chấn
động công trình đường sắt ” tiến hành.
So sánh cấp bậc lớn nhỏ của cường độ bản thân động đất gọi là cấp chấn động
động đất. Biểu thị mức độ mạnh yếu mà mặt đất và các loại công trình xây dựng phải
chịu do ảnh hưởng của động đất gọi là chấn động động đất. Tiêu chuẩn phân chia độ
chấn động động đất của các nước trên thế giới không giống nhau. Trung Quốc và
325Nđs.
một số nước khác phân chia độ chấn động động đất thành 12 độ. Tiêu chuẩn phân
chia độ chấn động động đất của Trung Quốc xem (bảng 7-2). Độ chấn động động đất

và độ lớn nhỏ của bản thân động đất có liên quan tới khoảng cách giữa khu vực động
đất và nguồn chấn động, điều kiện địa chất, địa chất thuỷ văn và công trình xây dựng
của khu vực này cũng có ảnh hưởng rất lớn đối với độ chấn động động đất.
Do vậy có thể biết ảnh hưởng của động đất đối với tính ổn định nền đường
được quyết định bởi sự lớn nhỏ của độ chấn động động đất và những điều kiện có
liên quan đến địa chất, địa chất thuỷ văn nơi đó.
Bảng 7-2
Độ
chấn
động
động
đất
Nền đường
Hiện tượng mặt đất
7 độ
Nền đường dốc đứng
và nền đường mới xây
dựng, nền đắp dốc
nghiêng thì có sụt lở,
dưới trường hợp đặc
biệt có khe nứt nhỏ
Trong đất khô có khi xuất hiện khe nứt nhỏ, thấm ướt
hoặc trong đất khô rời rạc, khe nứt càng nhiều, càng
lớn. Dưới trường hợp đặc biệt đùn ra bùn và nước.
Đoạn đường địa chất rời rạc có khẳ năng xuất hiện sụt
lở, dưới điều kiện cá biệt đất sụt đột ngột. Mực nước
ngầm có khả năng phát sinh thay đổi.
8 độ
Trên ta luy dốc của nền
đắp, nền đào có sụt lở

không lớn
Khe nứt mặt đất có thể từ vài cm đến trên 10cm. Nơi
có mực nước ngầm tương đối cao, thường có nước lẫn
cát bùn phụt ra từ khe nứt. Nơi đá rơi vỡ, địa chất rời
rạc thường phát sinh đá tương đối lớn rơi xuống, đất
sụt và núi lở
9 độ
Sản sinh khe nứt thậm
chí nền đường bị hư
hại
Khe nứt rất nhiều, chiều rộng có thể đạt tới 10cm,
đống rời rạc có thể thấy khe nứt dọc ngang, kéo ra rất
dài phát sinh đất sụt, lở núi và rơi đất đá. Thường gặp
suối giếng khô, sản sinh suối mới.
10 độ
Nền đường và đất đắp
bị phá huỷ đoạn lớn
Mặt đất hình thành khe nứt rộng có khi từ trong đùn
ra vật trầm tích ngâm nước với lượng lớn. Đất sụt lở
quy mô lớn, mặt đất sinh ra khu đoạn nứt lớn. Nước
bề mặt và mực nước ngầm thay đổi mạnh.
11 độ
Nền đường , nền đắp bị
phá hoại
Trong khu vực rộng lớn địa hình phát sinh sụt trượt
lớn, nước mặt đất và nước ngầm thay đổi mạnh.
12 độ
Tất cả kết cấu của công
trình bị phá hoại
Trong khu vực rộng lớn, địa hình biến đổi lớn, nước

mặt đất và nước ngầm thay đổi mạnh
.
Theo sự biến dạng của nền đường sau khi động đất cùng với các nhân tố ảnh
hưởng, ảnh hưởng của động đất đối với tính ổn định của nền đường như sau:
7.2.1.1. Biến dạng của đáy móng nền đường