“Nghiên cứu các giải pháp phòng chống trượt lở đất ứng dụng cho thi trấn Cốc Pài , huyện Xín Mần , tỉnh Hà Giang”

Luận văn thạc sĩ

1

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

LỜI CẢM ƠN
Luận văn thạc sĩ kỹ thuật chuyên ngành xây dựng công trình thủy với
đề tài: “Nghiên cứu các giải pháp phòng chống trượt lở đất ứng dụng cho thi
trấn Cốc Pài , huyện Xín Mần , tỉnh Hà Giang” đã được hoàn thành với sự
hướng dẫn và giúp giúp đỡ tận tình của các Thầy giáo, Cô giáo trong Khoa
Công trình, Khoa Sau đại học, Bộ môn Địa kỹ thuật-Trường đại học Thủy lợi
cùng các bạn bè và đồng nghiệp.
Với tình cảm chân thành , tác giả xin bày tỏ lòng biết ơn

thầy Trịnh

Minh Thụ, thầy Nguyễn Quốc Thành đã tận tình hướng dẫn, các thầy, cô giáo,
gia đình, bạn bè & đồng nghiệp đã tạo điều kiện cho tác giả trong quá trình
học tập và thực hiện luận văn tốt nghiệp.
Tuy đã có những cố gắng nhất định, nhưng do thời gian và trình độ còn
nhiều hạn chế, vì vậy cuốn luận văn này không chánh khỏi những thiếu sót.
Tác giả kính mong thầy giáo, cô giáo, bạn bè & đồng nghiệp góp ý để tác giả
có thể tiếp tục học tập và nghiên cứu hoàn thiện đề tài.
Hà Nội, tháng 02 năm 2011
HỌC VIÊN

Chu Văn Năm

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

2

MỤC LỤC
PHẦN MỞ ĐẤU .............................................................................................. 9
T
0

T
0

I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI: ................................................................................. 9

T
0

T
0

II. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ
TÀI ......................................................................................................................................... 9
T
0

T
0

2.1. Mục tiêu và nhiệm vụ ....................................................................... 9
2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu ........................................................ 9
2.3. Các phương pháp nghiên cứu ......................................................... 10
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

CHƯƠNG 1 ................................................................................................... 11
T
0

T
0

TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TRƯỢT LỞ ĐẤT ... 11
T
0

T
0

1.1. CÁC DẠNG DI CHUYỂN ĐẤT ĐÁ Ở MÁI DỐC .................................................. 11
T
0

T
0

1.1.1. Khái niệm về sạt lở ...................................................................... 11
1.1.2. Các dạng trượt lở đất ................................................................... 12
T
0

T
0

T
0

T
0

1.2. NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ........................................................ 14

T
0

T
0

1.2.1. Mái dốc tự nhiên .......................................................................... 14
1.2.2. Mái dốc do đắp ............................................................................ 14
1.2.3. Mái đất do đào (hố móng, bờ mỏ lộ thiên) .................................. 15
1.2.4. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất thành tạo ............................... 15
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

1.3. CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ ............................................ 15
T
0

T
0

1.3.1. Tác hại của hiện tượng trượt lở.................................................... 15
1.3.2. Công tác phòng chống trượt lở .................................................... 20
1.3.3. Ý nghĩa nghiên cứu sạt trượt đất.................................................. 21
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T

0

1.4. KHÁI QUÁT CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC ................ 23
T
0

T
0

1.4.1. Phương pháp đắp đất tại chân mái dốc ........................................ 23
1.4.2. Phương pháp thoát nước .............................................................. 24
1.4.3. Phương pháp dùng vải địa kỹ thuật ............................................. 25
1.4.4. Phương pháp cọc bản ................................................................... 27
1.4.5. Phương pháp cân chỉnh mái taluy................................................ 27
1.4.6. Phương pháp ổn định mái dốc bằng cọc ...................................... 28
1.4.7. Phương pháp neo trong đất .......................................................... 29
1.4.8. Phương pháp trồng cỏ trên mái dốc ............................................. 30
1.4.9. Phương pháp sử dụng các kết cấu chắn giữ................................. 30
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

Học viên: Chu Văn Năm

T
0

T
0

T
0

T
0

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

3

1.4.10. Phương pháp tổng hợp ............................................................... 31
T
0

T
0

1.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 ......................................................................................... 32
T
0

T
0

CHƯƠNG 2 ................................................................................................... 33
T
0

T
0

PHÂN TÍCH CƠ CHẾ TRƯỢT LỞ KHỐI ĐẤT VÀ HIỆN TRẠNG
KHU VỰC NGHIÊN CỨU .......................................................................... 33
T
0

T
0

2.1. PHÂN TÍCH CƠ CHẾ SẠT LỞ KHỐI ĐẤT ........................................................... 33
T
0

T
0

2.1.1. Đặc điểm hình thái khu trượt ....................................................... 33

2.1.2. Vấn đề trượt lở trong khu vực thị trấn Cốc Pài, Xín Mần, Hà Giang.... 38
T
0

T
0

T
0

T
0

2.2. ĐIỀU TRA HIỆN TRẠNG CÁC CÔNG TRÌNH ĐỊA PHƯƠNG ĐANG ÁP DỤNG
ĐỂ CHỐNG SẠT LỞ TRONG 5 NĂM GẦN ĐÂY ............................................................ 42
T
0

T
0

2.2.1. Công trình hệ thống thoát nước khu vực phía sau UBND huyện
Xín Mần............................................................................................................ 42
2.2.2. Công trình kè chống sạt lở sau nhà Ban chỉ huy quân sự huyện ... 42
2.2.3. Công trình kè chống sạt lở nhà làm việc HĐND-UBND huyện . 42
2.2.4. Công trình kè chống sạt lở sau hội trường HĐND-UBND huyện 43
2.2.5. Kè chống sạt lở bệnh viện huyện Xín Mần ................................. 43
2.2.6. Kè chống sạt lở đầu cầu Cốc Pài. ................................................ 44
2.2.7. Ngoài ra còn có 15 công trình chống sạt lở cục bộ tại các cơ quan
trong thị trấn Cốc Pài. ...................................................................................... 45

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

2.3. DIỄN BIẾN TẢI TRỌNG TRONG KHU VỰC SẠT TRƯỢT ................................ 46
T
0

T
0

2.4. ĐIỀU KIỆN ĐỊA HÌNH, ĐỊA CHẤT, ĐỊA CHẤT THUỶ VĂN KHU VỰC
NGHIÊN CỨU ..................................................................................................................... 48
T
0

T
0

2.4.1. Điều kiện địa hình, địa chất ......................................................... 48
2.4.2. Điều kiện thủy văn khu vực nghiên cứu ...................................... 49
T

0

T
0

T
0

T
0

2.5. ĐÁNH GIÁ SƠ BỘ NGUYÊN NHÂN GÂY SẠT LỞ ............................................ 53
T
0

T
0

2.6. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 ......................................................................................... 54
T
0

T
0

CHƯƠNG 3 ................................................................................................... 56
T
0

T

0

PHÂN TÍCH BÀI TOÁN ỔN ĐỊNH TRƯỢT ........................................... 56
T
0

T
0

3.1. ĐẶT VẤN ĐỀ .......................................................................................................... 56
T
0

T
0

3.2. LỰA CHỌN PHẦN MỀM, PHƯƠNG PHÁP TÍNH TOÁN ................................... 57
T
0

T
0

3.2.1. Giới thiệu về phần mềm GEO-SLOPE và ReSlope 4.0. ............. 57
3.2.2. Lựa chọn phương pháp tính ổn định mái dốc .............................. 59
T
0

T
0

T
0

T
0

3.3. MÔ PHỎNG BÀI TOÁN XÁC ĐỊNH KÍCH THƯỚC KHỐI TRƯỢT ................... 59
T
0

Học viên: Chu Văn Năm

T
0

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

4

3.3.1. Mặt cắt địa hình, địa chất vị trí trung tâm thị trấn .......................... 59
3.3.2. Các chỉ tiêu cơ lý của đất ............................................................... 60
T
0

T
0

T
0

T
0

3.4. CÁC BÀI TOÁN KIỂM TRA ỔN ĐỊNH ................................................................. 63
T
0

T
0

3.4.1. Kiểm tra ổn định cục bộ tại khu vực 1 (đỉnh khối trượt phỏng đoán)... 63
3.4.2. Kiểm tra ổn định cục bộ tại khu vực 2 (chân khối trượt phỏng đoán) . 64
3.4.3. Kiểm tra ổn định tổng thể mái dốc trung tâm huyện ...................... 65
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

3.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ......................................................................................... 67
T
0

T
0

CHƯƠNG 4 ................................................................................................... 68
T
0

T
0

ĐỀ XUẤT GIẢI PHÁP CÔNG TRÌNH XỬ LÝ ỔN ĐỊNH KHỐI
TRƯỢT .......................................................................................................... 68
T
0

T
0

4.1. PHƯƠNG ÁN DÙNG HỆ THỐNG KÈ CỨNG-KÈ MỀM ..................................... 68

T
0

T
0

4.1.1. Khối trượt trung tâm UBND huyện ............................................... 68
4.1.2. Khối trượt tại Km3, đầu cầu treo Cốc Pài ...................................... 69
4.1.3. Các khối trượt cục bộ khác .......................................................... 70
4.1.4. Tính toán sơ bộ các giải pháp ...................................................... 70
4.1.5. Kết luận ........................................................................................ 78
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T

0

T
0

T
0

T
0

4.2. PHƯƠNG ÁN THU NƯỚC MẶT ........................................................................... 79
T
0

T
0

4.2.1. Đề xuất phân vùng khu vực tách nước mặt ................................. 79
4.2.2. Tính toán lũ .................................................................................. 80
4.2.3. Kết luận ........................................................................................ 85
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

4.3. PHƯƠNG ÁN THU NƯỚC NGẦM ........................................................................ 85
T
0

T
0

4.3.1. Đặt vấn đề .................................................................................... 85
4.3.2. Phân tích các trường hợp tính toán .............................................. 86
4.3.3. Kết luận ........................................................................................ 88
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

4.4. CÁC PHƯƠNG ÁN KẾT HỢP ................................................................................ 90
T
0

T
0

CHƯƠNG 5 ................................................................................................... 91
T
0

T
0

KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ ...................................................................... 91
T
0

T
0

5.1. KẾT LUẬN .............................................................................................................. 91
T

0

T
0

5.2. KIẾN NGHỊ.............................................................................................................. 93
T
0

T
0

DANH MỤC SÁCH THAM KHẢO. .......................................................... 95
T
0

T
0

PHỤ LỤC KẾT QUẢ TÍNH TOÁN ỔN ĐỊNH ......................................... 97
T
0

T
0

Phụ lục I: Kết quả tính toán kiểm tra ổn định của khối trượt trung tâm
T
0

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

5

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

huyện Xín Mần ................................................................................................. 97
Phụ lục II: Kết quả tính toán ổn định khối trượt trung tâm huyện dùng
giải pháp tường chắn trọng lực ...................................................................... 105
Phụ lục III: kết quả tính toán cho các trường hợp hạ mực nước ngầm
bằng giếng ngang: .......................................................................................... 109
T
0

T
0

T
0

T
0

T
0

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

6

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

THỐNG KÊ CÁC HÌNH VẼ
Trượt phẳng ………………………………...………….…….
Trượt hình nêm…………………………………………....….
Mái sập đổ……………………………………………………
Sạt lở đất vùi lấp nhà máy thủy điện Sử Pán 2, tháng
8/2010………………………………………………………...
Hình 1.5: Sạt lở đất tại Mù Cang chải, Yên Bái vùi lấp 7 người, ngày
22/8/2010 ………………………………….……………...….
Hình 1.6: Sạt lở đất gây ra lật tàu tại Yên Bái, ngày 06/9/2010 làm 02
người chết………………………………………………….…
Hình 1.7: Sạt lở đất ở Cam Túc, Trung Quốc năm 2010 làm hơn 700
người chết …………………………………………..………..
Hình 1.8: Sạt lở đất tại Colombia, gần 200 người chết ………….…..…
Hình 1.9: Trượt ở bờ Tây mỏ than Bôgoxlov………………….…..…..
Hình 1.10: Phương pháp đắp đất ở chân mái dốc ………………..…..…..
Hình 1.11: Các dạng thi công thường gặp trong phương pháp thoát nước
Hình 1.12: Hình ảnh mặt thoát nước của mái dốc trên đường thuộc vịnh
Runswick, một làng ven biển ở Yorkshire, Anh ....................

Hình1.13: Mô hình của phương pháp vải địa kỹ thuật với 3 lớp vải
……………………………………….…………......................
Hình 1.14: Lưới địa kỹ thuật gia cường (Geogrids) ……..…….………....
Hình 1.15: Phương pháp cọc bản …………………………………...…....
Hình 1.16: Phương pháp cân chỉnh mái dốc ……………………..……....
Hình 1.17: Phương pháp gia cường mái dốc bằng hàng cọc ……….…....
Hình 1.18: Phương pháp neo trong đất ……………………………..…....
Hình 1.19: Cỏ vetiver được trồng thành công ở huyện Củ Chi, Thành
phố Hồ Chí Minh ………………………………………...…..
Hình 1.20: Phương pháp sử dụng tường chắn …………………………...
Hình 1.21: Sơ đồ bố trí công trình gia cường mái dốc bằng phương pháp
sử dụng tổng hợp ……………………………………………..
Hình 2.1: Cấu trúc khối trượt ……………………………………….…..
Hình 2.2: Các dạng mặt trượt …………………………………….....…..
Hình 2.3: Các khe nứt điển hình khu vực trượt …………………….…..
Hình 2.4: Hình dạng khối trượt trên mặt bằng …………………..……..
Hình 2.5: Các vị trí sạt lở điển hình …………………………………....
Hình 1.1:
Hình 1.2:
Hình 1.3:
Hình 1.4:

Học viên: Chu Văn Năm

13
13
13
17
18
18

19
19
22
23
24
25
26
26
27
28
29
29
30
31
32
33
35
37
37
40

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

7

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Bản đồ hiện trạng sạt lở khu vực trọng điểm thị trấn Cốc Pài .
Kiểu kè xếp rọ đá chống trượt sạt cục bộ …………………....
Kè đá xây chít mạch bảo vệ mái dốc bị sạt sau UBND huyện .
Kè đá xây chít mạch bảo vệ mái dốc bị sạt - Khu bệnh viện
huyện ………………………………………………………...
Hình 2.10: Kè đá xây trọng lực tại Km3-Thị trấn Cốc Pài……………….
Hình 2.11: Kè đá xây trọng lực tại Km3-Thị trấn Cốc Pài ………………
Hình 2.12: Các toà nhà mới xây dựng trong phạm vi khối trượt phỏng
đoán ………………………………………………………. ...
Hình 2.13: Các công trình xây dựng tại khu trung tâm thị trấn………..…
Hình 3.1: Đỉnh khối trượt sau UBND huyện, khối đất chuyển vị khoảng
1,5 m so với ban đầu ………………………………….……...
Hình 3.2: Mặt cắt địa chất công trình tại trung tâm thị trấn Cốc Pài ……
Hình 3.3: Sơ đồ tính kiểm tra ổn định mái dốc tại trung tâm huyện …..
Hình 3.4: Kết quả kiểm tra ổn định cục bộ tại khu vực 2 bằng phương
pháp Ordinary …………………………..………………..….
Hình 3.5: Kết quả kiểm tra ổn định tổng thể. Trường hợp 3 bằng
phương pháp Ordinary ………………………….………...….
Hình 4.1: Hệ thống tường chắn tại Km3-đầu cầu Cốc Pài ……………...
Hình 4.2: Kích thước sơ bộ của tường chắn ……………………………
Hình 4.3: Mô phỏng mặt cắt tính tính toán khối trượt phương pháp kè
cứng ……………………………………..………………..…
Hình 4.4: Mô phỏng tính toán khối trượt - Trường hợp 1 ………….......
Hình 4.5: Kết quả kiểm tra ổn định tường – trường hợp 2. Phương pháp
Ordinary ……………………………………………………...
Hình 4.6: Mặt cắt địa chất đầu cầu Cốc Pài (cầu treo) ………………...
Hình 4.7: Bảng tính cao độ, chiều dài cốt và hệ số an toàn ổn định cục
bộ( đứt cốt, tụt cốt) của các lớp cốt bố trí trong mái dốc ……
Hình 4.8: Kết quả tính toán bố trí cốt trong mái dốc …………………...
Hình 4.9: Kết quả tính ổn định mái dốc khi đã bố trí cốt …………….....

Hình 4.10: Phân lưu và tuyến kênh dự kiến các khu vực sạt lở - Khu vực
trung tâm thị trấn huyện ……………………………………..
Hình 4.11: Phân lưu và tuyến kênh dự kiến các khu vực sạt lở - Khu vực
đầu cầu Cốc Pài ……………………………………………...
Hình 4.12: Cấu tạo giếng khoan ngang ………………………….………
Hình 2.6:
Hình 2.7:
Hình 2.8
Hình 2.9:

Học viên: Chu Văn Năm

41
42
43
44
45
45
46
47
56
60
63
64
66
69
71
72
73
73

75
77
77
78
79
79
89

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

8

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

THỐNG KÊ BẢNG BIỂU
Bảng 2.1: Chiều sâu tầng đất đá dịch chuyển ……………………….….. 36
Bảng 2.2: Đặc trưng nhiệt độ Hà Giang ………………………………... 51
Bảng 2.3: Đặc trưng độ ẩm …………………………………………...…. 51
Bảng 2.4: Lượng mưa trung bình tháng, năm của Hà Giang ……….….. 52
Bảng 2.5: Tốc độ gió lớn nhất …………………………………………… 53
Bảng 2.6: Lượng bốc hơi trung bình các tháng ……………………….… 53
Bảng 3.1: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất khu vực trung tâm huyện ………… 62
Bảng 3.2: Tổng hợp các trường hợp tính toán và hệ số an toàn tổng thể
mặt cắt tại trung tâm huyện…………………………………... 66
Bảng 4.1: Kết quả tính ổn định phương án kè cứng (tường chắn đất) …. 74
Bảng 4.2: Chỉ tiêu cơ lý các lớp đất khu vực trung khu vực đầu cầu Cốc Pài 75
Bảng 4.3: Các chỉ tiêu cơ lý đất dùng trong tính toán kè mềm ………..… 76

Bảng 4.4: Các đặc trưng lưu vực tại tuyến các công trình …………….… 80
Bảng 4.5: Kết quả tính toán lượng mưa ngày lớn nhất tại Xín Mần …..… 80
Bảng 4.6: Kết quả tính toán lưu lượng đỉnh lũ ……………………….…. 82
Bảng 4.7: Chiều sâu dòng chảy trong kênh …………………………..…. 84
Bảng 4.8: Bề rộng kênh ……………………………………...……..…… 84
Bảng 4.9: Các thông số chính của kênh ……………………………….... 85
Bảng 4.10: Kết quả kiểm tra ổn định với các trường hợp tính – phương án
hạ mực nước ngầm bằng giếng ngang ……………………..… 87

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

9

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

PHẦN MỞ ĐẤU
I. TÍNH CẤP THIẾT CỦA ĐỀ TÀI:

Thị trấn Cốc Pài là trung tâm hành chính của huyện Xín Mần, tỉnh Hà
Giang. Hiện tại xuất hiện một khối trượt lớn tại trung tâm thị trấn. Vết trượt
có chiều dài khoảng 200 m ngay sau uỷ ban nhân dân huyện đe doạ sự ổn
định của cả khu vực hành chính huyện. Do tính chất nguy hiểm của khối trượt
mà hiện nay ban Quản lý dự án đầu tư xây dựng công trình Nông lâm nghiệp
tỉnh Hà Giang đang triển khai dự án “Xử lý sạt trượt đất khu vực trọng điểm
huyện Xín Mần”. Tuy nhiên để có cơ sở khoa học chắc chắn cho việc lập các

dự án đầu tư cần có những nghiên cứu xây dựng giải pháp phòng chống nhằm
đạt được hiệu quả cao trong công tác giảm nhẹ thiên tai, đảm bảo an toàn cho
nhân dân và cơ sở hạ tầng trung tâm huyện Xín Mần. Vì vậy việc nghiên cứu
xây dựng các giải pháp phòng chống đất cho thị trấn Cốc Pài, huyện Xín
Mần, tỉnh Hà Giang là hết sức cần thiết.
II. MỤC TIÊU VÀ NHIỆM VỤ, ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU
CỦA ĐỀ TÀI

2.1. Mục tiêu và nhiệm vụ
- Nêu tổng quan về các phương pháp xử lý trượt lở đất;
- Xây dựng các giải pháp phòng chống trượt lở đất cho thị trấn Cốc Pài,
huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang;
- Đánh giá nguyên nhân, cơ chế hình thành và động lực phát triển của
quá trình trượt khu vực thị trấn Cốc Pài;
- Mô phỏng mô hình toán xác định kích thước khối trượt trung tâm thị trấn;
- Đề xuất các giải pháp phòng chống trượt tại các vị trí nghiên cứu.
2.2. Đối tượng, phạm vi nghiên cứu
- Đối tượng nghiên cứu: các giải pháp phòng chống trượt lở đất;

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

10

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

- Phạm vi nghiên cứu: phòng chống trượt lở đất cho thị trấn Cốc Pài,
huyện Xín Mần, tỉnh Hà Giang;
2.3. Các phương pháp nghiên cứu
- Thống kê tài liệu: thu thập và tổng hợp các tài liệu đã có về phòng
chống trượt lở đất;
- Mô phỏng mô hình toán xác định kích thước khối trượt;
- Đề xuất các giải pháp phòng chống trượt;

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

11

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

CHƯƠNG 1
TỔNG QUAN VỀ CÁC PHƯƠNG PHÁP XỬ LÝ TRƯỢT LỞ ĐẤT
1.1. CÁC DẠNG DI CHUYỂN ĐẤT ĐÁ Ở MÁI DỐC

1.1.1. Khái niệm về sạt lở
Trượt đất đá là hiện tượng di chuyển của các khối đất đá thường là đất đá
loại sét, với các đất đá nằm trên nó, theo một mặt trượt nào đó ở sườn dốc. Sự
di chuyển đó xảy ra với tốc độ khác nhau từ vài mm/ngày đêm đến vài m/giờ,
rất ít khi hàng chục m/giờ. Khối đất đá bị dịch chuyển được gọi là khối trượt.
Chiều rộng khối trượt có thể hàng vài trăm mét, thể tích có thể hàng triệu m3
P

P

hoặc hơn nữa. Cần phân biệt hiện tượng trượt với hiện tượng trượt đá đổ, đất
sụt – hiện tượng di chuyển nhanh, đột ngột dưới dạng lăn, lở của các khối đất,
khối đá ở các bờ dốc đứng. Trượt đất đá có thể phá hoại đường giao thông, nhà
ở, đập dâng nước, nhà máy thủy điện, … đặt ở trên sườn dốc hay dưới chân
dốc trượt;
Quá trình trượt đất tạo nên địa thế trượt mấp mô dạng bậc với những
khe nứt và vách trượt làm ranh giới phía trên của khối trượt. Khối trượt là
khối đất đá đã hoặc đang trườn về phía dưới sườn dốc, mái dốc (sườn nhân
tạo) do ảnh hưởng của trọng lực, áp lực thủy động, lực địa chấn và một số lực
khác. Sự hình thành khối trượt là kết quả của quá trình địa chất – được biểu
hiện của sự dịch chuyển thẳng đứng và dịch chuyển ngang những khối đất đá
khi đã mất ổn định, tức là mất cân bằng;
Mỗi một khối trượt có một độ ổn định nào đó. Khi các khối đất đá bị
dịch chuyển, những nguyên nhân gây ra trượt đã hoàn toàn hoặc tạm thời bị
loại trừ, thì khối trượt đó sẽ ổn định, còn nếu mới được loại trừ một phần thì
khối trượt vẫn chưa ổn định. Khi thiết kế, xây dựng và khai thác công trình,
điều quan trọng không những là phát hiện sự phân bố các khối trượt, dự báo
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

12

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

khả năng hình thành của nó mà còn phải đánh giá mức độ ổn định các khối
trượt đó, để trong trường hợp cần thiết, báo trước sự phát triển, ngăn chặn
hoặc hạn chế sự dịch chuyển và tác hại của nó.
1.1.2. Các dạng trượt lở đất
Sự di chuyển của khối đất có thể do phá hoại cắt dọc theo một mặt bên
trong khối hay do ứng suất hiệu quả giữa các hạt giảm, tạo nên sự hóa lỏng
một phần hay toàn bộ. Có các dạng di chuyển cơ bản sau đây:
Sụt lở là hiện tượng đất đá rời xa khỏi các thớ nứt, khe nứt, mặt phẳng
phân lớp dốc, mặt đứt gãy, … được hỗ trợ hay thúc đẩy bở áp lực nước hay áp
lực băng, ở các gián đoạn đó.
Trượt là hiện tượng khối đất đá không bị xáo động trong khi trượt dọc
theo một mặt xác định. Có thể xảy ra các dạng trượt sau:
+ Trượt tịnh tiến: Sự di chuyển của lớp đất ở gần mặt đất dốc hay của
khối đá dọc theo mặt phẳng phân lớp, mặt khe nứt, … Sự di chuyển thường
khá nông và song song với mặt đất.
Trượt xoay: Sự di chuyển diễn ra theo mặt cắt cong bằng cách khối
trượt tụt xuống ở gần đỉnh mái dốc và đẩy chồi ở gần chân dốc. Trượt thường
xảy ra trong đất dính hay đá mềm yếu, đồng nhất.
+ Trượt dòng: Bản thân khối trượt cũng bị xáo động và di chuyển một
phần hay toàn bộ như một chất lỏng. Trượt dòng thường xảy ra trong đất yếu
bão hòa nước khi áp lực nước một lỗ rỗng tăng đủ để làm mất toàn bộ độ bền
chống cắt. Mặt trượt thực hầu như không có hay chỉ biểu hiện từng lúc.
Theo hình dạng mặt trượt có thể là trượt phẳng (hình 1.1) – trượt theo
mặt lớp, mặt khe nứt; trượt hình nêm (hình 1.2), khối trượt giới hạn bởi hai
mặt khe nứt giao nhau; sập đổ (hình 1.3) - đá sập lở theo các khe nứt chia cắt
khối đá; trượt trụ tròn – mặt trượt có dạng trụ tròn.
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16

Luận văn thạc sĩ

13

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.1: Trượt phẳng

Hình 1.2: Trượt hình nêm

Hình 1.3: Mái sập đổ

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

14

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Sự thay đổi các điều kiện như mưa, thoát nước, chất tải hay sự ổn định
bề mặt (chẳng hạn bóc bỏ lớp phủ thực vật) thường thúc đẩy sự phá hoại mái
dốc. Các biến đổi đó có thể xảy ra sau khi xây dựng hoặc phát triển chậm
chạp trong nhiều năm hoặc xảy ra đột ngột ở thời điểm bất kỳ. Khi phân tích
mái dốc đào cũng như mái dốc đắp, cần xét cả điều kiện ổn định tức thời và

lâu dài, xem xét phá hoại theo mặt trượt mới tạo ra hay theo mặt trượt đã tồn
tại trước, bởi vì trong một số đất có sự khác nhau đáng kể giữa độ bền chống
cắt đỉnh và đọ bền chống cắt dư.
Một số mái dốc có thể tồn tại hàng năm trạng thái bắt đầu phá hoại - ở
bên bờ của sự di chuyển hơn nữa. Đó là dấu hiệu đặc trưng cho mái dốc tự
nhiên (sườn đồi bị giảm yếu do phong hóa) và mái dốc đất thải. Sự can thiệp
của con người như bóc bỏ lớp phủ thực vật hay đào khoét chân mái dốc có thể
lại thúc đẩy mái dốc di chuyển.
1.2. NGUYÊN NHÂN MẤT ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

1.2.1. Mái dốc tự nhiên
- Mất cân bằng lực: thay đổi mặt cắt mái làm tăng trọng lượng tại đỉnh,
giảm lực chống tại đáy hay cắt mất chân mái;
- Tăng áp lực nước ngầm do mưa làm giảm sức chống ma sát giữa các
tầng đất đá trong đất rời hoặc gây trương nở làm giảm độ bền chống cắt đối
với đất dính;
- Giảm độ bền chống trượt của khối đất đá theo thời gian do phong hóa,
rửa trôi, biến đổi thành phần khoáng vật, gây vết nứt hay từ biến;
- Chấn động do động đất, phá nổ hay lực động do đóng cọc làm cát
xốp, bụi nằm dưới mực nước ngầm chặt lên hoặc làm sét nhạy bị lún sụt. Các
ứng suất theo chu kỳ do động đất có thể làm tầng cát bão hòa bị hóa lỏng.
1.2.2. Mái dốc do đắp
Sự mất ổn định trượt do một hoặc một số nguyên nhân sau:
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

15

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

- Nền đất dính yếu bị quá tải trong hay sau khi đắp đất;
- Dòng thấm gây xói ngầm làm sạt trượt mái hạ lưu hoặc mực nước hồ
rút nhanh làm sạt trượt mái thượng lưu;
- Các lực do động đất, nổ, đóng cọc.
1.2.3. Mái đất do đào (hố móng, bờ mỏ lộ thiên)
Sự mất ổn định trượt do một hoặc một số nguyên nhân sau:
- Một hoặc một số nguyên nhân trong mục 1.2.1;
- Làm mất tải trọng hông do đào, gây các vết nứt ở đỉnh để nước thấm
vào gây trượt mái hố đào.
1.2.4. Ảnh hưởng của điều kiện địa chất thành tạo
- Trong đất dính đồng chất, mặt trượt thường sâu và có dạng cong trong
khi mặt trượt trong đất rời và bùn sét nhão thường nông, mặt khác nếu đất nền
không đồng chất thì dạng và vị trí mặt trượt còn tùy thuộc độ bền và sắp xếp
địa tầng của các lớp đất khác nhau;
- Trong đá, sự trượt mái thường xảy ra qua các mặt yếu như thớ nứt,
đứt gẫy và mặt tầng trong các đá trầm tích phân tầng, đá phiến sét và trong
các đá chứa các khoáng vật dẹt như tan, mica, secpentin… Mặt trượt trong đá
xảy ra dọc theo các vùng yếu hoặc thớ nứt (khe nứt, đứt gẫy…) và các mặt
tầng. Phương và độ bền của các thớ nứt có thể phát triển hoặc độ bền có thể
thay đổi do các yếu tố môi trường (phong hóa hóa học, đóng băng hay tan
băng của nước/băng và tăng áp lực trong các khe nứt, các chuyển động kiến
tạo…).
1.3. CÔNG TÁC PHÒNG CHỐNG TRƯỢT LỞ ĐẤT ĐÁ

1.3.1. Tác hại của hiện tượng trượt lở
Trong những năm gần đây vào mùa mưa bão các hiện tượng trượt lở ở

Việt Nam xảy ra trên diện rộng và gây ra các hậu quả vô cùng khốc liệt: số
người chết và bị thương rất lớn, nhiều công trình bị phá hủy (đường sá, đê đập
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

16

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

…), nhiều khu dân cư bị xạt lở nghiêm trọng. Một số dân nghèo ở thành thị,
nông thôn phải di chuyển đến rừng núi, vùng có nguy cơ trượt lở, lũ bùn đá
… để sinh sống. Trong khi đó nhiều khu dân cư do đô thị hóa nhanh, không
được quy hoạch, chọn lựa nên có thể phát triển ở nơi có khả năng xảy ra nhiều
tai biến. Sự phát triển dân số thế giới chủ yếu xảy ra ở các nước đang phát
triển, khi số người càng tăng thì tổn thất do thiên tai cũng tăng theo. Người
dân do thiếu hiểu biết về các hiện tượng gây ra tai biến, cách đối phó cũng
như không có thông tin cảnh báo kịp thời khiến cho nhiều tai biến để lại hậu
quả rất lớn.
Hiện tượng trượt lở xảy ra ở bờ sông, bờ biển, sườn đồi, sườn núi …
gây ra các tác hại rất lớn:
- Thiệt hại về người: chết, bị thương …;
- Phá hoại công trình nằm ở trên bờ dốc, mái dốc hoặc ở dưới chân bờ
mái dốc;
- Mất diện tích đất ở, đất trồng ở các vùng bị xói lở, tạo mương xói;
- Sản phẩm trượt lở (bù, đất, đá,…) phủ lấp đất nông nghiệp, đường
giao thông, cống thoát nước…;

Dưới đây là một số hình ảnh ví dụ về thiệt hại do sạt lở đất gây ra:

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

17

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.4: Sạt lở đất vùi lấp nhà máy thủy điện Sử Pán 2, tháng 8/2010

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

18

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.5: Sạt lở đất tại Mù Cang chải, Yên Bái vùi lấp 7 người, ngày
22/8/2010

Hình 1.6: Sạt lở đất gây ra lật tàu tại Yên Bái, ngày 06/9/2010 làm 02 người chết.

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

19

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.7: Sạt lở đất ở Cam Túc, Trung Quốc làm hơn 700 người chết

Hình 1.8: Sạt lở đất tại Colombia, gần 200 người chết

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

20

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.3.2. Công tác phòng chống trượt lở
Để giảm đến mức thấp nhất các hao tổn về sinh mạng, tài nguyên và
của cải, cần tiến hành các công tác sau đây:

- Khảo sát, nghiên cứu, tổng hợp để lập được bản đồ trượt lở quốc gia
gồm các điểm trượt lở diễn ra nhanh (đá lở, lũ bùn đá, …) cũng như chậm
(xói mòn,…), trượt lở ở các công trình. Từ đó bố trí các khu dân cư, đường
giao thông, … tại các khu vực an toàn, phân vùng sử dụng đất,…;
- Nâng cao hiểu biết cộng đồng về các tai biến: hiện tượng, nguyên
nhân xảy ra, cách phòng chống, … nội dung này có thể lồng ghép trong
chương trình giảng dạy ở các trường phổ thông, các buổi thuyết trình hoặc
phát hành các cuốn sách nhỏ phổ cập kiến thức cơ bản. Từ đó người dân có sự
hiểu biết nhất định về các hiện tượng: nguyên nhân xảy ra, các biện pháp
công trình và phi công trình để xử lý hiện tượng đó, các hiện tượng cảnh báo,
đường và nơi di tản khi tai biến xảy ra, các thông báo cảnh giới được nhận
như thế nào,… Trong một số trường hợp cần tiến hành thực tập di tản;
- Dự báo, giám sát và cảnh báo sớm,… Thực hiện tốt công tác di tản
dân ra khỏi vùng nguy hiểm. Hiện đã sử dụng thông tin viễn thám và công
nghệ GIS để theo dõi, cảnh báo sự cố trượt lở;
- Đánh giá mức độ nguy hại: tiến hành ngay sau khi xảy ra tai biến
nhằm thu thập số liệu về tổn thất con người và tài sản, tìm ra các nguyên nhân
và diễn biến để quyết định các biện pháp khôi phục và xây dựng lại, các biện
pháp công trình và phi công trình phòng ngừa, giảm nhẹ hậu quả các tai biến
trong tương lại.
Cần thu thập các thông tin sau khi đánh giá mức độ nguy hại:
- Tổn thất con người: số người chết, mất tích, bị thương nặng, bị thương nhẹ;

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

21

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

- Tổn thất nhà ở: Tiêu tan hoàn toàn, tiêu tan một phần (theo phần
trăm); Lật đổ hoàn toàn do hư hại, lật đổ một phần do hư hại (theo phần
trăm); Chôn vùi hoàn toàn, chôn vùi một phần (bằng phần trăm);
- Của cải cá nhân: Giá trị về tiền của cải, nhà ở, các vật có giá trị trong
nhà bị hư hại không thể dùng được;
- Tổn thất về nông nghiệp: Giá trị về tiền/khối lượng/ hec ta;
- Vật nuôi: số vật nuôi chết, mất tích, bị ảnh hưởng (thiếu thức ăn, nước
uống);
- Các công trình công cộng: Không thể sử dụng được, có thể sử dụng
được, chỉ sử dụng một phần;
- Các dịch vụ chính: đường sắt, đường, các cầu chính, kênh mương,
điện, khí ga, cấp nước, cống thải;
- Sự phân bố bề dày lớp đất đá, gỗ, mành vụn pha tạp trôi dạt;
- Các số liệu cần thiết sau: lượng mưa, phân bố các điểm trượt, vị trí,
kích thước các đê, đập, vị trí, kích thước các khối trượt và các hiện tượng
cảnh báo trước;
- Đưa ra các biện pháp công trình và phi công trình để phòng chống
trượt lở ở nhưng nơi có khả năng xảy ra tai biến. Quy hoạch lại khu dân cư,
các phương tiện dịch vụ để công trình được an toàn.
1.3.3. Ý nghĩa nghiên cứu sạt trượt đất
Trượt là một hiện tượng địa chất làm biến đổi hẳn địa hình mặt đất,
làm mất ổn định công trình, nhà ở, đường sá, kênh đào, cả hệ thống công
trình, thành phố, kể cả phá hủy hoàn toàn, gây ra tai họa về người và thiệt hại
của cải rất lớn.
- Trượt là nguy cơ lớn trên sườn dốc nhân tạo: mái dốc nền đường, đê,
đập, rãnh đào, bờ mỏ lộ thiên, …;

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

22

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.9 thể hiện cấu tạo khối trượt phát sinh năm 1946 ở bờ mỏ phía
Tây công trường khai thác lộ thiên mỏ than Bôgoxlôv. Khu vực mỏ là hố
trũng cấu tạo bởi đất đá Paleozoi và chỉ xuất lộ ra ở ranh giới phía Tây và
phía Đông mỏ. Trầm tích chứa than có tuổi Mezozoi lấp đầy vùng trũng. Ban
đầu trượt xảy ra trên khu vực bờ kéo dài theo sườn 650m xuôi theo bờ đến
250m; sau đó kích thước khối trượt tăng lên 900 m theo đường phương và
360m theo hướng dốc. Mặt trượt cắt sâu tới 25 m, thể tích thân trượt đạt 5,6
triệu m3. Trượt xảy ra sau khi di chuyển diện khai thác với tốc độ không đồng
đều ở các khu vực khác nhau.

Hình 1.9: Trượt ở bờ Tây mỏ than Bôgoxlov
1. Kênh thoát nước; 1a. Vị trí đầu tiên; 1b Vị trí hiện tại; 2. Mặt trượt;
3. Sét xám; 4. Sét dạng bôxít; 5. Đá vôi; 6. Bãi thải trong; 7. Than
Hiện tượng sũng nước của đá gốc làm giảm sức chống cắt của đá và
phát sinh áp lực thủy động tại chân bờ mỏ. Sự tăng tải do các bãi thải bên
trong mỏ cũng góp phần thúc đẩy trượt;
Trượt không những làm khu vực mất ổn định, phá hoại công trình, bờ
mỏ mà còn làm biến đổi điều kiện tự nhiên và phát sinh nhiều hiện tượng địa

chất khác. Chẳng hạn, trượt phá vỡ căn bản dòng chảy mặt của nước khí
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

23

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

quyển, bộc lộ các tầng chứa nước, tạo điều kiện thuận lợi cho việc tiêu thoát
làm giảm trữ lượng nước dưới đất hoặc trái lại, bịt hẳn nơi xuất lộ nước dưới
đất, kìm hãm việc tiêu thoát, dâng cao mực nước và từ đó thay đổi chế độ
nước dưới đất. Hiện tượng trượt tạo ra vật liệu đất đá trượt; ở miền núi, đất đá
trượt dễ bị rửa xói, tham gia vào sự phát triển hiện tượng lũ bùn đá. Ở đới ven
bờ của biển, hồ, hồ chứa và sông, trượt làm phá hủy bờ và sườn bờ.
1.4. KHÁI QUÁT CÁC GIẢI PHÁP TĂNG CƯỜNG ỔN ĐỊNH MÁI DỐC

Có rất nhiều phương pháp giữ ổn định mái dốc. Mỗi phương pháp có
những ưu nhược điểm riêng mà tùy thuộc vào địa chất, địa hình hay điều kiện
kinh tế kỹ thuật mà chọn phương pháp phù hợp nhất.
Dưới đây là một số phương pháp đã được áp dụng trong và ngoài nước.
1.4.1. Phương pháp đắp đất tại chân mái dốc
Phương pháp này dùng có hiệu quả với các loại mái dốc sâu không ổn
định. Một dải đất đắp dưới chân mái dốc (có thể là một lối đi dọc bờ kênh) sẽ
có tác dụng chống lại mômen trượt và giữ ổn định nó.
Vật liệu của phần đất đắp này có thể là vật liệu lấy từ đỉnh mái dốc (bao
gồm cả việc cân chỉnh mái dốc) hay vật liệu mua từ bên ngoài về công trường.

Ổn định mái dốc theo cách này thường không áp dụng với các loại mái
nông. Tuy nhiên, có thể áp dụng khi có những lớp đất không ổn định, nhờ thế
có thể kiểm soát tốt phạm vị phá hoại của các lớp đất này.

Hình 1.10: Phương pháp đắp đất ở chân mái dốc
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

24

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

1.4.2. Phương pháp thoát nước
Đối với phương pháp này rất khó để xác định được tỷ lệ hiệu quả của
việc thoát nước. Phương pháp này dùng tốt khi cần ổn định mái trong thời
gian ngắn, vì về lâu dài các đường rãnh cần được bảo trì và sửa chữa, mà việc
đó rất khó kiểm tra thực hiện và tốn kém.
Phương pháp này chia ra nhiều khe rãnh khác nhau:
- Với loại rãnh nông (thoát nước mặt):
+ Mục đích của phương pháp này là giảm nước mặt và do đó sẽ làm
giảm áp lực nước lỗ rỗng ở các tầng đất sâu hơn;
+ Các rãnh rất dễ để sữa chữa nhưng cũng rất nhanh hỏng.
- Có hai dạng thường dùng là:
+ Dạng hình xương cá (HerringBone shape);
+ Dạng hình quân hàm (Chevron shape).

Hình dạng xương cá

Hình dạng quân hàm

Hình 1.11: Các dạng thi công thường gặp trong phương pháp thoát nước
Dưới đây là hình 1.12 là ví dụ mái dốc được giữ ổn định theo phương pháp
này:

Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16


Luận văn thạc sĩ

25

Chuyên ngành Xây dựng công trình thuỷ

Hình 1.12: Hình ảnh mặt thoát nước của mái dốc trên đường thuộc
vịnh Runswick, một làng ven biển ở Yorkshire, Anh.
- Với loại rãnh sâu:
Có rất nhiều cách thức thực hiện loại rãnh sâu này với mục đích làm
giảm áp lực nước lỗ rỗng trong đất, tuy nhiên các vấn đề ổn định thành vách
các rãnh sâu cần được xem xét. Ở loại này thường thấy kết hợp các dạng sau:
+ Các rãnh sâu đưa nước thoát đi;
+ Các hố khoan thoát nước dọc;
+ Các hố khoan thoát nước ngang.
1.4.3. Phương pháp dùng vải địa kỹ thuật
Vải địa kỹ thuật là loại vật liệu gia cường đất nhân tạo (thường làm

bằng chất dẻo);
Trong vùng ổn định của mái dốc, lưới địa kỹ thuật gia cường (geogrids)
được dùng, vì với chức năng gia cường nhờ cường độ chịu kéo của nó sẽ giúp
gia tăng các đặc tính cơ học của công trình đất thông qua sự tương tác với đất
tại bề mặt chịu cắt;
Ví dụ trong nền đắp lưới địa kỹ thuật gia cường có tác dụng làm giảm
mômen phát sinh do khối trượt.
Học viên: Chu Văn Năm

Cao học khóa 16