Thuyết trình nghiên cứu lựa chọn giải pháp bảo vệ mái taluy dương dự án đường

LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
NGHIÊN CỨU LỰA CHỌN GIẢI PHÁP BẢO VỆ
MÁI TALUY DƯƠNG DỰ ÁN ĐƯỜNG TRƯỜNG
SƠN ĐÔNG ĐOẠN TUYẾN ĐƯNG K NỚ, LẠC
DƯƠNG LÂM ĐỒNG
CHUYÊN NGÀNH: KỸ THUẬT XÂY DỰNG CÔNG TRÌNH GIAO THÔNG
MÃ SỐ: 60 58 02 05
CÁN BỘ HƯỚNG DẪN : GS, TS. PHẠM CAO THĂNG
TS. HOÀNG QUỐC LONG
HỌC VIÊN THỰC HIỆN: KS. PHAN VĂN THẾ
HÀ NỘI - 2015


NỘI DUNG LUẬN VĂN
1

PHẦN MỞ ĐẦU

2

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN CHUNG DỰ ÁN
ĐƯỜNG TSĐ VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU

3

CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC BẢO ĐẢM
ỔN ĐỊNH MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

4

CHƯƠNG 3: KHẢO SÁT, XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN

MẤT ỔN ĐỊNH MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNGVÀ ĐỀ XUẤT
GIẢI PHÁP BẢO VỆ ĐOẠN TUYẾN

KM642E+686 ÷ KM642E+1141
5

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ


ĐẶT VẤN ĐỀ

Từ thực tế khai thác áo đường mềm ở Việt Nam cho thấy do sự tăng
trưởng quá nhanh về lưu lượng giao thông trong khi công tác quản lý khai
thác còn nhiều bất cập, tình trạng khai thác trục xe quá tải xảy ra trên hầu
hết các tuyến đường, các giải pháp kỹ thuật về kết cấu, về vật liệu chưa phù
hợp với điều kiện Việt Nam, công tác kiểm soát chất lượng thi công còn
chưa chặt chẽ. Đây chính là các nguyên nhân gây hư hỏng công trình
đường, trong đó có tình trạng hư hỏng HLVBX.
Biến dạng HLVBX xuất hiện làm mất mỹ quan giao thông, giảm chất
lượng khai thác đường, HLVBX lớn sẽ gây nguy hiểm cho người và các
phương tiện tham gia giao thông.
Tình trạng HLVBX trên các tuyến quốc lộ, tỉnh lộ đang là vấn đề nhức
nhối và cấp bách trong hoàn cảnh lưu lượng giao thông ngày càng tăng, đòi
hỏi phải có sự nghiên cứu chuyên sâu để đưa ra giải pháp cụ thể nhằm kiểm
soát HLVBX.


MỤC TIÊU NGHIÊN CỨU
+ Đánh giá và phân tích thực trạng xây dựng tuyến đường Trường
Sơn Đông hiện nay.

+ Khảo sát, đánh giá nguyên nhân mất ổn định, sụt trượt taluy trên
tuyến Trường Sơn Đông.
+ Đề xuất một số giải pháp bảo vệ mái taluy trên tuyến đường
Trường Sơn Đông cho một đoạn tuyến cụ thể


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.1. Tổng quan chung
-Giới thiệu về DA: Đường TSĐ
xuất phát từ Thị trấn Thạnh Mỹ,
huyện Nam Giang, tỉnh Quảng Nam
nối với đường Hồ Chí Minh tại
Km245 +950 (lý trình đường HCM)
đi qua các tỉnh Quảng Nam, Quảng
Ngãi, Kon Tum, Gia Lai, Phú Yên,
Đắc Lắk và điểm cuối nối vào Tỉnh
lộ 722 tại thành phố Đà Lạt tỉnh
Lâm Đồng, chiều dài toàn tuyến
khoảng 671Km.
- DA đường TSĐ có vai trò quan
trọng về phát triển KT và giữ vững
ANQP của cả nước.

Tổng thể tuyến đường TSĐ


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- Điều kiện khí hậu, thủy văn khu vực tuyến đường:

Tuyến khảo sát nằm trong một nền chung của khối khí hậu vùng Trung
Trung Bộ. Vùng khí hậu ở đây bao gồm phần đông Trường Sơn, trải dài từ
phía Nam đèo Hải Vân (dãy Bạch Mã) đến phía Bắc đèo Cả (dãy Vọng
Phu).
Do điều kiện địa hình khu vực xây dựng tuyến có sự phân hóa đa dạng
từ Bắc xuống Nam, từ Tây sang Đông đã quyết định đến sự hình thành
dòng chảy sông ngòi và sự phân hóa khí hậu một cách rõ rệt:
+ Hướng chảy của sông ngòi theo hướng địa hình, dốc từ Tây sang
Đông, sông ngắn, dốc và không điều hòa, thường gây lũ lụt vào mùa mưa.
+ Khí hậu KV có sự phân hóa rõ rệt từ Bắc tới Nam, có thể chia vùng
TTB thành hai KV là: KV Quảng Nam - Quảng Ngãi và KV Bình Định Phú Yên, ranh giới là Bồng Sơn (14oC). KV thứ nhất tương đối ẩm ướt,có
mùa Đông tương đối lạnh, KV thứ 2 tương đối khô và ít mưa, có mùa đông
hoàn toàn ẩm.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
*Nhiệt độ:
+ Nhiệt độ biến thiên rõ rệt theo độ cao địa hình: càng lên cao nhiệt độ
càng giảm.
+ Nhiệt độ thay đổi rõ rệt giữa các mùa, mùa hè nhiệt độ cao TB trên 29
độ C. Tuy nhiên mùa đông lại khá lạnh nhiệt độ TB thấp dưới 20 độ C.
+ Nhiệt độ dao động giữa ngày và đêm không nhiều, trung bình từ 6
đến 8 độ C.
*Mưa:
+ Lượng mưa hằng năm tương đối lớn có thể lên tới 3000mm/năm, đặc
biệt trên các vùng rẻo cao.
+ Số ngày mưa trong năm nhiều khoảng 120 đến 140 ngày
+ Mùa mưa kéo dái 6 tháng từ tháng 8 đến tháng 1 sang năm, mùa mưa
ít từ tháng 2 đến tháng 7, ít nhất là tháng 2 lượng mưa từ 80 đến 90mm và

sô ngày có mưa khoảng 8 ngày, tuy nhiên có 1 số cơn mưa lớn và có thể
gây lũ tiểu mãn.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
*Gió:
+ Hướng gió chính vào mùa Đông là hướng TB, B, ĐB với tần suất
khoảng 80 đến 90%. Vào mùa hạ, hướng gió chính là hướng TN, T với tần
suất từ 40 đến 50%.
+ Tốc độ gió trung bình từ 2 đến 2.5 m/s. Vào mùa đông tốc độ lên tới
15 đến 20m/s. Vào mùa mưa bão thậm trí có thể lên tới 35 đến 40m/s
*Độ ẩm:
+ Khu vựa tuyến có độ ẩm cao, trung bình từ 85 đến 88%.
+ Mùa ẩm kéo dài từ tháng 9 đến tháng 4 năm sau độ ẩm trung bình trên
dưới 90%.
+ Mùa khô nóng từ tháng 5 đến tháng 8 độ ẩm trung bình là 75 %.
* Nhận xét:


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
- Điều kiện địa chất khu vực tuyến đường:
Đặc điểm địa chất khu vực tuyến đi qua chủ yếu là vùng chịu ảnh
hưởng của núi lửa. Đất đá hình thành từ biến đổi các hoạt động phun trào
của núi lửa.
+ Đất: Đặc điểm chung là đất sét có tỷ lệ hạt nhỏ lớn (dạng tro bay).
Đây là loại đất có khả năng chịu lực cao, nhưng rất dễ bị phong hoá, đặc
biệt là xói mòn bề mặt nếu vận tốc dòng chảy lớn. Khi được lu lèn chặt, đất
không bị thấm nước sẽ cho cường độ cao.

+ Đá: Đá chủ yếu hình thành từ nhiệt độ cao (đá hoả thành) và dạng
phún xuất. Đặc điểm là đá có cường độ cao, cứng và giòn. (Rn = 1200
daN/cm2). Rất hiếm đá vôi và các loại đá khác. Trong thi công khi lu lèn
rất khó chặt và cần phải bổ sung chất dính kết bề mặt


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Một số hình ảnh về đặc điểm địa chất tuyến


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.2. Quy mô tiêu chuẩn kỹ thuật của dự án
Tuyến đường TSĐ
được TT-CP quyết định
phê duyệt với cấp đường
là cấp IV và cấp V miền
núi. Tương ứng với mỗi
cấp đường là vận tốc
thiết kế 40 và 25 km/h.
Với các chỉ tiêu kỹ thuật
chi tiết xem bảng 1.2
Trắc ngang đại diện tuyến


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.3. Các loại mặt đường phê duyệt và đang triển khai thi công

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.4. Một số hư hỏng nền đường trên tuyến đường TSĐ
- Với những những đặc điểm về điều kiện địa chất, địa hình, thủy
văn đặc thù của tuyến đường đi qua trong quá trình xây dựng đã xảy ra
nhiều hư hỏng của nền đường trên tuyến. Về hư hỏng của nền đường thì
hư hỏng chính trên các mái taluy dương và taluy âm là:
+ Sạt lở, sụt lái taluy âm, taluy dương
+ Nền đường nhiều đoạn do sạt lở đất từ mái taluy dương đã
biến con thường thành những vũng bùn lầy lội. 
+ Sạt lở gây lấp nền đường khai thác hoặc đang thi công ảnh
hưởng lớn đến chất lượng và tiến độ thi công.


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Một số hình ảnh về các hư hỏng trên tuyến

Hư hỏng nền đường do mưa

Sạt lở mái taluy dương tại Đưng
K’Nớ


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
Một số hình ảnh về các hư hỏng trên tuyến

Sạt lở taluy âm nền đường

Sạt lở mái taluy dương nền đường


CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN DỰ ÁN ĐƯỜNG
TRƯỜNG SƠN ĐÔNG VÀ VẤN ĐỀ NGHIÊN CỨU
1.6. Các nhân tố ảnh hưởng đến hư hỏng nền đường trên tuyến
đường TSĐ
- Công tác khảo sát thiết kế:
+ Công tác khảo sát địa hình, địa chất, thủy văn và một số công
tác điều tra chất lượng còn chưa cao, chưa nghiêm túc, số liệu cung cấp
về phòng độ chính xác không cao dẫn đến thiết kế chưa phù hợp với thực
tế.
+ Công tác thiết kế: Việc đề suất một số giải pháp kỹ thuật chưa
đạt phương án tối ưu, các thiết kế mang tính định hình, dập khuôn, chưa
linh hoạt, việc áp dụng công nghệ tiên tiến, hiện đại chưa được cao.
- Công tác quản lý: Chồng chéo giữa nhiều bộ phận, dẫn đến
việc xử lý mất nhiều thời gian và không được kịp thời, việc cắt bỏ bớt
một số hạng mục với hồ sơ thiế kế dẫn đến sự mất ổn định của công
trình.
- Công tác thi công: Năng lực máy móc con người còn tồn tại


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
2.1. Cơ sở bảo đảm ổn định nền đường trong xây dựng
*Sức chịu tải của đất: Khái niệm: Sức chịu tải của nền đất là sức kháng
của nền đất với tải trọng bên ngoài hay nói cách khác là khả năng chịu tải
trọng của nền đất, dưới tác dụng của tải trọng đó nền đất vẫn an toàn và
ổn định về mặt chống phá hoại cắt.

- Sức chịu tải của nền đất được đặc trưng bởi mô đun đàn hồi và mô
đun biến dạng của nền đất. Đánh giá sức chịu tải của nền đất thực chất là
xác định giá trị của mô đun đàn hồi và mô đun biến dạng so với các giá
trị cho phép.
*Ổn định của nền đường: Nền đường là nền tảng vững chắc của phần
xe chạy nên nền đường phải ổn định trong suốt quá trình khai thác sử
dụng. Như vậy, phải đảm bảo cho nền đường luôn duy trì được sự ổn
định toàn khối, có nghĩa là nền đường không bị biến dạng hay chuyển
dịch so với vị trí ban đầu. Cụ thể là kích thước hình học luôn đảm bảo
hình dáng, kích thước và cao độ theo yêu cầu.


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
*Các dạng mất ổn
định của nền
đường:Nền đường
xảy ra mất ổn định
chủ yếu xuất phát
từ sụt trượt mái
taluy hoặc lún sụt
các lớp kết cấu
trong nền đường
do không đảm bảo
được sức chịu tải
cần thiết


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG

*Các nguyên nhân gây mất ổn định: Các nguyên nhân có thể kể tới như
-Đặc điểm kiến tạo của địa chất công trình: Địa chất có cấu tạo từ đá trầm
tích, đất đá bị phong hóa mạnh rất dễ mất ổn định.
-Đặc điểm địa hình địa mạo: Địa hình dốc, mức độ phân cách địa hình
mạnh thì số lượng và khối lượng sụt càng nhiều.
-Điều kiện khí hậu: Trong thực tế tồn tại mối quan hệ rất chặt chẽ giữa
lượng mưa, các dạng xuất hiện của nước đối với mức độ sụt trượt của
taluy nền đường.
-Sự tác động của con người: Các hoạt động đào, đắp diễn ra bừa bãi,
không có sự tính toán và chuẩn bị kĩ lưỡng.
- Do tác dụng của tải trọng xe chạy.
- Do tác dụng của tải trọng bản thân nền đường khi nền đường đắp quá
cao hoặc đào quá sâu, ta luy quá dốc...
- Do thi công không đảm bảo chất lượng: Đắp không đúng quy cách, loại
đất đắp, lu lèn không chặt ...


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
2.2. Tính toán ổn định nền đường
*Trình tự tính toán ổn định trượt của nền đường gồm:
- Tổng hợp các số liệu đầu vào:
+ Xác định vị trí, phạm vi mái dốc cần tính toán.
+ Số liệu khảo sát chi tiết về địa hình, địa chất, thủy văn, địa chấn v.v.
+ Các chỉ tiêu cơ lý của đất đá: độ ẩm tự nhiên, khối lượng thể tích,
khối lượng riêng, hệ số rỗng, lực dính kết, góc ma sát trong v.v.
-Xác định mặt trượt nguy hiểm và tâm quay
-Xác định hệ số ổn định của mái dốc ứng với mặt trượt nguy hiểm nhất
*Các phương pháp tính toán ổn định trượt mái dốc nền đường: Lý
thuyết cân bằng giới hạn khối rắn, phương pháp phân mảnh, phương

pháp của Goldstein


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
Theo lý thuyết cân bằng giới hạn của khối rắn:
- Giả thiết cung trượt dạng hình trụ
tròn ( mặt trượt phẳng dạng gãy khúc
phù hợp cho địa chất gồm nhiều lớp đất
có tính chất cơ lý khác nhau
- Khối trượt như một vật thể rắn, nằm
ở trạng thái cân bằng giới hạn
- Xét cố thể ABC, ta có hệ số ổn định
của mái dốc nền đường xác định theo
(2.6).
η = RSL
γ Ad
MH cung trượt của khối đất
(Các đại lượng xem 2.6)


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
Theo phương pháp phân mảnh
- Với mái đất đồng nhất, giả thiết một
mặt trượt hình trụ tròn, khối đất trượt là
một cố thể và trạng thái ứng suất giới hạn
chỉ xảy ra trên mặt trượt. Dùng các mặt
đứng song song chia lăng thể trượt thành
n mảnh có bề rộng b

- Trọng lượng bản thân của mảnh thứ i
xác định theo 2.7:
Wi = γhibi
XĐ mặt trượt theo PP phân
- Hệ số ổn định trượt của mái đất được
mảnh
xác định theo (2.8) và (2.9) :
n
cL + γ btgϕ ∑ h cosα
i
i
i
=
1
η=
n
γ b ∑ hi sinαi
i=1

, (2.8);

n
n
( ∑ c l + ∑ N tgϕ )
i i i=1 i i
i
=
1
η=
n

∑ Ti
i=1

, (2.9)


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
Theo phương pháp Goldstein

MH cung trượt theo Goldstein

XĐ mặt trượt theo Goldstein

Theo Goldstein, hệ số ổn định trượt của mái đất xác định theo (2.10)
η = F .A + c B
γ .H
A, B - hệ số phụ thuộc vào kích thước của lăng thể trượt (Bảng 2.1);


CHƯƠNG 2: CƠ SỞ KHOA HỌC ĐẢM BẢO ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG
* Tính toán ổn định nền đắp thên sườn đá
- TH đắp trên nền đá gốc, hệ số ổn định xác
định theo (2.11):

η=

Qcosα tgϕo tgϕo
=

i
Q sinα

- TH đắp trên nền đá phong hóa nằm
trên nền đá gốc, hệ số ổn định xác
định theo (2.12):
Qcosα tgϕo + Co L
i
η=
i F cos(α −α )Q sinα
i i−1 i
i
i−1


CHƯƠNG 3: KHẢO

SÁT, XÁC ĐỊNH NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH
MÁI TALUY NỀN ĐƯỜNG VÀ ĐỀ XUẤT CÁC GIẢI PHÁP BẢO VỆ
ĐOẠN TUYẾN KM 642E+686-KM642E+1141.

3.1. Đặc điểm tự nhiên khu vực tuyến nghiên cứu
Đoạn tuyến có sạt lở thuộc phân
đoạn Km642E+686 đến Km
642H+1141 được thiết kế theo tiêu
chuẩn đường Cấp V miền núi - tiêu
chuẩn TCVN 4054-85. Với các chỉ
tiêu kỹ thuật chính :
+ Bnền = 6.50m
+ Bmặt = 3.50m

+ Dốc dọc tối đa : 10% (châm trước 12%)
+ Bán kính đường cong bằng tối thiểu : Rmin = 30.0m
+ Kết cấu mặt đường BTXM theo Quyết định 572/QĐTM ngày 22/4/2009 của Bộ TTM.
BĐ đoạn tuyến có sạt lở