Luận văn Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật: Phân tích khả năng, kiến nghị sử dụng tường chắn có bản giảm tải trong công trình giao thông ở Việt Nam

Chia sẻ: Lạc Táp | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:85

Thêm vào BST

Báo xấu

3
lượt xem 1
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Luận văn "Phân tích khả năng, kiến nghị sử dụng tường chắn có bản giảm tải trong công trình giao thông ở Việt Nam" với mục tiêu nhằm tổng quan về tường chắn xử lý ổn định mái dốc nền đường ô tô miền núi của Việt Nam; nghiên cứu lý thuyết tính toán tường chắn có bản giảm tải. Thông qua việc phân tích, đánh giá loại hình tường chắn có bản giảm tải nhằm kiến nghị áp dụng loại hình tường chắn này cho việc xử lý ổn định mái dốc nền đường ô tô vùng núi. Xây dựng chỉ dẫn thiết kế, thi công, nghiệm thu phục vụ việc áp dụng tường chắn có bản giảm tải vào công trình đường ô tô. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học Kỹ thuật: Phân tích khả năng, kiến nghị sử dụng tường chắn có bản giảm tải trong công trình giao thông ở Việt Nam

I MôC LôC PHẦN MỞ ĐẦU .................................................................................................... 1 1. ĐẶT VẤN ĐỀ: ............................................................................................... 1 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: ......................................................................... 5 3. ́ ĐÔI TƯỢNG NGHIÊN CỨU:....................................................................... 6 4. ́ PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU: ................................................................. 6 5. Y NGHĨA KHOA HỌC CỦ A ĐỀ TAI:......................................................... 6 ́ ̀ 6. BÔ CỤC CỦ A ĐỀ TAI: ................................................................................. 6 ́ ̀ CHƯƠNG 1: .......................................................................................................... 8 TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG CHĂN ĐÂT ............................................................. 8 ̀ ́ ́ 1.1. ̀ ́ ́ ̀ KHÁI NIỆM TƯƠNG CHĂN ĐÂT VA PHÂN LOẠI TƯỜNG CHẮN. .... 8 1.1.1. Khái niệm tường chắ n đấ t: ................................................................... 8 1.1.2. Phân loa ̣i tường chắ n đấ t: ..................................................................... 8 1.2. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ SỬ DỤNG TƯỜNG CHẮN TRONG PHÒNG HỘ NỀN ĐƯỜNG VÙNG NÚI MIỀN TRUNG VIỆT NAM. ............12 1.2.1. Sơ lược một số công trình đường qua địa hình miền núi: ..................12 1.2.2. Tình hình áp dụng các biện pháp phòng hộ nền đường vùng núi trên các tuyến đuờng thuộc khu vực Trung bộ: .......................................................14 1.3. TƯỜNG CHẮN CÓ BẢN GIẢM TẢI. ....................................................18 1.3.1. Khái niệm tường chắn có bản giảm tải: .............................................18 1.3.2. Phân loại tường chắn có bản giảm tải: ...............................................19 1.3.3. Tổng quan về giải pháp áp dụng tường chắn có bản giảm tải trên thế giới. 20 1.4. KẾ T LUẬN CHƯƠNG 1 ..........................................................................21 CHƯƠNG 2: ........................................................................................................22 ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN VÀ NGUYÊN LÝ ...................................22 TÍNH TOÁN ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CÓ BẢN GIẢM TẢI........22 2.1. CÁC LOẠI ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN. [2].............................22
II 2.2. ́ AP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN THÔNG THƯỜNG THEO LÝ LUẬN ÁP LỰC ĐẤT COULOMB. ....................................................................23 2.2.1. Trường hợp đất rời: .........................................................................25 2.2.2. Trường hợp đất dính. ......................................................................29 2.3. ÁP LỰC ĐẤT LÊN TƯỜNG CHẮN CÓ BẢN GIẢM TẢI:...................31 2.3.1. Xác định áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải liền tường. ....31 2.3.2. Áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải dạng nằ m ngang và bản giảm tải dạng đầu ngựa.................................................................................35 2.3.3. So sánh áp lực đât lên tường chắn có bản giảm tải với tường trọng lực thông thường...........................................................................................37 2.3.4. Kiểm tra các điều kiện làm việc cho tường. ...................................38 2.4. KẾT LUẬN CHƯƠNG 2: .........................................................................42 CHƯƠNG 3: ........................................................................................................43 PHÂN TÍCH KHẢ NĂNG SỬ DỤNG ...............................................................43 LOẠI HÌNH TƯỜNG CHẮN CÓ BẢN GIẢM TẢI ..........................................43 3.1. ỨNG DỤNG PHÂN TÍCH MỘT SỐ CÔNG TRÌNH TIÊU BIỂU: ........43 3.1.1. Giải pháp ổn định ta luy âm Km122+340-Km122+400 Quốc lộ 24 đoạn tránh đèo Măng Đen ............................................................................43 3.1.2. Giải pháp ổn định ta luy âm Km30+050-Km30+120 tuyến Trà Trung - Di Lăng: ...........................................................................................47 3.1.3. Giải pháp ổn định ta luy âm Km47+450-Km47+650 tuyến Quốc lộ 279 đoạn Tuần Giáo - Điện Biên - Tây Trang: ............................................50 3.2. PHÂN TÍCH CÁC CHỈ TIÊU KINH TẾ KỸ THUẬT ............................53 3.2.1. Đặc điểm làm việc. .........................................................................53 3.2.2. Công nghệ thi công: ........................................................................56 3.2.3. Kinh phí xây dựng. .........................................................................57 3.3. KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 ..........................................................................60 CHƯƠNG 4: ........................................................................................................61
III XÂY DỰNG CÁC CHỈ DẪN VỀ THIẾT KẾ - THI CÔNG - NGHIỆM THU CHO LOẠI HÌNH TƯỜNG CHẮN CÓ BẢN GIẢM TẢI ...................................61 4.1. CÁC QUY ĐỊNH CHUNG: ......................................................................61 4.2. CÔNG TÁC THIẾT KẾ: ...........................................................................61 4.2.1. Lựa chọn kích thước tường chắn: ...................................................62 4.2.2. Áp lực đất lên tường chắn:..............................................................63 4.2.3. Kiểm tra các điều kiện làm việc cho tường: ...................................65 4.2.4. Bố trí khe phòng lún: ......................................................................69 4.2.5. Thiết kế thoát nước sau tường: .......................................................69 4.3. CÔNG TÁC THI CÔNG:..........................................................................69 4.3.1. Chuẩn bị thi công: ...........................................................................69 4.3.2. Công tác đào hố móng: ...................................................................70 4.3.3. Định vị và lắp đặt ván khuôn : ........................................................70 4.3.4. Công tác bê tông: ............................................................................71 4.3.5. Công tác cốt thép: ...........................................................................71 4.4. CÔNG TÁC NGHIỆM THU: ...................................................................72 4.4.1. Yêu cầu chung: ...............................................................................72 4.4.2. Kiểm tra kích thức tường: ...............................................................73 4.4.3. Kiểm tra chất lượng bê tông tường: ................................................74 4.5. KẾT LUẬN CHƯƠNG 4: .........................................................................74 CHƯƠNG 5: ........................................................................................................75 KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ..............................................................................75 5.1. KẾT QUẢ ĐÃ ĐẠT ĐƯỢC: ....................................................................75 5.2. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦA ĐỀ TÀI .....................................................76 5.3. Ý NGHĨA THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI.....................................................77 5.4. PHƯƠNG HƯỚNG NGHIÊN CỨU TIẾP THEO ...................................77 ̉ TÀI LIỆU THAM KHAO ....................................................................................78 CÁC PHỤ LỤC KÈM THEO ..............................................................................79
IV Danh môc c¸c h×nh vÏ Hình 1.1: Phân loại tường chắn theo độ cứng ................................................... 9 Hình 1.2: Phân loại tường chắn theo nguyên tắc làm việc. ............................ 10 Hình 1.3: Phân loại tường chắn theo kết cấu .................................................. 11 Hình 1.4:Tường chắn có bản giảm tải. ............................................................ 18 Hình 1.5: Phân loại tường chắn có bản giảm tải. ............................................ 19 Hình 2.1: Phân tích áp lực đất lên tường chắn ................................................ 26 Hình 2.2: Biểu đồ áp lực đất lên tường chắn ....................................................... 27 Hình 2.3: Xác định áp lực chủ động theo đồ giải thông thường ..................... 28 Hình 2.4: Xác định áp lực chủ động theo đồ giải K.Culman .......................... 28 Hình 2.5: Áp lực đất lên tường chắn đối với đất dính .................................... 30 Hình 2.6. Các loại hình tường chắn có bản giảm tải ....................................... 31 Hình 2.7: Sơ đồ lực tính toán cho tường chắn có bản giảm tải liề n tường ..... 32 Hình 2.8: Biểu đồ áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải ......................... 34 Hình 2.9: Sơ đồ lực tính toán cho tường chắn có bản giảm tải da ̣ng nằ m ngang và bản giảm tải dạng đầu ngựa. ....................................................................... 35 Hình 2.10. Biểu đồ áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải da ̣ng nằ m ngang và bản giảm tải dạng đầu ngựa. ....................................................................... 36 Hình 2.11. Sơ đồ kiểm toán các mặt cắt .............................................................. 40 Hình 2.12. Sơ đồ kiểm toán mặt cắt I-I ............................................................... 41 Hình 2.13. Sơ đồ kiểm toán mặt cắt II-II ................................................................ 41 Hình 2.14. Sơ đồ kiểm toán mặt cắt III-III .............................................................. 42 Hình 3.1a: Mặt cắt tiêu biểu đoạn Km122+340-Km122+400 phương án tường trọng lực .......................................................................................................... 44 Hình 3.1b: Mặt cắt tiêu biểu đoạn Km122+340-Km122+400 phương án tường chắn có bản giảm tải ........................................................................................ 45
V Hình 3.1c: Kết quả tính ổn định mái dốc tường chắn Km122+340- Km122+400 Phương án tường chắn trọng lực. ............................................... 46 Hình 3.1d: Kết quả tính ổn định mái dốc tường chắn Km122+340- Km122+400 Phương án tường chắn có bản giảm tải. .................................... 46 Hình 3.2a: Cắt ngang đại diện đoạn Km30+050-Km30+120 trước sụt lở. .... 48 Hình 3.2b: Cắt ngang đại diện đoạn Km30+050-Km30+120 thiết kế xử lý. . 49 Hình 3.3: Cắt ngang đại diện đoạn Km47+450-Km47+650........................... 52 Hình 3.4. So sánh các loại hình tường chắn ...................................................... 55 Hình 3.5a. Cắt ngang đại diện thiết kế tường chắn trọng lực ......................... 59 Hình 3.5b. Cắt ngang đại diện thiết kế tường chắn có bản giảm tải. .............. 59 Hình 4.1. Sơ đồ tính toán thiết kế tường chắn có bản giảm tải.............................. 62 Hình 4.2. Kích thước sơ bộ tường chắn .............................................................. 63 Hình 4.3: Sơ đồ xác định E1, E2 của tường chắn có bản giảm tải .......................... 63 Hình 4.4: Biểu đồ áp lực đất lên tường chắn có bệ giảm tải ................................. 65 Hình 4.5. Sơ đồ kiểm toán các mặt cắt................................................................ 67 Hình 4.6. Sơ đồ kiểm toán mặt cắt I-I ................................................................. 68 Hình 4.7. Sơ đồ kiểm toán mặt cắt II-II .................................................................. 68
VI Danh môc c¸c b¶ng biÓu Bảng 2.1. Tổng hợp tình hình áp dụng các biện pháp ổn định mái dốc nền đường trên một số tuyến đường thuộc vùng núi khu vực Trung bộ ............... 15 Bảng 2.2. Tổng hợp hiệu quả của việc áp dụng các biện pháp ổn định mái dốc nền đường trên một số tuyến đường chính thuộc vùng núi khu vực Nam Trung bộ.... 16 Bảng 3.1: Các đặc trưng chính của mái dốc ta luy Km122+340-Km122+400 ......................................................................................................................... 43 Bảng 3.2: Các đặc trưng chính của mái dốc ta luy âm Km30+050-Km30+120 ......................................................................................................................... 47 Bảng 3.3: Các đặc trưng chính của mái dốc ta luy âm Km47+450-Km47+650 ......................................................................................................................... 50 Bảng 4.1: Quy định nghiệm thu các kích thước hình học............................... 73
1 luËn v¨n tèt nghiÖp th¹c sü khoa häc kü thuËt Ph©n tÝch kh¶ n¨ng, KIÕN NGHÞ sö dông t-êng Ch¾n cã B¶N gi¶m t¶i TRONG C¤NG TR×NH GIAO TH¤NG ë VIÖT NAM PHẦN MỞ ĐẦU 1. ĐẶT VẤN ĐỀ: Giao thông vận tải là một bộ phận quan trọng trong kết cấu hạ tầng kinh tế - xã hội, cần ưu tiên đầu tư phát triển đi trước một bước với tốc độ nhanh, bền vững nhằm tạo tiền đề cho phát triển kinh tế - xã hội, củng cố an ninh, quốc phòng, phục vụ sự nghiệp công nghiệp hóa - hiện đại hóa đất nước. Phát huy tối đa lợi thế về vị trí địa lý và điều kiện tự nhiên của đất nước để phát triển hệ thống giao thông vận tải hợp lý, giảm thiểu chi phí vận tải, tiết kiệm chi phí xã hội là yêu cầu đặt ra hàng đầu cho các nhà quản lý, tổ chức và thiết kế mạng lưới giao thông. Việt Nam, với diện tích khoảng 327.480km2 đất liền, trong đó địa hình đồng bằng chiếm khoảng ít hơn 20%, địa hình đồi chiếm khoảng 40% và núi khoảng hơn 40%. Phần lớn khu vực miền núi có điều kiện tự nhiên tương đối khắc nghiệt, địa hình núi non hiểm trở, đặc biệt là khu vực miền Trung, Tây Nguyên và miền núi phía Bắc. Tuy nhiên, với vị trí chiến lược về mặt giao thông của các khu vực này, ngày càng có nhiều tuyến đường được xây dựng mới hoặc nâng cấp cải tạo, điển hình như đường Hồ Chí Minh, Quốc lộ 14, Quốc lộ 24, Quốc lộ 279, tuyến Tây Nghệ An, Tây Thanh Hóa,…. Hơn thế nữa, từ nay đến các giai đoạn 2020, 2030 sẽ có hàng ngàn kilômét trong hệ thống đường cao tốc được đầu tư xây dựng qua các khu vực này.
2 Việc xây dựng công trình giao thông trên địa hình sườn dốc vùng núi luôn tồn tại những nguy cơ gây trươ ̣t, su ̣t lở . Trươ ̣t, su ̣t lở xảy ra chủ yếu do sự phá vỡ trạng thái tự nhiên vốn có của mái dốc khi đào hoặc đắp taluy. Đối với quá trình thi công, su ̣t lở chủ yếu chỉ ảnh hưởng đến an toàn lao động, chi phí phát sinh,... thì trong giai đoạn khai thác, su ̣t lở của các tuyến đường miền núi có ảnh hưởng nghiêm trọng đến khả năng lưu thông, hiệu quả khai thác, an toàn của người và phương tiện lưu thông trên tuyến. Các công trình giao thông qua khu vực địa hình đồi núi ngày càng được đầu tư với quy mô, tiêu chuẩn kỹ thuật cao, luôn yêu cầ u đảm bảo giao thông thông suốt trong mùa mưa lũ. Tuy nhiên do điều kiện tự nhiên phức tạp dẫn đến khả năng chọn tuyến để tránh tất cả các vị trí có điạ hinh khó khăn hầu như ̀ không thể, cộng với yếu tố chủ quan và viê ̣c thiế u kinh nghiệm của một bộ phận Tư vấn thiết kế trong thiết kế đường miền núi dẫn đến trươ ̣t, su ̣t lở vẫn thường xuyên sảy ra. Dưới đây là một số hình ảnh về sụt lở mái ta luy nền đường miền núi. Tuyến đi qua địa hình sườn dốc luôn tồn tại những nguy cơ gây sụt lở.
3 Ta luy đào cao luôn là mối đe dọa đối với điều kiện khai thác bình thường của tuyến đường. Đào ta luy làm mất tầng phủ và giảm sức chống cắt của nền đất
4 Sạt lở do giải pháp thiết kế công trình phòng hộ không đảm bảo Sụt lở ta luy dương với quy mô lớn
5 Vấn đề đảm bảo ổn định cho nền đường luôn là một vấn đề rất cần giải quyết để đảm bảo sự khai thác bình thường và lâu dài của các tuyến đường. Trên các công trình này, chúng ta đã dùng rất nhiều biện pháp như: thiết lập mặt cắt hình học hợp lý cho cắt ngang, tường chắn trọng lực, gia cố mái dốc, rọ đá,...để phòng hộ cho mái dốc nền đường. Tuy nhiên phạm vi áp dụng của từng biện pháp thì chưa được nghiên cứu, tổng kết dẫn đến áp dụng sai, gây lãng phí về kinh tế và ít hiệu quả về mặt kỹ thuật. Hơn thế nữa, sụt lở vẫn thường xuyên xảy ra, đặc biệt là vào mùa mưa lũ. Bên cạnh những vấn đề nêu trên, xu hướng thiết kế hiện nay đang hướng đến vấn đề thiết kế bền vững. Việc thiết kế tránh phá vỡ trạng thái tự nhiên, bảo tồn môi trường, thảm thực vật nơi tuyến đường đi qua là hết sức cần thiết. Để giải quyết các vấn đề nêu trên, tránh hiện tượng đào sâu, đắp cao ta luy nền đường miền núi và các hệ quả mà nó gây ra, một số nước trên thế giới như Trung Quốc, Ấn Độ, Nga, Nhật,…đã và đang áp dụng loại hình tường chắn có bản giảm tải và đạt được nhiều hiệu quả. Hơn nữa tường chắn có bản giảm tải cũng được sử dụng rộng rãi ở đường đầu cầu đắp cao, cầu vượt ngoài đô thị và trong đô thị cũng như một số ứng dụng khác. Tuy nhiên loại hình tường chắn này gần như chưa được sử dụng trong giải pháp ổn định nền đường ở miền núi Việt Nam. Xuất phát từ những lý do nêu trên, việc nghiên cứu lý thuyết, ứng dụng thiết kế tường chắn có bản giảm tải cho công trình đường đi qua khu vực miền núi Việt Nam có ý nghĩa hết sức to lớn trong hiệu quả kinh tế, kỹ thuật. 2. MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU: - Tổ ng quan về tường chắ n xử lý ổn định mái dốc nền đường ô tô miền núi của Việt Nam. - Nghiên cứu lý thuyết tính toán tường chắn có bản giảm tải.
6 - Thông qua việc phân tích, đánh giá loại hình tường chắn có bản giảm tải nhằm kiến nghị áp dụng loại hình tường chắn này cho việc xử lý ổn định mái dốc nền đường ô tô vùng núi. - Xây dựng chỉ dẫn thiết kế, thi công, nghiệm thu phục vụ việc áp dụng tường chắn có bản giảm tải vào công trình đường ô tô. ́ 3. ĐÔI TƯỢNG NGHIÊN CỨU: - Lý thuyết tính toá n tường chắ n đấ t nó i chung và tường chắ n có bản giả m tả i nó i riêng. - Các công trình tường chắn cụ thể nằm ở tuyế n QL 24: Cá c đoa ̣n trá nh đèo Viôlăk, đèo Măng Đen, (Quảng Ngãi - Kom Tum), Quốc lộ 279 (Tuần Giáo - Điện Biên- Tây Trang), Tuyế n Trà Trung-Di Lăng (Quảng Ngai). ̃ - Mô ̣t số loa ̣i hinh tường chắ n có bản giả m tả i sử dụng trong ổ n đinh ̀ ̣ má i dố c nề n đường. ́ 4. PHƯƠNG PHAP NGHIÊN CỨU: - Thu thập, biên dịch các tài liệu có liên quan. - Nghiên cứ u lý thuyế t về phân bố áp lực đất lên tường chắn. - Sử dụng chương trình slope trong kiểm toán ổn định mái dốc. - Phân tích, đánh giá , so sánh loại hình tường chắn được nghiên cứu so với các loại hình tường chắn đang sử dụng phổ biến tại Việt Nam. 5. Ý NGHĨA KHOA HỌC CỦ A ĐỀ TÀ I: - Góp phần làm sáng tỏ phương pháp thiết kế tường chắn có bản giảm tải nhằm áp dụng cho các thiết kế ổn định mái dốc nền đường miền núi, đặc biệt là ta luy âm. - Ứng dụng các giải pháp thiết kế mới trong ổn định mái ta luy nền đường miền núi Việt Nam. 6. BÔ CỤC CỦ A ĐỀ TÀ I: ́ Nô ̣i dung củ a đề tà i đươ ̣c thể hiên trong 5 chương mu ̣c sau: ̣
7 Chương 1: Tổ ng quan về tường chắ n đấ t. 1.1. Định nghĩa tường chắn đất và phân loại. 1.2. Các giải pháp thiết kế sử dụng tường chắn trong phòng hộ nền đường vùng núi miền Trung Việt Nam. 1.3. Tường chắn có bản giảm tải. Chương 2: Áp lực đất lên tường chắn và nguyên lý tính toán áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải. 2.1. Các loại áp lực đất lên tường chắn. 2.2. Áp lực đất lên tường chắn thông thường theo lý luận áp lực đất Coulomb. 2.3. Áp lực đất lên tường chắn có bản giảm tải, kiểm tra các điều kiện làm việc của tường chắn. Chương 3: Phân tích khả năng sử du ̣ng loa ̣i hình tường chắ n có bản giả m tả i. 3.1. Ứng dụng phân tích một số công trình tiêu biểu. 3.2. Phân tích các chỉ tiêu kinh tế, kỹ thuật. Chương 4: Xây dựng các quy định kỹ thuật về thiết kế - thi công - nghiệm thu cho loại hình tường chắn có bản giảm tải. 4.1. Các quy định chung. 4.2. Công tác thiết kế. 4.3. Công tác thi công. 4.4. Công tác nghiệm thu. Chương 5: Kết luận và kiến nghị. 5.1. Kết quả đạt được. 5.2. Ý nghĩa khoa học của đề tài. 5.3. Ý nghĩa thực tiễn của đề tài. 5.4. Hướng nghiên cứu tiếp theo.
8 CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN VỀ TƯƠNG CHĂN ĐÂT ̀ ́ ́ Tường chắ n là công trì nh được sử dụng khá phổ biế n trong giả i phá p giữ ổ n đi ̣nh mái ta luy nền đường. Trong chương mục nà y, tá c giả luận văn trì nh bà y cá c nội dung cơ bản sau: - Khá i niê ̣m cơ bản về tường chắ n và phân loại tường chắn. - Các giải pháp thiết kế sử dụng tường chắn trong phòng hộ nền đường miền núi ở khu vực Miền Trung Việt Nam. - Khái quát về tường chắn có bản giảm tải và tì nh hì nh sử dụng loại hì nh tường chắn có bản giảm tải trên thế giới và Việt Nam. ̀ ́ ́ ̀ 1.1. KHÁI NIỆM TƯƠNG CHĂN ĐÂT VA PHÂN LOẠI TƯỜNG CHẮN. 1.1.1. Khái niệm tườ ng chắ n đấ t: Tường chắ n đất được hiểu là kết cấ u công trinh (bê tông, bê tông cốt ̀ thép, đá xây, thép, rọ đá, …) dù ng để giữ nền đấ t đắ p hoă ̣c má i ta luy nền đường đào tránh hiện tượng mất ổn định nền đường. Trong trạng thái làm việc, tường chắn tiếp xúc với nền đất và chịu tác dụng của áp lực đất cũng như các tải trọng bên ngoài gây ra. 1.1.2. Phân loa ̣i tường chắ n đấ t: Tùy theo mục đích sử dụng, tường chắn đất được phân loại theo các cách sau: a. Phân loại theo độ cứng: Biến dạng của bản thân tường chắn làm thay đổi điều kiện tiếp xúc của lưng tường chắn với đất đắp sau nó, do đó làm thay đổi trị số áp lực lên tường chắn và cũng làm thay đổi hình dạng biểu đồ áp lực theo chiều cao.
9 G.A. Đubrôva đã bằng thí nghiệm và chứng minh được biểu §-êng biÕn d¹ng §-êng ¸p lùc đồ áp lực đất lên tường chắn phụ 32 1 12 3 thuộc vào biến dạng và chuyển vị của tường. Nếu tường biến dạng nhỏ thì biểu đồ áp lực đất có dạng Hình 1.1: Phân loại tường chắn hình tam giác (đường 1), nếu tường theo độ cứng biến dạng lớn thì biểu đồ áp lực đất có dạng cong và cường độ áp lực đất phần trên tăng lên (đường 2), nếu chân tường chuyển vị về phía trước thì áp lực ở trên tăng lên (đường 3). Các dạng biến dạng và biểu đồ áp lực đất thể hiện ở hình 1.1. Theo cách phân loại về độ cứng của tường, tường được phân ra thành : - Tường chắn mềm: Tường biến dạng uốn khi chịu áp lực đất, thường là tường gỗ, thép, cọc cừ. - Tường chắn cứng: Tường không có biến dạng uốn khi chịu áp lực đất mà chỉ chuyển vị tịnh tiến hoặc xoay, thường là tường bê tông, bê tông cốt, đá xây,… b. Phân loại theo nguyên tắc làm việc: Theo nguyên tắc phân loại này, tường chắn đất được phân thành các loại: - Tường trọng lực: Ổn định chung của tường và nền đất dựa trên trọng lượng bản thân tường chắn. - Tường bán trọng lực: Ổn định chung được đảm bảo không chỉ dựa vào trọng lượng bản thân tường mà còn dựa vào trọng lượng đất đắp nằm trên móng.
10 - Tường bản góc: Độ ổn định chủ yếu nhờ trọng lượng đất đắp đè lên bản móng, thông thường loại tường này làm bằng BTCT. - Tường mỏng: Độ ổn định của loại tường này được đảm bảo bằng cách chôn tường vào nền đất, để giảm chiều dài chôn tường thường dùng neo để neo vào nền đất. - Tường chắn có bản giảm tải: Ngoài các loại tường chắn được phân loại như trên, loại tường chắn tác giả đang nghiên cứu được tạm gọi là ‘‘tường chắn có bản giảm tải’’, nhờ có bản gảm tải làm giảm áp lực đất theo phương ngang lên tường và tăng áp lực theo phương đứng làm tăng khả năng ổn định của tường. Neo a) b) c) d) e) Hình 1.2: Phân loại tường chắn theo nguyên tắc làm việc. a) Tường trọng lực, b) Tường bán trọng lực, c) Tường bản góc, d) Tường mỏng, e) Tường có bản giảm tải. d. Phân loại theo vật liệu cấu thành: Theo cách phân loại này, tường chắn được phân thành các loại: - Tường chắn bằng đá hộc xây, gạch xây, tường chắn bê tông không cốt thép (cá c loại hình tường chắn này trong thời gian gần đây thường được sử dụng khá rộng rãi cho các dự án đi qua địa hình miền núi Việt Nam). - Tường chắn bê tông cốt thép: Thông thường có cấu tạo dạng bản góc. - Tường chắn bằng rọ đá: cấu tạo thân tường bằng các rọ đá xếp chồng lên nhau và liên kết với nhau bằng liên kết buộc.
11 - Tường chắn bằng rọ đá có neo: giống như tường chắn rọ đá, loại hình tường chắn này có neo chôn ở nền đất đắp nhằm tạo lực giữ cho tường. - Tường chắn đất có cốt: mặt ngoài của tường là các tấm panen lắp ghép, độ ổn định chung của tường nhờ vào lực tương tác giữa cốt và nền đất, cốt thường được cấu tạo bằng lưới địa kỹ thuật cường độ cao hoặc cốt thép cường độ cao. - Tường chắn bằng cọc kháng trượt: Các cọc thường được cấu tạo bằng bê tông cốt thép dạng rỗng, độ ổn định chung của nền đường và mái ta luy nhờ vào lực ma sát và dính kết của đất và cọc. Cèt thÐp a) b) c) d) Cäc kh¸ng tr-ît T-êng cã cèt Cäc kh¸ng tr-ît Neo e) f) g) Hình 1.3: Phân loại tường chắn theo kết cấu a) Tường đá hộc xây, b) Tường bê tông, c) Tường BTCT, d) Tường chắn rọ đá, e) Tường rọ đá có neo, f) Tường có cốt, g) Tường có cọc kháng trượt.
12 e. Phân loại hình thức thi công: Theo cách phân loại này, tường chắn được phân thành: - Tường chắn thi công liền khối: làm bằng bê tông, đá hộc xây, gạch xây,… Tường liền khối được thi công bằng xây hoặc đỗ tại chỗ trên hố móng. - Tường chắn thi công lắp ghép: thông thường làm bằng cấu kiện bê tông cốt thép lắp ghép đúc sẵn, lắp ghép lại với nhau theo sơ đồ đã định. Cấu kiện đúc sẵn, là những thanh hoặc kết cấu không lớn để tiện vận chuyển và lắp ghép. 1.2. CÁC GIẢI PHÁP THIẾT KẾ SỬ DỤNG TƯỜNG CHẮN TRONG PHÒNG HỘ NỀN ĐƯỜNG VÙNG NÚI MIỀN TRUNG VIỆT NAM. 1.2.1. Sơ lược một số công trình đường qua địa hình miền núi: Trong quá trình công tác, tác giả luận văn đã tham gia thiết kế, chủ trì thiết kế, giám sát thi công và tiếp cận một số dự án xây dựng đường ô tô thuộc khu vực miền Trung Việt Nam như Quốc lộ 14B, Quốc lộ 14D, Quốc lộ 14E, Quốc lộ 24..., đặc biệt là hệ thống đường Hồ Chí Minh. Toàn bộ các dự án trên có đặc điểm tuyến đi qua khu vực địa hình miền núi và khó khăn lớ n về địa hình.  Quốc lộ 1: Đoạn qua các tỉnh Nam Trung bộ chủ yếu đi trong khu vực đồng bằng. Các đoạn đèo dốc xuất hiện cục bộ với chiều dài không lớn. Các đèo lớn trong đoạn này có: đèo Hải Vân, đèo Cù Mông, đèo Cả.  Quốc lộ 14B: Quốc lộ 14B xuất phát từ cảng Tiên Sa - Thành phố Đà Nẵng, qua ngã ba Hoà Cầm (Km932+800/QL1), Tuý Loan, Đại Lộc, Hà Tân, Hội Khách đến Thạnh Mỹ. Riêng ở địa phận Quảng Nam tuyến dài 78km. Hơn 50% chiều dài (Km32 - Km78) tuyến qua địa hình núi cao với nhiều dốc quanh co, cây cối rậm rạp, đường xấu, dân cư thưa.  Quốc lộ 14D: Quốc lộ 14D xuất phát từ bến Giằng (Km815/ QL14 cũ, nay là đường Hồ Chí Minh), kéo dài đến biên giới Việt - Lào, toàn tuyến nằm
13 trong địa phận tỉnh Quảng Nam với chiều dài 74,63km. Phần lớn chiều dài tuyến đi trong địa hình rất phức tạp nên sụt lở xảy ra thường xuyên.  Quốc lộ 14E: Quốc lộ 14E xuất phát từ Thị trấn Hà Lam - huyện Thăng Bình (Quốc lộ 1), qua huyện Hiệp Đức, và kết thúc tại Thị trấn Khâm Đức - huyện Phước Sơn (đường Hồ Chí Minh). Toàn tuyến nằm trong tỉnh Quảng Nam với tổng chiều dài 79km, trong đó đoạn từ Km53 đến cuối tuyến nằm trong khu vực địa hình đồi núi cao, taluy đào sâu đến 30~40m, nhiều khả năng sạt lở về mùa mưa lũ.  Đường Hồ Chí Minh (đoạn qua tỉnh Quảng Nam): Đường Hồ Chí Minh (trước là Quốc lộ 14, đã được nâng cấp) - đoạn qua các tỉnh miền Trung và Tây Nguyên - xuất phát từ cầu ĐaKrông - tỉnh Quảng Trị, qua các tỉnh Thừa Thiên - Huế, Quảng Nam, Kon Tum. Trong đó đoạn tuyến thuộc địa phận tỉnh Quảng Nam gồm 2 nhánh: Nhánh phía Tây (Km426 - Km510) và nhánh phía Đông (Km218 - Km334). Với toàn bộ chiều dài tuyến thuộc vùng núi cao, khối lượng đào đắp lớn nên tuyến đường Hồ Chí Minh qua tỉnh Quảng Nam thực sự là điểm nóng về vấn đề sụt lở mái taluy nền đường.  Quốc lộ 24: Quốc lộ 24 xuất phát từ Thạch Trụ - tỉnh Quảng Ngãi (Km1068 QL1) qua Ba Tơ, Gia Vực, Măng Đen đến Thị xã Kon Tum, tuyến dài 167,89km. Đoạn Ba Tơ (Km30) đến Măng Đen (Km97) dài 67km, đường qua vùng rừng núi rậm rạp, ta luy cao, vực sâu. Thuộc địa bàn tỉnh Quảng Ngãi có đèo Viôlăk (Km58 - Km69), dài 11km, dốc 10% luôn là điểm nóng sụt lở về mùa mưa lũ.  Quốc lộ 19: Quốc lộ 19 xuất phát từ cảng Quy Nhơn qua Phú Tài, Ba Ghi, An Khê, Mang Giang, Pleiku, Hàm Rồng đến cửa khẩu Lệ Thanh (biên giới Việt Nam - Campuchia), tuyến dài 247 km. Đoạn qua địa phận tỉnh Bình Định với khoảng 30km đường núi, trong đó có đèo An Khê (Km 59 - Km 67), dài 8 km, dốc 8%
14  Quốc lộ 25: Quốc lộ 25 xuất phát từ Thị xã Tuy Hoà - Tỉnh Phú Yên (Km 1322/ QL1) qua Tĩnh Sơn, Cà Lúi, Phú Túc, Cheo Reo và kết thúc tại Thị trấn Chư Sê - Tỉnh Gia Lai, tuyến dài 180 km. Đoạn qua tỉnh Phú Yên (Km 0 - Km 69) có địa hình miền núi sườn dốc lớn.  Quốc lộ 26: Quốc lộ 26 xuất phát từ Thị trấn Ninh Hoà qua Dục Mỹ, đèo Phượng Hoàng, Krông Bach đến Thành phố Buôn Ma Thuột, tuyến dài 151 km. Trong đó đoạn Km80 đến Km121 có địa hình miền núi sườn dốc lớn. 1.2.2. Tình hình áp dụng các biện pháp phòng hộ nền đường vùng núi trên các tuyến đuờng thuộc khu vực Trung bộ: 1.2.2.1. Tình hình áp dụng các biện pháp ổn định mái dốc nền đường: Các loại biện pháp ổn định mái dốc nền đường ở các tuyến đường vùng núi khu vực Nam Trung bộ tương đối đa dạng. Trong đó phong phú nhất về các biện pháp ổn định mái dốc nền đường là tuyến đường Hồ Chí Minh do tuyến đường này kéo dài qua nhiều khu vực vùng núi có địa hình khó khăn hiểm trở, điều kiện địa hình và địa chất, thủy văn cũng rất đa dạng. Các tuyến đường QL14B, QL14E do đặc điểm về hướng tuyến nối từ đồng bằng lên vùng núi nên các công trình ổn định mái dốc nền đường chỉ tập trung ở đoạn cuối tuyến. Tuyến quốc lộ 1A đoạn qua đèo Hải Vân cũng là một đoạn tuyến điển hình về vấn đề sụt lở mái dốc nền đường. Riêng tuyến quốc lộ 14D mặc dù đi trong vùng có điều kiện địa hình, địa chất rất phức tạp nhưng do điều kiện về kinh phí và khai thác nên mức độ đầu tư cho các công trình ổn định mái dốc nền đường không nhiều. Căn cứ các số liệu thu thập được về các công trình ổn định mái dốc nền đường trên một số tuyến đường chính trong khu vực, có thể đánh giá sơ bộ tình hình áp dụng các biện pháp ổn định mái dốc nền đường thông qua bảng sau: