GIÁO TRÌNH nền ĐƯỜNG sắt

NGUYỄN THANH TÙNG (CHỦ BIÊN)
LÊ VĂN CỬ - BÙI THỊ TRÍ

NỀN ðƯỜNG SẮT

NHÀ XUẤT BẢN GIAO THÔNG VẬN TẢI
HÀ NỘI - 2005




Nñs.4



Mục lục
Trang
Lời nói ñầu
Mở ñầu
1.
Tác dụng của nền ñường và vị trí của nó trong công trình xây dựng .....2.
ðặc ñiểm của công trình nền ñường và yêu cầu trong xây dựng............
2.1. ðặc ñiểm của công trình nền ñường
2.2. Nền ñường xây dựng trong ñiều kiện tự nhiên
2.3. Nền ñường dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và ñộng
3.
Yêu cầu trong xây dựng nền ñường
3.1. Nền ñường phải phẳng, mặt nền ñường ñủ rộng
3.2. Nền ñường phải kiên cố, ổn ñịnh
3.3. Yêu cầu thiết kế và thi công nền ñường
ñảm bảo kinh tế - kỹ thuật

4.
Phân loại thiết kế nền ñường
5.
Trình tự thiết kế nền ñường thông thường
5.1. Số liệu cần thiết cho thiết kế
5.2. Hồ sơ thiết kế nền ñường
5.3. Nội dung thiết kế chủ yếu

3
11
12
13
14
15

Chương 1
Cấu tạo và thiết kế nền ñường sắt thông thường

16

1.1. Các dạng và cấu tạo mặt cắt ngang nền ñường.
1.1.1. Hình dạng mặt cắt ngang nền ñường
1.1.2. Cấu tạo cơ bản mặt cắt ngang nền ñường
1.1.2.1. Bản thân nền ñường
1.1.2.2 Công trình nền ñường
1.1.2.3. Mặt cắt ngang nền ñường sắt
1.2. Mặt nền ñường và lớp ñệm nền
1.2.1. Hình dạng và chiều rộng mặt nền ñường
1.2.1.1. Hình dạng mặt nền ñường
1.2.1.2 Chiều rộng mặt nền ñường sắt

1.2.1.3. Cao ñộ nền ñường sắt
1.2.1.4. Tải trọng ñoàn tàu
1.2.2. Lớp ñệm nền ñường sắt tiêu chuẩn

17
19
23
24
30
32
35
Nñs.5




1.3. Nền ñắp
1.3.1. Vật liệu ñắp nền ñắp.
1.3.2. Hình dạng ta luy và ñộ dốc mái nền ñắp
1.3.3. Thiết kế nền ñắp
1.3.3.1. Tính ổn ñịnh của taluy.
1.3.3.2. Lớp ñáy móng nền ñắp và nền ñắp trên sườn dốc
1.3.4. Tính ứng suất ở thân và móng nền ñắp
1.3.4.1. Tính ứng suất thẳng ñứng ở thân nền ñắp.
1.3.4.2. Tính ứng suất thẳng ñứng ở móng nền ñắp.
1.3.5. Tính ñộ chặt ở thân nền ñắp
1.3.6. Tính ñộ lún ở móng nền ñường
1.4. Nền ñào
1.4.1. Nền ñào ñất
1.4.1.1. Tính ổn ñịnh của taluy nền ñào.

1.4.1.2.Nền ñào ñá.
1.4.2. Phá hoại của lớp ñệm nền ñường sắt và biện pháp sửa chữa.
1.4.3. Tính ứng suất thẳng ñứng ở móng nền ñào
1.5. ðầm nén nền ñắp
1.6. Phương pháp xử lý ñoạn quá ñộ giữa cầu và ñường
1.6.1. Tại ñầu cầu lắp ñặt bản ñỡ và dầm gối.
1.6.2. Tăng thêm ñộ cứng của lớp ñệm nền ñường, giảm bớt nền
ñắp lún xuống
1.7. ðo ñạc kiểm tra chất lượng ñầm nén
1.7.1. Máy ño ñộ ẩm, mật ñộ (phóng xạ nguyên tử).
1.7.2. Thí nghiệm bản chịu nén K30 103

39
41
42
52
56
60
62
72
79
80
82
85
91
95
99
100
101
102

Chương 2
Cấu tạo nền ñường sắt cao tốc

2.1. ðặc ñiểm nền ñường sắt cao tốc
2.2. Mặt cắt ngang tiêu chuẩn của ñường sắt cao tốc
2.2.1. Mặt cắt ngang nền ñắp ñường sắt cao tốc.
2.2.2. Khoảng cách giữa hai tim ñường.
2.2.3. Chiều rộng vai ñường
2.3. Mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñào ñường sắt cao tốc
2.4. Hình dạng và chiều rộng mặt nền ñường sắt cao tốc
2.5. Yêu cầu cần phải cường hoá lớp ñệm
nền ñường sắt cao tốc
2.5.1. Chiều dày lớp bề mặt lòng nền ñường.
Nñs.6


105

107
108
110
113
114
115
116


2.5.2. Tác dụng của lớp mặt lòng nền ñường sắt.
2.5.3. Phương pháp xác ñịnh bề dày lớp mặt lòng nền ñường.

2.6. Vật liệu ñắp nền ñường sắt cao tốc
và tiêu chuẩn ñầm nén
122
2.6.1. Lớp bề mặt lòng nền ñường sắt cao tốc.
2.6.2. Lớp ñáy lòng nền ñường sắt. 126
2.6.3. Bộ phận dưới nền ñắp.
2.7. ðiều kiện móng nền ñường sắt cao tốc
2.8. Trị số khống chế và biến dạng của nền ñường sắt cao tốc
2.8.1. Lún tích lũy lòng nền ñường do chạy tầu khai thác gây ra.
2.8.2. Biến dạng ñàn hồi của nền ñường khi tầu chạy cao tốc.
2.8.3. Lún nén chặt của ñất ñắp nền ñường.

117

127
129
130
132

Chương 3
Tường chắn nền ñường

3.1. Khái niệm mở ñầu
3.1.1. ứng dụng và phân loại tường chắn ñất
trong công trình nền ñường 3.1.2. Hệ lực tác dụng trên tường chắn ñất.
3.2. áp lực ñất
139
3.2.1. Tính toán áp lực ñất chủ ñộng của lưng tường thẳng ñứng
dưới các ñiều kiện biên.
3.2.2. Tính toán áp lực ñất chủ ñộng của lưng tường gãy khúc

3.2.3. Tính toán áp lực ñất mặt nứt thứ hai.
3.2.3.1 ðiều kiện của mặt nứt vỡ thứ hai xuất hiện.
3.2.3.2.áp lực ñất mặt nứt vỡ thứ hai.
3.2.3.3. ðường cong phán ñoán ñể tính toán áp lực ñất
mặt nứt thứ hai
3.2.3.4. Tính toán áp lực ñất.
3.2.3.5. áp lực ñất của khu vực ñộng ñất và áp lực ñất
dưới ñiều kiện ngâm nước 162
3.3. Tính toán thiết kế tường chắn ñất trọng lực
3.3.1. Yêu cầu cấu tạo tường chắn ñất trọng lực.
3.3.1.1. Hình dạng của mặt cắt thân tường.
3.3.1.2. ðộ sâu ñặt móng tường
168
3.3.1.3. Cấu tạo tường chắn ñất. 169
3.3.2. Kiểm toán tường chắn ñất trọng lực.
3.3.2.1. Kiểm toán ổn ñịnh trượt. -

134
-

138

148
153
154
159
160

166
167

-

171

Nñs.7



3.3.2.2. Kiểm toán tính ổn ñịnh chống lật ñổ.
3.3.2.3. Kiểm toán ứng suất ñáy móng và ñộ lệch tâm hợp lực.
3.3.2.4. Kiểm toán cường ñộ mặt cắt thân tường.
3.3.2.5. Gia cố tường chắn ñất.
3.3.2.6. Thông số thường dùng thiết kế tường chắn ñất.

172
173
174
179
180

Chương 4
Thoát nước nền ñường và phòng hộ

4.1. Thoát nước nền ñường
4.1.1. Thoát nước mặt nền ñường 4.1.2. Yêu cầu và nguyên tắc chung thoát nước mặt nền ñường.
4.1.3. Công trình thoát nước mặt nền ñường
4.1.4. Biện pháp thoát và hạ thấp mực nước ngầm nền ñường.
4.2. Phòng hộ nền ñường
4.2.1. Phòng hộ mặt ta luy nền ñường
4.2.2. Phòng hộ xói lở chân ta luy nền ñường

206
4.2.3. Công trình phòng hộ nền ñường và tường tổng hợp trị núi.

184

185
187
198
215

Chương 5
Nền ñường trên ñất yếu

218

5.1. Khái niệm chung
5.2. Cường ñộ chống cắt của ñất yếu
5.3. Chiều cao nhỏ nhất và chiều cao giới hạn của
nền ñắp trên ñất yếu
5.3.1. Chiều cao nhỏ nhất của nền ñường trên ñất yếu Hmin
5.3.2. Chiều cao giới hạn của nền ñắp trên ñất yếu Hc
5.4. Kiểm toán ổn ñịnh của nền ñường trên ñất yếu
5.4.1. Kiểm toán ổn ñịnh chống ép trồi
5.4.2. Kiểm toán ổn ñịnh chống trượt
5.5. Tính ñộ lún của nền ñường trên ñất yếu.
5.5.1. Tính ñộ lún tức thời Sd
5.5.2. Tính ñộ lún do cố kết ép gọn Sc.
5.6. Các biện pháp gia cố nền ñất yếu
5.6.1. Phương pháp vét bùn
5.6.2. Phương pháp gia cố bằng bè gỗ:

5.6.3. Phương pháp thả ñá hộc
5.6.4. Phương pháp ñóng cọc gia cố chân taluy
5.6.5. Thi công nền ñắp theo giai ñoạn
5.6.6. Hộ ñạo phản áp
248
Nñs.8


219
222
223
224
225
227
236
237
243
244
245
247
-


5.6.7. Tầng ñệm cát
5.6.8. Gia cố móng nền ñường bằng giếng cát
5.6.9 Túi giếng cát
5.6.10. Băng nhựa thoát nước
5.6.11. Phương pháp gia tải tạm thời
5.6.12. Phương pháp gia cố ñất xi măng
5.6.13. Cọc ñá dăm

5.6.14. Cột ñất gia cố vôi hoặc xi măng
5.6.15. Phương pháp cố kết ñộng 285
5.6.16. Phương pháp gia cố tổng hợp
5.7. Quan trắc và khống chế việc thi công
nền ñắp trên ñất yếu
5.7.1. Nội dung chủ yếu của việc quan trắc thi công
nền ñắp trên ñất yếu
5.7.2. Khống chế thi công nền ñắp trên ñất yếu

250
257
278
279
280
282
284
286
288

Chương 6
Nền ñường qua vùng ñất sụt 290

6.1. Phân tích tính ổn ñịnh ñất sụt
6.1.1. Phân tích tính ổn ñịnh của ñất sụt
6.1.2. Tính lực ñẩy trượt
6.2. Xác ñịnh chỉ tiêu tính toán khi phân tích
ổn ñịnh ñất sụt
294
6.2.1. Xác ñịnh chỉ tiêu cường ñộ chống cắt
6.2.2. Xác ñịnh hệ số an toàn (hệ số ổn ñịnh yêu cầu)

6.3. Công trình thoát nước và phòng hộ
6.3.1. Công trình thoát nước dốc trượt
6.3.2. Công trình phòng hộ ta luy bờ
6.4. Công trình tường chắn và các biện pháp khác
6.4.1. Tường chắn chống trượt
6.4.2. Cọc chống trượt
311
6.4.3. Công trình dây neo
6.4.4. Giảm trọng và gia tải chống trượt
6.4.5. Biện pháp cải thiện tính chất của khối ñất trượt.

291
292

295
302
303
308
310
310
315
316
317

Chương 7
Nền ñường khu vực ñiều kiện ñặc biệt

7.1. Nền ñường ngâm nước
7.1.1. Phân loại nền ñường ngâm nước và ñặc ñiểm công trình.

318

Nñs.9




7.1.1.1. ðặc ñiểm chủ yếu của công trình nền ñắp
ven sông và bãi sông.
7.1.1.2. ðặc ñiểm công trình nền ñường ở ñập nước
7.1.2. Kiểm toán tính ổn ñịnh nền ñường ta luy ngâm nước.
7.2. Nền ñường khu vực ñộng ñất.
7.2.1. ảnh hưởng của ñộng ñất ñối với tính ổn ñịnh nền ñường.
7.2.1.1. Biến dạng của ñáy móng nền ñường.
7.2.1.2. Biến dạng bản thân nền ñắp.
7.2.1.3. Biến dạng của taluy nền ñường ñào (hoặc sườn núi).
7.2.2. Biện pháp chống chấn ñộng nền ñường.
7.2.3. Kiểm toán tính ổn ñịnh nền ñường khu vực ñộng ñất
7.3. Nền ñường ở khu vực ñất hoàng thổ
7.3.1. ðặc ñiểm của công trình nền ñường ở khu vực ñất hoàng thổ.
7.3.2. Hình dạng và ñộ dốc ta luy nền ñào khu vực hoàng thổ.
7.3.3. Phòng hộ ta luy nền ñường ñất hoàng thổ.
7.3.4. Hang hố sụt ñất hoàng thổ và xử lý
7.4. Nền ñường ở khu vực ñất trương nở
7.4.1. ðặc tính của ñất trương nở 7.4.2. Nền ñắp và nền ñào ở khu vực ñất trương nở
7.4.3. Gia cố và phòng hộ nền ñường ở khu vực ñất trương nở
Phụ lục: Các ñơn vị dùng trong ñịa lý kỹ thuật
theo hệ thống quốc tế (SI)
Tài liệu tham khảo

Nñs.10


320
321
325
327
328
329
331
334
335
336
339
344
345
347
357


Mở ñầu
1.

Tác dụng của nền ñường và vị trí của nó trong công trình xây dựng

Nền ñường là cơ sở chịu tác dụng của các bộ phận kết cấu tầng trên ñường sắt
và ñoàn tầu ở trạng thái tĩnh và ñộng. Các tải trọng này truyền xuống nền ñường ñến
tận móng rồi khuếch tán. Trên mặt cắt dọc nền ñường phải bảo ñảm cao ñộ cần thiết
của tuyến ñường.
Trong công trình xây dựng, nền ñường chiếm một vị trí quan trọng về khối

lượng thi công, diện tích chiếm dụng ñất và vốn ñầu tư lớn.
Công trình nền ñường bao gồm: Công trình bản thân nền ñường, công trình
thoát nước nền ñường, công trình phòng hộ, và gia cố nền ñường. Hệ thống hoàn
chỉnh của các công trình trên ñể ñảm bảo nền ñường luôn làm việc ở trạng thái tốt.
2.

ðặc ñiểm của công trình nền ñường và yêu cầu trong xây dựng

2.1. ðặc ñiểm của công trình nền ñường
- Nền ñường xây dựng trên móng ñất, ñá và sử dụng ñất ñá này làm vật liệu
xây dựng.
- ðất ñá ñều là vật liệu không liên tục có ñặc tính vỡ vụn, rời rạc, khe rỗng.
Những ñặc tính phức tạp ñó thay ñổi rất nhiều không chỉ do tuyến ñường ñi qua
những nơi ñịa hình, ñịa chất khác nhau. Tức là với cùng một loại ñất ñá, do khí hậu
bốn mùa thay ñổi mực nước lên xuống và sự biến ñổi của tình hình chịu lực, ñều ảnh
hưởng cơ bản ñến tính chất của công trình.
Cơ học ñất ñã nghiên cứu tính chất ñất ñá và phần lớn ñều coi ñất ñá là vật thể
ñàn hồi, giả thiết quan hệ ứng suất với biến dạng là tuyến tính. Những giả thiết này
không phù hợp hoàn toàn với tình trạng sau khi chịu lực của ñất ñá. Lý thuyết thiết
kế nền ñường chủ yếu ñược xây dựng trên cơ sở của cơ học ñất ñá và ñó là thành quả
của khoa học kỹ thuật của cơ học ñất ñá ñược áp dụng ñể thiết kế nền ñường. Vào
những năm gần ñây của cuối thập kỷ 20, cùng với sự phát triển của cơ học ñất ñá và
ứng dụng vật liệu mới ñã mang lại những ñiều kiện rất tốt cho áp dụng thiết kế nền
ñường (ñặc biệt là nền ñường cao tốc).
2.2. Nền ñường xây dựng trong ñiều kiện tự nhiên
Tuyến ñường xây dựng thường gặp phải sự ảnh hưởng phức tạp của ñiều kiện
tự nhiên như: ñịa hình, ñịa chất phức tạp, khí hậu thuỷ văn, ñộng ñất.... Từ ñó phát
sinh nhiều sự cố nền ñường ta luy nền ñào bị nước phá hoại, nền ñường ñất giãn nở,
khi khô co lại, ướt thì giãn nở, dẫn ñến ta luy nền ñường sạt trượt, nền ñường ñông
cứng vào mùa ñông nhiệt ñộ thấp, khi ñộng ñất thì cát của nền bị hoá lỏng dẫn ñến

nền ñường bị trượt. Những hư hại ñó của nền ñường ñều có quan hệ mật thiết với các

Nñs.11



ñiều kiện tự nhiên. Khi thiết kế, thi công và bảo dưỡng nền ñường ñều không thể
tách rời ñiều kiện tự nhiên, mà nên nghiên cứu ñiều tra ñầy ñủ ñể khắc phục các tai
họa của tự nhiên, ñây là nội dung quan trọng trong thiết kế thi công nền ñường.
2.3. Nền ñường dưới tác dụng của tải trọng tĩnh và ñộng
Kết cấu tầng trên ñường sắt và các công trình nhân tạo trên nền ñường dưới tác
dụng của tải trọng tĩnh và ñộng của ñoàn tầu là nguyên nhân chủ yếu gây ra các hư
hại cho lớp ñệm nền ñường. Việc nghiên cứu các vấn ñề ổn ñịnh, biến dạng của ñất
dưới tác dụng của tải trọng ñộng phải hiểu rõ tính chất ñộng lực học của ñất gồm:
cường ñộ ñộng của ñất và hoá lỏng, sự tăng của áp lực ñộng do nước gây nên, những
chấn ñộng sụt của ñất....
Một số phương pháp ño ñạc thực nghiệm ñã cho kết quả nghiên cứu ñộng lực
học ảnh hưởng ñến ñất lòng ñường. Trong thiết kế nền ñường thông thường, lấy tải
trọng ñộng ñể tính toán tải trọng tĩnh.
3.

Yêu cầu trong xây dựng nền ñường

Căn cứ vào những ñặc ñiểm nêu trên của nền ñường, ñể bảo ñảm cho nền
ñường làm việc bình thường thì nền ñường cần những yêu cầu sau:
3.1. Nền ñường phải phẳng, mặt nền ñường ñủ rộng
Trạng thái bằng phẳng của nền ñường là chỉ cao ñộ vai ñường, vị trí bình diện
và bình ñồ, tuyến phù hợp thiết kế mặt cắt dọc. Vị trí bình diện nền ñường dùng tim
ñường biểu thị. Bề rộng nền ñường thoả mãn yêu cầu ñể ñặt kết cấu tầng trên và bảo
ñảm cho ñoàn tầu khai thác chạy an toàn và duy tu bảo dưỡng ñường, khi phía trên

mặt nền ñường hoặc hai bên có công trình kiến trúc thì phải ñối chiếu với quy ñịnh
về giới hạn của ñường sắt hoặc ñường bộ ñặt ngoài phạm vi giới hạn.
3.2. Nền ñường phải kiên cố, ổn ñịnh
Trong qua trình khai thác không cho phép nền ñường mất ổn ñịnh và phát sinh
biến dạng ngoài phạm vi cho phép. Khi khảo sát do chưa ñiều tra, thăm dò chính xác
ñịa chất hoặc thiết kế thi công chưa ñầy ñủ theo ñúng quy trình sẽ dẫn ñến nền ñường
mất ổn ñịnh, nền ñắp xây dựng trên móng ñất yếu chiều cao ñắp 2 ~ 3m mà cùng với
móng chuyển ñộng trượt ảnh hưởng phạm vi hướng ngang dài lớn hơn một trăm mét,
trường hợp này chưa xây xong nền ñường ñã phá hoại thì không sử dụng ñược. Do
ñất ñáy nền ñường tính ép lún lớn, ñộ chặt không ñảm bảo dẫn ñến lượng lún dự tính
không ñủ. Do vậy, trong thiết kế nền ñường cần sử dụng các công nghệ xây dựng cần
thiết ñể ñảm bảo cho nền ñường có ñủ cường ñộ và tính ổn ñịnh.
3.3. Yêu cầu thiết kế và thi công nền ñường ñảm bảo kinh tế kỹ thuật
Hiệu quả và lợi ích xây dựng, duy tu sửa chữa nền ñường không chỉ là sự ñầu
tư cho thiết kế và thi công mà còn bao gồm các phí tổn duy tu bảo dưỡng trong khai
thác. ðồng thời còn căn cứ vào chính sách của quốc gia trong quy hoạch phát triển
khi xây dựng sẽ chiếm dụng ñất ñai không ảnh hưởng ñến lợi ích sản xuất công, nông
nghiệp của nhân dân.

Nñs.12



Tóm lại, xây dựng nền ñường là một hạng mục công trình chiếm khối lượng
lớn, yêu cầu kỹ thuật hợp lý, tính toán cân ñối về kinh tế, thời gian xây dựng ngắn và
có sự hài hoà giữa các công việc có xây dựng liên quan với nhau.
4.

Phân loại thiết kế nền ñường

Thiết kế nền ñường phải phân làm hai loại là thiết kế thông thường và thiết kế
ñặc biệt.
Thiết kế thông thường trong ñiều kiện ñịa chất thuỷ văn, ñịa chất công trình
bình thường, chiều cao ta luy không vượt quá “quy phạm thiết kế nền ñường sắt khổ
tiêu chuẩn” (TB10001- 99 của Trung Quốc) ñã quy ñịnh về phạm vi bảng ñộ dốc ta
luy có thể sử dụng phương pháp thi công thông thường ñể thi công nền ñường. Thiết
kế nền ñường thông thường có thể sử dụng thiết kế tiêu chuẩn. Loại nền ñường này
trên tuyến ñường hay gặp, khối lượng công trình rất lớn.
Thiết kế ñặc biệt nền ñường là ngoài thiết kế thông thường, nền ñường dưới
các ñiều kiện sau:
- ðiều kiện ñịa chất công trình, thuỷ văn phức tạp, chiều cao ta luy nền ñường
vượt quá quy ñịnh ở bảng 1-9; 1-18.
- Nền ñường xây dựng trên sườn dốc.
“Sườn dốc” là chỉ dốc ngang mặt ñất bằng 1:2, 5 nếu vật liệu ñắp và ñáy nền
ñều là ñá không phong hoá thì “sườn dốc” chỉ dốc ngang mặt ñất bằng 1: 2 hoặc dốc
lớn hơn 0.
- Nền ñường dưới các ñiều kiện ñặc thù như: Khoảng ñất nghiêng trượt,
khoảng ñất vỡ vụn, khoảng ñất là ñống nham thạch, khu vực ñất ñá trôi, khu
vực hồ chứa nước, khoảng ñất bãi sông và bờ sông, khu vực ñất yếu, khu
vực ñất dính rỗng nứt, khu vực Các–xtơ (hang ñộng do nham thạch bị bào
mòn, xâm thực...) và các hang ñộng khác.
- Công trình gia cố phòng hộ nền ñường và cải tạo di chuyển các hệ thống
thuỷ lợi.
- Nền ñường sử dụng phương pháp thi công phá nổ lớn.
Nền ñường thiết kế ñặc biệt cần làm tốt công tác ñiều tra ñịa chất công trình,
thuỷ văn, kiểm toán thiết kế mặt cắt nền ñường, dốc ta luy và ñáy nền. Khi sử dụng
các biện pháp gia cố phòng hộ thường làm các phương án so sánh tổng hợp kinh tế,
kỹ thuật ñể ñảm bảo chắc chắn tính ổn ñịnh, kiên cố nền ñường.
5.

Trình tự thiết kế nền ñường thông thường

5.1. Số liệu cần thiết cho thiết kế
- Tài liệu về tuyến ñường và tải trọng ñoàn tầu, bản vẽ bình ñồ, trắc dọc, trắc
ngang. ðoạn ñường thiết kế cá biệt cần có bình ñồ với tỷ lệ lớn.
- Tài liệu ñịa chất: Các tài liệu về bình ñồ ñịa chất tuyến ñường, mặt cắt dọc,
mặt cắt ngang, báo cáo thuyết minh ñịa chất công trình và nước ngầm, vị trí
mực nước ngầm, hướng dòng chảy, hệ số thẩm thấu.

Nñs.13



- Tài liệu khí tượng thuỷ văn: Trong ñó bao gồm về lượng mưa hàng năm, ñộ
ẩm, hướng và vận tốc gió. Về thuỷ văn bao gồm các tài liệu cần thiết về vị
trí thấp nhất và cao nhất của nước sông trong ñoạn ñường thiết kế, hướng
chảy, tốc ñộ chảy, chiều cao sóng và các tài liệu cần thiết cho thiết kế phòng
hộ xói lở.
- Các tài liệu khác: yêu cầu về nhiệm vụ thiết kế, phân bố vật liệu xây dựng
và tài liệu ñiều tra của tuyến ñường như: ñộ dốc dọc, cao ñộ, lý trình, các
loại cầu, cống, hầm, nhà ga.
5.2. Hồ sơ thiết kế nền ñường
Xây dựng mới hoặc cải tạo tuyến ñường chính, nhánh, ñường chuyên dụng,
khu ñầu mối trọng yếu, cầu lớn.... thường sử dụng thiết kế hai giai ñoạn: Thiết lập dự
án nghiên cứu khả thi, thiết kế kỹ thuật thi công, nguyên tắc thiết kế, mô hình thiết bị
chính, quy mô và ñưa ra ñược khối lượng công trình: Vật tư, thiết bị máy móc, nguồn
lao ñộng cho các phương án, số lượng diện tích ñất phải dùng và lập khai toán công
trình. Thiết kế thi công chủ yếu lập bản vẽ thi công, biểu ñồ hạng mục công trình xây
dựng, thiết bị và công trình xây dựng phụ trợ, khối lượng công trình và thuyết minh
bàn giao thi công. ðối với công trình ñơn giản, nguyên tắc thiết kế chủ yếu ñã xác

ñịnh ñược ñối tượng thiết kế, có thể sử dụng thiết kế một giai ñoạn.
5.3. Nội dung thiết kế chủ yếu
- Thuyết minh thiết kế: thuyết minh ñịa hình, ñịa chất và nguyên tắc thiết kế
của ñoạn ñường trong thiết kế nền ñường.
- Bản vẽ thiết kế: bao gồm thiết kế mặt cắt ngang nền ñường thông thường, hệ
thống thoát nước, nền ñường thiết kế ñặc biệt cần phải có bình ñồ (tài liệu
ñịa chất kèm theo), mặt cắt dọc, cắt ngang với bản vẽ tỷ lệ lớn.
- Khối lượng công trình, số lượng vật tư, công cụ máy móc và tính toán công
trình.
Trình tự công tác thiết kế nền ñường là: căn cứ vào yêu cầu nhiệm vụ thiết kế,
khảo sát ñầy ñủ tài liệu và tình hình của ñoạn ñường thiết kế, căn cứ vào tình hình về
ñịa hình, ñịa chất, khí tượng thuỷ văn ñã có, trên cơ sở ñáp ứng ñầy ñủ sự ổn ñịnh và
kinh tế ñối với ñối tượng thiết kế ñưa ra các phương án thiết kế ñể lựa chọn. Sau khi
phương án ñược xác ñịnh sẽ lập khối lượng; vật tư, máy móc và dự toán công trình.

Nñs.14



Chương 1

Cấu tạo và thiết kế
nền ñường sắt thông thường
Nền ñường sắt là cơ sở của các bộ phận kết cấu tầng trên, trạng thái tốt xấu của
nền ñường ảnh hưởng trực tiếp ñến ñường ray, lớp ñá ba lát và dẫn ñến trạng thái
hoàn chỉnh của tuyến ñường.
Do vậy, thiết kế nền ñường phải ñáp ứng ñầy ñủ các ñiều kiện: ổn ñịnh, kiên
cố, không sinh ra các biến dạng có hại của tuyến ñường, ñồng thời còn yêu cầu về
ñiều kiện kinh tế kỹ thuật, xác ñịnh thời gian thi công, tiết kiệm sử dụng chiếm ñất.
Thực hiện những yêu cầu này thể hiện ở thiết kế mặt cắt ngang nền ñường vuông góc

với ñường tim của tuyến ñường.
1.1. Các dạng và cấu tạo mặt cắt ngang nền ñường
1.1.1. Hình dạng mặt cắt ngang nền ñường
1. Nền ñắp
Khi ñường ray hoặc mặt nền ñường cao hơn mặt ñất tự nhiên, nền ñường ñược
xây ñắp mà thành, loại nền ñường này gọi là nền ñắp
(hình 1-1a)
2. Nền ñào
Khi ñường ray hoặc mặt nền ñường thấp hơn mặt ñất tự nhiên, nền ñường lấy
phương thức ñào mà thành, loại nền này gọi là nền ñào
(hình 1-1b).
3. Nền nửa ñắp
Khi mặt ñất tự nhiên nghiêng theo hướng ngang, ñường biên mặt nền ñào và
mặt ñất tự nhiên giao nhau, bộ phận trên tuyến giao nhau giữa nền ñắp ở mặt ñất và
mặt nền ñường không có công trình xây ñắp loại nền này gọi là nền nửa ñắp (hình 11c).
4. Nền nửa ñào
Khi nền ñường tự nhiên nghiêng theo hướng ngang, một bên của mặt nền
ñường ñào không có khối lượng ñào, loại nền này gọi là nền nửa ñào (hình 1-1d).
5. Nền nửa ñào nửa ñắp
Khi mặt ñất tự nhiên nghiêng theo hướng ngang, một bộ phận của nền ñường
lấy phương thức xây ñắp mà thành một bộ phận ñắp và lấy phương thức ñào mà
thành mặt ñường ñào thì gọi là nền nửa ñào nửa ñắp (hình 1-1e).
6. Nền ñường không ñào không ñắp

Nñs.15



Khi mặt nền ñường và mặt ñất móng tự nhiên (ñủ cường ñộ) ñã qua dọn sạch
bằng phẳng, nền ñường không ñắp, không ñào các khối ñất thì loại nền ñường này

gọi là nền ñường không ñào không ñắp (hình1f)
1.1.2.Cấu tạo cơ bản mặt cắt ngang nền ñường
Nền ñường do hai bộ phận hợp thành là bản thân nền ñường và công trình nhân
tạo nền ñường.
1.1.2.1. Bản thân nền ñường

Hình 1-1. Hình dạng mặt cắt ngang nền ñường

Hình 1-2. Bản thân nền ñường
Trong ñó:
B – chiều rộng nền ñường;
b – vai ñường;
H – chiều cao ñào hoặc ñắp tim ñường;
h – chiều cao ta luy nền ñường.
Trong các loại hình dạng nền ñường bộ phận theo yêu cầu thiết kế tuyến ñường
ñể ñặt ñược kết cấu tầng trên gọi là bản thân nền ñường. Trong mặt cắt nền ñường,
bộ phận bản thân nền ñường do các bộ phận: Mặt ñỉnh nền ñường, vai ñường, lòng
ñường, ta luy, ñáy nền ñường tạo thành (hình 1-2a, b).
1. Mặt ñỉnh nền ñường

Nñs.16



Bộ phận trực tiếp ñặt của các bộ phận kết cấu tầng trên lên mặt của nó cùng với
vai ñường hợp thành gọi là mặt ñỉnh nền ñường hoặc gọi tắt là mặt nền ñường ñào,
ñắp.
2. Vai ñường
Trong mặt ñỉnh nền ñường sắt, ngoài bộ phận che phủ lòng ñường gọi là vai
ñường. Tác dụng của nó là bộ phận bảo vệ phần tâm chịu lực nền ñắp, ngăn cản ñá

dăm lăn rơi, bảo trì mặt nền thoát nước, ñể cho nhân viên bảo dưỡng duy tu ñi lại
tránh tầu, mặt bằng ñặt máy móc, vật tư ñể bảo dưỡng ñường, chôn lắp các thiết bị
biển báo, tín hiệu thông tin... Trong thiết kế tuyến ñường, cao ñộ thiết kế của nền
ñường lấy biểu thị cao ñộ sát mép vai ñường gọi là cao ñộ vai ñường.
3. Lớp ñệm nền
Phạm vi ñộ sâu từ mặt ñỉnh nền ñường chịu tác dụng của tải trọng ñộng của tầu
và ảnh hưởng biến dạng do khí hậu mưa gây nên ở phía dưới mặt nền ñường sắt gọi
là lớp ñệm nền. Trạng thái của lớp ñệm nền ảnh hưởng trực tiếp ñến sự ổn ñịnh và
nâng cao tốc ñộ chạy tầu, trong thiết kế nên thực hiện ñầy ñủ những quy ñịnh về ñộ
dày, lớp ñệm nền, vật liệu ñắp và ñộ ñầm chặt, thoát nước tốt...
4. Ta luy
Hai bên sườn mặt cắt ngang nền ñường gọi là ta luy nền ñường. Giao ñiểm của
ta luy với mặt ñỉnh nền ñường gọi là ñỉnh vai. Giao ñiểm của ta luy và mặt ñất ở nền
ñắp gọi là chân ñắp, ở nền ñào gọi là ñỉnh ta luy nền ñào, sự chênh lệch giữa cao ñộ
của nó và cao ñộ vai ñường là chiều cao ta luy nền ñường. Chiều cao ta luy nền ñắp
là sự chênh lệch giữa cao ñộ vai ñường với cao ñộ chân ta luy.
5. ðáy nền
ðáy nền là móng của nền ñắp, cũng là bộ phận ñất ở dưới mặt ñất ñắp tự nhiên
của nền ñắp, chịu tải trọng của ñất ñắp và kết cấu tầng trên, chịu ảnh hưởng của tải
trọng ñộng ñoàn tầu. Tính ổn ñịnh chắc chắn của ñất ở bộ phận ñáy nền ñối với bản
thân nền ñường là mấu chốt quan trọng dẫn ñến tính ổn ñịnh của ñường ray, ñặc biệt
là xây dựng nền ñắp trên ñáy nền ñất mềm yếu, tất nhiên là phải xử lý thoả ñáng ñáy
nền ñể tránh nguy hiểm cho ñoàn tầu vận hành ñược an toàn.
1.1.2.2. Công trình nền ñường
Công trình nền ñường là bộ phận tạo thành nền ñường, ñể bảo vệ ổn ñịnh vững
chắc của nền ñường là công trình thoát nước và phòng hộ.
Công trình thoát nước của nền ñường phân thành hai loại là thiết bị thoát nước
mặt và thiết bị thoát nước ngầm. Thiết bị thoát nước mặt ñất dùng ñể chặn dòng chảy
ở mặt ñất, gom tụ nước mưa trong phạm vi nền ñường lại và chảy ra các hố thoát
nước tự nhiên, ñề phòng ở nước mặt thấm ướt, xói lở nền ñường làm ảnh hưởng ñến

trạng thái ổn ñịnh của nền ñường. Công trình thoát nước ngầm dùng ñể chặn nước
ngầm và hạ thấp mực nước ngầm, ñể cải thiện ñiều kiện làm việc của ta luy nền
ñường và ñất móng, phòng trừ hoặc tránh ñể mạch nước ngầm ảnh hưởng có hại ñến
thế móng và bản thân nền ñường.

Nñs.17



Công trình phòng hộ nền ñường dùng ñể phòng chống hoặc làm suy yếu các
nhân tố tự nhiên do thời tiết xấu gây nên làm ảnh hưởng có hại trực tiếp hoặc gián
tiếp cho bản thân nền ñường. Các loại hình của công trình phòng hộ nền ñường có rất
nhiều: Công trình phòng hộ thường dùng là phòng hộ ta luy và phòng hộ xói lở. ðể
phòng trừ cho ta luy nền ñường và chân dốc không bị nước mưa làm mòn ở mặt dốc,
phòng trừ mưa lớn thấm dẫn ñến sự tuần hoàn khô, ướt của ñất, phòng trừ sự thay ñổi
của nhiệt ñộ không khí dẫn ñến các nhân tố biến dạng ñông cứng hoặc tan ra làm ảnh
hưởng ñến sự ổn ñịnh vững chắc của ta luy, thường sử dụng phòng hộ mặt ta luy. ðể
phòng trừ nước sông không ngừng xói lở và sóng vỗ vào ta luy thì chân ta luy lắp ñặt
phòng hộ xói lở. Vị trí và loại hình phòng hộ ñược xác ñịnh qua quy luật vận ñộng
thường thấy của dòng nước và yêu cầu phòng hộ. Loại hình phòng hộ nền ñường
dưới ñiều kiện ñặc biệt lại càng nhiều như: tại khu vực ñất ñá trôi, ñề phòng sự uy
hiếp của ñá trôi ñối với nền ñường thường lắp ñặt các ñập ngăn giữ, khai thông
mương máng thoát nước dọc và ngang, tại khu vực có gió cát thường dùng các loại
công trình phòng chống cát ñể cố ñịnh cát không tràn vào ñường.
Công trình gia cố nền ñường là dùng ñể gia cố bản thân nền ñường hoặc công
trình móng trong công trình nền ñường có các biện pháp gia cố móng như phòng hộ
ta luy tường chắn, xếp ụ ñá, cọc chống trượt và các biện pháp khác. Thiết bị gia cố
nền ñường là một biện pháp có hiệu quả ñể nâng cao ñộ ổn ñịnh của nền ñường.
1.1.2.3. Mặt cắt ngang nền ñường sắt
Trong công trình nền ñường sắt có các loại biện pháp phòng hộ và gia cố bản

thân nền ñường, trong thiết kế có các yêu cầu về thiết kế giống nhau, hoặc các tình
huống cơ bản giống nhau. ðể giảm bớt hoặc tránh làm cho công tác tính toán thiết kế
thêm phức tạp, ñem các loại thiết kế thường gặp và các bản vẽ thông dụng làm thành
bản vẽ tiêu chuẩn có thể trực tiếp sử dụng.
Thiết kế mặt cắt ngang nền ñường tiêu chuẩn là căn cứ vào quy ñịnh tiêu chuẩn
thiết kế của cấp ñường sắt như: cao ñộ taluy nền ñường, ñộ dốc công trình thoát nước
mặt, xử lý ñáy nền ñắp, hố ñấu ở nền ñắp và vị trí của ñống ñất bỏ ñi ở nền ñào... ñể
lập thành bản vẽ mặt cắt ngang của thiết kế nền ñường tiêu chuẩn có thể dùng ñể xây
mới nền ñường sắt mà ñiều kiện ñịa chất công trình và ñịa chất thuỷ văn tốt, chất ñất
ñồng nhất, biện pháp thi công thông thường... Khi ñiều kiện mặt cắt thiết kế và ñiều
kiện sử dụng của thiết kế tiêu chuẩn giống nhau, có thể trực tiếp sử dụng mặt cắt
ngang tiêu chuẩn nền ñường, không cần phải làm thêm các tính toán thiết kế khác.
1. Mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñắp
Mặt cắt ngang thiết kế tiêu chuẩn của nền ñắp căn cứ vào loại ñất, dốc hướng
ngang mặt ñất với cao ñộ ta luy. Hình 1-3a, b là thiết kế mặt cắt tiêu chuẩn nền ñắp
của ñất sét thông thường với chiều cao ta luy không lớn hơn 8m, dốc ngang của mặt
ñất iTN ≤ 1:10, thiết kế hai mặt bên có hố ñấu lấy ñất và iTN lớn 1:5 - 1:1.25 thì phải
ñánh cấp

Nñs.18



Hình 1-3. Mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñắp
Khi tiến hành thiết kế mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñường, trên phương diện
thoát nước chỉ cần xét ñến ảnh hưởng của mưa lớn. ðối với nền ñắp công trình thoát
nước mặt ñất là hố máng thoát nước hoặc ñào thông qua các hố ñấu lấy ñất theo quy
ñịnh. Khi mặt ñất có dốc ngang thì máng thoát nước hoặc hố ñấu lấy ñất ñể thoát
nước nên ñặt ở bên sườn cao ñón nước của nền ñắp. Khi mặt ñất nghiêng theo hướng
ngang không rõ ràng, có thể làm rãnh thoát nước cả hai bên nền ñắp. Kích thước rãnh

thoát nước thông thường là bề rộng ñáy rãnh 0, 4m, sâu 0, 6m. Nếu khi lượng nước
tụ lại quá lớn mà có khả năng tràn thì nên căn cứ vào lưu lượng chảy của dòng chảy
tại bên ñón nước làm thêm một hoặc một số rãnh cắt nước hoặc mở rộng mặt cắt
rãnh.
Khoảng cách từ rãnh thoát nước hoặc hố ñấu lấy ñất ñến chân nền ñắp gọi là hộ
ñạo tự nhiên, bề rộng của nó thông thường không nhỏ hơn 2m. ðường bảo hộ là ñể
làm cho nước trong rãnh nước hoặc trong hố ñấu không ảnh hưởng ñến ổn ñịnh của
nền ñắp. Bên không có rãnh nước hoặc hố ñấu lấy ñất thì cũng nên có ñường bảo hộ,
ñể tránh cho nước mưa thấm vào chân ñắp và nước tích tụ ở ñồng ruộng sinh ra
những ảnh hưởng bất lợi cho nền ñắp. Tại những ñoạn có ñiều kiện ñịa chất và thoát
nước tốt hoặc những ñoạn ñồng ruộng có sản lượng kinh tế cao, nếu khi sử dụng
biện pháp nhất ñịnh ñủ ñể bảo ñảm sự ổn ñịnh của nền ñắp thì ñộ rộng của ñường
bảo vệ tự nhiên có thể giảm ñến 1, 0m. Khoảng cách từ rãnh thoát nước hoặc hố ñấu
lấy ñất ñến giới hạn chiếm ñất không nhỏ hơn 1, 0m ñể ñảm bảo vách rãnh ñược ổn
ñịnh.
2. Mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñào

Nñs.19



Mặt cắt ngang thiết kế tiêu chuẩn của nền ñào căn cứ và ñiều kiện ñịa chất có
dạng: (hình 1-4a) là mặt cắt ngang thiết kế tiêu chuẩn nền ñào của ñất sét thông
thường có ñống ñất thừa; (hình 1-4b) là mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñào của ñất cát
vừa và cát thô không có ñống ñất thừa; (hình 1-4c) là mặt cắt ngang thiết kế tiêu
chuẩn nền ñào chất ñá.
Rãnh thoát nước ở hai bên mặt ñường trong hình vẽ gọi là rãnh biên, dùng ñể
thoát nước mặt ở mặt nền ñường và trên ta luy. Rãnh biên nền ñào của loại ñất dính
thông thường hoặc ñất cát nhỏ thì bề rộng ñáy không nên nhỏ hơn 0, 6m, ñộ sâu rãnh
ở khu vực khô ráo ít mưa có thể giảm ñến 0, 4m. Ta luy rãnh ñất sét thông thường

phía trên tuyến ñường là 1:1, phía ruộng hay ñất hoang giống như ta luy thiên nhiên.
Rãnh biên nền ñào ñá có thể xây dựng thành dạng máng, chiều rộng ñáy và ñộ
sâu ñều không nhỏ hơn 0, 4m. Dốc dọc rãnh thông thường giống như dốc dọc tuyến
ñường ñoạn nền ñào, nếu dốc dọc của tuyến bằng 0 hoặc nhỏ hơn 0, 2% thì rãnh biên
có thể làm thành một mặt dốc hoặc hai mặt dốc, hai mặt dốc thường dùng với rãnh
biên nền ñào dài ñể tránh cho ñoạn phía dưới rãnh ñào quá sâu, tại ñiểm phân thuỷ
của rãnh hai mặt dốc, ñộ sâu của rãnh có thể giảm ñến 0, 2m. ðiều kiện khó khăn
dốc ñáy rãnh biên có thể giảm ñến 0, 1%.

Nñs.20



Bộ phận ngoài ñỉnh biên nền ñào gọi là ñỉnh nền ñào, ñất ñổ ở vị trí ngoài bỏ ñi
ở ñỉnh nền ñào ñắp thành ñống ñất thừa. ðể bảo ñảm ổn ñịnh ta luy nền ñào giữa
chân trong ñống ñất thừa ñến bờ ñỉnh ñào nên có một khoảng cách nhất ñịnh.
Khoảng cách này tuỳ thuộc ñộ cao ta luy và ñiều kiện ñịa chất của ta luy quyết ñịnh,
thông thường 2 ~ 5m. Nếu không có ñống ñất thừa thì khoảng cách giữa bờ ñỉnh nền
ñào ñến mép bên của rãnh ñỉnh thông thường không nhỏ hơn 5m. Nếu ñiều kiện ñịa
chất tốt ta luy ñào không cao hơn hoặc rãnh ñỉnh xây lát có thể giảm ñến còn 2m.
Khoảng cách giữa rãnh ñỉnh trên ñất hoàng thổ ẩm ñến bờ ñỉnh nền ñào thông
thường không nhỏ hơn 10m, và nên gia cố chống thấm. ðể ñảm bảo tính ổn ñịnh cho
bản thân ñống ñất thừa thì ta luy của nó không ñược dốc hơn 1:1, chiều cao không

nên vượt quá 3m, mặt ñón nước sườn núi ñống ñất thừa nên ñắp dài liên tục.
Hình 1-4(a, b, c). Mặt cắt ngang tiêu chuẩn nền ñào (m)
Mặt ñất ở giữa ñống ñất thừa với mép bên ñỉnh nền ñào nên san phẳng dốc
xuống ñể thoát nước, khi cần thiết mặt ñất chỗ này và ta luy rãnh ñều gia cố phòng
hộ. Khi ñống ñất thừa ở sườn dưới của dốc núi, nên cắt ñoạn ñống ñất thừa, cứ 50 ~
100m thì ñể một cửa rộng hơn 1m ñể thoát nước mặt ở mặt trong ñống ñất thừa.

Khi ñổ ñất thừa ở ven sông, tránh cho ñất ứ ñọng ô nhiễm dòng sông thì cần
thiết ñắp bờ chắn.

Nñs.21



1.2. Mặt nền ñường và lớp ñệm nền
1.2.1. Hình dạng và chiều rộng mặt nền ñường
1.2.1.1. Hình dạng mặt nền ñường
Mặt nền ñường có cần làm mui luyện hay không nền căn cứ vào tính thấm
nước của vật liệu ñắp làm nền và khả năng thoát nước ñể quyết ñịnh. Với nguyên
liệu ñắp mà dễ thấm nước phải làm mui luyện, làm cho nước tích tụ dưới lòng ñường
có thể nhanh chóng thoát ra hai sườn của nền ñường ñể ñảm bảo sự khô ráo của mặt
nền ñường, ñề phòng nền ñường thấm nước, cường ñộ giảm là nguyên nhân sinh ra
các bệnh hại. Còn các vật liệu ñắp có tính thấm nước tốt, nước thấm vào mặt nền
ñường có thể nhanh chóng thấm xuống thì không cần làm mui luyện, nham thạch (trừ
nham thạch chất bùn dễ phong hoá ở khu vực mà lượng nước mưa bình quân hàng
năm lớn hơn 400mm) do có tính ổn ñịnh tốt, không sợ nước xâm thực, cũng không
cần làm mui luyện. Do vậy hình dạng mặt nền ñường có thể phân hai loại là có mui
luyện và không có mui luyện.
1. Loại có mui luyện
Là mặt nền ñường không thấm nước và mặt nền ñường dùng lớp phủ kín xử lý
cần làm mui luyện. Hình dạng mui luyện là hình tam giác và hình thang, mui luyện
nền ñường ñơn cao 0, 15m, mui luyện nền ñường ñôi cao 0, 20m, ñáy bằng bề rộng
nền ñường, khi mở rộng nền ñường ở ñường cong vẫn phải bảo trì hình tam giác
(hình 1-5).

B – Chiều rộng nền ñường.
Hình 1-5. Mui luyện nền ñường ñơn và ñôi.

2. Loại không có mui luyện
Là mặt ñường ñất thấm nước và nham thạch ñều là mặt bằng phẳng. Vai ñường
của nó nên cao hơn vai ñường của nền ñường ñất không thấm nước, kích thước chiều
cao ∆h ñược tính theo công thức dưới ñây.
∆h = ( h1 – h1’ ) + ∆.
Trong ñó:
h1 - chiều dày ba lát của nền ñường ñất không thấm nước (m).
h1’- ñộ dày ba lát của nền ñường ñất thấm nước (m).
∆ - chiều cao mui luyện dưới ñường ray (m).
ðoạn giữa nền ñường có mui luyện và không có mui luyện vì hình dạng chiều
dày và bề dày mui luyện của hai loại mặt ñỉnh nền ñường không giống nhau, nên ñặt
ñoạn quá ñộ bằng ñể làm cho mặt nền ñường không mui luyện hạ thấp theo dốc và

Nñs.22



mặt nền ñường có mui luyện nối tiếp nhau, ñộ dài ñoạn quá ñộ không nên nhỏ hơn
10m (hình 1-6).
Mặt ñỉnh nền ñường nhà ga, do tuyến ñường sắt trong ga có nhiều ñường, có
thể dựa vào yêu cầu thoát nước và ñiều kiện ñịa hình thiết kế một mặt dốc hoặc hai
mặt dốc hoặc hình răng cưa. ðộ dốc thoát nước theo hướng ngang của mặt nền
ñường là 2% ~ 4% (hình 1-7).

Hình 1-6. Nối tiếp giữa nền ñường ñất không thấm nước
và ñất thấm nước.

Hình 1-7. Mặt nền ñường dạng răng cưa của ñường trong ga.
1.2.1.2. Chiều rộng mặt nền ñường sắt
1. Chiều rộng mặt nền ñường sắt

Chiều rộng mặt nền ñường sắt ở khu gian cần căn cứ vào cấp ñường sắt, số
ñường chính, khoảng cách tim ñường, loại ñường ray sử dụng trong tương lai; hình
dạng mặt nền ñường, ñộ mở rộng ở ñường cong, bề rộng vai ñường... ñể làm cơ sở
tính toán:
Chiều rộng vai ñường: ðường sắt cấp I, trường hợp bình thường, nền ñắp
không nên nhỏ hơn 0, 8m, ñiều kiện khó khăn nền ñào không ñược nhỏ hơn 0, 6m.
ðường sắt cấp II, nền ñắp không ñược nhỏ hơn 0, 6m, nền ñào không ñược nhỏ hơn
0, 4m.
Chiều rộng mặt nền ñường ñoạn tuyến thẳng ở khu gian khổ ñường tiêu chuẩn
(bảng1-1).
Ngoài số liệu kích thước (bảng 1-1), nền ñường khổ tiêu chuẩn còn bổ sung
một số yêu cầu sau:
- Trị số bề rộng trong bảng theo chiều rộng ñỉnh lớp ñá dăm tuyến thông
thường ñể tính toán. Khi ñặt ñường sắt không khe nối, bề rộng mặt nền
ñường dùng ray loại nặng ñặc biệt và nặng ñồng ñều nên tăng thêm 0,2m, bề
rộng mặt nền ñường dùng ray loại nặng vừa nên tăng thêm 0,3m.

Nñs.23



- ðiều kiện khó khăn, khi bề rộng vai ñường là nền ñắp 0, 6m, nền ñào 0, 4m
thì bề rộng mặt nền ñường sắt cấp I có thể giảm xuống 0, 4m.
- Khoảng cách từ tim tuyến ñường ñến ta luy ñào theo ñáy tà vẹt, một bên
không nên nhỏ hơn 3, 5m ở ñoạn ñường cong bên ngoài ñường ray, hai bên
nền ñào ñường ñôi không nên nhỏ hơn 3, 5m.
- Loại ñất không thấm nước trong bảng là chỉ ñất có sét (ñất hạt nhỏ trong vật
liệu ñắp), cát bột ( cát bột, cát dính trong vật liệu ñắp) và các loại ñất cát
hàm lượng ñất dính lớn hơn hoặc bằng 15% (sỏi sạn và ñất hạt thô trong vật
liệu ñắp trừ ñất cát dính, cát bột trong ñất hạt thô).

- ðá dễ phong hoá ở khu vực mà lượng mưa hàng năm lớn hơn 400mm có thể
coi như ñất không thấm nước.
- Khi tuyến ñường sắt không sử dụng biểu tiêu chuẩn (bảng 1-1) ñể thiết kế
ñối với tuyến ñường yêu cầu ñặc biệt và các tuyến ñường khác khổ ñường
tiêu chuẩn thì có thể lập ra công thức chiều rộng mặt nền ñường rồi tính
toán. ðể ñáp ứng bề rộng che phủ lòng ñường riêng biệt và các yêu cầu về
bề rộng vai ñường ñược xác ñịnh theo công thức sau:
- Chiều rộng mặt nền ñường ñất không thấm nước ñường ñơn
B = A + 2.x + 2.C

(hình 1-8a)
(1-1)

Trong ñó:
B – chiều rộng mặt nền ñường.
A – chiều rộng mặt ñỉnh nền ñá ba lát.
m – ñộ dốc mái ñá.
h1 – chiều dày nền ñá ba lát dưới ñáy tà vẹt tại tim ray ñến nền
ñường.
h2 – chiều dày ñá ba lát ñầu tà vẹt.
S1 – cự ly tim hai ray.
x – khoảng cách từ vai ñá ñến chân ñá ba lát.
0.15S1 + 0.3C 

x = m h1 + h2 + 0.15 −

B



Nñs.24



N s.26



III

II

I

Cấp ñường

0.50
0.45
0.45
0.40
0.40
0.35

Loại nặng vừa

Loại nặng vừa

Loại trung

Loại trung

Loại nhẹ

0.50

ðộ
dày
lớp
ñá
dăm
(m)

Loại nặng

Loại nặng ñặc
biệt

Loại ray

5.6

6.2

6.5

6.7

7.1

7.5

7.5

Nền
ñắp

5.6

6.2

6.1

6.3

6.7

7.1

7.1

Nền
ñào

Chiều rộng
mặt nền
ñường

ðất không thấm
nước

0.25

0.30

0.30

0.30

0.30

0.35

0.35

ðộ
dày
lớp ñá
dăm
(m)

5.0

5.5

5.9

5.9

6.3

6.6

6.6

Nền
ñắp

5.0

5.5

5.5

5.5

5.9

6.3

6.2

Nền
ñào

Chiều rộng mặt
nền ñường

ðất thấm nước, nham
thạch

ðường ñơn

0.45

0.45

0.45

0.45

0.45

0.50

0.50

ðộ
dày
lớp ñá
dăm
(m)

11.3

11.3

11.3

11.3

11.3

11.6

11.6

Nền
ñắp

10.9

10.9

10.9

10.9

10.9

11.2

11.2

Nền
ñào

Chiều rộng mặt
nền ñường

Bảng 1-1

0.30

0.30

0.30

0.30

0.30

0.35

0.35

ðộ
dày
lớp ñá
dăm
(m)

10.3

10.3

10.3

10.3

10.3

10.6

10.6

Nền
ñắp

N®s.20

9.9

9.9

9.9

9.9

9.9

10.2

10.2

Nền
ñào

Chiều rộng mặt
nền ñường

ðất thấm nước, nham
thạch

ðường ñôi
ðất không thấm nước

Chiều rộng mặt nền ñường tiêu chuẩn


Lấy x thay vào công thức (1-1):
B2 – M.B + N = 0
và

(1-2)

M ± M 2 − 4N
B=
2

Trong ñó:
M = A + 2C +2m(0, 15 + h1 +h2)
N = m(0, 6C + 0, 45)
Chiều rộng mặt nền ñường ñất thấm nước, nham thạch ñường ñơn (hình 1-8b)
là.
B = 2[(h1+ h2)m + C] + A
Chiều rộng mặt nền ñường ñất k hông thấm nước ñường ñôi

(1-3)
(hình 1-8c)

là.
B = D + A + 2x +2C

(1-4)

Trong ñó:
0.2(D − S1 ) + 0.4C 

x = m h1 + h2 + 0.2 −

B


D – khoảng cách tim ñường ñôi, D ≥ 4, 0m
h1 – chiều dày lớp ñá ba lát dưới ñáy tà vẹt tại tim ray ñến nền
ñường.
S1 – cự ly tim hai ray
Thay x vào công thức (1-4) và chỉnh lý ñược:
B2 –MB + N = 0
(1-5)
Do vậy

B=

M ± M 2 − 4N
2

Trong ñó:
M = D + A +2C +2m(0, 2 + h1 + h2).
N = m(0, 4D + 0, 8C – 0, 6).

- Chiều rộng mặt nền ñường ñất thấm nước nham thạch ñoạn thẳng ñường ñôi
là chiều rộng mặt ñường nham thạch ñường ñơn cộng 4, 0m.
(1-6)
B = 2[(h1 + h2).m + C] + A + 4, 0m
2. Mặt nền ñường ñoạn cong ở khu gian khổ tiêu chuẩn
ở ñường cong do ray phía ngoài ñường cong ñặt siêu cao, lớp ñá dăm phía
ngoài tôn cao ñể tạo ñộ siêu cao, nên chân nền ñá dăm dịch chuyển ra ngoài vì thế
mặt nền ở ngoài ñường cong mở rộng, trị số mở rộng dựa vào ñộ siêu cao cho phép
lớn nhất của ñường sắt các cấp ñể tính toán. Trị số mở rộng mặt nền ñường ngoài
ñường cong tròn, còn mở rộng phạm vi ñường cong chuyển tiếp giảm dần ra ñường
thẳng. ðoạn ñường cong ñơn ở khu gian quy ñịnh trị số mở rộng mặt nền ñường
(bảng 1-2).
Nñs.27



Trị số mở rộng nền ñường tiờu chuẩn ñường ñơn

Bảng 1-2
ðộ mở
rộng (m)

Cấp
ñườn
g

R ≤ 800

0.5

III

800 < R ≤ 1000
1000 < R ≤ 1600

Cấp
ñường
I và II

Bán kính cong
R(m)

Bán kính cong
R(m)

ðộ mở
rộng (m)

R ≤ 600

0.5

0.4

600 < R ≤ 800

0.4

0.3

800 < R ≤ 1000

0.3

1600 < R ≤ 6000

1000 < R ≤ 2000

0.2

6000
2000 < R ≤ 5000

0.1

.

Hình 1-8. Chiều

rộng mặt nền
ñường
trên ñường thẳng ñường ñơn và ñôi.

Nñs.28